NL8501330A

NL8501330A - Werkwijze voor het verzamelen van beelden van bodemmonsters voor optische analyse daarvan, en inrichting voor toepassing van de werkwijze.

Info

Publication number: NL8501330A
Application number: NL8501330A
Authority: NL
Original assignee: Inst Francais Du Petrole
Priority date: 1984-05-11
Filing date: 1985-05-09
Publication date: 1985-12-02
Also published as: AU4228085A; US4852182A; AU576856B2; CA1277154C; GB2158675A; FR2564200A1; JPS60239648A; SE8502171D0; GB8511889D0; DE3516939A1; SE460311B; SE8502171L; GB2158675B; FR2564200B1

Description

* * 853051/AA/cd

Titel: Werkwijze voor het verzamelen van beelden van bodemmonsters voor optische analyse daarvan, en inrichting voor toepassing van de werkwijze.

Door aanvraagster worden als uitvinders genoemd:

Jean-Paul HERBIN, Claude DALLEMAND en Georges GESS._

De uitvinding heeft betrekking op een werkwijze voor het verzamelen van beelden van bodemmonsters voor optische analyse ervan, en op een inrichting voor het toepassen van de werkwijze.

5 Deze monsters, die kleine afmetingen kunnen hebben, heb ben de vorm van kernen ("carottes") , die verkregen zijn door wegname op verschillende diepten in boorgaten. De kernen worden, wanneer aan het oppervlak gebracht, bewerkt voor een visueel onderzoek ten behoeve van een beschrijvend rapport.

10 Dit onderzoeksrapport, dat gebaseerd is op interpretaties en normeringen waarbij bij sediment-ölogie bekende symbolen en kaarten gebruikt worden, heeft als doel de vorm, de struktuur, de kleur en de minerale samenstelling van elk monster vast te stellen.

15 De kernen worden daarna snel opgeslagen onder omstandig heden waarbij zij goed geconserveerd kunnen worden, wat vaak de mogelijkheden van direkte visuele vergelijkingen tussen op eenzelfde plaats genomen monsters beperkt.

De vergelijking van deze monsters en destemeer de later 20 verrichte studies die vergelijkende analyses van op verschillende plaatsen verkregen monsters inhouden, kunnen om praktische redenen niet te vaak plaatsvinden dan op de enkele basis van de beschrijvende rapporten, d.w.z. op de reeds geïnterpreteerde gegevens. De analyseringswerkzaamheden van geologen 25 worden daardoor zeer moeilijk en tijdrovend gemaakt.

De uitvinding beoogt de aan de bekende interprëatiewerk-wijzen klevende bezwaren op te heffen.

Dit doel wordt volgens de uitvinding bereikt door sequentieel op een registratiedrager registreren van elektrische 30 signalen die de beelden van parallelle lijnen van het oppervlak van elk monster voorstellen, waarbij de beelden van deze lijnen achtereenvolgens gevormd worden door relatieve verplaatsing van elk monster ten opzichte van het registratie-stelsel. De geregistreerde signalen komen, bijvoorbeeld, over-35 een met beelden die verkregen zijn door een keuze van tenminste een spectraalband in het van het genoemde voorwerp ont- λ t λ

j '' vï \j 3 *3 0 'J

ί ? 'L

-2- vangen straling. De verkregen signalen worden, bij voorkeur, tijdens hun registratie gedigitaliseerd.

De werkwijze volgens de uitvinding heeft als voordeel dat de erdoor te verzamelen signalen op elk moment op een ge-5 schikte drager, bijvoorbeeld een televisiescherm, fotogevoe-lig papier of fotogevoélige film, opnieuw gepresenteerd kunnen worden om direkt waargenomen te worden of met andere vergeleken te worden en geeft bovendien aanleiding tot allerlei automatische bewerkingen waarmee op objektieve wijze de fy-10 sische eigenschappen van de monsters op visuele interpretaties betrokken kunnen worden, zoals hierna toegelicht zal worden.

