CN113432660B - 海底冷泉天然气渗漏流量原位在线测量装置及测量方法 - Google Patents

海底冷泉天然气渗漏流量原位在线测量装置及测量方法 Download PDF

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CN113432660B CN202110596495.9A CN202110596495A CN113432660B CN 113432660 B CN113432660 B CN 113432660B CN 202110596495 A CN202110596495 A CN 202110596495A CN 113432660 B CN113432660 B CN 113432660B
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Abstract

本发明公开一种海底冷泉天然气渗漏流量原位在线测量装置及测量方法，所述测量装置包括基座、捕获管、电子舱和液压泵站等；捕获管下端设有锥形导向管，舱盖由液压执行机构启闭，捕获管下部安装多个等高的水下测距仪。本方案测量装置在工作时，能够针对捕获管中只存在富集生成的天然气水合物；捕获管中同时存在天然气水合物与游离天然气；捕获管中只存在游离天然气等情况实现对海底冷泉渗漏流量的精确测量。本方案能够实现对多个海底冷泉喷口天然气渗漏流量的多频次长时间原位近底在线测量，并能同时测量天然气水合物和游离天然气体积，提高了海底冷泉天然气渗漏流量的测量精度与作业效率，具有重要的生态价值与科学意义。

Description

海底冷泉天然气渗漏流量原位在线测量装置及测量方法
技术领域
本发明涉及海洋观测技术领域，具体涉及一种海底冷泉天然气渗漏流量原位在线测量装置及测量方法。
背景技术
海底冷泉天然气渗漏系统是全球海洋环境中广泛分布的自然现象，在全球几乎所有的大陆边缘都有发育。据估计全球海洋环境发育有900多处海底冷泉活动区，且多数冷泉区释放的气体中超过99％为甲烷，每年释放到大气中的甲烷等烃类气体约为0.4×1012-12.2×1012g，是重要的大气甲烷自然源之一。甲烷是一种强温室效应气体，且甲烷气体对温室效应的影响是二氧化碳的25倍，甲烷泄漏是加剧全球气候变暖的原因之一。因此，开展海底冷泉天然气渗漏流量的原位近底在线测量具有重要的生态价值与科学意义。
国内外学者也已开展了关于海底冷泉天然气渗漏流量原位在线测量装置的研究，但是目前的装置大都通过收集气体实现流量测量，但该方式存在以下缺陷：一是在近海底测量时，天然气水合物分解释放出的气体遇收集容器时，部分气体与海水会再次达到相平衡，并富集生成为天然气水合物，导致测量方法失效；二是受海底横向洋流、附近喷口的影响及装置本身收集机制的限制，难以精确收集待测海底冷泉喷口渗漏的全部气体，导致测量精度下降。为此，亟待提出一种新的测量装置及测量方法，实现对海底冷泉渗漏流量的精准测量。
发明内容
本发明为解决现有技术中存在的缺陷，提出一种海底冷泉天然气渗漏流量原位在线测量装置及测量方法，以精确收集待测海底冷泉喷口渗漏的全部气体，实现对海底冷泉渗漏流量的精确测量。
本发明是采用以下的技术方案实现的：一种海底冷泉天然气渗漏流量原位在线测量装置，包括捕获管、基座、支撑杆和电子舱；控制系统设置在电子舱内，捕获管和电子舱固定安装在基座上，支撑杆安装在基座的下方，用以支撑整个装置；
所述捕获管包括收集舱，收集舱的顶部安装有舱盖，收集舱的底部开口并安装有锥形导向管，在收集舱的侧壁上从上至下依次等间距安装有若干个液位电极，液位电极与收集舱侧壁为密封连接，且液位电极两端子处于同一水平面中；
所述舱盖的一侧通过活页安装在收集舱顶部，舱盖的外壁上安装有打开和关闭舱盖的液压执行机构，基座上还安装有与电子舱相连的液压泵站，液压执行机构与液压泵站相连。
进一步的，所述舱盖内壁安装有插销和限位杆，收集舱上对应位置设置有与插销配合的销孔，通过插销和销孔的配合使舱盖和收集舱紧密配合，限位杆起限位作用，防止舱盖打开时张开角过大。
