一种岩屑岩性自动识别的系统和方法与流程

本发明属于录井设备，具体涉及一种岩屑岩性自动识别的系统和方法。

背景技术：

1、钻井过程中，钻头在井底钻碎的岩石碎屑被称为岩屑，其中地质人员按照一定的取样间距和时间，连续收集、挑选和观察岩屑并进行肉眼或显微镜下地质观察、描述以恢复地下地质剖面的过程，称为岩屑录井。岩屑录井能辅助地质人员认识地层岩性和油气层，具有成本低、简便易行、了解地下情况及时和资料系统性强等优点，因此在油气田勘探开发过程中被广泛采用。但当前在录井活动中主要由专职的采砂工从事岩屑的采集、洗涤、烘干和识别操作，整个操作过程耗时长、对体力要求高，且识别操作相当依赖个人经验，容易在判断上出现偏差。

2、目前虽然也有采用图像识别技术对岩屑进行判断，但其仅采用标准光源，对岩屑的判断还不如专业采砂工准确，因此需要一种更精确的野外岩屑岩性识别方法。

技术实现思路

1、本发明的目的是针对现有技术中存在的问题，提供一种岩屑岩性自动识别的系统和方法，通过多种不同图像特征对岩屑进行精确识别，判定岩性。

2、技术方案如下：

3、一种岩屑岩性自动识别的系统，包括连接在水泵上的抽取管、过滤清洗模块、运输带、图像获取模块、控制分析模块和废料筐；其中抽取管的一端深入钻井孔，另一端通往过滤清洗模块，运输带分别连接过滤清洗模块和废料筐；图像获取模块为一个位于运输带上方带升降装置的倒开口金属盒，金属盒侧壁安装有多个光源和多个摄像头；控制分析模块分别与抽取管的水泵、过滤清洗模块、运输带和图像获取模块电气和/或信号连接；抽取管抽取钻井液进入过滤清洗模块，岩屑经过过滤清洗清洗后在运输带向废料框输送途中被进行图像获取模块采集多种图像，并由控制分析模块对图像进行分析，判定岩性。

4、进一步的，过滤清洗模块包括一个箱体，安装在箱体中带电机的搅拌器和安装在箱体底部的单侧升降装置，箱体上方开口处设置有带控制阀的进水管、下方的一侧设置有电控开口的排水口和出料口，排水口处设置有过滤网抽取管的一端接入箱体一侧的上方，单侧升降装置的升降侧位于相对于出料口的另一侧，进水管的控制阀、搅拌器的电机和升降装置与控制分析模块电气连接。

5、进一步的，光源包括普通光光源、红外光光源和紫外光光源，摄像头为高清摄像头、红外摄像头和紫外摄像头。

6、进一步的，控制分析模块包括cpu，存储芯片，通信接口和电源，存储芯片和通信接口均与cpu连接，电源为前三者供电；其中储存芯片存储有图像识别岩屑岩性程序、图像获取模块传输来的岩屑图像和岩屑图像数据库，cpu通过运行图像识别岩屑岩性的程序对岩屑图像进行识别，通信接口向水泵、过滤清洗模块、运输带、图像获取模块传输相关控制信号，并向上位机传送识别后的岩屑岩性数据。

7、更进一步的，岩屑图像数据库中存储有岩屑岩性在普通光、红外光和紫外光下不同的图像特征。

8、一种岩屑岩性自动识别的方法，包括如下步骤：

9、步骤s1：抽取管将钻井液送入过滤清洗模块进行过滤清洗后得到岩屑；

10、步骤s2：过滤清洗模块升降装置提升，将岩屑倒上运输带；

11、步骤s3：运输带将岩屑带到图像获取模块下方停留；

12、步骤s4：图像获取模块下降，将岩屑罩在金属盒中，分别切换普通光、红外光和紫外光光源，并由对应的高清摄像头、红外摄像头和紫外摄像头获取普通图像、红外图像和紫外图像；

13、步骤s5：控制分析模块对普通图像、红外图像和紫外图像分别进行处理和识别，得到岩屑岩性，并通过通信接口传输到上位机供研究人员使用；

14、步骤s6：运输带继续运动将岩屑送入废料筐。

15、进一步的，步骤s1中过滤清洗模块在钻井液进入后采用如下步骤：

16、步骤s11：开启排水口的电控开口，排出钻井液，此时岩屑被滤网挡住，留在箱体中；

17、步骤s12：进水管自动阀开启，将清水灌入箱体，电机带动搅拌器旋转，清洗岩屑；

18、步骤s13：再次开启排水口的电控开口，排出清洗后液体。

19、进一步的，步骤s5中控制分析模块采用如下步骤：

20、步骤s51：将普通图像、红外图像和紫外图像分别通过卷积神经网络进行卷积后提取相应的图像特征；

21、步骤s52：将步骤s51中提取的普通图像特征、红外图像特征和紫外图像特征分别与对岩屑图像数据库中的图像特征进行对比获得一个相似度；

22、步骤s53：将相似度乘以不同加权系数后进行计算，根据结果判断岩屑岩性。

23、更进一步的，步骤s53中普通图像的加权系数为1，红外图像的加权系数为0.5-0.7，紫外图像的加权系数为0.5-0.7，根据相似度最高的图像选择岩屑图像数据库中图像特征对应的岩性。

