CN109681197A - 一种钻孔原位高光谱测量装置及其测量方法 - Google Patents

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邱骏挺
叶发旺
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    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E21—EARTH DRILLING; MINING
    • E21B—EARTH DRILLING, e.g. DEEP DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B49/00—Testing the nature of borehole walls; Formation testing; Methods or apparatus for obtaining samples of soil or well fluids, specially adapted to earth drilling or wells

Abstract

本发明属于高光谱遥感技术领域，具体涉及一种钻孔原位高光谱测量装置及其测量方法，包括：探头、钢缆和线缆，所述探头还包括：容器腔、旋转器、光源、反光镜、透镜、光谱仪、姿态记录器和若干透明玻璃；所述探头顶部分别连接有钢缆和线缆；所述容器腔内部由上至下依次固定有光谱仪、透镜、旋转器和姿态记录器；所述旋转器上还设置有光源和反光镜；所述探头下端外壁设置有若干透明玻璃。本发明通过钻孔原位高光谱测量装置，实现钻孔的原位测量，而非取心扫描，从而避免取心不完整而导致的信息缺失；可实现钻孔的原位高光谱测量，保证了获取地下地质信息的完整性和准确性。

Description

一种钻孔原位高光谱测量装置及其测量方法
技术领域
本发明属于高光谱遥感技术领域，具体涉及一种钻孔原位高光谱测量装置及其测量方法。
背景技术
岩心是获取地下地质信息的重要载体，高光谱岩心扫描技术可以通过岩心识别深部的岩石和矿物类型。但在一些地层较为脆弱，或者地层有溶蚀的地区，很难取得完整的岩心，从而导致地下信息的缺失。因此继续设计一种钻孔原位高光谱测量装置，实现钻孔的原位测量，而非取心扫描，从而避免取心不完整而导致的信息缺失。
发明内容
本发明针对现有技术不足提供一种钻孔原位高光谱测量装置及其测量方法，用于解决现有技术中采用取心扫描，导致获取地下地质不完整、信息缺失的技术问题。
实现本发明目的的技术方案：
一种钻孔原位高光谱测量装置，包括：探头、钢缆和线缆，所述探头还包括：容器腔、旋转器、光源、反光镜、透镜、光谱仪、姿态记录器和若干透明玻璃；所述探头顶部分别连接有钢缆和线缆；所述容器腔内部由上至下依次固定有光谱仪、透镜、旋转器和姿态记录器；所述旋转器上还设置有光源和反光镜；所述探头下端外壁设置有若干透明玻璃。
所述光源通过供电方式提供光谱段光源；所述光源还包括：若干独立子光源，光源提供波段范围在200nm-3000nm的光。
所述线缆还包括：分别给光源、光谱仪、旋转器和姿态记录器供电的电线；控制光谱仪、旋转器和姿态记录器的控制线，以及数据传输线。
所述的光谱仪的波段范围是：200nm-3000nm。
所述若干透明玻璃尺寸大于反光镜尺寸，且透明玻璃在探头下端外壁固定位置与反光镜7设置在旋转器上表面位置等高。
一种如上所述的钻孔原位高光谱测量装置的测量方法，包括如下步骤：
步骤一，确定待测钻孔使用的钻井液类型；
步骤二，对未使用钻井液或钻井液为透明钻井液直接执行步骤三，否则先进行钻井液清理，再进行步骤三；
步骤三，将探头与钢缆和线缆连接；
步骤四，利用钢缆牵引探头进入钻孔，通过控制钢缆的入井长度控制探头的入井深度，利用线缆对光源和旋转器供电和控制，并将光谱仪和姿态记录器获取的数据传输回地面。
步骤五，不断改变钢缆的入井长度，直至整个钻孔都被测量完毕。
如上所述姿态记录器记录内容包括：旋转器旋转角度，探头旋转角度与正北方向夹角，探头倾斜方向和倾角。
本发明的有益技术效果在于：
本发明通过钻孔原位高光谱测量装置，实现钻孔的原位测量，而非取心扫描，从而避免取心不完整而导致的信息缺失；可实现钻孔的原位高光谱测量，保证了获取地下地质信息的完整性和准确性。
附图说明
图1为本发明设计的一种钻孔原位高光谱测量装置的结构示意图其中：1-探头、2-钢缆、3-线缆、4-容器腔、5-旋转器、6-光源、7-反光镜、8-透镜、9-光谱仪、10-姿态记录器、11-透明玻璃。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步详细说明。
如1所示，一种钻孔原位高光谱测量装置，包括：探头1、钢缆2和线缆3，所述探头1还包括：容器腔4、旋转器5、光源6、反光镜7、透镜8、光谱仪9、姿态记录器10和若干透明玻璃11；所述探头1顶部分别连接有钢缆2和线缆3；所述容器腔4内部由上至下依次固定有光谱仪9、透镜8、旋转器5和姿态记录器10；所述旋转器5上还设置有光源6和反光镜7；所述探头1下端外壁设置有若干透明玻璃11。
所述光源6通过供电方式提供光谱段光源；所述光源6还包括：若干独立子光源，光源6提供波段范围在200nm-3000nm的光。
所述线缆3还包括：分别给光源6、光谱仪9、旋转器5和姿态记录器10供电的电线；控制光谱仪9、旋转器5和姿态记录器10的控制线，以及数据传输线。
所述的光谱仪9的波段范围是：200nm-3000nm。
所述若干透明玻璃11尺寸大于反光镜7尺寸，且透明玻璃11在探头1下端外壁固定位置与反光镜7设置在旋转器5上表面位置等高。
一种如上所述的钻孔原位高光谱测量装置的测量方法，包括如下步骤：
步骤一，确定待测钻孔使用的钻井液类型；
步骤二，对未使用钻井液或钻井液为透明钻井液直接执行步骤三，否则先进行钻井液清理，再进行步骤三；
步骤三，将探头1与钢缆2和线缆3连接；
步骤四，利用钢缆2牵引探头1进入钻孔，通过控制钢缆2的入井长度控制探头1的入井深度，利用线缆3对光源6和旋转器5供电和控制，并将光谱仪9和姿态记录器10获取的数据传输回地面。
步骤五，不断改变钢缆2的入井长度，直至整个钻孔都被测量完毕。
如上所述姿态记录器10记录内容包括：旋转器旋转角度，探头旋转角度与正北方向夹角，探头倾斜方向和倾角。
上面结合实施例对本发明作了详细说明，但是本发明并不限于上述实施例，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作出各种变化。本发明中未作详细描述的内容均可以采用现有技术。

