[发明专利]一种地质勘探钻孔成像系统及方法

说明书

本发明提供一种地质勘探钻孔成像系统。该系统包括钻孔孔壁拍摄仪和成像分析装置。工作时，钻孔孔壁拍摄仪从钻孔底部提升，姿态传感模块采集当前钻孔孔壁拍摄仪的位置信息，高清摄像头对钻孔内壁进行拍摄。该系统的地质勘探钻孔成像方法，包括提升钻孔孔壁拍摄仪、孔壁拍摄仪对钻孔内壁进行拍摄、生成钻孔三维数值模型和对钻孔三维数值模型分析等步骤。该系统可实现钻进过程中不取芯，且能实现采取率为100％远优于传统取芯式钻探，并能通过处理完成的3D模型准确识别钻孔内的结构面，并通过标尺快速准确的识别出各岩、土层所在标高等。

技术领域

本发明涉及地质勘探技术领域，特别涉及一种地质勘探钻孔成像系统及方法。

背景技术

地质勘探是通过立轴式钻机等钻探设备在钻进过程中，将孔内岩芯通过特殊工艺提取出来，按照先后顺序排放后根据岩芯的地质特征，进行地质分析和判断。现有勘察技术对岩土层地质情况的勘探需频繁升降钻杆取芯，岩芯采取质量差，效率低，勘探精度低，操作繁琐，人力成本高。随着国家基建工程的逐步发展，这种工作方式已不符合当今社会高速发展的需要，无论从搬运、采取率和质量等方面都显得力不从心，且取芯操作过程中，容易导致芯样产生一定的变化，无法准确反应钻孔内部岩层的情况，需要更加方便、快捷，高效、精准的技术手段来提升勘察技术。

发明内容

一种地质勘探钻孔成像系统及方法，以解决现有技术中存在的问题。

为实现本发明目的而采用的技术方案是这样的，一种地质勘探钻孔成像系统，包括钻孔孔壁拍摄仪和成像分析装置。

所述钻孔孔壁拍摄仪包括外壳、高清摄像头、无线传输供电模块、姿态传感模块和补充光源。所述外壳整体为内中空的圆柱舱体。所述高清摄像头、无线传输供电模块、姿态传感模块和补充光源布置在外壳的内腔中。所述外壳的侧壁上设置有若干个透明窗。所述高清摄像头对应设置在透明窗处。所述补充光源发出的光束照射到钻孔孔内用于照明。

所述成像分析装置包括信号接收模块、数据存储模块、图形显示模块、主控制模块和数据处理模块。所述主控制模块与高清摄像头相连。所述信号接收模块与无线传输供电模块采用无线连接方式进行数据信号传输。

工作时，钻孔孔壁拍摄仪从钻孔底部提升，姿态传感模块采集当前钻孔孔壁拍摄仪的位置信息和提升速度信息，主控制模块控制高清摄像头对钻孔内壁进行拍摄。高清摄像头采集到的钻孔内壁图像信号以及姿态传感模块采集到的位置信息和提升速度信息传输至信号接收模块，并存储在数据存储模块中。所述数据处理模块对数据进行自动匹配和分析处理，形成钻孔三维立体实景数据，并将钻孔三维立体图传输至图形显示模块显示。

进一步，所述高清摄像头通过环形固定支架设置在外壳的内腔中。所述环形固定支架通过连接支撑杆固定在外壳的内壁上。所述高清摄像头沿环形固定支架呈环形阵列固定排布，实现环井壁360°拍摄。所述外壳的侧壁上在高清摄像头对应位置处沿周向间隔设置有若干个透明窗。

进一步，所述高清摄像头通过支架设置在外壳的内腔中。所述支架包括从上至下依次设置的若干层圆形挡板。每层圆形挡板上布置一个高清摄像头。上下相邻的两个高清摄像头的拍摄角具有重叠，实现环井壁360°拍摄。

进一步，所述高清摄像头通过可定速旋转的旋转电机设置在外壳的内腔中。所述补充光源设置在旋转电机的下表面。所述高清摄像头布置在旋转电机的旋转杆上。旋转杆带动高清摄像头转动，实现环井壁360°拍摄。

本发明还公开一种地质勘探钻孔成像系统，包括钻孔孔壁拍摄仪和成像分析装置。

所述钻孔孔壁拍摄仪包括外壳、高清摄像头、无线传输供电模块、姿态传感模块和补充光源。所述外壳整体为内中空的圆柱舱体。所述外壳外壁上沿周向均匀设置有安置槽。所述高清摄像头和补充光源嵌固在安置槽中。所述无线传输供电模块和姿态传感模块布置在外壳的内腔中。