CN107288616B - 一种钻孔成像仪精度的检验方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种钻孔成像仪精度的检验方法，其关键技术在于：其包括实测模拟钻孔内裂隙的产状和使用成像仪测试模拟钻孔并解析孔内裂隙产状两部分，然后再将解析产状与实际产状作对比以此确定钻孔成像仪解析产状的精度，然后再将解析产状与实际产状作对比以此确定钻孔成像仪解析产状的精度。采用本发明方法，克服了成像仪以往只能通过静态检验定位装置的方法来确定仪器精度，本发明提的出检验方法，不是单独地对成像仪某一元件或某一计算方法的精度进行检验，而是对整个成像系统包括硬件和软件的综合性能进行检验，而之前只基于理想模型得出。
Description
技术领域
本发明涉及岩土工程勘察的测井领域，特别涉及一种钻孔成像仪精度的检验方法。
背景技术
在各类勘察尤其是地下工程勘察中，岩层裂隙的产状都是关注的重点。通过对勘探孔进行钻孔成像试验，使用成像仪配套的软件可解析出钻孔内揭露的裂隙产状情况。但是由于各类成像仪精度不同、各地磁偏角不同等原因，会导致解析出的产状与实际产状有一定误差。对于此类误差的量化在实际生产中缺乏相关方法和装置。
根据对现有技术的检索，与本发明最接近的现有技术文件显示，现有检验钻孔成像仪精度的方法主要采用静态检测成像仪探头内定位装置的定位精度，该方法只能检验成像仪在静止状态下的定位精度，对处于工作状态下的定位精度无法检验。另外通过成像仪配套软件解析出的产状是基于理想的数学模型得出的，解析产状与实际产状之间的误差目前还缺乏相关的量化方法。现场试验条件，如不同的下放探头速度会对试验结果产生多大的影响同样缺乏数据支撑。因此需要一种检验成像仪精度的方法，用来检验钻孔成像试验所使用的成像仪的精度，只有使用高精度的试验设备其测得的试验数据才会更准确更可靠。另一方面通过分析解析产状与实际产状间误差形成的原因也有助于成像仪的改进。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种可精确的检验钻孔成像仪精度的检验方法。
为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案是：一种钻孔成像仪精度的检验方法，其关键技术在于：其包括实测模拟钻孔内裂隙的产状和使用成像仪测试模拟钻孔并解析孔内裂隙产状两部分，然后再将解析产状与实际产状作对比以此确定钻孔成像仪解析产状的精度，然后再将解析产状与实际产状作对比以此确定钻孔成像仪解析产状的精度；具体包括下述步骤： 1）将钻孔模拟装置固定，根据所要模拟钻孔的类型可将钻孔模拟装置竖直固定、倾斜固定或水平固定，以此分别模拟垂直孔、斜孔和水平孔；
2)使用罗盘测量模拟钻孔的信息，所测量的信息包括：直孔的垂直度、斜孔的倾向和倾角、水平孔的水平度和走向；
3)测量模拟钻孔内裂隙的实际产状，将产状测量板插入钻孔模拟装置上的模拟裂隙中，然后使用罗盘测量产状测量板的倾向和倾角，此时产状测量板的倾向和倾角即为模拟裂隙的产状；将模拟裂隙按顺序编号并记录每条裂隙的实际产状；
4) 将所述步骤2）测得的钻孔信息输入钻孔成像仪，使用钻孔成像仪测试该段模拟钻孔，然后使用钻孔成像仪配套的软件解析模拟钻孔中裂隙的产状；
5)将每条裂隙的实测产状与解析产状作对比，确定解析产状的精度。
优选的，所述钻孔模拟装置包括木质底座和设于木质底座上面的用于放置模拟钻孔孔壁的托槽。
优选的，所述托槽为横断面呈半圆形的槽形弧板。
优选的，所述产状测量板为木板。
优选的，所述模拟钻孔为PVC管，其由一整根PVC管沿管直径方向切割而成，切割方向任意且与直径方向夹0°-70°角，切割后的各段管按原顺序固定在托槽内，各段管间保留2mm的均匀缝隙。
采用上述技术方案所产生的有益效果在于：本发明能够模拟出一段已知裂隙产状的钻孔，使用钻孔成像仪测试该段模拟钻孔，然后通过成像仪配套的软件解析这些裂隙的产状，将解析产状与实际产状做对比以此确定钻孔成像仪解析产状的精度。
采用上述技术方案所产生的有益效果在于：采用本发明方法，克服了成像仪以往只能通过静态检验定位装置的方法来确定仪器精度，本发明提的出检验方法，不是单独地对成像仪某一元件或某一计算方法的精度进行检验，而是对整个成像系统包括硬件和软件的综合性能进行检验，而之前只基于理想模型得出。本发明模拟出的裂隙产状既可以用罗盘实测也可以用成像仪测试并获得解析产状，将实测产状与解析产状对比不仅可以量化成像仪的测试误差还能横向对比不同试验条件（如探头下放速度等）对试验精度的影响，而之前无法量化测量误差。通过形象真实地模拟钻孔内的裂隙，并使用地质罗盘直接测量它们的产状，实测产状即为实际产状，将解析产状与实际产状对比就能方便准确的检验成像仪的测试精度。
