手机知网 App
24小时专家级知识服务
打 开
手机知网|搜索

基于线阵CCD的岩屑识别系统设计与实现

孙政

   在石油勘探与开发过程中使用PDC(Polycrystalline Diamond Compact)钻头会造成岩石破碎程度较大,产生的岩屑颗粒细小,人工难以准确判断出岩屑的真实岩性,严重影响了录井岩屑的定名和描述,致使部分探井剖面符合率大幅下降。因此,迫切需要研制出一套可用于现场录井工作的PDC岩屑岩性识别系统。尽管目前国内已有公司开发出岩屑录井仪器,但岩屑识别的准确度和适用性仍有待提高。近年来,数字图像采集与处理技术以其较高的灵活性、较广的适应面以及可靠的处理精度,在各行各业得到广泛的应用,但是石油勘探领域的应用却少见报道。因此,针对当前岩屑录井现场岩屑颗粒小、难以识别的特点,本论文采用数字图像处理技术设计并实现了一套基于线阵CCD的高分辨率岩屑识别系统,并通过大量的测试实验完善了系统功能,达到了现场应用的稳定性与适应性要求。 论文在整体上分为硬件和软件两大部分,其中,硬件部分通过器件的合理选型和架构的优化设计,成功实现了岩屑数字图像的清晰拍摄。首先,CCD选用了单线像素为4080的BASLER L304KC线阵CCD,配合PIXCI(?)EL1图像数据采集卡使得图像能够传输到PC机上,配合最大倍数为1:1的微距镜头使得图像的纹理细节信息能更清晰地显示出来,配合丝杠带动的传送板匀速运动使得图像尺寸不会失真;然后通过调用随机附带的库函数包对主要器件线阵CCD的控制程序编写,以及通过对机械装置中传送板的设计与控制程序编写,使得上位机软件可以实时准确地对它们进行命令操作,达到使二者准确配合的目的;最后通过对硬件各器件的参数调节与测试,包括微距镜头的光圈、放大倍数以及景深,线阵CCD的曝光时间,传送板的速率等,得出了最佳的参数配置,最终得到了要拍摄岩屑的清晰图像,并使之准确的显示于PC机上 论文的第二部分工作是基于线阵CCD拍摄图像的识别系统软件升级及测试,内容包括数据库系统设计,软件识别系统设计及改进,岩屑识别方案的确定,以及系统稳定性与现场适应性测试。首先搭建了基于oracle数据库的图像数据存储系统,通过对数据库的规划与设定,将岩屑样本的数据及测试结果都能保存在本地硬盘上;然后对软件界面进行设计与改进,同时加入了滚动条进程与图片的窗口查看功能,使得控制整个图像处理与操作过程更加简捷明了;通过岩屑识别方案的确定实验,得到了岩屑识别系统的最佳参数设置,将特征提取方式确定为Gabor变换,将分类器确定为SVM支持向量机并确定了其参数大小。最后通过对12组单一岩性的岩屑样本进行逐一测试,得出系统对其中10种的岩屑样本都能达到95%的识别准确率,又通过对6组混合岩性的样本分别进行了5次测试,得出系统对其中5组混合样本均能达到95%的识别准确率,该结果表明系统可保证较为可靠的现场录井工作。 综上所述,基于线阵CCD的岩屑识别系统可实现PDC岩屑的高清晰图像采集,并能够通过数字图像处理技术完成岩屑颗粒的准确识别,对单一岩性与混合岩性的岩屑样本的识别准确率可达95%以上,满足了录井现场对该系统的高智能化、高清晰度、高准确率要求;但系统的图像处理过程耗时较长,继续改进软件算法,缩短系统整体运行时间将是下一步工作的努力方向。……   
[关键词]:岩屑识别;石油录井;线阵CCD;图像处理;微距镜头
[文献类型]:硕士论文
[文献出处]:中国海洋大学2010年