КОНТРОЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО И СИСТЕМА ДЛЯ СТВОЛА СКВАЖИНЫ С СИСТЕМОЙ САМООЧИСТКИ И СПОСОБ ЗАКЛАДКИ ВЗРЫВЧАТЫХ ВЕЩЕСТВ В СТВОЛАХ СКВАЖИН Российский патент 2016 года по МПК E21B47/02 F42D1/22 G01N21/15 

Изобретение относится к области техники, относящейся к закладке взрывчатого вещества в стволы взрывных скважин и/или соответствующим устройствам или инструментам осуществления контроля правильности заполнения взрывчатым веществом в стволах скважин для повышения безопасности и производительности взрыва.

Настоящим изобретением предложено контрольное устройство и система для ствола скважины, выполненные с возможностью, благодаря новому конструктивному исполнению различных частей, оставаться внутри ствола скважины в течение всего процесса закладки взрывчатого вещества, передавая в режиме реального времени изображения, для их визуального наблюдения на беспроводных бинокулярных устройствах и/или для сохранения их в запоминающем устройстве с помощью очков визуального наблюдения, которые пользователи могут носить при взрывных работах.

Сегодняшняя методология регулирования процесса заполнения при закладке взрывчатого вещества в стволах скважин основана на периодической проверке уровня заполнения взрывчатым веществом с помощью мерной ленты и на систематической проверке длины забивки, то есть финальной длины ствола скважины, оставшегося свободным от взрывчатого вещества, и подлежащего заполнению инертным материалом, удерживающим в заданном объеме энергию, производимую взрывчатым веществом во время детонации.

Имеются обычные рабочие методологии, по которым, в общем, собирают информацию из рапортов бурильщиков по стволам скважин, обеспечивающую, в большей или меньшей степени, обнаружение проблем, относящихся к геологии грунта, таких как присутствие пустот, с которыми пересекались стволы скважин, трещин в грунте, переслаивания пластов пониженной/повышенной твердости и т.д.

В варианте стволов скважин с закладкой, считающихся проблематичными вследствие упомянутой геологии, в настоящее время является обязательным использование патронов либо в форме патронов, снаряженных в заводских условиях, или в форме патронов, снаряжаемых на площадке насыпным взрывчатым веществом. Если возникают сомнения, проверку выполняют с помощью мерной ленты с грузом для контроля надлежащего заполнения взрывчатым веществом объема ствола скважины. В некоторых случаях стволы скважин обсаживают для предотвращения утечки взрывчатого вещества через трещины или каверны грунта. Вместе с тем, сегодня неопределенность при закладке взрывчатого вещества в ствол скважины унаследована от времени, когда отсутствовала возможность в режиме реального времени получить изображение процесса заполнения.

Что касается контроля стволов взрывных скважин с помощью видеокамер, сегодня это является редкой, часто маргинальной задачей, поскольку препятствует нормальному процессу закладки, в связи с тем, основано на устройствах с конструктивным исполнением, не обеспечивающим визуального контроля в процессе закладке взрывчатого вещества. Проблемы с устройствами, защемляемыми внутри стволов скважин, и проблемы от грязи, осаждающейся на видоискатели камер, существенно уменьшают функциональную производительность в существующих системах контроля.

Цилиндрический, по существу, ствол взрывной скважины значительно отличается от трубы любого другого типа. Основная разница состоит в том, что данные стволы строят для заполнения взрывчатым веществом и последующего разрушения в процессе, известном как взрывная отбойка. При бурении ствола в горной породе, почти всегда без защиты или креплений на стенке ствола скважины, значительно увеличивающих стоимость и замедляющих процесс взрывной отбойки, вывалы горной породы или оползни горной породы являются частыми и могут прихватывать любой объект, спущенный в ствол скважины. Кроме того, сам процесс закладки уже включает в себя залив или ввод взрывчатых веществ, при этом часто прихватываются объекты, остающиеся внутри ствола скважины.

Настоящее изобретение решает вышеупомянутые проблемы с помощью контрольного устройства для ствола скважины по п.1 формулы изобретения, системы контроля ствола скважины по п.3 формулы изобретения и способа закладки взрывчатых веществ в стволах скважин по п.14 формулы изобретения. Зависимые пункты формулы изобретения определяют предпочтительные варианты осуществления настоящего изобретения.

В первом аспекте изобретения создано контрольное устройство ствола скважины, содержащее трубчатый корпус, осветительное средство и средство получения изображения, размещенные в трубчатом корпусе, по меньшей мере один канал циркуляции для текучей среды под давлением и распыляющий элемент, подходящий для набрызгивания текучей среды, циркулирующей по меньшей мере через один канал циркуляции на прозрачную крышку, обеспечивающую освещение и получение изображения, проходящие через нее.

Контрольное устройство ствола скважины можно очищать без извлечения на поверхность с помощью очищающей текучей среды, подаваемой снаружи, которая набрызгивается с помощью распыляющего элемента на прозрачный видоискатель средства получения изображения, установленного внутри ствола скважины.

