BR112017024273B1

BR112017024273B1 - Sistema de controle de detonador

Info

Publication number: BR112017024273B1
Application number: BR112017024273-7A
Authority: BR
Inventors: Abraham Johannes Liebenberg; Michiel Jacobus Kruger; Aldaine Whyte
Original assignee: Detnet South Africa (Pty) Ltd
Priority date: 2015-05-12
Filing date: 2016-05-04
Publication date: 2021-08-24
Also published as: RU2017140227A3; CA2985865A1; AU2016260873B2; WO2016183601A1; RU2017140227A; CL2017002851A1; CO2017011994A2; AU2016260873A1; PE20171741A1; US20180120073A1; BR112017024273A2; MX2017014460A; CA2985865C; RU2704090C2; AR104585A1

Abstract

sistema de controle de detonador. um método para localizar um furo de sondagem e um detonador em um sistema de explosão que inclui uma série de furos de sondagem e detonadores, em que um operador usa um dispositivo móvel que apresenta ao operador as informações de identidade e localização do furo de sondagem, mas apenas se o furo de sondagem estiver dentro de uma distância predeterminada do operador.

Description

FUNDAMENTOS DA INVENÇÃO

[0001] A presente invenção relaciona-se, de um modo geral, com a utilização de um ou mais detonadores em um processo de exploração geofísica para gerar informações sísmicas e, mais particularmente, diz respeito ao fornecimento de informações para um operador ou a um sistema de controle, o que facilita a implementação de um sistema de detonação sísmico.

[0002] Em um processo de exploração geofísica, pode-se fazer uso de um ou mais detonadores eletrônicos para criar uma explosão que gera ondas sísmicas. As reflexões das ondas sísmicas por formações geofísicas e as descontinuidades na terra são medidas e processadas para obter uma indicação das propriedades abaixo da superfície terrestre.

[0003] Em uma aplicação sísmica, os furos de sondagem normalmente são preparados com bastante antecedência antes de disparar os respectivos detonadores nos furos de sondagem. Não é incomum passar por um período de até dois ou três meses, uma vez que um detonador é carregado em um furo de sondagem, antes que o detonador seja disparado.

[0004] Por conseguinte, é essencial ter continuidade de informações para um furo de sondagem preparado sem supervisão com um detonador de explosão sísmica, caso contrário, pode ser iniciado inadvertidamente.

[0005] De forma geral, técnicas adequadas estão disponíveis na técnica anterior para evitar que um detonador seja iniciado prematuramente por um sinal estranho. Por exemplo, um detonador pode ser responsivo apenas a um sinal de ignição codificado específico. No entanto, é necessário um grau substancial de tempo e esforço para “restabelecer” um sistema sísmico de maneira segura e efetiva após um período inativo de várias semanas (digamos). Cada furo de sondagem deve ser encontrado e identificado. As informações relativas a cada detonador no furo de sondagem devem ser validadas e, somente então, podem ocorrer disparos controlados de cada detonador para gerar as informações sísmica necessárias.

[0006] Normalmente, quando chega o momento de disparar os detonadores, um operador que utiliza um detonador portátil atravessa um local de explosão e localiza os furos de sondagem individuais. Uma conexão é feita ao respectivo detonador e, posteriormente, após os processos de validação, ocorre a explosão. Como um site sísmico pode ser extenso na área e, dado que um período bastante longo pode ter passado desde o momento em que um local de explosão foi estabelecido até o momento em que a explosão deve ocorrer, deve- se ter cuidado para garantir que os detonadores estejam corretamente identificados e corretamente disparados.

[0007] Um objetivo da presente invenção é proporcionar um sistema de explosão que se presta a usar particularmente em uma disposição sísmica, em que este aspecto é, pelo menos até certo ponto, facilitado.

SUMÁRIO DA INVENÇÃO

[0008] A invenção proporciona um sistema de explosão que inclui uma pluralidade de furos de sondagem, em que cada furo de sondagem é carregado respectivamente com pelo menos um detonador e com um material explosivo, e pelo menos um dispositivo móvel, sob o controle de um operador, que apresenta informações ao operador na localização e na identidade de pelo menos um dos furos de sondagem, apenas se o furo estiver dentro de uma distância predeterminada do operador.

[0009] Dependendo da extensão da distância predeterminada, o dispositivo móvel pode apresentar informações sobre a localização e a identidade de cada furo de sondagem que está dentro da dita distância predeterminada.

[0010] O dispositivo móvel pode incluir um identificador ou um detonador portátil, uma unidade de comunicação, um processador e um dispositivo de saída que fornece informações visuais ou audíveis, ou ambos, a um operador. A invenção não é limitada a esse respeito.

