CN102621145B - 分体式岩心扫描仪 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种分体式岩心扫描仪，包括底座、立柱和图像采集装置，底座上通过其两端安装有用于放置并旋转岩心的胶辊，底座内安装有胶辊旋转装配体和水平位移装配体，水平位移装配体包括导轨和导轨滑块，立柱的轴向方向为垂直方向，图像采集装置包括控制机构和白光扫描头装配体，白光扫描头装配体安装于立柱的上端；水平位移装配体的导轨滑块上安装有垂直连接板，立柱通过锁紧机构与垂直连接板连接并能够作垂直方向的滑动，立柱上设置有能够在垂直方向滑动的轴滑动座，白光扫描头装配体通过快速拆装装置安装在轴滑动座上。本发明的底座、立柱和白光扫描头装配体全部采用快速拆装的分体式结构，便于转运和装配，尤其适合室外作业。

Description

分体式岩心扫描仪

技术领域

本发明涉及一种岩心扫描仪，尤其涉及一种分体式岩心扫描仪。

背景技术

岩心是石油地质勘探开发研究工作中宝贵的不可再生的资源，也是最关键、最直观的实物资料之一，石油地质分析数据和地球物理勘探参数大多来自岩心。对岩心的观察描述在确定岩性、推断沉积环境以及生储盖组合综合研究中具有不可替代的作用。但由于岩心出筒后，其原始面貌和非常有价值的地质研究标记容易遭到破坏，给后续的研究工作带来极大的影响，从而局限岩心的应用范围，降低岩心的持续使用价值。因此，及时有效地获取岩心图像信息，有助于提高岩心管理水平、拓展岩心应用领域、增加岩心应用价值。然而，以往的岩心图像采集仪主要是针对岩心库房扫描老岩心图像定制，其体积较大、质量较重、不适合转运、现场适应性不强，存在较大的局限性，要满足钻井现场适时获取新出筒岩心图像的需要有较大的困难。

专利号为201120178000.2的发明专利公开了一种岩心岩屑图像采集装置，包括外壳、机架、垂直支架、图像采集头、灯架、主控电路系统、液晶显示触摸屏、数字键盘、样品旋转机构和扫描头移位机构，在灯架内设置有灯光转换装置、滤镜和滤镜移位机构，在灯架内设置有灯光转换装置，在灯架内安装有滤镜和滤镜移位机构，滤镜与滤镜移位机构连接；扫描头移位机构包括水平面内的“X轴”与“Y轴”两个方向的导轨、“X轴”与“Y轴”两个方向的步进电机、减速箱，上述两个步进电机以及灯光转换装置、滤镜移位机构的控制信号输入端分别与主控电路系统的信号输出端对应连接。该专利中，机架、垂直支架和图像采集头之间采用难以快速拆卸的结构连接，在室内使用完全没有问题，但要用于岩心采集现场，则存在运输困难、装配不便的问题，所以难以适应野外现场作业。

发明内容

本发明的目的就在于提供一种分体式岩心扫描仪，其底座、立柱和白光扫描头装配体全部能够快速拆装。

本发明通过以下技术方案来实现上述目的：

本发明包括底座、立柱和图像采集装置，所述底座上通过其两端安装有用于放置并旋转岩心的胶辊，所述底座内安装有胶辊旋转装配体和水平位移装配体，所述水平位移装配体包括导轨和导轨滑块，所述立柱与所述导轨滑块连接，所述立柱的轴向方向为垂直方向，所述图像采集装置包括控制机构和白光扫描头装配体，所述白光扫描头装配体安装于所述立柱的上端；所述水平位移装配体的导轨滑块上安装有垂直连接板，所述立柱通过锁紧机构与所述垂直连接板连接并能够作垂直方向的滑动，所述立柱上设置有能够在垂直方向滑动的轴滑动座，所述白光扫描头装配体通过快速拆装装置安装在所述轴滑动座上。

立柱可通过锁紧机构实现与垂直连接板之间的快速装配与拆卸，锁紧机构的制作利用现有技术有多种选择，如螺杆锁紧装置、弹簧锁紧装置等；白光扫描头装配体通过快速拆装装置实现与轴滑动座的快速装配与拆卸，快速拆装装置利用现有技术有多种选择，如卡式连接装置、螺纹连接装置等。通过立柱相对于垂直连接板的移动和轴滑动座相对于立柱的移动，能实现白光扫描头装配体在较大范围内的垂直移动，完全满足白光扫描头装配体的垂直移动需求；通过导轨滑块带动垂直连接板及立柱作相对于导轨的水平移动，能满足白光扫描头装配体在水平面内的移动需求，从而达到利用白光扫描头装配体从不同高度和不同位置扫描岩心、获取岩心高品质图像的目的。

