一种基于可视化摄影测量的钻孔三维电法随钻测试方法技术

本发明专利技术提供一种基于可视化摄影测量的钻孔三维电法随钻测试方法，通过测试系统进行；测试系统包括设备控制端和探管装置，设备控制端与探管装置连接，探管装置位于孔壁内部，设备控制端包括手持机、无线信号传输系统和显示装置组成，探管装置包括摄影测量模块装置、钻孔倾斜模块装置和三维电测井模块装置组成，摄影测量模块装置包括壳体、钻孔高清摄像装置、电缆、探头、滚珠式探头外壳、孔壁清洁剂、红外测距装置和柔光照明装置组成，壳体的一侧边固定有钻孔高清摄像装置，壳体远离钻孔高清摄像装置的一端固定有探头。本发明专利技术具有探测效率高、获取参数多、采集数据量大、采集信号的信噪比高等特点。

【技术实现步骤摘要】
一种基于可视化摄影测量的钻孔三维电法随钻测试方法
本专利技术是一种基于可视化摄影测量的钻孔三维电法随钻测试方法，属于随钻测试技术及地球物理勘探测量方法领域，特别是岩土工程领域的测井

技术介绍
电测井是利用岩层的电化学特性、导电特性来评价岩层岩性、渗透性、裂隙发育特性的地球物理测井方法，采用一定的电极装置沿钻孔记录岩层的自然电位、视电阻率变化称为电法测井，目前的岩土工程勘察领域，随着基础建设工程的快速发展，电法测井技术的需求上升较快，目前工程测井仪器在实际使用存在诸多不足；主要表现在：1)工程钻孔内测井仅仅对钻孔进行分层，但无法进行可视化地质信息提取；2)工程钻孔进行钻孔电视测量时，可对钻孔内岩性及构造进行识别，但无法进行钻孔内岩体裂隙发育情况可视化成图；3)工程电测深装置对钻孔探测时电极布置较少，不能对钻孔进行全覆盖，无法对地层周围岩体电性细分；4)工程钻孔电测深数据处理结果简单，仅能获取钻孔内一定范围内视电阻率值，并不直观显示钻孔内岩体裂隙内导水情况；5)工程钻孔测井可以实现钻孔内岩体信息，也可以获取钻孔内视电阻率分布，但并不能建立岩体裂隙网络模型与视电阻率模型之间的相互关系。
技术实现思路
针对现有技术存在的不足，本专利技术目的是提供一种基于可视化摄影测量的钻孔三维电法随钻测试方法，以解决上述
技术介绍
中提出的问题，本专利技术设计新颖，能够节省大量安装时间，方便快捷，节约成本。为了实现上述目的，本专利技术是通过如下的技术方案来实现：本专利技术是一种基于可视化摄影测量的钻孔三维电法随钻测试方法，通过测试系统进行；所述的测试系统包括设备控制端和探管装置，所述设备控制端与所述探管装置连接，所述探管装置位于孔壁内部，所述设备控制端包括手持机、无线信号传输系统和显示装置组成，所述探管装置包括摄影测量模块装置、钻孔倾斜模块装置和三维电测井模块装置组成，所述探管装置的内部固定有所述三维电测井模块装置，所述三维电测井模块装置的外侧与所述探管装置的内壁之间径向分布有若干探测电极，所述摄影测量模块装置包括壳体、钻孔高清摄像装置、电缆、探头、滚珠式探头外壳、孔壁清洁剂、红外测距装置和柔光照明装置组成，所述壳体的一侧边固定有所述钻孔高清摄像装置，所述壳体远离所述钻孔高清摄像装置的一端固定有所述探头，所述探头的外侧固定有所述电缆，所述壳体的侧边均匀固定有若干所述滚轮式探头外壳，所述壳体的内部固定有所述孔壁清洁剂，所述壳体靠近所述钻孔高清摄像装置的一侧边分别固定有所述柔光照明装置和所述红外测距装置。另一种作为本专利技术的一种实施方式，所述三维电测井模块装置包括数据控制系统、电机测量系统、电流电压发射装置和数据传输系统。另一种作为本专利技术的一种实施方式，所述探管装置安装在与所述探管装置直径配套的作为推送装置的钻机或PVC杆上。另一种作为本专利技术的一种实施方式，所述探测电极在所述探管装置径向剖面外周以对应个数布设，构成剖面测量系；所述剖面测量系沿探管装置长度方向布置若干个，且各剖面测量系之间等距间隔布设；所述剖面测量系按其在探管装置外的个数可分为单剖面测量系、双剖面测量系、三剖面测量系、四剖面测量系、五剖面测量系或六剖面测量系。另一种作为本专利技术的一种实施方式，每个剖面测量系的探测电极的个数为4-64个。另一种作为本专利技术的一种实施方式，所述摄影测量模块装置包裹于耐磨耐压耐高温有机钢化玻璃内。另一种作为本专利技术的一种实施方式，所述探测电极采用微型耐磨灵敏度高的特制铜棒制成。另一种作为本专利技术的一种实施方式，所述的方法包含：步骤1，设备组装：将探管装置中的钻孔测斜模块装置和并行电法模块装置连接组装成一整体，并行电法模块装置的尾端安装在推送装置上，将探管装置与相配套直径的钻杆或PVC杆的推送装置相连接。