一种基于计算机的图像计算钻孔深度控制系统技术方案

本发明专利技术公开了一种基于计算机的图像计算钻孔深度控制系统，采集终端的输入端分别与第一供电模块和输入模块的输出端电性连接；图像采集控制器的输入端与CCD图像传感器的输出端电性连接；CCD图像传感器的输入端分别与第一CCD摄像头和第二CCD摄像头的输出端电性连接；计算机的输入端通过局域网与采集终端的输出端连接；计算机的输出端分别与外存储器、图像融合模块、图像转换模块和数据处理模块的输入端电性连接；计算机的输出端通过图像采集分析模块与图像处理模块的输入端电性连接；通过生成具有约束条件的地面模型及钻井轨道模型，测量结果依附于实际的钻井轨迹，测量结果更加准确。

【技术实现步骤摘要】
一种基于计算机的图像计算钻孔深度控制系统
本专利技术属于工程检测
，尤其涉及一种基于计算机的图像计算钻孔深度控制系统。
技术介绍
目前通过钻孔电视成像技术可以对整个矿井进行安全检测，但是在检测过程中如某一地点矿井出现问题，不能及时知道其的深度，给矿井监管带来了不便，这是由于钻孔电视成像技术系统中对钻孔的检测所成电视图像的深度的测量，通常采用摄像头与主机相连的导线在空口安装的计数轮测量摄像头的深度；或者通过圆形空心金属管件上的标尺计算摄像头的深度，达到标注钻孔深度的目的，但是由于金属管件的倾斜角度和标尺不清晰时，会导致摄像头的深度不准确。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种基于计算机的图像计算钻孔深度控制系统，旨在解决现有钻孔成像测量钻孔深度不准确的问题。本专利技术为解决公知技术中存在的技术问题所采取的技术方案是：一种基于计算机的图像计算钻孔深度控制系统，该基于计算机的图像计算钻孔深度控制系统通过以下方法实现钻孔深度控制：步骤一、根据目标储层的地质资料的分析处理结果，确定目标储层中水平井段中地质突变的预测区域，当所述水平井段中的钻井钻头到达预测区域时，根据获取的随钻地质资料，确定所述地质突变在所述预测区域中的位置和所述地质突变的类型；步骤二、生成具有约束条件的地面模型及钻井轨道模型；步骤三、建立通用的靶平面方程以及靶点坐标系与井口坐标系之间的坐标转换关系，以适用于各种井型的靶平面；步骤四、基于所述井底点的轨迹参数和井段长度，预测入靶方向并校核是否满足工程要求，所述入靶方向包括入靶井斜角和方位角；步骤五、进行轨道碰撞扫描，并求出碰撞结果；步骤六、根据入靶方向和碰撞结果进行钻孔，获取钻孔原始图像以及原始图像加入环境光底色后的降质图像，获取所述原始图像和降质图像的色度差异以及利用所述色度差异对所述原始图像进行色度补偿以得到补偿后图像；步骤七、对该补偿后图像数据进行校正获得校正数据，对校正数据进行除噪处理获得除噪数据，对除噪数据进行重排获得重排数据，对重排数据进行卷积获得卷积数据；步骤八、基于实钻轨迹最后两测点的测斜数据，计算末测段的轨迹特征参数，所述测斜数据为井深、井斜角、方位角，所述轨迹特征参数用于表征最后测段的轨迹形状；步骤九、将补偿后图像与轨迹特征参数进行拼接，从多个拼接图像中定义供处理的一组图像，使该组图像内的至少一个成分对齐，通过对一个或者更多个图像进行剪裁、调整大小和旋转来变换经过对齐的图像中的一个或者更多个以产生一系列经过变换的图像；步骤十、利用基于多层小波系数对应的多个噪声阈值的小波阈值去噪函数，对所述多层小波系数进行去噪处理，利用去噪处理后的多层小波系数重构对应的经过变换的图像；步骤十一、根据钻井轨道模型和经过变换的图像计算出实时钻井方位和深度。进一步，确定每层小波系数对应的噪声阈值的步骤包括：根据如下公式确定每层小波系数对应的噪声阈值：其中，g为含噪图像的小波系数的总数，k为对应的分解层序数，λk为对含噪图像进行g层小波分解后第k层的噪声阈值；δk＝median(|(wpq)k|)/0.6745(wpq)k表示小波分解后第k层的水平，垂直，对角线方向上的高频系数。