RU2667342C1 - Device for recording and digital processing of images of drill cores - Google Patents
Device for recording and digital processing of images of drill cores Download PDFInfo
- Publication number
- RU2667342C1 RU2667342C1 RU2017146836A RU2017146836A RU2667342C1 RU 2667342 C1 RU2667342 C1 RU 2667342C1 RU 2017146836 A RU2017146836 A RU 2017146836A RU 2017146836 A RU2017146836 A RU 2017146836A RU 2667342 C1 RU2667342 C1 RU 2667342C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- core
- computer
- digital
- images
- light sources
- Prior art date
Links
- 238000012545 processing Methods 0.000 title claims abstract description 15
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 claims abstract description 15
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 claims abstract description 4
- 239000010959 steel Substances 0.000 claims abstract description 4
- 229910052500 inorganic mineral Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 239000011707 mineral Substances 0.000 claims description 6
- 238000004590 computer program Methods 0.000 claims description 5
- 238000005259 measurement Methods 0.000 claims description 3
- 229920002379 silicone rubber Polymers 0.000 claims description 2
- 239000004945 silicone rubber Substances 0.000 claims description 2
- 238000000034 method Methods 0.000 abstract description 5
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 abstract description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 238000013461 design Methods 0.000 description 7
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 4
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 4
- 238000011160 research Methods 0.000 description 4
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 description 4
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 3
- 239000004215 Carbon black (E152) Substances 0.000 description 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 2
- 230000009977 dual effect Effects 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 238000005755 formation reaction Methods 0.000 description 2
- 229930195733 hydrocarbon Natural products 0.000 description 2
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 description 2
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 2
- 230000000704 physical effect Effects 0.000 description 2
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 2
- 230000003595 spectral effect Effects 0.000 description 2
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 2
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000000386 athletic effect Effects 0.000 description 1
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 1
- 239000004927 clay Substances 0.000 description 1
- 238000005553 drilling Methods 0.000 description 1
- 229920001971 elastomer Polymers 0.000 description 1
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 1
- 239000008187 granular material Substances 0.000 description 1
- 238000005286 illumination Methods 0.000 description 1
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 1
- 230000035699 permeability Effects 0.000 description 1
- 238000011197 physicochemical method Methods 0.000 description 1
- 229920001296 polysiloxane Polymers 0.000 description 1
- 239000004576 sand Substances 0.000 description 1
- 238000007619 statistical method Methods 0.000 description 1
- 230000001360 synchronised effect Effects 0.000 description 1
- 238000012800 visualization Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Immunology (AREA)
- Pathology (AREA)
- Investigating Or Analysing Materials By Optical Means (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области геологии, более точно - к области исследования преимущественно кернов, извлечённых из скважин, добывающих преимущественно углеводородное сырьё и представляет собой устройство для записи и обработки цифровых изображений буровых кернов. Содержит несколько цифровых камер со сменными объективами, производящих сьемку в диапазонах видимого, ультрафиолетового и инфракрасного света.The invention relates to the field of geology, more precisely, to the field of research mainly of cores extracted from wells that produce primarily hydrocarbon raw materials and is a device for recording and processing digital images of drill cores. It contains several digital cameras with interchangeable lenses that shoot in the ranges of visible, ultraviolet and infrared light.
На дату представления настоящей заявки заявителем исследован существующий уровень техники, выявлены технические решения, предназначенные для исследования кернов в целом и устройства, используемые для исследования кернов, применяемых преимущественно при добыче углеводородного и иного минерального сырья.As of the date of submission of this application, the applicant has studied the current level of technology, identified technical solutions designed for core research in general and devices used for core research, used mainly in the extraction of hydrocarbon and other mineral raw materials.
Как известно, при выполнении буровых работ, в частности, на нефть и газ часто берут такие образцы, как буровые керны, из формаций, которые могут содержать нефть и/или газ. Буровые керны подвергают разным исследованиям для определения физических свойств формаций, из которых взяты керны: имеются в виду исследование основных физических свойств, относящиеся к пористости, проницаемости, размеру гранул и гранулометрическому составу, соотношениям песка и глины, а также к количественному определению основных минералов в песчанике. Такие исследования проводятся различными физико-химическими методами, которые являются весьма трудоемкими и длительными при использовании по назначению. As you know, when performing drilling operations, in particular, oil and gas are often taken such samples as drill cores from formations that may contain oil and / or gas. Drill cores are subjected to various studies to determine the physical properties of the formations from which the cores are taken: referring to the study of the basic physical properties related to porosity, permeability, granule size and particle size distribution, sand to clay ratios, as well as quantitative determination of the main minerals in sandstone . Such studies are carried out by various physicochemical methods, which are very laborious and time consuming when used for their intended purpose.
