Видеофиксация процесса бурения может иметь множество функциональных и теоретических предназначений. Например, для удаленного контроля за рабочим процессом, обследования полости формируемой скважины, для подсчета моточасов, когда работает техника, организации дистанционного управления, наблюдения за местоположением техники, визуального осмотра рабочего участка и т. д. Как с технической точки зрения это организовывается? Может ли сама буровая установка использоваться для питания системы видеофиксации?

Для чего нужна видеофиксация процесса бурения

Можно выделить следующие ключевые задачи, которые решает организация системы видеофиксации процесса бурения:

1. Контроль за рабочим процессом. Необходимо понимать, что бурение — это работа с повышенным уровнем опасности. Соответственно, за командой, занимающейся организацией скважины, крайне желателен постоянный контроль, чтобы в случае чрезвычайного происшествия как можно скорее предпринять необходимые меры.
2. Видеофиксация может использоваться для обследования скважины. Для подсчета и анализа слоев, расчета глубины, изучения разрабатываемых пород, определения глубины залегания первого, второго, последующих водоносных слоев. Можно считать, что видеофиксация — дополнительные данные для разведки скважины.

Наиболее известный способ получение данных при ИИ использование борудования для статического зондирования.

1. Для подсчета моточасов. Например, если буровая установка предоставляется в аренду. Именно из расчета моточасов в дальнейшем рассчитывается итоговая сумма предоставленных заказчику услуг.
2. Для организации дистанционного управления. Современные буровые установки УРБ 2Д3, УРБ 2А2 поддерживают установку систем дистанционного управления, потому что техника управляется с помощью интегрированного пульта. Его можно модернизировать путем установки системы ДУ: в данном случае оператор может работать из комфортного офиса, вместе с этим полностью контролируя процесс бурения и обстановку на рабочем участке. Такие системы повсеместно сперва начали использовать в Китае, затем — в Корее и Индии, а сейчас — по всему миру. Более того, один оператор может и вовсе одновременно работать с несколькими буровыми установками, независимо от их текущего месторасположения.
3. Для наблюдения за местоположением техники. Нередко буровые установки используются далеко за пределами жилых поселков. Соответственно, технику оставляют прямо на рабочем участке во время простоя. Установки звуковой и световой сигнализации будет недостаточно для обеспечения безопасности, нивелирования возможной кражи, тогда как видеофиксация — лучшее решение. Но в этом случае желательно организовать бесперебойную передачу видеосигнала на удаленный накопитель (облачный диск).
4. Для визуального контроля обстановки на рабочем участке. Для крупных компаний сегодня это базовая потребность, затрагивающая вопросы безопасности сотрудников.

Еще видеофиксацию используют для составления отчетов — как о выполненной работе, так и при геологическом, геодезическом исследовании местности. Вся эта информация в дальнейшем понадобится для составления карты рельефа, планирования последующего бурения на участке.

Некоторые компании используют видеофиксацию процесса бурения для создания учебных материалов: например, если работы выполняет предприятия, который также занимается обучением профильных специалистов. Создание видеоматериалов позволяет сократить требуемое количество практически занятий, заменяя их изучением теоретического материала (уменьшение итогового срока обучения).

Какие системы видеофиксации используются

Сейчас самыми популярными и удобными для организации видеофиксации являются цифровые камеры видеонаблюдения. Это и IP-камеры, и Wi-Fi-камеры. Они автоматически конвертируют поступающий сигнал при съемке в видеопоток общепринятого стандарта (например, .h264), который затем можно отправлять как в локальную сеть, так и внешний накопитель (это может быть и облачный диск).

Но камеры должны соответствовать следующим спецификациям:

1. Пригодные для использования на улице. Лучший вариант — девайсы, которые соответствуют нормативам IP67. То есть у них есть пыле- и влагозащита.
2. Которые допускается использовать при пониженной температуре окружающей среды (от 0 до +40 градусов по Цельсию). Это означает, что основной видеопроцессор у них оснащается массивным радиатором, предотвращающим перегрев. Существуют также камеры с автоматическим подогревом. Такие модели вовсе можно использовать при отрицательной температуре окружающей среды.
3. С антивандальной защитой. Ведь на рабочем участке случайные механические повреждения — возможны. Есть камеры, которые имеют устойчивый к механическим повреждениям корпус изначально, изготавливаются из ударопрочного пластика. Но есть и альтернатива: монтаж камеры в специальный удароустойчивый короб (сталь, от 3 миллиметров и толще). В этом случае внутрь можно поместить даже систему резервного питания с внешней аккумуляторной батарей.
4. С поддержкой функции ночной съемки. Чаще всего это осуществляется через установку инфракрасной подсветки. Она невидима для человеческого глаза. Но на снимаемом видео — освещает участок на удалении примерно до 30 метров, в зависимости от рельефа местности, от имеющегося там дополнительного освещения.