В предпочтительном варианте осуществления контрольное устройство ствола скважины имеет кольцевой канал циркуляции.

Несмотря на конструктивное исполнение с возможностью устранения конкретных недостатков существующих средств контроля в стволах скважин, контрольное устройство согласно первому аспекту изобретения можно использовать для контроля в других, по существу, трубных каналах, в которых имеется риск загрязнения прозрачного элемента или видоискателя, через который получают изображения.

Во втором аспекте изобретения создана система контроля ствола скважины, содержащая контрольное устройство ствола скважины согласно первому аспекту изобретения, и гибкую трубу для технологических линий с некоторой жесткостью на кручение и с размещенным внутри средством подачи текучей среды и средством передачи данных.

В предпочтительном варианте осуществления контрольное устройство ствола скважины содержит центрирующий элемент, деформирующийся под действием силы, который имеет память формы и двойной изгиб, обеспечивающий надлежащее центрирование контрольного устройства внутри ствола скважины, и деформирующийся в случае периодического напряжения, с потерей двойного изгиба и становясь похожим на трубчатый корпус, аналогичный трубе для технологических линий, проходящей к нему от поверхности. Центрирующий элемент имеет верхний сектор, который в ситуации использования занимает верхнее положение, по существу, с опиранием на стенку ствола скважины, и нижний сектор, который в ситуации использования занимает нижнее положение, по существу, по центру в стволе скважины. Данное конструктивное исполнение центрирующего элемента также существенно снижает риск защемления.

Центрирующий элемент предпочтительно расположен на месте между контрольным устройством и трубой для технологических линий, так что нижний сектор центрирующего элемента, по существу, располагающийся по центру в стволе скважины в ситуации использования, также, по существу, удерживает контрольное устройство, расположенное по центру.

В контексте настоящего изобретения, положение, по существу, по центру в стволе скважины следует понимать как такое, в котором средство получения изображения имеет удовлетворительное поле обзора сечения ствола скважины. Аналогично, самоочистку следует понимать, как операции, обеспечивающие очистку прозрачной крышки-видоискателя, через которую получают изображения, с использованием очищающей текучей среды, подаваемой с оборудования за пределами ствола скважины, при этом не требуется извлечения оборудования на поверхность.

Тем не менее, центрирующий элемент может продольно соединяться, исключая образование выступов, с трубой для технологических линий, при этом частично или полностью включая в себя трубу, или содержаться в нижнем участке трубы для технологических линий, при этом последняя имеет в обоих случаях форму с двойным изгибом в центрирующем элементе вследствие своей гибкости, и то, и другое соединяется с контрольным устройством ствола скважины.

Выпрямительный элемент может быть расположен между центрирующим элементом и трубой для технологических линий, обеспечивая некоторый свободный поворот центрирующего элемента вокруг оси, по существу перпендикулярной оси ствола скважины, предназначением выпрямительного элемента является создание участка системы ниже по потоку от выпрямительного элемента, независимого от влияния возможной кривизны вследствие памяти формы трубы для технологических линий.

В предпочтительном варианте осуществления очищающая текучая среда предпочтительно является сжатым воздухом пневмосистемы, с возможностью введения различных количеств очищающей текучей среды для осуществления и улучшения очищающего действия.

Важным является максимальное уменьшение нежелательных проблем защемления оборудования внутри стволов скважин. Поэтому элементы, которые спускают в ствол скважины, соединяются вместе без значительных выступов, так что труба для технологических линий в форме шланга, проходящая с оборудованием от поверхности, внутри которой размещены и защищены по всей длине ствола скважины трубы и системы проводов, необходимые для получения изображений, освещения и подачи очищающей текучей среды, представляет максимальный диаметр компонентов оборудования, спускаемого в стволах скважин. Труба для технологических линий имеет последовательность жестких участков в своей конструкции, которые должны обеспечивать и содействовать выполнению задачи контроля.

В одном варианте осуществления трубы оптоволоконных кабелей можно использовать как средство получения изображения и осветительное средство, в котором трубы предназначены для освещения с передачей света с поверхности, и предназначены для передачи изображения изнутри ствола скважины обратно на поверхность для обработки, причем указанные оптические трубы защищены в передней части прозрачной крышкой.

В предпочтительном варианте осуществления система содержит средство совмещения полученного изображения изнутри ствола скважины с величиной, указывающей глубину ствола скважины, соответствующую изображению, и видеосистему, содержащую беспроводные бинокулярные очки для визуального наблюдения компоновки. Предпочтительно, данный вариант осуществления должен обеспечивать рассмотрение, анализ и воспроизведение происходящего внутри ствола скважины со знанием глубины, поскольку цифровая величина, указывающая упомянутую глубину, интегрирована в полученное видеоизображение в режиме реального времени. Кроме того, беспроводные видеоочки визуального наблюдения дают операторам значительную мобильность и обеспечивают устранение типичных недостатков обычных дисплеев видеосистем, когда их используют не в помещениях, а на открытом воздухе.

Изображения и/или отсчеты глубины можно, кроме того, или альтернативно записывать в запоминающие устройства для их рассмотрения позже.

