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便攜式鉆井煤樣造影裝置及其煤樣三維影像采集方法

  • 專利類型:發明專利
  • 有效期:2020-04-23至2022-04-23
  • 發布日期:2020-04-23
  • 技術成熟度:可以量產
交易價格: ¥面議
  • 法律狀態核實
  • 簽署交易協議
  • 代辦官方過戶
  • 交易成功

專利推薦

  • 申請號 CN201610886477.3 
  • 公開號 CN106368704B 
  • 申請日 2016/10/11 
  • 公開日 2018/04/20 
  • 申請人 中國地質大學(北京)  
  • 優先權日期  
  • 發明人 陶樹 許浩 孟芹  
  • 主分類號 E21C39/00 
  • 申請人地址 100000 北京市海淀區學院路29號 
  • 分類號 E21C39/00 
  • 專利代理機構 鄭州豫開專利代理事務所(普通合伙) 41131 
  • 當前專利狀態 發明專利授權公告 
  • 代理人 朱俊峰 
  • 有效性 授權 
  • 法律狀態 發明專利授權公告
  •  
  • 01

    項目簡介

    便攜式鉆井煤樣造影裝置,包括電腦、分析臺、造影儀和遙控器,電腦放置在所述分析臺上,造影儀包括上蓋、機體外殼和內架,上蓋通過鉸鏈與機體外殼連接,內架設在機體外殼內。內架上設有側面相機,上蓋的下表面安裝一個上端相機,內架的下平板安裝一個下端相機,所有相機一起工作,共同完成煤樣的三維造影。本發明還公開了煤樣三維影像采集方法,造影儀采用成熟的計算機影像合成技術采集煤樣的外觀數據,有利于存儲煤炭勘探現場的煤樣影像資料,幫助勘探技術人員后期的數據采集和處理,并且造影儀在保證技術要求的前提下,整體設計尺寸小巧,方便勘探技術人員攜帶,可以極大提高煤炭資源勘探人員的工作效率,減少數據采集誤差。

