CN106481331A - 高性能井下成像镜头及图像处理系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种高性能井下成像镜头，包括侧方镜头；镜头的侧壁上开设侧方镜头装配孔，侧方镜头设置于侧方镜头装配孔中，对侧方的图像进行采集。其中侧方镜头包括侧方镜头电路板及侧方拍摄镜头；侧方拍摄镜头装配于侧方镜头电路板的一侧。为提高侧方镜头成像质量，在侧方镜头电路板的拍摄镜头侧焊接辅助照明灯。本发明在现有下视镜头的基础上，增加了侧方镜头，侧方镜头距离井壁较近，成像效果好，能够更加清楚明晰地观察到井壁情况，且结构简单、成本低。
Description
技术领域
本发明涉及井下监测设备技术领域，尤其涉及一种高性能井下成像镜头。
背景技术
现有的井下监测装置的成像镜头是设置在监测装置的下方，主要采集井下的油管和套管的内部信息，针对事故井，可以直观的看到目标位置的实时图像，对井内情况进行分析，采取相应的措施。而现有的下视的成像镜头是通过下视镜头得到的井壁信息，尽管本领域的技术人员在下视的成像镜头上安装旋转装置，使下视镜头可以旋转，这样既可以观察井壁的情况，也可以观察装置正下方的信息。但是下视的成像镜头距井壁距离较远，成像效果不佳，而且即使可以转动角度也远远不如直视井壁效果好，如果井内介质变差，现有井下监测装置成像效果会更差。
发明内容
为解决现有技术中，下视的成像镜头存在的成像效果差的技术问题，本发明的技术方案如下：
本发明中的高性能井下成像镜头，包括：侧方镜头；所述镜头的侧壁上开设侧方镜头装配孔，所述侧方镜头设置于所述侧方镜头装配孔中，对侧方的图像进行采集。
在一种优选的实施方式中，所述侧方镜头为可自动调焦镜头，所述侧方镜头包括：侧方镜头电路板及侧方拍摄镜头；所述侧方拍摄镜头的镜片向内凹陷，所述侧方拍摄镜头装配于所述侧方镜头电路板的一侧，所述侧方镜头电路板的侧方拍摄镜头侧设置辅助照明灯。
在一种优选的实施方式中，还包括侧方防护透明零件；所述侧方防护透明零件与所述侧方镜头装配孔接触处设置密封件，所述侧方防护透明零件可拆卸安装于所述侧方镜头装配孔的孔口，使位于所述侧方镜头装配孔内的侧方镜头根据需要更换。
在一种优选的实施方式中，包括金属盖板，所述金属盖板设置于所述侧方防护透明零件的外部，并与所述侧方防护透明零件固定连接。
在一种优选的实施方式中，包括下视镜头；所述镜头的一端开设下视镜头装配孔；所述下视镜头设置于所述下视镜头装配孔中，所述下视镜头包括：下视镜头电路板及下视拍摄镜头，所述下视拍摄镜头的镜片向内凹陷；所述下视拍摄镜头装配于所述下视镜头电路板的一侧，所述下视镜头通过光缆与所述地面采集面板的信号接收端连接，所述地面采集面板的信号输出端与所述地面数据处理装置连接，使所述下视拍摄镜头采集的图像信息经由井下光缆传输至地面采集面板，地面采集面板将接收的信息传输给地面数据处理装置，地面数据处理装置对接收信息进行定量分析。
在一种优选的实施方式中，包括下方防护透明零件；所述下方防护透明零件与所述下视镜头装配孔接触处设置密封件，所述下方防护透明零件可拆卸安装于所述下视镜头装配孔的孔口，使位于所述下视镜头装配孔内的下视镜头根据需要更换。
在一种优选的实施方式中，包括固定环；所述固定环的一个环面与所述下方防护透明零件接触，所述固定环与所述镜头的侧壁螺纹连接，使固定环压紧下方防护透明零件。
在一种优选的实施方式中，包括下视辅助照明灯及成像板；所述下视辅助照明灯设置于所述下视镜头周围；所述成像板设置于所述下视镜头的靠近侧方镜头的一侧，所述成像板将所述下视镜头及所述侧方镜头采集的图像信息进行存储。
在一种优选的实施方式中，所述高性能井下成像镜头的材质为耐蚀合金，并在所述高性能井下成像镜头的外壁喷塑聚四氟乙烯。
本发明还提供了一种对高性能井下成像镜头采集的图像信息进行处理的高性能井下图像处理系统，包括通信装置、地面采集面板及地面数据处理装置；所述通信模块的信号输入端与所述成像板的信号输出端连接，所述通信模块的信号输出端与所述地面采集面板的信号接收端连接，所述地面采集面板的信号发送端与所述地面数据处理装置连接，使所述成像板上存储的图像信息经由通信模块传输至地面采集面板，地面采集面板将接收的信息传输给地面数据处理装置，地面数据处理装置对接收信息进行定量分析。
本发明中的高性能井下成像镜头，与现有技术相比，其有益效果为：