В третьем аспекте изобретения создан способ закладки взрывчатых веществ в стволе скважины, содержащий спуск в ствол скважины устройства системы контроля ствола скважины согласно второму аспекту изобретения, закладку взрывчатых веществ в стволе скважины и получение изображений изнутри ствола скважины с помощью системы контроля ствола скважины в процессе закладки взрывчатых веществ в стволе скважины.

Способ закладки взрывчатых веществ в стволе скважины может содержать выполнение, по меньшей мере, одной операции очистки на прозрачной крышке контрольного устройства для ствола скважины, установленного внутри ствола скважины.

В предпочтительном варианте осуществления способ закладки взрывчатых веществ в стволе скважины содержит наблюдение в процессе закладки взрывчатого вещества в стволе скважины, изображений закладки в стволе скважины вместе с величиной, указывающей глубину ствола скважины, соответствующей полученному изображению, в видеосистеме, содержащей беспроводные бинокулярные очки.

Предпочтительно, способ закладки в стволах скважины изобретения обеспечивает контроль процесса закладки взрывчатого вещества внутри стволов скважин на основе изображений и информации о глубине, на которой устройство установлено, которые могут визуально наблюдать в режиме реального времени операторы технологического процесса, имеющие возможность записи для последующего анализа. В результате предпочтительной конструкции системы, которая исключает проблемы защемления при спускоподъемных операциях в стволах скважин, обеспечивая быструю самоочистку в любое время, не требуя извлечения камеры из ствола скважины, обзор по центру ствола скважины и визуальное наблюдение поддерживается в любое время.

Что касается производительности использования взрывчатого вещества, одновременное визуальное наблюдение закладки взрывчатого вещества дает огромные возможности для оптимального распределения взрывчатого вещества. Например, возможность визуальной проверки в режиме реального времени в процессе закладки наличия и фактического местоположения переслоенного пласта малой однородности (например, глин), обеспечивает заполнение материалом инертной забивки области влияния данного мягкого слоя, в который взрывные газы могут преждевременно уходить без выполнения полезной работы, а затем продолжение заполнения взрывчатым веществом.

Производительность использования взрывчатого вещества также улучшается благодаря эффективному и быстрому решению проблем защемления патронов. В известных способах закладки взрывчатых веществ патроны отправляют один за другим, подрывники более или менее квалифицированно проверяют надлежащее прохождение патроном проблематичной области ствола скважины по звуку, который патрон производит, ударяясь о дно или остальную закладку. В случае защемления патрона средство извлечения патрона сегодня применяется весьма рудиментарное, основанное на попытке вслепую зацепить крюком защемленный патрон. В результате создания устройства и системы изобретения возможность иметь изображения характера защемления должна обеспечивать более безопасное и эффективное устранение проблемы.

В дополнение к выполненному описанию ниже приведено описание для лучшего понимания признаков изобретения согласно предпочтительному варианту осуществления на практике, чертежи, приложенные к описанию в качестве составной части, носят иллюстративный и не ограничивающий характер, на чертежах показано следующее.

На Фиг.1A показано продольное сечение двойного трубчатого корпуса с устройством контроля ствола скважины изобретения. На Фиг.1B показано сечение AB в состоянии перед (сверху) и во время (снизу) активирования процесса очистки.

На Фиг.2A схематично показан общий вид работы системы изобретения в процессе закладки взрывчатых веществ в стволе скважины. На Фиг.2B и 2C показана установка центрирующего элемента во время прохода патрона взрывчатого вещества.

На Фиг.3 показан вид сбоку и спереди различных элементов, собранных на шасси в одном варианте осуществления системы изобретения.

На Фиг.4 показаны два вида сбоку и два вида спереди деталей многоцелевого устройства, раскрытого в подробном описании, в котором размещается система индикатора глубины и устройство очистки.

На Фиг.5 схематично показаны основные элемента системы изобретения, а именно система самоочистки, центрирующая система и беспроводная приемная система на основе автономного оборудования согласно предпочтительному варианту осуществления.

На Фиг.6 показана с увеличением деталь индивидуального беспроводного приемника по типу очков с возможностью приема видеосигнала и информации о метраже глубины и объединения их в видеоизображение для визуального наблюдения.

На Фиг.1A схематично показано продольное сечение устройства контроля ствола скважины согласно изобретению. Цилиндрический корпус (7) с диаметром значительно меньше диаметра ствола скважины, который содержит осветительное средство (10) для освещения ствола скважины и средство (9) получения изображения, например камеру, в герметичном исполнении, можно видеть на Фигуре. Распыляющий элемент (1), предпочтительно, относящийся к типу с кольцевым распылением, хотя может относиться к любому типу, обеспечивающему набрызгивание текучей среды под давлением, и канал (16) циркуляции текучей среды предназначены для выполнения операций самоочистки, не требующих извлечения оборудования на поверхность, с набрызгиванием, когда требуется, очищающей текучей среды (4), подаваемой с поверхности, на прозрачную крышку (2), через которую освещается ствол скважины и получаются изображения ствола скважины. Прозрачная крышка (2) может очищаться периодически для удаления любых остатков грязи, осаждающейся на элемент, или с помощью непрерывного набрызгивания текучей среды, при этом создается турбулентность с помощью воздушной пробки для предотвращения осаждения любых инородных тел на прозрачную крышку (2).

