Методика расчета величин деформаций забоя скважины, с использованием оборудования визуального внутрискважинного контроля (ВВК)
У статті наведена методика розрахунку величин деформацій вибоїв свердловин, з використанням обладнання для проведення візуального внутрішньосвердловинного контролю. Також представлен програмний комплекс для проведення точної обробки досліджень. In the article the design method of sizes of deformatio...
Збережено в:
| Опубліковано в: : | Геотехническая механика |
|---|---|
| Дата: | 2009 |
| Автори: | , |
| Формат: | Стаття |
| Мова: | Російська |
| Опубліковано: |
Інститут геотехнічної механіки імені М.С. Полякова НАН України
2009
|
| Онлайн доступ: | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/33006 |
| Теги: |
Додати тег
Немає тегів, Будьте першим, хто поставить тег для цього запису!
|
| Назва журналу: | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| Цитувати: | Методика расчета величин деформаций забоя скважины, с использованием оборудования визуального внутрискважинного контроля (ВВК) / В.Г. Перепелица, М.С. Зайцев // Геотехническая механика: Межвед. сб. науч. тр. — Днепропетровск: ИГТМ НАНУ, 2009. — Вип. 82. — Бібліогр.: 6 назв. — рос. |
Репозитарії
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| _version_ | 1859517861228183552 |
|---|---|
| author | Перепелица, В.Г. Зайцев, М.С. |
| author_facet | Перепелица, В.Г. Зайцев, М.С. |
| citation_txt | Методика расчета величин деформаций забоя скважины, с использованием оборудования визуального внутрискважинного контроля (ВВК) / В.Г. Перепелица, М.С. Зайцев // Геотехническая механика: Межвед. сб. науч. тр. — Днепропетровск: ИГТМ НАНУ, 2009. — Вип. 82. — Бібліогр.: 6 назв. — рос. |
| collection | DSpace DC |
| container_title | Геотехническая механика |
| description | У статті наведена методика розрахунку величин деформацій вибоїв свердловин, з використанням обладнання для проведення візуального внутрішньосвердловинного контролю. Також представлен програмний комплекс для проведення точної обробки досліджень.
In the article the design method of sizes of deformations at face of wall, with the use ofequipment for visual inside condition walls of states of rock mass. A programmatic complex is also presented for the leadthrough of exact treatment of researches.
|
| first_indexed | 2025-11-25T20:46:26Z |
| format | Article |
| fulltext |
"Геотехническая механика"
УДК [550.8.07/.08:681.518.54]:622.016
В.Г. Перепелица, д.т.н., проф.,
М.С. Зайцев, мл.научн.сотр.
(ИГТМ НАН Украины)
МЕТОДИКА РАСЧЕТА ВЕЛИЧИН ДЕФОРМАЦИЙ ЗАБОЯ
СКВАЖИНЫ, С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ОБОРУДОВАНИЯ
ВИЗУАЛЬНОГО ВНУТРИСКВАЖИННОГО КОНТРОЛЯ (ВВК)
У статті наведена методика розрахунку величин деформацій вибоїв свердловин, з ви-
користанням обладнання для проведення візуального внутрішньосвердловинного контро-
лю. Також представлен програмний комплекс для проведення точної обробки досліджень.
THE METHOD OF DETERMINATION OF DEFORMATIONS OF AT
FACE OF WALL BY THE EQUIPMENT OF THE VISUAL INSIDE
CONDITION WALLS OF THE CONTROL
In the article the design method of sizes of deformations at face of wall, with the use of
equipment for visual inside condition walls of states of rock mass. A programmatic complex is
also presented for the leadthrough of exact treatment of researches.
Эффективная отработка подземных месторождений и безопасность труда
горняков во многом зависят от достоверной оценки геомеханического со-
стояния углепородного массива. Развитие отдельных принципов контроля со-
стояния горного массива приводит к увеличению достоверности всей полу-
чаемой информации о нем. Одним из основных способов получения досто-
верной информации о состоянии горного массива является визуальный кон-
троль, который предшествует большинству проводимых под землей техниче-
ских операций.