进一步的，所述基座上还设有可拆卸的配重块，配重块均匀的分布在基座上。
进一步的，在收集舱的底部内侧安装有若干个用以测量富集生成的天然气水合物体积的水下测距仪。
进一步的，所述液压执行机构包括两个并联的液压缸，液压缸一端的活塞杆安装在舱盖上，液压缸的另一端固定于收集舱舱壁上，两个液压缸同时动作可开启或关闭舱盖，用于驱动液压缸动作。
进一步的，所述捕获管的数量为多个，捕获管直接覆盖在喷口上方。
本发明另外还提出一种海底冷泉天然气渗漏流量原位近底在线测量方法，包括以下步骤：
步骤1：基础参数设定与采集：确定收集舱内壁水平截面积S，以及相邻两个液位电极之间的垂直距离L；设当海水作为导通电路电阻时液位电极应用电路电流为I1，当天然气水合物作为导通电路电阻时液位电极应用电路电流为I2，当游离天然气作为导通电路电阻时液位电极应用电路电流为I3；并确定水下测距仪距舱盖底部的垂直距离D；
步骤2：记录测量装置开始收集海底冷泉渗漏天然气的时刻为t0；
步骤3：若检测到最上端液位电极的应用电路电流由I1变为I2，则说明捕获管中富集生成了天然气水合物，由水下测距仪做进一步观察，执行步骤4；若检测到最上端液位电极的应用电路电流由I1变为I3，则说明捕获管中只收集到游离天然气，执行步骤6；
步骤4：捕获管中只存在富集生成的天然气水合物时的渗漏流量测量：若水下测距仪检测到富集生成的天然气水合物体积在一直增加，则捕获管中只富集生成了天然气水合物，继续收集天然气水合物，测量并得到天然气水合物的渗漏流量；
若水下测距仪检测到富集生成的天然气水合物体积增加一段时间后不在增加，则执行步骤5；
步骤5：捕获管中同时存在天然气水合物和游离天然气时渗漏流量的测量：得到天然气水合物体积不再增加时水下测距仪距富集天然气水合物下底面的平均垂直距离为
Figure BDA0003091351390000021
若一段时间后距离富集天然气水合物下底面最近的液位电极电路电流由I1变为I3，说明捕获管中开始累积游离天然气，继续收集游离天然气，测量并得到天然气水合物和游离天然气同时存在时的渗漏流量；
步骤6：捕获管中只存在游离天然气时渗漏流量的测量：最上端液位电极应用电路电流由I1变为I3，则说明捕获管中只收集到游离天然气，继续收集游离天然气测量其渗漏流量；
步骤7：某一喷口完成多个测量周期后，对所有周期的测量结果取均值，作为该喷口最终的天然气渗漏流量。
进一步的，所述步骤4中，具体通过以下方式实现：
(1)若水下测距仪检测到富集生成的天然气水合物体积在一直增加，则捕获管中只富集生成了天然气水合物，继续收集天然气水合物；
(2)设当水下测距仪检测到距富集天然气水合物下底面的平均垂直距离为
Figure BDA0003091351390000031
达到预先设定值
Figure BDA0003091351390000032
时，停止计时，控制系统记录此时刻为t1，n为液位电极的数量；
(3)在t0至t1时间段内，收集舱中收集的天然气水合物体积为
Figure BDA00030913513900000310
则该喷口天然气渗漏流量为
Figure BDA0003091351390000033
k表示一体积的天然气水合物可分解为天然气的体积；
(4)在完成第1个周期的测量后，通过液压执行机构打开舱盖，收集舱中的天然气水合物失去相平衡分解，待检测到最上端应用电路电流为I1时，收集舱中的天然气水合物完全排出，通过液压执行机构关闭舱盖，并开始执行下一测量周期。
进一步的，所述步骤5具体通过以下方式实现：
(1)若水下测距仪检测到富集生成的天然气水合物体积增加一段时间后不在增加，得到此时水下测距仪距富集天然气水合物下底面的平均垂直距离为
Figure BDA0003091351390000034
且一段时间后距离富集天然气水合物下底面最近的液位电极电路电流由I1变为I3，说明捕获管中开始累积游离天然气；
(2)继续收集游离天然气，当检测到最下端液位电极的应用电路电流由I1变为I3时，停止计时，控制系统记录此时刻为t2；
