JP6895593B1 - 坑井内岩屑採取システム及びその制御方法 - Google Patents
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Abstract
Description
1、地下の岩石がビットにより破碎された後、掘削液に伴って地上に到達する。これらの破砕した岩石は岩屑であり、「砂サンプル」と呼ばれることもある。坑井掘削の過程において、地質作業者が一定のサンプル採取間隔及び遅刻時間に従って継続的に岩屑を収集して観察し、地下の地質断面を復元する過程は、岩屑記録と呼ばれる。この方法は、高効率で、簡単で、操作しやすいが、極めて不正確である。
2、坑井壁コアリングは、坑井測量ケーブルを用いてコアリング装置を坑井に入れ、爆発物でコアリング装置を坑井壁に打ち込み、小さな岩を取り、岩石及びその中の流体の性質を研究する方法である。この方法はサンプリングの精度が高いが、非常に費用がかかり、操作が難しく、完成量が少ない。
3、坑井掘削コアリングは、コアリングビットにより岩芯を取得する。しかし、この方法は、安全リスクが高く、プロセスが複雑で、坑井掘削の速度に大きい影響を与え、時間と労力がかかる。
坑井内標識モジュールと、地上制御モジュールと、地上検出・採取モジュールとを含み、
上記坑井内標識モジュール及び地上検出・採取モジュールは、それぞれ上記地上制御モジュールに電気的に接続され、
上記坑井内標識モジュールは、坑井内における掘削ビットの位置又はビットに近い位置に設けられ、上記ビットが掘削する際に採掘された岩屑に対して異なる種類の標識物質をリアルタイムに噴射して標識するものであり、
上記地上検出・採取モジュールは、岩屑上の標識物質の種類を検出するものであり、
上記地上制御モジュールは、上記坑井内標識モジュールを管理制御して標識を行うとともに、地上検出・採取モジュールを管理制御して岩屑上の標識物質の種類を確定するものである。
地上制御モジュールが坑井深さ情報と時間との間の第1対応関係をリアルタイムに確定するステップと、
上記地上制御モジュールが標識物質噴射情報を坑井内標識モジュールに送信し、上記坑井内標識モジュールが異なる上記標識物質噴射情報に基づいて異なる種類の標識物質を噴射するステップと、
上記坑井内標識モジュールが上記標識物質噴射情報に基づいて上記標識物質を掘削ビットにより掘削された岩屑に噴射するステップと、
上記地上制御モジュールが上記標識物質の噴射時間と上記標識物質の種類との間の第2対応関係をリアルタイムに確定するステップと、
上記地上制御モジュールが上記地上検出・採取モジュールを管理制御して採掘された上記岩屑上の標識物質を検出し、検出結果を取得し、上記標識物質の種類を確定するステップと、
上記地上制御モジュールが上記検出結果、第1対応関係及び第2対応関係に基づいて上記岩屑に対応するオリジナル深さ情報を確定するステップと、
を含み、
上記オリジナル深さ情報は、上記岩屑の採掘前の位置と採掘坑井口との間の垂直距離を示す情報であり、上記岩屑が採掘された上記坑井深さ情報は、上記岩屑のオリジナル深さ情報と一致する。
上記地上制御モジュールが時間サブモジュールにより時間をリアルタイムに確定するステップと、
上記地上制御モジュールが坑井深さ距離測定サブモジュールにより掘削ビットの現在の坑井深さ情報及び現在の時間を取得するステップと、
上記地上制御モジュールが上記坑井深さ情報と時間との間の第1対応関係を確定するステップと、
を含む。
上記地上制御モジュールが、一定の噴射頻度及び循環周期で複数の異なる種類の標識物質を順に循環して噴射する上記標識物質噴射情報を事前に生成するステップと、
上記地上制御モジュールが上記標識物質噴射情報を上記坑井内標識モジュールに送信するステップと、
を含む。
上記地上制御モジュールが時間サブモジュールにより時間をリアルタイムに確定するステップと、
