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专利名称：岩芯岩屑三维一体化图像采集仪的制作方法
技术领域：
本实用新型属于视觉设备检测领域，涉及一种岩芯岩屑图像采集设备。 技术背景在石油勘探开发过程中，地质岩芯的荧光发光现象是初步判断油气显示层段的最简便、最直观实用的重要标准之一。岩芯是通过钻井取芯获得的能够直观反映地层情况的最珍贵资料，是油气田勘探开发工作中科研、生产和管理人员了解地下信息的重要依据，多年以来由于岩芯风化、多次采样和人为因素所造成的岩芯破坏及信息损失等成为困扰油田岩芯管理的技术难题。

实用新型内容为了减少由于岩芯风化、多次采样和人为因素所造成的岩芯破坏及信息损失，本实用新型提供了一种岩芯岩屑三维一体化图像采集仪。本实用新型的技术方案如下一种岩芯岩屑三维一体化图像采集仪，包括计算机，PLC，彩色线扫描相机，光源， 距离传感器，用于放置岩芯或岩屑的电动旋转平台和电动相机移动装置，计算机与PLC相连，电动旋转平台受PLC的控制而旋转；距离传感器用于检测相机的上下位置，其检测信号被送入PLC，由PLC控制电动相机移动装置移动；彩色线扫描相机在PLC的控制下采集图像，其采集的图像被送入计算机。作为优选实施方式，所述的光源为普光和荧光二合一 LED光源；所述的电动相机移动装置包括第一丝杠、第一电机、第二丝杠、第二电机，彩色线扫描相机通过支架固定在第一丝杠上，第一电机的输出轴连接在第一丝杠一端，通过第一电机的转动带动第一丝杠上的相机左右移动；距离传感器固定在彩色线扫描相机支架上，第一丝杠与第二丝杠固定连接，由PLC根据距离传感器的输入信号控制第二丝杠在第二电机的驱动下上下移动，实现相机镜头焦距的调整。本实用新型的岩芯岩屑三维一体化图像采集仪，采用三维旋转线性图像采集的方式，对岩芯进行全方位的图像采集和分析，然后将分析的数字信息储存于计算机数据库中， 建立岩芯岩屑图文信息综合图像库，供工作人员参考，实现了岩芯图文资料及相关地质资料的永久性储存、综合管理及定量分析、处理等功能。这样做减少了检测次数，提高了效率， 又最大程度的保护了岩芯，最重要的是为石油勘测提供了更准确的信息，可直接应用于油气田钻井平台现场。

图1.岩芯岩屑三维一体化图像采集仪的原理简图图2.为岩芯岩屑三维一体化图像采集仪的正视图(a)，侧视图(b)和俯视图(C)。说明图1中，1为工业计算机，2为显示器，3为CXD相机，4为普光荧光二合一光源，5为PLC控制器，6为报警器，7为按钮，8为距离传感器，Rl 3为三个电机驱动器，Wl 3为三个电机；图2中，(a)为正视图，(b)为侧视图，(c)为俯视图。主视图中Pl为精密丝杠(横向移动)，3为CCD相机，Wl和W2为电机。侧视图中P2为精密丝杠(纵向移动)，9 为要检测的岩心，Ql和Q2为两个旋转轴，W3为电机。俯视图中，S为由两个旋转轴和R3组成的旋转平台(注图2显示的只是岩芯岩屑三维一体化图像采集仪的主体部分)。
具体实施方式
结合附图1说明一下岩芯岩屑三维一体化图像采集仪的工作方式，该图像采集仪主体是由工业计算机1，显示器2，相机3，白光荧光二合一的光源4，PLC 5，报警器6，按钮 7，距离传感器8，3个电机Wl 3及驱动组成。计算机1通过软件把要执行的命令传送给 PLC 5, PLC 5根据输入的信号去控制电机Wl 3动作，同时控制相机3拍照，并变换光源4 的光色模式，系统正常工作指示灯绿灯。如果出现系统故障或运行异常等情况时，PLC控制报警器发出报警声并闪烁红灯。三个电机中W3是用来驱动由旋转轴带动的一个放岩芯的旋转平台，Wl和W2是配合精密丝杠组成一个X、Y方向的相机移动系统，让相机可以上下左右任意调整位置，从左至右进行实时线性图像采集。并通过距离传感器8来调整相机移动的幅度，以避免相机位置移动过量。在石油钻井现场中，只需把采集来的岩芯放在相机下的旋转平台中间，设置好采集参数，点击采集按钮后，系统自动调整平台上的相机、光源、位置等达到预定位置，并开始实时图像采集，然后对采集来的图片进行拼接，裁剪和保存。