海底缆线的磁力探测方法详解
海底电缆外部探测方法与应用浅析
加装铅块等配重使之下沉，然后通过调节船舶的航速，将拖体的距底高度控制在 ５～１０ｍ范围，以便取得较
好的探测效果。
海洋磁力仪的探测成果可以利用磁异常平面剖面图的形式来表示，具体方法为，首先绘制磁力探测的
实际航迹线，然后按照适当的比例将每个测点的磁异常值垂直投影到航迹线上，即可直观地判断整条航迹
线上的磁异常值变化情况，如果没有其他磁性体干扰，海底电缆上方的磁异常会非常明显。图 ２是在渤海某
摘 要：介绍了海底电缆外部探测作业中常用的方法、原理及其应用情况。海洋磁力仪、海缆探测仪、侧
扫声纳和浅地层剖面仪都可用于探测海缆，分别基于磁力信号、电磁信号和声学反射信号的测量原理。
每种方法都有优缺点和应用限制，在实际应用中应该灵活选择与搭配不同的调查方法。
关键词：海底电缆；侧扫声纳；海洋磁力仪；海缆探测仪；浅地层剖面仪
油田进行海洋磁力探测后，根据磁异常成果绘制的平面剖面图，连接每条航迹线上探测到的磁异常点，即可
第 ３９卷第 ３期
２０１８年 ６月
水 道 港 口
ＪｏｕｒｎａｌｏｆＷａｔｅｒｗａｙａｎｄＨａｒｂｏｒ
Ｖｏｌ．３９ Ｎｏ．３ Ｊｕｎ．２０１８
海底电缆外部探测方法与应用浅析
李 晶１，２
（１．交通运输部天津水运工程科学研究所，天津 ３００４５６；２．天津水运工程勘察设计院 天津市水运工程 测绘技术重点实验室，天津 ３００４５６）
图 １ 海底电缆侧扫声纳探测图像 Ｆｉｇ．１Ｓｉｄｅｓｃａｎｓｏｎａｒｉｍａｇｅｉｎ ｓｕｂｍａｒｉｎｅｃａｂｌｅｄｅｔｅｃｔｉｏｎ
底电缆不通电或动力加载电流较大时，其磁异常值也可能超出上述范围［７］。
在使用海洋磁力仪时，通常将其拖曳于船尾一定距离，如果是木质船体，拖缆长度宜大于 １倍船长，如果
一种地下电缆探测方法
一种地下电缆探测方法引言在现代社会中，电缆是网络通信和电力传输的重要途径，然而，地下布设的电缆往往难以准确定位，给维修和施工工作带来诸多麻烦。
因此，发展一种高效准确的地下电缆探测方法势在必行。
本文介绍了一种利用电磁感应原理的地下电缆探测方法，可以实现对地下电缆的快速定位和精确识别。
方法原理1. 电磁感应原理电磁感应原理是指当电流通过导线时，会产生一个围绕导线的磁场。
利用这个原理，可以通过检测地下电缆周围的磁场变化来确定其位置。
2. 探测仪器该方法使用一种专门设计的电磁感应探测仪器，包含发送器和接收器两个部分。
发送器通过电流产生一个强磁场，而接收器则用于接收地下电缆产生的磁场变化信号。
3. 测量过程测量过程主要包括以下几个步骤：1. 设置发送器和接收器的工作模式，并放置在地面上，与待探测区域垂直平方向放置；2. 发送器产生一个固定频率的交变电流，激励地下电缆周围的磁场产生变化；3. 接收器采集地下电缆周围磁场变化的信号，并对其进行处理；4. 分析处理后的信号，得出地下电缆的位置和走向。
优点相比其他地下电缆探测方法，该方法具有以下几个优点：1. 非侵入式：不需要对地面进行开挖或其他损坏性探测，避免了对线路造成不必要的损伤；2. 高效准确：采用了电磁感应原理，探测效率高、准确性高；3. 适应性强：可以适用于各种类型的地下电缆，包括通信电缆、电力电缆等；4. 实用性广：可以应用于城市、农村等各种地形、不同土质的地区。
应用场景该地下电缆探测方法广泛应用于以下场景：1. 城市规划和建设：在城市建设中，需要对地下电缆进行快速定位和精确识别，以确保工程施工的顺利进行；2. 电力维护和故障排查：对于电力故障排查和维修工作，可以借助该方法快速找到故障点，减少维修时间；3. 通信设施施工与维护：在通信网络建设和维护中，可以利用该方法快速探测地下光缆的位置和走向；4. 农村电网改造与升级：农村地区电网改造过程中，可以使用该方法定位老旧电缆，进行有针对性的更换和维修，提高电网的可靠性。