Исследования внутренней поверхности скважин, пробуренных из вырабо-
танного пространства, представляет особенный интерес для угледобывающей
промышленности, где, как ни в одном другом роде хозяйственной деятельно-
сти, крайне важным является оперативность и достоверность получаемой ин-
формации о состоянии углепородного массива.
Разработка метода и обоснование параметров оборудования для ВВК со-
стояния горного массива, предназначенного для работы в шахтных условиях,
является актуальной научно-технической задачей, имеющей важное значение
для горнодобывающей отрасли.
В основу работы комплекса ВВК положена идея получения, передачи,
хранения и обработки видеоинформации (фотоинформации), позволяющая
оценивать искомые параметры состояния горного массива. Приборная база
основана на современных миниатюрных блоках, имеющих минимальные га-
бариты высокие производительность и помехоустойчивость, низкое энерго-
потребление, влаго- и пылезащищенность [1-4].
В этой связи, актуальной является задача создания комплекса ВВК для
проведения многоцелевого исследования в скважинах различного назначения.
Использование «Методики определения деформаций горного массива с
помощью оборудования ВВК» [5] не всегда полностью отвечает нуждам ис-
Выпуск № 82
следований. Определение деформаций возможно только по оси направления
скважины, и чтобы получить правильную пространственную картину направ-
ления действия основных напряжений, требуется еще не менее одной сква-
жины, пробуренной в непосредственной близости, но имеющую другую (хотя
бы на десяток градусов) ориентацию в пространстве.
Методика расчета величины деформаций объектов под нагрузкой с ис-
пользованием оборудования ВВК позволяет качественно и количественно от-
ветить на вопрос направления и величины деформаций в горном массиве, ис-
пользуя для исследований забой одной скважины.
При использовании видеодатчика вида (рис. 1) в комплексе ВВК решается
задача определения изменения размеров забоя скважины. То есть определить
качественные изменения линейных размеров забоя любого вида.
1 – породный массив; 2 – область видения видеодатчика; 3 – видеодатчик; 4 – досыльник,
5 – забой скважины; 6 – максимумы лазеров; 7 – лазерные лучи; 8 – лазерный генератор
Рис. 1 – Схема видеодатчика оборудования ВВК, применяемого для измерения деформа-
ций горного массива
Исследования проводятся таким образом.
Оператор подводит с помощью досыльника укрепленный на нем видео-
датчик, ориентируясь так, чтобы предыдущее (базовое) изображение находи-
лось в зоне видимости.
Затем производится фотографирование изображений, получаемых с той
разностью во времени, которая необходима для исследований, а затем прово-
дится покадровое сравнение полученных фотографий. В результате таких
сравнений можно получить данные об изменении элептичности забоя сква-
жины. Пример результатов таких исследований приведен на рисунке 2. Ис-
следования проводились на образце, имитирующим неглубокую скважину, с
"Геотехническая механика"
прямой формой забоя. Контрольные снимки забоя проводились в четыре се-
рии, при одноосном сжатии образца размерами 110х110х110 мм с нагружени-
ем от нуля до 30 кН.
Рис. 2 – Динамика изменения относительного уменьшения ширины скважины
к ее высоте при увеличении внешней нагрузки на образец.
Для получения точного количественного анализа динамики деформаций
забоя скважины требуется найти или поместить метку, которая не изменяет
своих линейных размеров при изменении внешней нагрузки. Такой меткой
может служить, как четко видимый кусочек породы, так и два параллельных
лазера установленных в видеодатчике с постоянным расстоянием между
своими световыми максимумами, обеспечивающие своего рода световую ли-
нейку [6]. Заведомо известное расстояние между лазерными лучами обеспе-
чит масштаб для проведения расчетной части исследований.
