[發(fā)明專(zhuān)利]一種基于像差分析鉆桿節(jié)點(diǎn)的地質(zhì)鉆桿進(jìn)給深度測(cè)量系統(tǒng)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201811204381.X
• 申請(qǐng)日: 2018-10-16
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN109267995B
• 公開(kāi)（公告）日: 2022-02-11
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 靳華偉;王付杰;李華楠
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 安徽理工大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): E21B47/04
• 分類(lèi)號(hào): E21B47/04;E21B47/00
• 代理公司: 暫無(wú)信息
• 代理人: 暫無(wú)信息

本發(fā)明涉及一種基于像差分析鉆桿節(jié)點(diǎn)的地質(zhì)鉆桿進(jìn)給深度測(cè)量系統(tǒng)，包括LED燈、圖像處理模塊、部件連接模塊以及地表固定模塊；所述LED燈封裝于圓柱型外殼內(nèi)以及系統(tǒng)外側(cè)；所述圖像處理模塊封裝于圓柱型外殼內(nèi)以及對(duì)準(zhǔn)鉆桿表面，于鉆桿出孔處用攝像機(jī)連續(xù)攝像，完成對(duì)鉆桿連接處節(jié)點(diǎn)的像差分析，自動(dòng)計(jì)數(shù)；所述部件連接模塊連接LED燈外殼和圖像處理模塊外殼；所述地表固定模塊連接LED燈外殼懸空固定于地表外端并水平對(duì)準(zhǔn)鉆桿；針對(duì)退出鉆桿過(guò)程，通過(guò)像差分析鉆桿連接處的節(jié)點(diǎn)形狀計(jì)數(shù)鉆桿出孔數(shù)量；將鉆桿退出長(zhǎng)度等效為鉆桿進(jìn)給深度，避免了復(fù)雜地質(zhì)環(huán)境、不規(guī)則作業(yè)、水流和粉塵等因素干擾，提高了地質(zhì)信息獲取的準(zhǔn)確性。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及地質(zhì)設(shè)備檢測(cè)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種基于像差分析鉆桿節(jié)點(diǎn)的地質(zhì)鉆桿進(jìn)給深度測(cè)量系統(tǒng)。

背景技術(shù)

地質(zhì)鉆孔勘探是獲取地質(zhì)信息的有效途徑，鉆機(jī)鉆孔深度直接關(guān)乎勘探質(zhì)量，對(duì)其進(jìn)行實(shí)時(shí)測(cè)量具有重要的意義。地質(zhì)鉆機(jī)鉆桿的長(zhǎng)度為標(biāo)準(zhǔn)尺寸，中間為空腔結(jié)構(gòu)，首尾分別設(shè)置有螺紋公端和母端，兩根鉆桿可以通過(guò)鉆機(jī)的動(dòng)力實(shí)現(xiàn)螺紋銜接，螺紋銜接處的金屬橫截面積大于標(biāo)準(zhǔn)鉆桿的其他桿體部位，構(gòu)成了鉆桿節(jié)點(diǎn)。鉆機(jī)每次夾持一個(gè)鉆桿，被夾持的鉆桿通過(guò)鉆機(jī)旋轉(zhuǎn)動(dòng)力實(shí)現(xiàn)與前一個(gè)鉆桿的螺紋連接，之后，鉆機(jī)帶動(dòng)整根鉆桿水平向里推送，推送的同時(shí)伴隨有水流降溫。首尾銜接的鉆桿打入地表的深度由鉆桿的數(shù)量決定，鉆桿數(shù)量乘以鉆桿長(zhǎng)度即為打入的地表深度。鉆桿退出時(shí)，由鉆機(jī)施加動(dòng)力依次抽出鉆桿，同時(shí)鉆機(jī)反向旋轉(zhuǎn)，松開(kāi)螺紋連接，從而依次取下鉆桿。目前，多采用人工計(jì)數(shù)法，由工人觀察標(biāo)準(zhǔn)鉆桿的對(duì)接次數(shù)，實(shí)現(xiàn)鉆桿計(jì)數(shù)。該方法易受人為因素影響，出錯(cuò)率和誤報(bào)率都較高，且需要專(zhuān)人全程監(jiān)督，極大的浪費(fèi)了人力資源，增加了管理成本，無(wú)法杜絕虛報(bào)鉆孔深度的現(xiàn)象。