步骤2，数据采集，包含：步骤2.1，将探管装置与手持机开机后进行时间同步，同步后探管装置内的摄影测量模块装置和三维电测井模块装置即开始按照预定的一定的时间间隔进行数据采集与保存数据；所述的三维电测井模块装置即为孔内立体电法电位差测量装置，设有立体电法模块。步骤2.2，启动推送装置，将探管装置送入钻孔中，待送入到探测段时，在第一个探测点保持探管装置静止状态，启动手持机上的时间进尺对时打点功能软件，进尺表示探管进入钻孔的深度，记录当前探管所在位置的时间点和对应深度h；由于探管装置内的两模块段即摄影测量模块装置和三维电测井模块装置，分别采集的岩体裂隙数据和电法数据均为实时数据且都有相对应的时间，所以通过手持机内所记录的时间点就可以提取出探管所在位置的裂隙信息和电法信息。步骤2.3，第一点测量完成后，继续推送钻杆至下一测量点，重复步骤2.2的操作，直至整个钻孔测量工作结束。步骤3，数据处理：探管装置与手持机通过无线信号传输系统传输、保存并处理采集到的数据；通过摄影测量模块装置摄影测量数据进行成图，获取整个钻孔空间岩体裂隙三维网络模型；通过三维电测井模块装置获取钻孔不同深度、孔壁方位的自然电位、视电阻率、视极化率信息；所得的测量参数均导出到PC端进行成图和相关数据处理。该方法的基于可视化摄影测量的孔内立体电法随钻测试技术，数据处理终端可以实现钻孔内岩体三维裂隙网络模型与视电阻率模型之间定性关系，建立的孔内岩体裂隙率与视电阻率定量关系，可以快速判别孔内围岩裂隙分布及到导含水情况。各部分的数据采集、传输、处理、计算等的具体过程和原理等均为本领域人员已知或可获得的公开技术。本专利技术的有益效果：(1)本专利技术基于钻孔高清摄影测量技术和孔内立体电法技术，在探管装置尾端布设三维电测深装置模块，在进行钻孔岩体裂隙摄影测量时，可以同步测量钻孔内不同方位围岩的自然电位信息，实时计算出方位电阻率、方位极化率等关键特征量。(2)本专利技术能够根据立体电法电极系的不同位置，按照电法体积效应，给出钻孔壁径向深度的三维视电阻率、视极化率信息，获取钻孔径向深度围岩的三维电性分布图；进行三维电阻率、极化率反演计算，可得到异常区域的精确定位；而传统电法测井，只能获得孔壁的电阻率曲线。(3)结合钻孔钻进设备，固定在钻井设备前端，可实时进行测量与记录不同进尺孔内岩体裂隙分布及导含水情况。改进的随钻测试立体电法技术，可以不采用钻孔外的B、N电极，实现无缆式方位电阻率、极化率测井，可用于拔钻后不成孔的特殊工程钻孔的随钻电法测井，如“地老鼠”式等穿线管钻机的岩性判断。(4)基于可视化摄影测量的孔内立体电法随钻测试技术，数据处理终端可以实现钻孔内岩体三维裂隙网络模型与视电阻率模型之间定性关系，建立的孔内岩体裂隙率与视电阻率定量关系，可以快速判别孔内围岩裂隙分布及到导含水情况。(5)本专利技术测量快速有效，结合钻井设备随钻装备同时监测，不受钻孔角度影响，仰孔和俯孔均适用，具有广泛的工程市场需求。附图说明图1是实施例测试装置结构示意图；图2是实施例探管装置测试与结构示意图；图3是实施例设备控制端结构示意图；图4是实施例探管装置结构示意图；图5是实施例三维电测井模块装置结构示意图；图6是实施例摄影测量模块装置结构图；图7是实施例钻孔高清摄影测量结构示意图；图8是实施例探管装置孔内探测示意图；图9是实施例探管装置孔内探测截面示意图；图中：1-设备控制端、2-探管装置、3-手持机、4-无线信号传输系统、5-显示装置、6-摄影测量本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于可视化摄影测量的钻孔三维电法随钻测试方法，其特征在于：所述的方法通过测试系统进行；所述的测试系统包括设备控制端和探管装置，所述设备控制端与所述探管装置连接，所述探管装置位于孔壁内部，所述设备控制端包括手持机、无线信号传输系统和显示装置组成，所述探管装置包括摄影测量模块装置、钻孔倾斜模块装置和三维电测井模块装置组成，所述探管装置的内部固定有所述三维电测井模块装置，所述三维电测井模块装置的外侧与所述探管装置的内壁之间径向分布有若干探测电极，所述摄影测量模块装置包括壳体、钻孔高清摄像装置、电缆、探头、滚珠式探头外壳、孔壁清洁剂、红外测距装置和柔光照明装置组成，所述壳体的一侧边固定有所述钻孔高清摄像装置，所述壳体远离所述钻孔高清摄像装置的一端固定有所述探头，所述探头的外侧固定有所述电缆，所述壳体的侧边均匀固定有若干所述滚轮式探头外壳，所述壳体的内部固定有所述孔壁清洁剂，所述壳体靠近所述钻孔高清摄像装置的一侧边分别固定有所述柔光照明装置和所述红外测距装置。

