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[发明专利]一种岩石孔隙度计算方法-CN202110349789.1有效
发明人：王超;王川婴;韩增强;王益腾 -专利权人：中国科学院武汉岩土力学研究所
申请日： 2021-03-31 - 公布日： 2022-12-20 - 主分类号： G01N15/08 文献下载
摘要：本发明提供一种岩石孔隙度计算方法，包括：基于成像系统获取岩石的孔壁图像，计算孔壁图像上每一个像素点距成像系统中心轴之间的距离；确定孔壁图像上每一个像素点的第一空间坐标；确定岩样范围，对每一个像素点的空间坐标重新赋值，得到对应的第二空间坐标；对所有像素点的空间坐标进行拟合，获取由所有像素点构成的空间曲面；基于空间曲面，计算岩样的总体积和岩样中的孔隙体积；计算岩石孔隙度。本发明对孔隙度的测量不依赖于岩心，解决了深部取心困难情况下岩石孔隙度的测量难题以及可快速实现孔隙度的测量，尤其可以实现整孔段孔隙度连续测量，为岩土工程设计提供更加丰富的参数。
一种岩石孔隙计算方法

[发明专利]一种利用水压确定钻孔摄像测试深度的方法及装置-CN202110063125.9有效
发明人：韩增强;王益腾;王川婴;王超;胡胜 -专利权人：中国科学院武汉岩土力学研究所
申请日： 2021-01-18 - 公布日： 2022-09-23 - 主分类号： E21B47/002 文献下载
摘要：本发明公开了一种利用水压确定钻孔摄像测试深度的方法及装置，包括绞车和位于所述绞车上的钢缆，所述钢缆的底端设有探头，所述探头内的一侧设有电源，所述电源的一侧且位于所述探头内设有数据存储模块，所述探头内设有摄像头，且所述探头内的顶端设有水压力传感器。有益效果：测试过程中同步采集探头的水压数据，并叠加到钻孔视频图像中；测试完成后再通过识别视频中的水压数据，并转换为深度数据，实现测试深度的准确获取，解决了电缆拉长导致的深度测量不准问题。这种方法省去了以往采用的地面深度测量轮和电缆深度标记，而且不需要电缆进行数据传输，数据全部在探头内部采集，采用钢缆代替电缆，可以实现深孔的数据采集。
一种利用水压确定钻孔摄像测试深度方法装置

[发明专利]一种钻孔孔壁的光学散斑地应力测量及监测方法-CN202110078128.X有效
发明人：王益腾;韩增强;王川婴;李关坊;魏幸雅 -专利权人：中国科学院武汉岩土力学研究所
申请日： 2021-01-20 - 公布日： 2022-09-23 - 主分类号： E21B49/00 文献下载
摘要：本发明涉及一种钻孔孔壁的光学散斑地应力测量及监测方法，包括：在被测点位钻进形成测试孔，测试孔包括上下设置的锥形孔和圆柱形测试孔段；在孔壁区域的岩石完整的测试孔段建立作为被测孔壁表面变形信息的载体的孔壁散斑场；在测试孔段内安装孔内双锥面反射式摄像装置，通过孔内双锥面反射式摄像装置连续观测并记录孔壁散斑场的内锥面图像和外锥面图像的信息；将内锥面图像和外锥面图像的信息转化为孔壁三维坐标信息，建立孔壁应变场，由孔壁应变场计算扰动应力，进行扰动应力监测；针对电学测试法在地应力测量领域中存在缺陷，引入数字光学散斑测量，可有效的改善或解决传统位移传感器存在的问题。
一种钻孔光学应力测量监测方法

[发明专利]钻孔孔壁三维几何形态测量系统及方法-CN202210530623.4在审
发明人：王益腾;陈双源;韩增强;焦玉勇;汪进超;王川婴;许丹;王超;魏幸雅;李姝慧 -专利权人：中国科学院武汉岩土力学研究所
申请日： 2022-05-16 - 公布日： 2022-08-30 - 主分类号： G01B11/24 文献下载
摘要：本发明公开一种钻孔孔壁三维几何形态测量系统及方法，所述系统构造有升降装置、测量装置及上位机；所述升降装置构造为调制所述测量装置的水平高度；所述测量装置构造为在当前所述水平高度获取钻孔孔壁的一孔壁成像点对应的至少两个孔壁投影点；所述上位机配置为创建所述测量装置的第一极坐标系，根据所述测量装置的参数及至少两个所述孔壁投影点解算所述孔壁成像点在所述第一极坐标系的第一空间位置；所述上位机配置有创建钻孔孔壁的第二极坐标，根据所述测量装置与钻孔空间的位置关系建立所述第一极坐标及第二极坐标的坐标转换关系，根据所述第一空间位置及坐标转换关系，获取孔壁成像点在所述第二极坐标中的第二空间位置，根据至少两个连续所述水平高度的所述孔壁成像点的所述第二空间位置获取钻孔孔壁全部或部分的三维几何形态。
钻孔三维几何形态测量系统方法

