[發(fā)明專利]大口徑井身結(jié)構(gòu)三維刻畫(huà)自動(dòng)成像測(cè)量方法及裝置

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110411628.0
• 申請(qǐng)日: 2021-04-16
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN113108683A
• 公開(kāi)（公告）日: 2021-07-13
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 徐俊;汪子奇;魏鵬飛;汪發(fā)文
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 湖北省城市地質(zhì)工程院;深地康巖工程技術(shù)（武漢）有限公司
• 主分類號(hào): G01B7/12
• 分類號(hào): G01B7/12;G06T17/10
• 代理公司: 北京金智普華知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11401
• 代理人: 藍(lán)曉玉

本發(fā)明屬于鉆孔孔徑測(cè)量技術(shù)領(lǐng)域，公開(kāi)了一種大口徑井身結(jié)構(gòu)三維刻畫(huà)自動(dòng)成像測(cè)量方法及裝置，大口徑井身結(jié)構(gòu)三維刻畫(huà)自動(dòng)成像測(cè)量裝置中千斤頂?shù)纳隙斯潭ㄓ兄螚U，支撐桿通過(guò)萬(wàn)向球軸承與井口測(cè)量平臺(tái)連接；井口測(cè)量平臺(tái)上固定有驅(qū)動(dòng)電機(jī)，驅(qū)動(dòng)電機(jī)上固定有驅(qū)動(dòng)滑輪；驅(qū)動(dòng)滑輪通過(guò)繩索與第一導(dǎo)向滑輪連接，第一導(dǎo)向滑輪通過(guò)第一繩索與測(cè)量?jī)x器連接，測(cè)量?jī)x器下端固定有配重塊；測(cè)量?jī)x設(shè)置有測(cè)量筒，測(cè)量筒四周通過(guò)螺紋連接副固定有測(cè)量臂，測(cè)量臂設(shè)置有彈簧套筒，測(cè)量筒設(shè)置有微動(dòng)開(kāi)關(guān)和ROM單片機(jī)。本發(fā)明操作簡(jiǎn)單，根據(jù)需求，設(shè)計(jì)測(cè)量頻率，根據(jù)測(cè)量數(shù)據(jù)，自動(dòng)生成三維模型圖，直觀的展現(xiàn)孔身結(jié)構(gòu)和質(zhì)量。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于鉆孔孔徑測(cè)量技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種大口徑井身結(jié)構(gòu)三維刻畫(huà)自動(dòng)成像測(cè)量方法及裝置。

背景技術(shù)

目前，隨著工農(nóng)業(yè)的發(fā)展，各類地質(zhì)鉆孔和工程應(yīng)用類鉆孔孔徑越來(lái)越大，而孔徑超徑或者縮徑問(wèn)題直接影響著工程下一步施工質(zhì)量，對(duì)工程整體質(zhì)量有著重要作用，因此如何準(zhǔn)確測(cè)量大口徑鉆孔孔徑的難題亟待解決。

現(xiàn)有測(cè)量技術(shù)主要分為兩種方法，一種是小口徑鉆孔孔徑機(jī)械臂測(cè)量法，主要為傘狀測(cè)量，主要缺陷一是測(cè)量臂的伸展難題；二是測(cè)量結(jié)果是數(shù)據(jù)或者是孔身曲線，不能全方位展現(xiàn)鉆孔孔身。另外一種為聲波測(cè)量法，其測(cè)量范圍較大，但是聲波需要依賴鉆孔中的沖洗液作為媒介傳播，受沖洗液性能影響非常大。其主要缺陷一是沖洗液性能影響測(cè)量精度，誤差大；二是對(duì)于漏失鉆孔，沖洗液不能灌滿鉆孔，則上部無(wú)沖洗液孔段無(wú)法測(cè)量；第三是鉆進(jìn)過(guò)程中，鉆孔孔壁會(huì)形成一定厚度的泥皮，聲波測(cè)量則不能精準(zhǔn)測(cè)量孔徑尺寸，孔徑整體偏小；第四是測(cè)量結(jié)果是數(shù)據(jù)或者是孔身曲線，不能全方位展現(xiàn)鉆孔孔身。