本专利技术的另一目的在于提供一种基于计算机的图像计算钻孔深度控制系统，包括采集终端、图像采集控制器和计算机，所述采集终端的输入端分别与第一供电模块和输入模块的输出端电性连接；所述图像采集控制器的输入端与CCD图像传感器的输出端电性连接；所述CCD图像传感器的输入端分别与第一CCD摄像头和第二CCD摄像头的输出端电性连接；所述计算机的输入端通过局域网与采集终端的输出端连接；所述计算机的输入端分别与第二供电模块和操作模块的输出端电性连接；所述计算机的输出端分别与外存储器、图像融合模块、图像转换模块和数据处理模块的输入端电性连接；所述计算机的输出端通过图像采集分析模块与图像处理模块的输入端电性连接；所述计算机分别与RAM存储器、MRAM存储器和数据库电性连接。进一步，所述采集终端的输出端与第一显示模块的输入端电性连接。进一步，所述计算机的输出端与第二显示模块的输入端电性连接。进一步，所述输入模块的输入端与图像采集控制器的输出端电性连接。本专利技术具有的优点和积极效果是：该基于计算机的图像计算钻孔深度控制系统，通过第一CCD摄像头和第二CCD摄像头对钻孔内部情况进行检测，保证检测画面的完整和清晰，采集终端将检测画面通过局域网传送到计算机中，保证信息的安全送达，计算机利用图像融合模块、三维图像转换模块、图像采集分析模块和图像处理模块对检测画面进行整合、分析处理，再利用数据处理模块对钻孔的数据进行最终的计算，利用计算机对检测画面中钻孔的深度进行计算，计算精度高。通过生成具有约束条件的地面模型及钻井轨道模型，建立通用的靶平面方程以及靶点坐标系与井口坐标系之间的坐标转换关系，以适用于各种井型的靶平面，根据钻井轨道模型和经过变换的图像计算出实时钻井方位和深度，测量结果依附于实际的钻井轨迹，测量结果更加准确。附图说明图1是本发实施例提供的基于计算机的图像计算钻孔深度控制系统结构示意图。图中：1、采集终端；2、第一供电模块；3、输入模块；4、图像采集控制器；5、CCD图像传感器；6、第一CCD摄像头；7、第二CCD摄像头；8、计算机；9、局域网；10、第二供电模块；11、操作模块；12、外存储器；13、图像融合模块；14、三维图像转换模块；15、数据处理模块；16、图像采集分析模块；17、图像处理模块；18、RAM存储器；19、MRAM存储器；20、数据库；21、第一显示模块；22、第二显示模块。具体实施方式为能进一步了解本专利技术的
技术实现思路
、特点及功效，兹例举以下实施例，并配合附图详细说明如下。下面结合附图对本专利技术的结构作详细的描述。请参阅图1：本专利技术实施例提供的基于计算机的图像计算钻孔深度控制系统，该基于计算机的图像计算钻孔深度控制系统通过以下方法实现钻孔深度控制：步骤一、根据目标储层的地质资料的分析处理结果，确定目标储层中水平井段中地质突变的预测区域，当所述水平井段中的钻井钻头到达预测区域时，根据获取的随钻地质资料，确定所述地质突变在所述预测区域中的位置和所述地质突变的类型；步骤二、生成具有约束条件的地面模型及钻井轨道模型；步骤三、建立通用的靶平面方程以及靶点坐标系与井口坐标系之间的坐标转换关系，以适用于各种井型的靶平面；步骤四、基于所述井底点的轨迹参数和井段长度，预测入靶方向并校核是否满足工程要求，所述入靶方向包括入靶井斜角和方位角；步骤五、进行轨道碰撞扫描，并求出碰撞结果；步骤六、根据入靶方向和碰撞结果进行钻孔，获取钻孔原始图像以及原始图像加入环境光底色后的降质图像，获取所述原始图像和降质图像的色度差异以及利用所述色度差异对所述原始图像进行色度补偿以得到补偿后图像；步骤七、对该补偿后图像数据进行校正获得校正数据，对校正数据进行除噪处理获得除噪数据，对除噪数据进行重排获得重排数据，对重排数据进行卷积获得卷积数据；步骤八、基于实钻轨迹最后两测点的测斜数据，计算末测段的轨迹特征参数，所述测斜数据为井深、井斜角、方位角，所述轨迹特征参数用于表征最后测段的轨迹形状；步骤九、将补偿后图像与轨迹特征参数进行拼接，从多个拼接图像中定义供处理的一组图像，使该组本