СИСТЕМА УПРАВЛЕНИЯ ДЕТОНАТОРАМИ
DETONATING CONTROL SYSTEM

[0001] Настоящее изобретение в целом относится к использованию одного или более детонаторов в процессе геофизического исследования для создания сейсмических данных, а, в частности, к передаче оператору или системе управления информации, облегчающей реализацию взрывной системы сейсмической разведки.
[0002] В процессе геофизического исследования могут применяться один или более электронных детонаторов для создания взрыва, возбуждающего сейсмические волны. Отражение сейсмических волн от геофизических образований и неоднородностей в земле измеряют и обрабатывают для получения показателей свойств под поверхностью земли.
[0003] При сейсморазведочных работах в шпуры обычно закладывают взрывчатое вещество задолго до активации в шпурах соответствующих детонаторов. Нередко с момента закладки детонатора в шпур проходит два или три месяца, прежде чем детонатор будет активирован.
[0004] Следовательно, важно бесперебойное сообщение необслуживаемого заряженного шпура с детонатором взрывной системы сейсмической разведки, который в противном случае может быть случайно активирован.
[0005] Существуют в целом подходящие методики известного уровня техники для предотвращения преждевременной активации детонатора посторонним сигналом. Например, детонатор может реагировать только на конкретный закодированный сигнал активации. Однако для безопасной и эффективной «переустановки» системы сейсмической разведки после периода бездействия протяженностью (скажем) в несколько недель требуется немало времени и усилий. Необходимо найти и идентифицировать все шпуры. Информация, относящаяся к каждому детонатору в шпуре, должна сначала пройти валидацию, и только после этого может быть произведена управляемая активация каждого детонатора для создания требуемых сейсмических данных.
[0006] Как правило, когда наступает время активации детонаторов, оператор с переносной взрывной машинкой обходит место взрывных работ и устанавливает месторасположения отдельных шпуров. С соответствующим детонатором устанавливают соединение, затем, после выполнения процессов валидации, производят подрыв. Поскольку место сейсмической разведки может занимать большую территорию, с учетом того, что с момента завершения установочных процедур на месте взрывных работ до момента запланированного взрыва могло пройти довольно много времени, необходимо удостовериться, что детонаторы правильно идентифицированы и надлежащим образом активированы.
[0007] Задача настоящего изобретения состоит в создании взрывной системы, подходящей для применения, в частности, в системе сейсмической разведки, в которой этот аспект улучшен по меньшей мере до некоторой степени.
РАСКРЫТИЕ СУЩНОСТИ ИЗОБРЕТЕНИЯ
[0008] Настоящим изобретением предложена взрывная система, содержащая множество шпуров, в каждый из которых, соответственно, заложены по меньшей мере один детонатор и взрывчатое вещество, и по меньшей мере одно управляемое оператором мобильное устройство, выполненное с возможностью представления оператору информации о местонахождении и идентификаторе по меньшей мере одного из шпуров, только если шпур находится в пределах заданного расстояния от оператора.
[0009] В зависимости от значения заданного расстояния мобильное устройство может представлять информацию о местонахождении и идентификаторе каждого шпура, находящегося в пределах вышеуказанного заданного расстояния.
[0010] Мобильное устройство может содержать маркировщик или переносную взрывную машинку, блок связи, процессор и устройство вывода данных, выполненное с возможностью обеспечения оператора визуальной или звуковой информацией или и тем и другим. На изобретение не накладываются ограничения в этом отношении.
[0011] Например, в заданном радиусе относительно местоположения оператора, совпадающего с местонахождением мобильного устройства, система может представлять информацию о каждом детонаторе или шпуре, находящемся в этом радиусе. Эта информация может относиться к любому из следующего: информации о местоположении, идентификационной информации, т.е. об идентификаторе шпура и идентификаторе детонатора, и информации о направлении, например маршрутной информации о пути, который должен преодолеть оператор, чтобы добраться до конкретного детонатора или шпура. На изобретение не накладываются ограничения в отношении характера информации.
[0012] Значение радиуса, определяющего размер области, о которой оператору представляется информация, может быть регулируемым.