Claims (7)

1.一种钻孔原位高光谱测量装置，其特征在于，包括：探头(1)、钢缆(2)和线缆(3)，所述探头(1)还包括：容器腔(4)、旋转器(5)、光源(6)、反光镜(7)、透镜(8)、光谱仪(9)、姿态记录器(10)和若干透明玻璃(11)；所述探头(1)顶部分别连接有钢缆(2)和线缆(3)；所述容器腔(4)内部由上至下依次固定有光谱仪(9)、透镜(8)、旋转器(5)和姿态记录器(10)；所述旋转器(5)上还设置有光源(6)和反光镜(7)；所述探头(1)下端外壁设置有若干透明玻璃(11)。
2.如权利要求1所述的一种钻孔原位高光谱测量装置，其特征在于：所述光源(6)通过供电方式提供光谱段光源；所述光源(6)还包括：若干独立子光源，光源(6)提供波段范围在200nm-3000nm的光。
3.如权利要求1所述的一种钻孔原位高光谱测量装置，其特征在于：所述线缆(3)还包括：分别给光源(6)、光谱仪(9)、旋转器(5)和姿态记录器(10)供电的电线；控制光谱仪(9)、旋转器(5)和姿态记录器(10)的控制线，以及数据传输线。
4.如权利要求1所述的一种钻孔原位高光谱测量装置，其特征在于：所述的光谱仪(9)的波段范围是：200nm-3000nm。
5.如权利要求1所述的一种钻孔原位高光谱测量装置，其特征在于：所述若干透明玻璃(11)尺寸大于反光镜(7)尺寸，且透明玻璃(11)在探头(1)下端外壁固定位置与反光镜(7)设置在旋转器(5)上表面位置等高。
6.一种如权利要求1至5任一所述的钻孔原位高光谱测量装置的测量方法，其特征在于包括如下步骤：
步骤一，确定待测钻孔使用的钻井液类型；
步骤二，对未使用钻井液或钻井液为透明钻井液直接执行步骤三，否则先进行钻井液清理，再进行步骤三；
步骤三，将探头(1)与钢缆(2)和线缆(3)连接；
步骤四，利用钢缆(2)牵引探头(1)进入钻孔，通过控制钢缆(2)的入井长度控制探头(1)的入井深度，利用线缆(3)对光源(6)和旋转器(5)供电和控制，并将光谱仪(9)和姿态记录器(10)获取的数据传输回地面。
步骤五，不断改变钢缆(2)的入井长度，直至整个钻孔都被测量完毕。
7.如权利要求6所述的一种钻孔原位高光谱测量装置的测量方法，其特征在于：所述姿态记录器(10)记录内容包括：旋转器旋转角度，探头旋转角度与正北方向夹角，探头倾斜方向和倾角。
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