钻孔电视

简介

工作原理

缺点

应用

简介

20世纪70年代末，原长办物探队研制了中国国内首台钻孔彩色电视。随着电子技术、计算机技术及图像处理技术的发展，钻孔电视设备由笨重复杂到轻便一体化，采集的信号也由原来的模拟信号磁带记录发展为数字信号采集并直接由相应的图像处理软件进行处理。尽管如此，其主要设备组成和工作原理变化不大。钻孔电视系统主要包括：井下摄像头、地面控制器、传输电缆、录像机、监视器、绞车、绞架等。

工作原理

钻孔电视主要由地面部分和井下部分组成。地面部分包括控制器、电脑、三脚架、绞车、滑轮和深度计数器；地下部分包括摄像探头和电缆，摄像探头由CCD摄像机、LED灯、玻璃罩和锥形镜组成。

钻孔孔壁经LED光源照亮，CCD摄像机摄取由锥形镜反射的孔壁图象，图象信息经电缆传送至控制器和电脑，整个采集过程由图象采集控制软件系统完成，此系统把采集的图象展开和合并，记录在电脑上。

安装在探头内的数字罗盘用来标定图象的方位，一般把测试地点的磁北经磁偏角校正后的真北设为0，顺时针方向角度增加。图象处理软件可以以二种方式显示，一种是数字岩芯图，拖动滑动条岩芯可以旋转；另一种是360展开图。

对钻孔孔壁的信息采集后，形成二种孔壁图像资料。一种是称为数字岩芯的图像，它是对孔壁图像进行数字合成，使它看起来类似于岩芯。岩芯可以自由旋转，这样就可以在任意角度来观察岩芯；另一种是360展开图，相当于把孔壁的图象剖开并摊开。所有的解释都基于对这二种图象的观察及计算。

钻孔电视资料的解释主要是对裂隙或不连续面的解释，包括裂隙的埋深、倾向、倾角、宽度、裂隙面的粗糙度、充填物等性质。解释工作主要依据国际岩石力学协会有关对岩石不连续面定量描述的一些建议标准。

解释结果按每2m形成一幅图象，对裂隙依次编号，裂隙的特性列成表，图象和解释结果一目了然。

对倾向和倾角还要做成裂隙等值线图和裂隙玫瑰图，从这二种图上可以很清楚地看出一个孔或一个区域的裂隙的分布情况。

缺点

1)钻孔电视要求干孔或清水，这不仅会增加工期和成本，有时还很难达到。需要研究在复杂环境下特别是水不太清时的有效测试手段；

2)裂隙方位角和倾角的测试的稳定性和准确性还有待提高；

3)改进光源系统，尽量消除光亮不均匀引起的条纹；

4)弹模测试时参与的岩石的体积还很小，需比较研究与其它方法所得弹模值的关系；

5)弹模测试方法还不能得到岩石的受力方向，而受力方向对某些工程至关重要，需研究弹模测试时受力方向问题。

应用

在地质勘探中，一般采用钻探获取的岩芯来了解地下地质情况。但是每个工程的钻探工作量都相当大，且钻探成本高。由于种种因素的影响，一般岩芯获得率都达不到100%，特别是在软弱岩性和岩石破碎的地段，岩芯获得率更低。为了解决这些问题，常常又需要增加钻孔，布置竖井或平娟来解决，其费用必将增加。在长期的工程实践中，钻孔电视得到了较好的应用并可以更好的充分利用钻孔获得地下信息。

此外，钻孔电视的应用范围已不仅仅局限于获取岩石的地质资料。其应用范围正在逐渐扩大，如检查混凝土浇注质量、大坝渗漏水的检查、地应力测量、堤防中水下抛石护坡的检查以及减压井的质量检测等等。