В показанном варианте осуществления цилиндрический корпус (7) является двойным корпусом, с внутренним корпусом и наружным корпусом с некоторым зазором между ними, подходящим для циркуляции очищающей текучей среды (4), таким образом, образующими конфигурацию кольцевого канала (16) циркуляции. Вместе с тем, конфигурация с одним или несколькими альтернативными каналами циркуляции, например несколькими различными каналами, может быть выполнена.

В одном варианте осуществления, очищающая текучая среда (4) должна предпочтительно содержать сжатый воздух (5), к которому может добавляться больше или меньше очищающей текучей среды (6) любого типа для восстановления прозрачности и чистоты в поле (33) обзора камеры. На Фиг.1B показано сечение AB Фиг.1A в состоянии перед (сверху) и во время (снизу) активирования процесса очистки с помощью очищающей текучей среды (4), где показан эффект сканирования энергии, создаваемый очищающей текучей средой (4), при набрызгивании с помощью распыляющего элемента (1) на прозрачную крышку (2).

На Фиг.1A дополнительно показано, что соединение корпуса (7) расположено внутри в задней части для исключения образования выступов в нижнем секторе (31) центрирующего элемента (22,) имеющего двойной изгиб в центральном участке.

На Фиг.2A показан общий вид системы контроля ствола скважины согласно изобретению в процессе закладки шашек (35) взрывчатого вещества в ствол (72) скважины. Трубчатый корпус (7), в котором размещено средство (9) получения изображения, соединенный с нижним концом дважды изогнутого центрирующего элемента (22), соединенного верхним концом с цилиндрической трубой (25), частично намотанной на вращающийся барабан (26) на поверхности, можно видеть внутри ствола (72) скважины. Система проводов и труб, необходимая для освещения, получения изображения и подачи очищающей текучей среды, защищена и установлена внутри гибкой трубы (25) для технологических линий в форме шланга, которая может относиться к полужесткому типу, с диаметром, аналогичным диаметру трубчатого корпуса (7) для исключения выступов, приводящих к проблемам защемления, или плоского типа, не показанного на чертеже, в таком варианте диаметр, в общем, не является диаметром цилиндра, кроме случая набухания при подаче воздуха в процессе времени контроля. В любом варианте выбирают трубу (25) для технологических линий, имеющую номинальный диаметр, аналогичный диаметру корпуса (7) для соответствия принципам, уменьшающим проблемы защемления.

Труба (25) для технологических линий по типу полужесткого шланга или весьма продольно гибкая труба обеспечивает намотку на барабан (26), что является наиболее удобным и общепринятым способом хранения оборудования. Данный тип трубы (25) для технологических линий имеет следующие преимущества.

• Номинальный диаметр трубы может являться аналогичным диаметру трубчатого корпус (7), исключая выступы, таким образом минимизируется защемление, как упомянуто выше.

• Некоторая поперечная жесткость трубы лучше защищает систему проводов и труб для передачи изображения, света и очищающей текучей среды.

• В случае защемления некоторая продольная жесткость трубы (сильнее выраженная в варианте гибких труб) обеспечивает попеременное вытягивание и проталкивание, которого часто достаточно для решения проблемы защемления. Это невозможно с элементами, лишенными некоторой продольной жесткости, такими как стандартные кабели, в общем, используемые для контрольных камер известной техники, например.

• Труба может быть выполнена приспосабливающейся к неровностям, и небольшим искривлениям, или отклонениям ствола скважины.

• Некоторая жесткость на кручение предотвращает возникновение неуправляемого вращения полученных изнутри ствола скважины изображений, что весьма типично при использовании кабеля для подвески, подачи электропитания и приема видеоизображений.

Вместе с тем, данный тип трубы может иметь некоторую память криволинейной формы (поскольку трубу обычно наматывают на барабан, как показано на Фиг.2A, 3 и 5), что может нарушать центрирующее действие трубы (25) для технологических линий. Данный недостаток можно устранить вставлением выпрямительного элемента (36) между центрирующим элементом (22) и цилиндрической трубой (25), создающим некоторое плоское вращении, так что он выпрямляет, с помощью данного плоского вращения, возможную нежелательную кривизну цилиндрических труб (25), делая контрольное устройство независимым в некоторой степени от памяти формы трубы (25) для технологических линий. Выпрямительный элемент (36) может, например, представлять собой короткий сектор плоского шланга, который легко изгибается в продольном направлении, выпрямляя нежелательную кривизну, возникшую в результате памяти формы трубы (25) для технологических линий.