磁异法探测海底缆线
u Jn 2 cos( r x ) ds H ax x s r
H ay
u Jn 2 cos( r y ) ds y s r
cos r, x ， cos r, y 和分别为r与3个坐标轴之夹角的余弦，为磁化 式中 cos r, z ， 强度在磁性体外法线上的投影。
2、磁异探测原理
• 磁异常产生的原因
• 铁磁体磁化产生的磁场叠加在海底地磁背景场上，就会产生磁异常 。
是基于铁磁性物体扰乱地磁场磁力线均匀分布这一基本物理现象的。由于磁 场的磁力线从水中进入空气几乎不改变传播方向，而且传播方式几乎一致，
这样我们就能通过在空气中测量磁场的异常来确定水下目标。因此只要获取
3、工程实例分析
• 探测前的准备工作
• 确定作业区域的精确水深，判断海底的地貌情况，了解海 底缆线的存在状态（埋藏、暴露），分析管线区的地表地 质灾害情况。这些资料时进行探测的依据，也是以后缆线 的维护时的参考。
3、工程实例分析
• 测线布设
测线的布设与已知海缆的走向垂直，一般布设测线3-5条。探测过程中的船速 较慢，确保拖鱼接近海底。
4、总结
随着磁力仪灵敏度和磁法勘察精度的提高,磁法勘察作为一项传统的海 洋调查方法,近年来在海洋工程方面得到了新的应用。调查时根据工程 项目实际情况和要求布设测线或测网,工作中适当控制磁力仪探头的深 度和调查船的速度,尽量获取高精度的磁测资料。 海洋磁力探测海底管线主要包括供水、供油、供气、排污等铁质、水 泥质的管线和供电、通信等电缆和光缆，均存在明显的磁异常状况， 可以用来快速准确探明海底管线的平面位置和走向，其优点是显而易 见的，并且完全不受海底管线的埋深限制，是一种探测海底缆线的有 效手段。
海洋磁力探测技术的应用研究
海洋磁力探测技术的应用研究海底管线主要包括供水、供油、供气、排污等铁质、水泥质的管线和供电、通信等电缆和光缆，均存在明显的磁异常状况，可以用来快速准确探明海底管线的平面位置和走向，其优点是显而易见的，并且完全不受海底管线的埋深限制。
但是，由于磁法勘探的基础是海底管线与周围介质的磁性差异，这种差异容易受到管线埋深和周围介质的影响，另外，鉴于磁法勘探的深度确定是通过数学计算或正反演拟合而得，故其在纵向深度的探测精度需要其他更加直接的方法验证，比如人工探摸验证，或者采用其他的物探方法进行验证。
标签：海洋；磁力；探测技术1 工作原理1.1 海洋磁力测量技术光泵磁力仪建立在塞曼效应基础之上，下图所示为光泵磁力仪原理框图。
一个装有碱金属蒸气的容器（吸收室）是光泵磁力仪的核心部件。
光源产生的光线经过透镜、滤镜和偏振片后形成红外圆偏振光，偏振光随即通过吸收室，之后光束聚焦在一个红外光检测器上。
图1 光泵磁力仪原理框图红外圆偏振光进入吸收室后，光子将撞击到碱金属原子。
如果碱金属原子拥有相对于光子合适的自旋方向，光子将被捕获并使得碱金属原子从一个能级跃迁到另一个高能级，光子被捕获使得光束强度被削弱。
一旦大多数碱金属原子已经吸收过光子并处于不能再吸收其它光子的状态，则吸收室所吸收的光线将大幅度减少，并将有最多的光线击中光检测器。
这时如果有具特定频率的震荡电磁场进入吸收室内，原子将被重新激发至能够吸收光子的方向上，这时将有最少的光线击中光检测器。
这个特定频率被叫做拉莫尔频率（f），拉莫尔频率与环境磁场有着精确的比例关系，因而可以通过测量光检测器上光强度最弱时的震荡电磁场的频率来测量环境磁场T的大小。
即T=Kf （1）式中T为被测环境磁场，f为拉莫尔频率，K为比例因子。
K对于特定的碱金属来说为一常数，K因碱金属的不同而改变。
当外磁场T变化时，改变此震荡电磁场的频率，使其始终维持通过吸收室的光线最弱，即使震荡电磁场的频率自动阻踪外磁场的变化，从而实现对外磁场T的连续自动测量。