В лабораторных условиях можно нарисовать метку, при условии, что от-
ношение ее размера к размеру исследуемого объекта не будет превышать
точности эксперимента (рис 3). Так же необходимо располагать метки в зонах
пониженного влияния деформаций. Так, для вычисления изменений по верти-
кали нужно использовать масштаб из горизонтальной части метки, находя-
щейся в зоне минимального влияния внешней нагрузки. То есть для вычисле-
ния динамики размера a в качестве масштаба нужно брать размер метки b.
При выполнении расчетной части исследований, также необходимо про-
вести анализ соосности визирных линий, в зависимости от циклов съемки,
объектива видеодатчика к контролируемой поверхности. Для этого нужно
сравнить размеры объектов или длины отрезков между метками в зонах
(рис. 3, объекты 1-4) исследуемой поверхности от цикла к циклу. Причем вы-
бирать нужно соседние между собой пары, для проведения правильного про-
Выпуск № 82
странственного анализа. Если наблюдается существенная разница между ви-
зирными линиями, то для расчетной части исследований нужно пользоваться
формулами пространственной геометрии.
a – вертикальный размер, b – горизонтальный размер метки;
1-4 – зоны проверки соосности визирных линий
Рис. 3 – Метки в забое скважины лабораторного образца
Для анализа пар точек ранее использовались стандартные программы ра-
боты с изображением [4]. На сегодняшний момент для расчетной части ис-
следований применяется программный продукт «Цито» разработанный для
технического анализа цифровых фотографий (изображений).
Общий вид программы представлен на рисунке 4. На нем видны инстру-
менты точного измерения между любыми двумя точками на изображениях,
автоматическое измерение площадей выделенных объектов, их периметров,
также представлена возможность одновременной работы с несколькими изо-
бражениями. Возможность экспорта в стандартные математические програм-
мы существенно ускоряет процесс обработки данных.
Особенностью этого программного продукта являются средства автомати-
ческого анализа изображений, что исключает «человеческий фактор» при
проведении расчетной части исследований. Использование Программы «Ци-
то» позволит быстрее и точнее проводить расчетную часть исследований,
снизит трудоемкость и повысит объективность выполняемых исследователь-
ских работ.
"Геотехническая механика"
Рис. 4 – Общий вид программного комплекса «Цито».
Визуализация процессов происходящих в скважинах, пробуренных из вы-
работанного пространства, поможет специалистам составить объективное
мнение о состоянии горного массива, его изменениях, вследствие природного
и техногенного воздействий.
Знание о свойствах и состоянии горного массива является наиболее важ-
ной проблемой в области обеспечения безопасности ведения горных работ.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Зайцев М.С. Анализ состояния современных технических средств для визуального внутрискважинно-
го контроля состояния горного массива./ Межвед. сб. научных трудов «Геотехническая механика». ИГТМ
НАН Украины. Днепропетровск. - 2004. - Вып. 48. - С. 199-205.
2. Методическое пособие по комплексной геофизической диагностике породного массива и подземных
геотехнических систем – Днепропетровск, ИГТМ НАН Украины, 2004. – 75 с.
3. Зайцев М.С. Методика визуального внутрискважинного контроля (ВВК) состояния горного массива. /
Межвед. сб. научных трудов «Геотехническая механика». ИГТМ НАН Украины. Днепропетровск. - 2006. -
Вып. 62. - С. 85-92.
4. Зайцев М.С. Использование оборудования визуального внутрискважинного контроля (ВВК) для изме-
рения площади видимого раскрытия трещин. / Межвед. сб. научных трудов «Геотехническая механика».
ИГТМ НАН Украины. Днепропетровск. - 2006. - Вып. 65. - С. 74-80.
5. Перепелица В.Г., Зайцев М.С. Методика определения деформаций горного массива с помощью обо-
рудования визуального внутрискважинного контроля (ВВК). / Межвед. сб. научных трудов «Геотехническая
механика». ИГТМ НАН Украины. Днепропетровск. - 2008. - Вып. 77. - С. 147-154.