Из исследованного уровня техники заявителем выявлен аналог изобретения по международной заявке на изобретение DE102004027769 «Способ и устройство для исследования образцов бурового керна». Сущностью известного технического решения является то, что образец цилиндрического бурового керна помещают на два ролика, расположенных параллельно друг другу, которые вращаются с тактовым приводом, а образец бурового керна подсвечивается осветительным блоком с щелью, в результате чего квазинепрерывные изображения генерируются цифровой линейной камерой с щелью, которая синхронизируется с тактовым приводом таким образом, что образец керна полностью отображается в виде развертки. С помощью программы оценки определяют и хранят распределение керна по размеру основного образца.From the investigated prior art, the applicant has identified an analogue of the invention according to the international application for invention DE102004027769 "Method and device for the study of samples of drill core." The essence of the known technical solution is that a sample of a cylindrical drill core is placed on two rollers parallel to each other, which rotate with a clock drive, and a sample of a drill core is illuminated by a lighting unit with a slit, as a result of which quasi-continuous images are generated by a digital linear camera with a slit, which is synchronized with the clock drive so that the core sample is fully displayed as a sweep. Using the evaluation program, the core distribution according to the size of the main sample is determined and stored.
К недостаткам устройства можно отнести невозможность документирования и анализа кернов, размещаемых в ящиках, а также ограниченность исследования керна только в видимом диапазоне света, что существенно ограничивает потребительские свойства устройства.The disadvantages of the device include the impossibility of documenting and analyzing cores placed in boxes, as well as the limited study of the core only in the visible range of light, which significantly limits the consumer properties of the device.
Из исследованного уровня техники заявителем выявлено изобретение по патенту РФ №2201589 «Оборудование для записи и обработки цифровых изображений буровых кернов». Сущностью известного технического решения является оборудование для записи и обработки цифровых изображений буровых кернов, выполненных в виде пластины, содержащее цифровую камеру, источник света и компьютер для преобразования информации в цифровую форму, обработки и запоминания цифровых данных и автоматической установки цифровой камеры в заданное положение, отличающееся тем, что оно содержит рамную конструкцию со столом для крепления, выполненного в виде пластины бурового керна, цифровая камера размещена вместе с источником света над столом на общей каретке, выполненной с возможностью перемещения по рельсам, выполненным в верхней части рамной конструкции для постоянного излучения света под углом относительно бурового керна, источник света содержит два источника дневного света и два источника ультрафиолетового света и все указанные источники света выполнены с возможностью изменения угла падения света. Оборудование по п. 1, отличающееся тем, что каретка выполнена с возможностью перемещения посредством шнека, приводимого в движение шаговым электродвигателем, управляемым с помощью компьютера.From the investigated prior art, the applicant revealed an invention according to the patent of the Russian Federation No. 2201589 "Equipment for recording and processing digital images of drill cores." The essence of the known technical solution is equipment for recording and processing digital images of drill cores made in the form of a plate, containing a digital camera, a light source and a computer for converting information into digital form, processing and storing digital data and automatically setting the digital camera to a predetermined position, different the fact that it contains a frame structure with a mounting table made in the form of a core drill plate, the digital camera is placed together with the light source on hell with a table on a common carriage, capable of moving along rails made in the upper part of the frame structure for constant light emission at an angle relative to the drill core, the light source contains two daylight sources and two ultraviolet light sources and all of these light sources are made with the possibility of changing angle of incidence of light. The equipment according to
К недостаткам устройства можно отнести невозможность анализа цилиндрических кернов, в том числе в ящиках, а также отсутствие возможности обработки изображений в инфракрасном свете.The disadvantages of the device include the impossibility of analyzing cylindrical cores, including in boxes, as well as the inability to process images in infrared light.
Из исследованного уровня техники заявителем выявлен аналог, выбранный заявителем в качестве прототипа, как совпадающий по наибольшему количеству совпадающих признаков и назначению, по патенту на полезную модель CN 201417255 Y «Сканер цифровых изображений» Сущностью известного технического решения является цифровой сканер изображений керна, включающий в себя раму, модуль съемки изображения керна, горизонтальный механизм перемещения, вертикальный подъемный механизм, механизм вращения керна и портативный компьютер. Нижняя часть рамы снабжена механизмом вращения керна. Модуль получения изображений расположен на вертикальном подъемном механизме, связанном с горизонтальным механизмом перемещения, механизм вращения керна расположен ниже модуля съемки изображения керна, модуль съёмки изображения керна содержит цифровую камеру высокого разрешения и камеру, расположенную в нижней части с двумя источниками света, имеющий сквозное отверстие, имеющее интерфейс передачи изображения, соединенный с картой изображения на основном корпусе компьютера, механизм горизонтального перемещения, вертикальный подъемный механизм и механизм вращения сердечника, имеет интерфейс управления от компьютера. Полученное изображение с высоким разрешением подходит для создания базы изображений подземных минералов.From the investigated prior art, the applicant has identified an analogue selected by the applicant as a prototype, as matching the largest number of matching features and purpose, according to the patent for utility model CN 201417255 Y “Digital Image Scanner” The essence of the known technical solution is a digital core image scanner, which includes frame, core image capture module, horizontal movement mechanism, vertical lifting mechanism, core rotation mechanism, and a laptop computer. The lower part of the frame is equipped with a core rotation mechanism. The image acquisition module is located on a vertical lifting mechanism associated with the horizontal movement mechanism, the core rotation mechanism is located below the core image acquisition module, the core image acquisition module contains a high resolution digital camera and a camera located in the lower part with two light sources having a through hole, having an image transmission interface connected to an image card on the main computer case, horizontal movement mechanism, vertical rise athletic gear and core rotation mechanism has a control interface on the computer. The resulting high-resolution image is suitable for creating a database of images of underground minerals.