磁异探测法探测海底光缆
级， 因此 ， 下铁 磁体 的 当前 磁性 主要来 源 于当前 地 水 磁背 景场作 用下 产生 的感 应 磁化 强 度 Ｍ ， 向沿 着 方
２１ Ｏ ２年
第 ４ 期
光 通 信 研 究
Ｓ ＴＵＤＹ ０Ｎ ＯＰＴＩ ＣＡＬ ＣＯＭ Ｍ ＵＮＩ ＣＡＴＩ ｏＮＳ
２ １ ． Ｏ ２ ０８
总第 １ ２期 ７
（ ｕ Ｓ ｍ． ＮＯ １ ２ ． ７ ）
光 Ｍ－ 缆 技 术 与 应 用 光
磁异探测法探测海底光缆
高 志 。王瑛 剑
０ 引 言
目前 ， 在海 底 光 缆探 测 中广 泛 应用 的方 法是 有
目前该 方 法 已经广 泛 应用 于 探测 磁 性 矿物 、 油 气 资源 及铁 质 的给水 、 气等 管道 （ ， 燃 线） 此外还 可 以 用 来搜 寻沉船 等 大型 目标和 较小 的沉物 （ 如铁 锚 、 遗 弃 水雷 等） 。
１ １ 磁 异 常 的 产 生 ．
源磁 探测 法 ， 即在 海缆 中注 入 一适 当频 率 和 功率 的
交 流 电流 ， 通过 探测 设备 探测该 电流产生 的 电磁 场 ，
再 根据 探测信 号 的信息判 断海 缆 的位置 。该方 法有
以下缺 点 ： １ 必 须 中断 海缆 承载 的业 务 ， （） 这会 给海
ｔ ｃ ｉｎ， ｔ ｉ ａ ｒｆｒ ｔｐ ｅ ｅ ｓａ ｐ ｓ ｉｅ ｍ ａ ｎｅ ｉ ｅ ｅ ｔｏ ｅ ｔｏ ｈ ｓ ｐ ｐｅ ｉｓ ｒ ｓ ｎｔ ａ ｓｖ ｇ ｔｃ ｄ ｔ ｃ ｉｎ，ｉ ｅ ｍ ａ ｎｅ ｉ ｏ ａ ｙ ｄｅ ｅ ｔｏ ．． ｇ ｔｃａｎ ｍ ｌ ｔ ｃ ｉ ｎ，ｏｎ ｔ ａ ｉ ｈ ｉ ｍ ｏ ｉｇ， ｈｅ ｂ ｓｓｏｆｔ ｅｒａｒ ｒｎ
海洋电磁法原理
海洋电磁法原理摘要由于海水具有高导电性，对不同频率的波都有屏蔽作用，从而导致海底信号强度很小，为了弥补海洋天然源大地电磁法的弱点, Charles Cox1960年在国际上首次提出了海洋可控源电磁法简称（MCSEM）。
MCSEM在常规海洋大地电磁方法的基础上，增加了人工发射源，采用拖拽式海底发射，从而增强接收机场强度。
尽管最近几年，海洋可控源电法有关的研究和讨论文章数量在减少。
但海洋可控源勘探的成效已经受到业界的广泛关注, MCSEM可以说是海洋地球物理勘探中最重要的工具。
可控源电磁法对高电阻率的碳氢化合物特别敏感,这用于海洋油气勘探，能起到很好的效果；同时具有势场方法（如重力测量、磁测）更好的固有分辨率。
海洋可控源电磁法可以提高海上钻探成功率, 大大降低钻探风险，现已经扎根于海洋勘探事业，成为海上勘探非地震方法主要采集技术。
目前主要面对的挑战是海洋仪器设备，许多海洋设备尚处于起步阶段。
但随着科技的进步，仪器可靠性和仪系统噪声均有所改善。
目前研究方向包括通过应用时域方法在浅水区解决空气波问题，利用可控源电磁法进行油藏监测。
关键词： MCSEM 采集技术处理解释油藏监测第1章绪论1.1 引言地球表面71%都被海洋所覆盖着，从外空间可以看到一个蓝白相衬、缀以橙黄、晶莹的星体，这美丽的蔚蓝色就来自于海洋。
海洋总面积达3.6亿多平方公里，海洋资源丰富，海水中锰结核富集成矿，海底又蕴藏着丰富的石油、天然气以及各种各样的资源，至今很多海洋资源处于未被探明和开发的状态。
所以全球很多国家对海底地质研究和资源探测开发都具有很大的兴趣。
我国海洋面积广阔，其总面积占我国陆地总面积的三分之一，特别是南海地区，资源储量非常丰富。
伴随着人类社会的进步，人口的膨胀，人们对资源不断索取，乱踩乱挖，造成环境污染、生态破坏，资源严重浪费，资源日渐枯竭。
工业转向残余矿，深部矿的同时，着手进军海洋资源的开发和利用。
海洋资源对我国经济发展、国家综合实力的提升等具有重大而深远的意义。