在现有下视镜头的基础上，增加了侧方镜头，侧方镜头距离井壁较近，成像效果好，能够更加清楚明晰地观察到井壁情况，且结构简单、成本低。
因为井下环境黑暗，为保证侧方镜头采集到的信息清楚明晰，在侧方镜头电路板的拍摄镜头设置侧安装辅助照明灯，将侧方镜头中的拍摄镜头周围环境照亮，从而方便拍摄镜头对井壁情况的采集。同时，由于井下油套管内径大小不一，为进一步改进成像效果，所选取的侧方镜头及下视镜头均为可自动调节焦距的镜头。
在侧方镜头装配孔的孔口可拆卸安装侧方防护透明零件，侧方防护透明零件为耐压玻璃，能够满足井下高压使用需求，不会因为井下高压，损坏侧方镜头。为防止镜头使用或者安装过程中碰撞损坏，将侧方拍摄镜头的镜片设置为向内凹陷的结构，从而有效保护了侧方镜头，降低了侧方镜头的损坏几率。同时，井下湿度较高，为保证侧方镜头能够正常工作，不受井下湿度的影响，设置了密封件，从而保证了侧方镜头装配孔内的镜头与外界隔绝。
附图说明
图1是本发明中高性能井下成像镜头的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明的附图，对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
如图1所示，本发明高性能井下成像镜头，包括侧方镜头4；镜头1的侧壁上开设侧方镜头装配孔，侧方镜头4设置于侧方镜头装配孔中，并安装于侧方镜头装配孔中的侧方镜头座15内，对侧方的图像进行采集。其中侧方镜头包括：侧方镜头电路板及侧方拍摄镜头；侧方拍摄镜头装配于侧方镜头电路板的一侧，所述侧方拍摄镜头的镜片向内凹陷。
由于井下环境昏暗，为保证侧方镜头4的成像质量，在侧方镜头电路板的拍摄镜头设置侧安装多个辅助照明灯14，辅助照明灯14作为光源，照亮井壁周围环境，方便井壁信息的采集。同时，由于井下油套管内径大小不一，为进一步改进成像效果，所选取的侧方镜头及下视镜头均为可自动调节焦距的镜头。
由于井下环境潮湿及井下压力较大，为保证侧方镜头4能够正常工作，不受周围环境的影响，因此，在侧方镜头装配孔的孔口开设凹槽，并在凹槽内设置密封件3，并将侧方防护透明零件5装配于凹槽内，从而保证侧方镜头装配孔内的密封性，避免侧方镜头装配孔内进入潮湿的空气或者压力过大，影响侧方镜头4的工作，导致画面不清晰、采集信息不精确。为了降低井下压力及高温对侧方镜头的影响，使用蓝宝石玻璃制作侧方防护透明零件5，蓝宝石玻璃具有透光、硬度大、耐高温等优点。
同时，侧方防护透明零件5可拆卸安装于侧方镜头装配孔孔口的凹槽内，当侧方镜头4损坏或者想要更换侧方镜头4内的某个零部件时，可将侧方防护透明零件5拆卸下来，从而进行更换，拆装方便。
为保证侧方防护透明零件5不会坠落，在侧方防护透明零件5的外部设置金属盖板2，金属盖板2与侧方防护透明零件5通过螺纹连接，并压紧侧方防护透明零件5，保证侧方防护透明零件5的稳固性。
为在侧方镜头4采集井壁信息的同时，能够观察到井下垂直方向的情况，在镜头1的一端开设下视镜头装配孔，并将下视镜头11装配于下视镜头装配孔内的下视镜头座12内，从而采集下方的井下情况图像信息。为了保证下视镜头11能够处于干燥的环境中正常工作，下视镜头11装配孔的孔口可拆卸安装下方防护透明零件9，下方防护透明零件9采用蓝宝石玻璃，蓝宝石玻璃具有硬度高、耐高温等特性。在下方防护透明零件9与下视镜头11装配孔接触处设置密封件。为固定下方防护透明零件9，在镜头1的内部设置了固定环8，固定环8与镜头1的内径相匹配，并通过螺纹连接。固定环8的一个环面与下方防护透明零件9接触，通过旋转固定环8，使得其压紧下方防护透明零件9，保证下方防护透明零件9的稳固安装。为保证下视镜头11的成像质量，在下视镜头周围安装多个下视辅助照明灯10，从而照亮井下的环境，提高成像质量。其中下视镜头为可自动调节焦距的镜头，下视镜头包括：下视镜头电路板及下视拍摄镜头；下视拍摄镜头装配于下视镜头电路板的一侧，下视拍摄镜头的镜片向内凹陷。
同时，下方防护透明零件9可拆卸安装于下方镜头装配孔孔口内，当下视镜头11损坏或者想要更换下视镜头11内的某个零部件时，可将下方防护透明零件9拆卸下来，从而进行更换，拆装方便。