上記地上制御モジュールが毎回上記坑井内標識モジュールにより噴射された標識物質の種類及び噴射の時間を確定するステップと、
上記地上制御モジュールが上記標識物質の種類と時間との間の第2対応関係を確定するステップと、
上記地上制御モジュールが上記標識物質の噴射時間及び上記標識物質の種類を上記第2対応関係に従ってデータベースに記憶するステップと、
をさらに含む。
上記地上制御モジュールが上記検出結果により上記岩屑の検出結果における標識物質の種類を確定するステップと、
上記第2対応関係に基づいて上記データベースにおいてマッチして上記岩屑上の標識物質の種類を得るステップと、
上記第1対応関係に基づいて上記岩屑に対応するオリジナル深さ情報を確定するステップと、
を含む。
上記地上制御モジュールが検出器を管理制御して上記岩屑の画像情報を取得することするステップと、
上記地上制御モジュールが上記画像情報を取得した後、画像識別により上記岩屑上の標識物質の色を確定するステップと、
上記地上制御モジュールが上記標識物質の色に基づいて上記標識物質の種類を確定するステップと、
を含む。
上記地上制御モジュールが各上記岩屑のオリジナル深さ情報に基づいて全ての上記岩屑をオリジナルな深さの順序に従って順位付け、シーケンス情報を得るステップと、
上記地上制御モジュールがサンプル採取器を管理制御して上記シーケンス情報に基づいて上記岩屑を順につかみ取り、上記岩屑をサンプル貯蔵器に記憶するステップと、
をさらに含み、
上記サンプル採取器は、上記地上検出・採取モジュールにおける、上記岩屑をつかみ取る装置であり、上記サンプル貯蔵器は、上記地上検出・採取モジュールにおける、深さによって上記岩屑を貯蔵する装置である。
上記坑井内標識モジュール1は、坑井内における掘削ビットの位置又はビットに近い位置に設けられ、上記ビットが掘削する際に採掘された岩屑に対して異なる種類の標識物質13をリアルタイムに噴射して標識するものである。
上記地上検出・採取モジュール3は、岩屑上の標識物質の種類を検出するものである。
上記地上制御モジュール2は、上記坑井内標識モジュール1を管理制御して標識を行うとともに、地上検出・採取モジュール3を管理制御して岩屑上の標識物質の種類を確定する。
S1.地上制御モジュールが坑井深さ情報と時間との間の第1対応関係をリアルタイムに確定する。
S2.上記地上制御モジュールが標識物質噴射情報を坑井内標識モジュールに送信する。上記坑井内標識モジュールは異なる上記標識物質噴射情報に基づいて異なる種類の標識物質を噴射する。
S3.上記坑井内標識モジュールが上記標識物質噴射情報に基づいて標識物質を掘削ビットによって掘削された岩屑に噴射する。
S4.上記地上制御モジュールが上記標識物質の噴射時間と上記標識物質の種類との間の第2対応関係をリアルタイムに確定する。
S5.上記地上制御モジュールが上記地上検出・採取モジュールを管理制御して採掘された上記岩屑上の標識物質を検出し、検出結果を取得し、上記標識物質の種類を確定する。
S6.上記地上制御モジュールが上記検出結果、第1対応関係及び第2対応関係に基づいて上記岩屑に対応するオリジナル深さ情報を確定する。上記オリジナル深さ情報は、上記岩屑の採掘前の位置と採掘坑井口との間の垂直距離を示す情報である。上記岩屑が採掘された上記坑井深さ情報は、上記岩屑のオリジナル深さ情報と一致する。
上記地上制御モジュールが時間サブモジュールにより時間をリアルタイムに確定するステップと、
上記地上制御モジュールが坑井深さ距離測定サブモジュールにより掘削ビットの現在の坑井深さ情報及び現在の時間を取得するステップと、
上記地上制御モジュールが上記坑井深さ情報と時間との間の第1対応関係を確定するステップと、を含む。