[0011] Por exemplo, dentro de um determinado raio da posição do operador, cuja posição coincide com a localização do dispositivo móvel, o sistema pode apresentar informações sobre cada detonador ou furo de sondagem dentro desse raio. As informações podem referir-se a qualquer um dos seguintes: informações de posição, informações de identidade, ou seja, a identidade de um furo de sondagem e a identidade de um detonador, e informações direcionais, por exemplo, informações de rota de um caminho a ser percorrido por um operador para alcançar um detonador ou furo de sondagem particular. A invenção não é limitada em relação à natureza das informações.

[0012] O tamanho do raio que determina a extensão da área em que as informações são apresentadas ao operador pode ser ajustável.

[0013] As informações podem ser mantidas no dispositivo móvel ou podem ser transferidas para o dispositivo móvel, conforme apropriado, a partir de um banco de dados em um controlador central. O sistema pode incluir um controlador que, de forma contínua, verifica a localização do dispositivo móvel (ou seja, a posição do operador) em relação às informações de posição previamente coletadas e armazenadas, por exemplo, no dispositivo móvel ou em um banco de dados em uma localização central. Se uma correspondência de informações não for registrada, o sistema pode automaticamente tomar as ações apropriadas, por exemplo, pode gerar uma mensagem de aviso para o operador ou o sistema pode registrar o evento para permitir ações corretivas.

[0014] A invenção também se estende para um método de controlar a operação de um sistema de explosão que inclui uma pluralidade de furos de sondagem, em que cada furo de sondagem é carregado respectivamente com pelo menos um detonador e com um material explosivo, em que o método inclui as etapas de registrar a identidade e localização de cada furo de sondagem ou detonador no sistema e, subsequentemente, usar um dispositivo móvel que apresenta informações sobre essa identidade ou localização para um operador do dispositivo, mas apenas em relação a cada furo de sondagem ou detonador que está no sistema de explosão e que está dentro de uma distância predeterminada do operador.

[0015] Existem dois aspectos importantes para a invenção. O dispositivo móvel pode coletar informações de cada detonador dentro da área predeterminada e comparar isso com informações coletadas e armazenadas previamente usando dados geográficos para correlacionar as informações coletada com as informações armazenada. Em segundo lugar, novamente usando dados geográficos (posicionais) como um parâmetro de controle, as informações armazenadas relevantes são disponibilizadas a um operador que pode verificar se essas informações são precisas usando o dispositivo móvel, conforme apropriado.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

[0016] A invenção é ainda descrita a título de exemplo com referência aos desenhos anexos nos quais: A Figura 1 ilustra, de forma um tanto esquemática, um sistema de detonador de acordo com a invenção, e As Figuras 2 e 3 ilustram aspectos do funcionamento do sistema.

DESCRIÇÃO DA MODALIDADE PREFERENCIAL

[0017] A Figura 1 dos desenhos anexos ilustra esquematicamente um sistema de explosão 10 que inclui uma série de furos de sondagem 12A, 12B ... 12N em um local de explosão 13 e que é usado para estabelecer uma disposição sísmica. Cada furo de sondagem é perfurado até uma profundidade predeterminada e é carregado com um respectivo material explosivo 14A, 14B ... 14N e com um ou mais detonadores 16A, 16B 16N. Cada detonador 16A ... 16N é conectado através de um respectivo fio ou condutor 18A ... 18N para um respectivo conector 20A ... 20N localizado em uma superfície 22. Os conectores (20A - 20N) podem ser acoplados através dos respectivos condutores (18A - 18N) a um arnês de superfície ou a um barramento (não mostrado) ou podem ser feitas técnicas de conexão sem fio para estabelecer a comunicação entre cada detonador (16A - 16N) e um controlador central 30.

[0018] Para controlar aspectos do funcionamento do sistema de explosão é feita a utilização do controlador central 30 que está conectado a um banco de dados 32. Um operador 34, que atravessa o local de explosão 13, transporta pelo menos um dispositivo móvel 40 que inclui um processador 41, um marcador 42, um detonador portátil 44 e um visor 46. O dispositivo 40 também inclui uma unidade transmissora/receptora 47 que se comunica, sem fios, com o controlador central 30. O dispositivo 40 tem terminais de saída na forma de um conector 48 que pode ser acoplado diretamente a qualquer um dos conectores 20 na superfície 22. Alternativamente, um link sem fio pode ser estabelecido sob condições controladas entre o dispositivo móvel 40 e qualquer conector 20 selecionado (ou detonador 16).

