井下成像仪的发展历程与实际应用领域

发布时间：2020-11-05 21:18:28 点击：

摘要：井下成像仪测井是继电磁学、物理学、声学后，光学成像技术在测井中应用的又一学科。井内成像仪（井下电视）测井以其直观性、及时性和准确性的特点，优于其它方法测井，正越来越受到用户的欢迎。本文简单介绍了井内成像仪（井下电视）测井仪器的工作原理、功能与组成，通过介绍井内成像仪（井下电视）在测井、水文、地质和矿产等领域的应用，探讨了该技术在我国的发展状况。并通过国内外同类产品的对比，探讨了我国该技术今后的发展方向。

井下成像仪测井是继电磁学、物理学、声学后，光学成像技术在测井中应用的又一学科。它是利用光学成像原理，将摄像镜头安装在仪器的前端。测井时，井下摄像镜头在可见光源的照射下，对井管内壁进行摄像，图象信号通过电子线路的处理，产生频率脉冲信号，再通过电缆传送到地面的接收装置，井行解码形成图像。并通过对图像的分析，实现对井下套管状况的实时监测。检测过程直接反映井下状况，并实时显示图像，直观清晰，有利于正确判定井况和制定相应措施。

一、井内成像仪（井下电视）的工作原理

在可见光源的照明下，井内成像仪（井下电视）的摄像头对套管内壁和井筒进行摄像，井内成像仪（井下电视）的电子线路对图像进行信号放大处理，产生频率脉冲信号，通过单芯电缆或多芯电缆将脉冲信号传送到地面接收器对其进行放大解码，产生与井下摄像一样的图像，该图像信号送至录像机进行录像，可通过U盘导出录像资料进行打印。

二、井下成像仪系统组成

井内成像仪（井下电视）测井仪系统由主控制箱、摄像机探头、绞车、专用线缆、下井滑轮、计米器六部分组成。它具可实时传输高清的画面，具有自动录像保存视频观测系统。可供用户选择的补光系统，能应对不同情况的井下环境。精确到毫米的深度探测仪。使用超大容量的电池供电。摄像头具备防水功能能长时间浸入水中工作不漏水等特点。尤其在干孔和清水孔条件下,能实时获得非常清晰的彩色图像, 为各种孔内事故处理提供可靠的依据,具有独特的直观性和真实性。

三、井下成像仪的用途

井内成像仪（井下电视）可以广泛应用于测井、地质、矿产、水文井筒、桩基中地质体检测等领域。还可应用于水下救援、水下监控、水产养殖等行业应用。可以实施井管探伤、堵漏、防砂、防堵的施工设计以及城镇地下管道探伤修复。用以监测水井、矿井套管断裂、变形、腐蚀、产出剖面、孔眼、产出液状态、砂漏、结垢、堵漏质量及井下落鱼位置和形状等，以获取井下工程信息。

四、我国井内成像仪（井下电视）技术的发展

我国对井内成像仪（井下电视）技术的研究起步较晚，早期的报道见诸于上世纪九十年代初期。比如1992年单秀兰老师编译介绍了国外井内成像仪（井下电视）系统、包括摄像系统、传输系统、测井线缆、以及应用实例。系统可以在3353米深，井下温度110摄氏度的井下工作，但其使用的双层铠装同轴电缆，由于传输距离长，以至于信号衰减大、失真严重。

1993年，宁夏地质局研制了NDT-1轻型井下彩色电视仪用于修井施工，但其探测深度仅为500米。自此到2000年，国内一直在做井内成像仪（井下电视）技术方面的研究，比如西安交大激光与红外技术研究所就曾设计了一套井内成像仪（井下电视）系统，其探测深度为1000米。

进入二十一世纪，我国加快了井内成像仪（井下电视）技术的引进和研制，2001年中原、胜利、大港等油田引进了美国DHV公司的鹰眼电视测井仪。该系统耐压69MPa，耐温107℃，使用黑白摄像镜头。但由于其造价不菲，以及图像实时性差的问题，并未得到广泛使用。

研究院井内成像仪PQWT-K系列是一种探测井下情况的视频成像仪器，井内成像仪是能及时捕获视频影像的高科技电子仪器，该产品系统由摄像头、传输电缆、主机控制箱、电池等设备组成。操作简便、数据量大、图像清晰、实时图像监测、采集，能呈现清晰图像，可用SD卡保存监测资料。尤其在干孔和清水孔条件下,能实时获得非常清晰的彩色图像, 为各种孔内事故处理提供可靠的依据,具有独特的直观性和真实性。

研究院井内成像仪PQWT-K系列有三个型号：PQWT-K1型（150米）、PQWT-K2型（300米）、PQWT-K3型（400米）。主要特点有：1、可实时传输高清的画面，具有自动录像保存视频观测系统。2、可供用户选择的补光系统，能应对不同情况的井下环境。3、精确到毫米的深度探测仪。4、使用超大容量的电池供电。5、摄像头具备防水功能能长时间浸入水中工作不漏水等特点。

五、结论

井下成像仪具有实时性、直观性，等特点：

1. 用于工程水文地质：观测钻孔中地质体的各种特征及细微构造，如地层岩性、岩石结构、断层、裂隙、夹层、岩溶等，编录地质柱状图。

2. 用于矿产地质：观测矿体矿脉厚度、倾向和倾角，钻孔自身的倾向和倾角；

3. 用于煤矿等矿山：观测和定量分析煤层等矿体走向、厚度、倾向、倾角，层内夹矸及与顶板岩层的离层裂缝程度等；

4. 用于混凝土：观察混凝土内空洞、裂隙、离析等缺陷的位置及程度；

5. 用于管桩：观测桩内的各种异常和缺陷, 定量分析接头质量及破碎、断裂、裂隙的长度、宽度及走向等；

6. 用于地下管道：观察管道内容物，定量分析管道裂隙及破碎、断裂位置、长度、宽度及走向等；

7. 用于水井维修：检测井壁的裂隙、错位、井下落物、滤水管孔堵塞及流沙位置等情况。

此外，在盐井故障处理、饮用水井检修、水下打捞等方面，都有应用，具有广阔的发展空间和市场前景。

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