摘要: 井下電視測井是繼電磁學、物理學、聲學后,光學成像技術在測井中應用的又一學科。井下電視測井以其直觀性、及時性和準確性的特點,優于其它方法測井,正越來越受到用戶的歡迎。本文簡單介紹了井下電視測井儀器的工作原理、功能與組成,通過介紹井下電視在石油、水文、地質和礦產等領域的應用,探討了該技術在我國的發展狀況。并通過國內外同類產品的對比,探討了我國該技術今后的發展方向。
關鍵詞 石油測井 / 井下電視 / 水文 / 地質 / 礦產
井下電視測井是繼電磁學、物理學、聲學后,光學成像技術在測井中應用的又一學科。它是利用光學成像原理,將攝像鏡頭安裝在儀器的前端。測井時,井下攝像鏡頭在可見光源的照射下,對井管內壁進行攝像,圖象信號通過電子線路的處理,產生頻率脈沖信號,再通過電纜傳送到地面的接收裝置,井行解碼形成圖像。并通過對圖象的分析,實現對井下套管狀況的實時監測。檢測過程直接反映井下狀況,并實時顯示圖象,直觀清晰,有利于正確判定井況和制定相應措施。
1井下電視的工作原理
在可見光源的照明下,井下電視的攝像頭對套管內壁和井筒進行攝像,井下電視的電子線路對圖象進行信號放大處理,產生頻率脈沖信號,通過單芯電纜或多芯電纜將脈沖信號傳送到地面接收器對其進行放大解碼,產生與井下攝像一樣的圖像,該圖像信號送至video機進行video,可通過U盤導出錄相資料進行打印。
2井下電視系統組成
井下電視測井儀系統由主控制箱、攝像機探頭、絞車、線纜、下井滑輪、計米器六部分組成。它具有防水、耐高壓、耐高溫、等優點,還具有操作簡便、數據量大、圖像清晰、實時圖像監測、采集、video,能呈現清晰圖像,可用SD卡或光盤保存監測資料。尤其在干孔和清水孔條件下,能實時獲得非常清晰的彩色圖像, 為各種孔內事故處理提供可靠的依據,具有*的直觀性和真實性
3井下電視的用途
井下電視可以廣泛應用于石油、地質、礦產、水文井筒、樁基中地質體檢測等領域。還可應用于水下救援、水下監控、水產養殖等行業應用。可以實施井管探傷、堵漏、防砂、防堵的施工設計以及城鎮地下管道探傷修復。用以監測油井、水井、礦井套管斷裂、變型、腐蝕、產出剖面、孔眼、產出液狀態、砂漏、結垢、堵漏質量及井下落魚位置和形狀等,以獲取井下工程信息。
4我國井下電視技術的發展
我國對井下電視技術的研究起步較晚,早期的報道見諸于上世紀九十年代初期。比如1992年單秀蘭老師編譯介紹了國外井下電視系統、包括攝像系統、傳輸系統、測井線纜、以及應用實例。系統可以在3353米深,井下溫度110攝氏度的井下工作,但其使用的雙層鎧裝同軸電纜,由于傳輸距離長,以至于信號衰減大、失真嚴重。
1993年,寧夏地質局研制了NDT-1輕型井下彩色電視儀用于修井施工,但其探測深度僅為500米。自此到2000年,國內一直在做井下電視技術方面的研究,比如西安交大激光與紅外技術研究所就曾設計了一套井下電視系統,其探測深度為1000米。
進入二十一世紀,我國加快了井下電視技術的引進和研制,2001年中原、勝利、大港等油田引進了美國DHV公司的鷹眼電視測井儀。該系統耐壓69MPa,耐溫107℃,使用黑白攝像鏡頭。但由于其造價不菲,以及圖象實時性差的問題,并未得到廣泛使用。
與些同時,研制工作加快了步伐,2003年國內研制了耐溫110℃、耐壓25MPa,測試深度3000米左右的井下電視系統,接下來,西安光機所研制開發了JX-3500井下電視測井儀器(MAX深度3500米,MAX溫度125℃)。再后來由于各項技術問題,研制產生了瓶頸,直到2011年才出現有報道在“海洋六號”上使用光纜水下攝像,井下電視技術有了新的突破,2014年該技術可以檢測水深超過5500米,攝像設備在水下停留約35個小時。這是迄今為止國內報道測試深度MAX深的設備之一。
5結論
井下電視具有實時性、直觀性,等特點:
1. 用于工程水文地質:觀測鉆孔中地質體的各種特征及細微構造,如地層巖性、巖石結構、斷層、裂隙、夾層、巖溶等,編錄地質柱狀圖。
2. 用于礦產地質:觀測礦體礦脈厚度、傾向和傾角,鉆孔自身的傾向和傾角;
3. 用于煤礦等礦山:觀測和定量分析煤層等礦體走向、厚度、傾向、傾角,層內夾矸及與頂板巖層的離層裂縫程度等;
4. 用于混凝土:觀察混凝土內空洞、裂隙、離析等缺陷的位置及程度;
5. 用于管樁:觀測樁內的各種異常和缺陷, 定量分析接頭質量及破碎、斷裂、裂隙的長度、寬度及走向等;
6. 用于地下管道:觀察管道內容物,定量分析管道裂隙及破碎、斷裂位置、長度、寬度及走向等;
7. 用于水井維修:檢測井壁的裂隙、錯位、井下落物、濾水管孔堵塞及流砂位置等情況。
此外,在鹽井故障處理、飲用水井檢修、水下打撈等方面,都有應用,具有廣闊的發展空間和市場前景。
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