好ましくは、通常の掘削ビットは、現在の坑井深さ及び現在の時間をリアルタイムに測定するため、正確な時間と坑井深さ情報との間の第1対応関係を取得することができる。この場合、上記時間サブモジュールは上記掘削ビット上のタイミングモジュールであり、坑井深さ距離測定サブモジュールは上記掘削ビット上の行進距離測定モジュールである。さらに、上記坑井内標識モジュールは、上記掘削ビットが掘削した深さを取得するか、又は赤外線レーザーなどにより坑井口からの距離を測定することにより現在の上記坑井深さ情報を確定することができる。
上記地上制御モジュールが、一定の噴射頻度で複数の異なる種類の標識物質を順に循環して噴射する上記標識物質噴射情報を事前に生成するステップと、
上記地上制御モジュールが上記標識物質噴射情報を上記坑井内標識モジュールに送信するステップと、を含む。
具体的には、異なる種類の標識物質の噴射を実現するために、上記貯蔵ユニットが複数設けられるか、又は同一の上記貯蔵ユニットに互いに独立した複数の標識物質貯蔵空間が設けられる必要がある。上記標識物質噴射器は、各貯蔵ユニット又は標識物質貯蔵空間にそれぞれ貫通するとともに、対応する選択管理制御ユニットを有する。これによって、上記標識物質噴射器は、異なる上記標識物質噴射情報に基づいて異なる上記標識物質を吸い取って噴射することができる。好ましくは、上記標識物質の種類は10種類以上であってもよい。ここで、噴射頻度は、隣接する2回の噴射の時間間隔は、3sであることが好ましい。一般的には、噴射頻度は一定である。複数の異なる種類の標識物質を順に循環して噴射する上記標識物質噴射情報は、具体的には、全てのサンプル採取が完成するまで、一定の順序に従って異なる種類の標識物質を噴射し、1周期の噴射が完成した後、新たにこの一定の順序に従って噴射することである。一般的に、ビットにより採掘された岩屑が全てリアルタイムに地上に運送されて検出されるため、異なる周期における同じ種類の標識物質が同時に地上に運送される状況が発生することがない。さらに、標識物質の種類は、上記に限定されず、機械的吸着、被覆の方式であってもよい。
上記地上制御モジュールが時間サブモジュールにより時間をリアルタイムに確定するステップと、
上記地上制御モジュールが毎回上記坑井内標識モジュールにより噴射された標識物質の種類及び噴射の時間を確定するステップと、
上記地上制御モジュールが上記標識物質の種類と時間との間の第2対応関係を確定するステップと、
上記地上制御モジュールが上記標識物質噴射の時間及び上記標識物質の種類を上記第2対応関係に従ってデータベースに記憶するステップと、
を含む。
上記地上制御モジュールが上記検出結果に基づいて上記岩屑の検出結果における標識物質の種類を確定するステップと、
上記第2対応関係に基づいて上記データベースにおいてマッチして上記岩屑的標識物質の種類を得るステップと、
上記第1対応関係に基づいて上記岩屑に対応するオリジナル深さ情報を確定するステップと、
を含む。
上記地上制御モジュールが検出器を管理制御して上記岩屑の画像情報を取得するステップと、
上記地上制御モジュールが上記画像情報を取得した後、画像識別により上記岩屑上の標識物質の色を確定するステップと、
上記地上制御モジュールが上記標識物質の色に基づいて上記標識物質の種類を確定するステップと、
を含む。
上記地上制御モジュールが各上記岩屑のオリジナル深さ情報に基づいて全ての上記岩屑をオリジナルな深さの順序に従って順位付け、シーケンス情報を得るステップと、
上記地上制御モジュールがサンプル採取器を管理制御して上記シーケンス情報に基づいて上記岩屑を順につかみ取り、上記岩屑をサンプル貯蔵器に記憶するステップと、
をさらに含む。
上記サンプル採取器は、上記地上検出・採取モジュールにおける、上記岩屑をつかみ取る装置であり、上記サンプル貯蔵器は、上記地上検出・採取モジュールにおける、深さによって上記岩屑を貯蔵する装置である。
地上制御モジュールにより坑井深さ情報と時間との間の第1対応関係をリアルタイムに確定する第1対応関係確定ユニット41、