[0013] Информация может храниться в мобильном устройстве или при необходимости может быть передана в мобильное устройство из базы данных центрального контроллера. Система может содержать контроллер, выполненный с возможностью непрерывной проверки местонахождения мобильного устройства (т.е. местоположения оператора) относительно информации о местоположении, ранее собранной и хранящейся, например, в мобильном устройстве или в базе данных в централизованном месте. Если запись о соответствующей информации отсутствует, система может автоматически выполнять соответствующее действие, например может создавать предупреждающее сообщение для оператора или может делать запись об этом событии, чтобы можно было предпринять меры по устранению несоответствия.
[0014] Настоящее изобретение также относится к способу управления работой взрывной системы, содержащей множество шпуров, в каждый из которых, соответственно, заложены по меньшей мере один детонатор и взрывчатое вещество, причем способ включает этапы записи идентификатора и местонахождения каждого шпура или детонатора в системе и последующего использования мобильного устройства, выполненного с возможностью представления оператору устройства информации о таком идентификаторе или местонахождении, но только касательно каждого шпура или детонатора, входящего во взрывную систему и находящегося в пределах заданного расстояния от оператора.
[0015] Изобретение характеризуется двумя важными аспектами. Мобильное устройство может собирать информацию от каждого детонатора в заданной области и сравнивать эту информацию с ранее собранной и сохраненной информацией с помощью географических данных для сопоставления собранной информацией с ранее сохраненной информацией. Кроме того, на основе географических данных (данных о местоположении) в качестве параметра управления соответствующая сохраненная информация доступна оператору, в результате чего оператор может проверить, является ли эта информация точной путем использования при необходимости мобильного устройства.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
[0016] Изобретение далее описано с помощью примера со ссылками на прилагаемые чертежи.
На Фиг. 1 отчасти схематически представлена детонаторная система в соответствии с изобретением.
На Фиг. 2 и 3 проиллюстрированы аспекты работы этой системы.
ОСУЩЕСТВЛЕНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
[0017] На Фиг. 1 прилагаемых чертежей схематически проиллюстрирована взрывная система 10, содержащая некоторое количество шпуров 12А, 12В…12N на месте 13 взрывных работ и используемая для установки системы сейсмической разведки. Каждый шпур пробурен на заданную глубину, и в него заложено соответствующее взрывчатое вещество 14А, 14В…14N с одним или более детонаторов 16А, 16B…16N. Каждый детонатор 16A…16N соединен посредством соответствующего провода или проводника 18A…18N с соответствующим соединителем 20A…20N, расположенным на поверхности 22. Соединители 20A-20N могут быть соединены посредством соответствующих проводников 18A-18N с жгутом или шиной проводов на поверхности (не показаны), или же для установления связи между каждым детонатором 16A-16N и центральным контроллером 30 могут быть использованы технологии беспроводного соединения.
[0018] Для управления аспектами работы взрывной системы использован центральный контроллер 30, соединенный с базой 32 данных. Оператор 34, обходящий место 13 взрывных работ, должен иметь при себе по меньшей мере одно мобильное устройство 40, содержащее процессор 41, маркировщик 42, переносную взрывную машинку 44 и дисплей 46. Устройство 40 также содержит блок 47 приема/передачи, выполненный с возможностью беспроводной связи с центральным контроллером 30. Устройство 40 содержит выходные зажимы в виде соединителя 48, который может быть сцеплен непосредственно с соединителями 20 на поверхности 22. В другом варианте при заданных условиях между мобильным устройством 40 и любым выбранным соединителем 20 (или детонатором 16) может быть установлена беспроводная связь.
[0019] В системе сейсмической разведки шпуры 12 пробуривают в поверхности, подвергаемой сейсмическому картированию, по заданной схеме. В базе 32 данных сохраняют данные о местоположении, определенные, например, с помощью системы глобального позиционирования GPS (не показана) и относящиеся к местоположению каждого шпура. Далее, в каждый шпур 12 закладывают соответствующее взрывчатое вещество 14 и детонатор 16. В это время или вскоре после этого посредством маркировщика 42 собирают данные (которые могут требоваться для сейсмического исследования) о каждой установке шпура.
[0020] На выносном элементе Фиг. 1 проиллюстрирован электронный модуль 50А, связанный с соответствующим детонатором 16А. Прочие компоненты детонатора 16А не показаны. Модуль 50А содержит логический/процессорный блок 52А, блок 54А запоминающего устройства, выполненный с возможностью хранения, кроме прочего, идентификационного номера 56А для детонатора и информации 57А, относящейся к местоположению детонатора, блок 58А связи и батарею 60А для питания электронных компонентов детонатора. Модуль 50А может являться частью детонатора 16А или соответствующего соединителя 20А.
