[發明專利]使用遠程操作運載工具進行海底測試的方法

在審

• 申請號: 201380039645.X
• 申請日: 2013-07-10
• 公開（公告）號: CN104487828A
• 公開（公告）日: 2015-04-01
• 發明（設計）人: G·史密斯;S·利奇
• 申請（專利權）人: 諾蒂勒斯礦物太平洋有限公司
• 主分類號: G01N23/222
• 分類號: G01N23/222;G01N23/223;B63C11/48;B63G8/42
• 代理公司: 北京市金杜律師事務所 11256
• 代理人: 蘇娟

技術領域

本發明涉及一種使用遠程操作運載工具(ROV)進行海底測試的方法。特別是，本發明涉及(但不局限于)使用裝備有例如x射線熒光(XRF)傳感器或中子活化分析(NAA)傳感器的光譜傳感器的遠程操作運載工具測試海床材料的方法。

背景技術

參照這里的背景技術不認為承認這些技術構成澳大利亞或其他地方的公知常識。

其中通常是例如海床塊狀硫化物的海床沉積物的海床材料被開采和運輸到表面船舶以便處理的海床采礦操作正在發展。許多挑戰來自于在這種水下環境中的作業，特別是在例如海平面以下1000－3000m+的水體深處操作時。

這些挑戰之一是分析海床材料。通常樣本材料被收集和輸送到表面船舶以便測試。但是，獲得樣本是復雜、費時和昂貴的過程。

獲得樣本的一種方法是將具有多功能操縱器的特殊遠程操作運載工具(ROV)發送到海床以實際獲得樣本并使其帶回到表面。但是，一旦在海床處，適合被移除的材料必須首先被識別，例如“柱狀礦體”或露出巖層。具有有限控制的ROV必須接著試圖通過多動能操縱器折斷巖石塊。在許多情況下，樣本過于牢固而不能通過ROV折斷，在該過程中破碎，過于龐大而不能操縱，或者意外掉落。即使通過ROV獲得良好的樣本，也需要使其放置在海底上的容器內，并隨后回收到表面。這種取回操作增加了復雜性，并需要采用附加部件，包括絞盤系統來從海底部署和回收樣本容器。

另一方法是使用蠟采樣，其中具有小塊蠟的小重物被掉落到海床上，蠟附著到可以取回和分析的小顆粒上。但是，此方法非常低效，因為只取回了有限量的隨機選擇的顆粒，并且取回的顆粒相對小，限制了可以進行的分析水平。

又一采樣方法是使用推動芯或箱體芯采樣，其中相對淺的芯樣本從插入海床表面的設備取出。但是，此方法只適用于軟沉積物，并不適用于獲得硬巖石含礦樣本。

如上所述獲得樣本材料不僅繁瑣，而且直到樣本取回和測試之后，才可以進行海床材料的分析。這種時間延遲是顯著的，并且導致海床材料的特性理解的顯著低效。這造成采礦時間和資源的浪費。

發明內容

本發明的目的在于提供一種使用遠程操作運載工具進行海底測試的方法，其克服或消除以上描述的一個或多個缺陷或問題，或至少提供有用的替代。

本發明的其他優選目的將從以下說明中變得清楚。

根據本發明的第一方面，提供一種使用具有光譜傳感器的遠程操作運載工具進行海底測試的方法，該方法包括：

識別待分析的海床材料；

引導遠程操作運載工具到識別的海床材料；以及

通過光譜傳感器分析海床材料。

優選地，光譜傳感器包括x射線熒光傳感器和/或中子活化分析傳感器。通過光譜傳感器分析海床材料的步驟優選地包括通過x射線熒光傳感器和/或中子活化分析傳感器分析海床材料。

優選地，分析海床材料的步驟包括使用來自x射線熒光傳感器和/或中子活化分析傳感器的數據確定海床材料的礦物成分。優選地，該方法還包括使用來自海床材料的分析的數據確定海床材料的礦物等級估計的步驟。待分析的海床材料優選地包括海床沉積物、硬巖石和/或結構。

優選地，該方法還包括通過光譜傳感器由海床材料的分析產生光譜數據的步驟。該方法還包括存儲來自光譜傳感器的數據的步驟。該數據可存儲在遠程操作運載工具上和/或遠程位置處。該方法還優選地包括通常傳輸來自光譜傳感器的數據到表面船舶或平臺的步驟。該數據優選地實時或接近實時地傳輸，但是也可以隨后傳輸(或重新傳輸)。

遠程操作運載工具可以被栓系，優選地通過臍帶纜線栓系到表面船舶或例如海床采礦、切割或堆放運載工具的其他海床設備。遠程操作運載工具可以經由臍帶纜線供能和控制。優選地，數據在臍帶纜線上傳輸。該數據也能夠直接從遠程操作運載工具下載。

優選地，引導遠程操作運載工具的步驟包括鄰近識別的海床材料定位光譜傳感器。光譜傳感器優選地包括防水殼體，防水殼體對于使用深度進行壓力分級和適當壓力測試。防水殼體可具有x射線熒光和/或中子傳輸窗口。鄰近識別的海床材料定位x射線熒光和/或中子活化分析傳感器的步驟優選地包括使用遠程操作運載工具(ROV)操縱器臂或遠程致動探頭以便朝著待分析的識別的海床材料定位傳輸窗口。

優選地，遠程操作運載工具由表面船舶或平臺操作。遠程操作運載工具也可以是自動或部分自動的。遠程操作運載工具可具有海床材料識別系統以便識別可以令人感興趣的待分析海床材料。

本發明的其他特征和優點將從以下詳細描述中變得清楚。

附圖說明