Более детально известная полезная модель представляет собой цифровой сканер изображения керна, содержащий раму, блок сбора изображения на каретке, механизм горизонтального перемещения, механизм вертикального подъема, механизм вращения керна и портативный компьютер, отличающийся тем, что в нижней части рамы установлен механизм вращения керна, рама снабжена горизонтальным механизмом перемещения в верхней части, блок съемки изображения керна установлен на вертикальном подъемном механизме, соединенном с механизмом горизонтального перемещения, механизм вращения керна расположен ниже плоскости резкости изображений керна, блок получения изображения керна содержит цифровую камеру с высоким разрешением и блок с двойным источником света со сквозным отверстием, расположенным под камерой, блок двойного источника света соединен с ручкой, способной регулировать направление узла источника света, Камера имеет интерфейс передачи изображения, подключенный к видеокарте на главном компьютере, механизм горизонтального перемещения, вертикальный подъемный механизм и механизм вращения сердечника соединены интерфейсом с компьютером, и их перемещения контролируются работой компьютера. Цифровой сканер керна по п.2, отличающийся тем, что вертикальный подъемный механизм содержит вертикальную направляющую, подъемный винт, второй ползун, шестерню и второй приводной двигатель, вертикальная направляющая соединена с подъемным винтом, причем подъемный винт соединен с шестерней и соединен вторым приводом, второй ползун фиксируется держателем объектива с сквозным отверстием, а камера приводится в действие двигателем по второму ползуну. Отверстие держателя объектива предназначено для объектива.A more well-known utility model is a digital core image scanner containing a frame, a block for collecting an image on a carriage, a horizontal movement mechanism, a vertical lifting mechanism, a core rotation mechanism and a laptop computer, characterized in that a core rotation mechanism is installed in the lower part of the frame, a frame equipped with a horizontal movement mechanism in the upper part, the core image pickup unit is mounted on a vertical lifting mechanism connected to the horizontal mechanism movement, the core rotation mechanism is located below the sharpness plane of the core images, the core image acquisition unit contains a high-resolution digital camera and a dual light source unit with a through hole located under the camera, a dual light source unit is connected to a handle capable of adjusting the direction of the light source assembly , The camera has an image transfer interface connected to the video card on the host computer, a horizontal movement mechanism, a vertical lifting mechanism and a mechanism core rotations are connected by an interface to a computer, and their movements are controlled by the operation of the computer. The digital core scanner according to
Таким образом, принимая во внимание особенности известной конструкции, представляется возможным сделать выводы о том, что известная конструкция обладает следующими существенными недостатками:Thus, taking into account the features of the known design, it seems possible to draw conclusions that the known design has the following significant disadvantages:
- Съемка производиться через узкую щель, что делает невозможным съемку протяженных образцов и разрушенных образцов керна.- Shooting is made through a narrow slit, which makes it impossible to shoot extended samples and destroyed core samples.
- Наличие блока освещения с панелью со сквозным отверстием не позволяет производить съемку с близкого расстояния и применять иные оптические приборы с объективами.- The presence of a lighting unit with a panel with a through hole does not allow you to shoot at close range and use other optical devices with lenses.
- Отсутствие перемещения модуля сьемки изображения в горизонтальной плоскости в направлении поперечном оси вращения валков, что делает невозможным съемку кернов в контейнерах.- Lack of movement of the image pickup module in a horizontal plane in the direction of the transverse axis of rotation of the rolls, which makes it impossible to take cores in containers.
- Невозможность установки нескольких камер или других оптических приборов с высоким разрешением, что усложняет эксплуатацию и получение мультиспектральных изображений объекта.- The inability to install multiple cameras or other optical devices with high resolution, which complicates the operation and obtaining multispectral images of the object.
- Отсутствие подогрева образцов керна при вращении в валках делает невозможным съемку образцов керна в дальней инфракрасной области спектра.- The lack of heating of core samples during rotation in the rolls makes it impossible to take core samples in the far infrared region of the spectrum.
Указанные недостатки обусловлены тем, что известная конструкция не предназначена для выполнения заявленных целей, т.к. не может решать задачи по записи и обработке цифровых изображений буровых кернов в диапазонах видимого, ультрафиолетового, ближнего и дальнего диапазона инфракрасного света с подогревом во время вращения керна с возможностью автоматического создания мультиспектральных разверток кернов, стыковки разверток по всей глубине буровой скважины, создание высокоточной трехмерной модели образца керна.These disadvantages are due to the fact that the known design is not intended to fulfill the stated goals, because cannot solve the tasks of recording and processing digital images of drill cores in the visible, ultraviolet, near and far infrared light ranges heated during core rotation with the ability to automatically create multispectral core scans, dock scans along the entire depth of the borehole, create a highly accurate three-dimensional model core sample.