(3)在t0至t2时间段内，收集舱中收集的天然气水合物体积为
Figure BDA0003091351390000035
收集舱中收集的游离天然气体积为
Figure BDA0003091351390000036
则该喷口天然气渗漏流量为
Figure BDA0003091351390000037
Figure BDA0003091351390000038
n为液位电极的数量；
(4)在完成第一个周期的测量后，通过液压执行机构打开舱盖，待检测到最上端液位电极应用电路电流为I1时，收集舱中的天然气水合物和游离天然气完全排出，通过液压执行机构关闭舱盖，并开始执行下一测量周期。
进一步的，所述步骤6具体通过以下方式实现：
(1)若检测到最上端液位电极应用电路电流由I1变为I3，则说明捕获管中只收集到游离天然气，继续收集游离天然气；
(2)当检测到最下端液位电极的应用电路电流由I1变为I3时，停止计时，控制系统记录此时刻为t3；
(3)在t0至t3时间段内，收集舱中收集的游离天然气体积为(n-1)V，则该喷口天然气渗漏流量为
Figure BDA0003091351390000039
n为液位电极的数量；
(4)在完成第1个周期的测量后，通过液压执行机构打开舱盖，待检测到最上端液位电极应用电路电流为I1时，收集舱中的游离天然气完全排出，通过液压执行机构关闭舱盖，并开始执行下一测量周期。
与现有技术相比，本发明的优点和积极效果在于：
本方案利用多个捕获管实现多喷口同时测量，避免了海底横向洋流及附近喷口的影响，测量精度和作业效率高；同时，根据天然气水合物、天然气、海水之间电阻率的不同，依据液位电极与水下测距仪，实现针对捕获管中只存在富集生成的天然气水合物、捕获管中同时存在天然气水合物与游离天然气以及捕获管中只存在游离天然气三种情况下的海底冷泉渗漏流量测量，该测量方法极大地提高了该装置的作业适应性，并进一步提高了测量精度，具有更高的实际应用价值。
附图说明
图1为本发明实施例所述测量装置的整体结构示意图；
图2为本发明实施例所述捕获管的结构示意图，右图为捕获管的整体结构示意图，左图为右图中圆圈部分的放大结构示意图；
图3为本发明实施例捕获管工作原理示意图，从左至右依次为收集、天然气水合物分解、完全排出和开始下一周期等四个状态；
图4为本发明实施例2所述测量方法流程示意图；
图5为液位电极的应用电路示意图。
具体实施方式
为了能够更加清楚地理解本发明的上述目的、特征和优点，下面结合附图及实施例对本发明做进一步说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是，本发明还可以采用不同于在此描述的其他方式来实施，因此，本发明并不限于下面公开的具体实施例。
考虑到现有排水集气法存在的缺陷，即：(1)装置在近海底测量时，海底冷泉渗漏出的气体部分遇收集容器时会再次达到相平衡，并富集生成为天然气水合物，现有技术忽略了该部分天然气水合物的体积，导致排水集气法原理失效，无法精准测量渗漏流量；(2)受海底横向洋流、附近喷口的影响及装置本身收集机制的限制，难以精确收集待测海底冷泉喷口释放出的全部气体，导致测量精度下降。本发明针对上述缺陷设计基座并安装多个捕获管实现多喷口同时测量，避免了海底横向洋流及附近喷口的影响，测量精度和作业效率高；同时，提出一种根据天然气水合物、天然气、海水之间电阻率的不同，借助液位电极与水下测距仪，近底测量(1)捕获管中只存在富集生成的天然气水合物；(2)捕获管中同时存在天然气水合物与游离天然气；(3)捕获管中只存在游离天然气三种情况下的海底冷泉渗漏流量，极大地提高了该装置的作业适应性，并进一步提高了测量精度。
具体的，下面结合附图对发明方案做详细的介绍：