[0019] Em uma disposição de exploração sísmica, os furos de sondagem 12 são perfurados em um padrão predeterminado sobre uma superfície a ser sismicamente mapeada. Os dados de posição, determinados, por exemplo, a partir de um sistema de GPS (não mostrado) e relativos a posição de cada furo de sondagem são armazenados no banco de dados 32. Posteriormente, cada furo de sondagem 12 é carregado com o seu respectivo material explosivo 14 e o detonador 16. Neste momento, ou pouco a seguir, os dados (como for necessário para fins sísmicos) em cada instalação de furo de sondagem são coletados através do identificador 42.

[0020] Um desenho de inserção na Figura 1 ilustra um módulo eletrônico 50A associado a um respectivo detonador 16A. Outros componentes do detonador 16A não são ilustrados. O módulo 50A inclui uma unidade lógica/processador 52A, uma unidade de memória 54A na qual é armazenado, entre outras coisas, um número de identidade (56A) para o detonador e as informações (57A) relativas à posição do detonador, uma unidade de comunicação 58A, e uma bateria 60A para alimentar componentes eletrônicos do detonador. O módulo 50A poderia formar uma parte do detonador 16A, ou do respectivo conector 20A.

[0021] A Figura 2 ilustra o dispositivo móvel 40, que contém um ou ambos do identificador 42 e o detonador portátil 44, e que é transportado pelo operador 34 à medida que o operador atravessa o local de explosão 13. O dispositivo móvel 40 inclui ou está conectado a um módulo GPS 70 que fornece, de forma contínua e automática, informações posicionais ao operador 34. O operador 34 usa o processador 41 para definir a extensão de uma área 72 definindo um raio 74 que se estende desde a posição do dispositivo móvel 40 e que encerra a área 72. A configuração do raio 74 depende de uma variedade de fatores, incluindo a densidade dos furos de sondagem 12 no local de explosão 13 e sobre a natureza do terreno em que o local de explosão está localizado.

[0022] À medida que o operador 34 move a posição geográfica da área 72, em sentido absoluto, também se move. Se os furos 12X e 12Y caírem dentro da área 72, então, naquele momento, os respectivos identificadores 56X e 56Y dos furos de sondagem 12X e 12Y são apresentados ao operador 34 no visor 46. Isto é obtido utilizando a unidade 47 para se comunicar com o controlador central 30 de modo que as informações de posição previamente armazenadas no banco de dados e pertencentes a cada um dos detonadores 16 no local de explosão podem ser apresentadas de forma contínua ao operador.

[0023] Então, o operador está livre para se aproximar do furo de sondagem 12X ou do furo 12Y, conforme o critério dele. O operador pode então realizar outras operações relacionadas com o estabelecimento da disposição sísmica.

[0024] As informações relacionadas ou decorrentes de detonadores e furos de sondagem fora da área 72 são rejeitadas ou não processadas e, portanto, não são apresentadas ao operador 34 para processamento.

[0025] Podem ser dadas informações direcionais ao operador 34 para auxiliar o operador no local de um furo de sondagem escolhido. As informações direcionais podem ser dadas por comandos falados produzidos pelo processador 41 que atua em um alto falante 75 usando informações geradas pelo módulo GPS 70, ou as informações direcionais podem ser veiculadas visualmente para o operador 34 no visor 46, indicando uma direção 76 a um furo de sondagem escolhido 12X com a direção especificada pelo menos com referência a um desvio angular 78 a partir de um plano ou linha de referência 80. Esses aspectos são exemplificativos e não limitativos.

[0026] Um fluxograma na Figura 3 ilustra algumas etapas operacionais. Um furo de sondagem 12N (como é o caso de todos os outros furos de sondagem no sistema de explosão 10), é inicialmente identificado por meio de um número único dado ao furo de sondagem 12N ou por meio de um identificador 56A que é dado a um detonador 16N colocado no furo de sondagem 12N no momento em que o sistema de explosão 10 é inicialmente estabelecido. Essas informações de identificação são mantidas no banco de dados 32.

[0027] O módulo GPS 70, que está ligado ao dispositivo móvel 40 transportado pelo operador 34, gera informações de posição 82 pertencentes à localização, no momento, do módulo GPS 70.

