CN203655270U - 一种智能钻孔电视成像仪 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种智能钻孔电视成像仪，主要由主控机、下井探头、下井电缆、绞车、轮毂、步进电机、深度计数器及三脚架组成。本实用新型的主控机负责图像拼接、视频、深度、方位角等信息采集存储；下井电缆给探头输送电源，传输控制指令、视频、角度等；下井探头用来拍摄图片、视频，记录井下方位角并将信息通过电缆传送至工控计算机；深度计数器记录探头下井深度；步进电机用来控制探头匀速上升与下降。本实用新型采用开放式镜头，直接置于水中，前方无玻璃罩，拍取井壁图像更清晰，色彩还原更真实，采用组合式光源，可同时观测井壁和井下情况；采用独特的步进电机与深度计数的轮毂装置，能匀速下放与提升探头，图像完整拼接；引入电子岩芯库软件，建立电子岩芯档案。

Description

一种智能钻孔电视成像仪

技术领域

本实用新型涉及一种智能钻孔电视成像仪，属于地球物理勘探设备，适用于工程地质、水文地质、地质找矿、岩土工程、矿山等部门；适用于垂直孔、水平孔和倾斜孔（俯角、仰角），锚索（杆）孔、地质钻孔和混凝土钻孔等各类钻孔。形成数字化钻孔全景图片、视频，最终汇总成数字岩芯库，永久保存数据。本实用新型特别适合于无法取得实际岩芯的破碎带地层，用于各类钻孔内观察孔壁情况，观测钻孔中地质体的各种特征及细微构造，如地层岩性、岩石结构、断层、裂隙、夹层、岩溶，矿体矿厚度、倾向和倾角、地下管道裂隙及破碎、断裂位置、长度、宽度走向及井下落物、滤水管孔堵塞及流砂位置等等。 

背景技术

在工程地质、水文地质、地质找矿、岩土工程、矿山开采等的工作中，大都需要通过采取岩芯来获取较准确的地质资料。若遇地质状况复杂，钻机打孔过程中往往取芯差、以至于工程人员无法根据所取岩芯准确获取地层的岩性、溶蚀程度、裂隙发育情况、构造发育情况等信息。为解决此类问题，市面上已开发出智能钻孔电视成像仪。但此类智能钻孔电视成像仪由于光源设计不合理、光源亮度的不足；镜头玻璃保护罩起雾；手动下放探头造成的深度误差与图像拼接不精确等因素，使取得的图像资料不够清晰，图像色彩失真，图像分辨率不够，影响钻孔资料的解析，影响勘测结果的准确性；同时此类孔内电视探头未能兼备孔内录像和全孔壁成像两种模式，给现场资料测取带来很大的局限性；最后此类钻孔电视成像仪检测到的的图像、视频等数字资料未能形成电子岩心库，不便于钻孔电子资料的浏览、存档、检索，给后续工作人员和研究人员造成不便。 

发明内容

为提高智能钻孔电视成像仪获取孔内录像、全孔壁图像的清晰度和色彩真实度；消除人工收放探头造成的图像深度误差及图像拼接的精准度；以及方便后续人员查阅和检索钻孔电子岩芯库资料。本实用新型的目的在于提供一种新型智能钻孔电视成像仪：采用开放式镜头，前照与边照组合形式的360度可调光源，步进电机匀速下放和提升探头等方法，大大提高了钻孔成像资料清晰度、分辨率及色彩真实度，同时研发出配套软件管理电子岩芯，成立电子岩芯库。 

本实用新型的目的是通过下述技术方案来实现的，具体的技术方案是：一种智能钻孔电视成像仪，主要由主控机（工控计算机主机）、下井探头、下井电缆、绞车、轮毂、步进电机、深度计数器及三脚架组成，其特征在于：轮毂设置在三角架上；轮毂的前后两端分别设有一对压线轮；轮毂的上端设有深度计数轮和深度计数器；轮毂的下端设有电机传动轮和步进电机；轮毂上的深度计数器接口、步进电机接口与主控机对应的接口相连接；主控机上的电源接口通过电缆线连接直流电源；绞车一端接口通过视频电缆接至主控机视频接口；绞车上缠绕下井电缆；下井电缆依次通过前端压线轮、电机传动轮、深度计数轮、后端压线轮的卡槽后连接下井探头。 

本实用新型的主控机负责图像拼接、视频、深度、方位角等信息采集存储；下井电缆输送电源、传输控制指令、视频、角度等；下井探头用来拍摄图片、视频，记录井下方位角并将信息通过电缆传送至工控计算机；深度计数器记录探头下井深度；步进电机用来控制探头匀速上升与下降。 

本实用新型主要针对下井探头，下井方式，数据采集与处理软件进行改良。 

下井探头改良方案：传统的模式只有前照灯，无边照灯。本实用新型采用开放式镜头，探头前端摒弃防水罩，镜头采用特殊防水工艺，镜头直接浸于水中。有效解决了玻璃防水罩起雾、容易被井壁刮伤等弊端；此外镜头直接浸于水中拍摄的井壁图像质量远远优于带防水罩镜头（经过防水罩多次折射图像质量下降）获取的图像。探头前端采用边照光源与前照光源组成模式，光线在孔内照射更均匀，且可同时照亮孔壁与孔下1-2米，便于孔壁成像、与孔下摄像。 

