便携式钻井煤样造影装置及其煤样三维影像采集方法

技术领域

本发明涉及一种地质勘测的便携式钻井煤样造影装置及其煤样三维影像采集方法。

背景技术

通常，在钻井取样过程中，需要先对样品进行宏观煤岩描述，目前一般均是人工操作，即先拍照，然后肉眼识别，这种作业方式不仅工作量大，工作强度高，而且受到很多外界因素的影响，导致得到的信息并不是很理想。例如拍摄的照片数量较多、有些模糊不清晰，在拍摄的过程中比例尺摆放的位置、拍摄的角度不同，不同的观察者对样品中成分的识别可能不一致等，样品的不规则带来的识别影响、样品成分的标志物不明显等，这些都会导致采集的数据在以后不能很好的利用。

发明内容

本发明为了解决现有技术中的不足之处，提供一种尺寸小巧、易于调节、便于操控、采集数据精确度高、工作效率高的便携式钻井煤样造影装置及其煤样三维影像采集方法。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：便携式钻井煤样造影装置，包括电脑1、分析台2、造影仪3和遥控器29，所述电脑1放置在分析台2上，所述遥控器29放置在分析台2上，所述造影仪3位于实验台2的左侧；

所述造影仪3包括上盖4、机体外壳5和内架6，所述上盖4通过铰链7与机体外壳5连接，机体外壳5顶部敞口，机体外壳5水平横截面呈六边形结构，机体外壳5内壁沿垂直方向设有三条截面呈T型的滑道，三条滑道均匀间隔设置，内架6侧部设有分别对应插设在一条滑道内的T型榫杆22；

所述上盖4为六边形结构，上盖4的间隔设置的三条边上分别安装有一个卡扣9，上盖4的上表面安装有提手10，上盖4的下表面安装上端相机11，上盖4的上表面安装有上端补光灯12；

所述机体外壳5的底部均匀安装三个地脚15，机体外壳5的一个侧面上设有安装孔16，安装孔16内插设配合有尘帽17，所述防尘帽17通过柔性带连接在机体外壳5上，机体外壳5在对应每个卡扣9的位置开设有卡槽14，上盖4在闭合状态下，卡扣9嵌入卡接在卡槽14内；

内架6上设有顶部敞口的透光皿20，内架侧部沿透光皿20圆周方向均匀设有三组侧面相机21，每组侧面相机21由上下设置的两个侧面相机21组成，内架6底部上表面安装有下端相机24、下端补光灯25、可充电电池26和造影处理器28，内架6外侧部设有与安装孔16对应的数据交换插头23，上端相机11、侧面相机21、下端相机24、可充电电池26、造影处理器28和数据交换插头23通过数据总线13连接。

内架6包括水平设置的上平板19和下平板27，上平板19下表面和下平板27上表面之间通过垂直设置的三根支撑杆8连接，三根T型榫杆22分别对应连接在一根支撑杆8外侧，上平板19上设有上下通透的通孔，透光皿20穿过通孔并位于三根支撑杆8之间；

侧面相机21固定设在支撑杆8内侧，数据交换插头23固定设在支撑杆8外侧，下端相机24、下端补光灯25、可充电电池26和造影处理器28设在下平板27上表面。

遥控器29与所述造影处理器28通过无线电通讯，控制所述造影处理器28的动作。

便携式钻井煤样造影装置的煤样三维影像采集方法，包括以下步骤：A、钻井取样后，在现场进行煤样影像采集；B、将煤样造影装置带回实验室，进行煤样影像处理。

所述步骤A具体为：

a、钻井取样后, 保持圆柱体形状的煤样表面清洁；

b、将造影仪3放置在现场工地上，调整地脚15高低位置，使造影仪3不晃动；

c、将造影仪3的上的三个卡扣9从卡槽14中扣出，解锁上盖4，手握提手10打开上盖4，从造影仪3的内架6中取出透光皿20；

d、将煤样竖直放在平地上，把透光皿20倒转180°，轻轻地从煤样上端盖下，直至煤样完全纳入透光皿20中，此时，操作者一只手倾斜透光皿20，另一只手从下端托住煤样，将装有煤样的透光皿20旋转180°，然后清理煤样与地面的接触面，最后调整透光皿20，使透光皿20处于可放入内架6的姿态；

e、将透光皿20放入内架6，关闭上盖4，锁上卡扣9，使用遥控器29打开造影处理器28，开始煤样造影作业，造影仪3中的上端补光灯12和下端补光灯25在造影处理器28的控制下同时打开，维持造影仪3内光强恒定，与此同时，上端相机11、下端相机24和六个侧面相机21在造影处理器28的控制下同时对煤样进行拍摄，所拍摄的照片在造影处理器28中合成煤样的三维影像图，并存储在造影处理器28中；

