[发明专利]用于海底测试的设备和方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种海底测试的设备和方法。特别是，本发明涉及(但不局限于)使用安装在海床钻探装备上的传感器、优选为光谱传感器，例如x射线荧光(XRF)和/或中子活化分析(NAA)和/或磁化率传感器来测试通常为芯样本的海床样本的设备和方法。

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。

特别是在相对深的水体(例如海平面以下1000m-3000m+)中的海床钻探是相对复杂、费时和昂贵的操作。通常通过‘脐带’线连接到表面支持船舶或平台并具有海床钻探装备的远程操作系统已知用于这种钻探操作。海床钻探装备通常包括为例如钻头支承结构的多种部件提供支承的框架，钻头支承结构会通常包括能够在海床内钻孔的钻具。

被认为特别繁琐的海床钻探的一个方面在于获得和分析芯样本。通常，钻具的端部上的芯筒用来获得芯样本。一旦芯筒被填充，来自芯筒的芯样本必须接着被取回。通常芯筒被首先取回到钻具并随后接着拿到表面船舶或平台以便芯样本取出和分析。

此方法的主要问题通常在于直到芯材料取回和分析才知道海床材料的成分。这种时间延迟会是显著的，并导致钻孔的特性理解的显著低效。时间延迟的一个结果在于在钻探操作期间钻孔通常被钻过最佳孔端(EOH)深度。这造成钻探时间和资源的浪费。

一种在芯样本在表面分析之前试图趋近最佳EOH深度的方法是具有定位在钻探装备上的摄像机，摄像机随着芯样本从钻具移除来捕捉和传输芯样本的图像。图像接着通过适当合格操作者检查，操作者试图在视觉上评价芯样本是否看来被钻过最佳EOH深度。可观地，这种方法只在摄像机图像清晰且视觉区别能够通过操作者识别的情况下起作用。另外，该方法会具有人为错误，在芯样本取回以便分析之前视觉检查芯样本中，会削弱生产力优势。该方法也不能从这种视觉分析确定含矿等级测量数据。

发明内容

本发明的目的在于提供一种用于海底测试的设备和方法，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，提供一种用于来自海床的芯样本的海底测试的设备，该设备包括：

海床钻探装备，其能够钻孔并从海床获得样本；以及

传感器，其安装在海床钻探装备上，并在样本获得之后分析样本的至少一部分。

优选地，传感器包括光谱传感器，例如x射线荧光传感器和/或中子活化分析传感器，和/或磁化率传感器。

优选地，样本是芯样本。优选地，该设备还包括样本操纵系统，其接收样本并使其运动到指定储存区域。优选地，指定储存区域是海床钻探装备的指定储存区域。优选地，传感器定位在海床钻探装备上以便分析芯样本的至少下部。在优选形式中，传感器分析芯样本的底端。

样本操纵系统优选地进一步包括支架，支架从海床钻探装备的钻具接收样本。支架优选地自动和/或远程操作。支架优选地构造成邻近传感器运动样本。替代地，传感器布置成在样本定位在指定储存区域时分析样本。样本操纵系统还可进一步包括在致动时使支架运动的臂或传送带。

传感器优选地分析样本以确定样本的矿物成分和矿物等级估计。优选地，传感器与表面支持船舶或平台通信。优选地，传感器经由连接在表面船舶或平台和海床钻探装备之间的脐带缆线与表面支持船舶通信。

根据本发明的第二方面，提供一种来自海床的芯样本的海底测试的方法，该方法包括如下步骤：

操作海床钻探装备以便从海床获得样本；以及

通过安装在海床钻探装备上的传感器分析样本的至少一部分。

优选地，传感器包括光谱传感器，例如x射线荧光传感器和/或中子活化分析传感器，和/或磁化率传感器。

优选地，样本是芯样本，并且优选地，海床钻探设备使用附接到钻具的芯筒从钻孔获得芯样本。优选地，该方法还包括操纵样本到指定储存区域的步骤。优选地，操纵样本到指定储存区域的步骤包括将其芯筒内的芯样本运动到指定储存区域。优选地，指定储存区域是海床钻探装备的指定储存区域。优选地，样本保持在其芯筒内，直到样本取回到表面支持船舶或平台。芯筒通常具有至少一个开口端，并且传感器优选地分析能够经由芯筒的开口端接近的样本的端部。

优选地，传感器分析芯样本的至少下部。在优选形式中，传感器分析芯样本的底端。