[發明專利]一種浮游式海底高精度瞬變電磁探測系統

有效

• 申請號: 201711210600.0
• 申請日: 2017-11-28
• 公開（公告）號: CN108008454B
• 公開（公告）日: 2019-07-12
• 發明（設計）人: 胡瓊;周勝;呂彤;劉少軍;席振銖;余新鵬
• 申請（專利權）人: 中南大學;深圳市遠東海洋礦產資源開發研究院有限公司;湖南五維地質科技有限公司
• 主分類號: G01V3/12
• 分類號: G01V3/12;G08C19/00;H04N7/18;H04N7/10;B63C11/34
• 代理公司: 長沙市融智專利事務所(普通合伙) 43114
• 代理人: 鄒劍峰

本發明公開了一種浮游式海底高精度瞬變電磁探測系統，包括甲板控制平臺、ROV近海底工作平臺、水下信息采集控制系統以及臍帶纜；ROV近海底工作平臺通過臍帶纜與甲板控制平臺連接，水下信息采集控制系統設置在ROV近海底工作平臺上，通過將電磁探測儀搭載在ROV上，給探測儀增加導航和定位系統，從而使得電磁探測儀可以到達指定測點按照指定的軌跡進行探測，并精確控制探測儀天線距離海底高度，從而實現深海瞬變電磁儀的有效、快速、便于實施，具有海底電性結構精細勘探能力，適用于海底多金屬硫化物及富鈷結殼礦床的快速勘探，為后續深海采礦車在海底行走和開采提供更為科學的指導。

技術領域

本發明屬于海底電磁探測技術領域，具體涉及到一種浮游式海底高精度瞬變電磁探測系統。

背景技術

近年來礦產資源日趨短缺和枯竭，世界各國將注意力轉向海洋，開發和利用海洋資源是人類社會發展需求新資源的必然趨勢。

深海底多金屬硫化物，因其水深較淺、礦區相對集中、冶煉工藝相對簡單、冶煉成本較低而被認為是一種具有遠景意義的海底多金屬礦產資源。針對深海特殊勘查環境、海底熱液硫化礦“富而淺”的特征以及首要是“發現異常”的地質任務要求，所需的深海探測系統必須是有效、快速、便于實施的。

目前國內外進行深海勘察的方法主要是大地電磁法(MT)、可控源音頻大地電磁法(CSAMT)。大地電磁法(MT)是長周期測量天然海底大地電磁信號，計算海底電阻率，儀器首先沉入海底，測完一個點后再用聲控裝置釋放沉重，儀器利用浮力球浮出海面打撈上來，然后再到下一點繼續測量。其工作流程非常繁瑣，而且測量一個測點數據至少需要2天，不滿足快速、便于實施的條件。

可控源音頻大地電磁法(CSAMT)是在大地電磁法(MT)的基礎上進行了改進，由發射和接收兩部分組成，這兩部分分離的距離要求為幾公里，因此至少需要兩艘勘探船；同時測量30個頻點數據至少用1個小時，而且在測量期間要保持船體不動。因此可控源音頻大地電磁法(CSAMT)在深海作業也不便于實施。

多金屬硫化物及富鈷結殼礦區快速探測的實質是快速地發現海底硫化物礦產異常，實踐證明深海近海底拖曳式電磁系統可發現海底0-100米淺埋藏塊狀硫化物礦渦流異常，被美國、加拿大、俄羅斯等應用于海底多金屬硫化物及熱液系統的勘探。2006年，中南大學、北京先驅高技術開發公司和長沙五維地科勘察技術有限責任公司共同投資開發了MTEM-08拖曳式海洋瞬變電磁探測系統，這是國內首套用于深海熱液硫化物勘查的瞬變電磁系統。2008年MTEM-08系統在洞庭湖開展試驗，測試了儀器在水下拖曳狀態、工作穩定性以及對低阻異常體的反映；2010年在南海某海域海底光纜和PVC輸油管道探測試驗；2010年該系統應用于“大洋一號”第22航次大洋科考，成功探測到了“貝利珠”熱液區金屬硫化物礦電磁異常；2012年，該系統在“大洋一號”第26航次大洋科考中有效探測到TAG熱液區金屬硫化物的瞬變電磁響應特征；2013年該系統完成在南海某海域海底高壓輸油管道探測試驗；2013～2016年MTEM-08系統在西南印度洋參加金屬硫化物礦的調查研究。多年的深海探測試驗發現，當拖曳式探測系統離底高度大于50米時，異常響應極其微弱，在實際應用中將難以觀測，因此必須將拖曳式瞬變電磁儀的拖曳高度控制在50米以內。然而，相對于千米級的拖曳深度，無法保證拖曳高度小于50米。

發明內容

本發明解決的技術問題是：針對現有的深海近海底拖曳式電磁系統存在的定位精度存在的技術不足，提供一種浮游式海底高精度瞬變電磁探測系統，具有海底電性結構精細勘探能力，適用于海底多金屬硫化物及富鈷結殼礦床的快速勘探。

本發明采用如下技術方案實現：

一種浮游式海底高精度瞬變電磁探測系統，包括甲板控制平臺1、ROV近海底工作平臺2、水下信息采集控制系統3以及臍帶纜4；