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于计算机的图像计算钻孔深度控制系统，其特征在于，该基于计算机的图像计算钻孔深度控制系统通过以下方法实现钻孔深度控制：步骤一、根据目标储层的地质资料的分析处理结果，确定目标储层中水平井段中地质突变的预测区域，当所述水平井段中的钻井钻头到达预测区域时，根据获取的随钻地质资料，确定所述地质突变在所述预测区域中的位置和所述地质突变的类型；步骤二、生成具有约束条件的地面模型及钻井轨道模型；步骤三、建立通用的靶平面方程以及靶点坐标系与井口坐标系之间的坐标转换关系，以适用于各种井型的靶平面；步骤四、基于所述井底点的轨迹参数和井段长度，预测入靶方向并校核是否满足工程要求，所述入靶方向包括入靶井斜角和方位角；步骤五、进行轨道碰撞扫描，并求出碰撞结果；步骤六、根据入靶方向和碰撞结果进行钻孔，获取钻孔原始图像以及原始图像加入环境光底色后的降质图像，获取所述原始图像和降质图像的色度差异以及利用所述色度差异对所述原始图像进行色度补偿以得到补偿后图像；步骤七、对该补偿后图像数据进行校正获得校正数据，对校正数据进行除噪处理获得除噪数据，对除噪数据进行重排获得重排数据，对重排数据进行卷积获得卷积数据；步骤八、基于实钻轨迹最后两测点的测斜数据，计算末测段的轨迹特征参数，所述测斜数据为井深、井斜角、方位角，所述轨迹特征参数用于表征最后测段的轨迹形状；步骤九、将补偿后图像与轨迹特征参数进行拼接，从多个拼接图像中定义供处理的一组图像，使该组图像内的至少一个成分对齐，通过对一个或者更多个图像进行剪裁、调整大小和旋转来变换经过对齐的图像中的一个或者更多个以产生一系列经过变换的图像；步骤十、利用基于多层小波系数对应的多个噪声阈值的小波阈值去噪函数，对所述多层小波系数进行去噪处理，利用去噪处理后的多层小波系数重构对应的经过变换的图像；步骤十一、根据钻井轨道模型和经过变换的图像计算出实时钻井方位和深度。...

【技术特征摘要】
1.一种基于计算机的图像计算钻孔深度控制系统，其特征在于，该基于计算机的图像计算钻孔深度控制系统通过以下方法实现钻孔深度控制：步骤一、根据目标储层的地质资料的分析处理结果，确定目标储层中水平井段中地质突变的预测区域，当所述水平井段中的钻井钻头到达预测区域时，根据获取的随钻地质资料，确定所述地质突变在所述预测区域中的位置和所述地质突变的类型；步骤二、生成具有约束条件的地面模型及钻井轨道模型；步骤三、建立通用的靶平面方程以及靶点坐标系与井口坐标系之间的坐标转换关系，以适用于各种井型的靶平面；步骤四、基于所述井底点的轨迹参数和井段长度，预测入靶方向并校核是否满足工程要求，所述入靶方向包括入靶井斜角和方位角；步骤五、进行轨道碰撞扫描，并求出碰撞结果；步骤六、根据入靶方向和碰撞结果进行钻孔，获取钻孔原始图像以及原始图像加入环境光底色后的降质图像，获取所述原始图像和降质图像的色度差异以及利用所述色度差异对所述原始图像进行色度补偿以得到补偿后图像；步骤七、对该补偿后图像数据进行校正获得校正数据，对校正数据进行除噪处理获得除噪数据，对除噪数据进行重排获得重排数据，对重排数据进行卷积获得卷积数据；步骤八、基于实钻轨迹最后两测点的测斜数据，计算末测段的轨迹特征参数，所述测斜数据为井深、井斜角、方位角，所述轨迹特征参数用于表征最后测段的轨迹形状；步骤九、将补偿后图像与轨迹特征参数进行拼接，从多个拼接图像中定义供处理的一组图像，使该组图像内的至少一个成分对齐，通过对一个或者更多个图像进行剪裁、调整大小和旋转来变换经过对齐的图像中的一个或者更多个以产生一系列经过变换的图像；步骤十、利用基于多层小波系数对应的多个噪声阈值的小波阈值去噪函数，对所述多层小波系数进行去噪处理，利用去噪处理后的多层小波系数重构对应的...

【专利技术属性】
技术研发人员：张建国，吕有厂，王满，张茹，王英伟，王玉杰，高明忠，
申请(专利权)人：平顶山天安煤业股份有限公司，中国平煤神马能源化工集团有限责任公司，四川大学，
类型：发明
国别省市：河南,41