具体地，所述锁紧机构为轴锁紧臂，所述轴锁紧臂的转轴穿过所述垂直连接板并抵压在所述立柱上。轴锁紧臂利用杠杆原理，只需较小力量即可完成立柱锁紧或松开的任务。

所述快速拆装装置包括连接座、连接座芯和锁紧旋钮，所述连接座安装在所述轴滑动座上，所述连接座芯的一端与所述白光扫描头装配体连接，所述连接座芯的另一端安装于所述连接座内并通过所述锁紧旋钮固定。使用时只需旋动锁紧旋钮即可达到压紧或松开连接座芯、从而快速装配或拆卸白光扫描头装配体的目的。

进一步，所述立柱的顶部安装有用于调节所述轴滑动座高度的调节旋钮。这样调节方便、准确。

作为优选，所述白光扫描头装配体包括白光扫描头、固定座、固定转子、扫描头连接座和连接横板，所述连接横板与所述扫描头连接座连接，所述扫描头连接座与所述固定座之间通过所述固定转子连接，所述白光扫描头与所述固定座连接；所述固定转子与所述扫描头连接座之间嵌有滚珠，所述固定转子上设有1/4圆周的导向槽，所述滚珠置于所述导向槽内，所述滚珠下方装有弹簧，所述导向槽两端设有定位孔。这种结构中，白光扫描头转动简单省力，只需直接旋转即可；同时转动到位自动锁紧。这种结构还便于白光扫描头的更换，根据需要可临时将白光扫描头更换为荧光扫描头或其它扫描头。

作为最佳选择，所述白光扫描头为BASLER线阵CCD。BASLER线阵CCD是德国BASLER公司生产的高分线阵数字摄像机，其精度极高，获得的图像清晰度高、失真度小。

进一步，所述白光扫描头装配体的下面通过LED支架安装有LED光源装配体。采用LED光源，并和白光扫描头装配体装配在一起，在对岩心进行平扫、滚扫切换时，仅需对扫描盒直接旋转，角度自动到位，不用调节光源方向及位置，大大减少调整光源左右明暗平衡时间。

所述底座的两端安装有岩心外托架，所述岩心外托架上设置有两个与所述胶辊位置对应的滚轮；所述胶辊旋转装配体包括胶辊电机、胶辊电机同步带轮、胶辊轴同步带轮、胶辊同步介轮、同步带和皮带罩，所述胶辊电机同步带轮安装于所述胶辊电机的转轴上，所述胶辊同步介轮置于两个所述胶辊轴同步带轮之间并位于所述胶辊轴同步带轮的下方，所述同步带同时安装于所述胶辊电机同步带轮、所述胶辊轴同步带轮和所述胶辊同步介轮上，所述皮带罩位于所述同步带的上方。底座两端安装的岩心外托架，在用于长度较大的岩心图像采集时可保证岩心重心稳固，满足图像采集需求的同时减小了底座尺寸。利用胶辊同步介轮将同步带下拉，不影响同步带工作性能的同时为上方岩心通过留出了空间。

最为优选，所述水平位移装配体还包括步进电机、电机同步带轮、丝杆同步带轮、丝杆同步带和霍尔元件装配体，所述电机同步带轮安装在所述步进电机的转轴上，所述电机同步带轮与所述丝杆同步带轮之间通过丝杆同步带连接所述丝杆同步带轮安装在所述导轨滑块上，所述霍尔元件装配体安装在所述底座上靠近所述导轨滑块的位置。

进一步，所述导轨的两端安装有限位开关。限位开关可防止导轨滑块带动立柱超出行程范围。

本发明的有益效果在于：

本发明便于转运和装配，尤其适合室外现场作业。具体体现为：

1、立柱可通过锁紧机构实现与垂直连接板之间的快速装配与拆卸，白光扫描头装配体通过快速拆装装置实现与轴滑动座的快速装配与拆卸，整个产品的主要部件均实现了快速装配和拆卸，满足了现场作业的需求；

2、通过立柱相对于垂直连接板的移动和轴滑动座相对于立柱的移动，能实现白光扫描头装配体在较大范围内的垂直移动，通过导轨滑块带动垂直连接板及立柱作相对于导轨的水平移动，能满足白光扫描头装配体在水平面内的移动需求，从而达到利用白光扫描头装配体从不同高度和不同位置扫描岩心、获取岩心高品质图像的目的；

3、白光扫描头可手动旋转并自动定位，而且便于根据需要临时将白光扫描头更换为荧光扫描头或其它扫描头，满足图像采集的多种需求；

4、采用BASLER线阵CCD作为白光扫描头，其精度极高，获得的图像清晰度高、失真度小；

5、采用LED作为光源，并和白光扫描头装配体装配在一起，在对岩心进行平扫、滚扫切换时，仅需对扫描盒直接旋转，角度自动到位，不用调节光源方向及位置，大大减少调整光源左右明暗平衡时间，而且LED光源具有低电压、高节能、长寿命、利环保的优点；