Сущностью заявленного технического решения является устройство для записи и обработки цифровых изображений буровых кернов, содержащее несколько цифровых камер со сменными объективами, производящих съемку изображения керна в диапазонах видимого, ультрафиолетового, ближнего и дальнего диапазона инфракрасного света, источники света соответствующего диапазона длин волн и другие оптические устройства формирующие трехмерное изображение керна, установленные на подвижной каретке, компьютер для преобразования полученных изображений в цифровую форму, с возможностью обработки, запоминания цифровых данных и автоматического управления устройством, характеризующееся тем, что оно содержит станину, выполненную в виде стола, оснащенного вращающимися стальными валками, приводимыми в движение шаговым электродвигателем, управляемыми с использованием компьютера и служащими для вращения бурового цилиндрического керна, прикрепленных к станине вертикальных стоек с рельсовой системой, обеспечивающей возможность вертикального перемещения подвижной каретки с цифровыми камерами, другими оптическими устройствами и источниками света посредством использования винтовой пары с приводом от шагового двигателя, управляемого компьютером, при этом подвижная каретка выполнена с возможностью перемещения посредством рельсовых систем по двум осям в горизонтальной плоскости, реализуемых также посредством использования винтовых пар, приводимых в движение шаговыми электродвигателями, управляемыми с помощью компьютера, при этом источники света содержат светодиодные источники видимого, ультрафиолетового, ближнего и дальнего диапазона инфракрасного света, а другие оптические устройства представляют собой модуль конфокального лазерного сканирующего микроскопа, лазерный дальномер. Устройство по п. 1, характеризующееся тем, что валки вращения керна выполнены подогреваемыми термо-электронагревателями, расположенными внутри валков, для обеспечения съемки в ближнем и дальнем инфракрасном диапазоне образцов керна, содержащих области имеющихся включений геологических минералов с отличающимися теплофизическими свойствами. Устройство по п. 1, характеризующееся тем, что для съемки образцов керна в ближнем дальнем инфракрасном диапазоне, подогрев керна осуществляется съемными инфракрасными обогревателями. Устройство по п. 1, характеризующееся тем, что валки вращения керна выполнены с покрытием, например, силиконовой резиновой смесью. Устройство по п. 1, характеризующееся тем, что регулировка фокусного расстояния объективов для высококачественной съемки выполняется в автоматическом режиме с применением программы ЭВМ, под управлением компьютера. Устройство по п. 1, характеризующееся тем, что светодиодные источники света различного диапазона длин волн, установленные на подвижной каретке, выполнены с возможностью автоматической и/или ручной регулировки угла наклона относительно образца керна с обеспечением возможности создания требуемой степени освещения. Устройство по п. 1, характеризующееся тем, что в режиме сканирования поверхности керна модулем конфокального лазерного микроскопа регулировка уровня сканирования выполняется в автоматическом режиме, с применением программы ЭВМ, под управлением компьютера. The essence of the claimed technical solution is a device for recording and processing digital images of drill cores, containing several digital cameras with interchangeable lenses, which capture the core image in the visible, ultraviolet, near and far infrared light ranges, light sources of the corresponding wavelength range and other optical devices forming a three-dimensional image of the core mounted on a movable carriage, a computer for converting the images into background form, with the ability to process, store digital data and automatically control the device, characterized in that it contains a bed made in the form of a table equipped with rotating steel rollers driven by a stepper motor controlled by a computer and used to rotate a cylindrical core drill attached to the bed of vertical racks with a rail system that allows vertical movement of the movable carriage with digital cameras, other optical devices and light sources through the use of a screw pair driven by a computer-controlled stepper motor, while the movable carriage is movable by rail systems in two axes in the horizontal plane, also realized through the use of screw pairs driven by stepper motors, computer-controlled, while the light sources contain LED sources of visible, ultraviolet, near and far range of infrared light, and other optical devices are a module of a confocal laser scanning microscope, a laser range finder. The device according to
Техническим результатом заявленного технического решения является возможность экспертного определения физических параметров буровых кернов на основе анализа цифровых изображений. Заявленное техническое решение предназначено для записи и цифровой обработки изображений буровых кернов. The technical result of the claimed technical solution is the ability to expertly determine the physical parameters of drill cores based on the analysis of digital images. The claimed technical solution is intended for recording and digital processing of images of drill cores.
При этом целью является не только устранение недостатков прототипа, таких как:In this case, the goal is not only to eliminate the disadvantages of the prototype, such as:
- обеспечение возможности съемки протяженных образцов и разрушенных образцов за счёт как более оптимального размещения нужного количества видеокамер и другого оборудования, так и использования оригинального программного обеспечения, которое обеспечивает возможность сшивки (совмещения) любого количества снимков, кадров, изображений в одно цельное изображение; - providing the ability to shoot extended samples and destroyed samples due to both more optimal placement of the required number of cameras and other equipment, and the use of original software that provides the ability to stitch (combine) any number of pictures, frames, images into one whole image;
- обеспечение возможности выполнения съемки с любого требуемого расстояния,- providing the ability to shoot from any desired distance,
- обеспечение возможности использования широкого спектра оптических приборов с различными объективами, а также конфокального лазерного сканирующего микроскопа, и лазерного дальномера;- providing the possibility of using a wide range of optical devices with various lenses, as well as a confocal laser scanning microscope, and a laser range finder;
- обеспечение возможности перемещения модуля сьемки в горизонтальной плоскости в продольном и поперечном направлении за счёт применения совокупности конструктивных элементов, состоящих из рельсовых направляющих, винтовых пар и шаговых двигателей, управляемых компьютером посредством оригинального программного обеспечения, в результате чего обеспечена возможность съемки кернов, размещенных непосредственно в керновых ящиках (контейнерах);- providing the ability to move the shooting module in the horizontal plane in the longitudinal and transverse directions through the use of a combination of structural elements consisting of rail guides, screw pairs and stepper motors controlled by a computer using original software, as a result of which it is possible to take cores placed directly in core boxes (containers);
- обеспечение возможности установки нескольких камер или других оптических приборов, с возможностью получения мультиспектральных изображений, т.е. изображение, состоящее из несколько изображений, каждое из которых содержит информацию в некотором спектральном диапазоне длин волн.- providing the ability to install multiple cameras or other optical devices, with the possibility of obtaining multispectral images, i.e. an image consisting of several images, each of which contains information in a certain spectral range of wavelengths.