Хотя это не показано на чертежах, труба (25) для технологических линий может альтернативно являться шлангом плоского типа, если, например, используется трубчатый корпус с некоторой жесткостью, как внутренняя труба для подачи очищающей текучей среды, или для системы проводов для обеспечения некоторых преимуществ, описанных для полужестких шлангов. Например, это должно обеспечивать проталкивание и вытягивание шланга при условии некоторой жесткости корпуса, установленного в плоском шланге, для преодоления любых проблем защемления. Плоский шланг, предпочтительно, естественным образом опирается на поддерживающую стенку ствола скважины, без тенденции образования спиралей при условии его некоторой сплющенности, предпочтительно придавая вертикальное положение нижнему сектору (31) центрирующего элемента. Выпрямительный элемент (36), обеспечивающий некоторое плоское вращение, не является необходимым для плоской трубы (25) для технологических линий, поскольку, когда труба (25) для технологических линий несет некоторый вес, она легко теряет тенденцию к искривлению.

Центрирующий элемент (22) является деформирующимся под действием напряжения (например, при проходе патрона взрывчатого вещества), и способен лишиться двойного изгиба и стать напоминающим прямолинейный трубчатый корпус, аналогичный трубе (25) для технологических линий в показанном варианте осуществления, таким образом, исключая любой выступ, подвергающий устройство риску защемления, но с памятью формы, восстанавливающей исходную форму и местоположение, когда напряжение снимается. Можно наблюдать, что в естественной ситуации с двойным изгибом верхний сектор (28) центрирующего элемента (22) находится, по существу, в контакте со стенкой (29) ствола скважины, и нижний сектор (31) центрирующего элемента, соединенный с трубчатым корпусом (7), сохраняет вертикальное положение и, по существу, расположен по центру в стволе (72) скважины. Установке в положение по центру способствует некоторая крутильная жесткость трубы (25) для технологических линий, соединенной без какого-либо выступа, подвергающего систему риску защемления. В непоказанном варианте осуществления центрирующий элемент соединяется, исключая образование выступов, в продольном секторе трубы (25) для технологических линий, причем центрирующий элемент включает в себя трубу (25) для технологических линий в данном секторе, или труба (25) для технологических линий включает в себя центрирующий элемент в данном секторе, так что в любом из двух вариантов данный сектор трубы (25) для технологических линий принимает характерную форму соединенного центрирующего элемента.

На Фиг.2B и 2C показан с увеличением вид установки центрирующего элемента (22) в ситуации равновесия, с верхним сектором (28), по существу, опирающимся на плоскость (29) скольжения ствола скважины и нижним сектором (31), по существу, расположенным по центру в стволе скважины вблизи оси (73) симметрии ствола скважины, в результате двойного искривления; и в ситуации, в которой патрон (35) взрывчатого вещества проходит место установки центрирующего элемента (22) в стволе (72) скважины. Когда патрон (35) взрывчатого вещества проходит место установки центрирующего элемента (22) в стволе скважины, элемент деформируется либо благодаря частичному повороту нижнего сектора (31), как показано на Фиг.2B, что вызывает деформацию кручения трубы (25) для технологических линий, которая должна стремиться к равновесию, возвращаясь к своему месту установки, когда патрон (35) проходит, или благодаря продольной деформации при прохождении патрона (35), как показано на Фиг.2C, при этом положение равновесия восстанавливается, когда патрон выходит за пределы центрирующего элемента (22), при условии упомянутых выше признаков. Виды спереди сечения AB в обоих вариантах также показаны с деформацией и/или перемещением центрирующего элемента (22) при прохождении патрона (35).

В предпочтительном варианте осуществления трубы с оптоволоконным кабелем можно использовать, как средство (9) получения изображения и осветительное средство (10), предназначенные для освещения, передачи света с поверхности и обратной передачи изображения для обработки изнутри ствола скважины на поверхность, каналы оптоволоконного кабеля защищены в передней части прозрачной крышкой (2), которая должна являться объектом действия самоочистки.

Наибольший диаметр элементов, спускаемых в стволы скважин, который должен, в общем, соответствовать трубе (25) для технологических линий, предпочтительно меньше или равен приблизительно 30% диаметра ствола скважины, что должно обеспечивать нахождение устройства внутри ствола скважины при вводе взрывчатых веществ в формате патронов.

На Фиг.3 показан вид сбоку и спереди возможной конфигурации системы, в которой вращающийся барабан (26), сконструированный, например, с возможностью втягивания и выпуска в одной и той же плоскости намотки (намотки спирального типа) всей длины трубы (25) для технологических линий, с трубчатым корпусом (7), в котором размещается средство (9) получения изображения, центрирующим элементом (22) и выпрямительным элементом (36), который обеспечивает выпрямление некоторой кривизны от памяти формы, действующей в трубе (25) для технологических линий, таким образом, содействуя спуску устройства контроля в ствол скважины.