实施例1，一种海底冷泉天然气渗漏流量原位在线测量装置，如图1，包括捕获管1、基座2、支撑杆3、电子舱5和液压泵站6等，捕获管1、电子舱5和液压泵站6固定安装在基座2上，支撑杆3安装在基座的下方，用以支撑整个装置，捕获管1为左右对称结构，如图2所示，包括收集舱7，收集舱7的顶部安装有舱盖15，收集舱7的底部开口并安装有锥形导向管14，在收集舱7的侧壁上从上至下依次安装有第1液位电极8、第2液位电极9、第3液位电极10、第4液位电极11、第5液位电极12和第6液位电极13(本实施例以6个液位电极为例，即n＝6)，液位电极与侧壁为密封连接，且液位电极两端子处于同一水平面中。所述舱盖15的一侧通过活页19安装在收集舱7顶部，舱盖15的外壁上安装有用于启闭舱盖15的液压执行机构20，舱盖15内壁安装有插销16和限位杆17，收集舱7上对应位置设置有与插销16配合的销孔18，通过插销16和销孔18的配合使舱盖15和收集舱7紧密配合，并可设置橡胶密封圈实现更好的密封，限位杆17起限位作用，防止舱盖15打开时张开角过大；基座2上还设有可拆卸的配重块4，所述配重块4均匀的分布在基座2上，另外在收集舱7的底部内部上安装有测量富集生成的天然气水合物体积的水下测距仪21。
为提高测量精度，减少海底环境的影响，将多个捕获管集成在一套坐底装置上，可使捕获管直接覆盖在喷口上方，减少由横向洋流导致的气体逸散，同时多个捕获管可同时测量多个喷口的渗漏流量，尽可能减少喷口之间的互相影响；本实施例中，在基座2上均匀安装6个捕获管1，能够同时进行测量，可实现多频次、多喷口长时间近底测量。且为充分捕获渗漏气体，在捕获管底部加装锥形导向管，保证充分捕获渗漏的天然气，并在捕获管顶部加装插销与销孔，增加收集舱的密闭性，减少初始收集阶段的气体泄漏。捕获管1下部内壁上安装有4个等高的水下测距仪21，用以测量富集生成的天然气水合物体积，利用水下测距仪及液位电极的配合实现对重新富集成的天然气水合物及游离天然气的连续多周期测量，进一步提高测量精度；若干液位电极等距均匀安装于收集舱侧壁，第1液位电极8靠近收集舱顶部安装；如图5所示，每个液位电极均串接在一个简单的应用电路中(成熟的已知技术)，液位电极第一端接电阻的一端，电阻另一端接电源，液位电极第二端接地，液位电极第一端还与控制系统的电流检测端连接。由于天然气水合物、天然气、海水之间的电阻率不同，因此液位电极两端被不同介质连通时，回路中的电流会不同，图3为捕获管工作原理示意图，从左至右依次为收集、天然气水合物分解、完全排出和开始下一周期等四个状态。
另外，液压执行机构20包括两个并联的液压缸，液压缸一端的活塞杆安装在舱盖15前部，液压缸的另一端固定于收集舱7舱壁上，两个液压缸同时动作可开启或关闭舱盖15，液压泵站与液压缸相连，用于驱动液压缸动作，液压泵站包括油箱、电机、泵、阀、管路、液压缸等结构。
本实施例所述测量装置的测量过程如下：
(1)若通过安装于捕获管7顶部的第1液位电极检测到捕获管7中富集生成了天然气水合物，且水下测距仪21检测到天然气水合物体积在一直增加，则捕获管中只富集生成了天然气水合物，通过4个等高的水下测距仪测量生成的天然气水合物体积，并基于天然气水合物分解系数推算渗漏的天然气；
(2)若捕获管中富集生成一定量的天然气水合物后，水下测距仪21检测到天然气水合物体积不再变化，且距离富集天然气水合物下底面最近的液位电极检测到开始累积游离天然气，则利用水下测距仪21测量天然气水合物体积，并利用天然气水合物、天然气、海水之间电阻率的差异，以电路中的电流变化为控制信号发送到控制系统，通过记录各液位电极应用电路中电流变化的时刻及时间间隔，计算捕获到的游离天然气体积，从而得到总的海底冷泉天然气渗漏流量；
(3)若通过安装于捕获管顶部的第1液位电极检测到捕获管中未富集生成天然气水合物，则捕获管中只收集到游离天然气，通过情况(2)中的方法测量游离天然气体积。
在完成一次测量周期后，液压执行机构打开舱盖，待第1液位电极检测到收集舱中的天然气水合物或游离天然气完全排出后，液压执行机构关闭舱盖，开始下一测量周期。为进一步保证测量精度，在完成多个测量周期后，可对各个周期的测量结果取均值，作为该喷口最终的天然气渗漏流量。
