(57)【要約】スラリー移送パイプを介して海底ツールからスラリーを受け取るスラリー入口と、貯鉱容積を有する空洞を海底と一緒になって画定する複数の壁とを有する海底貯鉱用装置。壁は、濾布またはジオテキスタイルなどの透水性の材料から実質的に作製されており、スラリーからの水の分離を許容する一方で、スラリー入口から受け取られたスラリーに含まれる海底物質を取り込んで収容する。好ましい形態において、海底貯鉱装置は、海底面に配置される底の開いたフードである。
2014522923.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
使用時に海底に配置される海底貯鉱装置であって、
スラリー移送パイプの取り付けのための、かつ海底ツールからスラリーを受け取るためのスラリー入口と、
貯鉱容積を有する空洞を略画定する複数の壁であって、前記スラリー中の水が前記装置から外に出るのを許容する一方で、前記装置内の前記スラリーに含まれる海底物質を取り込んで収容するように構成された壁と
を備える装置。
【請求項２】
前記海底貯鉱装置は、底の開いたフードである、請求項１に記載の海底貯鉱装置。
【請求項３】
前記複数の壁は、前記空洞を、前記海底貯鉱装置が配置される海底面と共に画定する、請求項２に記載の海底貯鉱装置。
【請求項４】
前記複数の壁は透水性である、請求項１〜３のいずれか一項に記載の海底貯鉱装置。
【請求項５】
前記複数の壁の少なくとも一部は濾過材からなる、請求項１〜４のいずれか一項に記載の海底貯鉱装置。
【請求項６】
前記濾過材の装着を反対にすることにより前記濾過材の内向きの表面が外向きになるように、前記濾過材は反転可能に装着される、請求項５に記載の海底貯鉱装置。
【請求項７】
前記濾過材はジオテキスタイルである、請求項５または６に記載の海底貯鉱装置。
【請求項８】
前記複数の壁の少なくとも一部は濾過構造を含む、請求項１〜７のいずれか一項に記載の海底貯鉱装置。
【請求項９】
前記濾過構造は傾斜板沈殿槽または傾斜管沈殿槽である、請求項８に記載の海底貯鉱装置。
【請求項１０】
格納位置と移動位置との間で移動可能な複数の可動部を更に備え、前記海底貯鉱装置の移動中の抵抗負荷は、前記移動位置において低減される、請求項１〜９のいずれか一項に記載の海底貯鉱装置。
【請求項１１】
前記海底貯鉱装置と前記海底との間の静止摩擦を低減する少なくとも１つの摩擦低減機構を更に備える、請求項１〜１０のいずれか一項に記載の海底貯鉱装置。
【請求項１２】
前記摩擦低減機構は、前記海底貯鉱装置の底部に近接する１つまたは複数の流体出口を含む、請求項１１に記載の海底貯鉱装置。
【請求項１３】
前記１つまたは複数の流体出口は、ダクトを介して前記スラリー入口の分流弁に流体接続される、請求項１２に記載の海底貯鉱装置。
【請求項１４】
前記１つまたは複数の流体出口はほぼ前記海底の方向に向けられている、請求項１２または１３に記載の海底貯鉱装置。
【請求項１５】
前記１つまたは複数の流体出口は複数のノズルを含む、請求項１２〜１４のいずれか一項に記載の海底貯鉱装置。
【請求項１６】
前記摩擦低減機構は複数の可動壁を含む、請求項１１に記載の海底貯鉱装置。
【請求項１７】
前記複数の可動壁は、前記海底貯鉱装置の前記複数の壁の内側に収容されることが好ましく、前記装置内に収容された海底物質を包囲する、請求項１６に記載の海底貯鉱装置。
【請求項１８】
前記複数の可動壁は、前記海底貯鉱装置の前記複数の壁に対して回転する、請求項１６または１７に記載の海底貯鉱装置。
【請求項１９】
吊り上げ具を更に備える、請求項１〜１８のいずれか一項に記載の海底貯鉱装置。
【請求項２０】
前記海底貯鉱装置の中心軸線から外れたオフセット吊り上げ具を更に備える、請求項１〜１９のいずれか一項に記載の海底貯鉱装置。
【請求項２１】
前記オフセット吊り上げ具は、前記海底貯鉱装置の外縁に近接して配置される、請求項２０に記載の海底貯鉱装置。
【請求項２２】
