SE460311B - Foerfarande och anordning foer jaemfoerande optisk analys av form och geologisk beskaffenhet hos jordskikt i ett geologiskt prov - Google Patents

Description

460 511 10 15 20 25 30 35 lingar som möjliggör att på ett objektivt sätt framhålla de fysiska kännetecknen för proverna utan tillflykt till visuella tolkningar, vilket kommer att framgå mer i detalj i beskrivningen av föredragna sätt att genomföra förfarandet och av anordningen för genomförandet av förfarandet, och med ahänvisning till bifogade ritningar pá vilka, fig. 1 schema- tiskt visar anordníngen som möjliggör att förflytta ett geologiskt prov, vilket prov det gäller att insamla bilder _av, relativt ett registreringssystem, fig. Z visar en ut- föringsform av registreringssystemet där en vrídbar spegel används för att successivt rikta bilderna av punkterna av var och en av linjerna hos provet, fig. 3 visar en andra utföringsform av registreringssystemct där bilderna av före- målet insamlas och registreras linjevis.

Med hänvisning till fig. 1 innefattar anordningen ett rörligt bord 1 med dimensioner anpassade för dimensionerna hos föremålet Z som skall registreras. När föremålet är en geologisk borrkärna består bordet av ett underlag 3 av flera meters längd anpassat för att uppbära rullaxlarna 4 på vilka ett band S'är spänt. En'drívmotor 6 av den stegvisa typen användes för att driva en av rullarna för att framkalla en diskontinuerlig translationsrörelse av bandet. En ställning 7 är anordnad ovanför det rörliga bordet på vilken en låda 8. är fastsatt innehållande ett optiskt och elektroniskt aggre- gat för att överföra bilderna av de olika delarna hos före- målet, som medförs successivt till området genom bandets diskontinuerliga förflyttning, till registrerbara signaler.

Detta optiska och elektroniska aggregat innefattar (fig. 2) exempelvis en elektronisk kamera 9 och optiska organ för att rikta ljuset, successivt härrörande från varje punkt på ytan hos föremålet anbringat på bordet 1, mot kamerans objektiv. Dessa organ innefattar, t.ex. en vridbar spegel 10 driven av en motor 11. Spegelns vridaxel och kamerans optiska axel är anordnade parallellt med translationsriktningen X'X för föremålet. Pâ detta sätt av~ söks ytan hos föremålet successivt efter de transversella linjerna parallella med ortogonalaxeln Y'Y, varvid bilderna av de olika punkterna på varje linje successivt registreras av kameran 9. Vridningen av spegeln regleras så att avsök- ningen av punkterna på varje linje utförs under ett tids- 15, , 10 15 20 25 3 460 311 intervall där bandet 5 är orörligt.

Det optiska och elektroniska aggregatet kan likaledes innefatta en kamera 9A (fig. 3) av en känd typ anpassad för att registrera linjebilderna av föremålets yta, successivt avbildade till objektivet. Línjebilderna mottages av när- belägna ljuskänsliga givaruppsättníngar. De av gívarna som svar på belysningen framkallade elektriska signalerna av- läses successivt, varvid bilden av varje linje motsvarar en signalsekvens, Givarna är t.ex. av typen laddningskopplad (CCD) eller utgörs av ljusdioder.