De uitvinding wordt toegelicht aan de hand van de tekening. In de tekening toont: fig. 1 schematisch de inrichting voor het daarmee kunnen 15 verplaatsen van een bodemmonter waarvan de beelden ten opzichte van een registratiestelsel verzameld worden; fig. 2 een uitvoeringsvorm van het registratiestelsel voorzien van een roterende spiegel voor het achtereenvolgens naar een kamera richten van beelden van de punten van elk van 20 de lijnen van het monster; en fig. 3 een tweede uitvoeringsvorm van het registratiestelsel waarbij de beelden van het beeld lijn na lijn opgenomen en geregistreerd worden.

Zoals getoond in fig. 4 kan de inrichting een verplaats-25 bare tafel 1 hebben met aan de afmetingen van het te registreren voorwerp 2 aangepaste afmetingen. Wanneer het voorwerp een bodemmonter is, wordt de tafel bijvoorbeeldiugevormd door een gestel 3 met een lengte van enkele meters, die geschikt is voor het ondersteunen van de assen van rollen 4 waarop een 30 band 5 is aangebracht. Een aandrijfmotor 6 van de stapsoort wordt gebruikt voor het zodanig aandrijven van een van de rollen dat de band aai discontinue translatie ondergaat. Boven de verplaatsbare tafel is een poort 7 aangebracht waaraan een houder 8 bevestigd is met daarin een optisch- en elektronisch 35 stelsel voor het in registreerbare signalen omzetten van ^de beelden van verschillende gedeelten van het voorwerp die successievelijk in het veld ervan gebracht worden door de discontinue verplaatsing van de band.

Dit optisch- en elektronisch stelsel omvat bijvoorbeeld 40 (fig. 2) een elektronische kamera 9 en optische middelen voor 3501330 ΐ t -3- het naar het objektief van de kamera richten van het licht dat achtereenvolgens afkomstig is van alle punten van het oppervlak van het op de tafel 1 geplaatste voorwerp. Deze middelen omvatten bijvoorbeeld een roterende spiegel 10, die draaiend 5 aangedreven wordt door een motor 11. De rotatieas van de spiegel en de optische as van de kamera zijn parallel aan de ro-tatierichting x*x van het voorwerp aangebracht. Op deze wijze wordt het oppervlak van het voorwerp successievelijk onderzocht volgens dwarslijnen die parallel aan de orthogonale as 10ΥΎ lopen, waarbij de beelden van de verschillende punten van elke lijn achtereenvolgens door de kamera 9 geregistreerd worden. De rotatie van de spiegel wordt zodanig bestuurd dat de aftasting van de punten van elke lijn plaatsvindt in een tijdsinterval waarin de band 5 stilstaat.

15 Dit optisch- en elektronisch stelsel kan ook een kamera 9A (fig. 3) omvatten van een bekende soort, die geschikt is voor het registreren van beelden van lijnen van het oppervlak van het voorwerp, die opeenvolgend op het objektief ervan gevormd worden. De lijnbeelden worden .ontvangen door strippen 20 van aangrenzende fotogevoelige opnemers. De door deze opnemers in responsie op de belichting geleverde elektrische signalen worden achtereenvolgens gelezen, waarbij het beeld van elke lijn overeenkomt met een reeks signalen. De opnemers zijn bijvoorbeeld van de soort van gekoppelde ladingsoverdracht (CCD) 25 of bestaan uit fotodioden.

De inrichting omvat ook een synchronisatie-element 12 die enerzijds via een kabel 13 verbonden is met de motor 6 en anderzijds via een kabel 14 met het optisch- en elektronisch stelsel binnen de houder 8. Het synchronisatie-element 12 is 30 voorzien van een interne klok en een teller en levert in responsie op door de klok geleverde pulsen opeenvolgende be-sturingssignalen die naar de motor 6 gevoerd worden. Deze draait dan over een hoekincrement waardoor de band getransleerd wordt en een nieuwe lijn van het oppervlak van het voorwerp in het 35 veld van de kamera 9 of 9A gebracht wordt. De verplaatsings-stap wordt bepaald als funktie van de voor het beeld gekozen resolutie. Men kiest bij voorkeur een lineaire resolutie in de orde van ten hoogste 0,5 mm door een aanbrengen van een optisch- en elektronisch stelsel met een hoekresolutie van onge-