【技术特征摘要】
1.一种基于可视化摄影测量的钻孔三维电法随钻测试方法，其特征在于：所述的方法通过测试系统进行；所述的测试系统包括设备控制端和探管装置，所述设备控制端与所述探管装置连接，所述探管装置位于孔壁内部，所述设备控制端包括手持机、无线信号传输系统和显示装置组成，所述探管装置包括摄影测量模块装置、钻孔倾斜模块装置和三维电测井模块装置组成，所述探管装置的内部固定有所述三维电测井模块装置，所述三维电测井模块装置的外侧与所述探管装置的内壁之间径向分布有若干探测电极，所述摄影测量模块装置包括壳体、钻孔高清摄像装置、电缆、探头、滚珠式探头外壳、孔壁清洁剂、红外测距装置和柔光照明装置组成，所述壳体的一侧边固定有所述钻孔高清摄像装置，所述壳体远离所述钻孔高清摄像装置的一端固定有所述探头，所述探头的外侧固定有所述电缆，所述壳体的侧边均匀固定有若干所述滚轮式探头外壳，所述壳体的内部固定有所述孔壁清洁剂，所述壳体靠近所述钻孔高清摄像装置的一侧边分别固定有所述柔光照明装置和所述红外测距装置。2.根据权利要求1所述的一种基于可视化摄影测量的钻孔三维电法随钻测试方法，其特征在于：所述三维电测井模块装置包括数据控制系统、电机测量系统、电流电压发射装置和数据传输系统。3.根据权利要求1所述的一种基于可视化摄影测量的钻孔三维电法随钻测试方法，其特征在于：所述探管装置安装在与所述探管装置直径配套的作为推送装置的钻机或PVC杆上。4.根据权利要求1所述的一种基于可视化摄影测量的钻孔三维电法随钻测试方法，其特征在于：所述探测电极在所述探管装置径向剖面外周以对应个数布设，构成剖面测量系；所述剖面测量系沿探管装置长度方向布置若干个，且各剖面测量系之间等距间隔布设；所述剖面测量系按其在探管装置外的个数可分为单剖面测量系、双...

【专利技术属性】
技术研发人员：李晓昭，凡净，戴振学，郭朝斌，余兴建，黄震，赵鹏，鲁俊杰，刘雅文，
申请(专利权)人：南京大学，
类型：发明
国别省市：江苏,32