При этом заявленное техническое решение обеспечивает возможность реализации дополнительных функций, не свойственных прототипу, а именно - обеспечивает возможность подогрева образцов керна при вращении в валках, с возможностью съемки образцов керна, вследствие чего устройство может работать в дальней инфракрасной области спектра, в силу чего обеспечивается возможность получения большего объёма информации о составе керна и повышается вероятность более точного определения наличия перспективных нефтегазовых слоёв.Moreover, the claimed technical solution provides the possibility of implementing additional functions that are not characteristic of the prototype, namely, it provides the possibility of heating core samples during rotation in the rolls, with the possibility of taking core samples, as a result of which the device can operate in the far infrared region of the spectrum, which makes it possible obtaining more information about the composition of the core and increases the likelihood of a more accurate determination of the presence of promising oil and gas layers.
Заявленное техническое решение поясняется Фиг.1 – Фиг.3.The claimed technical solution is illustrated in Fig.1 - Fig.3.
На Фиг.1 представлено заявленное устройство со снятыми кожухами для записи и обработки цифровых изображений буровых кернов (вид спереди).Figure 1 presents the claimed device with the removed covers for recording and processing digital images of drill cores (front view).
На Фиг.2 представлено заявленное устройство со снятыми кожухами для записи и обработки цифровых изображений буровых кернов (вид сбоку).Figure 2 presents the claimed device with the covers removed for recording and processing digital images of drill cores (side view).
На Фиг.3 представлена конструкция привода валков устройства.Figure 3 presents the design of the drive rolls of the device.
Заявленное устройство состоит из следующих элементов конструкции (Фиг.1 – Фиг.3):The claimed device consists of the following structural elements (Figure 1 - Figure 3):
1 - станина рамной конструкции;1 - frame bed;
2 – стол;2 - table;
3 – подогреваемые валки вращения цилиндрических кернов;3 - heated rolls of rotation of cylindrical cores;
4 - цифровые камеры;4 - digital cameras;
5 - источники света;5 - light sources;
6 - шкаф управления и переключения;6 - control and switching cabinet;
7 – компьютер;7 - computer;
8 - шаговый электродвигатель вращения валков;8 - step electric motor of rotation of the rolls;
9 - система шестерён вращения валков;9 - a system of gears for rotating rolls;
10 - каретка модуля сьемки;10 - carriage of the shooting module;
11- рельсовая система перемещения по оси Х;11 - rail system of movement along the X axis;
12 - рельсовая система перемещения по оси Y;12 - rail system for moving along the axis Y;
13 - рельсовая система перемещения по оси Z;13 - rail system for moving along the Z axis;
14 - шаговый электродвигатель перемещения по оси Х;14 - stepping motor displacement along the X axis;
15 - шаговый электродвигатель перемещения по оси Y;15 - stepping motor displacement along the Y axis;
15 - шаговый электродвигатель перемещения по оси Z.15 - stepping motor displacement along the Z axis.
Более подробно, устройство, показанное на Фиг.1 – Фиг.3, собрано следующим образом. In more detail, the device shown in FIG. 1 to FIG. 3 is assembled as follows.
Станина рамной конструкции 1 на регулируемых ножках (на Фиг. не показаны) со столом 2 оборудована валками для вращения цилиндрических кернов 3, цифровыми камерами 4 и источниками света 5, автоматической системой управления и эксплуатации, содержащей компьютер 7 (не показан) и шкаф 6 (не показан) управления и переключения режима работы устройства.The
Рамная конструкция 1 предпочтительно изготовлена из алюминиевого профиля, при этом конструкция должна обеспечивать работу устройства в условиях минимальной вибрации, т.к. на ней установлено высокоточное оптическое оборудование. Стол 2 прикреплен к рамной конструкции 1 и, как упомянуто выше, оснащен валками для вращения цилиндрических кернов 3, приводимыми в движение шаговым электродвигателем 8 через систему шестерён 9, управляемым с помощью компьютера 7. Для обеспечения съемки в ближнем дальнем инфракрасном диапазоне образцов керна, содержащих области имеющихся включений геологических минералов с отличающимися теплофизическими свойствами, стальные валки вращения 3 керна выполнены подогреваемыми посредством термо-электронагревателей, расположенными внутри валков, либо могут быть укомплектованы съемными инфракрасными нагревателями. Также валки вращения цилиндрических кернов для улучшения сцепления с поверхностью керна могут покрываться резиновой силиконовой смесью.The
Стол 2 выполнен удлиненным, чтобы обеспечить работу с буровыми кернами с минимальной длиной до 1 метра.Table 2 is made elongated to provide work with drill cores with a minimum length of up to 1 meter.
