利用電子巖芯測量鉆孔裂隙產(chǎn)狀的方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種利用電子巖芯測量鉆孔裂隙產(chǎn)狀的方法，屬于工程地球物理檢測領(lǐng)域。該方法利用鉆孔電視獲取的鉆孔孔壁二維展開圖，依據(jù)鉆孔參數(shù)鉆孔半徑R、孔口標(biāo)高D和孔深H生成三維坐標(biāo)系下的電子巖芯，用平面P1水平穿過電子巖芯任一裂隙，三維旋轉(zhuǎn)調(diào)整平面P1，使平面P1與選定的裂隙面完全吻和，再通過平面P1的法向量來計算選定裂隙的產(chǎn)狀。該方法真實還原了鉆孔裂隙的三維形態(tài)，具有高直觀性、準(zhǔn)確性，避免了測量人員經(jīng)驗不足導(dǎo)致的粗差，測量結(jié)果更可靠。
【專利說明】利用電子巖芯測量鉆孔裂隙產(chǎn)狀的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及鉆孔裂隙產(chǎn)狀的測量方式，具體是通過鉆孔電視獲取鉆孔孔壁二維圖像，建立三維電子巖芯，采用平面來擬合裂隙，從而實現(xiàn)裂隙產(chǎn)狀測量，屬于工程地球物理檢測領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]鉆孔中裂隙的傾角可通過鉆孔測斜儀來測得，但無法測得裂隙的傾向。隨著鉆孔電視技術(shù)的發(fā)展，傾向的測量已主要由鉆孔電視來完成。通過鉆孔電視測量產(chǎn)狀的過程是:鉆孔完成后清洗孔壁，下放鉆孔電視探頭獲取孔壁圖像，再通過探頭所攜帶的羅盤獲取方位信息并將圖像展開成二維展開圖，然后將二維展開圖按深度拼接成連續(xù)的圖像。裂隙在二維展開圖中呈現(xiàn)近似于正弦曲線的形態(tài)，通過量測裂隙的最高點和最低點的深度差H1，
以及孔的直徑2XR，基于公式S = IaiTl ^計算夾角，在正弦曲線的最低點作方位標(biāo)度的


2x7?
垂線，從而標(biāo)示出傾向。
[0003]該方式存在以下缺點:
[0004]1.量測裂隙是基于二維的鉆孔平面展開圖的，對于裂隙寬度不均勻的情況，容易產(chǎn)生測量誤差或粗差 。
[0005]2.通過二維的鉆孔平面展開圖上測量裂隙的最高點與最低點來量測產(chǎn)狀在探頭居中、孔壁光滑的情況下是相對準(zhǔn)確的。如不具備該條件，二維的鉆孔平面展開圖上測量裂隙的最高點與最低與實際位置會存在偏差，則無法保證產(chǎn)狀的準(zhǔn)確性。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]針對二維鉆孔電視平面圖上量測裂隙的產(chǎn)狀不準(zhǔn)確的問題，本發(fā)明的目的在于提供一種利用電子巖芯測量鉆孔裂隙產(chǎn)狀的方法，為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)解決方案為:
[0007]利用電子巖芯測量鉆孔裂隙產(chǎn)狀的方法，通過鉆孔電視獲取鉆孔孔壁二維展開圖，依據(jù)鉆孔參數(shù)鉆孔半徑R、孔口標(biāo)高D和孔深H生成三維坐標(biāo)系下的電子巖芯，用平面Pl水平穿過電子巖芯任一裂隙，三維旋轉(zhuǎn)調(diào)整平面P1，使平面Pl與選定的裂隙面完全吻和，再通過平面Pl的法向量來計算選定裂隙的產(chǎn)狀，其具體步驟如下:
