[发明专利]一种基于像差分析钻杆节点的地质钻杆进给深度测量系统

说明书

本发明涉及一种基于像差分析钻杆节点的地质钻杆进给深度测量系统，包括LED灯、图像处理模块、部件连接模块以及地表固定模块；所述LED灯封装于圆柱型外壳内以及系统外侧；所述图像处理模块封装于圆柱型外壳内以及对准钻杆表面，于钻杆出孔处用摄像机连续摄像，完成对钻杆连接处节点的像差分析，自动计数；所述部件连接模块连接LED灯外壳和图像处理模块外壳；所述地表固定模块连接LED灯外壳悬空固定于地表外端并水平对准钻杆；针对退出钻杆过程，通过像差分析钻杆连接处的节点形状计数钻杆出孔数量；将钻杆退出长度等效为钻杆进给深度，避免了复杂地质环境、不规则作业、水流和粉尘等因素干扰，提高了地质信息获取的准确性。

技术领域

本发明涉及地质设备检测技术领域，具体涉及一种基于像差分析钻杆节点的地质钻杆进给深度测量系统。

背景技术

地质钻孔勘探是获取地质信息的有效途径，钻机钻孔深度直接关乎勘探质量，对其进行实时测量具有重要的意义。地质钻机钻杆的长度为标准尺寸，中间为空腔结构，首尾分别设置有螺纹公端和母端，两根钻杆可以通过钻机的动力实现螺纹衔接，螺纹衔接处的金属横截面积大于标准钻杆的其他杆体部位，构成了钻杆节点。钻机每次夹持一个钻杆，被夹持的钻杆通过钻机旋转动力实现与前一个钻杆的螺纹连接，之后，钻机带动整根钻杆水平向里推送，推送的同时伴随有水流降温。首尾衔接的钻杆打入地表的深度由钻杆的数量决定，钻杆数量乘以钻杆长度即为打入的地表深度。钻杆退出时，由钻机施加动力依次抽出钻杆，同时钻机反向旋转，松开螺纹连接，从而依次取下钻杆。目前，多采用人工计数法，由工人观察标准钻杆的对接次数，实现钻杆计数。该方法易受人为因素影响，出错率和误报率都较高，且需要专人全程监督，极大的浪费了人力资源，增加了管理成本，无法杜绝虚报钻孔深度的现象。

为了克服这一难题，出现了图像处理视频跟踪技术，具体是对打孔视频中的钻头运动进行跟踪，测量分析跟踪轨迹自动计算钻杆的数目，并根据钻杆数量来计算出钻孔深度。该技术针对的是反复推进的周期性钻孔过程，通过图像识别技术，实时计算钻杆进钻和退钻的帧数，识别钻头，从而计算钻杆数量。但当地质钻机持续性钻孔或持续性退钻时，该技术无法准确识别所述的周期性跳跃，且存在人为模拟周期性钻孔过程造成数据造假的隐患。为了解决该难题，需要结合地质钻机钻杆的特点，优化图像处理技术，提高深度测量的准确性。

发明内容

为了解决现有技术的不足，本发明的目的是提供一种基于像差分析钻杆节点的地质钻杆进给深度测量系统，在钻机完成钻孔后的取钻过程中，采用图像处理技术，于出孔处自动识别钻杆间螺纹连接处节点的形状，通过和钻杆平滑表面对比，自动完成钻杆的计数，进而计算出地质钻机钻杆的进给深度，实现了恶劣环境下地质钻机钻杆退出长度的非接触实时测量，避免了其他因素造成的干扰，提高了测量可靠性和准确性，排除了外界及人为因素造成的错报、误报情况，提高了地质信息获取的准备性。

本发明实现发明目的采用如下技术方案：

一种基于像差分析钻杆节点的地质钻杆进给深度测量系统，包括LED灯、图像处理模块、部件连接模块以及地表固定模块；所述LED灯封装于圆柱型外壳内以及设于系统外侧，直射钻杆表面；所述图像处理模块封装于圆柱型外壳内以及对准钻杆表面，在钻机完成钻孔后的取钻过程中，于出孔处用一台摄像机对钻杆连续摄像，自动对比识别钻杆表面前后两帧画面的变化，像差分析钻杆连接处的节点形状，完成钻杆的计数，进而计算出地质钻机钻杆的进给深度；所述部件连接模块连接LED灯外壳和图像处理模块外壳，并调节之间角度；所述地表固定模块连接LED灯外壳并悬空固定于地表外端并水平对准钻杆；所述LED灯和图像处理模块的外壳为圆柱状；所述通过像差分析钻杆连接处的节点形状，避免了不规则作业的影响；所述针对地质钻机退出钻杆过程进行测量，将钻杆退出长度等效为钻杆进给深度，避免了进钻时水流和粉尘等恶劣环境对系统的影响；所述出孔处非接触实时测量位于钻杆抽出地表的孔洞口，避免了其他因素造成的干扰，提高了测量可靠性和准确性，排除了外界及人为因素造成的错报、误报深度的情况，提高了地质信息获取的准确性。