Цифровые камеры 4 размещены на каретке 10, которая посредством рельсовой системы 11, 12, 13 и приводов типа винт – гайка, приводимыми в движение шаговыми электродвигателями 14, 15, 16, управляемыми с помощью компьютера, позволяют перемещать каретку 10 по любой из трех осей X, Y, Z, что обеспечивает возможность получения высококачественных снимков по всей площади стола 2.
На каретке 10, кроме камер 4, размещаются также светодиодные лампы 5 видимого, ультрафиолетового и инфракрасного света, выполненные с возможностью освещать образец керна во время записи изображений. Источники света при этом перемещаются вместе с камерой во время записи изображений, создавая условия освещения постоянными вдоль всего керна, что также способствует увеличению качества изображений. Каждый из источников света выполнен и управляется таким образом, что буровой керн можно освещать симметрично и несимметрично под разными углами падения поступающего света, чтобы получить наиболее оптимальную комбинацию света и тени при записи изображений.On the
Всеми функциями устройства управляет компьютер 7, с использованием специально разработанной программы ЭВМ, которая предназначена в том числе и для установки камер 4 в заданное положение, получения изображений, функции записи, запоминания данных, сращивания изображений и пр. Все электрические компоненты, такие как реле, выпрямители, предохранители и электрические соединения между компьютером и аппаратурой частью оборудования (драйверы двигателей и освещения), выполнены и размещены в электрическом шкафу 6 управления и переключения.All functions of the device are controlled by computer 7, using a specially developed computer program, which is also intended for installing
Устройство работает следующим образом. The device operates as follows.
Берут керн либо ящик с кернами на стол 2.Take a core or a box of cores on table 2.
Далее каретку 10 с размещенными на ней камерами 4 и источниками света 5 в программируемом порядке перемещают соответственно в требуемую точку съемки:Next, the
- вверх или вниз по рельсу 11 при помощи шагового электродвигателя 14 по оси Х;- up or down the
- вверх или вниз по рельсу 12 при помощи шагового электродвигателя 15 по оси Y;- up or down the
- вправо и влево по рельсу 13 при помощи шагового электродвигателя 16 по оси Z. - right and left along the
Камеры 4 записывают изображение бурового керна при вращении его (керна) на валках 3, или ящика с кернами, либо другого объекта съемки, например – какого-либо археологического или иного объекта, размещённого на столе 2. The
Керны, помещенные на валки 3 при вращении и компьютерной обработке изображений, позволяют получить изображение всей поверхности керна на плоскости.Cores placed on the
Светодиодные источники света 5 различного диапазона длин волн, установленные на подвижной каретке 10, выполнены с возможностью автоматической и/или ручной регулировки угла наклона относительно образца керна и обеспечивают необходимую степень освещения объекта съемки.
Камеры 4 записывают изображения цифровым способом и передают их электронным способом по кабелю в компьютер 7. Регулировка фокусного расстояния объективов камер 4 для высококачественной съемки может выполняется в автоматическом режиме под управлением компьютера 7, либо в ручном режиме.The
При сканировании поверхности керна модулем конфокального лазерного микроскопа регулировка уровня сканирования выполняется исключительно в автоматическом режиме, под управлением компьютера 7.When scanning the core surface with a confocal laser microscope module, the scanning level is adjusted exclusively in automatic mode, under the control of computer 7.
Разработанное программное обеспечение для компьютера 7, которое в настоящей заявке подробно не описано, управляет двигателями 14, 15, 16 и синхронизирует управление ими с работой камер 4 и освещения 5. Кроме упомянутых функций, имеющееся программное обеспечение используется для записи, обработки и запоминания цифровых изображений, а также для визуализации изображений буровых кернов на мониторе. Кроме того, оно обеспечивает возможность документирования и статистического анализа преобразованных в цифровую форму изображений. The developed software for computer 7, which is not described in detail in this application, controls the
На основании вышеизложенного можно сделать следующий вывод. Based on the foregoing, the following conclusion can be made.