需要说明的是，本实施例中并不限定捕获管7以及捕获管7上液位电极的数量，具体可根据测量需要进行设定；锥形导向管与收集舱的截面形状以及配重块的重量、形状、数量在此均不做限定，根据实际的使用情况进行设定，其均匀分布的位置根据捕获器的位置设定之后，进行再分配；
在本实施例中捕获器1与基座2之间的连接方式为固定连接，回收的时候连带基座一同回收；为利于基座的稳定，在基座2下部设有支撑杆3，支撑杆3均匀的分布在基座上。支撑杆3的长度在此并不限定，根据实际的海床情况而进行相应的加长或是减短。支撑杆3可以设置为可伸缩结构或是不可伸缩结构在此不做限定。支撑杆3与基座2的连接方式可以是焊接、螺栓连接或是卡接，在此不做限定。
实施例2，本发明还提供一种海底冷泉天然气渗漏流量原位近底在线测量方法，如图4所示，包括如下步骤：
步骤1：基础参数设定与采集；
(1)设收集舱内壁水平截面积为S，相邻两个液位电极之间的垂直距离为L，则相邻两液位电极所在平面与收集舱内壁形成的包络体积V＝SL；
(2)设当海水作为导通电路电阻时液位电极应用电路电流为I1，当天然气水合物作为导通电路电阻时液位电极应用电路电流为I2，当游离天然气作为导通电路电阻时液位电极应用电路电流为I3；
(3)设4个水下测距仪距舱盖底部的垂直距离为D，当检测到天然气水合物生成时，4个水下测距仪距富集天然气水合物下底面的平均垂直距离为
Figure BDA0003091351390000071
(4)设一体积的天然气水合物可分解为k体积的天然气；
步骤2：记录海底冷泉渗漏的天然气通过锥形导向管进入到收集舱的时刻为t0；
步骤3：若检测到最上端第1液位电极8的应用电路电流由I1变为I2，则说明捕获管7中富集生成了天然气水合物，由水下测距仪做进一步观察，执行步骤4；若检测到最上端第1液位电极8的应用电路电流由I1变为I3，则说明捕获管中只收集到游离天然气，执行步骤6；
步骤4：捕获管中只存在富集生成的天然气水合物时的渗漏流量测量：
(1)若水下测距仪检测到富集生成的天然气水合物体积在一直增加，则捕获管中只富集生成了天然气水合物，继续收集天然气水合物；若水下测距仪检测到富集生成的天然气水合物体积增加一段时间后不在增加，则执行步骤5；
(2)设当4个水下测距仪检测到距富集天然气水合物下底面的平均垂直距离
Figure BDA0003091351390000072
达到预先设定值
Figure BDA0003091351390000073
时，停止计时，控制系统记录此时刻为t1；
(3)在t0至t1时间段内，收集舱中收集的天然气水合物体积为V1＝5LS，则该喷口天然气渗漏流量为
Figure BDA0003091351390000074
(4)在完成第一个周期的测量后，通过液压执行机构打开舱盖，收集舱中的天然气水合物失去相平衡分解，待检测到第1液位电极应用电路电流为I1时，收集舱中的天然气水合物完全排出，通过液压执行机构关闭舱盖，并开始执行下一测量周期；
步骤5：捕获管中同时存在天然气水合物和游离天然气时渗漏流量的测量：
(1)若水下测距仪检测到富集生成的天然气水合物体积增加一段时间后不在增加，确定此时4个水下测距仪距富集天然气水合物下底面的平均垂直距离
Figure BDA0003091351390000075
且一段时间后距离富集天然气水合物下底面最近的液位电极电路电流由I1变为I3，说明捕获管中开始累积游离天然气；
(2)继续收集游离天然气，当检测到第6液位电极的应用电路电流由I1变为I3时，停止计时，控制系统记录此时刻为t2；
(3)在t0至t2时间段内，收集舱中收集的天然气水合物体积为
Figure BDA0003091351390000076
收集舱中收集的游离天然气体积为
Figure BDA0003091351390000077
则该喷口天然气渗漏流量为
Figure BDA0003091351390000078
Figure BDA0003091351390000079
k表示一体积的天然气水合物可分解为天然气的体积；
