近幾年來, 爭相進行井下電視成像測井技術(shù)的研究, 各種新技術(shù)不斷應(yīng)用于井下電視系統(tǒng), 使得井下電視成像測井技術(shù)取得了突飛猛進的發(fā)展, 現(xiàn)已可成功地進行上千米和數(shù)千米的超深井的檢測。因此美國專家稱:“井下電視測井是近年來出現(xiàn)的激動人心的技術(shù)之一,更多的應(yīng)用正在不斷的涌現(xiàn)”。光纖技術(shù)應(yīng)用于井下電視系統(tǒng)就是突出的一例, 它使井下電視的 圖像質(zhì)量有了明顯的提高。
通常在井下電視系統(tǒng)中,視頻信號、控制 信號及電力的傳輸一般采用多芯綜合電纜, 但是在超深井的檢測中,用電纜進行信號傳輸?shù)娜秉c也就更加突出,例如長電纜對視頻信號的衰減及線間各種信號的相互干擾越來越嚴重,從而使傳輸?shù)膱D像質(zhì)量下降。由于光纖對電視信號的傳輸表現(xiàn)出優(yōu)良的特性和強的抗干擾等性能, 因而在超深井的檢測中,光纖技術(shù)的應(yīng)用已成為必然的趨勢。
2綜合光纜
測井用綜合光纜要求具有承重、反復(fù)卷繞及防水等性能,然而光纖本身的機械性能差,為了克服這一根本缺點, 我們與有關(guān)單位合作研制了一種抗拉強度、柔軟特性及防水性能等方面均能滿足測井工作頻繁使用要求的高性能綜合測井光纜,該光纜中光纖采用松套防水(充油)單模結(jié)構(gòu),這是該纜防水的保護措施,它使光纖長期保存在充油的 PBT松管內(nèi),可*防止光纜的縱向滲水。
鋁2PE復(fù)合護套是光纜的第二防水保護PE*熔合,增強了光纜的抗側(cè)壓能力。與外護套復(fù)合后,光纜長期綜合抗側(cè)壓力為8000N ƒ100mm光纜的抗拉強度幾乎*集中在外層鋼絲上,抗拉強度超過10000N( 僅對鋼絲而言)。為了保持光纜的柔軟性, 在纜芯內(nèi)沒加任何增強元件,而外層的鋼絲采用低碳鋼并且是正規(guī)絞合的,所以光纜具有良好的彎曲特性。
其主要參數(shù)如下:
光纖衰減: ≤0.6dB ƒkm
抗拉強度: ≥10000N 3
抗側(cè)壓力: ≥8000Nƒ100mm 2
導(dǎo)線電阻: ≤28.58ƒkm
絕緣電阻: > 10000M 8•km
3系統(tǒng)的組成及工作原理
井下電視系統(tǒng)的組成如圖所示,它包括井下探頭、綜合光纜、電動絞車、系統(tǒng)控制 器、絞車控制器、VIDEO機、監(jiān)視器、井口滑輪等 部分。綜合光纜全部繞在電動絞車上,在絞車上的MIN彎曲半徑約為250mm 。
系統(tǒng)的各部分之間的連接方式如下:絞車外層的綜合光纜一端和井下探頭相連接,并在連接處進行密封處理,對于 2km 的 深井, 要做到在 25MPa的水壓下密封良好。綜合光纜的另一端穿到絞車中心的空筒內(nèi),這個中心空筒長約 1m , 直徑約500mm 。在此處綜合光纜中的一根光纖與集成化視頻光接收機的輸入端相接, 它的輸出用同軸線作為視頻圖像信號的輸出線, 并和12V電源線、綜合光纜的兩條大電流線與絞車側(cè)面的集流環(huán)相接,集流環(huán)的另一端用約10m 長的多芯綜合電纜與系統(tǒng)控制器相接,控制器輸出的帶有深度數(shù)字的視頻信號送到VIDEO機,再由VIDEO機給監(jiān)視器。絞車控制器通過10芯電纜直接與絞車相連, 它控制絞車上電機的正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)及轉(zhuǎn)速等。
