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钻孔电视

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所属类别:工程地质勘察

基本信息

中文名称:钻孔电视
外文名称:

将摄像探头放入钻孔中,摄取孔壁的图像,以显示孔内各种地质现象的勘察方法(参见彩图ⅩⅥ—48)。

ⅩⅥ—48 钻孔电视作业

陈敏摄

用途

钻孔电视是工业电视系统在工程地质及其他工程建设中的扩展,是一种视觉光学测井方法。钻孔电视通过井下摄像探头摄取孔壁图像,摄取的图像信号通过视频传输电缆送到地面控制器,经处理后送到监视器显示钻孔图像。通过电视可直接观察孔中地质体的特征及构造现象,如地层岩性、岩石结构、断层、裂隙、破碎带、软弱夹层、喀斯特等。在常规的岩芯钻探过程中,经常会有重要层位(如软弱夹层,断层破碎带等)岩芯的缺失,以至遗漏重要的地质现象,或者无法确定产状,孔深确定不准等,通过钻孔电视则可以在很大程度上弥补这些不足。此外,还可观察地下水的流速、流向、补给关系等活动状况,检查混凝土的浇筑质量,检查基础处理灌浆效果,隧洞开挖中的超前探测,指导锚索(杆)及地下监测仪器的埋设安装等。钻孔电视已广泛用于水利水电工程勘察和检测中,在其他工程建设中也已广泛采用。钻孔电视仪器是一种可见光成像系统,一般只适用于干孔和清水孔。

分类

钻孔电视有黑白电视和彩色电视之分。钻孔黑白电视是依靠灰度等级来分辨观测目标,一般人眼能分辨十多个灰度等级,分辨能力较低。钻孔彩色电视是依靠色彩和灰度来分辨观测目标的,大大地提高了分辨能力。钻孔电视的取像,可在钻孔内直接向下摄像,或采用45°平面反光镜摄取孔壁图像,以及采用反射圆锥镜摄取孔壁图像。前者适合于观察井底,用于检查钻井故障,在摄像镜头视场角足够大的情况下,也可以用来观测孔壁,监视器屏幕上显示的图像是以井底为核心向外辐射的变形图像。通过45°平面反光镜摄取的孔壁图像在监视器屏幕上是孔壁的正立图像。通过反射圆锥镜摄取的孔壁图像在监视器屏幕上是以孔壁上部圆周为内圆,下部为外同心圆的圆盘形变形图像。

组成

钻孔电视系统一般由井下摄像探头、控制器、录像机、监视器、井深计数器、井口滑轮等组成。井下探头则由电视摄像机、摄像光学结构、照明装置、方位罗盘、遥控伺服机构、密封组件等。井下电视摄像机密封在圆柱形容器中,通过反光镜和透明窗口摄取孔壁图像,电视摄像所需的光线由照明装置提供。钻孔电视一般都设置了焦距调节机构,适应孔径的变化。采用45°平面反光镜的钻孔电视,还设置有转向控制机构,以减小孔壁观测死角。为确定观测点的位置,系统设置有深度计数器和方位罗盘,能实时控制观测的深度(或高程)和方位。

发展

随着电子技术的发展,钻孔电视经历了电路从分立元件到大规模集成电路、摄影从摄像管到CCD光电耦合器件、视屏从黑白到彩色的发展过程。钻孔电视正由模拟化向数字化发展,有的是使用图像采集卡将原有的模拟钻孔电视信号经计算机采集存入硬盘,或刻录到光盘上。有的则采用计算机图像处理系统将反射圆锥镜形成的圆盘形图像采集到计算机里进行几何展开处理,同时利用深度计数器信号和方位信号,进行拼接处理,还原成全孔壁的柱状剖面图像,再存储到硬盘或刻录到光盘上。这种图像处理系统还可以进一步对图像作深入处理,如统计、计算、制作线画图等分析解释。真正的数字电视应是采用数字电视摄像机,直接进行高质量图像数据的采集、存储和处理。

  
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