前記海底貯鉱装置は、水上船舶から別々に配備されて水中で相互に連結するように構成された少なくとも２つのモジュールから形成される、請求項１〜２１のいずれか一項に記載の海底貯鉱装置。
【請求項２３】
貯鉱取り出し装置を更に備える、請求項１〜２２のいずれか一項に記載の海底貯鉱装置。
【請求項２４】
前記貯鉱取り出し装置は、前記海底貯鉱装置の前記複数の壁の少なくとも１つに開放口を有する、請求項２３に記載の海底貯鉱装置。
【請求項２５】
前記複数の壁は斜めに置かれて略円錐台形状を形成する、請求項１〜２４のいずれか一項に記載の海底貯鉱装置。
【請求項２６】
前記海底貯鉱装置の外周に剛性のスカート部を更に備える、請求項１〜２５のいずれか一項に記載の海底貯鉱装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は概して水中採掘に関し、特に海底貯鉱用装置に関する。詳細には、本発明は、少なくとも１つの海底ツールから海底物質、典型的には鉱石スラリーを受け取る海底貯鉱装置であって、水上船舶に移送するために海底物質をそこから集鉱することができる海底貯鉱装置に関するが、これに限定されるものではない。
【背景技術】
【０００２】
発明の背景
海床掘削は、例えば、貴重な沖積砂鉱床を回収するために、または水路を航行可能に維持するために、浚渫によって行われることが多い。吸引浚渫には、掘削される海床物質の近くにパイプやチューブの集鉱端を位置決めすることと、海面ポンプを使用して負差圧を発生させ、海水および付近の可動性海底堆積物をパイプで吸い上げることとが含まれる。カッター吸引浚渫は、吸引入口またはその付近にカッターヘッドをさらに備え、圧縮された土壌や砂利、硬質岩までも解離させてチューブに吸引させる。大型のカッター吸引浚渫は、数万キロワットの切断力を印加することができる。他の海床浚渫法としては、オーガー吸引、ジェットリフト、エアリフト、およびバケット浚渫が挙げられる。
【０００３】
多くの浚渫装置は通常、数十メートルの深さまでしか行なうことができず、さらに大型の浚渫機でさえもその最大浚渫深さは１００メートルにすぎない。このため、比較的浅い水域に浚渫は限定されることが多い。
【０００４】
油井等の海中ボアホールは、数千メートルもの深さの水域で行なうことがある。しかしながら、海中ボアホールの採掘技術により海底採掘することは不可能である。
文書、行為、材料、装置、物品等に関連する本明細書中のいずれの説明も、本発明の文脈を提供するためのものにすぎない。これらの事項の一部または全てが、先行技術の基準の一部を形成したり、本出願の各請求項の優先日以前に存在していたために本発明に関連する分野における常識であったりすることを認めていると解釈すべきでない。
【０００５】
本明細書を通じて、「含む（comprise）」という用語、または「含む（comprises）」もしくは「含んでいる（comprising）」などの変化形は、示された要素や完全体やステップ、または複数の要素や完全体やステップからなるグループを包含することを示唆すると理解すべきであり、他のいずれの要素や完全体やステップ、または複数の要素や完全体やステップからなるグループを包含することを排除するものではない。
【０００６】
発明の概要
第１の態様によれば、本発明は、使用時に海底に配置される海底貯鉱装置を提供するものであり、その装置は、
スラリー移送パイプの取り付けのための、かつ海底ツールからスラリーを受け取るためのスラリー入口と、
貯鉱容積を有する空洞を略画定する複数の壁であって、前記スラリー中の水が前記装置から外に出るのを許容する一方で、前記装置内のスラリーに含まれる海底物質を取り込んで収容するように構成された壁と
を備える。
【０００７】
好ましくは、前記海底貯鉱装置はフードである。好ましくは、前記フードは底が開いている。好ましくは、前記空洞は、前記海底貯鉱装置が配置される海底面と共に前記複数の壁により画定される。好ましくは、前記フードは再配置が可能であり、前記複数の壁の少なくとも一部は、海底貯鉱装置の移動中の抵抗負荷を低減する複数の可動部である。この移動は、海底貯鉱装置の配備、海底での再配置、または回収であってもよい。