[0008]一建立電子巖芯
[0009]①以磁北向為分割方向，將鉆孔電視獲取的鉆孔孔壁從孔口至孔底的全景圖展開為二維展開圖，二維展開圖橫向?qū)挾葹?X π XR，縱向?qū)挾葹镠，鉆孔裂隙面由三維空間投影到二維空間的正弦曲線；
[0010]②以二維展開圖橫向?qū)挾纫话胩帪橹行木€將二維展開圖對稱翻轉(zhuǎn)，生成新的二維展開圖并替代原二維展開圖。
[0011]③以X軸正方向朝北，Z軸正向朝西，Y軸正向朝上建立三維坐標(biāo)系。[0012]④建立一個以點Pt1為中心點、半徑為R的三維圓柱體，Pt1點坐標(biāo)為:(0，0，
D-?).2
[0013]⑤將二維展開圖以紋理方式順時針映射在三維圓柱體外側(cè)面，形成電子巖芯，裂隙形態(tài)由二維平面上的正弦曲線還原為三維形態(tài)下的裂隙面；
[0014]二利用電子巖芯測量鉆孔裂隙產(chǎn)狀，測量步驟如下:
[0015]①選擇電子巖芯上任一裂隙，用平面Pl水平穿過電子巖芯，三維旋轉(zhuǎn)調(diào)整平面Pl，使平面Pl與選定的裂隙面完全吻和。
[0016]②計算調(diào)整后的平面Pl與水平面P2的夾角；將水平面P2與平面Pl相交于直線L，P2的法向量為a，Pl的法向量為b，則平面Pl與水平面P2的夾角
【權(quán)利要求】
1.利用電子巖芯測量鉆孔裂隙產(chǎn)狀的方法，其特征在于:利用鉆孔電視獲取的鉆孔孔壁二維展開圖，依據(jù)鉆孔參數(shù)鉆孔半徑R、孔口標(biāo)高D和孔深H生成三維坐標(biāo)系下的電子巖芯，用平面Pl水平穿過電子巖芯任一裂隙，三維旋轉(zhuǎn)調(diào)整平面P1，使平面Pl與選定的裂隙面完全吻和，再通過平面Pl的法向量來計算選定裂隙的產(chǎn)狀，其具體步驟如下: 一建立電子巖芯 ①以磁北向為分割方向，將鉆孔電視獲取的鉆孔孔壁從孔口至孔底的全景圖展開為二維展開圖，二維展開圖橫向?qū)挾葹?X π XR，縱向?qū)挾葹镠，鉆孔裂隙面由三維空間投影到二維空間的正弦曲線； ②以二維展開圖橫向?qū)挾纫话胩帪橹行木€將二維展開圖對稱翻轉(zhuǎn)，生成新的二維展開圖并替代原二維展開圖； ③以X軸正方向朝北，Z軸正向朝西，Y軸正向朝上建立三維坐標(biāo)系； ④建立一個以點Pt1為中心點、半徑為R的三維圓柱體，Pt1點坐標(biāo)為:(0,O, D-y); ⑤將二維展開圖以紋理方式順時針映射在三維圓柱體外側(cè)面，形成電子巖芯，裂隙形態(tài)由二維平面上的正弦曲線還原為三維形態(tài)下的裂隙面； 二利用電子巖芯測量鉆孔裂隙產(chǎn)狀，測量步驟如下: ①選擇電子巖芯上任一裂隙，用平面Pl水平穿過電子巖芯，三維旋轉(zhuǎn)調(diào)整平面P1，使平面Pl與選定的裂隙面完全吻和； ②計算調(diào)整后的平面Pl與水平面P2的夾角；將水平面P2與平面Pl相交于直線L，P2的法向量為a，Pl的法向量為b，則平面Pl與水平面P2的夾角
【文檔編號】G01B21/20GK103983228SQ201410245783
【公開日】2014年8月13日 申請日期:2014年6月4日 優(yōu)先權(quán)日:2014年6月4日
【發(fā)明者】張建清, 馬圣敏, 劉方文, 陸二男, 況碧波 申請人:長江工程地球物理勘測武漢有限公司