(4)在完成第一个周期的测量后，通过液压执行机构打开舱盖，待检测到第1液位电极应用电路电流为I1时，收集舱中的天然气水合物和游离天然气完全排出，通过液压执行机构关闭舱盖，并开始执行下一测量周期；
步骤6：捕获管中只存在游离天然气时渗漏流量的测量：
(1)若检测到第1液位电极应用电路电流由I1变为I3，则说明捕获管中只收集到游离天然气，继续收集游离天然气；
(2)当检测到第6液位电极的应用电路电流由I1变为I3时，停止计时，控制系统记录此时刻为t3；
(3)在t0至t3时间段内，收集舱中收集的游离天然气体积为5V，则该喷口天然气渗漏流量为
Figure BDA0003091351390000081
(4)在完成第一个周期的测量后，通过液压执行机构打开舱盖，待检测到第1液位电极应用电路电流为I1时，收集舱中的游离天然气完全排出，通过液压执行机构关闭舱盖，并开始执行下一测量周期；
步骤7：为进一步保证测量精度，在完成多个测量周期后，对所有周期的测量结果取均值，作为该喷口最终的天然气渗漏流量。
鉴于排水集气法原理的不足，本发明创造性地基于天然气遇收集容器再次达到相平衡并富集成天然气水合物的原理，借助天然气水合物、天然气、海水三者之间电阻率的不同，利用水下测距仪与液位电极，实现三种情况下的海底冷泉渗漏流量高精度测量，具备受海洋环境影响小、测量精度高、作业适应性强、可实现多喷口长时间连续近底观测等优点。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非是对本发明作其它形式的限制，任何熟悉本专业的技术人员可能利用上述揭示的技术内容加以变更或改型为等同变化的等效实施例应用于其它领域，但是凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与改型，仍属于本发明技术方案的保护范围。

Claims (8)

1.海底冷泉天然气渗漏流量原位在线测量装置，包括捕获管(1)、基座(2)、支撑杆(3)、和电子舱(5)；控制系统设置在电子舱(5)内，捕获管(1)和电子舱(5)固定安装在基座(2)上，支撑杆(3)安装在基座(2)的下方，其特征在于；
所述捕获管(1)的数量为多个，捕获管(1)直接覆盖在待测量喷口上方，捕获管(1)包括收集舱(7)，收集舱(7)的顶部安装有舱盖(15)，收集舱(7)的底部开口并安装有锥形导向管(14)，在收集舱(7)的侧壁上从上至下依次等间距安装有若干个液位电极，液位电极与收集舱侧壁为密封连接，且液位电极两端子处于同一水平面中，在收集舱(7)的底部内侧安装有若干个水下测距仪(21)；
所述舱盖(15)的一侧通过活页(19)安装在收集舱(7)顶部，舱盖(15)的外壁上安装有用于启闭舱盖(15)的液压执行机构(20)，基座上还安装有控制液压执行机构的液压泵站(6)。
2.根据权利要求1所述的海底冷泉天然气渗漏流量原位在线测量装置，其特征在于：所述舱盖(15)内壁安装有插销(16)和限位杆(17)，收集舱(7)上对应位置设置有与插销(16)配合的销孔(18)，限位杆(17)用以限制舱盖(15)张开角。
3.根据权利要求1所述的海底冷泉天然气渗漏流量原位在线测量装置，其特征在于：所述基座(2)上还设有可拆卸的配重块(4)，配重块(4)均匀的分布在基座(2)上。
4.根据权利要求1所述的海底冷泉天然气渗漏流量原位在线测量装置，其特征在于：所述液压执行机构(20)包括两个并联的液压缸，液压缸一端的活塞杆安装在舱盖(15)上，液压缸的另一端固定于收集舱(7)的舱壁上。
5.根据权利要求1所述的海底冷泉天然气渗漏流量原位在线测量装置的测量方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1：基础参数设定与采集：确定收集舱内壁水平截面积S，以及相邻两个液位电极之间的垂直距离L；设当海水作为导通电路电阻时液位电极应用电路电流为I1，当天然气水合物作为导通电路电阻时液位电极应用电路电流为I2，当游离天然气作为导通电路电阻时液位电极应用电路电流为I3；并确定水下测距仪距舱盖底部的垂直距离D；