附图说明
图1为本发明钻孔模拟装置的分解示意图；
图2为本发明钻孔模拟装置的示意图
图3为本发明实际产状测量示意图；
图4是本发明模拟产状测量示意图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
本发明通过模拟出一段含有若干条裂隙的钻孔，先使用罗盘测量这些裂隙的实际产状，然后使用钻孔成像仪测试该段模拟钻孔并通过成像仪配套的软件解析这些裂隙的产状，将解析产状与实际产状做对比以此确定钻孔成像仪解析产状的精度。
参见附图1和图2，所述钻孔模拟装置包括木质底座1（当然也可采用其他材质的，满足使用要求即可）和设于木质底座1上面的用于放置模拟钻孔孔壁3的托槽2。
其中，木质底座1的规格为：长宽厚分别为3.0m、0.1m、0.02m，该木板为整个钻孔模拟装置的底座。托槽2为PVC材质（或者其他材质，满足使用要求即可），由一整根PVC管沿管长方向对半切开而成，固定在木质底座1上。模拟钻孔孔壁3为PVC管，其内径与实际钻孔直径相当，外径与托槽内径相同，由一整根PVC管沿管直径方向切割而成，切割方向与直径方向夹0°-70°角，切割后的各段管按原顺序固定在托槽内，各段管间保留2mm的均匀缝隙。本发明中用到的产状测量板4为木质，长宽厚分别为20cm、20cm、0.2cm，其厚度要与裂隙宽度匹配。地质罗盘5应能够测量走向、倾向、倾角等产状要素。当然，上述具体的工艺参数可根据需要灵活设置。
本发明具体检验步骤如下：
1、将钻孔模拟装置固定，根据所要模拟钻孔的类型可将钻孔模拟装置竖直固定、倾斜固定、水平固定，以此分别模拟垂直孔、斜孔和水平孔。
2、使用罗盘测量模拟钻孔的信息，所测量的信息包括：直孔的垂直度、斜孔的倾向和倾角、水平孔的水平度和走向。
3、测量模拟钻孔内裂隙的实际产状，将木板插入钻孔模拟装置上的模拟裂隙中，然后使用罗盘测量木板的倾向和倾角，此时木板的倾向和倾角即为模拟裂隙的产状。将模拟裂隙按顺序编号并记录每条裂隙的实际产状,如图3，其可以看出模拟装置固定好以后先使用罗盘实测这些裂隙的实际产状。
4、将第二步测得的钻孔信息输入仪器，按正常测试钻孔的程序和步骤测试钻孔模拟装置，使用成像仪配套的软件解析模拟钻孔中裂隙的产状,如图4，其可以看出使用罗盘实测这些裂隙的产状后使用成像仪测试该段钻孔。
成像仪探头自带照明装置，实际钻孔内是漆黑的，在用成像仪测试钻孔模拟装置时为了达到更好的成像效果需要在钻孔模拟装置上面覆盖黑布等用来遮光。
5、将每条裂隙的实测产状与解析产状作对比，确定解析产状的精度。
实际中，岩体中的裂隙面虽然不是平直的，但在钻孔直径的尺度范围内可以将裂隙面看做是一个平面，因此在模拟钻孔内的裂隙时可将裂隙面视作平面。
本发明采用将实测产状与解析产状相对比的方法，来确定成像仪的测试精度。选用精度高的设备进行试验能获得更准确更可靠的试验数据，另一方面通过分析解析产状与实际产状间误差形成的原因也有助于成像仪的改进。
Claims (5)
1.一种钻孔成像仪精度的检验方法，其特征在于：其包括实测模拟钻孔内裂隙的产状和使用成像仪测试模拟钻孔并解析孔内裂隙产状两部分，然后再将解析产状与实际产状作对比以此确定钻孔成像仪解析产状的精度；具体包括下述步骤：
1）将钻孔模拟装置固定，根据所要模拟钻孔的类型可将钻孔模拟装置竖直固定、倾斜固定或水平固定，以此分别模拟垂直孔、斜孔和水平孔;
2)使用罗盘测量模拟钻孔的信息，所测量的信息包括：直孔的垂直度、斜孔的倾向和倾角、水平孔的水平度和走向；
3)测量模拟钻孔内裂隙的实际产状，将产状测量板插入钻孔模拟装置上的模拟裂隙中，然后使用罗盘测量产状测量板的倾向和倾角，此时产状测量板的产状即为模拟裂隙的产状；将模拟裂隙按顺序编号并记录每条裂隙的实际产状；
4)将所述步骤2）测得的钻孔信息输入钻孔成像仪，使用钻孔成像仪测试该模拟钻孔，然后使用钻孔成像仪配套的软件解析模拟钻孔中裂隙的产状；
5)将每条裂隙的实测产状与解析产状作对比，确定解析产状的精度。
2.根据权利要求1所述的钻孔成像仪精度的检验方法，其特征在于：所述钻孔模拟装置包括木质底座和设于木质底座上面的用于放置模拟钻孔孔壁的托槽。
3.根据权利要求2所述的钻孔成像仪精度的检验方法，其特征在于：所述托槽为横断面呈半圆形的槽形弧板。
4.根据权利要求1所述的钻孔成像仪精度的检验方法，其特征在于：所述产状测量板为平板，所述平板可采用木板。
5.根据权利要求2所述的钻孔成像仪精度的检验方法，其特征在于：所述模拟钻孔为PVC管，其由一整根PVC管沿管直径方向切割而成，切割方向任意且与直径方向夹0°-70°角，切割后的各段管按原顺序固定在托槽内，各段管间保留2mm的均匀缝隙。
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