6、岩心外托架在用于长度较大的岩心图像采集时可保证岩心重心稳固，满足图像采集需求的同时减小了底座尺寸，尽可能地减小了整个扫描仪的体积，便于转运；

7、限位开关可防止导轨滑块带动立柱超出行程范围，确保图像采集顺利进行。

附图说明

图1是本发明应用中的立体图；

图2是本发明应用中的左视图；

图3是本发明所述水平位移装配体的俯视结构示意图；

图4是本发明所述白光扫描头装配体的立体结构示意图；

图5是本发明所述胶辊旋转装配体的立体结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步说明：

如图1、图2和图3所示，本发明包括底座1、立柱10和图像采集装置，底座1上通过其两端安装有用于放置并旋转岩心12的胶辊11，底座1内安装有胶辊旋转装配体和水平位移装配体13，水平位移装配体13包括导轨19、导轨滑块21、步进电机20、电机同步带轮25、丝杆同步带轮23、丝杆同步带24和霍尔元件装配体22，立柱10与导轨滑块21连接，导轨滑块21安装在导轨19上，电机同步带轮25安装在步进电机20的转轴上，电机同步带轮25与丝杆同步带轮23之间通过丝杆同步带24连接，丝杆同步带轮23安装在导轨滑块21上，霍尔元件装配体22安装在底座1上靠近导轨滑块21的位置，导轨19的两端安装有可防止导轨滑块21带动立柱10超出行程范围的限位开关(图中未示出)。立柱10的轴向方向为垂直方向，图像采集装置包括控制机构(图中未示出)和白光扫描头装配体8，白光扫描头装配体8安装于立柱10的上端。图1中还示出了电源开关2和地脚3，地脚3在搬运时可收起。图3中还示出了电机法兰26、航空插座装配体27、电器安装板固定角铝28、控制箱装配体29和电源插座30。

如图1和图2所示，水平位移装配体13的导轨滑块21上安装有垂直连接板18，立柱10通过轴锁紧臂17与垂直连接板18连接并能够作垂直方向的滑动，轴锁紧臂17的转轴穿过垂直连接板18并抵压在立柱10上；立柱10上设置有能够在垂直方向滑动的轴滑动座16，立柱10的顶部安装有用于调节轴滑动座16的高度的调节旋钮4，调节旋钮4通过丝杆与轴滑动座16连接；轴滑动座16上安装有连接座5，连接座芯6的一端与白光扫描头装配体8连接，连接座芯6的另一端安装于连接座5内并通过锁紧旋钮7固定，锁紧旋钮7通过螺杆安装在连接座5上，其螺杆内端压住连接座芯6。白光扫描头装配体8的下面通过LED支架安装有LED光源装配体9。

如图4所示，白光扫描头装配体8包括白光扫描头32、固定座33、固定转子34、扫描头连接座35和连接横板36，连接横板36与扫描头连接座35连接，扫描头连接座35与固定座33之间通过固定转子34连接，白光扫描头32与固定座33连接；LED光源装配体9通过LED支架37安装在固定座33上，连接座芯6与连接横板36连接。固定转子34、扫描头连接座35之间的旋转结构在图中没有示出，其内部结构如下：固定转子34与扫描头连接座35之间嵌有滚珠，固定转子34上设有1/4圆周的导向槽，滚珠置于导向槽内，滚珠下方装有弹簧，导向槽两端设有定位孔。白光扫描头32转动到位时，弹簧顶出滚珠至定位孔内自动锁紧。白光扫描头32为BASLER线阵CCD。

如图1所示，底座1的两端的搬运把手15上安装有岩心外托架14，岩心外托架14上设置有两个与胶辊11位置对应的滚轮(图中未标记)。如图1和图5所示，胶辊旋转装配体包括胶辊电机43、胶辊电机同步带轮44、胶辊轴同步带轮39、胶辊同步介轮42、同步带40和皮带罩38，胶辊电机同步带轮44安装于胶辊电机43的转轴上，胶辊同步介轮42置于两个胶辊轴同步带轮39之间并位于胶辊轴同步带轮39的下方，同步带40同时安装于胶辊电机同步带轮43、胶辊轴同步带轮44和胶辊同步介轮42上，皮带罩38位于同步带40的上方，介轮轴41安装在底座1的两端内部。