6. Заявка а200711453 України, МПК7 G 01 W 8/00, E 21 B 47/01. Електронний ендоскоп [Текст]
/Зайцев М.С., Перепелиця В.Г. (Україна); заявитель ИГТМ НАН Украины; заявлено 15.10.2007 г.
Рекомендовано до публікації д.геол.-мін.н. В.В. Лукіновим 18.08.09
|
| id | nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-33006 |
| institution | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| language | Russian |
| last_indexed | 2025-11-25T20:46:26Z |
| publishDate | 2009 |
| publisher | Інститут геотехнічної механіки імені М.С. Полякова НАН України |
| record_format | dspace |
| spelling | Перепелица, В.Г. Зайцев, М.С. 2012-05-26T17:00:57Z 2012-05-26T17:00:57Z 2009 Методика расчета величин деформаций забоя скважины, с использованием оборудования визуального внутрискважинного контроля (ВВК) / В.Г. Перепелица, М.С. Зайцев // Геотехническая механика: Межвед. сб. науч. тр. — Днепропетровск: ИГТМ НАНУ, 2009. — Вип. 82. — Бібліогр.: 6 назв. — рос. https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/33006 [550.8.07/.08:681.518.54]:622.016 У статті наведена методика розрахунку величин деформацій вибоїв свердловин, з використанням обладнання для проведення візуального внутрішньосвердловинного контролю. Також представлен програмний комплекс для проведення точної обробки досліджень. In the article the design method of sizes of deformations at face of wall, with the use ofequipment for visual inside condition walls of states of rock mass. A programmatic complex is also presented for the leadthrough of exact treatment of researches. ru Інститут геотехнічної механіки імені М.С. Полякова НАН України Геотехническая механика Методика расчета величин деформаций забоя скважины, с использованием оборудования визуального внутрискважинного контроля (ВВК) The method of determination of deformations of at face of wall by the equipment of the visual inside condition walls of the control Article published earlier |
| spellingShingle | Методика расчета величин деформаций забоя скважины, с использованием оборудования визуального внутрискважинного контроля (ВВК) Перепелица, В.Г. Зайцев, М.С. |
| title | Методика расчета величин деформаций забоя скважины, с использованием оборудования визуального внутрискважинного контроля (ВВК) |
| title_alt | The method of determination of deformations of at face of wall by the equipment of the visual inside condition walls of the control |
| title_full | Методика расчета величин деформаций забоя скважины, с использованием оборудования визуального внутрискважинного контроля (ВВК) |
| title_fullStr | Методика расчета величин деформаций забоя скважины, с использованием оборудования визуального внутрискважинного контроля (ВВК) |
| title_full_unstemmed | Методика расчета величин деформаций забоя скважины, с использованием оборудования визуального внутрискважинного контроля (ВВК) |
| title_short | Методика расчета величин деформаций забоя скважины, с использованием оборудования визуального внутрискважинного контроля (ВВК) |
| title_sort | методика расчета величин деформаций забоя скважины, с использованием оборудования визуального внутрискважинного контроля (ввк) |
| url | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/33006 |
| work_keys_str_mv | AT perepelicavg metodikarasčetaveličindeformaciizaboâskvažinysispolʹzovaniemoborudovaniâvizualʹnogovnutriskvažinnogokontrolâvvk AT zaicevms metodikarasčetaveličindeformaciizaboâskvažinysispolʹzovaniemoborudovaniâvizualʹnogovnutriskvažinnogokontrolâvvk AT perepelicavg themethodofdeterminationofdeformationsofatfaceofwallbytheequipmentofthevisualinsideconditionwallsofthecontrol AT zaicevms themethodofdeterminationofdeformationsofatfaceofwallbytheequipmentofthevisualinsideconditionwallsofthecontrol |