【０００８】
好ましくは、前記複数の壁の少なくとも一部は透水性である。好ましくは、前記複数の壁の少なくとも一部は、ジオテキスタイルなどの濾過材および／または傾斜板沈殿槽または傾斜管沈殿槽などの濾過構造を含み、濾過構造は所望の海底物質を収容する一方で水が外に出るのを許容する。好ましい形態において、海底貯鉱装置の前記複数の壁は、濾過材部分および濾過構造部分の両方、好ましくはジオテキスタイル部分および傾斜板沈殿槽または傾斜管沈殿槽部分をそれぞれ含む。
【０００９】
前記濾過材の装着を反対にすることにより前記濾過材の内向きの表面が外向きになるように、前記濾過材は反転可能に装着されることが好ましい。前記濾過材の反転可能な装着により多数の利点（例えば、細かな海底物質が濾過材上に堆積したときに、そうした堆積物が更なる貯鉱動作によって外側表面から流し落とされる傾向があるために、濾過材を選択的に清浄化できる）が提供され得る。
【００１０】
海底貯鉱装置は、装置を海底から引き上げるときに、海底貯鉱装置と海底貯鉱装置が配置された海底面との間の静止摩擦（静摩擦）を低減するために利用される摩擦低減機構を更に備えることが好ましい。前記摩擦低減機構は、装置の底部に近接する１つまたは複数の流体出口を含み得る。前記流体出口はほぼ海底の方向に向けられていることが好ましい。前記流体出口は使用時、海底貯鉱装置に近接する堆積物および海底物質を流動化させることが好ましい。
【００１１】
前記摩擦低減機構は、代替的にまたは追加的に複数の可動壁を含み得る。前記複数の可動壁は、装置の前記複数の壁の内側に収容されることが好ましく、装置内に収容された海底物質を包囲する。前記複数の可動壁は、装置を引き上げる際に装置の前記複数の壁に対して回転することが好ましい。前記複数の可動壁は回転するときに装置内に収容された海底物質から離れるように揺動することが好ましい。
【００１２】
装置は、装置を引き上げて操作するための少なくとも１つの吊り上げ具を備えることが好ましい。吊り上げ具は、少なくとも装置の引き上げ可能にする移動システムと連結されることが好ましい。装置の中心軸線から外れたオフセット吊り上げ具、好ましくは装置の外縁またはそれに近接して配置されるオフセット吊り上げ具を設けることもできる。前記オフセット吊り上げ具は、装置の再配置の際に装置を斜めに引き上げることが好ましい。
【００１３】
好ましくは、海底貯鉱装置は、水上船舶から別々に配備されて水中で相互に連結するように構成された少なくとも２つのモジュールから形成される。水上船舶配備システムの最大配備能力は、海底貯鉱装置のサイズを制限することがあり、したがっていくつかの実施形態において、海底貯鉱装置は、別々に表面配備されるように構成され、かつ水中に沈められと海底で相互に連結されるように構成された２つ以上のモジュールで形成される。例えば、このようなモジュール式の海底貯鉱装置は、いくつかの実施形態において、２つ以上のモジュールからひとたび形成されると直径が最大２５ｍで水中重量が最大１００Ｔとすることができる。
【００１４】
本発明の複数の実施形態において、海底貯鉱装置は、海底貯鉱装置内に貯鉱された物質をスラリーとして取り出すことができる貯鉱取り出し装置を含み得る。前記貯鉱取り出し装置は、海底貯鉱装置のドアのような開放口を含むことができ、その開放口は、開放時には、好ましくはスラリーとして貯鉱された物質を集鉱するために、海底機械のブームに取り付けられた吸引入口が海底貯鉱装置内に導入されるのを許容し、かつ閉鎖時には、貯鉱された物質を拘束する。追加的にまたは代替的に、海底貯鉱装置の前記貯鉱取り出し装置は、吸引入口と、海底貯鉱装置に装着されてかつ海底貯鉱装置内に延びるスラリー移送パイプとを含むことができ、海底貯鉱装置の前記吸引入口は適切な位置に配置され、貯鉱された物質を流動させて抽出する。
【００１５】