通過(guò)上述分析，現(xiàn)有的孔徑測(cè)量設(shè)備不能準(zhǔn)確測(cè)量大口徑鉆孔孔徑。

解決以上問(wèn)題及缺陷的難度為：一是機(jī)械臂測(cè)量主要針對(duì)小口徑鉆孔，測(cè)量臂伸展具有一定難度，儀器上行下放不易；二是聲波測(cè)量必須需要傳播媒介才能測(cè)量，并且聲波不能穿透鉆孔孔壁的泥皮，測(cè)量誤差大；三是孔身顯示是平面曲線，不能三維立體顯示。

解決以上問(wèn)題及缺陷的意義為：通過(guò)一種新設(shè)備或者新方法，首先是能測(cè)量大口徑鉆孔的孔徑，并通過(guò)接觸式破除孔壁泥皮，最真實(shí)的反應(yīng)鉆孔孔徑，最終通過(guò)三維立體圖像顯示孔身，從而直觀的了解鉆孔縮徑、擴(kuò)大問(wèn)題。其次是通過(guò)測(cè)量數(shù)據(jù)，更精準(zhǔn)的計(jì)算固井用水泥漿；第三是能直接檢驗(yàn)護(hù)壁套管的變形磨損度。

發(fā)明內(nèi)容

針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種大口徑井身結(jié)構(gòu)三維刻畫(huà)自動(dòng)成像測(cè)量方法及裝置。本發(fā)明能解決孔徑測(cè)量難題，根據(jù)鉆孔孔徑大小，設(shè)計(jì)相應(yīng)的測(cè)量臂長(zhǎng)度，根據(jù)孔徑數(shù)據(jù)，利用只有設(shè)計(jì)軟件，自動(dòng)刻畫(huà)井身結(jié)構(gòu)三維模型，全方位展現(xiàn)井身結(jié)構(gòu)。本發(fā)明應(yīng)用于大口徑地質(zhì)鉆探孔、地?zé)峋⒌卣鸬叵铝黧w觀測(cè)井、大口徑工程樁孔及其它地下水資源開(kāi)發(fā)井等工程項(xiàng)目的孔徑測(cè)量和井身結(jié)構(gòu)三維刻畫(huà)成像。

本發(fā)明是這樣實(shí)現(xiàn)的，一種大口徑井身結(jié)構(gòu)三維刻畫(huà)自動(dòng)成像測(cè)量裝置，所述大口徑井身結(jié)構(gòu)三維刻畫(huà)自動(dòng)成像測(cè)量裝置設(shè)置有千斤頂；

千斤頂?shù)纳隙斯潭ㄓ兄螚U，支撐桿通過(guò)萬(wàn)向球軸承與井口測(cè)量平臺(tái)連接；

井口測(cè)量平臺(tái)上固定有驅(qū)動(dòng)電機(jī)，驅(qū)動(dòng)電機(jī)上固定有驅(qū)動(dòng)滑輪；

驅(qū)動(dòng)滑輪通過(guò)繩索與第一導(dǎo)向滑輪連接，第一導(dǎo)向滑輪通過(guò)第一繩索與測(cè)量?jī)x器連接，測(cè)量?jī)x器下端固定有配重塊；

測(cè)量?jī)x設(shè)置有測(cè)量筒，測(cè)量筒四周通過(guò)螺紋連接副固定有測(cè)量臂，測(cè)量臂設(shè)置有彈簧套筒，測(cè)量筒設(shè)置有微動(dòng)開(kāi)關(guān)和ROM單片機(jī)。

進(jìn)一步，所述井口測(cè)量平臺(tái)左端設(shè)置有軸承，井口測(cè)量平臺(tái)上設(shè)置有螺紋孔，螺紋孔旋接有固定螺栓。

進(jìn)一步，所述井口測(cè)量平臺(tái)上設(shè)置有固定銷孔，固定銷孔內(nèi)部固定有固定銷。