24、有益效果：

25、1)本发明通过抽取管与过滤清洗模块、运输带、图像获取模块的配合，实现了抽取、过滤清洗到图像识别判定岩性的全过程自动化，避免了设置专职人员，大大节省人力。

26、2)通过对多种图像识别后进行加权判断，使得岩屑的岩性判定更为精准。

技术特征：

1.一种岩屑岩性自动识别的系统，其特征在于：包括连接在水泵(11)上的抽取管(1)、过滤清洗模块(2)、运输带(3)、图像获取模块(4)、控制分析模块和废料筐(5)；其中抽取管的一端深入钻井孔，另一端通往过滤清洗模块，运输带分别连接过滤清洗模块和废料筐；图像获取模块为一个位于运输带上方带升降装置(42)的倒开口金属盒(41)，金属盒侧壁安装有多个光源和多个摄像头；控制分析模块分别与抽取管的水泵、过滤清洗模块、运输带和图像获取模块电气和/或信号连接；抽取管抽取钻井液进入过滤清洗模块，岩屑经过过滤清洗清洗后在运输带向废料框输送途中被进行图像获取模块采集多种图像，并由控制分析模块对图像进行分析，判定岩性。

2.如权利要求1所述的岩屑岩性自动识别的系统，其特征在于：所述的过滤清洗模块包括一个箱体(21)，安装在箱体中带电机的搅拌器(22)和安装在箱体底部的单侧升降装置(23)，箱体上方开口处设置有带控制阀的进水管(24)、下方的一侧设置有带滤网的排水口(212)和出料口(211)，抽取管的一端接入箱体一侧的上方，单侧升降装置的升降侧位于相对于出料口的另一侧，进水管的控制阀、搅拌器的电机和升降装置与控制分析模块电气连接。

3.如权利要求1所述的岩屑岩性自动识别的系统，其特征在于：所述的光源包括普通光光源(43)、红外光光源(44)和紫外光光源(45)，摄像头为高清摄像头(46)、红外摄像头(47)和紫外摄像头(48)。

4.如权利要求1所述的岩屑岩性自动识别的系统，其特征在于：所述的控制分析模块包括cpu，存储芯片，通信接口和电源，存储芯片和通信接口均与cpu连接，电源为前三者供电；其中储存芯片存储有图像识别岩屑岩性程序、图像获取模块传输来的岩屑图像和岩屑图像数据库，cpu通过运行图像识别岩屑岩性的程序对岩屑图像进行识别，通信接口向水泵、过滤清洗模块、运输带、图像获取模块传输相关控制信号，并向上位机传送识别后的岩屑岩性数据。

5.如权利要求4所述的岩屑岩性自动识别的系统，其特征在于：所述的岩屑图像数据库中存储有岩屑岩性在普通光、红外光和紫外光下不同的图像特征。

6.一种岩屑岩性自动识别的方法，其特征在于，使用如权利要求1至5之一所述的系统，并执行如下步骤：：

7.如权利要求6所述的岩屑岩性自动识别的方法，其特征在于：所述的步骤s1中过滤清洗模块在钻井液进入后采用如下步骤：

8.如权利要求6所述的岩屑岩性自动识别的方法，其特征在于：所述的步骤s5中控制分析模块采用如下步骤：

9.如权利要求8所述的岩屑岩性自动识别的方法，其特征在于：所述的步骤s53中普通图像的加权系数为1，红外图像的加权系数为0.5-0.7，紫外图像的加权系数为0.5-0.7，根据相似度最高的图像选择岩屑图像数据库中图像特征对应的岩性。

技术总结
本发明涉及一种岩屑岩性自动识别的系统，属于录井设备技术领域，包括连接在水泵上的抽取管、过滤清洗模块、运输带、图像获取模块、控制分析模块和废料筐；其中抽取管的一端深入钻井孔，另一端通往过滤清洗模块，运输带分别连接过滤清洗模块和废料筐；图像获取模块为一个位于运输带上方带升降装置的倒开口金属盒，金属盒侧壁安装有多个光源和多个摄像头；抽取管抽取钻井液进入过滤清洗模块，岩屑经过过滤清洗清洗后在运输带向废料框输送途中被进行图像获取模块采集多种图像，并由控制分析模块对图像进行分析，判定岩性。本发明能实现了图像识别判定岩性的全过程自动化，并使得岩屑的岩性判定更为精准。

技术研发人员：宋晓晟,张士化,华彦悦,郭省,马鹏翔
受保护的技术使用者：上海欧申科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/6/13