利用电子岩芯测量钻孔裂隙产状的方法
【专利摘要】本发明提供了一种利用电子岩芯测量钻孔裂隙产状的方法，属于工程地球物理检测领域。该方法利用钻孔电视获取的钻孔孔壁二维展开图，依据钻孔参数钻孔半径R、孔口标高D和孔深H生成三维坐标系下的电子岩芯，用平面P1水平穿过电子岩芯任一裂隙，三维旋转调整平面P1，使平面P1与选定的裂隙面完全吻和，再通过平面P1的法向量来计算选定裂隙的产状。该方法真实还原了钻孔裂隙的三维形态，具有高直观性、准确性，避免了测量人员经验不足导致的粗差，测量结果更可靠。
【专利说明】利用电子岩芯测量钻孔裂隙产状的方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及钻孔裂隙产状的测量方式，具体是通过钻孔电视获取钻孔孔壁二维图像，建立三维电子岩芯，采用平面来拟合裂隙，从而实现裂隙产状测量，属于工程地球物理检测领域。
【背景技术】
[0002]钻孔中裂隙的倾角可通过钻孔测斜仪来测得，但无法测得裂隙的倾向。随着钻孔电视技术的发展，倾向的测量已主要由钻孔电视来完成。通过钻孔电视测量产状的过程是:钻孔完成后清洗孔壁，下放钻孔电视探头获取孔壁图像，再通过探头所携带的罗盘获取方位信息并将图像展开成二维展开图，然后将二维展开图按深度拼接成连续的图像。裂隙在二维展开图中呈现近似于正弦曲线的形态，通过量测裂隙的最高点和最低点的深度差H1，
以及孔的直径2XR，基于公式S = IaiTl ^计算夹角，在正弦曲线的最低点作方位标度的
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垂线，从而标示出倾向。
[0003]该方式存在以下缺点:
[0004]1.量测裂隙是基于二维的钻孔平面展开图的，对于裂隙宽度不均匀的情况，容易产生测量误差或粗差 。
[0005]2.通过二维的钻孔平面展开图上测量裂隙的最高点与最低点来量测产状在探头居中、孔壁光滑的情况下是相对准确的。如不具备该条件，二维的钻孔平面展开图上测量裂隙的最高点与最低与实际位置会存在偏差，则无法保证产状的准确性。
【发明内容】
[0006]针对二维钻孔电视平面图上量测裂隙的产状不准确的问题，本发明的目的在于提供一种利用电子岩芯测量钻孔裂隙产状的方法，为实现上述目的，本发明的技术解决方案为:
[0007]利用电子岩芯测量钻孔裂隙产状的方法，通过钻孔电视获取钻孔孔壁二维展开图，依据钻孔参数钻孔半径R、孔口标高D和孔深H生成三维坐标系下的电子岩芯，用平面Pl水平穿过电子岩芯任一裂隙，三维旋转调整平面P1，使平面Pl与选定的裂隙面完全吻和，再通过平面Pl的法向量来计算选定裂隙的产状，其具体步骤如下:
[0008]一建立电子岩芯
[0009]①以磁北向为分割方向，将钻孔电视获取的钻孔孔壁从孔口至孔底的全景图展开为二维展开图，二维展开图横向宽度为2X π XR，纵向宽度为H，钻孔裂隙面由三维空间投影到二维空间的正弦曲线；
[0010]②以二维展开图横向宽度一半处为中心线将二维展开图对称翻转，生成新的二维展开图并替代原二维展开图。
[0011]③以X轴正方向朝北，Z轴正向朝西，Y轴正向朝上建立三维坐标系。[0012]④建立一个以点Pt1为中心点、半径为R的三维圆柱体，Pt1点坐标为:(0，0，
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[0013]⑤将二维展开图以纹理方式顺时针映射在三维圆柱体外侧面，形成电子岩芯，裂隙形态由二维平面上的正弦曲线还原为三维形态下的裂隙面；
[0014]二利用电子岩芯测量钻孔裂隙产状，测量步骤如下:
[0015]①选择电子岩芯上任一裂隙，用平面Pl水平穿过电子岩芯，三维旋转调整平面Pl，使平面Pl与选定的裂隙面完全吻和。
[0016]②计算调整后的平面Pl与水平面P2的夹角；将水平面P2与平面Pl相交于直线L，P2的法向量为a，Pl的法向量为b，则平面Pl与水平面P2的夹角
【权利要求】
1.利用电子岩芯测量钻孔裂隙产状的方法，其特征在于:利用钻孔电视获取的钻孔孔壁二维展开图，依据钻孔参数钻孔半径R、孔口标高D和孔深H生成三维坐标系下的电子岩芯，用平面Pl水平穿过电子岩芯任一裂隙，三维旋转调整平面P1，使平面Pl与选定的裂隙面完全吻和，再通过平面Pl的法向量来计算选定裂隙的产状，其具体步骤如下: 一建立电子岩芯 ①以磁北向为分割方向，将钻孔电视获取的钻孔孔壁从孔口至孔底的全景图展开为二维展开图，二维展开图横向宽度为2X π XR，纵向宽度为H，钻孔裂隙面由三维空间投影到二维空间的正弦曲线； ②以二维展开图横向宽度一半处为中心线将二维展开图对称翻转，生成新的二维展开图并替代原二维展开图； ③以X轴正方向朝北，Z轴正向朝西，Y轴正向朝上建立三维坐标系； ④建立一个以点Pt1为中心点、半径为R的三维圆柱体，Pt1点坐标为:(0,O, D-y); ⑤将二维展开图以纹理方式顺时针映射在三维圆柱体外侧面，形成电子岩芯，裂隙形态由二维平面上的正弦曲线还原为三维形态下的裂隙面； 二利用电子岩芯测量钻孔裂隙产状，测量步骤如下: ①选择电子岩芯上任一裂隙，用平面Pl水平穿过电子岩芯，三维旋转调整平面P1，使平面Pl与选定的裂隙面完全吻和； ②计算调整后的平面Pl与水平面P2的夹角；将水平面P2与平面Pl相交于直线L，P2的法向量为a，Pl的法向量为b，则平面Pl与水平面P2的夹角
【文档编号】G01B21/20GK103983228SQ201410245783
【公开日】2014年8月13日 申请日期:2014年6月4日 优先权日:2014年6月4日
【发明者】张建清, 马圣敏, 刘方文, 陆二男, 况碧波 申请人:长江工程地球物理勘测武汉有限公司