本発明のこのような実施形態は、海底物質を取り込むのに望ましいスラリー流量が、例えばライザーおよびリフトシステムによりスラリーを水上船舶にまで引き上げるのに望ましいスラリー流量とは大きく異なる可能性のあることを認識しており、したがって、海底貯鉱装置を用いてこれらの流量の分断を行う。よって、それぞれの流量を別々に最適化することができる。例えば、水上船舶へのスラリー流量が約１２％の平均鉱石濃度でおよそ１，０００ｍ３／時である一方で、海底貯鉱装置内へのスラリー流量は、約３％の鉱石濃度で例えば約３，０００ｍ３／時とすることができる。
【００１６】
本発明の複数の実施形態において、海底貯鉱装置は、海底の比較的平坦な部分に位置決めされたときに、ゆっくり沈殿する微粒子（本明細書では「細粒」と称する）の損失を最小限に抑えるようにして貯鉱容積を完全に包囲するフードを海底貯鉱装置が形成するように構成されることが好ましい。そのような実施形態において、大量のスラリー流入を収容するためには、前記フードは、前記貯鉱容積から水が外に出るのを許容して、海底物質をスラリーから濾過して取り込むことが好ましい。この目的のために、好ましくは、前記フードの複数の壁の有効表面積は、前記フードから水が外に出るのを許容する一方で細粒を収容する濾過材から形成される。固体粒子が濾過材を通過できるよりも小さい寸法である前記濾過材の等級は、前記フードから外へ出る必要な水の流量が前記フード内へのスラリー流入に対応する一方で細粒の封じ込めを最大にするように選択されることが好ましい。例えば、前記濾過材は、５０ミクロン等級のシルトカーテンからなるものであってもよい。海底フードは、フードの複数の壁が前記濾過材で形成された状態で、前記濾過材を支持する立体フレームを含むことが好ましい。
【００１７】
前記フード内へ流入するスラリーから細粒を取り込むことは、海底物質のプルームの漏れを回避する点で環境的に有利であり、また、集鉱することが望ましい海底物質の３０％以上がそのような細粒に相当するために操作的にも有利であり得る。
【００１８】
貯鉱フードは、略円錐台形状を形成する複数の斜めの壁を有してもよく、その複数の壁は、貯鉱された鉱石の堆積物から大きな外向きの圧力を受けるのを避けるために、鉱石の堆積物の予期されるリル角度に近似した角度である。
【００１９】
更に、本発明はいくつかの実施形態において、かなりの水深に配備させるのに適応可能な海底貯鉱装置を提供する。例えば、いくつかの実施形態は約４００ｍを超える水深で、さらに好ましくは１０００ｍを超える水深で、さらに好ましくは１５００ｍ超える水深で動作可能であり得る。とはいえ、本発明のいくつかの実施形態は、約１００ｍ程度の浅い水中で有用な海底採掘のオプション、または他の比較的浅い水中の用途も提供し得ることを認識すべきである。したがって、海底または海床という表現は、塩水、汽水または淡水中であるか否かに問わず、湖底、河口底、フィヨルド底、入江底、湾底、港底などの採掘または掘削への本発明の適用を排除するものでないことを認識すべきであり、そのような適用は、本明細書の範囲内に含まれる。
【００２０】
添付図面を参照しながら本発明の実施例について以下で説明する。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】図１は本発明の一実施形態に係る貯鉱フードを利用した海中システムの簡略化された全体図である。
【図２ａ】図２ａは本発明の実施形態に係る貯鉱フードを示す。
【図２ｂ】図２ｂは本発明の実施形態に係る貯鉱フードを示す。
【図２ｃ】図２ｃは本発明の実施形態に係る貯鉱フードを示す。
【図２ｄ】図２ｄは本発明の実施形態に係る貯鉱フードを示す。
【図２ｅ】図２ｅは本発明の実施形態に係る貯鉱フードを示す。
【図２ｆ】図２ｆは本発明の実施形態に係る貯鉱フードを示す。
【図３】図３は貯鉱からの集鉱を示す。
【図４】図４は重ねられた貯鉱を示す。
【図５】図５は複数の傾斜沈殿槽パネルを備えた貯鉱フードの断面図を示す。
【図６】図６はオフセット吊り上げ点を備えた貯鉱フードの断面図を示す。
【図７】図７は摩擦低減機構を備えた貯鉱フードの断面図を示す。