Стоимость таких камер сравнительно небольшая, в среднем от 3 тысяч рублей и выше. Все современные модели поддерживают подключение резервного питания, потому что в процессе работы потребляют всего от 2 до 5 Ватт. Модели с поворотным шарниром на электроприводе — до 15 Ватт.

Системы видеофиксации с передачей аналоговых данных, как правило, не используются. Они преимущественно подходят для организации постоянного наблюдения на участке, но их развертывание, демонтаж — излишне трудоемкий процесс, если сравнивать с установкой тех же IP-камер.

Технические характеристики снимаемого видео

Естественно, чем лучше качество видео, тем больше объектов можно различить, увеличится охват территории. Но необходимо учитывать пропускную способность сети, если планируется также организовать видеотрансляцию с дистанционным доступом. Можно ориентироваться на следующие критерии:

1. Для непрерывной съемки видео в разрешении Full HD потребуется пропускная способность в районе хотя бы 15 мегабит в секунду для одной камеры.
2. Для непрерывной съемки видео в разрешении HD потребуется от 5 мегабит в секунду для каждой камеры.
3. Для съемки в 480p — от 1,5 мегабит в секунду на каждую камеру.
4. Для съемки 4К видео — от 40 мегабит на одну видеокамеру.

Вышеуказанные данные актуальны при использовании кадровой частоты в 30 кадров в секунду. Если требуется 60 к/с, то и требуемая пропускная способность увеличивается ровно в 2 раза.

Характеристики видео настраиваются в большинстве случаев непосредственно через настройки видеокамеры (через веб-интерфейс). Более детальный алгоритм обязательно описан в технической инструкции к устройству.

Если же необходимо максимально снизить нагрузку на сеть передачи данных, то следует рассмотреть вариант с использованием системы видеофиксации, которая оснащается датчиком движения. Они бывают аппаратные и программные (функция встроена в саму видеокамеру). В этом случае запись видео включается автоматически на 1-10 минут только при обнаружении движения в кадре. Остальное время — она находится в режиме энергосбережения. Такой же принцип используется, если нет возможности организовать систему резервного питания или доступна аккумуляторная батарея небольшой суммарной емкости.

Дистанционный доступ к трансляции

Во многих случаях к видеотрансляции процесса бурения может потребоваться дистанционный доступ. В зависимости от технических возможностей, это может быть организовано следующим образом:

1. Трансляция в закрытую локальную сеть. То есть видеопоток отправляется на сервер компании, которая контролирует процесс бурения.
2. Трансляция в интернет. Доступ к видео может быть как общедоступным, так и с обязательной авторизацией.

Какой вариант предпочтителен, уже зависит от требований заказчика. Например, если филиал размещается больше чем в 30 километрах от места бурения, то проще будет организовать именно трансляцию в интернет.

Как организовать доступ в интернет

Это зависит от технических возможностей на рабочем участке. Если данную территорию обслуживают провайдеры кабельной связи, то это — самый предпочтительный вариант. Потому что трансляция может вестись практически с неограниченным битрейтом, с лучшим качеством видео и оригинальной частотой кадров.

Если же кабельные провайдеры данную территорию не обслуживает, то отправку трансляции в интернет можно организовать через сотовую сеть любого мобильного оператора. Для этого используется подключение к сети 3G или 4G через USB-модем. Доступная скорость подключения в таком случае составляет около 15-30 мегабит в секунду. Этого достаточно для организации непрерывной видеотрансляции в разрешении Full HD в 30-60 кадров в секунду одновременно с 2 или 3 камер.

Если ни проводных провайдеров, ни сотовой связи на участке нет, то может использоваться LTE-репитер с выносной антенной. Это дает возможность получить доступ к высокоскоростному интернету при отдалении от базовой станции оператора вплоть до 30 километров.

Если поблизости даже вышек нет, то остается только два варианта:

• видеофиксация процесса бурения без видеотрансляции в сеть, только с записью на встроенный накопитель;
• подключение спутникового интернета, но это самый дорогой вариант (комплект необходимого оборудования только для доступа в интернет обойдется в 30-50 тысяч рублей, дополнительно потребуется вносить ежемесячную абонплату около 1,5-2 тысяч рублей).

Какой вариант использовать, зависит от требований заказчика.

Локальная видеотрансляция

Если передавать видеопоток в интернет не нужно, то организовывается локальная видеотрансляция. Камеры подключаются к маршрутизатору по проводному (RJ-45) или беспроводному каналу передачи данных. А уже маршрутизатор — к существующей локальной сети контрольного пункта, офиса, станции временной дислокации и так далее. С помощью любого совместимого устройства (смартфона, компьютера или ноутбука) по IP-адресу можно получить доступ к видеотрансляции в режиме реального времени.

