[发明专利]用于高温微观渗流实验的复眼式图像采集装置及分析方法

说明书

技术领域

本发明涉及的是一种用于高温微观渗流实验的复眼式图像采集装置及分析方法，属于渗流力学研究的微观实验方法领域，通过多个光纤摄像头组合成复眼式图像采集装置，实现了模拟地层高温条件下，追踪捕捉流体微元动态，同时兼顾全渗流场的宏观现象。

背景技术

目前，多相流体渗流力学研究中，微观渗流机理主要依靠的微观渗流实验获得第一手资料，作为微观实验系统的核心部件，图像采集系统主要由常规光学显微镜与CCD组成，能够实现固定点、固定放大倍数的微观图像的放大与采集。但是，随着渗流力学理论研究的日渐深入以及研究对象逐渐向深层地质环境拓展，该系统面临两方面主要问题：1）光学显微镜的镜头组的工作温度为室温范围，在高温环境中会因镜头变形、屈光异常而无法正常使用甚至损坏，使得整个微观实验系统无法模拟数百甚至数千米深地层的温度条件（>60℃），成为了限制微观渗流研究向深层地质环境拓展的重要瓶颈问题；2）此外，单一镜头能获得固定点、固定放大倍数的动态图像，但流体微元在多孔介质的孔、喉网络中的运动方向难以预测，单镜头难以跟踪流体微元在微观渗流网络中的随机运动，现有系统虽然可以依靠手动移动镜头，但镜头移动会使图像模糊，同时人手操作很难实现稳定的跟踪，极容易丢失目标；3）并且，固定的放大倍数无法兼顾全局（全流场）和局部细节（单一孔喉）信息。上述问题都已成为严重限制了微观渗流机理与宏观尺度特征结合的瓶颈问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种用于高温微观渗流实验的复眼式图像采集装置。针对目前的图像采集装置会在图像采集中无法兼顾多点动态、信息不全，手动跟踪、视频不稳定，重复性差等诸多问题；利用本发明方法能够有效克服。首先，本装置可以同时跟踪多个点位，后期数据可拼接，实现全场综合分析，因此，采集的图像数据比较全面；其次，本装置能够在有限空间中同时跟踪多点的动态图像，实时记录实验过程的图像的动态变化，克服了单一摄像头图像采集在动态过程中顾此失彼的问题；另外，本装置而且可以根据需要观察的图像范围进行放大倍数的调节，解决的整体与局部图像采集时的矛盾。因此，本装置是一种方便有效的图像采集装置。

本发明的技术方案如下：一种用于高温微观渗流实验的复眼式图像采集装置，其包括夹持有微观可视模型的模型夹持器、驱替系统、回压系统、围压系统、压力监视系统和温度控制系统；

其中，所述驱替系统用于驱替微观可视模型；所述回压系统与模型夹持器连通，以使所述微观可视模型的出口增压到预定的压力；所述围压系统与模型夹持器连通，使所述微观可视模型始终处于预定压力的环境中；压力监测系统用于监测围压压力、回压压力；温度控制系统与所述夹持器连通，为夹持器内部的微观可视模型提供一个定温环境；该系统包括图像采集系统，所述图像采集系统包括复眼式图像采集装置和图像分析子系统，所述复眼式图像采集系统对微观可视物理模型进行图像信息采集记录，并且输送到图像分析系统对微观可视模型内的剩余油进行定量分析。

进一步，所述复眼式图像采集装置为若干摄像头，其中1个摄像头位于中间位置，另外其它摄像头沿圆周方向均匀设置。

进一步，若干所述摄像头还可采用X式布置，四个点分别设置一个摄像头，中间位置一个摄像头。

进一步，所述摄像头为复眼式光纤摄像头或可调焦的针式摄像头，摄像头适应温度范围为-80℃～200℃。

其中1个摄像头位于中间位置，另外4个摄像头沿圆周方向均匀设置，微观可视模型为正方形，其中1个摄像头定位正方形的中心位置，另外4个摄像头定位正方形的四个角的位置。

本发明的另一目是提供一种采用上述的装置的对于剩余油进行定量分析方法，具体包括以下步骤：

步骤一：打开微观模型夹持器的上密封盖，装入微观可视化刻蚀模型于微观模型夹持器缸体内壁中部环状台阶上，过程中保证下缸体与微观可视化刻蚀模型之间无气泡、微观可视化刻蚀模型进出口之间相互连通，缓慢拧紧微观模型夹持器上密封盖，最后保证整个系统内的气泡完全排除，关闭微观模型夹持器的放空阀。