【技术实现步骤摘要】
大口径井身结构三维刻画自动成像测量方法及装置
本专利技术属于钻孔孔径测量
，尤其涉及一种大口径井身结构三维刻画自动成像测量方法及装置。
技术介绍
目前，随着工农业的发展，各类地质钻孔和工程应用类钻孔孔径越来越大，而孔径超径或者缩径问题直接影响着工程下一步施工质量，对工程整体质量有着重要作用，因此如何准确测量大口径钻孔孔径的难题亟待解决。现有测量技术主要分为两种方法，一种是小口径钻孔孔径机械臂测量法，主要为伞状测量，主要缺陷一是测量臂的伸展难题；二是测量结果是数据或者是孔身曲线，不能全方位展现钻孔孔身。另外一种为声波测量法，其测量范围较大，但是声波需要依赖钻孔中的冲洗液作为媒介传播，受冲洗液性能影响非常大。其主要缺陷一是冲洗液性能影响测量精度，误差大；二是对于漏失钻孔，冲洗液不能灌满钻孔，则上部无冲洗液孔段无法测量；第三是钻进过程中，钻孔孔壁会形成一定厚度的泥皮，声波测量则不能精准测量孔径尺寸，孔径整体偏小；第四是测量结果是数据或者是孔身曲线，不能全方位展现钻孔孔身。通过上述分析，现有的孔径测量设备不能准...
【技术保护点】
1.一种大口径井身结构三维刻画自动成像测量方法，其特征在于，所述大口径井身结构三维刻画自动成像测量方法包括：/n触发装置上微动开关，打开装置；利用配重块，将装置沉至井底最深处，随后利用套筒打开臂筒上卡扣，使得测量臂伸长至井臂处；/n利用平衡台上驱动电机将装置匀速曳引至井口处，在上升过程中，每间隔固定时间，测试装置进行一次数据采集；/n在装置上升过程中，测量臂顶端滚轮与井壁接触，当井壁半径发生变化时，滚轮连带弹簧与二级套筒将沿径向伸缩；/n伸缩至不同长度的弹簧通过弹簧底座将反作用力作用于底部的压力传感器，实现井孔半径-压力的转换；/n得到各测量臂底部压电传感器所受力F
【技术特征摘要】
1.一种大口径井身结构三维刻画自动成像测量方法，其特征在于，所述大口径井身结构三维刻画自动成像测量方法包括：
触发装置上微动开关，打开装置；利用配重块，将装置沉至井底最深处，随后利用套筒打开臂筒上卡扣，使得测量臂伸长至井臂处；
利用平衡台上驱动电机将装置匀速曳引至井口处，在上升过程中，每间隔固定时间，测试装置进行一次数据采集；
在装置上升过程中，测量臂顶端滚轮与井壁接触，当井壁半径发生变化时，滚轮连带弹簧与二级套筒将沿径向伸缩；
伸缩至不同长度的弹簧通过弹簧底座将反作用力作用于底部的压力传感器，实现井孔半径-压力的转换；
得到各测量臂底部压电传感器所受力Fij(xk)后，根据压电传感器Y1到Y8的压电特性曲线，得到每个测量臂上受力与支路电流关系；
将测试得到的电流通过中央处理模块的电流采集器进行电流采集；电流采集器与单片机相连，单片机每间隔固定时长对电流采集器输入信号进行一次；
数据处理与存储操作包括：通过单片机对电流采集装置进行信号采样，再逆向计算得到不同深度处的井孔半径数据，并存储于单片机外挂ROM芯片内；
最后得到的离散半径数据将用于井孔轮廓的插值计算与外形绘制。
2.如权利要求1所述大口径井身结构三维刻画自动成像测量方法，其特征在于，所述井孔半径-压力的转换关系为；
Fij(xk)＝ki(ri0-Rij(xk))；
式中Fij(xk)为第j次测量，在深度xk处，第i个测量臂底部压电传感装置所受力的大小，ki与ri0分别为第i个测量臂上弹簧的刚度以及弹簧自由状态下的长度。
3.如权利要求1所述大口径井身结构三维刻画自动成像测量方法，其特征在于，所述逆向计算公式为：
所述得到每个测量臂上受力与支路电流关系中，φi为第i个传感回路对应的压敏电阻力对电阻的函数，u为蓄电池电压，则压力与电流的对应关系为：
4.如权利要求1所述大口径井身结构三维刻画自动成像测量方法，其特征在于，所述外形绘制包括：
第一步：由于测量数据为某一特定角度与深度两个方向上的半径长度，因此，为了简化计算，将参考坐标系转化为柱坐标系，插值...
【专利技术属性】
技术研发人员：徐俊，汪子奇，魏鹏飞，汪发文，
申请(专利权)人：湖北省城市地质工程院，深地康岩工程技术武汉有限公司，
类型：发明
国别省市：湖北;42
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