步骤2：记录测量装置开始收集海底冷泉渗漏天然气的时刻为t0；
步骤3：若检测到最上端液位电极的应用电路电流由I1变为I2，执行步骤4；若检测到最上端液位电极的应用电路电流由I1变为I3，则执行步骤6；
步骤4：捕获管中只存在富集生成的天然气水合物时的渗漏流量测量：若水下测距仪检测到富集生成的天然气水合物体积在一直增加，则捕获管中只富集生成了天然气水合物，继续收集天然气水合物，测量并得到天然气水合物的渗漏流量；
若水下测距仪检测到富集生成的天然气水合物体积增加一段时间后不在增加，则执行步骤5；
步骤5：捕获管中同时存在天然气水合物和游离天然气时渗漏流量的测量：得到天然气水合物体积不再增加时水下测距仪距富集天然气水合物下底面的平均垂直距离为
Figure FDA0003629374960000021
若一段时间后距离富集天然气水合物下底面最近的液位电极电路电流由I1变为I3，说明捕获管中开始累积游离天然气，继续收集游离天然气，测量并得到天然气水合物和游离天然气同时存在时的渗漏流量；
步骤6：捕获管中只存在游离天然气时渗漏流量的测量：最上端液位电极应用电路电流由I1变为I3，则说明捕获管中只收集到游离天然气，继续收集游离天然气测量其渗漏流量；
步骤7：某一喷口完成多个测量周期后，对所有周期的测量结果取均值，作为该喷口最终的天然气渗漏流量。
6.根据权利要求5所述的海底冷泉天然气渗漏流量原位在线测量装置的测量方法，其特征在于：所述步骤4中，具体通过以下方式实现：
(1)设当水下测距仪检测到距富集天然气水合物下底面的平均垂直距离为
Figure FDA0003629374960000022
达到预先设定值
Figure FDA0003629374960000023
时，停止计时，控制系统记录此时刻为t1,n为液位电极的数量；
(2)在t0至t1时间段内，收集舱中收集的天然气水合物体积为V1＝(n-1)LS，则该喷口天然气渗漏流量为
Figure FDA0003629374960000024
k表示一体积的天然气水合物可分解为天然气的体积；
(3)在完成第1个周期的测量后，通过液压执行机构打开舱盖，收集舱中的天然气水合物失去相平衡分解，待检测到最上端应用电路电流为I1时，收集舱中的天然气水合物完全排出，通过液压执行机构关闭舱盖，并开始执行下一测量周期。
7.根据权利要求5所述的海底冷泉天然气渗漏流量原位在线测量装置的测量方法，其特征在于：所述步骤5具体通过以下方式实现：
(1)继续收集游离天然气，当检测到最下端液位电极的应用电路电流由I1变为I3时，停止计时，控制系统记录此时刻为t2；
(2)在t0至t2时间段内，收集舱中收集的天然气水合物体积为
Figure FDA0003629374960000025
收集舱中收集的游离天然气体积为
Figure FDA0003629374960000026
则该喷口天然气渗漏流量为
Figure FDA0003629374960000027
n为液位电极的数量；
(3)在完成第一个周期的测量后，通过液压执行机构打开舱盖，待检测到最上端液位电极应用电路电流为I1时，收集舱中的天然气水合物和游离天然气完全排出，通过液压执行机构关闭舱盖，并开始执行下一测量周期。
8.根据权利要求5所述的海底冷泉天然气渗漏流量原位在线测量装置的测量方法，其特征在于：所述步骤6具体通过以下方式实现：
(1)当检测到最下端液位电极的应用电路电流由I1变为I3时，停止计时，控制系统记录此时刻为t3；
(3)在t0至t3时间段内，收集舱中收集的游离天然气体积为(n-1)V，则该喷口天然气渗漏流量为
Figure FDA0003629374960000031
n为液位电极的数量；
(4)在完成第1个周期的测量后，通过液压执行机构打开舱盖，待检测到最上端液位电极应用电路电流为I1时，收集舱中的游离天然气完全排出，通过液压执行机构关闭舱盖，并开始执行下一测量周期。
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