    展開
  • 02

    說明書

    技術領域
    本發明涉及一種地質勘測的便攜式鉆井煤樣造影裝置及其煤樣三維影像采集方法。
    背景技術
    通常,在鉆井取樣過程中,需要先對樣品進行宏觀煤巖描述,目前一般均是人工操作,即先拍照,然后肉眼識別,這種作業方式不僅工作量大,工作強度高,而且受到很多外界因素的影響,導致得到的信息并不是很理想。例如拍攝的照片數量較多、有些模糊不清晰,在拍攝的過程中比例尺擺放的位置、拍攝的角度不同,不同的觀察者對樣品中成分的識別可能不一致等,樣品的不規則帶來的識別影響、樣品成分的標志物不明顯等,這些都會導致采集的數據在以后不能很好的利用。
    發明內容
    本發明為了解決現有技術中的不足之處,提供一種尺寸小巧、易于調節、便于操控、采集數據精確度高、工作效率高的便攜式鉆井煤樣造影裝置及其煤樣三維影像采集方法。為解決上述技術問題,本發明采用如下技術方案:便攜式鉆井煤樣造影裝置,包括電腦1、分析臺2、造影儀3和遙控器29,所述電腦1放置在分析臺2上,所述遙控器29放置在分析臺2上,所述造影儀3位于實驗臺2的左側;所述造影儀3包括上蓋4、機體外殼5和內架6,所述上蓋4通過鉸鏈7與機體外殼5連接,機體外殼5頂部敞口,機體外殼5水平橫截面呈六邊形結構,機體外殼5內壁沿垂直方向設有三條截面呈T型的滑道,三條滑道均勻間隔設置,內架6側部設有分別對應插設在一條滑道內的T型榫桿22;所述上蓋4為六邊形結構,上蓋4的間隔設置的三條邊上分別安裝有一個卡扣9,上蓋4的上表面安裝有提手10,上蓋4的下表面安裝上端相機11,上蓋4的上表面安裝有上端補光燈12;所述機體外殼5的底部均勻安裝三個地腳15,機體外殼5的一個側面上設有安裝孔16,安裝孔16內插設配合有防塵帽17,所述防塵帽17通過柔性帶連接在機體外殼5上,機體外殼5在對應每個卡扣9的位置開設有卡槽14,上蓋4在閉合狀態下,卡扣9嵌入卡接在卡槽14內;內架6上設有頂部敞口的透光皿20,內架側部沿透光皿20圓周方向均勻設有三組側面相機21,每組側面相機21由上下設置的兩個側面相機21組成,內架6底部上表面安裝有下端相機24、下端補光燈25、可充電電池26和造影處理器28,內架6外側部設有與安裝孔16對應的數據交換插頭23,上端相機11、側面相機21、下端相機24、可充電電池26、造影處理器28和數據交換插頭23通過數據總線13連接。內架6包括水平設置的上平板19和下平板27,上平板19下表面和下平板27上表面之間通過垂直設置的三根支撐桿8連接,三根T型榫桿22分別對應連接在一根支撐桿8外側,上平板19上設有上下通透的通孔,透光皿20穿過通孔并位于三根支撐桿8之間;側面相機21固定設在支撐桿8內側,數據交換插頭23固定設在支撐桿8外側,下端相機24、下端補光燈25、可充電電池26和造影處理器28設在下平板27上表面。遙控器29與所述造影處理器28通過無線電通訊,控制所述造影處理器28的動作。便攜式鉆井煤樣造影裝置的煤樣三維影像采集方法,包括以下步驟:A、鉆井取樣后,在現場進行煤樣影像采集;B、將煤樣造影裝置帶回實驗室,進行煤樣影像處理。所述步驟A具體為:a、鉆井取樣后, 保持圓柱體形狀的煤樣表面清潔;b、將造影儀3放置在現場工地上,調整地腳15高低位置,使造影儀3不晃動;c、將造影儀3的上的三個卡扣9從卡槽14中扣出,解鎖上蓋4,手握提手10打開上蓋4,從造影儀3的內架6中取出透光皿20;d、將煤樣豎直放在平地上,把透光皿20倒轉180°,輕輕地從煤樣上端蓋下,直至煤樣完全納入透光皿20中,此時,操作者一只手傾斜透光皿20,另一只手從下端托住煤樣,將裝有煤樣的透光皿20旋轉180°,然后清理煤樣與地面的接觸面,最后調整透光皿20,使透光皿20處于可放入內架6的姿態;e、將透光皿20放入內架6,關閉上蓋4,鎖上卡扣9,使用遙控器29打開造影處理器28,開始煤樣造影作業,造影儀3中的上端補光燈12和下端補光燈25在造影處理器28的控制下同時打開,維持造影儀3內光強恒定,與此同時,上端相機11、下端相機24和六個側面相機21在造影處理器28的控制下同時對煤樣進行拍攝,所拍攝的照片在造影處理器28中合成煤樣的三維影像圖,并存儲在造影處理器28中;f、將造影儀3上的三個卡扣9從卡槽14中扣出,解鎖上蓋4,手握提手10打開上蓋4,從內架6上取出裝有煤樣的透光皿20,取出煤樣放在一旁,清理透光皿20的內壁。所述步驟B具體為:Ⅰ、將造影儀3放置穩妥,摘下防塵帽17,露出安裝孔16內的數據交換插頭23,使用數據線連接造影儀3和電腦1;Ⅱ、用遙控器29打開造影處理器28,使其接通電源,可以與電腦1進行數據交換;Ⅲ、使用電腦1內的專用軟件查看造影處理器28中存放的煤樣三維影像,或對煤樣三維影像文件進行剪切和刪除操作。采用上述技術方案,本發明主要是針對鉆井取樣過后,對鉆井取出的圓柱形煤樣進行影像掃描,取得的煤樣還可以是巖樣,主要是處理煤樣。與現有技術相比,本發明的有益效果是:使用八個高分辨率相機對煤樣進行全角度攝影,采用成熟的計算機影像合成技術,能對煤樣進行三維全息造影,有利于存儲煤炭勘探現場的煤樣影像數據,幫助勘探技術人員后期的數據采集和處理;使用遙控器控制造影儀的工作狀態,造影儀工作時內部為全密閉空間,可以將勘探現場的環境變量影響降至最低;造影儀在保證技術要求的前提下,整體設計尺寸小巧,方便勘探技術人員攜帶,符合野外或井下作業人員的移動性要求;造影儀的機體外殼作為保護性部件,可以防止野外作業環境中的磕碰和沖擊,機體外殼上的安裝孔外設置防塵帽,可以有效阻止灰塵進入造影儀內,保護造影儀的內部清潔。內架外設置T型榫桿,通過T型榫桿自上而下插設在呈T型的滑道內,這樣便于從機體外殼內抽拉放置內架。