В предпочтительном варианте осуществления система контроля ствола скважины содержит средство, необходимое для обеспечения передачи сигнала отображения, сначала через систему проводов или труб, установленных вдоль ствола скважины внутри трубы (25) для технологических линий несущей оборудование, на элемент обработки сигнала и беспроводной передатчик (48), установленный на поверхности, выполненный с возможностью передачи с помощью антенны сигнала, несущего изображение и численную величину глубины, на которой устройство установлено внутри ствола скважины. Величину глубины выдает индикатор (57) глубины, в данном варианте осуществления, счетчик (57) метража с установкой на ноль, установленный в многоцелевом элементе (56) описанном ниже. Сигнал изображения и синхронизации (изображение-глубина) может быть передан на один или несколько беспроводных приемников (53) для отображения.

В предпочтительном варианте осуществления беспроводной приемник (53) содержит видеоблок с базовыми функциями (воспроизведение, запись, перемотка вперед и перемотка назад) и элемент (54) для просмотра изображений, предпочтительно, типа бинокулярных очков для изучения и анализа видеоизображений, при этом устраняются обычные проблемы дисплеев на открытом воздухе, такие как ослепление от солнца, грязь, дождь, давая операторам значительную мобильность и автономность.

На Фиг.4 показаны детали многоцелевого элемента (56), имеющего в составе счетчик (57) метража с функцией установки на ноль и устройство очистки (62) для очистки остатков бурового раствора или даже взрывчатого вещества, прилипшего к трубе (25) для технологических линий. Счетчик (57) метража детектирует и измеряет погонные метры, либо на основе системы роликов с прокатыванием без проскальзывания трубы (25) для технологических линий во время прохождения при выпуске или втягивании, или альтернативно, с помощью системы обнаружения некоторых элементов (не показано на чертежах), например намагниченных колец или металлических колец, установленных с разносом на известное расстояние внутри трубы (25) для технологических линий, так что во время прохождения они генерируют сигнал, эквивалентный известному расстоянию между расположенными через равные интервалы элементами. Счетчик (57) может передавать отсчеты через обычное средство, например, кабель (61) на элемент обработки сигнала и беспроводной передатчик (48) и с них на один или несколько беспроводных блоков (53) для их визуального наблюдения вместе с видеоизображением.

Второй функцией многоцелевого элемента (56) должна быть очистка во время фазы вытравливания оставшейся грязи и впоследствии взрывчатых веществ, покрывающих гибкую трубу (25) для технологических линий. Для этого имеется очищающий элемент (62), собранный на выпуске многоцелевого элемента (56), выполненный в конфигурации кольцевого корпуса, через который гибкая труба (25) для технологических линий циркулирует с некоторым трением, таким, которое создается, например, щетками или губчатым телом (74) по всей периферии, счищающими оставшуюся грязь во время фазы втягивания гибкой трубы (25) для технологических линий. Альтернативно или комплементарно, очищающую текучую среду (4) можно использовать для очистки гибкой трубы (25) для технологических линий, в таком варианте очищающий элемент (62) может содержать узкую диффундирующую канавку (63) и небольшое приемное отверстие (64), через которое очищающая текучая среда (4) должна циркулировать, если требуется, через трубу. Данным процессом можно управлять независимо от очистки прозрачной крышки (2), так что оба процесса очистки являются автономными.

Показанное многоцелевое устройство (56) может также работать, как направляющий элемент во время наматывания гибкой трубы (25) для технологических линий, поскольку его расположение в плоскости наматывания на опоре, прочно скрепленной с шасси (38), помогает направлению гибкой трубы (25) для технологических линий в барабан (26).

На Фиг.4 также детально показаны с увеличением несколько элементов варианта осуществления очищающего элемента (62) на двух видах сбоку и виде спереди, где можно увидеть впускное устройство (64), диффундирующую канавку (63), элемент (74) по типу щетки, удаляющий остатки бурового раствора или даже взрывчатых веществ, прилипших к гибкой трубе (25) для технологических линий.

В другом предпочтительном варианте осуществления устройства контроля ствола скважины описан вращающийся барабан (26) и два вращающихся адаптера (44, 45), собранные на обоих концах вала (40) вращения, показанного на Фиг.3, или альтернативно на одном конце концентрично (не показано на чертежах), которые одновременно обеспечивают подачу средства, необходимого для получения изображений, и средства, необходимого для очистки прозрачной крышки (2), во время спускоподъемных операций с цилиндрической трубой (25).

На Фиг.5 схематично показано использование конфигурации системы контроля ствола скважины, в которой имеется элемент обработки сигнала и беспроводной передатчик (48), установленный на поверхности, и один или несколько индивидуальных приемников (53), которые пользователи должны носить, дающих возможность просмотра изображений при закладке взрывчатых веществ, записи и воспроизведения с самого индивидуального блока.

На Фиг.6 показаны с увеличением детали индивидуального беспроводного приемника (53), способного принимать видеосигнал и информацию о метраже глубины и компоновать их в видеоизображении, которое просматривают с помощью очков (54), исключающих проблемы отражения, грязи и т.д.

