本實用新型屬于石油勘探技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種石油勘探用鉆井鉆頭。

背景技術(shù)：

石油能源的使用量急速增大，它的開采和勘探工作越來越緊迫，對于石油勘探首先要用到的裝置就是鉆井鉆頭。現(xiàn)有的典型石油勘探方法是通過鉆頭初探得到巖石碎片，然后對巖石碎片進(jìn)行切割等處理得到巖石薄片，進(jìn)一步對巖石薄片進(jìn)行鑒定作為石油開發(fā)的依據(jù)。

巖石薄片鑒定對油氣勘探開發(fā)有著極其重要的意義。傳統(tǒng)的巖石薄片鑒定是將勘探現(xiàn)場采集到的巖石薄片帶到實驗室，然后利用顯微鏡對巖石薄片的物質(zhì)成分和結(jié)構(gòu)進(jìn)行鑒定，這需要一定的時間周期和專業(yè)人士才能完成。

因此，石油勘探技術(shù)領(lǐng)域急需一種集石油勘探和薄片鑒定于一體的技術(shù)方案。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本實用新型提供了具備巖石薄片鑒定功能的石油勘探用鉆井鉆頭，包括：

聚晶金剛石復(fù)合片鉆頭，其內(nèi)部安裝有研磨刀片和夜視高清攝像頭；該研磨刀片和該夜視高清攝像頭都具有伸縮結(jié)構(gòu)；

鉆頭控制臺，通過控制傳輸線路連接該聚晶金剛石復(fù)合片鉆頭、該研磨刀片和該夜視高清攝像頭；通過數(shù)據(jù)傳輸線路連接該夜視高清攝像頭；

鉆頭外套，設(shè)置于聚晶金剛石復(fù)合片鉆頭的外面。

如上所述的具備巖石薄片鑒定功能的石油勘探用鉆井鉆頭，其中，該聚晶金剛石復(fù)合片鉆頭由接頭、鉆頭體、切削齒、排屑槽和噴嘴組成。

如上所述的具備巖石薄片鑒定功能的石油勘探用鉆井鉆頭，其中，該接頭嵌入在該鉆頭外套內(nèi)。

本實用新型的有益效果：

1、鉆頭同時具備兩大功能：一個是常規(guī)鉆井挖掘功能；另一個是巖石薄片鑒定功能。鉆頭裝置的基本結(jié)構(gòu)包括常規(guī)的PDC鉆頭、研磨刀片和巖石薄片鑒定模塊，其中巖石薄片鑒定模塊又包括夜視高清圖像采集設(shè)備、數(shù)據(jù)傳輸線路。

2、本實用新型能夠?qū)κ涂碧阶鳂I(yè)進(jìn)行快速評價，進(jìn)一步做出現(xiàn)場指示，是一種簡便準(zhǔn)確、經(jīng)濟(jì)簡便的石油開發(fā)評價方法。

3、在鉆頭控制系統(tǒng)中，將巖石薄片與前期產(chǎn)生的訓(xùn)練模型進(jìn)行匹配，產(chǎn)生巖石薄片鑒定報告，充分發(fā)揮巖石薄片鑒定在石油勘探中的應(yīng)用價值。

附圖說明

下面結(jié)合附圖和具體實施方式來詳細(xì)說明本實用新型：

圖1是具備巖石薄片鑒定功能的石油勘探用鉆井鉆頭結(jié)構(gòu)圖。

圖2是本實用新型PDC鉆頭結(jié)構(gòu)圖。

圖3是研磨狀態(tài)示意圖。

圖4是拍攝狀態(tài)示意圖。

圖5是巖石薄片圖像的分類方法示意圖。

具體實施方式

為了使本實用新型技術(shù)實現(xiàn)的措施、創(chuàng)作特征、達(dá)成目的與功效易于明白了解，下面將結(jié)合本實用新型實施例中的附圖，對本實用新型實施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本實用新型一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒緦嵱眯滦椭械膶嵤├绢I(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本實用新型保護(hù)的范圍。

如圖1所示，本實用新型具備巖石薄片鑒定功能的石油勘探用鉆井鉆頭包括：

聚晶金剛石復(fù)合片鉆頭（簡稱為PDC鉆頭）5，其內(nèi)部安裝有研磨刀片6和夜視高清攝像頭4；研磨刀片6和夜視高清攝像頭4都具有伸縮結(jié)構(gòu)。

鉆頭控制臺1，通過控制傳輸線路2連接PDC鉆頭5、研磨刀片6和夜視高清攝像頭4，用以控制相應(yīng)的工作狀態(tài)進(jìn)行；通過數(shù)據(jù)傳輸線路3連接夜視高清攝像頭4，用以回傳具有伸縮結(jié)構(gòu)的夜視高清攝像頭4所拍攝到的照片；