    附圖說明
    圖1是本發明的結構示意圖;圖2是圖1中造影儀在開蓋狀態下的結構示意圖;圖3是造影儀中內架的結構示意圖。
    具體實施方式
    如圖1、圖2和圖3所示,本發明的便攜式鉆井煤樣造影裝置,包括電腦1、分析臺2、造影儀3和遙控器30,所述電腦1放置在分析臺2上,所述遙控器29放置在分析臺2上,所述造影儀3位于實驗臺2的左側;造影儀3包括上蓋4、機體外殼5和內架6,所述上蓋4通過鉸鏈7與機體外殼5連接,機體外殼5頂部敞口,機體外殼5水平橫截面呈六邊形結構,機體外殼5內壁沿垂直方向設有三條截面呈T型的滑道,三條滑道均勻間隔設置,內架6側部設有分別對應插設在一條滑道內的T型榫桿22;上蓋4為六邊形結構,上蓋4的間隔設置的三條邊上分別安裝有一個卡扣9,上蓋4的上表面安裝有提手10,上蓋4的下表面安裝上端相機11,上蓋4的上表面安裝有上端補光燈12;機體外殼5的底部均勻安裝三個地腳15,機體外殼5的一個側面上設有安裝孔16,安裝孔16內插設配合有防塵帽17,所述防塵帽17通過柔性帶連接在機體外殼5上,機體外殼5在對應每個卡扣9的位置開設有卡槽14,上蓋4在閉合狀態下,卡扣9嵌入卡接在卡槽14內;內架6上設有頂部敞口的透光皿20,內架側部沿透光皿20圓周方向均勻設有三組側面相機21,每組側面相機21由上下設置的兩個側面相機21組成,內架6底部上表面安裝有下端相機24、下端補光燈25、可充電電池26和造影處理器28,內架6外側部設有與安裝孔16對應的數據交換插頭23,上端相機11、側面相機21、下端相機24、可充電電池26、造影處理器28和數據交換插頭23通過數據總線13連接。內架6包括水平設置的上平板19和下平板27,上平板19下表面和下平板27上表面之間通過垂直設置的三根支撐桿8連接,三根T型榫桿22分別對應連接在一根支撐桿8外側,上平板19上設有上下通透的通孔,透光皿20穿過通孔并位于三根支撐桿8之間;側面相機21固定設在支撐桿8內側,數據交換插頭23固定設在支撐桿8外側,下端相機24、下端補光燈25、可充電電池26和造影處理器28設在下平板27上表面。遙控器29與所述造影處理器28通過無線電通訊,控制所述造影處理器28的動作。便攜式鉆井煤樣造影裝置的煤樣三維影像采集方法,包括以下步驟:A、鉆井取樣后,在現場進行煤樣影像采集;B、將煤樣造影裝置帶回實驗室,進行煤樣影像處理。所述步驟A具體為:a、鉆井取樣后, 保持圓柱體形狀的煤樣表面清潔;b、將造影儀3放置在現場工地上,調整地腳15高低位置,使造影儀3不晃動;c、將造影儀3的上的三個卡扣9從卡槽14中扣出,解鎖上蓋4,手握提手10打開上蓋4,從造影儀3的內架6中取出透光皿20;d、將煤樣豎直放在平地上,把透光皿20倒轉180°,輕輕地從煤樣上端蓋下,直至煤樣完全納入透光皿20中,此時,操作者一只手傾斜透光皿20,另一只手從下端托住煤樣,將裝有煤樣的透光皿20旋轉180°,然后清理煤樣與地面的接觸面,最后調整透光皿20,使透光皿20處于可放入內架6的姿態;e、將透光皿20放入內架6,關閉上蓋4,鎖上卡扣9,使用遙控器29打開造影處理器28,開始煤樣造影作業,造影儀3中的上端補光燈12和下端補光燈25在造影處理器28的控制下同時打開,維持造影儀3內光強恒定,與此同時,上端相機11、下端相機24和六個側面相機21在造影處理器28的控制下同時對煤樣進行拍攝,所拍攝的照片在造影處理器28中合成煤樣的三維影像圖,并存儲在造影處理器28中;f、將造影儀3上的三個卡扣9從卡槽14中扣出,解鎖上蓋4,手握提手10打開上蓋4,從內架6上取出裝有煤樣的透光皿20,取出煤樣放在一旁,清理透光皿20的內壁。所述步驟B具體為:Ⅰ、將造影儀3放置穩妥,摘下防塵帽17,露出安裝孔16內的數據交換插頭23,使用數據線連接造影儀3和電腦1;Ⅱ、用遙控器29打開造影處理器28,使其接通電源,可以與電腦1進行數據交換;Ⅲ、使用電腦1內的專用軟件查看造影處理器28中存放的煤樣三維影像,或對煤樣三維影像文件進行剪切和刪除操作。本實施例并非對本發明的形狀、材料、結構等作任何形式上的限制,凡是依據本發明的技術實質對以上實施例所作的任何簡單修改、等同變化與修飾,均屬于本發明技術方案的保護范圍。

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