[0021] На Фиг. 2 проиллюстрировано мобильное устройство 40, которое содержит маркировщик 42 и/или переносную взрывную машинку 44 и которое имеет при себе оператор 34, обходящий место 13 взрывных работ. Мобильное устройство 40 содержит модуль 70 GPS или соединено с модулем 70 GPS, который выполнен с возможностью непрерывного и автоматического обеспечения оператора 34 информацией о местоположении. Оператор 34 использует процессор 41 для установки границ области 72 посредством задания радиуса 74, проходящего от местоположения мобильного устройства 40 и ограничивающего область 72. Установка радиуса 74 зависит от множества факторов, в том числе от плотности расположения шпуров 12 на месте 13 взрывных работ и от свойств территории, на которой находится место взрывных работ.
[0022] По мере движения оператора 34 географическое положение области 72 в абсолютных координатах тоже перемещается. Если шпуры 12Х и 12Y оказываются в области 72, то в этот момент соответствующие идентификаторы 56Х и 56Y шпуров 12Х и 12Y отображаются на дисплее 46 оператора 34. Это достигают посредством использования блока 47 для связи с центральным контроллером 30, в результате чего информация о местоположении, ранее сохраненная в базе данных и относящаяся к каждому из детонаторов 16 на месте взрывных работ, может представляться оператору непрерывно.
[0023] Оператор, далее, может беспрепятственно приблизиться к шпуру 12Х или шпуру 12Y по своему выбору. Затем оператор может выполнить дополнительные манипуляции, относящиеся к установке системы сейсмической разведки.
[0024] Информация, относящаяся к детонаторам и шпурам или поступающая от детонаторов и шпуров, которые находятся за пределами области 72, отклоняется или не обрабатывается и, следовательно, не представляется оператору 34 для обработки.
[0025] Оператору 34 может быть передана информация о направлении для помощи в поиске выбранного шпура на месте взрывных работ. Информация о направлении может быть подана посредством голосовых команд, создаваемых процессором 41, воздействующим на громкоговоритель 75, с использованием информации, созданной посредством модуля 70 GPS, или информация о направлении может быть визуально предоставлена оператору 34 на дисплее 46 посредством отображения направления 76 на выбранный шпур 12Х, указываемого по меньшей мере со ссылкой на угловое отклонение 78 от опорной плоскости или линии 80. Эти аспекты являются лишь примерными и не являются исчерпывающими.
[0026] На Фиг. 3 приведена блок-схема алгоритма, иллюстрирующая некоторые этапы работы. Шпур 12N (как и в случае со всеми остальными шпурами во взрывной системе 10) изначально идентифицируют посредством уникального номера, присваиваемого шпуру 12N, или посредством идентификатора 56А, присваиваемого детонатору 16N, расположенному в шпуре 12N, в момент изначальной установки взрывной системы 10. Эту идентификационную информацию сохраняют в базе 32 данных.
[0027] Модуль 70 GPS, связанный с мобильным устройством 40, переносимым оператором 34, создает информацию 82 о местоположении, относящуюся к местонахождению модуля 70 GPS в текущий момент.
[0028] Оператор 34 выбирает шпур 12N посредством указания идентификационного номера 57N шпура 12N или идентификатора 56N детонатора 16N, который находится в шпуре 12N. Информацию 57N о местоположении, содержащуюся в базе 32 данных, и соответствующий идентификационный номер 56N детонатора затем представляют оператору 34 на дисплее 46 мобильного устройства 40. Эту информацию 57N о местоположении шпура сравнивают с информацией 82 о местоположении (шпура 12N), определенной в текущий момент посредством модуля 70 GPS, связанного с мобильным устройством 40. В случае положительного результата процесса 90 сравнения могут продолжать установку системы сейсмической разведки (этап 92). В случае отрицательного (этап 94) результата процесса сравнения оператора 34 предупреждают о несоответствии: например, оператор, возможно, находится не у того шпура или произошла какая-то другая ошибка. Это событие по мере надобности записывают и при необходимости предпринимают соответствующее действие по устранению несоответствия (этап 96).
[0029] Эта последовательность управляющих действий по существу улучшает ход процесса сейсмической разведки тем, что детонаторы 12A…12N должны быть правильно идентифицированы, прежде чем произойдет активация. Кроме того, упрощено определение местонахождения отдельных детонаторов 16 и шпуров 12 оператором 34.