В варианте осуществления, показанном на чертеже, источник (47) электропитания подает электроэнергию на средство (9) получения изображения и на осветительное средство (10), в блок (51) сжатого воздуха, предназначенный для генерирования сжатого воздуха (5), основной компонент очищающей текучей среды (4) и на элемент обработки сигнала и беспроводной передатчик (48), установленный на поверхности, который принимает видеосигнал по кабелю (13) и передает его по беспроводной связи на индивидуальные беспроводные приемники (53), которые, в свою очередь, преобразуют видеосигнал в изображения в просмотровых очках (54), которые пользователи носят при взрывных работах.

Устройство изобретения обеспечивает очистку с поверхности прозрачной крышки (2) средства получения изображения, центрирование поля (33) обзора в сечении ствола скважины без необходимости использования элементов, образующих выступы и просмотр по меньшей мере с одного видеоприемника (53), предпочтительно, беспроводного приемника просмотровых очков (54), изображений и глубины, на которой оборудование установлено, все с помощью подачи по требованию очищающей текучей среды (4), которая может дополнительно иметь в составе или не иметь очищающую жидкость (6), для поддержания чистоты прозрачной крышки (2), не требуя извлечения оборудования на поверхность. С помощью описанного выше центрирующего элемента (22) получают расположенное по центру поле (33) обзора внутри ствола скважины без применения выступов, вызывающих проблемы защемления, на основе признака деформируемости центрирующего элемента (22). Система дает операторам взрывных работ возможность рассматривать, анализировать, записывать и воспроизводить новым способом, наблюдаемые в беспроводном бинокулярном устройстве (54) и с помощью видеоблока с базовыми функциями видеоплеера (воспроизводящего, делающего паузы, записывающего и т.д.), видеоизображения внутреннего пространства ствола скважины, включающие в себя информацию о глубине, на которой устройство (7) контроля установлено, вычисленную счетчиком (57) и добавленную к видеосигналу элементом обработки сигнала, и беспроводного передатчика (48), который после обработки обоих сигналов (видео и глубин) интегрирует или складывает и передает сигнал, предпочтительно по протоколу беспроводной связи, на индивидуальные беспроводные приемники (53), которые, в свою очередь, преобразуют видеосигнал в изображения в просмотровых очках (54), которые пользователи носят при взрывных работах.

Новаторский способ закладки изобретения основан на выполнении тщательного и систематического в режиме реального времени отслеживания закладки взрывчатого вещества в стволах скважин, поскольку может быть выполнено контрольное устройство, обеспечивающее быструю самоочистку, не требующее извлечения из ствола скважины, которое обеспечивает поддержание центровки поля обзора ствола скважины во все моменты времени и которое не имеет значительных выступов, что предотвращает нежелательные проблемы защемления оборудования в стволах скважин.

В предпочтительном варианте осуществления способ изобретения содержит наблюдение при закладке взрывчатого вещества в стволе скважины, изображений закладки в стволе скважины вместе с величиной, указывающей глубину ствола скважины, соответствующей полученному изображению, в видеосистеме, содержащей беспроводные бинокулярные очки. Для данной цели можно использовать средство, необходимое для получения изображений процесса закладки взрывчатых веществ, и средство включения в изображения значения глубины ствола скважины, которой полученные изображения соответствуют. Операторы, таким образом, получают возможность использования новаторской видеосистемы на основе использования беспроводных очков (54) и при этом возможность рассматривать и анализировать, записывать и воспроизводить повторно показанные изображения, устраняя типичные недостатки обычных дисплеев при их обозрении на открытом воздухе или не в помещении, такие как отражения, яркий солнечный свет, грязь, дождь.

Предпочтительно, новаторская беспроводная конфигурация, описанная для контроля и наблюдения в режиме реального времени внутреннего пространства ствола скважины при закладке взрывчатого вещества обеспечивает пользователю наблюдение изображения, существенно увеличенного действием оптики, имеющейся в системе очков, фактической глубины, на которой устройство установлено во все моменты времени, и поэтому любую аварийную ситуацию можно обнаруживать. Данное преимущество является максимальным, когда изображения записаны и обеспечивают пользователю, в дальнейшем при повторном просмотре, возможность локализовать аварийные ситуации, обнаруженные на соответствующей глубине. Для этого созданы беспроводные блоки (53), которые должны принимать видеосигнал и отсчет счетчика метража с основными функциями видеокамеры: показ в режиме реального времени, запись, воспроизведение, пауза, перемотка вперед, перемотка назад и стоп.

Изобретение относится к закладке взрывчатого вещества в стволы взрывных скважин и/или соответствующим устройствам или инструментам осуществления контроля правильности заполнения взрывчатым веществом в стволах скважин. Техническим результатом является повышение безопасности и производительности взрыва. Устройство содержит трубчатый корпус, осветительное средство и средство получения изображения, размещенные в корпусе, по меньшей мере один канал циркуляции для текучей среды и распыляющий элемент, предназначенный для набрызгивания текучей среды под давлением циркулирующей по меньшей мере через один канал циркуляции, на прозрачную крышку, обеспечивающую освещение и получение изображения, через нее, гибкую трубу для технологических линий с требуемой жесткостью на кручение, и центрирующий элемент, выполненный в виде удлиненного элемента, деформирующегося под действием силы и с памятью формы, который имеет верхний сектор, нижний сектор и два изгиба в противоположных направлениях на центральном участке, причем верхний сектор выполнен с возможностью оставаться, по существу, в контакте со стенкой ствола скважины, и нижний сектор выполнен с возможностью оставаться, по существу, по центру в стволе скважины. 3 н. и 12 з.п. ф-лы, 6 ил.