為了克服這一難題，出現(xiàn)了圖像處理視頻跟蹤技術(shù)，具體是對(duì)打孔視頻中的鉆頭運(yùn)動(dòng)進(jìn)行跟蹤，測(cè)量分析跟蹤軌跡自動(dòng)計(jì)算鉆桿的數(shù)目，并根據(jù)鉆桿數(shù)量來(lái)計(jì)算出鉆孔深度。該技術(shù)針對(duì)的是反復(fù)推進(jìn)的周期性鉆孔過(guò)程，通過(guò)圖像識(shí)別技術(shù)，實(shí)時(shí)計(jì)算鉆桿進(jìn)鉆和退鉆的幀數(shù)，識(shí)別鉆頭，從而計(jì)算鉆桿數(shù)量。但當(dāng)?shù)刭|(zhì)鉆機(jī)持續(xù)性鉆孔或持續(xù)性退鉆時(shí)，該技術(shù)無(wú)法準(zhǔn)確識(shí)別所述的周期性跳躍，且存在人為模擬周期性鉆孔過(guò)程造成數(shù)據(jù)造假的隱患。為了解決該難題，需要結(jié)合地質(zhì)鉆機(jī)鉆桿的特點(diǎn)，優(yōu)化圖像處理技術(shù)，提高深度測(cè)量的準(zhǔn)確性。

發(fā)明內(nèi)容

為了解決現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明的目的是提供一種基于像差分析鉆桿節(jié)點(diǎn)的地質(zhì)鉆桿進(jìn)給深度測(cè)量系統(tǒng)，在鉆機(jī)完成鉆孔后的取鉆過(guò)程中，采用圖像處理技術(shù)，于出孔處自動(dòng)識(shí)別鉆桿間螺紋連接處節(jié)點(diǎn)的形狀，通過(guò)和鉆桿平滑表面對(duì)比，自動(dòng)完成鉆桿的計(jì)數(shù)，進(jìn)而計(jì)算出地質(zhì)鉆機(jī)鉆桿的進(jìn)給深度，實(shí)現(xiàn)了惡劣環(huán)境下地質(zhì)鉆機(jī)鉆桿退出長(zhǎng)度的非接觸實(shí)時(shí)測(cè)量，避免了其他因素造成的干擾，提高了測(cè)量可靠性和準(zhǔn)確性，排除了外界及人為因素造成的錯(cuò)報(bào)、誤報(bào)情況，提高了地質(zhì)信息獲取的準(zhǔn)備性。

本發(fā)明實(shí)現(xiàn)發(fā)明目的采用如下技術(shù)方案：

一種基于像差分析鉆桿節(jié)點(diǎn)的地質(zhì)鉆桿進(jìn)給深度測(cè)量系統(tǒng)，包括LED燈、圖像處理模塊、部件連接模塊以及地表固定模塊；所述LED燈封裝于圓柱型外殼內(nèi)以及設(shè)于系統(tǒng)外側(cè)，直射鉆桿表面；所述圖像處理模塊封裝于圓柱型外殼內(nèi)以及對(duì)準(zhǔn)鉆桿表面，在鉆機(jī)完成鉆孔后的取鉆過(guò)程中，于出孔處用一臺(tái)攝像機(jī)對(duì)鉆桿連續(xù)攝像，自動(dòng)對(duì)比識(shí)別鉆桿表面前后兩幀畫(huà)面的變化，像差分析鉆桿連接處的節(jié)點(diǎn)形狀，完成鉆桿的計(jì)數(shù)，進(jìn)而計(jì)算出地質(zhì)鉆機(jī)鉆桿的進(jìn)給深度；所述部件連接模塊連接LED燈外殼和圖像處理模塊外殼，并調(diào)節(jié)之間角度；所述地表固定模塊連接LED燈外殼并懸空固定于地表外端并水平對(duì)準(zhǔn)鉆桿；所述LED燈和圖像處理模塊的外殼為圓柱狀；所述通過(guò)像差分析鉆桿連接處的節(jié)點(diǎn)形狀，避免了不規(guī)則作業(yè)的影響；所述針對(duì)地質(zhì)鉆機(jī)退出鉆桿過(guò)程進(jìn)行測(cè)量，將鉆桿退出長(zhǎng)度等效為鉆桿進(jìn)給深度，避免了進(jìn)鉆時(shí)水流和粉塵等惡劣環(huán)境對(duì)系統(tǒng)的影響；所述出孔處非接觸實(shí)時(shí)測(cè)量位于鉆桿抽出地表的孔洞口，避免了其他因素造成的干擾，提高了測(cè)量可靠性和準(zhǔn)確性，排除了外界及人為因素造成的錯(cuò)報(bào)、誤報(bào)深度的情況，提高了地質(zhì)信息獲取的準(zhǔn)確性。