[发明专利]水面走航式探测海底气泡型浅层气的装置及方法

权利要求书

1.水面走航式探测海底气泡型浅层气的装置，包括调查船(100)、线缆系统(200)、采集主机及供电系统(300)，采集主机及供电系统(300)设置在调查船(100)上，采集主机与线缆系统(200)相连，其特征在于：

所述线缆系统(200)包括尾锚(23)、浮球(24)、多道电极系(25)和持力绳(26)，尾锚(23)通过持力绳(26)连接调查船(100)，多道电极系(25)和浮球(24)固定在持力绳(26)上，浮球(24)间隔设置有多个，用于保持线缆漂浮于水面；

所述多道电极系(25)通过多通道子母插头与采集主机连接，多道电极系(25)包括多个供电电极和多个测量电极，多个供电电极在靠近调查船端依次排布设置，多个测量电极等间距依次布设在供电电极之后远离调查船端。

2.根据权利要求1所述的水面走航式探测海底气泡型浅层气的装置，其特征在于：所述调查船(100)上还设置有GPS实时定位系统、走航时速实时监测系统、单波束水深探测装置(400)；在走航探测过程中，通过GPS实时定位系统给出测线首尾的经纬度坐标，用于测线定位；走航时速实时监测系统基于走航时速与采集时间间隔确定测量点相对距离；单波束水深探测装置(400)用于测量系统走航探测时实时水深数据。

3.根据权利要求2所述的水面走航式探测海底气泡型浅层气的装置，其特征在于：所述供电电极包括距离近调查船端依次设置的C1、C2、C3三个供电电极，所述测量电极包括距离供电电极C1端依次设置的P1至P13十三个测量电极。

4.根据权利要求3所述的水面走航式探测海底气泡型浅层气的装置，其特征在于：所述C1C2间隔距离为h1，C2C3的间隔距离为h2，最相邻的供电电极C3和测量电极P1之间的间隔距离为h3,相邻测量电极之间的距离为h4，且h1、h2、h3为15-25m，h4为3-8m。

5.根据权利要求2所述的水面走航式探测海底气泡型浅层气的装置，其特征在于：所述采集主机包括总控机和主机模块，所述主机模块包括中央控制单元以及与中央控制单元相连的数据传输单元、采集单元和变频方波发射单元；GPS实时定位系统、走航时速实时监测系统、单波束水深探测装置(400)和供电系统均与总控机相连，总控机与数据传输单元相连，采集单元与测量电极相连，变频方波发射单元与供电电极相连，对供电电极的供电电流记为I。

6.根据权利要求5所述水面走航式探测海底气泡型浅层气的装置的方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1、调查船拖动线缆系统(200)在海水面移动，并为多道电极系中的两个供电电极供电，形成电场；

步骤2、获取两个供电电极的供电电流I的数值以及测量电极的电位值，每两个测量电极为一组，形成测量电极对，两个供电电极形成供电电极对，将每组测量电极的所测电位相减形成该组测量电极对的电位差；

步骤3、利用GPS实时监测装置确定测线首尾位置，利用航速实时监测以及采集间隔确定每个采集点电位差所对应的采集点位置；

所述采集点水平位置为靠近测量电极对的供电电极与靠近供电电极的测量电极的连线中心，采集点距水面深度为靠近测量电极对的供电电极与靠近供电电极的测量电极的连线长度的二分之一；

步骤4、根据供电电流I和采集点电位差ΔU计算采集点视电阻率，根据采集点视电阻率和采集点位置构建视电阻率剖面图；

步骤5、对视电阻率剖面图作反演计算，获得真电阻率剖面图；根据真电阻率剖面图判定气泡型浅层气分布范围以及含气量变化。