Заявителем достигнуты все заявленные цели и технический результат, а именно: обеспечена возможность экспертного определения физических параметров буровых кернов на основе анализа цифровых изображений: The applicant has achieved all the stated goals and technical result , namely: it is possible to expertly determine the physical parameters of drill cores based on the analysis of digital images:
- обеспечена возможности съемки протяженных образцов и разрушенных образцов за счёт как более оптимального размещения нужного количества видеокамер и другого оборудования, так и использования оригинального программного обеспечения, которое обеспечивает возможность сшивки (совмещения) любого количества снимков, кадров, изображений в одно цельное изображение, за счёт удачной компоновки конструкции и использования оригинального программного обеспечения; - it is possible to shoot extended samples and destroyed samples due to both more optimal placement of the required number of cameras and other equipment, and the use of original software that provides the ability to stitch (combine) any number of shots, frames, images into a single whole image, due to successful layout design and use of original software;
- обеспечена возможность выполнения съемки с любого требуемого расстояния;- provided the ability to shoot from any desired distance;
- обеспечена возможность использования широкого спектра оптических приборов с различными объективами, а также конфокального лазерного сканирующего микроскопа, и лазерного дальномера, за счёт удачной компоновки конструкции;- it is possible to use a wide range of optical instruments with various lenses, as well as a confocal laser scanning microscope, and a laser range finder, due to the successful layout of the design;
- обеспечена возможность перемещения модуля сьемки в горизонтальной плоскости в продольном и поперечном направлении за счёт применения совокупности конструктивных элементов, состоящих из рельсовых направляющих, винтовых пар и шаговых двигателей, управляемых компьютером посредством оригинального программного обеспечения, в результате чего обеспечена возможность съемки кернов, размещенных непосредственно в керновых ящиках (контейнерах);- it was possible to move the shooting module in the horizontal plane in the longitudinal and transverse directions through the use of a combination of structural elements consisting of rail guides, screw pairs and stepper motors controlled by a computer using original software, as a result of which it was possible to take cores placed directly in core boxes (containers);
- обеспечена возможность установки нескольких камер или других оптических приборов, с возможностью получения мультиспектральных изображений, т.е. изображение, состоящее из несколько изображений, каждое из которых содержит информацию в некотором спектральном диапазоне длин волн, за счёт использования оригинального программного обеспечения;- the ability to install multiple cameras or other optical devices, with the possibility of obtaining multispectral images, i.e. an image consisting of several images, each of which contains information in a certain spectral range of wavelengths, through the use of original software;
- обеспечена возможность реализации дополнительных функций, не свойственных прототипу, а именно - возможность подогрева образцов керна при вращении в валках, с возможностью съемки образцов керна, вследствие чего устройство может работать в дальней инфракрасной области спектра, в силу чего обеспечивается возможность получения большего объёма информации о составе керна и повышает вероятность более точного определения наличия перспективных нефтегазовых слоёв за счёт использования как оригинального программного обеспечения, так и использования дополнительных конструктивных элементов.- it is possible to implement additional functions that are not characteristic of the prototype, namely, the possibility of heating core samples during rotation in the rolls, with the possibility of taking core samples, as a result of which the device can operate in the far infrared region of the spectrum, which makes it possible to obtain a larger amount of information about core composition and increases the likelihood of a more accurate determination of the presence of promising oil and gas layers through the use of both original software and use of additional structural elements.
Заявленное техническое решение соответствует критерию «новизна», предъявляемому к изобретениям, т.к. заявленная совокупность признаков не выявлена из исследованного уровня техники.The claimed technical solution meets the criterion of "novelty" presented to the invention, because the claimed combination of features is not identified from the investigated prior art.
Заявленное техническое решение соответствует критерию «изобретательский уровень», предъявляемому к изобретениям, т.к. не является очевидной для специалиста в силу того, что заявленная конструкция позволяет реализовать шесть задач в одной установке, которые ранее не могли быть реализованы единовременно. Ранее указанные задачи решались либо с использованием нескольких установок, либо таких задач ранее не ставилось в принципе, а именно - ранее задача по подогреву образцов керна при вращении в валках, с возможностью съемки образцов керна в дальней инфракрасной области спектра не ставилась. Использование заявленного устройства обеспечивает возможность получения большего объёма информации о составе керна, чем повышается вероятность более точного определения наличия перспективных нефтегазовых слоёв за счёт использования совокупности заявленных признаков в их совокупности с использованием оригинального программного обеспечения.The claimed technical solution meets the criterion of "inventive step" for inventions, because is not obvious to the specialist due to the fact that the claimed design allows you to implement six tasks in one installation, which previously could not be implemented at a time. Previously, the indicated tasks were solved either using several installations, or such problems were not previously set in principle, namely, earlier the task of heating core samples during rotation in rolls, with the possibility of taking core samples in the far infrared region of the spectrum, was not posed previously. The use of the claimed device provides the opportunity to obtain a larger amount of information about the core composition, which increases the likelihood of a more accurate determination of the presence of promising oil and gas layers through the use of a combination of the declared features together with the use of original software.
Заявленное техническое решение соответствует критерию «промышленная применимость», предъявляемому к изобретениям, т.к. реализовано в натуре, в виде действующего образца на площадях научно-исследовательской лаборатории «Современные геоинформационные технологии» Казанского (Приволжского) федерального университета. The claimed technical solution meets the criterion of "industrial applicability" to the invention, because implemented in kind, in the form of a working model on the premises of the research laboratory "Modern Geoinformation Technologies" of the Kazan (Volga) Federal University.