鉆頭外套7，設(shè)置于聚晶金剛石復(fù)合片鉆頭5的外面，用來保護(hù)聚晶金剛石復(fù)合片鉆頭5、研磨刀片6、具有伸縮結(jié)構(gòu)的夜視高清攝像頭4、控制傳輸線路2和數(shù)據(jù)傳輸線路3不受損壞。

PDC鉆頭5通過控制傳輸線路2和數(shù)據(jù)傳輸線路3進(jìn)行作業(yè)控制和數(shù)據(jù)采集。

如圖2所示，PDC鉆頭5主要由接頭8、鉆頭體9、切削齒10、排屑槽11和噴嘴12組成。接頭8嵌入在鉆頭外套7內(nèi)。

本實用新型有四個工作狀態(tài)：

一、鉆井狀態(tài)：這時，控制臺1控制數(shù)據(jù)傳輸線路3、具有伸縮結(jié)構(gòu)的夜視高清攝像頭4和研磨刀片6處于休眠狀態(tài)，隱藏在鉆頭外套7內(nèi)。鉆頭控制臺1通過控制傳輸線路2控制PDC鉆頭5展開，通過切削方式切入地層，打入一定深度進(jìn)行鉆井作業(yè)。進(jìn)行鉆井作業(yè)。圖1示出的就是鉆井狀態(tài)的結(jié)構(gòu)圖。

二、研磨狀態(tài)：如圖3所示，當(dāng)PDC鉆頭5完成鉆井作業(yè)，形成巖石的切削面后，即進(jìn)入研磨狀態(tài)。這時，控制臺1通過控制傳輸線路2控制PDC鉆頭5收縮隱藏，研磨刀片6伸出，開始研磨工作，進(jìn)行細(xì)磨和拋光。

三、拍攝狀態(tài)：如圖4所示，研磨完成后，研磨刀片6收縮，夜視高清攝像頭4伸出鉆頭裝置，進(jìn)入工作狀態(tài)，對打磨后的巖石切削面進(jìn)行拍攝，產(chǎn)生巖石薄片圖像，并通過數(shù)據(jù)傳輸線路3將采集到的巖石薄片圖像回傳到控制臺1。

四、鑒定狀態(tài)：在控制臺1中，將巖石薄片圖像與前期產(chǎn)生的訓(xùn)練模型進(jìn)行匹配，對巖石薄片在碎屑組分和填隙物等方面進(jìn)行鑒定。

如圖5所示，本實用新型采用AlexNet模型來處理巖石薄片圖像的分類。

步驟一，利用大量的巖石薄片圖像進(jìn)行深度學(xué)習(xí)與訓(xùn)練，產(chǎn)生碎屑組分和填隙物的分類模型：碎屑組分分成石英、長石、巖屑、其他礦物、盆屑、火山碎屑、炭屑7類；填隙物分成粘土、炭質(zhì)粘土、方解石、白云石、高嶺石、硅質(zhì)、黃鐵礦7類。

步驟二，將巖石薄片圖像分別在碎屑組分分類模型和填隙物的分類模型這兩個分類模型中進(jìn)行匹配，自動獲得碎屑組分和填隙物主成分的鑒定結(jié)果。

在具體分類與鑒定方法方面，本實用新型配合安裝在控制臺1中的軟件方法進(jìn)行。在此不贅述。

本實用新型將巖石薄片鑒定功能嵌入到石油勘探鉆井鉆頭控制系統(tǒng)中，解決了傳統(tǒng)石油勘探中的兩個缺陷：

1、巖石薄片需要在巖石標(biāo)本的基礎(chǔ)上通過切割得到，巖石薄片的鑒定需要在實驗室利用顯微鏡完成。

2、巖石薄片的鑒定需要具有礦物巖石學(xué)知識的專業(yè)人士才能完成，并且具有一定的時間周期。

以上顯示和描述了本實用新型的基本原理、主要特征和本實用新型的優(yōu)點。本行業(yè)的技術(shù)人員應(yīng)該了解，本實用新型不受上述實施例的限制，上述實施例和說明書中描述的只是說明本實用新型的原理，在不脫離本實用新型精神和范圍的前提下本實用新型還會有各種變化和改進(jìn)，這些變化和改進(jìn)都落入要求保護(hù)的本實用新型范圍內(nèi)。本實用新型要求保護(hù)范圍由所附的權(quán)利要求書及其等同物界定。