f、将造影仪3上的三个卡扣9从卡槽14中扣出，解锁上盖4，手握提手10打开上盖4，从内架6上取出装有煤样的透光皿20，取出煤样放在一旁，清理透光皿20的内壁。

所述步骤B具体为：

Ⅰ、将造影仪3放置稳妥，摘下防尘帽17，露出安装孔16内的数据交换插头23，使用数据线连接造影仪3和电脑1；

Ⅱ、用遥控器29打开造影处理器28，使其接通电源，可以与电脑1进行数据交换；

Ⅲ、使用电脑1内的专用软件查看造影处理器28中存放的煤样三维影像，或对煤样三维影像文件进行剪切和删除操作。

采用上述技术方案，本发明主要是针对钻井取样过后,对钻井取出的圆柱形煤样进行影像扫描，取得的煤样还可以是岩样,主要是处理煤样。与现有技术相比，本发明的有益效果是：使用八个高分辨率相机对煤样进行全角度摄影，采用成熟的计算机影像合成技术，能对煤样进行三维全息造影，有利于存储煤炭勘探现场的煤样影像数据，帮助勘探技术人员后期的数据采集和处理；使用遥控器控制造影仪的工作状态，造影仪工作时内部为全密闭空间，可以将勘探现场的环境变量影响降至最低；造影仪在保证技术要求的前提下，整体设计尺寸小巧，方便勘探技术人员携带，符合野外或井下作业人员的移动性要求；造影仪的机体外壳作为保护性部件，可以防止野外作业环境中的磕碰和冲击，机体外壳上的安装孔外设置防尘帽，可以有效阻止灰尘进入造影仪内，保护造影仪的内部清洁。内架外设置T型榫杆，通过T型榫杆自上而下插设在呈T型的滑道内，这样便于从机体外壳内抽拉放置内架。

附图说明

图1是本发明的结构示意图；

图2是图1中造影仪在开盖状态下的结构示意图；

图3是造影仪中内架的结构示意图。

具体实施方式

如图1、图2和图3所示，本发明的便携式钻井煤样造影装置，包括电脑1、分析台2、造影仪3和遥控器30，所述电脑1放置在分析台2上，所述遥控器29放置在分析台2上，所述造影仪3位于实验台2的左侧；

造影仪3包括上盖4、机体外壳5和内架6，所述上盖4通过铰链7与机体外壳5连接，机体外壳5顶部敞口，机体外壳5水平横截面呈六边形结构，机体外壳5内壁沿垂直方向设有三条截面呈T型的滑道，三条滑道均匀间隔设置，内架6侧部设有分别对应插设在一条滑道内的T型榫杆22；

上盖4为六边形结构，上盖4的间隔设置的三条边上分别安装有一个卡扣9，上盖4的上表面安装有提手10，上盖4的下表面安装上端相机11，上盖4的上表面安装有上端补光灯12；

机体外壳5的底部均匀安装三个地脚15，机体外壳5的一个侧面上设有安装孔16，安装孔16内插设配合有尘帽17，所述防尘帽17通过柔性带连接在机体外壳5上，机体外壳5在对应每个卡扣9的位置开设有卡槽14，上盖4在闭合状态下，卡扣9嵌入卡接在卡槽14内；

内架6上设有顶部敞口的透光皿20，内架侧部沿透光皿20圆周方向均匀设有三组侧面相机21，每组侧面相机21由上下设置的两个侧面相机21组成，内架6底部上表面安装有下端相机24、下端补光灯25、可充电电池26和造影处理器28，内架6外侧部设有与安装孔16对应的数据交换插头23，上端相机11、侧面相机21、下端相机24、可充电电池26、造影处理器28和数据交换插头23通过数据总线13连接。

内架6包括水平设置的上平板19和下平板27，上平板19下表面和下平板27上表面之间通过垂直设置的三根支撑杆8连接，三根T型榫杆22分别对应连接在一根支撑杆8外侧，上平板19上设有上下通透的通孔，透光皿20穿过通孔并位于三根支撑杆8之间；

侧面相机21固定设在支撑杆8内侧，数据交换插头23固定设在支撑杆8外侧，下端相机24、下端补光灯25、可充电电池26和造影处理器28设在下平板27上表面。

遥控器29与所述造影处理器28通过无线电通讯，控制所述造影处理器28的动作。

便携式钻井煤样造影装置的煤样三维影像采集方法，包括以下步骤：A、钻井取样后，在现场进行煤样影像采集；B、将煤样造影装置带回实验室，进行煤样影像处理。

所述步骤A具体为：

a、钻井取样后, 保持圆柱体形状的煤样表面清洁；

b、将造影仪3放置在现场工地上，调整地脚15高低位置，使造影仪3不晃动；

c、将造影仪3的上的三个卡扣9从卡槽14中扣出，解锁上盖4，手握提手10打开上盖4，从造影仪3的内架6中取出透光皿20；

d、将煤样竖直放在平地上，把透光皿20倒转180°，轻轻地从煤样上端盖下，直至煤样完全纳入透光皿20中，此时，操作者一只手倾斜透光皿20，另一只手从下端托住煤样，将装有煤样的透光皿20旋转180°，然后清理煤样与地面的接触面，最后调整透光皿20，使透光皿20处于可放入内架6的姿态；

e、将透光皿20放入内架6，关闭上盖4，锁上卡扣9，使用遥控器29打开造影处理器28，开始煤样造影作业，造影仪3中的上端补光灯12和下端补光灯25在造影处理器28的控制下同时打开，维持造影仪3内光强恒定，与此同时，上端相机11、下端相机24和六个侧面相机21在造影处理器28的控制下同时对煤样进行拍摄，所拍摄的照片在造影处理器28中合成煤样的三维影像图，并存储在造影处理器28中；

f、将造影仪3上的三个卡扣9从卡槽14中扣出，解锁上盖4，手握提手10打开上盖4，从内架6上取出装有煤样的透光皿20，取出煤样放在一旁，清理透光皿20的内壁。

所述步骤B具体为：

Ⅰ、将造影仪3放置稳妥，摘下防尘帽17，露出安装孔16内的数据交换插头23，使用数据线连接造影仪3和电脑1；

Ⅱ、用遥控器29打开造影处理器28，使其接通电源，可以与电脑1进行数据交换；

Ⅲ、使用电脑1内的专用软件查看造影处理器28中存放的煤样三维影像，或对煤样三维影像文件进行剪切和删除操作。

本实施例并非对本发明的形状、材料、结构等作任何形式上的限制，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均属于本发明技术方案的保护范围。