Claims (7)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2017146836A RU2667342C1 (en) | 2017-12-29 | 2017-12-29 | Device for recording and digital processing of images of drill cores |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2017146836A RU2667342C1 (en) | 2017-12-29 | 2017-12-29 | Device for recording and digital processing of images of drill cores |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2667342C1 true RU2667342C1 (en) | 2018-09-18 |
Family
ID=63580507
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2017146836A RU2667342C1 (en) | 2017-12-29 | 2017-12-29 | Device for recording and digital processing of images of drill cores |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2667342C1 (en) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111624157A (en) * | 2020-07-03 | 2020-09-04 | 江苏三深光谱感知技术研究院有限公司 | Refined rock core spectral imaging scanning system and method |
| CN112284982A (en) * | 2020-11-23 | 2021-01-29 | 西南石油大学 | Device for evaluating spreading and plugging performance of water plugging agent on gas-water interface of porous medium |
| RU2760105C1 (en) * | 2021-03-12 | 2021-11-22 | Публичное акционерное общество «Газпром нефть» | System, machine-readable media and method for core analysis by images |
| CN114460074A (en) * | 2020-12-28 | 2022-05-10 | 湖南博隆矿业开发有限公司 | Ore image acquisition device |
| CN115561168A (en) * | 2022-10-09 | 2023-01-03 | 北京文石杰创信息技术有限公司 | Entity rock core white light fluorescence imaging device that becomes more meticulous |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH1114316A (en) * | 1997-06-18 | 1999-01-22 | Koa:Kk | Appearance condition observation device |
| RU2201589C2 (en) * | 1995-05-09 | 2003-03-27 | Норск Хюдро Аса | Equipment to record and process digital images of bored cores |
| US20080195330A1 (en) * | 2004-11-02 | 2008-08-14 | Tooru Hara | Concrete Structure Crack Inspection Device and Crack Inspection Method |
-
2017
- 2017-12-29 RU RU2017146836A patent/RU2667342C1/en active
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2201589C2 (en) * | 1995-05-09 | 2003-03-27 | Норск Хюдро Аса | Equipment to record and process digital images of bored cores |
| JPH1114316A (en) * | 1997-06-18 | 1999-01-22 | Koa:Kk | Appearance condition observation device |
| US20080195330A1 (en) * | 2004-11-02 | 2008-08-14 | Tooru Hara | Concrete Structure Crack Inspection Device and Crack Inspection Method |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| Н.М. НЕДОЛИВКО "ИССЛЕДОВАНИЕ КЕРНА НЕФТЕГАЗОВЫХ СКВАЖИН", Учебное пособие (глава 4), Издательство ТПУ, Томск 2006, всего - 170 с. * |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111624157A (en) * | 2020-07-03 | 2020-09-04 | 江苏三深光谱感知技术研究院有限公司 | Refined rock core spectral imaging scanning system and method |
| CN112284982A (en) * | 2020-11-23 | 2021-01-29 | 西南石油大学 | Device for evaluating spreading and plugging performance of water plugging agent on gas-water interface of porous medium |
| CN112284982B (en) * | 2020-11-23 | 2024-05-14 | 西南石油大学 | Evaluation device for spreading and plugging performance of plugging agent on porous medium air-water interface |
| CN114460074A (en) * | 2020-12-28 | 2022-05-10 | 湖南博隆矿业开发有限公司 | Ore image acquisition device |
| CN114460074B (en) * | 2020-12-28 | 2024-04-26 | 湖南博隆矿业开发有限公司 | Ore image acquisition device |
| RU2760105C1 (en) * | 2021-03-12 | 2021-11-22 | Публичное акционерное общество «Газпром нефть» | System, machine-readable media and method for core analysis by images |
| CN115561168A (en) * | 2022-10-09 | 2023-01-03 | 北京文石杰创信息技术有限公司 | Entity rock core white light fluorescence imaging device that becomes more meticulous |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU2667342C1 (en) | Device for recording and digital processing of images of drill cores | |
| US9237279B2 (en) | Method of investigating a solid sample | |
| CN201417255Y (en) | Digital core image scanner | |
| CN103673920B (en) | Form measuring instrument, form measuring method and shape measure program | |
| US6947666B2 (en) | Support apparatus and method for use with a camera and strobe lights | |
| KR101480327B1 (en) | Marine Core Sediment Sample automated Optical filming system and method of filming marine sample for using the same | |
| CN110617769A (en) | High-flux photographing system for acquiring crop phenotype | |
| CN109489554A (en) | A kind of each layer parameter intelligent detecting method of full automatic cable and device | |
| CN102608670B (en) | Core fluorescent light and white light integrated image acquiring system and method | |
| CN104374759A (en) | Atomic fluorescence spectrum device based on laser ablation plume | |
| CN101207713B (en) | Image acquisition method | |
| CN105530399A (en) | Indoor footmark collection apparatus based on linearly polarized light grazing incidence type scanning imaging method | |
| CN205404412U (en) | It carries out sample room that laser induction punctures spectral detection to be suitable for irregular sample | |
| KR102499600B1 (en) | Cultured cell remote monitoring system | |
| CN208015833U (en) | High resolution image scanning device | |
| CN208043016U (en) | Scanning device | |
| CN2809634Y (en) | High resolution acquisition analyzer for rock and ore core images | |
| CN110332992B (en) | Parameter-adjustable optical detection device and method | |
| CN108713317A (en) | Image acquisition device | |
| CN205246550U (en) | Novel detritus fluoroscopic image high resolution scanner | |
| CN1593801A (en) | Automatic flatness measuring device and method | |
| CN202486053U (en) | Multifunctional coal and coke microscopic analysis system | |
| CN108259697A (en) | High resolution image scanning device | |
| CN108776085B (en) | Special optical detector for superhard material micropowder | |
| CN106053487B (en) | Bearing appearance omni-directional visual detection device |