[发明专利]一种侧向多镜头复合成像视频测井装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种视频测井装置，特别涉及一种侧向多镜头复合成像视频测井装置。

背景技术

目前井下视频测井方法普遍采用在测井仪底部放置摄像头，用于观察井底和侧向影像，可以获得清晰的井底影像。当用于侧向成像时，由于镜头光轴沿井轴方向放置难以得到侧壁的影像，同时由于受井径或管径及现有摄像头物距所限，沿径向放置一个现有摄像头是不可能的。究其原因，我们认为，现有井下视频测井技术所设计的仪器均采用在仪器底部放置摄像头的方案，试图同时采集侧壁及井底影像。由于这种放置方案使光源和成像镜头的主光轴平行于井壁及套筒的轴线，透过位于仪器底部的平面(或凸面)窗口照射井底及接受反射光线。显然这种方案对于识别井下落物、辅助打捞功不可没。用于侧向成像时，由于在视角范围内，近处反射光线少，而远处反射光线更少衰减又大，从原理上无法满足沿井轴方向放置，而得到侧壁影像的要求。通俗的讲，就像人的眼睛系统，直视前方，看清的是前方的图像，对于侧向只能得到模糊和不清晰的影像。要想得到侧向清晰图像，只有直视侧向方可。

在现有窥膛仪中，为了得到内膛的影像，采用离轴球面反射(旋转)镜方案。这种方法可得到与人眼直接观察管内表面最相似的图像，但若要得到传感器最佳折转光线的效果，必须对所设计的离轴球面反射镜的几何参数作最优化设计，同时对于贴于内表面的方格成像为畸变图形。最后，也是限制其使用的最重要因素就是需要对球面镜旋转。

现有方案所采用的各种通用或专用摄像头，体积相当大(直径和长度均相当大)，除了本身几何尺寸外(长度一般为十几到几十毫米)，要求工作距离(物距)一般最小也在100mm以上。在最小外径仅φ43mm的仪器中，甚或在φ87mm的仪器中，沿井径方向根本放置不了一个这样的镜头，只能沿井轴方向放置。在文献中有采用一个侧向镜头，利用旋转进行侧向井壁的全方位测井方法的描述，它可以在6英寸井中使用。同时其使用的镜头为鱼眼镜头，其曲率半径很小，会产生较大的畸变，必须进行校正，且景深较小，需要旋转才能得到360度全方位影像，使用受到很大的限制。

发明内容

为了克服上述现有技术的缺陷，本发明的目的在于提供一种侧向多镜头复合成像视频测井装置，在油气井、盐井等井下使用，可以获取井下套管、井壁等的侧向影像，或应用于管路内壁的视频检测，具有同时获取井壁同一截面不同方位视频或图像信息的功能。

为了达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

一种侧向多镜头复合成像视频测井装置，包括地面机构8和与地面机构8通过电缆相连的现场机构9，地面机构8包括计算机1，计算机1的通讯端与调制解调电路板2的通讯端相连，调制解调电路板2的通讯端与现场机构9中控制电路板3的通讯端相连，控制电路板3的通讯端与成像CCD4的通讯端相连，控制电路板3的控制端分别与第一光源板6、第二光源板7相连，成像CCD4对着侧向光学头部件5处于同一平面内的90度弯曲光锥16和直光锥15的大端面。

所述的第一光源板6和第二光源板7结构相同，包括环形电路板10，环形电路板10上设置有一圈发光二极管11，导线12一端与环形电路板10上输出端相连，另一端与控制电路板4的输入端相连接。

所述的侧向光学头部件5包括光学头主体13，光学头主体13分为上下两个腔体，上腔体内设置有光锥固定板14，光锥固定板14的中心设置有一个直光锥15，外圈均匀设置有一圈90度弯曲光锥16，每个90度弯曲光锥16的小端耦合有梯度折射率透镜Ⅰ17，梯度折射率透镜Ⅰ17的另一端通过光学头主体13上开有的孔对着被测试井内壁，直光锥15小端耦合有梯度折射率透镜Ⅱ18，梯度折射率透镜Ⅱ18的另一端对着被测井底面；第一光源板6和第二光源板7上下套接在光学头主体13的外侧。

在第一光源板6和第二光源板7之间套接有环形透明壳19，环形透明壳19的位置正好在一圈梯度折射率透镜Ⅰ17的测试深度处。

直光锥15的大端与90度弯曲光锥16的大端处在同一个平面内。

由于本发明设置有侧向光学头部件5，可以全面的得到井或管路中360度侧向及井底或管底的影像。

附图说明

图1是本发明的结构原理示意图。

图2是本发明中光源板的结构示意图。

图3是本发明中侧向光学头部件5的剖面图。

图4是本发明的梯度折射率透镜的结构示意图。

图5是本发明的90度弯曲光锥16的结构示意图。

图6是本发明直光锥15的结构示意图。

图7是本发明光锥固定板14的结构示意图。

具体实施方式