[发明专利]钻井流体中颗粒粒度和形状分布的分类

权利要求书

1.一种方法，包括：

使用包括一个或多个处理器的数据采集系统接收钻屑的图像，所述钻屑源于正钻探的井筒并且包含多个颗粒；

通过获得每个颗粒的三个二维距离测量值以及获得每个颗粒的四个角度测量值来用一个或多个处理器分析所述钻屑的所述图像；以及

基于每个颗粒的所述三个二维距离测量值和所述四个角度测量值来利用所述一个或多个处理器确定所述钻屑的颗粒粒度分布和所述钻屑的形状分布中的至少一者。

2.根据权利要求1所述的方法，其中利用所述数据采集系统接收所述钻屑的所述图像之前：

将所述钻屑输送穿过振动器的振动筛；

利用一个或多个成像装置来捕获所述振动筛之处或之后的所述钻屑的图像并且由此生成图像数据；以及

将所述图像数据传输到所述数据采集系统。

3.根据权利要求2所述的方法，还包括利用发射已知波长的电磁辐射的光源来照明所述振动筛之处或之后的所述钻屑，其中所述光源选自由以下各项组成的组：白光源；白炽光源；红外光源；激光；一个或多个发光二极管；以及它们的任意组合。

4.根据权利要求2所述的方法，其中所述光源包括多个光源，所述方法还包括在所述多个光源之间切换，由此提高所述多个颗粒中的至少一些的对比率。

5.根据权利要求1所述的方法，其中获得每个颗粒的所述三个二维距离测量值包括：

识别并测量每个颗粒的长度；

识别并测量每个颗粒的宽度，其中所述宽度的测量值将所述长度平分并与其正交；以及

识别并测量每个颗粒的中间宽度，其中所述中间宽度的测量值是在所述长度与所述宽度之间的交点之间的中间点处获得的并与所述长度正交。

6.根据权利要求5所述的方法，还包括比较给定颗粒的长度、宽度和中间宽度的测量值，以确定所述给定颗粒是方形的、圆形的还是三角形的。

7.根据权利要求5所述的方法，还包括对每个颗粒的长度、宽度和中间宽度的测量值求平均以确定所述钻屑内的所述多个颗粒的统计粒度分布。

8.根据权利要求1所述的方法，其中当所述四个角度测量值各自在约70°与约110°之间时，所述多个颗粒的给定颗粒被识别为方形颗粒。

9.根据权利要求1所述的方法，其中当所述四个角度测量值各自大于90°时，所述多个颗粒的给定颗粒被识别为圆形颗粒。

10.根据权利要求1所述的方法，其中所述四个角度测量值包括第一角度、第二角度、第三角度和第四角度，并且其中当所述第四角度为零并且所述第一角度、所述第二角度和所述第三角度的和为约180°时，所述多个颗粒的给定颗粒被识别为三角形颗粒。

11.根据权利要求1所述的方法，还包括基于所述三个二维距离测量值和所述四个角度测量值而利用所述一个或多个处理器将每个颗粒分类为方形、圆形和三角形中的一个。

12.根据权利要求1所述的方法，还包括：

利用至少第一成像装置和第二成像装置捕获每个颗粒的图像，其中所述第一成像装置在第一焦平面上捕获图像并且所述第二成像装置在不同于所述第一焦平面的第二焦平面上捕获图像；

利用所述一个或多个处理器分析从所述第一成像装置和所述第二成像装置获得的每个颗粒的图像并且获得关于每个颗粒的与所述第一成像装置相关联的第一深度测量值和与所述第二成像装置相关联的第二深度测量值；以及

基于所述三个二维距离测量值、所述四个角度测量值以及所述第一深度测量值和所述第二深度测量值而利用所述一个或多个处理器确定每个颗粒的三维形状，

其中所述三维形状选自由立方体、球体和角锥体组成的组。

13.根据权利要求1所述的方法，其中所述数据采集系统还包括神经网络，所述神经网络包括基于已知类型、粒度和体积的物理对象的一个或多个集合的训练数据集，并且其中利用所述一个或多个处理器确定所述钻屑的所述颗粒粒度分布和所述形状分布中的至少一者还包括：

利用物理对象的所述一个或多个集合训练所述神经网络以生成所述训练数据集；以及

利用所述一个或多个处理器查询所述神经网络以使所述训练数据集的所述已知形状、粒度和体积与由所述一个或多个处理器获得的所述测量值相关联。