下井方式改良方案：传统的下井方式采用手动下放，无电机。本实用新型采用步进电机匀速下放，电机速度可控，匀速下放镜头抖动更小，孔壁图像拼接平滑，无马赛克等现象；改变电缆在轮毂的绕线方向稍作改动，即可兼容手工下放探头模式。 

数据采集与处理软件改良方案：由于无防水玻璃罩，镜头可拍摄孔壁和孔下情况，数据采集软件支持钻孔视频录像和孔壁拼图两种模式，而传统带防水罩镜头不支持孔下录像模式。数据处理方面开发出电子岩芯库软件，便于存储、检索，为后续工程与科研人员提供便利。 

本实用新型采用两对压线轮，后端一对压线轮可捋顺电缆，将电缆压平，防止电缆扭圈，前端一对压线轮可捋顺电缆，确保探头垂直下放，同时压线轮带松紧调节旋钮，可调节电缆与轮毂线槽的摩擦力，深孔检测时防止电缆打滑，避免深度计数误差。 

本实用新型主要具有以下优点：①采用开放式镜头17，镜头采用直接置于水中，前方无玻璃罩，拍摄的井壁图像未经过玻璃罩多次折射，摄像头直接拍取井壁图像更清晰，色彩还原度更真实；②镜头结构可防水、防雾；③采用组合式光源，边照灯15与前照灯16组合模式，光线更均匀，可同时观测井壁和井下情况；④采用步进电机6匀速下放与提升探头5，探头更平稳，图像完美拼接，无马赛克；⑤采用独特的步进电机与深度计数的轮毂装置，引入电子岩芯库软件，建立电子岩芯档案，方便后续工程人员与科研人员检索。 

附图说明：

图1为本实用新型结构示意图；

图2为步进电机与深度计数装置示意图；

图3为开放式镜头及组合光源示意图；

图4为图2左视方向示意图；

图5为图2左视方向示意图；

图6为主控机外观示意图。

图中：1、主控机；2、电缆；3、绞车；4、三脚架；5、探头；6、步进电机；7、深度计数器；8、轮毂；9、电机传动轮；10、深度计数轮；11、固定柱；12、后端一对压线轮；13、前端一对压线轮；14、探头尾部电缆连接头；15、边照灯；16、前照灯；17、开放式镜头；18、大孔径钻孔加强边照灯源；19、主控机视频接口；20、绞车接口；21、电源接口；22、深度计数器接口；23、步进电机接口；24、下井电缆。 

具体实施方式

如图1、图2、图3、图4、图5、图6所示，本实用新型主要由主控机1、下井探头5、下井电缆24、铰车3、轮毂8、步进电机6和电机传动轮9、深度计数器7和深度计数轮10、前后压线轮13、12及三角架4组成。 

系统工作前，将三脚架4置于被检测钻孔正上方，连接下井探头5与电缆尾部接头，并用配套扳手锁紧（防水），绞车电缆2按照图1中绕线方式绕过轮毂8，主控机1电源接口21连接12V直流电源；连接轮毂8上深度计数器接口22、步进电机接口23与主控机1上对应的22、23接口；绞车一端接口20通过视频电缆接至主控机视频接口19，下井电缆24依次通过前端压线轮13、电机传动轮9、深度计数轮10、后端压线轮12的卡槽后连接下井探头5；调整三脚架4高低、与轮毂8方位，使探头5在钻孔内居中。 

数据采集：打开主控机1面板上的主机电源、步进电机电源，启动主控机数据采集软件，通过调节电机上升或下降使探头5处于起始检测深度，调整探头5的边照灯15与前照灯16光源强度，调整摄像机亮度、对比度使镜头17拍摄处于最佳状态，设置好相关工程参数与系统参数后，启动开始采集即可采集全孔壁图像、视频资料。 

数据处理：使用配套智能钻孔电视成像仪数据分析软件进行岩性分析，解释钻孔产状、裂缝、倾角等地质情况。同一个工程项目所有钻孔电视资料通过配套岩芯库软件统一管理。 

Claims (5)

1.一种智能钻孔电视成像仪，主要由主控机、下井探头、下井电缆、绞车、轮毂、步进电机、深度计数器及三脚架组成，其特征在于：轮毂设置在三角架上；轮毂的前后两端分别设有一对压线轮；轮毂的上端设有深度计数轮和深度计数器；轮毂的下端设有电机传动轮和步进电机；轮毂上的深度计数器接口、步进电机接口与主控机对应的接口相连接；主控机上的电源接口通过电缆线连接直流电源；绞车一端接口通过视频电缆接至主控机视频接口；绞车上缠绕下井电缆；下井电缆依次通过前端压线轮、电机传动轮、深度计数轮、后端压线轮的卡槽后连接下井探头。

2.根据权利要求1所述的智能钻孔电视成像仪，其特征在于：所述的下井探头采用开放式镜头，探头前端摒弃防水罩。

3.根据权利要求1或2所述的智能钻孔电视成像仪，其特征在于：所述的下井探头的探头前端采用边照光源与前照光源组成模式。

4.根据权利要求1所述的智能钻孔电视成像仪，其特征在于：下井探头采用步进电机进行匀速下放和提升。

5.根据权利要求1所述的智能钻孔电视成像仪，其特征在于：采用具有步进电机与深度计数及两对压线轮的轮毂装置。

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