结合图1-图5，本发明的工作原理如下：

将岩心12置于底座1上两根胶辊11之间，如果岩心较长超过底座1的宽度，则将岩心12的两端分别置于岩心外托架14的两个滚轮上，岩心12的中段依然置于两根胶辊11之间；根据需要扫描的岩心12的具体部位，通过同步电机20带动导轨滑块21、垂直连接板18最终带动立柱10在水平面内移动从而调节白光扫描头装配体8的水平位置，通过调节立柱10与底座1之间的垂直距离以及通过调节旋钮4调节轴滑动座16的高度从而调节白光扫描头装配体8的高度，通过手动旋转白光扫描头32完成白光扫描头32的角度调整，最终完成白光扫描头装配体8的位置调节。调节到位后，启动白光扫描头装配体8，白光扫描头32扫描岩心12对应部位的图像并保存。上述调节过程还需配合图像清晰度协同进行，以最终采集到合格图像为目标。完成一个部位的图像扫描后，通过胶辊电机43带动胶辊11旋转，胶辊11带动岩心12旋转，从而改变岩心12的扫描部位，然后重复上述白光扫描头装配体8的位置调节过程以及扫描过程，完成岩心12另一个部位的图像采集。重复上述过程，直到完成岩心12所需的所有部位的扫描。

Claims (10)

1.一种分体式岩心扫描仪，包括底座、立柱和图像采集装置，所述底座上通过其两端安装有用于放置并旋转岩心的胶辊，所述底座内安装有胶辊旋转装配体和水平位移装配体，所述水平位移装配体包括导轨和导轨滑块，所述立柱与所述导轨滑块连接，所述立柱的轴向方向为垂直方向，所述图像采集装置包括控制机构和白光扫描头装配体，所述白光扫描头装配体安装于所述立柱的上端；其特征在于：所述水平位移装配体的导轨滑块上安装有垂直连接板，所述立柱通过锁紧机构与所述垂直连接板连接并能够作垂直方向的滑动，所述立柱可通过所述锁紧机构实现与垂直连接板之间的快速装配与拆卸，所述立柱上设置有能够在垂直方向滑动的轴滑动座，所述白光扫描头装配体通过快速拆装装置安装在所述轴滑动座上。

2.根据权利要求1所述的分体式岩心扫描仪，其特征在于：所述锁紧机构为轴锁紧臂，所述轴锁紧臂的转轴穿过所述垂直连接板并抵压在所述立柱上。

3.根据权利要求1所述的分体式岩心扫描仪，其特征在于：所述快速拆装装置包括连接座、连接座芯和锁紧旋钮，所述连接座安装在所述轴滑动座上，所述连接座芯的一端与所述白光扫描头装配体连接，所述连接座芯的另一端安装于所述连接座内并通过所述锁紧旋钮固定。

4.根据权利要求1所述的分体式岩心扫描仪，其特征在于：所述立柱的顶部安装有用于调节所述轴滑动座高度的调节旋钮。

5.根据权利要求1所述的分体式岩心扫描仪，其特征在于：所述白光扫描头装配体包括白光扫描头、固定座、固定转子、扫描头连接座和连接横板，所述连接横板与所述扫描头连接座连接，所述扫描头连接座与所述固定座之间通过所述固定转子连接，所述白光扫描头与所述固定座连接；所述固定转子与所述扫描头连接座之间嵌有滚珠，所述固定转子上设有1/4圆周的导向槽，所述滚珠置于所述导向槽内，所述滚珠下方装有弹簧，所述导向槽两端设有定位孔。

6.根据权利要求5所述的分体式岩心扫描仪，其特征在于：所述白光扫描头为BASLER线阵CCD。

7.根据权利要求1或4所述的分体式岩心扫描仪，其特征在于：所述白光扫描头装配体的下面通过LED支架安装有LED光源装配体。

8.根据权利要求1所述的分体式岩心扫描仪，其特征在于：所述底座的两端安装有岩心外托架，所述岩心外托架上设置有两个与所述胶辊位置对应的滚轮；所述胶辊旋转装配体包括胶辊电机、胶辊电机同步带轮、胶辊轴同步带轮、胶辊同步介轮、同步带和皮带罩，所述胶辊电机同步带轮安装于所述胶辊电机的转轴上，所述胶辊同步介轮置于两个所述胶辊轴同步带轮之间并位于所述胶辊轴同步带轮的下方，所述同步带同时安装于所述胶辊电机同步带轮、所述胶辊轴同步带轮和所述胶辊同步介轮上，所述皮带罩位于所述同步带的上方。

9.根据权利要求1所述的分体式岩心扫描仪，其特征在于：所述水平位移装配体还包括步进电机、电机同步带轮、丝杆同步带轮、丝杆同步带和霍尔元件装配体，所述电机同步带轮安装在所述步进电机的转轴上，所述电机同步带轮与所述丝杆同步带轮之间通过丝杆同步带连接，所述丝杆同步带轮安装在所述导轨滑块上，所述霍尔元件装配体安装在所述底座上靠近所述导轨滑块的位置。

10.根据权利要求1所述的分体式岩心扫描仪，其特征在于：所述导轨的两端安装有限位开关。

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