例如要进行岩芯白光360°旋转扫描，按下显示器上的对应键，计算机就把扫描项目告知PLC，PLC得到信号后，自动打开白光，自动调整相机高度，并且让电机快速旋转以带动岩芯旋转，移动相机进行从左至右实时采图；同理，当图像采集项目为荧光扫描时，系统自动调整达到荧光扫描的条件，采集方式与白光相同。设备初始化设置方式1)标定好相机与物体的最佳焦距高度及相机垂直度，CXD 相机需要正对旋转平台的中心线，光源和相机聚焦位置固定。标定光源色彩及亮度，调整电机驱动参数和相机图像采集参数实时匹配，设置岩芯采集模式及采集参数。幻把岩芯柱放于旋转平台上的两个旋转轴中间，调整好岩芯位置，点击采集按钮进行图像实时采集，每隔一段时间相机拍照一次；当岩心旋转一周以上时，自动移位至第二阶段采集，直到将完成全部扫描。扫描结束后进行图像裁剪及图像拼接，形成完整的岩心表面图像。对于当岩心破碎较严重或不能旋转时，需要进行纵切面采集，采用普光照明，将摄像头及光源调整90度，并调整摄像头至岩心的最右端，沿着切面进行横向扫描，一次性扫描完成，进行图像裁剪。对于一些破碎的岩屑，放到岩屑扫描槽内，设置参数，通过软件调节相机高度，切换光源，进行横向扫描。3)扫描完成后，点击停止扫描按钮，取下扫描完的岩芯。打开计算机的岩芯岩屑图文信息综合图像库，从里面可以很形象直观的看到检测结果，分析出来的各个数据。图2为扫描仪的正视图，侧视图和俯视图。实际中的设备有些地方没有在图中体现出来，这个扫描仪的规格为长1. 65m，宽0. 6m，高1. 55m。可以扫描长度Im左右，直径0. Im 左右的岩芯，它的扫描速度为60-120mm/s，扫描宽度能到0. 6m。岩芯岩屑三维图像一体扫描仪的自动调整系统是由一个电机Wl通过丝杠带动相机进行左右移动，另一个电机W2为步进电机，可以调整相机的高度，这样精确度很高，稳定性很好。旋转平台是由一个电机W3 通过同步带控制两个旋转轴旋转，来带动放在旋转平台的岩心旋转。侧视图中，两个旋转滚轴下面的那个滑轮是用来调整同步带的松紧。 就上所述，即可实现岩芯岩屑的普光表面图像采集、普光岩心切面采集、荧光扫描，建立图文信息综合图像库，解决了困扰人们多年的难题。
权利要求1.一种岩芯岩屑三维一体化图像采集仪，包括计算机，PLC，彩色线扫描相机，光源，距离传感器，用于放置岩芯或岩屑的电动旋转平台和电动相机移动装置，计算机与PLC相连， 其特征在于，电动旋转平台受PLC的控制而旋转；距离传感器用于检测相机的上下位置，其检测信号被送入PLC，由PLC控制电动相机移动装置移动；彩色线扫描相机在PLC的控制下采集图像，其采集的图像被送入计算机。
2.根据权利要求1所述的岩芯岩屑三维一体化图像采集仪，其特征是所述的光源为普光和荧光二合一 LED光源。
3.根据权利要求1所述的岩芯岩屑三维一体化图像采集仪，其特征是所述的电动相机移动装置包括第一丝杠、第一电机、第二丝杠、第二电机，彩色线扫描相机通过支架固定在第一丝杠上，第一电机的输出轴连接在第一丝杠一端，通过第一电机的转动带动第一丝杠上的相机左右移动；距离传感器固定在彩色线扫描相机支架上，第一丝杠与第二丝杠固定连接，由PLC根据距离传感器的输入信号控制第二丝杠在第二电机的驱动下上下移动， 实现相机镜头焦距的调整。
专利摘要本实用新型属于视觉设备检测领域，涉及一种岩芯岩屑三维一体化图像采集仪，包括计算机，PLC，彩色线扫描相机，光源，距离传感器，用于放置岩芯或岩屑的电动旋转平台和电动相机移动装置，计算机与PLC相连，电动旋转平台受PLC的控制而旋转；距离传感器用于检测相机的上下位置，其检测信号被送入PLC，由PLC控制电动相机移动装置上下及左右移动；彩色线扫描相机在PLC的控制下采集图像，其采集的图像被送入计算机。本实用新型能够减少检测次数，提高效率，又最大程度的保护了岩芯，并为石油勘测提供了更准确的信息。
文档编号G01V8/02GK202256709SQ201120304690
公开日2012年5月30日 申请日期2011年8月23日 优先权日2011年8月23日
发明者张士博, 朱晓欣, 李明江, 熊伟, 王桂玲, 薛金宝, 陈青 申请人:中海油能源发展股份有限公司钻采工程研究院