CN108632516A - 一种井下光纤成像摄像机 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种井下光纤成像摄像机，主要包括遥传单元、视频压缩单元、存储单元、成像单元、照明单元，其中成像单元包括前视摄像头和侧视摄像头，两个摄像头都有对应的光源，井内图像经透镜汇聚到成像光纤中，在光纤的另一端经透镜将井内图像恢复到感光芯片上，感光芯片经数字化之后输出前视图像和侧视图像，图像由视频压缩模块进行视频压缩，压缩之后的视频图像以每秒2帧的数字化图像通过遥传单元经测井电缆传输至地面***，以每秒25‑30帧的数字化图像存储到存储单元中，待仪器提出井口时，在地面读出。由于使用了成像光纤，感光芯片远离发热光源，有利于提高仪器的工作温度，并且使侧视摄像头的体积进一步减小，仪器结构进一步简化。

Description

一种井下光纤成像摄像机
技术领域
本发明涉及石油、勘探技术领域，具体涉及到一种存储式光纤成像的井下摄像仪器，应用于裸眼井或套管井中。
背景技术
已有的井下摄像机，主要有如下两种：单独存储式的井下摄像机，不能上传图片，在地面无法观测到井下状况，而且是照明模块和感光芯片在一起的设计结构，致使仪器的工作温度偏低，不适用于在深井或恶劣井况作业；采用光纤电缆传输的井下摄像机，可以实时上传视频，但还需要准备光纤电缆，下井成本高。现有的照明单元直射摄像头的正前方，可能会造成前方颗粒反光，摄像头测光不准。为了弥补以上缺陷，我们在摄像头结构、照明结构上都做了重新设计。
发明内容
为了克服井下摄像机照明使得感光芯片温度升高而限制了仪器的工作温度和使用环境。本发明的目的是提供一种井下光纤成像摄像机，由于成像中成像光纤的使用，使得照明结构和感光芯片分开，使得仪器的工作温度提高，照明灯与中心轴成25°角的设计，既能够更清晰的照亮井壁，又避免因为光太强造成摄像头采集视频信号有反光；照明灯及成像透镜前端设计了装有耐高温高压的透光蓝宝石玻璃窗口，使得仪器耐高温高压。
为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
一种井下光纤成像摄像机，主要包括遥传单元、视频压缩单元、存储单元、成像单元、照明单元；
其中，成像单元输出端与视频压缩单元相连，视频压缩单元输出端一端与遥传单元相连，另一端与存储单元相连。
成像单元包括前视摄像头和侧视摄像头，其中，前视摄像头包括透镜一、成像光纤一、透镜二、感光芯片一，侧视摄像头包括透镜三、成像光纤二、透镜四、感光芯片二，透镜一和透镜三前端分别装有耐高温高压的透光蓝宝石玻璃。
照明单元包括前视照明模块和侧视照明模块，其中，前视照明模块采用9个耐高温LED灯均匀分布在中心轴的结构，LED灯的方向与仪器轴线方向呈25°夹角，每个LED灯前端装有耐高温高压的透光蓝宝石玻璃。
井下光纤成像摄像机的工作原理：井内前视图像和侧视图像分别经透镜一和透镜三汇聚到成像光纤一和成像光纤二中，在成像光纤一和成像光纤二的另一端分别经透镜二和透镜四将井内前视图像和侧视图像分别恢复到感光芯片一和感光芯片二上，感光芯片一和感光芯片二经数字化之后，输出每秒25-30帧的数字化前视图像和侧视图像，这两种数字化图像，送视频压缩单元，进行视频压缩，压缩之后的视频图像，以每秒2帧的数字化图像通过遥传单元经测井电缆传输至地面***，以每秒25-30帧的数字化图像存储到存储单元中，待仪器提出井口时，在地面读出。
本发明的优点是：
1、摄像头使用了成像光纤，使感光芯片远离发热光源，有利于提高仪器的工作温度。
2. 前视9个照明LED灯的方向与仪器轴线方向呈25°夹角，此结构既能够更清晰的照亮井壁，又避免因为光太强造成摄像头采集视频信号有反光。
3. 每个LED灯前端装有耐高温高压的透光蓝宝石玻璃，使得仪器可以高温或恶劣井况下作业。
4、由于使用了成像光纤，侧视摄像头的体积进一步减小，使仪器结构进一步简化。
附图说明
图1本发明的仪器组成示意图；
图2本发明的照明单元装置结构示意图。
具体实施方式
如图1、图2所示，一种井下光纤成像摄像机，主要包括遥传单元11、视频压缩单元12、存储单元13、成像单元14、前视照明单元15、侧视照明单元16；
其中，成像单元14输出端与视频压缩单元12相连，视频压缩单元12输出端一端与遥传单元11相连，另一端与存储单元13相连。
前视摄像头包括透镜一21、成像光纤一25、透镜二22、感光芯片一27，侧视摄像头包括透镜三23、成像光纤二26、透镜四24、感光芯片二28，透镜一21和透镜三23前端分别装有耐高温高压的透光蓝宝石玻璃。
照明单元包括前视照明模块和侧视照明模块，其中，前视照明模块采用9个耐高温LED灯均匀分布在中心轴的结构，LED灯的方向与仪器轴线方向呈25°夹角，每个LED灯前端装有耐高温高压的透光蓝宝石玻璃。
井下光纤成像摄像机的工作原理：井内前视图像和侧视图像分别经透镜一21和透镜三23汇聚到成像光纤一25和成像光纤二26中，在成像光纤一25和成像光纤二26的另一端分别经透镜二22和透镜四24将井内前视图像和侧视图像分别恢复到感光芯片一27和感光芯片二28上，感光芯片一27和感光芯片二28经数字化之后，输出每秒25-30帧的数字化前视图像和侧视图像，这两种数字化图像，送视频压缩单元12，进行视频压缩，压缩之后的视频图像，以每秒2帧的数字化图像通过遥传单元11经测井电缆传输至地面***，以每秒25-30帧的数字化图像存储到存储单元13中，待仪器提出井口时，在地面读出。
如图2所示，照明灯6、照明窗口蓝宝石玻璃8和摄像透镜一窗口蓝宝石玻璃9安装到透镜座6上，该仪器的摄像头透镜一10的窗口和照明灯7的窗口都是独立分开的，并且在每一个窗口内壁上都有一道用来安装密封圈的槽，9个照明灯7的窗口在圆周上是均匀分布的，并且每一个都和仪器的中心轴呈25°的夹角，照明窗口蓝宝石玻璃8和摄像透镜一窗口蓝宝石玻璃9安装到相应的窗口内，内部利用圆形的弹性挡圈把透镜一21固定住，透镜座6在端面上有3个槽连通透镜一21的窗口蓝宝石玻璃9和外部，为的是能够将下井时透镜一21表面产生的气泡更好的排走。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，本发明的保护范围并不局限于此。任何基于本发明技术方案基础上的等效变换均属于本发明保护范围之内。