[发明专利]适用于深孔观测岩体结构的反射式凹锥面镜全景摄像装置-CN202110554691.X有效
发明人：王益腾;王川婴;韩增强;魏幸雅 -专利权人：中国科学院武汉岩土力学研究所
申请日： 2021-05-20 - 公布日： 2022-08-12 - 主分类号： G01N21/84 文献下载
摘要：本发明涉及一种适用于深孔观测岩体结构的反射式凹锥面镜全景摄像装置，金属壳体上设置有用于固定连接玻璃视窗的玻璃视窗连接件，玻璃视窗连接件与金属壳体的中轴线方向相同且垂直于中轴线的方向的截面为圆环形，玻璃视窗连接件内部设有周向分布的各个光源透孔，内切槽通过设置于玻璃视窗连接件内壁上的内切槽与金属壳体的中空部分连通；数据采集电路包括光源和摄像机，各个光源穿过内切槽后嵌入到各个光源透孔内；摄像机采集经反射式凹锥面镜反射得到的孔壁图像。使得全景摄像装置的玻璃视窗的设计形式和设计强度满足光学成像类设备的应用深度范围。
适用于观测结构反射锥面全景摄像装置

[发明专利]一种基于孔壁图像的岩石面孔隙度识别方法-CN201911112309.9有效
发明人：王超;王川婴;韩增强 -专利权人：中国科学院武汉岩土力学研究所
申请日： 2019-11-14 - 公布日： 2022-05-13 - 主分类号： G06T7/00 文献下载
摘要：本发明公开了一种基于孔壁图像的岩石面孔隙度识别方法，步骤是：调整孔壁图像RGB分量值；转换颜色空间、合适阈值二值化、二值图像数学形态学操作、像素点统计计算。本发明通过对钻摄像技术获取的孔壁图像进行分析处理，能够快速、准确的识别出岩石的面孔隙度，为工程实践和科学研究提供一个有意义的参数。
一种基于图像岩石孔隙识别方法

[发明专利]一种岩体结构回转摄像钻杆-CN202011456282.8有效
发明人：韩增强;王川婴;汪进超;王益腾 -专利权人：中国科学院武汉岩土力学研究所
申请日： 2020-12-10 - 公布日： 2022-04-01 - 主分类号： E21B47/002 文献下载
摘要：本发明公开了一种岩体结构回转摄像钻杆，包括钻杆，所述钻杆的一端安装有钻头，所述钻杆的外侧边对称套设安装有与所述钻杆相适配的安装环一与安装环二，且所述安装环一与所述安装环二互相适配，所述安装环一与所述安装环二的两侧边均安装有固定块，所述固定块上均贯穿安装有螺纹套，所述螺纹套的内部均贯穿安装有与所述螺纹套相适配的固定螺栓，所述钻杆的外侧边与所述固定螺栓相对应的位置均开设有与所述固定螺栓相适配的固定孔，所述安装环一的顶部以及所述安装环二的底部均开设有安装槽，所述安装槽的外侧边均安装有与所述安装槽相适配的盖板，所述盖板上均嵌设安装有强化透明玻璃板，所述安装槽的内部均安装有挡块一与挡块二。
一种结构回转摄像钻杆