Рекомендуется организовывать такую сеть с пропускной способностью в 100 мегабит в секунду для передачи видео в оригинальном качестве без потерь, без сжатия видео. Она может быть и беспроводной, то есть данные будут передаваться через Wi-Fi.

Резервное питание

Для бесперебойной работы системы видеофиксации не обязательно устанавливать генератор, прокладывать электрическую сеть. Большая часть IP-камер и камер видеонаблюдения для питания требуют от 12 до 20 Вольт постоянного напряжения (внутри устанавливается импульсный преобразователь, то есть фиксированное напряжение не требуется). Такой ток можно получить непосредственно на буровой установки:

1. Буровая установка на гусеничном ходу УРБ 2НТ. «На борту» имеет штатную сеть в 12 Вольт. Есть розетка для подключения внешних устройств. На самом шасси есть масса мест, где можно установить кронштейн для камеры видеонаблюдения.
2. Буровая установка на гусеничном ходу УРБ 4НТ. Часто используется на строительных участках. Тоже имеет штатную электросеть в 12 Вольт и розетку для подключения внешних устройств.
3. УРБ 2Д. Представляет собой тележку с буровой установкой. Штатная электросеть — на 12 Вольт, есть возможность подключать дополнительные модули (через панель управления). Розетки не предусмотрено.
4. Установка УСЗ-22.ZBT. Установка для статического зондирования, построенная на базе колесного шасси. Как и в стандартной версии авто, здесь тоже электрическая сеть в 12 Вольт, есть розетка для подключения внешних устройств.

И лишь при использовании малогабаритных буровых установок класса УКБ-12/25И, потребуется организовать стороннее питание. Это может быть резервная аккумуляторная батарея, бензиновый генератор. Запитать систему видеофиксации можно также с помощью обычных PowerBank, поддерживающих протоколы зарядки PD и QC с напряжением в 12 Вольт. Уже давно существуют переходники с USB на 5,5х2,1 мм: именно такой порт чаще всего и используется в IP-камерах, в системах видеонаблюдения.

Где хранить видео

Идеальный вариант — передача данных через интернет на облачный диск. Есть масса сервисов, предоставляющих данную услугу. Примерный требуемый объем для съемки в разрешении Full HD в 60 кадров в секунду — от 25 гигабайт в сутки. Можно арендовать облачный накопитель на 100 гигабайт и активировать функции перезаписи. То есть, когда хранилище заполняется, самые давние файлы автоматически удаляются. На диске постоянно будет храниться запись за последние 4 рабочих дня.

Или другой вариант — установка локального накопителя. Если видеофиксация занимает всего до 3-5 часов в сумме, то достаточно будет и карты памяти, во многих моделях камер наблюдения есть слот для их установки. Если же видеозапись необходимо вести непрерывно на протяжении более 3 суток, то рекомендуется использовать специализированные накопители, которые применяются в системах видеонаблюдения (например, линейка WD Purple, которые также имеют антивибрационную защиту).

Оптимальное размещение видеокамер

Оптимальное место размещения системы видеофиксации зависит от того, для каких целей ведется съемка. Для этого также можно использовать и саму буровую установку. Условно доступно 3 варианта:

1. Монтаж системы видеофиксации непосредственно на мачте буровой установки. Это позволит контролировать непосредственно сам процесс бурения. Но нужно учесть, что не каждая установка для этого подойдет. Например, буровая установка на гусеничном ходу УРБ 2Д3 при транспортировке складывает мачту в отведенный для этого отсек.
2. Монтаж видеофиксации на отдельном флагштоке. Он размещается на расстоянии в 15-20 метров от буровой установки. Это позволит фиксировать весь рабочий процесс и окружающую обстановку.
3. Монтаж системы видеофиксации, который охватывает и саму буровую установку с устьем, так и прилегающую территорию рабочего или строительного участка.

При необходимости, камер может быть несколько. Например, если съемка ведется для дальнейшего монтажа видеорекламы, то суммарно потребуется получить видео одновременно хотя бы с 3-5 ракурсов.

Важно учитывать, что если съемка проводится и в ночное время суток, то максимальная дальность камеры даже с Night Vision (технология ночной съемки с инфракрасной подсветкой) для получения различимого изображения — всего 10 метров, силуэты остаются видимыми на расстоянии до 20 метров. Это актуально, если дополнительного стороннего освещения — не предусмотрено.

Итого, организовать систему видеофиксации процесса бурения можно быстро и недорого с использованием IP-камер. И таким образом можно организовать видеотрансляцию в режиме реального времени в отдельную локальную сеть, на облачный диск. Для чего это требуется? Для обеспечения полного контроля как за оборудованием, так и за участком, на котором проводится бурения.