海洋重磁测量野外工作方法
海洋重磁测量野外工作方法
海洋重磁测量野外工作方法
海洋重磁测量是将磁化强度和磁偏角作为观测参量，进行海洋地磁环境探测的一种技术。
它可以有效地探测海底磁环境，可以用来识别海洋构造物质及其结构模式。
由于它有可靠性， endurable性和较高的分辨率，因此在全球海域的研究中得到了广泛的应用。
在野外海洋重磁测量的工作方法如下：
1）海底磁场测量：野外海洋重磁测量所使用的观测装置包括：管式测量电缆，海底磁力计，数据采集系统，便携式电源和计算机等。
在确定测量位置时，测量距离两侧都应有长至少100米的安全距离，以防止干扰。
然后连接电缆，管式设备中可能带有磁滞性体，测量精度受到影响。
为了避免这种情况，电缆可以提前进行笔直摆放，使其调整到熟悉的磁
气场。
2）数据处理：在野外海洋重磁测量中，可以根据所采集的数据进行建模处理，以获得测
量目标海洋地磁场的信息。
模型中考虑各个地磁参量，如外地磁偏角、外地磁强度、内地
磁偏角和内地磁强度等，进行磁感航线形状分析、多次观测解算以及地磁场模拟计算等处理，最终得到测量结果。
3）成果验证：在海洋重磁测量过程中，为了验证测量的结果的可靠性，可以使用快速处
理技术，以便迅速获得工程成果，进行有效的验证。
通过以上三个步骤，便可以完成海洋重磁测量的野外工作。
我们能够从中获取有效的数据，获得海洋地磁应用领域的重要研究结果。
为此，这种野外海洋重磁测量技术将非常实用，广泛应用于全球海域的研究工作。
关于海底电缆埋深探测的
未来，海底电缆埋深探测将更加依赖自动化和智能化技术 ，减少人工干预，提高探测的准确性和效率。
多学科融合
海底电缆埋深探测将涉及多个学科领域，如地球物理学、 海洋学、电气工程等，多学科的融合将有助于提高探测技 术的水平。
跨学科合作与交流
01
学术合作
海底电缆埋深探测需要跨学科的交流和合作，不同领域的专家需要进行
供数据支持。
其他探测设备
磁场传感器
测量海底电缆周围的磁场强度， 判断电缆的位置和方向。
重力感应器
通过测量重力加速度值的变化， 确定海底电缆的位置和埋深。
05
海底电缆埋深探测数据处理与分析方法
数据预处理
数据清洗
去除无效、错误数据，补充缺失数据，提高数据质量。
数据标准化
将不同类型、不同单位的数据统一到相同的尺度上，便于后续处 理和分析。
定义与重要性
定义
海底电缆埋深探测是指通过使用特定 技术和设备对海底电缆的埋藏深度进 行测量和确定的过程。
重要性
海底电缆是全球通信、电力输送等重 要基础设施，对其埋藏深度进行精确 探测有助于保护和维护这一关键网络 ，确保其安全与稳定运行。
探测方法与技术
声波探测法
利用声波换能器发出声波，通过 接收反射回来的声波时间差来计
第三阶段：高精度探测技术
要点一
光学成像
利用光学成像技术，通过船载或卫星搭载的高清相机对海 底进行拍摄，通过图像处理技术获取海底电缆的位置和深 度信息。这种方法精度极高，适用于各种海域和海底地形 ，但受限于海况S）和差分全 球定位系统（DGPS）
利用GPS和DGPS技术，通过接收卫星信号，获取海底电缆 的位置信息。这种方法精度高，适用于各种海域和海底地 形，但受限于卫星信号覆盖范围和信号质量。
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二、探测原理
海洋磁力仪是测量地球磁力场强度的高精度测量设备。 美国G-881型铯光泵海洋磁力仪 拖鱼、拖缆、收发器、甲板缆、 RS232通讯电缆 量程：20,000-100,000 nT 最高采样率为每秒10次 灵敏度为0.005nT
探测原理
海底电缆的铁磁性材料和电缆中的电流会产生磁场，叠加 在海底地磁背景场上，产生磁场异常。只要获得高精度的区域 海底磁场数据，利用海底电缆产生的磁场异常特性，就可对实 际地磁场异常特性进行分析判断，对海底电缆进行识别定位。