[发明专利]一种岩体钻孔摄像探头居中装置-CN202010915843.X有效
发明人：崔臻;盛谦;韩增强;王川婴 -专利权人：中国科学院武汉岩土力学研究所
申请日： 2020-09-03 - 公布日： 2022-04-01 - 主分类号： E21B47/002 文献下载
摘要：本发明公开了一种岩体钻孔摄像探头居中装置，包括导向头单元，还包括居中单元和环形镜头单元，居中单元包括居中单元壳体和支腿结构，环形镜头单元内设置有钻孔摄像主机，居中单元壳体的侧壁周向均匀设置有多个纵槽，每个纵槽处设置有对应的支腿结构。支腿结构包括被动支腿、滚轮、主动支腿、传动柱、双向伸缩动作筒本发明可以使得探头在孔内保持居中的状态，提高成像质量，减少镜头磨损。可以通过滚轮提供前进或后退动力，增加探头在翻越孔内石渣等障碍时的越障能力；可以通过支腿结构主动缩回，可以通过孔内因缩孔导致的孔径变窄的区段。
一种钻孔摄像探头居中装置

[发明专利]基于加压应力解除式原位地应力测试装置及方法-CN202110002993.6有效
发明人：王益腾;王川婴;韩增强;汪进超 -专利权人：中国科学院武汉岩土力学研究所
申请日： 2021-01-04 - 公布日： 2022-03-29 - 主分类号： G01N3/12 文献下载
摘要：本发明公开了加压应力解除式原位地应力测试装置，包括综合测试钻杆、封隔孔内管钻具、测试孔内管钻具、井下内管加压器，井下安装工具和压力及孔径测量装置，与现有的钻探技术中的绳索取心钻杆7、绳索取心钻具8、绳索取心打捞器9配合完成地应力测量，本发明还公开了加压应力解除式原位地应力测试方法，解决了传统应力解除法的地应力测量装置操作复杂、测试装置不耐高温高压、测试结束后还需要做岩石力学试验的缺点，扩宽了应力解除法装置的探测深度范围，提升了测试装置的便捷度，成为一种新的地应力测试装置和方法，具有广阔的应用前景。
基于加压应力解除原位测试装置方法

[发明专利]一种孔内全景视频环状图像快速拼接融合成图方法-CN201910903069.8有效
发明人：邹先坚;王川婴;宋欢 -专利权人：中国科学院武汉岩土力学研究所
申请日： 2019-09-24 - 公布日： 2022-03-08 - 主分类号： G06T5/50 文献下载
摘要：本发明公开了一种孔内全景视频环状图像快速拼接融合成图方法，获得帧窄带状图像，获得方位角数据和深度数据；特征检测与匹配；确定窄带状图像的宽度实际偏移和高度实际偏移；对窄带状图像进行融合拼接；本发明不依靠辅助的物理罗盘指南针或电子罗盘及深度编码器；本发明操作简单易行，能够实现拼接出图过程的智能化和自动化分析处理，极大的减轻工作人员的负担，提高了工作效率，拼接融合图像在清晰度和准确性上远远高于原始的扫描线出图方法。
一种全景视频环状图像快速拼接融合方法

[发明专利]一种阵列式声波扫描的高精度钻孔成像方法及装置-CN202010372225.5有效
发明人：汪进超;王川婴;韩增强 -专利权人：中国科学院武汉岩土力学研究所
申请日： 2020-05-06 - 公布日： 2021-09-03 - 主分类号： E21B47/002 文献下载
摘要：本发明公开了一种阵列式声波扫描的高精度钻孔成像装置，扫描头位于保护壳体的底部，导向盖设置在扫描头底部，保护壳体由定位台板分隔为电路模块腔和扫描动力腔，扫描头的下部周向均匀布设有N个声波探头，本发明还公开了一种阵列式声波扫描的高精度钻孔成像方法，本发明利用了多个声波探头，实现了阵列式声波探头钻孔扫描的合理布置，采用扫描动力腔实现了钻孔的全方位声波扫描探测，形成了阵列式声波扫的高精度钻孔成像体系，解决了因仪器探头不居中而导致的声波钻孔成像结果失真和低精度的探测难题，实现了探测数据丰富，探测适应能力强，并在钻孔成像的探测精度问题上具有突破性和实质性进展，并具有显著的科学意义和经济实用价值。
一种阵列声波扫描高精度钻孔成像方法装置