Anordningen innefattar líka1edes'ett synkroniserings- element 12 anslutet dels till motorn 6 genom en kabel 13, dels till det optiska och elektroniska aggregatet innehållet i lådan 8 genom en kabel 14. Synkroniseríngselementet 12 är försett med en klocka och en räknare och, som svar på av klockan producerade pulser, alstrar successiva styrsignaler vilka pàlägges motorn 6. Denna roterar då ett vinkelinkre- ment, vilket har till verkan att bandet förflyttas och att en ny linje på föremålets yta placeras i kamerans 9 eller 9A område. Framflyttningssteget bestäms som funktion av den valda definitionen för avbíldning. Företrädesvis väljas en linjär upplösning av storleksordningen 0,5 mm på sin höjd genom att anordna det optiska och elektroniska aggregatet med en närvinkelupplösning på 0,5 mrad på ett avstånd av stor- leksordningen 1 m. När bandet 5 har framflyttats ett steg alstrar synkroniseringselementet 12 på grundval av klock- signalerna en styrsígnal för registrering av bilden medelst registreríngssystemet. I det fall då man använder kombina- tionen en elektronisk kamera och en vridbar spegel (Pig. 2) är styrsignalen avpassad för att synkronisera med motorns 11 rotationshastighet och att utlösa insamling av bilden och dess överföring till elektriska signaler. I det fall en kamera för registrering av linjer användes (Fig. 3) är styr- sígnalen avpassad för att utlösa den sekventiella avläs- ningen av de olika givarna i den känsliga uppsättningen. I bägge fallen överföras räknarens indikeringar vid varje fram- flyttningssteg av bandet till en motsvarande registrering, vilket tillåter att snabbt återfinna avbildningen av vilket ställe som helst på föremålets yta. Man kan likaledes längs hela föremålet och på en av dess sidor anordna en centimeter- 469 311 10 15 20 ZS UI UI 4:- Gr skala som tillåter att mycket snabbt finna ett bestämt område på ytan. i De elektriska signalerna utgående från det optiska och elektroniska aggregatet överföres med en kabel 15 till en mikrodator 16 som omformar dessa till numeriska ord, vilka sedan överföres till en registreringsanordning 17 av typen bandspelare exempelvis. Signalerna kan också överföras till .en bildenhet såsom en TV-monitor, så att man skall erhålla en direkt eller uppskjuten visning av ytan på det registre- rade föremålet.

Mikrodatorn är också ansluten till ett manöverbord 19 som tillåter för en operatör att starta registreríngsopera- tionerna eller att styra de speciella operationerna för be- handling av registrerat data. Mikrodatorn är t.ex. programme- rad för att utföra realtídsbehandling av data lämnat av kameran, innan datans registrering i registreringsanord~ ningen 17 eller senare av förut registrerat data.

Kameran kan vara ansluten till en optisk anordning för filtrering som tillåter att utvälja en eller flera band över hela bredden av frekvensspektrumet av strålningen mottagen från föremålet, alltifrån ultraviolett till mikrovågor (våglängder innehàllna mellan 30 nm och 30 cm). Det synliga spektralbandet möjliggör att identifiera sedimentära former genom kvantifiering av färgerna, och deras geometriska anord- ning : grunddrag, deformationer etc. Spektralbandet beläget i det infraröda området möjliggör att särskilja sedímentära komplex efter deras temperaturförskjutning. De ultrahöga frekvenserna möjliggör att erhålla information över fluid- halten hos beståndsdelarna, deras kornstorleksfördelning eller ytråhet.

Förfarandet enligt uppfinningen kan, när det tillämpas vid insamling av bilder av geologiska borrkärnor, med fördel användas på samma brytningsställen, på land, pá ett fartyg, eller en havsborrplattform. Borrkärnorna som just har prov- tagits och preparerats genom kapning och sågning efter deras axel anordnas på det rörliga bordet 1, varvid man genomför registreríngsoperationerna.

Förfarandet möjliggör, även när proverna inte längre är lätt tillgängliga för undersökning, en senare reproduk- tion av registrerade bilder för visuella jämförelser, och :p 10 15 20 460 311 eliminerar följaktligen nödvändigheten av tidigare er- forderliga kodífierat skrivna beskrivningar.

Förfarandet enligt uppfinningen är speciellt fördel- aktigt därigenom att det tillåter alla slag av systema- tiska numeriska behandlingar av registrerat data. Man kan klassificera beståndsdelarna efter deras färger refe- rerande till inlästa kort och, efter förenkling av bilden genom minskning av dess konturer, använda speciella identi- fieringsprogram för att identifiera beståndsdelarna. Lokali- seringen av diskontinuiteter mellan skikten möjliggör be- räkningen av rumsfrekvensen hos växlingarna och kvanti- fieringen av rytmer och sedimentära sekvenser. Med en lämp- lig programmering som använder kända förfaranden för deri- veringskalkyler kan man isolera de linjära delarna av varje bild och sålunda åtskilja de föredragna brottriktningarna.