【図８ａ】図８ａは静止位置にある別の摩擦低減機構の断面図を示す。
【図８ｂ】図８ｂは引き上げ位置にある図８ａに示す摩擦低減機構の断面図を示す。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
図１は、本発明の一実施形態に係る海中システム１００の概略的な全体図である。デリック１０２および脱水プラント１０４は、外洋航行の生産支援船（ＰＳＶ）１０６としての水上船舶に搭載されている。ＰＳＶ１０６は、回収した鉱石を荷船１０８に積載するための鉱石移送設備を有する。
【００２３】
本実施形態は、水深およそ２５００ｍまで動作可能なシステム１００を提供するが、代替的な実施形態では、３０００ｍ以上で動作させるように設計することができる。生産動作中、１つまたは複数の海底採掘ツール（ＳＭＴ）１１２を使用して、海床１１０から海底物質、好ましくは鉱石が掘削される。
【００２４】
海底採掘ツール１１２により採掘された鉱石は、切削されるとすぐに集鉱されて、海底採掘ツール１１２から貯鉱移送パイプ（ＳＴＰ）１２８を通じて、スラリーとして海底貯鉱装置１２４にポンプ輸送される。海底貯鉱装置１２４は、スラリーからの水の分離を許容するとともにスラリーから鉱石を取り込む。
【００２５】
集鉱ツール１１４は、海底貯鉱装置１２４の内側からスラリーとして鉱石を集鉱するために、ドア２２０（図２ａを参照）を介して、ブームに取り付けた吸引入口を海底貯鉱装置１２４内に挿入する。その後、スラリーはライザー１２２の基部まで移送され、そこで海中リフトポンプ１１８が、剛性のライザー１２２（図１に中略して示すが、本実施形態では最大２５００ｍの長さとすることができる）を介して、スラリーをＰＳＶ１０６まで引き上げる。ＰＳＶ１０６においてスラリーはプラント１０４により脱水される。廃水は、圧力下で海底に戻されて、海中リフトポンプ１１８のためにチャージ圧を提供する。脱水された鉱石は、処理場に輸送される前に、貯鉱設備まで輸送される輸送荷船１０８に荷降ろしされる。
【００２６】
図２ａ〜図２ｄは、貯鉱フード１２４としての貯鉱装置を更に詳細に示している。貯鉱フード１２４は、海中ホースコネクタである移送パイプコネクタ２０２および２０４を備え、多数の海底ツール１１２によってフード貯鉱１２４内に鉱石を同時に集鉱することを許容する。スラリー流は、移送パイプコネクタ２０２および２０４により略鉛直下向きにフード内に案内される。フード１２４は、吊り上げ具をフード１２４の配備、再配置および回収用のリフトギア２０６として更に備える。
【００２７】
貯鉱フード１２４は、（図３に示すように）海底物質を貯鉱するための空洞を、海底１１０と共に画定するパネル２０８を含む複数の壁を有する。
パネル２０８は取り外し可能であり、透水性表皮をジオテキスタイルカバー２１４として備えたフレーム２１２から形成される。
【００２８】
貯鉱フード１２４の大きな形状寸法に起因して、ジオテキスタイルカバー２１４による装置に関連した水中での付加質量は大きい。この付加質量により、水中では、引き上げ抵抗が従来のリフトよりも飛躍的に増大する。これにより、本実施形態では、何らかの引き上げ動作が行われる前に、移動方向に整列するようにジオテキスタイルカバー２１４を回転させることできる。貯鉱フード１２４の移動中の水抵抗を低減するために、パネル２０８を開放することができる。ジオテキスタイルカバー２１４は、流出速度を低減して、より大きな残土粒子の沈降を可能にし、３０〜６０ミクロンよりも大きな細粒を保持する。濾過材の差圧が濾過孔の閉塞により上昇する場合には、濾過材の破断を回避するために、リリーフ弁またはフラップが設けられる。
【００２９】
図２ｂに示すように、貯鉱フード１２４は、水上船舶から別々に配備されて、その後、海底で一緒にすることができる２つのモジュール１２４ａおよび１２４ｂから形成される。この構成により、貯鉱フード１２４全体が水上船舶の配備システムの重量上限を超えることが許容される。図２ｃは、貯鉱フード１２４の平面図であり、図２ｄは、貯鉱フード１２４の立面図である。