[0028] O operador 34 seleciona o furo de sondagem 12N especificando o número de identidade 57N do furo de sondagem 12N ou o identificador 56N do detonador 16N que é mantido no furo de sondagem 12N. As informações de posição 57N que são mantidas no banco de dados 32 e o número de identificação de detonador correspondente 56N são então apresentados ao operador 34 no visor 46 do dispositivo móvel 40. Essas informações de posição de furo de sondagem 57N são comparadas com as informações de posição 82 (do furo de sondagem 12N) que estão sendo medidas no momento pelo GPS 70 que está ligado ao dispositivo móvel 40. Se o resultado de um processo comparativo 90 for positivo, então a configuração da disposição sísmica pode continuar (etapa 92). Se o resultado do processo comparativo for negativo (etapa 94), o operador 34 é avisado da discrepância, por exemplo, o operador possivelmente não está no furo de sondagem correto ou algum outro erro ocorreu. O evento é registrado como pode ser requerido e, se necessário, é tomada uma ação corretiva apropriada (etapa 96).

[0029] A sequência de controle melhora substancialmente a operação de um processo de exploração sísmica, na medida em que os detonadores (12A ... 12N) devem ser identificados corretamente antes do disparo. Além disso, é facilitada a localização dos detonadores individuais 16 e dos furos de sondagem 12 por um operador 34.

Claims

1. Sistema de explosão (10) que inclui uma pluralidade de furos (12A, 12B... 12N) de sondagem em um local de explosão (13), CARACTERIZADO por que cada furo (12A, 12B... 12N) ser carregado respectivamente com pelo menos um detonador (16A, 16B... 16N) e com um material explosivo (14A, 14B... 14N), e pelo menos um dispositivo móvel (40) sob o controle de um operador (34), que apresenta informações ao operador (34) sobre a localização (57N) e a identidade (56N) de cada detonador (16A, 16B... 16N) ou furo (12A, 12B... 12N) de sondagem somente se o furo (12A, 12B... 12N) de sondagem estiver dentro de um raio predeterminado (74) a partir da posição do operador (34) e em que a posição coincida com a localização (82) do dispositivo móvel (40) e em que o tamanho do raio (74) é ajustável dependendo da densidade dos furos (12A, 12B... 12N) de sondagem no local da explosão (13) e da natureza do terreno no local da explosão (13).

2. Sistema de explosão (10), de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO por o dispositivo móvel (40) apresentar informações sobre a localização (57N) e identidade (56N) de todos os furos (12A, 12B... 12N) de sondagem, ou de todos os detonadores (16A, 16B... 16N) respectivos em todos os furos (12A, 12B... 12N) de sondagem que estão dentro do raio (74) predeterminado.

3. Sistema de explosão (10), de acordo com a reivindicação 1 ou 2, CARACTERIZADO por o dispositivo móvel (40) incluir um processador (41), um identificador (42) ou um detonador (44), uma unidade de comunicação (47) e um dispositivo de saída audível (75) ou visual (46).

4. Sistema de explosão (10), de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 3, CARACTERIZADO por as informações apresentadas se referirem a qualquer dos seguintes: 1. informações de posição (57N) do furo (12A, 12B... 12N) de sondagem ou detonador (16A, 16B... 16N); 2. a identidade do furo (12A, 12B... 12N) de sondagem; e 3. a identidade (56N) do detonador (16); 4. informações gerais do solo e/ou avisos (96) relacionados ao furo (12A, 12B... 12N) de sondagem

5. Sistema de explosão (10), de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 4, CARACTERIZADO por as informações de direção serem dadas ao operador (34) para permitir que o operador (34) atinja um detonador (16A, 16B...16N) ou furo (12A, 12B... 12N) de sondagem particular.

6. Sistema de explosão (10), de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 5, CARACTERIZADO por as informações serem mantidas no dispositivo móvel (40) ou serem transferidas para o dispositivo móvel (40) a partir de um banco de dados (32) em um controlador central (30).

7. Sistema de explosão (10), de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 6, CARACTERIZADO por incluir um controlador central (30) que, de forma contínua, verifica ou determina a localização (82) do dispositivo móvel (40) em relação às informações de posição (57N), relativas aos furos (12A, 12B... 12N) de sondagem ou aos detonadores (16A, 16B... 16N), anteriormente coletadas e armazenadas no dispositivo móvel (40) ou em um banco de dados (32) no controlador central (30).

8. Sistema de explosão (10), de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 7, CARACTERIZADO por uma mensagem de aviso (96) ao operador (34) ser gerada se houver uma discrepância em relação à posição (82) do dispositivo móvel (40) em qualquer furo (12A, 12B... 12N) de sondagem dentro do dito raio predeterminado (74) e as informações de posição previamente coletadas e armazenadas (57N) do furo (12A, 12B... 12N).