上記地上制御モジュールに標識物質噴射情報を坑井内標識モジュールに送信させる情報送信ユニット42であって、上記坑井内標識モジュールが異なる上記標識物質噴射情報に基づいて異なる種類の標識物質を噴射し、上記坑井内標識モジュールが上記標識物質噴射情報に基づいて標識物質を掘削ビットにより掘削された岩屑に噴射するものと、
上記地上制御モジュールにより上記標識物質噴射の時間と上記標識物質の種類との間の第2対応関係をリアルタイムに確定する第2対応関係確定ユニット43と、
上記地上制御モジュールにより上記地上検出・採取モジュールを管理制御して採掘された上記岩屑上の標識物質を検出し、検出結果を取得し、標識物質の種類を確定する標識物質種類確定ユニット44と、
上記地上制御モジュールにより、上記検出結果、第1対応関係及び第2対応関係に基づいて上記岩屑に対応するオリジナル深さ情報を確定する深さ情報確定ユニット45であって、上記オリジナル深さ情報が上記岩屑の採掘前の位置と採掘坑井口との間の垂直距離の情報を示し、上記岩屑が採掘された上記坑井深さ情報は、上記岩屑のオリジナル深さ情報と一致するものと、
を含む。
Claims (10)
- 坑井内標識モジュールと、地上制御モジュールと、地上検出・採取モジュールとを含む坑井内岩屑採取システムであって、
前記坑井内標識モジュール及び地上検出・採取モジュールは、それぞれ前記地上制御モジュールに電気的に接続され、
前記坑井内標識モジュールは、坑井内における掘削ビットの位置又はビットに近い位置に設けられ、前記ビットが掘削する際に採掘された岩屑に対して異なる種類の標識物質をリアルタイムに噴射して標識するものであり、
前記地上検出・採取モジュールは、岩屑上の標識物質の種類を検出するものであり、
前記地上制御モジュールは、前記坑井内標識モジュールを管理制御して標識を行うとともに、地上検出・採取モジュールを管理制御して岩屑上の標識物質の種類を確定するものであることを特徴とする、坑井内岩屑採取システム。 - 前記坑井内標識モジュールは、標識物質と、標識物質噴射器と、貯蔵ユニットと、制御接続ユニットとを含み、
前記標識物質は、前記貯蔵ユニットの内部に貯蔵され、
前記標識物質噴射器は、前記貯蔵ユニットに接続され、前記貯蔵ユニットの内部における標識物質を、岩屑に粘着するように前記標識物質噴射器から吐出するものであり、
前記制御接続ユニットは、それぞれ前記標識物質噴射器及び地上制御モジュールに接続され、前記地上制御モジュールの管理制御に基づいて前記標識物質噴射器に噴射させるものであることを特徴とする、請求項1に記載の坑井内岩屑採取システム。 - 前記地上検出・採取モジュールは、検出器と、サンプル採取器と、サンプル貯蔵器とを含み、
前記検出器は、採掘された岩屑上の前記標識物質を検出するものであり、
前記サンプル採取器は、前記地上制御モジュールに電気的に接続され、前記岩屑をつかみ取るものであり、
前記サンプル貯蔵器は、深さによって前記岩屑を貯蔵するものであることを特徴とする、請求項2に記載の坑井内岩屑採取システム。 - 坑井内岩屑採取システムの制御方法であって、
地上制御モジュールが坑井深さ情報と時間との間の第1対応関係をリアルタイムに確定するステップと、
前記地上制御モジュールが標識物質噴射情報を坑井内標識モジュールに送信し、前記坑井内標識モジュールが異なる前記標識物質噴射情報に基づいて異なる種類の標識物質を噴射するステップと、
前記坑井内標識モジュールが前記標識物質噴射情報に基づいて対応種類の前記標識物質を掘削ビットにより掘削された岩屑に噴射するステップと、
前記地上制御モジュールが前記標識物質の噴射時間と前記標識物質の種類との間の第2対応関係をリアルタイムに確定するステップと、
前記地上制御モジュールが前記地上検出・採取モジュールを管理制御して採掘された前記岩屑上の標識物質を検出し、検出結果を取得し、前記標識物質の種類を確定するステップと、
前記地上制御モジュールが前記検出結果、第1対応関係及び第2対応関係に基づいて前記岩屑に対応するオリジナル深さ情報を確定するステップと、