【００３０】
引き上げおよび下降動作中において、フードの抵抗は非常に大きい。抵抗を低減するために、構造を通過して水が流れるようにすることが好ましい。図２ｅおよび図２ｆは、貯鉱フード１２４の頂部における開放フラップ２１０を閉鎖位置と開放位置でそれぞれ示しており、後者では、フード移動中の抵抗が低減される。
【００３１】
貯鉱フード１２４の設計では、フラップ２２０としてのドアを介して集鉱機３００がアクセスするために用意がなされており、それには、集鉱機３００のブームに取り付けられた吸引入口３０２としての集鉱部分を、フラップ２２０を通して挿入することを許容する適切に配設されたスリットを備えたゴムパネルが含まれる。フラップ２２０は、貯鉱のあらゆる方面から集鉱を行うために複数の位置に設けられており、機能するために電力を必要とはしない。フラップ２２０は、集鉱機３００により使用されていないときにはスラリーの過剰な漏出を回避するように設計される。
【００３２】
したがって、本実施形態は、１つまたは複数の海底生産ツールからポンプ輸送される鉱石スラリーの流れを濾過する。このスラリーは高流量であり、その流れから鉱石が海底に沈降可能であるように、スラリー速度を低減する必要がある。貯鉱フード１２４は、スラリー流から失われる鉱石の量を低減し、貯鉱フード１２４が再配置されるときに生じる鉱石パイルの乱れを最小限に抑えるように設計される。貯鉱フード１２４は、再使用できるように、船舶上の天井クレーンにより移動させることができる。
【００３３】
鉱石スラリーの流入は、貯鉱フード１２４の大きな容積およびジオテキスタイルカバー２１４に覆われた広い表面積に起因して貯鉱フード１２４内で減速される。スラリー内のより大きな鉱石粒子は、速いセットラインであり、流速の遅い領域で貯鉱に沈降する。大量のスラリー流は、ジオテキスタイルカバー２１４がスラリーの流れから沈降の遅い粒子を濾過しながら、ジオテキスタイルカバー２１４を低速で通過する。
【００３４】
図３は、貯鉱フード１２４内の貯鉱５００から鉱石を集鉱する集鉱機３００を示している。図３では、明確さのために、ジオテキスタイルカバーなしで貯鉱フード１２４を示している。ジオテキスタイルカバーが設置されている状態では、集鉱機３００の集鉱部分３０２が、貯鉱フード１２４のフラップ２２０を通して挿入される。図３はまた、貯鉱フード１２４内に収容される最大限の貯鉱５０２のサイズを示している。
【００３５】
図４ａおよび図４ｂは、剛性のスカート部３１０を備えたフード１２４を使用して標準的な貯鉱５００のサイズを増大させる方法を示している。スカート部３１０は貯鉱５００内の鉱石を支持し、非耐力のフード壁では不可能である貯鉱フード１２４の過充填を可能とする。その方法は、過剰に盛った貯鉱５０４で貯鉱フード１２４を過剰に満たすことと、過剰に盛った貯鉱５０４から貯鉱フード１２４を持ち上げること、つまり、過剰に盛った貯鉱５０４を崩壊させて崩壊した貯鉱５０６にし、次に、崩壊した貯鉱５０６の上に貯鉱フード１２４を載置することを含む。
【００３６】
図５は、ジオテキスタイルカバー２１４の一部が傾斜沈殿槽２１６としての濾過構造に置き換えられた貯鉱フード１２４の実施形態を示している。傾斜沈殿槽２１６は、傾斜板沈殿槽または傾斜管沈殿槽のいずれかとすることができるが、傾斜沈殿槽２１６の傾斜面を滑り落ち、貯鉱フード１２４内に戻り、貯鉱５００に至る固体を取り込みつつ、貯鉱フード１２４から上方への水の流出を可能にする。傾斜沈殿槽２１６は、ジオテキスタイルカバー２１４の単なる使用と比べて、沈降速度を増大させる流出横断面積の１平方メートル当たりの沈降面積を増大させ、同一の容量出力を維持しながら、貯鉱フード１２４の沈降容量の増大および／または貯鉱フード１２４のサイズの減少を可能にする。図示するように、ジオテキスタイルカバー２１４を有する代わりに、壁が全体として傾斜沈殿槽２１６を含むことも想定される。
【００３７】