Ö33133C

-4- veer 0,5 mrad over een afstand in de orde van 1 m. Wanneer de band een stap voorwaarts gebracht is, levert het synchroni-satie-element 12 uitgaande van de kloksignalen een besturings-signaal voor de registratie van het beeld door het registra-5 tiestelsel. In het geval waarbij gebruik gemaakt wordt van de kombinatie van een elektronische kamera en een roterende spiegel (fig. 2), is het besturingssignaal geschikt voor het synchroniseren van de rotatiesnelheid van de motor 11 en het vrijgeven van het opnemen van het beeld en de omzetting ervan in 10 elektrische signalen. In geval van een kamera met registratie door middel van lijnen (fig. 3) is het besturingssignaal geschikt voor het vrijgeven van de sequentiele uitlezing van de verschillende opnemers van de gevoelige balk. In beide gevallen worden de indikaties van de teller bij elke voortgangs-15 stap van de band voor de betreffende registratie overgedragen, zodat het beeld op een willekeurige plaats van het oppervlak van het voorwerp snel teruggevonden kan worden. Men kan ook over de gehele lengte van het voorwerp en op een van de zijkanten ervan een afstandsschaal aanbrengen waardoor zeer snel 20 een bepaald gebied van het oppervlak gelokaliseerd kan worden.

De door het optische- en elektronische stelsel geleverde elektrische signalen worden via een kabel 15 naar een microreken-eenheid 16 gevoerd, die de signalen in digitale woorden omzet en dan overbrengt naar een registratie-inrichting 17, die bij-25 voorbeeld van het bandregistratietype kan zijn. De signalen kunnen ook naar een weergeefeenheid zoals een televisiemcnitor gevoerd worden voor het verkrijgen van een direkte of andere voorstelling van het oppervlak van het geregistreerde voorwerp.

De microrekeneenheid is ook verbonden met een bedienings-3Q paneel 19 waarmee een gebruiker de registratiebewerkingen kan inleiden of opdracht kan geven tot bepaalde bewerkingen voor verwerking van de geregistreerde gegevens. De microrekeneenheid is bijvoorbeeld geprogrammeerd voor het in reële tijd verwerken van de door de kamera geleverde gegevens voorafgaand 35 aan hun registratie op de registratie-inrichting 17 of in een andere tijd op de eerder geregistreerde gegevens.

De kamera kan een optische filterinrichting hebben voor het kiezen van een of meer banden over de gehele breedte van het frequentiespectrum van de van het voorwerp ontvangen stra- 8501330 -5- ling vanaf ultraviolet tot aan microgolven (golflengten tussen 30 nm en 30 cm). De zichtbare spectraalband maakt het mogelijk de sedimentaire figuren te identificeren door middel van de kwantifikatie van de kleuren en hun geometrische rangschikking: 5 omtrekken, deformaties etc. De in het thermische infrarood gelegen spectraalband maakt het mogelijk sedimentaire verzamelingen naar hun thermische traagheid te onderscheiden. De hyperfrequenties maken het mogelijk informaties te verkrijgen over het vloeistofgehalte van de bestanddelen, hun korrel-10 grootteverdeling of ruwheid.

De werkwijze volgens de uitvinding kan, wanneer toegepast bij de acquisitie van beelden van bodemmonsters heel goed gebruikt worden op dezelfde plaatsen als van de wegname, op de grond, op een schip of op een zeeboorplatform. Deze kernen, 15 die afgescheiden en voorbewerkt kunnen worden door zagen langs de as ervan, worden op de verplaatsbare tafel 1 geplaatst, waarna de registratiebewerkingen uitgevoerd worden.

Zelfs wanneer de monsters niet gemakkelijk voor onderzoek beschikbaar zijn maakt de werkwijze een latere reproduktie 20 mogelijk van de geregistreerde beelden voor de visuele vergelijkingen en elimineert daardoor de noodzaak van de vroeger vereiste genormeerde geschreven toelichtingen.

De werkwijze volgens de uitvinding is vooral gunstig daar het allerlei systematische digitale verwerkingen van de 25 geregistreerde gegevens mogelijk maakt. Men kan de elementen naar hun kleuren klasseren waarbij gerefereerd wordt naar opgeslagen kaarten en, na vereenvoudiging van het beeld door terugbrenging tot de omtrekken ervan, toepassen van speciale herkenningsprogramma1s voor de vormen ter identifikatie van de 30 componenten ervan. De lokalisatie van de discontinuïteiten tussen de lagen maakt berekening mogelijk van de ruimtelijke frequentie van wisselingen en de kwantifikatie van de sedimentaire herhalingen en reeksen. Door middel van een geschikte programmering waarbij bekende werkwijzen voor de berekening 35 van afgeleiden.toegepast worden, kan men de lineaire gedeelten van elk beeld afscheiden en ook de voorkeursrichtingen van breuken onderscheiden.