を含み、
前記オリジナル深さ情報は、前記岩屑の採掘前の位置と採掘坑井口との間の垂直距離を示す情報であり、前記岩屑が採掘された前記坑井深さ情報は、前記岩屑のオリジナル深さ情報と一致することを特徴とする、制御方法。 - 前記地上制御モジュールが坑井深さ情報と時間との間の第1対応関係をリアルタイムに取得するステップは、
前記地上制御モジュールが時間サブモジュールにより時間をリアルタイムに確定するステップと、
前記地上制御モジュールが坑井深さ距離測定サブモジュールにより掘削ビットの現在の坑井深さ情報及び現在の時間を取得するステップと、
前記地上制御モジュールが前記坑井深さ情報と時間との間の第1対応関係を確定するステップと、
を含むことを特徴とする、請求項4に記載の制御方法。 - 前記地上制御モジュールが標識物質噴射情報を坑井内標識モジュールに送信するステップは、
前記地上制御モジュールが、一定の噴射頻度で複数の異なる種類の標識物質を順に循環して噴射する前記標識物質噴射情報を事前に生成するステップと、
前記地上制御モジュールが前記標識物質噴射情報を前記坑井内標識モジュールに送信するステップと、
を含むことを特徴とする、請求項4に記載の制御方法。 - 前記地上制御モジュールが前記標識物質の噴射時間と前記標識物質の種類との間の第2対応関係をリアルタイムに確定するステップは、
前記地上制御モジュールが時間サブモジュールにより時間をリアルタイムに確定するステップと、
前記地上制御モジュールが毎回前記坑井内標識モジュールにより噴射された標識物質の種類及び噴射の時間を確定するステップと、
前記地上制御モジュールが前記標識物質の種類と時間との間の第2対応関係を確定するステップと、
前記地上制御モジュールが前記標識物質の噴射時間及び前記標識物質の種類を前記第2対応関係に従ってデータベースに記憶するステップと、
をさらに含むことを特徴とする、請求項6に記載の制御方法。 - 前記地上制御モジュールが前記検出結果、第1対応関係及び第2対応関係に基づいて前記岩屑に対応するオリジナル深さ情報を確定するステップは、
前記地上制御モジュールが前記検出結果により前記岩屑の検出結果における標識物質の種類を確定するステップと、
前記第2対応関係に基づいて前記データベースにおいてマッチして前記岩屑上の標識物質の種類を得るステップと、
前記第1対応関係に基づいて前記岩屑に対応するオリジナル深さ情報を確定するステップと、
を含むことを特徴とする、請求項7に記載の制御方法。 - 前記地上制御モジュールが前記地上検出・採取モジュールを管理制御して採掘された前記岩屑上の標識物質を検出し、検出結果を取得し、標識物質の種類を確定するステップは、
前記地上制御モジュールが検出器を管理制御して前記岩屑の画像情報を取得することするステップと、
前記地上制御モジュールが前記画像情報を取得した後、画像識別により前記岩屑上の標識物質の色を確定するステップと、
前記地上制御モジュールが前記標識物質の色に基づいて前記標識物質の種類を確定するステップと、
を含むことを特徴とする、請求項4に記載の制御方法。 - 前記地上制御モジュールが各前記岩屑のオリジナル深さ情報に基づいて全ての前記岩屑をオリジナルな深さの順序に従って順位付け、シーケンス情報を得るステップと、
前記地上制御モジュールがサンプル採取器を管理制御して前記シーケンス情報に基づいて前記岩屑を順につかみ取り、前記岩屑をサンプル貯蔵器に記憶するステップと、
をさらに含み、
前記サンプル採取器は、前記地上検出・採取モジュールにおける、前記岩屑をつかみ取る装置であり、前記サンプル貯蔵器は、前記地上検出・採取モジュールにおける、深さによって前記岩屑を貯蔵する装置であることを特徴とする、請求項4に記載の制御方法。
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