図６は、オフセット吊り上げ具をオフセット吊り上げ点２１８として備えた貯鉱フード１２４を示している。オフセット吊り上げ点２１８は、貯鉱フード１２４の側部に位置決めされ、吊り上げ具２１８’により貯鉱フード１２４を斜めに引き上げることを可能にする。オフセット吊り上げ点２１８を使用して貯鉱フード１２４を斜めに引き上げることにより、貯鉱フード１２４の引き上げを妨げる静止摩擦、すなわちスティクション（静摩擦）が低減される。この点において、少量の周辺の堆積物５０１が、貯鉱フード１２４の外周に堆積する可能性があり、貯鉱５００と共に、フード１２４と海底１１０との間に静摩擦を生じさせる。
【００３８】
貯鉱フード１２４をオフセット吊り上げ点から持ち上げることにより、オフセット吊り上げ点２１８の下方にある貯鉱フード１２４の側部が最初に引き上げられ、静摩擦に打ち勝つのに必要とされるトータルの解放力を低減する。静摩擦にいったん打ち勝つと、中央のリフトギア２０６を使用して、貯鉱１２４を持ち上げて操作することができる。
【００３９】
図７は、貯鉱フード１２４と海底１１０との間の静摩擦を低減するのにも役立つ摩擦低減機構を示している。ＳＴＰ１２８に接続されるパイプ移送コネクタ２０２および２０４は分流弁を有しており、分流弁は、ダクト２２２を下って貯鉱フード１２４下部におけるノズル２２４の形の流体出口まで流れの一部を分流させるように作動可能である。分流弁を作動させると、スラリーポンプシステムによりポンプ輸送された水が、ダクト２２２内にノズル２２４からポンプ輸送される。この水は、周辺の堆積物５０１を含む貯鉱フード１２４の外周の物質をほぐし、貯鉱フード１２４と海底１１０との間の摩擦を低減する。静摩擦力にいったん打ち勝つと、貯鉱フード１２４は、比較的簡単に操作される。水の代わりに、ノズル２２４から空気または他の流体が放出されることも想定される。
【００４０】
図８ａおよび図８ｂは、図７に示す前述の摩擦低減機構に代えてまたはさらにそれに加えて使用できる更なる摩擦低減機構を示している。図８ａおよび図８ｂの摩擦低減機構は、貯鉱フード１２４の内側に複数の可動壁２３０を有する。可動壁２３０は、貯鉱フード１２４の側部に対して回転可能である。図８ａに示すように、貯鉱５００は、貯鉱フード１２４の可動壁２３０の内側で保持される。貯鉱フード１２４を引き上げると、図８ｂに示すように、下方に向かってかつ貯鉱５００から離れるように回転する。この動作により、貯鉱フード１２４と海底１１０との間の静摩擦力が効果的に解消される。
【００４１】
特定の実施形態で示すように、広く説明した本発明の精神または範囲から逸脱することなく、本発明に対して多くの変形および／または変更をなし得ることが、当業者には理解されるであろう。それゆえ、本実施形態は、全ての点において例示的なものとみなされるべきであり、限定的なものとみなされるべきではない。
【図１】
2014522923.tif 000003
【図２ａ】
2014522923.tif 000004
【図２ｂ】
2014522923.tif 000005
【図２ｃ】
2014522923.tif 000006
【図２ｄ】
2014522923.tif 000007
【図２ｅ】
2014522923.tif 000008
【図２ｆ】
2014522923.tif 000009
【図３】
2014522923.tif 000010
【図４ａ】
2014522923.tif 000011
【図４ｂ】
2014522923.tif 000012
【図５】
2014522923.tif 000013
【図６】
2014522923.tif 000014
【図７】
2014522923.tif 000015
【図８ａ】
2014522923.tif 000016
【図８ｂ】
2014522923.tif 000017
【手続補正書】
【提出日】平成25年4月4日(2013.4.4)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
使用時に海底に配置される海底貯鉱装置であって、前記装置は、