为将井下信息存储并传输到外界，在下视镜头11靠近侧方镜头4的一侧设置成像板13，成像板13将侧方镜头及下视镜头采集的信息存储起来，成像板13的信号输出端与通信模块的信号输入端连接，通信模块的信号输出端与地面采集面板的信号接收端连接，地面采集面板的信号发送端与地面数据处理装置连接，使成像板上存储的图像信息经由通信模块传输至地面采集面板，地面采集面板接收信息以后，将该图片信息与镜头成像网格对比，并利用地面数据处理装置定量分析出侧方镜头及下视镜头所拍摄的缝隙、孔眼的尺寸等，相较于传统井下监测设备只能根据人眼判断裂缝、孔眼的大小的定性分析而言，本发明使得井上作业人员可以直观看到井下情况，避免了认为主观判定所带来的误差，对进行情况的判断会更加准确。
由于井下设备的工作环境中包含电解液、潮湿空气和粉尘，这样的环境会使井下设备的金属表面形成许多极微小的腐蚀电极，加速井下设备的腐蚀。为延长本发明的成像镜头的使用寿命，其采用耐蚀合金制成，并在耐蚀合金的外表面喷塑聚四氟乙烯材料。
在本发明的另一种实施方式中，井下成像镜头分为侧视部分及下视部分两部分，侧视部分的镜头1及下视部分的镜头外壁7通过螺纹环6连接，形成可拆卸结构，根据需要进行拆分。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。
Claims (10)
1.高性能井下成像镜头，其特征在于，包括：侧方镜头；所述镜头的侧壁上开设侧方镜头装配孔，所述侧方镜头设置于所述侧方镜头装配孔中，对侧方的图像进行采集。
2.根据权利要求1所述的高性能井下成像镜头，其特征在于，所述侧方镜头为可自动调焦镜头，所述侧方镜头包括：侧方镜头电路板及侧方拍摄镜头；所述侧方拍摄镜头的镜片向内凹陷，所述侧方拍摄镜头装配于所述侧方镜头电路板的一侧，所述侧方镜头电路板的侧方拍摄镜头侧设置辅助照明灯。
3.根据权利要求2所述的高性能井下成像镜头，其特征在于，还包括侧方防护透明零件；所述侧方防护透明零件与所述侧方镜头装配孔接触处设置密封件，所述侧方防护透明零件可拆卸安装于所述侧方镜头装配孔的孔口，使位于所述侧方镜头装配孔内的侧方镜头根据需要更换。
4.根据权利要求3所述的高性能井下成像镜头，其特征在于，包括金属盖板，所述金属盖板设置于所述侧方防护透明零件的外部，并与所述侧方防护透明零件固定连接。
5.根据权利要求4所述的高性能井下成像镜头，其特征在于，包括下视镜头；所述镜头的一端开设下视镜头装配孔；所述下视镜头设置于所述下视镜头装配孔中，所述下视镜头包括：下视镜头电路板及下视拍摄镜头，所述下视拍摄镜头的镜片向内凹陷；所述下视拍摄镜头装配于所述下视镜头电路板的一侧，所述下视镜头通过光缆与所述地面采集面板的信号接收端连接，所述地面采集面板的信号输出端与所述地面数据处理装置连接，使所述下视拍摄镜头采集的图像信息经由井下光缆传输至地面采集面板，地面采集面板将接收的信息传输给地面数据处理装置，地面数据处理装置对接收信息进行定量分析。
6.根据权利要求5所述的高性能井下成像镜头，其特征在于，包括下方防护透明零件；所述下方防护透明零件与所述下视镜头装配孔接触处设置密封件，所述下方防护透明零件可拆卸安装于所述下视镜头装配孔的孔口，使位于所述下视镜头装配孔内的下视镜头根据需要更换。
7.根据权利要求6所述的高性能井下成像镜头，其特征在于，包括固定环；所述固定环的一个环面与所述下方防护透明零件接触，所述固定环与所述镜头的侧壁螺纹连接，使固定环压紧下方防护透明零件。
8.根据权利要求7所述的高性能井下成像镜头，其特征在于，包括下视辅助照明灯及成像板；所述下视辅助照明灯设置于所述下视镜头周围；所述成像板设置于所述下视镜头的靠近侧方镜头的一侧，所述成像板将所述下视镜头及所述侧方镜头采集的图像信息进行存储。
9.根据权利要求1-8任一项所述的高性能井下成像镜头，其特征在于，所述高性能井下成像镜头的材质为耐蚀合金，并在所述高性能井下成像镜头的外壁喷塑聚四氟乙烯。
10.高性能井下图像处理系统，其特征在于，包括通信装置、地面采集面板及地面数据处理装置；所述通信模块的信号输入端与所述成像板的信号输出端连接，所述通信模块的信号输出端与所述地面采集面板的信号接收端连接，所述地面采集面板的信号发送端与所述地面数据处理装置连接，使所述成像板上存储的图像信息经由通信模块传输至地面采集面板，地面采集面板将接收的信息传输给地面数据处理装置，地面数据处理装置对接收信息进行定量分析。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20170308 |