[发明专利]使用远程操作运载工具进行海底测试的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种使用远程操作运载工具(ROV)进行海底测试的方法。特别是，本发明涉及(但不局限于)使用装备有例如x射线荧光(XRF)传感器或中子活化分析(NAA)传感器的光谱传感器的远程操作运载工具测试海床材料的方法。

背景技术

参照这里的背景技术不认为承认这些技术构成澳大利亚或其他地方的公知常识。

其中通常是例如海床块状硫化物的海床沉积物的海床材料被开采和运输到表面船舶以便处理的海床采矿操作正在发展。许多挑战来自于在这种水下环境中的作业，特别是在例如海平面以下1000－3000m+的水体深处操作时。

这些挑战之一是分析海床材料。通常样本材料被收集和输送到表面船舶以便测试。但是，获得样本是复杂、费时和昂贵的过程。

获得样本的一种方法是将具有多功能操纵器的特殊远程操作运载工具(ROV)发送到海床以实际获得样本并使其带回到表面。但是，一旦在海床处，适合被移除的材料必须首先被识别，例如“柱状矿体”或露出岩层。具有有限控制的ROV必须接着试图通过多动能操纵器折断岩石块。在许多情况下，样本过于牢固而不能通过ROV折断，在该过程中破碎，过于庞大而不能操纵，或者意外掉落。即使通过ROV获得良好的样本，也需要使其放置在海底上的容器内，并随后回收到表面。这种取回操作增加了复杂性，并需要采用附加部件，包括绞盘系统来从海底部署和回收样本容器。

另一方法是使用蜡采样，其中具有小块蜡的小重物被掉落到海床上，蜡附着到可以取回和分析的小颗粒上。但是，此方法非常低效，因为只取回了有限量的随机选择的颗粒，并且取回的颗粒相对小，限制了可以进行的分析水平。

又一采样方法是使用推动芯或箱体芯采样，其中相对浅的芯样本从插入海床表面的设备取出。但是，此方法只适用于软沉积物，并不适用于获得硬岩石含矿样本。

如上所述获得样本材料不仅繁琐，而且直到样本取回和测试之后，才可以进行海床材料的分析。这种时间延迟是显著的，并且导致海床材料的特性理解的显著低效。这造成采矿时间和资源的浪费。

发明内容

本发明的目的在于提供一种使用远程操作运载工具进行海底测试的方法，其克服或消除以上描述的一个或多个缺陷或问题，或至少提供有用的替代。

本发明的其他优选目的将从以下说明中变得清楚。

根据本发明的第一方面，提供一种使用具有光谱传感器的远程操作运载工具进行海底测试的方法，该方法包括：

识别待分析的海床材料；

引导远程操作运载工具到识别的海床材料；以及

通过光谱传感器分析海床材料。

优选地，光谱传感器包括x射线荧光传感器和/或中子活化分析传感器。通过光谱传感器分析海床材料的步骤优选地包括通过x射线荧光传感器和/或中子活化分析传感器分析海床材料。

优选地，分析海床材料的步骤包括使用来自x射线荧光传感器和/或中子活化分析传感器的数据确定海床材料的矿物成分。优选地，该方法还包括使用来自海床材料的分析的数据确定海床材料的矿物等级估计的步骤。待分析的海床材料优选地包括海床沉积物、硬岩石和/或结构。

优选地，该方法还包括通过光谱传感器由海床材料的分析产生光谱数据的步骤。该方法还包括存储来自光谱传感器的数据的步骤。该数据可存储在远程操作运载工具上和/或远程位置处。该方法还优选地包括通常传输来自光谱传感器的数据到表面船舶或平台的步骤。该数据优选地实时或接近实时地传输，但是也可以随后传输(或重新传输)。

远程操作运载工具可以被栓系，优选地通过脐带缆线栓系到表面船舶或例如海床采矿、切割或堆放运载工具的其他海床设备。远程操作运载工具可以经由脐带缆线供能和控制。优选地，数据在脐带缆线上传输。该数据也能够直接从远程操作运载工具下载。

优选地，引导远程操作运载工具的步骤包括邻近识别的海床材料定位光谱传感器。光谱传感器优选地包括防水壳体，防水壳体对于使用深度进行压力分级和适当压力测试。防水壳体可具有x射线荧光和/或中子传输窗口。邻近识别的海床材料定位x射线荧光和/或中子活化分析传感器的步骤优选地包括使用远程操作运载工具(ROV)操纵器臂或远程致动探头以便朝着待分析的识别的海床材料定位传输窗口。

优选地，远程操作运载工具由表面船舶或平台操作。远程操作运载工具也可以是自动或部分自动的。远程操作运载工具可具有海床材料识别系统以便识别可以令人感兴趣的待分析海床材料。

本发明的其他特征和优点将从以下详细描述中变得清楚。

附图说明