De automatiserade behandlingsförfarandena omnämnda här ovan utnyttjas redan exempelvis för behandlingen av flyg- eller satellitbilder.

Dessa numeriska behandlingar kan tillämpas pá borr- kärnor próvtagna på olika tider eller olika ställen. Den stora mängden data som kan erhållas genom dessa behand- lingar och deras objektiva karaktär underlättar jämförelser mellan borrningar.

Claims (9)

460 311 ß

1. PRTENTKRAV lf Förfarande för jämförande optisk analys av form och geologisk beskaffenhet hos jordskikt i ett geologiskt prov 5 uttaget fràn genomträngda skiktformationer, k ä n n e- t e c_k n a t av stegen: placering av det geologiska provet (2) pá ett bärorgan (3), stegvis förflyttning av bärorganet (3) för 13k. passerande av provet (2) framför en optisk-elektronisk anordning (9,l0,ll;9A); formande av successiva bilder av parallella linjer av en provyta pà den optisk-elektroniska anordningen (9,lO,ll;9A) för överföring av linjebilderna till elektriska digitala signaler; registrering av signalerna; och jämförelse av data läst från de registrerade signalerna av linjebilder av provet (2) med motsvarande data fràn signaler av linjebilder av andra förut registrerade provytor, varigenom geologiska kännetecken hos de genomträngda skiktformationerna lättare kan klassificeras.

2. Förfarande enligt krav 2, k ä n n e t e c k n a t av att registreringen innefattar utväljande av åtminstone ett spektralband i strålningen fràn varje prov (2), varvid linjebilder i det utvalda spektralbandet överföres till elektriska diagitala signaler.

3. Förfarande enligt krav 1 eller 2, k ä n n e t e c k - n a t av att det innefattar behandling av de registrerade signalerna för förhöjning av provets (2) förutbestämda geologiska kännetecken-

4. Anordning för jämförande optisk analys av form och geologisk beskaffenhet hos jordskikt i ett geologiskt prov uttaget fràn genomträngda skiktformationer, k ä n n e t e c k- n a d av organ (l) för uppbärande av ett làngsträckt geologiskt prov (2); motororgan (6) för att framkalla inkrementförflyttning av provet (2) med avseende pà ett registreringssystem; där registreringssystemet innefattar optiskt-elektroniska organ (9,lO,ll;9A) för successivt formande av bilder av parallella linjer av en yta på provet, organ (15) för att överföra bilderna till elektriska digitala signaler, registreringsorgan (17) för registrering av signalerna, behandlingsorgan (16) för erhållande FJ! fràn de registrerade signalerna av linjebilder av det geologiska provet data representerande provets geologiska kännetecken, och fastställande positioner hos olika skikt i provet, och för (19 jämförelse av data med motsvarande data från tidigare registrerade signaler av linjebilder av andra geologiska prov.

5. Anordning enligt krav 4, k ä n n e t e c k n a d av att 7 460 311 det optiska organet innefattar ett reflekterande rörligt element (10) för att successivt genom avsökning rikta bilderna av alla f punkter pà var och en av linjerna pà provytan till en elektronisk kamera (9).

6. Anordning enligt krav 4, k ä n n e t e c k n a d av att det optiskt-elektroniska organet innefattar en laddningskopplad givare.

7. Anordning enligt krav 4, k ä n n e t e c k n a d av att det optiskt-elektroniska organet innefattar optiska , filtreringsorgan för att utvälja åtminstone ett elektromagnetiskt spektralband mottaget fràn proverna.

8. Anordning enligt krav 4, k ä n n e t e c k n a d av att bärorganet innefattar ett rörligt bord (1) för uppbärande av provet (2), motororganet innefattar en stegvis drivmotor (6) för det rörliga bordet (l) och att den vidare innefattar synkroniseringsorgan (12) för att styra drivmotorn (6) alternativt registreringssystemet.

9. Anordning enligt krav 4, k ä n n e t e c k n a d av att den innefattar datororgan (16) för digital behandling av kännetecken hos provet och fastställande av positioner av olika skikt i provet och för jämförelse av data resulterande från behandlingen med motsvarande data från tidigare registrerade signaler av linjebilder av andra geologiska prov.