De hierboven toegelichtè geautomatiseerde verwerkingsprocedures worden bijvoorbeeld reeds gebruikt bij de verwer-40 king van per vliegtuig of satelliet verkregen beelden.

85 0 1 3 ύ Cf -6-

Deze digitale verwerkingen kunnen toegepast worden voor trapsgewijs op verschillende tijdstippen of verschillende plaatsen genomen kernen. De grote hoeveelheid gegevens, die door deze verwerkingen verkregen kunnen worden en hun objek-5tieve karakter, vereenvoudigt het correleren tussen de boringen.

- Conclusies - 3501330

Claims

1. Werkwijze voor het verzamelen van beelden van bodemmonsters voor optische analyse ervan gekenmerkt door/sequentieel op een registratiedrager registreren van elektrische signalen die de beelden van parallelle lijnen van het opper- 5 vlak van elk monster voorstellen, waarbij de beelden van deze lijnen achtereenvolgens gevormd worden door relatieve verplaatsing van elk monster ten opzichte van het registratie-stelsel.

2. Werkwijze volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat 10 de door de geregistreerde signalen voorgestelde beelden verkregen worden door een selektie van tenminste een spectraal-band in de straling van elk monster.

3. Werkwijze volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat het de digitalisering van de signalen bij de registratie er- 15 van omvat.

4. Acquisitie-inrichting voor het uitvoeren van de werkwijze volgens conclusie 1, gekenmerkt door een registratie-stelsel, middelen voor het verplaatsen van elk bodemmonster ten opzichte van het registratiestelsel, dat voorzien is van 20 optische middelen voor het achtereenvolgens vormen van de beelden van parallelle lijnen van het voorwerp, middelen voor het omzetten van de beelden van elke lijn in een reeks signalen en geheugenmiddelen (17) voor deze signalen.

5. Acquisitie-inrichting volgens conclusie 4, met het 25 kenmerk, dat de optische middelen voorzien zijn van een verplaatsbaar, reflekterend element (10) voor het achtereenvolgens door aftasting naar een elektronische kamera (9) richten van de beelden van alle punten van elk van de lijnen.

6. Acquisitie-inrichting volgens conclusie 4, met het 30 kenmerk, dat de middelen voor het omzetten van de beelden van elke lijn in een reeks signalen een omzetter omvatten die ge-vormd wordt door een aantal op een lijn aangebrachte fotoge-voelige elementen, waarvan de responsies opeenvolgend gelezen worden. .

7. Acquisitie-inrichting volgens conclusie 4, met het 3501330 -8- kenmerk, dat de middelen voor het omzetten van de beelden van elke lijn in een reeks signalen voorzien zijn van een over-drachtsinrichting van elektrische ladingen.

8. Acquisitieinrichting volgens een van de conclusies 5. t/m 7 gekenmerkt door een elektronisch stelsel (16) voor het digitaliseren van de verkregen signalen.

9. Acquisitie-inrichting volgens conclusie 4, gekenmerkt door optische filtermiddelen voor het kiezen van tenminste een van de monsters ontvangen elektromagnetische spectraalband. IQ

10. Acquisitie-inrichting volgens een van de conclusies 5 t/m 7 gekenmerkt door een elektronisch stelsel (16) voor het digitaliseren van de verkregen signalen en voor verwerking van de gedigitaliseerde signalen.

11. Acquisitie-inrichting volgens conclusie 4, met het 15 kenmerk, dat de middelen voor het verplaatsen van elk bodemmonster een verplaatsbare tafel (1) en een stappenmotor (6) voor aandrijving van de tafel omvatten, en dat de inrichting synchronisatiemiddelen (12) heeft voor het afwisselend besturen · van de aandrijfmotor en het registratiestelsel. ê i 0 1 33 0 '