[发明专利]一种基于声波周向扫描的钻孔围岩结构探测装置及方法-CN201911400862.2有效
发明人：汪进超;王川婴;韩增强;王益腾 -专利权人：中国科学院武汉岩土力学研究所
申请日： 2019-12-30 - 公布日： 2021-07-13 - 主分类号： E21B47/14 文献下载
摘要：本发明公开了一种基于声波周向扫描的钻孔围岩结构探测装置，扫描部件包括扫描部筒体和设置在扫描部筒体内的滑动密封装置、钻孔匹配头、直线电机、声波换能器和直线电机控制模块，方位部件包括方位部筒体和设置在方位部筒体下端的导向保护头，旋转部件包括旋转部筒体以及设置在旋转部筒体内的旋转电机控制模块和旋转电机，旋转部件还包括电滑环和旋转驱动轴，电路部件包括电路部筒体以及设置在电路部壳体内的电源模块、数据采集存储模块和控制电路模块，本发明还公开了一种基于声波周向扫描的钻孔围岩结构探测方法，本发明克服传统探测钻孔围岩结构的无方向性、范围局限性和结果解释复杂性问题。
一种基于声波扫描钻孔围岩结构探测装置方法

[实用新型]地应力测试组件-CN202021255872.X有效
发明人：王超;王益腾;王川婴;韩增强;董志红;魏幸雅;胡胜 -专利权人：中国科学院武汉岩土力学研究所
申请日： 2020-06-30 - 公布日： 2021-04-13 - 主分类号： E21B49/00 文献下载
摘要：一种地应力测试组件，涉及岩石力学测试领域，包括导向孔成孔钻具、测量孔成孔钻具、应力解除孔成孔钻具和尾部连接组件；所述导向孔成孔钻具包括第一转换头和夹持在第一转换头上的导向孔钻头；所述第一转换头可与所述尾部连接组件可拆卸的连接；所述测量孔成孔钻具包括第二转换头和夹持在第二转换头上的测量孔钻头，所述第二转换头可与所述尾部连接组件可拆卸连接；所述应力解除孔成孔钻具包括第三转换头和夹持在第三转换头上的应力解除孔钻头，所述第三转换头可与所述尾部连接组件可拆卸连接；本组件中的各个装置只需更换相应的转接头和钻头即可完成不同钻具的组装，方便快捷。
应力测试组件

[发明专利]一种多摄像头岩体结构摄像钻杆-CN202011451688.7在审
发明人：韩增强;王川婴;王益腾;王超 -专利权人：中国科学院武汉岩土力学研究所
申请日： 2020-12-10 - 公布日： 2021-03-16 - 主分类号： E21B47/002 文献下载
摘要：本发明公开了一种多摄像头岩体结构摄像钻杆，包括安装座，所述安装座上转动连接有钻杆本体，所述钻杆本体底端安装有钻头，所述钻杆本体外表面上套设有呈圆柱状设置的玻璃套筒，所述玻璃套筒内放置有红外线摄像头，所述红外线摄像头的数量为若干个，所述玻璃套筒的外侧面竖向滑动设置有刮环，所述刮环内壁与所述玻璃套筒的外侧面相接触。有益效果：刮环损坏时，可进行更换，避免刮环损坏后无法正常刮除泥土，钻头外表面均设有耐高温层，提高钻头的耐高温性能，提高钻头使用寿命，玻璃套筒可拆卸套设在钻杆本体上，当玻璃套筒内放置有红外线摄像头损坏时，需要进行维修，因此拆卸玻璃套筒，便于维修红外线摄像头。
一种摄像头结构摄像钻杆

[发明专利]一种基于钻孔壁质量指标的灌浆处理优化方法及系统-CN202010957405.X在审
发明人：韩增强;王川婴;胡胜;王益腾;董志红;魏幸雅 -专利权人：中国科学院武汉岩土力学研究所
申请日： 2020-09-13 - 公布日： 2020-12-25 - 主分类号： G06F30/20 文献下载
摘要：本发明涉及一种基于钻孔壁质量指标的灌浆处理优化方法，获取注浆孔钻设完成之后的孔壁岩体结构图像；识别并计算灌浆目标区段中不存在裂隙的完整区段的面积S1和不完整区段的面积S2，根据所述完整区段的面积S1和不完整区段的面积S2计算孔壁质量指标WQI；根据孔壁质量指标WQI的值所在范围确定对应的灌浆方案，所述灌浆方案包括灌浆压力、灌浆流量和/或灌浆材料的浆液配比设计。在灌浆施工之前，采用钻孔摄像观测孔壁岩体质量情况，定量化描述孔壁岩体质量，建立孔壁质量指标WQI与灌浆优化方案的关系，做到了灌浆方案的动态调整，使得灌浆方案更具针对性，改善灌浆效果。
一种基于钻孔质量指标灌浆处理优化方法系统

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