スラリー移送パイプの取り付けのための、かつ海底ツールからスラリーを受け取るためのスラリー入口と、
底の開いたフードとを備え、
前記フードは、貯鉱容積を有する空洞を略画定する複数の壁を有し、前記壁は、前記スラリー中の水が前記装置から外に出るのを許容する一方で、前記装置内の前記スラリーに含まれる海底物質を取り込んで収容するように構成される、装置。
【請求項２】
前記複数の壁は、前記空洞を、前記海底貯鉱装置が配置される海底面と共に画定する、請求項１に記載の海底貯鉱装置。
【請求項３】
前記複数の壁は透水性である、請求項１または２に記載の海底貯鉱装置。
【請求項４】
前記複数の壁の少なくとも一部は濾過材からなる、請求項１〜３のいずれか一項に記載の海底貯鉱装置。
【請求項５】
前記濾過材の装着を反対にすることにより前記濾過材の内向きの表面が外向きになるように、前記濾過材は反転可能に装着される、請求項４に記載の海底貯鉱装置。
【請求項６】
前記濾過材はジオテキスタイルである、請求項４または５に記載の海底貯鉱装置。
【請求項７】
前記複数の壁の少なくとも一部は濾過構造を含む、請求項１〜６のいずれか一項に記載の海底貯鉱装置。
【請求項８】
前記濾過構造は傾斜板沈殿槽または傾斜管沈殿槽である、請求項７に記載の海底貯鉱装置。
【請求項９】
格納位置と移動位置との間で移動可能な複数の可動部を更に備え、前記海底貯鉱装置の移動中の抵抗負荷は、前記移動位置において低減される、請求項１〜８のいずれか一項に記載の海底貯鉱装置。
【請求項１０】
前記海底貯鉱装置と前記海底との間の静止摩擦を低減する少なくとも１つの摩擦低減機構を更に備える、請求項１〜９のいずれか一項に記載の海底貯鉱装置。
【請求項１１】
前記摩擦低減機構は、前記海底貯鉱装置の底部に近接する１つまたは複数の流体出口を含む、請求項１０に記載の海底貯鉱装置。
【請求項１２】
前記１つまたは複数の流体出口は、ダクトを介して前記スラリー入口の分流弁に流体接続される、請求項１１に記載の海底貯鉱装置。
【請求項１３】
前記１つまたは複数の流体出口はほぼ前記海底の方向に向けられている、請求項１１または１２に記載の海底貯鉱装置。
【請求項１４】
前記１つまたは複数の流体出口は複数のノズルを含む、請求項１１〜１３のいずれか一項に記載の海底貯鉱装置。
【請求項１５】
前記摩擦低減機構は複数の可動壁を含む、請求項１０に記載の海底貯鉱装置。
【請求項１６】
前記複数の可動壁は、前記海底貯鉱装置の前記複数の壁の内側に収容されることが好ましく、前記装置内に収容された海底物質を包囲する、請求項１５に記載の海底貯鉱装置。
【請求項１７】
前記複数の可動壁は、前記海底貯鉱装置の前記複数の壁に対して回転する、請求項１５または１６に記載の海底貯鉱装置。
【請求項１８】
吊り上げ具を更に備える、請求項１〜１７のいずれか一項に記載の海底貯鉱装置。
【請求項１９】
前記海底貯鉱装置の中心軸線から外れたオフセット吊り上げ具を更に備える、請求項１〜１８のいずれか一項に記載の海底貯鉱装置。
【請求項２０】
前記オフセット吊り上げ具は、前記海底貯鉱装置の外縁に近接して配置される、請求項１９に記載の海底貯鉱装置。
【請求項２１】
前記海底貯鉱装置は、水上船舶から別々に配備されて水中で相互に連結するように構成された少なくとも２つのモジュールから形成される、請求項１〜２０のいずれか一項に記載の海底貯鉱装置。
【請求項２２】
貯鉱取り出し装置を更に備える、請求項１〜２１のいずれか一項に記載の海底貯鉱装置。
【請求項２３】
前記貯鉱取り出し装置は、前記海底貯鉱装置の前記複数の壁の少なくとも１つに開放口を有する、請求項２２に記載の海底貯鉱装置。
【請求項２４】
前記複数の壁は斜めに置かれて略円錐台形状を形成する、請求項１〜２３のいずれか一項に記載の海底貯鉱装置。
【請求項２５】
前記海底貯鉱装置の外周に剛性のスカート部を更に備える、請求項１〜２４のいずれか一項に記載の海底貯鉱装置。
【国際調査報告】
2014522923.tif 000018
2014522923.tif 000019
2014522923.tif 000020