的余弦。
海洋磁力仪测量的是地磁场总强度T的绝对值，然后减去
正常的地磁场T0的绝对值，求出T的值，称为总磁场异常：
T T T 0
T Z a sin I H ax cos I cos A H aY cos I sin A
其中，I和A分别为磁倾角和磁偏角。
三、海底缆线探测
（1）探测前的资料收集：地质、地球物理、人文资料等 （2） 测线布设 ：海底缆线磁力探测线，一般垂直于已敷设 缆线。为尽量减少由于磁力仪拖鱼定位不准引起的系统误差， 中央一条测线补测返航向测线。 （3）海底缆线的定位：测点的位置归算 、缆线的定位
对于任一磁性物体v，它在空间一点P产生的磁位u可表示为：
1 u J grad ( )dv r v
J为磁性体的磁化强度，r代表磁性体某一体积元到P点的距离。 对磁位u分别求x，y和z方向的偏导数，即得到磁场强度的垂直 分量和水平分量： u J n cos( r z )ds
四、工程实例
（1）工程概况及探测方法 此区域是捕鱼区，缆线是多年前敷设的。G881NT-SX型海洋 磁力仪 ，NGD-60型DGPS设备，SDH-13D型测深仪 。 （2）探测结果及分析
表1 不同测线上磁异常点磁异常值
点号 X（m） Y（m） T（nT）
1
2 3 4 5 6 7 8 9 10 11
9
62.5 10 18 14.9 33 13.6 11 22 10.8 28
C1
C2
36565
35678
பைடு நூலகம்
90235.3
86355.7
29
42
磁异常点C1和C2比较离散
五、总结
通过本文对近岸海底管线磁力探测工作技术进行了简要 介绍，为今后类似工程项目的实施提供了有益的实践经验。 （1）磁力可以应用于近岸海底管线探测领域，可以确定 海底管线的位置和走向，探测成功率较高。 （2）应用磁法探测近岸海底管线，标准的仪器配备包括海 洋磁力仪、定位仪和测深仪。 （3）充分的资料收集是海底管线探测前提；正确的海上施 工是海底管线探测的关键；精细的数据处理和解释是海底管线 探测的保障。 （4）缆线定位时，应适当的舍弃一些点，是定位精度更高。
谢谢 ！
海底缆线的磁力探 测方法
硕研19班 薛丹丹 2012021945
海底缆线的磁力探测方法
1、简介 2、探测原理 3、海底缆线探测 4、工程实例 5、总结
一、简介
海底缆线主要有通信光缆、输电电缆、通信电缆等。近年 随着国际互联网的发展，海底通信光缆发展最快，系统的长度 和性能不断提高。 海底电缆的历史开始于1850年在杜巴海峡铺设电信传送电 缆。中国大陆的第一条海底电缆是在1988年完成。 目前，中国大陆的海底光缆连接点只有三个。
37091
37559 38158 38441 39269 39418 39456 39131 38472 35339 38859
97625.5
96717.5 95400.7 92928.9 93047.7 92691.9 91480.8 90401.4 89185.1 85382.3 90030.5
海底电缆的电磁特性为应用磁力仪对其进行探测和识别 提供了物理基础和技术手段。 我国国家海洋局自上世纪90年代起就开展了应用磁力 仪探测海底缆线的研究，先后承担了东亚交汇（EAC）、城 市间海底光缆（C2C）和跨越太平洋直达光缆（TPE）等十 余项海底光缆的路由调查及缆线探测任务，积累了丰富的实 践经验。
Za z
r
s
2
H ax
H ay
u Jn 2 cos( r x ) ds x s r
u Jn 2 cos( r y ) ds y s r
J n 为磁化强度 J 在磁性体外法线上的投影，cos(r z) cos(r x) cos(r y) 分别为r与3个坐标轴之间夹角