1. Устройство контроля ствола скважины, содержащее
трубчатый корпус (7),
осветительное средство (10) и средство (9) получения изображения, размещенные в корпусе (7),
по меньшей мере один канал (16) циркуляции для текучей среды (4) и распыляющий элемент (1), предназначенный для набрызгивания текучей среды под давлением (4), циркулирующей по меньшей мере через один канал (16) циркуляции, на прозрачную крышку (2), обеспечивающую освещение и получение изображения, через нее,
гибкую трубу (25) для технологических линий с требуемой жесткостью на кручение и
центрирующий элемент (22), выполненный в виде удлиненного элемента, деформирующегося под действием силы и с памятью формы, который имеет верхний сектор, нижний сектор и два изгиба в противоположных направлениях на центральном участке, причем верхний сектор выполнен с возможностью оставаться, по существу, в контакте со стенкой ствола скважины и нижний сектор выполнен с возможностью оставаться, по существу, по центру в стволе скважины.

2. Устройство контроля ствола скважины по п.1, в котором канал (16) циркуляции является кольцевым трубопроводом.

3. Система контроля ствола скважины, содержащая устройство контроля ствола скважины по п.1 или 2, в которой труба (25) для технологических линий является гибкой трубой с требуемой жесткостью на кручение, внутри которой размещено средство подачи текучей среды и средство передачи данных, причем система контроля не имеет выступов в соединениях элементов, предназначенных для ввода в ствол скважины.

4. Система контроля ствола скважины по п.3, в которой центрирующий элемент (22) расположен на месте между концом трубчатого корпуса (7) устройства контроля ствола скважины и цилиндрической трубой (25), и либо продольно соединен с цилиндрической трубой (25) и частично или полностью включает в себя трубу, или частично или полностью включен в трубу.

5. Система контроля ствола скважины по п.3 или 4, в которой центрирующий элемент (22) соединен с трубой (25) для технологических линий с помощью выпрямительного элемента (36), который обеспечивает части системы контроля ствола скважины, установленной ниже по потоку от выпрямительного элемента (36), требуемый свободный поворот вокруг оси, по существу, перпендикулярной оси ствола скважины.

6. Система контроля ствола скважины по п.3, в которой внутри трубы (25) для технологических линий размещено средство электропитания.

7. Система контроля ствола скважины по п.3, в которой осветительное средство (10), средство (9) получения изображения и средство передачи данных являются трубами оптоволоконных кабелей.

8. Система контроля ствола скважины по п.3, содержащая индикатор (57) глубины для получения величины, указывающей глубину, на которой устройство контроля ствола скважины установлено внутри ствола скважины.

9. Система контроля ствола скважины по п.3, содержащая беспроводной передатчик для приема видеосигнала средства (9) получения изображения и передачи сигнала по меньшей мере на один беспроводной приемник (53), который преобразует видеосигнал в изображения для их визуального наблюдения по меньшей мере в одной видеосистеме (54).

10. Система контроля ствола скважины по п. 8 или 9, содержащая средство объединения полученного изображения с величиной, указывающей глубину ствола скважины, соответствующей изображениям, и видеосистему, содержащую беспроводные бинокулярные очки (54) для наблюдения компоновки.

11. Система контроля ствола скважины по п.3, содержащая устройство очистки (62), выполненное как кольцевой корпус, окружающий трубу (25) для технологических линий, создающее требуемое трение при прохождении трубы (25) для технологических линий, подходящее для снятия оставшейся грязи во время фазы втягивания.

12. Система контроля ствола скважины по п.3, содержащая вращающийся барабан (26) и соответствующие вращающиеся адаптеры (44, 45), соответственно, для подачи средства передачи данных и средства подачи текучей среды.

13. Способ закладки взрывчатых веществ в стволе скважины, содержащий следующие этапы, на которых осуществляют:
спуск устройства системы контроля ствола скважины по любому из пп. 3-12 в ствол скважины,
закладку взрывчатого вещества в ствол скважины и
получение изображений изнутри ствола скважины с помощью системы контроля ствола скважины при закладке взрывчатого вещества в стволе скважины.

14. Способ закладки взрывчатых веществ в стволе скважины по п.13, в котором выполняют по меньшей мере одну операцию очистки на прозрачной крышке (2) устройства контроля ствола скважины, установленного внутри ствола скважины.

15. Способ закладки взрывчатых веществ в стволе скважины по п.14, в котором обеспечивают наблюдение, при закладке взрывчатого вещества в стволе скважины, изображений закладки в стволе скважины вместе с величиной, указывающей глубину ствола скважины, соответствующей полученному изображению в видеосистеме, содержащей беспроводные бинокулярные очки (54).