[發(fā)明專利]煤礦井下鉆孔內(nèi)可視探測裝置及方法

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• 申請日: 2019-04-10
• 公開（公告）號: CN109973076A
• 公開（公告）日: 2019-07-05
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 高珺;張冀冠;陳龍;王四一;陳翔;諸志偉;高曉亮;畢志琴
• 申請（專利權(quán)）人: 中煤科工集團(tuán)西安研究院有限公司
• 主分類號: E21B47/002
• 分類號: E21B47/002;E21B47/12;E21B47/022;E21B49/00
• 代理公司: 北京天奇智新知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11340
• 代理人: 李振文

1.一種煤礦井下鉆孔內(nèi)可視探測裝置，其特征在于，包括：

通纜鉆桿，其前端設(shè)置有攝像鉆頭，內(nèi)部設(shè)置有檢測儀器，所述檢測儀器通過夾子通信線與監(jiān)測顯示設(shè)備連接。

2.如權(quán)利要求1所述的煤礦井下鉆孔內(nèi)可視探測裝置，其特征在于，所述攝像鉆頭前方設(shè)置有切削齒(16)以及攝像頭沖洗水眼(11)，其前部中間設(shè)置有中心通孔(17)，其后部通過連接螺紋與通纜鉆桿連接。

3.如權(quán)利要求1所述的煤礦井下鉆孔內(nèi)可視探測裝置，其特征在于，所述檢測儀器包括：電源模塊、測斜模塊、攝像模塊、自然伽馬模塊、電阻率模塊和通信控制模塊；其中，電源模塊為其它五個模塊提供電源，攝像模塊、自然伽馬模塊和電阻率模塊都帶有加速度計(jì)可以檢測自身高低邊；測斜模塊采用三軸加速度計(jì)和三軸磁通門傳感器實(shí)現(xiàn)鉆孔軌跡精確測量；通信控制模塊，按照孔口監(jiān)測顯示設(shè)備指令將測斜、自然伽馬、電阻率和攝像數(shù)據(jù)分別打包采用調(diào)制通信技術(shù)通過通纜鉆桿發(fā)送到孔口設(shè)備。

4.如權(quán)利要求3所述的煤礦井下鉆孔內(nèi)可視探測裝置，其特征在于，所述檢測儀器根據(jù)命令控制測斜模塊、攝像模塊、自然伽馬模塊、電阻率塊單獨(dú)或同時工作，并將測斜數(shù)據(jù)、伽馬值、電阻率、視頻單獨(dú)或同時實(shí)時上傳至孔口監(jiān)測顯示設(shè)備，所述攝像模塊和自然伽馬模模塊自帶加速度計(jì)，單獨(dú)工作時能實(shí)時測量當(dāng)前工具面向角。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的煤礦井下鉆孔內(nèi)可視探測裝置，根據(jù)鉆孔軌跡、伽馬曲線及視頻圖像判斷分析地層結(jié)構(gòu)、層位、裂隙發(fā)育等地質(zhì)信息的方法，其特征在于，首先，通過視頻圖像對鉆孔類型進(jìn)行分類，其分類的幾個特點(diǎn)有：成孔幾率、孔壁裂隙大小和孔壁光滑程度等，然后，再結(jié)合鉆孔內(nèi)各個位置視頻圖像、自然伽馬和電阻率等參數(shù)的共同表現(xiàn)，綜合判斷鉆孔內(nèi)情況。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的煤礦井下鉆孔內(nèi)可視探測裝置，其特征在于，所述監(jiān)測顯示設(shè)備結(jié)合鉆孔內(nèi)各個位置視頻圖像、自然伽馬和電阻率等參數(shù)的共同表現(xiàn)，綜合判斷鉆孔內(nèi)情況，具體為：將鉆孔各個位置點(diǎn)的一維軌跡參數(shù)、伽馬參數(shù)及視頻圖像加載到同一坐標(biāo)系中，形成各個位置點(diǎn)的三維參數(shù)，前期測孔時根據(jù)專家經(jīng)驗(yàn)賦予各個點(diǎn)識別結(jié)果，當(dāng)測孔數(shù)據(jù)積累到預(yù)定閾值后，通過系統(tǒng)自學(xué)習(xí)識別地層信息。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的煤礦井下鉆孔內(nèi)可視探測裝置，其特征在于，所述監(jiān)測顯示設(shè)備執(zhí)行以下步驟進(jìn)行圖像識別：

步驟1，采用高斯濾波的方法對圖像進(jìn)行濾波；

步驟2，采用拉普拉斯-高斯算子對圖像進(jìn)行邊緣提取；

步驟3，采用二值圖像表示邊緣部分；

步驟4，將二值圖像上封閉區(qū)域填充，當(dāng)封閉區(qū)域面積小于預(yù)定像素時，則作為是噪聲，并刪除該區(qū)域；

步驟5，找出每塊封閉區(qū)域的長軸和短軸；

步驟6，每塊區(qū)域的長軸與短軸長度之比作為孔隙和裂隙的判別依據(jù)，當(dāng)長軸和短軸之比大于預(yù)定值時，則判定區(qū)域?yàn)榱严叮駝t為孔隙。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的煤礦井下鉆孔內(nèi)可視探測裝置，其特征在于，所述步驟4中，其中采用費(fèi)雷特徑直徑來定義圖像區(qū)域塊的長度，短軸為長軸中心點(diǎn)的中垂線；短軸的長度計(jì)算過程：假設(shè)該封閉區(qū)域的面積等效為一個橢圓面積，其橢圓的長軸為在該區(qū)域的eret直徑，短軸的長度由該等效的橢圓面積計(jì)算得到。

9.一種煤礦井下鉆孔內(nèi)可視探測方法，其特征在于，包括：

在通纜鉆桿前端設(shè)置有攝像鉆頭，在內(nèi)部設(shè)置有檢測儀器，將所述檢測儀器由通纜鉆桿和攝像鉆頭送入孔內(nèi)，采集孔內(nèi)信息發(fā)送到孔口監(jiān)測顯示設(shè)備，將所述檢測儀器通過夾子通信線與監(jiān)測顯示設(shè)備連接，由所述檢測儀器按照孔口監(jiān)測顯示設(shè)備指令將測斜、自然伽馬、電阻率和攝像數(shù)據(jù)分別打包采用調(diào)制通信技術(shù)通過通纜鉆桿發(fā)送到孔口設(shè)備。

10.如權(quán)利要求9所述的煤礦井下鉆孔內(nèi)可視探測方法，其特征在于，所述攝像鉆頭前方設(shè)置有切削齒(16)以及攝像頭沖洗水眼(11)，其前部中間設(shè)置有中心通孔(17)，其后部通過連接螺紋與通纜鉆桿連接。