[发明专利]一种多金属结核资源勘探系统及勘探方法

说明书

本发明公开了一种多金属结核资源勘探系统及勘探方法，该勘探系统包括勘探船和水下勘探装置，勘探船内安装有甲板处理器，水下勘探装置包括防护框架以及装设于防护框架内的水下控制器、原位取样装置和环境感知元件，水下控制器通过铠装缆与甲板处理器进行数据传输，原位取样装置和环境感知元件均通过数据线与水下控制器连接，环境感知元件进行光学扫描探测并将信息传输至水下控制器进行预处理，信息经预处理后传输至甲板处理器进行存储和初步分析，据初步分析结果，选定多金属结核取样区域后，由水下控制器控制原位取样装置取样采集。本发明具有可进行光学扫描、原位取样和数据修正，勘测精度高等优点。

技术领域

本发明属于海底资源勘探领域，尤其涉及一种多金属结核资源勘探系统及勘探方法。

背景技术

多金属结核主要赋存于水深3000~6000m的海底；含有70多种元素，其中锰、铜、镍、钴4种金属的储量比陆地上的储量要大几十倍至一千倍，铜、钴、镍等76种金属元素是陆地上紧缺的矿产资源，有必要开采海底多金属结核获取这些金属。

多金属结核资源在洋底的赋存情况，即多金属结核覆盖率、粒径和丰度是矿区勘探调查的主要内容。我国主要是采用无缆取样器、多频探测和光学深拖系统来计算该类指标，无缆取样器无法找出多金属结核连续分布规律，多频探测和光学深拖系统虽可探测出多金属结核的连续分布规律，但其精度比较低，而光学图像多金属结核覆盖率、粒径和丰度的精确计算是多金属结核连续分布分析的基础。由于多金属结核被沉积物覆盖的部分无法通过光学图像算出，所以粒径参数测量值准确率不高，造成丰度计算误差偏大。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，克服以上背景技术中提到的不足和缺陷，提供一种可进行光学扫描探测、在光学探测区域内进行原位取样、对样品进行分析并对光学扫描探测数据进行修正的勘测精度高的多金属结核资源勘探系统及勘探方法。

为解决上述技术问题，本发明提出的技术方案为：

一种多金属结核资源勘探系统，包括勘探船和水下勘探装置，所述勘探船内安装有甲板处理器，所述水下勘探装置通过铠装缆与所述甲板处理器进行数据传输连接，所述水下勘探装置包括防护框架以及装设于所述防护框架内的水下控制器、原位取样装置和环境感知元件，所述水下控制器通过所述铠装缆与甲板处理器进行数据传输，所述原位取样装置和环境感知元件均通过数据线与所述水下控制器连接，环境感知元件进行光学扫描探测并将采集到的视觉信号和位置信息传输至水下控制器进行预处理，视觉信号和位置信息经预处理后由水下控制器传输至甲板处理器进行存储和初步分析；据初步分析结果，选定多金属结核取样区域后，甲板处理器控制对水下控制器发送取样采集命令，水下控制器接收取样采集命令后控制原位取样装置执行取样采集动作。

作为上述技术方案的进一步改进：

优选的，所述环境感知元件包括用于采集所述位置信息的超短基线、前置高度计、高度计以及用于采集所述视觉信号的照明灯阵、摄像机和高清相机，所述超短基线设于防护框架内的顶部，前置高度计设于防护框架内的前端，所述照明灯阵、摄像机、高清相机和高度计设于防护框架内的尾端下部，所述超短基线、前置高度计、高度计、摄像机和高清相机均通过数据线与所述水下控制器信号连接。

优选的，所述原位取样装置包括深水液压泵站、驱动油缸、取样箱和箱体密封机构，所述深水液压泵站装设于防护框架内的顶部并与所述水下控制器相连，所述取样箱装设于防护框架内的底部，取样箱的底部呈开口状，所述箱体密封机构围设于取样箱的外侧，所述驱动油缸水平装设于所述取样箱外的顶部，驱动油缸的进出油路连接于深水液压泵站，驱动油缸的驱动杆与所述箱体密封机构相连并驱动其开合以对打开或关闭取样箱，取样箱顶部还设有用于监视箱内情况的箱内照明灯和箱内摄像头，所述箱内照明灯和箱内摄像头与水下控制器电连接。

优选的，所述铠装缆与水下勘探装置连接的一端设有称重头，所述称重头通过螺栓与所述防护框架连接。