[發(fā)明專利]用于高溫微觀滲流實(shí)驗(yàn)的復(fù)眼式圖像采集裝置及分析方法

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• 申請日: 2016-12-13
• 公開（公告）號: CN106596352A
• 公開（公告）日: 2017-04-26
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 朱維耀;宋智勇;韓宏彥;范盼偉;陳震
• 申請（專利權(quán)）人: 北京科技大學(xué)
• 主分類號: G01N13/04
• 分類號: G01N13/04
• 代理公司: 北京金智普華知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司11401
• 代理人: 皋吉甫

1.一種用于高溫微觀滲流實(shí)驗(yàn)的復(fù)眼式圖像采集裝置，其包括夾持有微觀可視模型的模型夾持器、驅(qū)替系統(tǒng)、回壓系統(tǒng)、圍壓系統(tǒng)、壓力監(jiān)視系統(tǒng)和溫度控制系統(tǒng)；

其中，所述驅(qū)替系統(tǒng)用于驅(qū)替微觀可視模型；所述回壓系統(tǒng)與模型夾持器連通，以使所述微觀可視模型的出口增壓到預(yù)定的壓力；所述圍壓系統(tǒng)與模型夾持器連通，使所述微觀可視模型始終處于預(yù)定壓力的環(huán)境中；壓力監(jiān)測系統(tǒng)用于監(jiān)測圍壓壓力、回壓壓力；溫度控制系統(tǒng)與所述夾持器連通，為夾持器內(nèi)部的微觀可視模型提供一個定溫環(huán)境；其特征在于，該系統(tǒng)包括圖像采集系統(tǒng)，所述圖像采集系統(tǒng)包括復(fù)眼式圖像采集裝置和圖像分析子系統(tǒng)，所述復(fù)眼式圖像采集系統(tǒng)對微觀可視物理模型進(jìn)行圖像信息采集記錄，并且輸送到圖像分析系統(tǒng)對微觀可視模型內(nèi)的剩余油進(jìn)行定量分析。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述裝置，其特征在于，所述復(fù)眼式圖像采集裝置為若干攝像頭，其中1個攝像頭位于中間位置，另外其它攝像頭沿圓周方向均勻設(shè)置。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述裝置，其特征在于，若干所述攝像頭還可采用X式布置，四個點(diǎn)分別設(shè)置一個攝像頭，中間位置一個攝像頭。

4.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的裝置，其特征在于，所述攝像頭為復(fù)眼式光纖攝像頭或可調(diào)焦的針式攝像頭，攝像頭適應(yīng)溫度范圍為-80℃～200℃；

其中1個攝像頭位于中間位置，另外4個攝像頭沿圓周方向均勻設(shè)置，微觀可視模型為正方形，其中1個攝像頭定位正方形的中心位置，另外4個攝像頭定位正方形的四個角的位置。

5.一種采用如權(quán)利要求1-4任意一項(xiàng)所述的裝置的對于剩余油進(jìn)行定量分析方法，其特征在于，具體包括以下步驟：

步驟一：打開微觀模型夾持器（3）的上密封蓋，裝入微觀可視化刻蝕模型（4）于微觀模型夾持器（3）缸體內(nèi)壁中部環(huán)狀臺階上，過程中保證下缸體與微觀可視化刻蝕模型（4）之間無氣泡、微觀可視化刻蝕模型（4）進(jìn)出口之間相互連通，緩慢擰緊微觀模型夾持器（3）上密封蓋，最后保證整個系統(tǒng)內(nèi)的氣泡完全排除，關(guān)閉微觀模型夾持器（3）的放空閥；

步驟二：調(diào)節(jié)與微觀模型夾持器（3）相連的溫度控制儀，設(shè)定溫度為20-90℃，待溫度達(dá)到穩(wěn)定半個小時，開始實(shí)驗(yàn)，首先，選定微觀可視化刻蝕模型（4）中的多個特征位置A～E，布置復(fù)眼式圖像采集裝置（5），打開光源（6），準(zhǔn)備進(jìn)行實(shí)時數(shù)據(jù)采集；然后，開始向微觀可視化刻蝕模型（4）中注入流體，通過微量泵（1）把中間容器（2）中的地層水注入模型內(nèi)隨著圍壓的升高，調(diào)整回壓閥（8），通過手搖泵（10）增加回壓，保證中間容器（2）注入模型的壓力與回壓的壓力相等，同理對所述微觀可視化刻蝕模型（4）進(jìn)行飽和油模擬，至微觀可視化刻蝕模型（4）出口微觀模型夾持器（3）的出口處無水流出，即將流出油為止，在此過程中，通過復(fù)眼式圖像采集裝置（5）和圖像分析系統(tǒng)（7），對微觀可視物理模型（4）進(jìn)行圖像信息采集記錄；

步驟三、飽和油完成后，待整個系統(tǒng)穩(wěn)定一段時間，關(guān)閉微觀模型夾持器（3）出口，根據(jù)微觀實(shí)驗(yàn)驅(qū)替類型和實(shí)驗(yàn)壓力，注入驅(qū)替地層水，在此過程中，利用復(fù)眼式圖像采集裝置（5）對于微觀可視化刻蝕模型（4）的特征區(qū)域進(jìn)行動態(tài)實(shí)時圖像采集，記錄不同時間和驅(qū)替階段的圖像信息，以備后續(xù)處理和分析；

步驟四、實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，通過溫度控制器緩慢降低微觀模型夾持器（3）和微觀可視化刻蝕模型（4）的溫度值，待溫度降到室溫后緩慢降壓，保證微觀可視化刻蝕模型（4）的圍壓、進(jìn)出口壓力同時降低，壓差保持在0.5Mpa，直到壓力降低到大氣壓為止；

步驟五、對實(shí)驗(yàn)結(jié)果整理和后續(xù)分析；即利用圖像采集系統(tǒng)對微觀模型中的驅(qū)油效果進(jìn)行分析，其分析方法為：

第一步：取得微觀可視模型所形成的圖形的像素點(diǎn)個數(shù)，讀取每個像素點(diǎn)的灰度值；

第二步：檢測每個像素點(diǎn)灰度值的大小，判斷灰度值每個像素點(diǎn)是否小于135，如果記錄滿足，則記錄，否則不記錄；

第三步：統(tǒng)計(jì)灰度值小于135的像素點(diǎn)個數(shù)與圖形中所有像素點(diǎn)總數(shù)之比，即得到含油飽和度，從而用于對微觀可視模型內(nèi)的剩余油進(jìn)行定量分析。