Claims (4)

1.一种井下光纤成像摄像机，其特征在于：主要包括遥传单元、视频压缩单元、存储单元、成像单元、前视照明单元、侧视照明单元；
其中，成像模块输出端与视频压缩模块相连，视频压缩单元输出端一端与遥传单元相连，另一端与存储单元相连。
2.根据权利要求1所述的井下光纤成像摄像机，其特征在于：所述成像单元包括前视摄像头和侧视摄像头，其中，前视摄像头包括透镜一、成像光纤一、透镜二、感光芯片一，侧视摄像头包括透镜三、成像光纤二、透镜四、感光芯片二，透镜一和透镜三前端分别装有耐高温高压的透光蓝宝石玻璃。
3.根据权利要求1所述的井下光纤成像摄像机,其特征在于，所述照明单元包括前视照明模块和侧视照明模块，其中，前视照明模块采用9个耐高温LED灯均匀分布在中心轴的结构，LED灯的方向与仪器轴线方向呈25°夹角，每个LED灯前端装有耐高温高压的透光蓝宝石玻璃。
4.根据权利要求1所述的井下光纤成像摄像机的工作原理，其特征在于：井内前视图像和侧视图像分别经透镜一和透镜三汇聚到成像光纤一和成像光纤二中，在成像光纤一和成像光纤二的另一端分别经透镜二和透镜四将井内前视图像和侧视图像分别恢复到感光芯片一和感光芯片二上，感光芯片一和感光芯片二经数字化之后，输出每秒25-30帧的数字化前视图像和侧视图像，这两种数字化图像，送视频压缩单元，进行视频压缩，压缩之后的视频图像，以每秒2帧的数字化图像通过遥传单元经测井电缆传输至地面***，以每秒25-30帧的数字化图像存储到存储单元中，待仪器提出井口时，在地面读出。
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