當(dāng)進行測井時,用絞車控制器控制絞車, 使井下探頭以適當(dāng)?shù)乃俣认路? 此時探頭前 部的光源照亮了井壁, 它的圖像信息通過鏡 頭成像于 CCD 攝像機的靶面上, 并以視頻全 電視信號的形式送到 GFM 325 型光發(fā)射模 塊的輸入端, 然后光信號在綜合光纜的多模 光纖中傳輸, 在到達集成化視頻光接收機后, 經(jīng)它的光電變換及處理又恢復(fù)出為 1V p 2p 的視頻全電視信號并通過多芯綜合電纜送到 系統(tǒng)控制器, 在系統(tǒng)控制器內(nèi)經(jīng)處理, 在視頻 信號上迭加深度數(shù)字信號, 然后送往VIDEO機、 監(jiān)視器。 從而把千米深的井內(nèi)全部圖像信息都錄在VIDEO帶上。為建立檔案或分析、修理此井給出了原始的一手資料。
4綜合光纜的應(yīng)用
我們從 2010 年起先后為油田、工廠、鐵 路等單位研制開發(fā)了采用千余米長的綜合光 纜的井下電視系統(tǒng), 其中綜合光纜自身質(zhì)量 210k g ƒkm , 井下探頭的自身質(zhì)量約 10k g。迄今為止, 某單位測井?dāng)?shù)百口, 至今沒有發(fā)現(xiàn)綜合光纜中的光纖在絞車上因收放反復(fù)彎曲而受損傷, 所傳送的圖像質(zhì)量始終清晰穩(wěn)定, 這是一般電纜所不能比的。
經(jīng)過多年的使用證明, 這種新研制的測 井綜合光纜, 其抗拉強度、抗側(cè)壓強度、耐沖 擊、彎曲、扭轉(zhuǎn)、曲撓及卷繞等性能均能滿足 實際要求。
綜合光纜中的兩根光纖在使用中僅用一 根, 另一根是備用的。
5 綜合光纜的維護
綜合光纜外層聚乙烯護套重要 的作用是防止水進入綜合光纜和井下探頭內(nèi), 因而在使用中要時刻注意綜合光纜的聚乙烯護套不要被利器劃破。
2) 在測井收纜的過程中, 一定要有專人擦掉附在綜合光纜上的泥水、沙粒、鐵銹等雜物, 以避免在盤纜時對纜造成損害。
3) 在收纜的過程中, 工作人員只能用木槌或橡皮槌微調(diào)纜的位置, 不能用金屬物等硬東西擊纜 。
6 應(yīng)用前景
井下電視系統(tǒng)的用戶越來越多, 要求測 井的深度越來越深, 這樣水溫也隨之提高, 水 壓也增大, 從而對綜合光纜的要求也就越高。 因此, 希望綜合光纜的直徑要小、電纜自身質(zhì) 量要輕、耐高溫、耐高水壓、承重能力強。
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地?zé)峁芾硐到y(tǒng)（geothermal management system）是為實現(xiàn)地?zé)豳Y源的可持續(xù)開發(fā)而建立的管理系統(tǒng)。
我司深井地?zé)岜O(jiān)測產(chǎn)品系列介紹：
1.0-1000米單點溫度檢測（普通表和存儲表）／0-3000米單點溫度檢測（普通顯示，只能顯示溫度，沒有存儲分析軟件功能）
2.0-1000米淺層地溫能監(jiān)測（采集器采用低功耗、攜帶方便；物聯(lián)網(wǎng)NB無線傳輸至WEB端B/S架構(gòu)網(wǎng)絡(luò)；單總線結(jié)構(gòu)，可擴展256個點；進口18B20高精度傳感器，在10-85度范圍內(nèi)，精度在0.1-0.2度）
3. 4.0-10000米分布式多點深層地溫監(jiān)測（采用分布式光纖測溫系統(tǒng)細分兩大類：1.井筒測試 2.井壁測試）
4.0-2000米NB型液位／溫度一體式自動監(jiān)測系統(tǒng)（同時監(jiān)測溫度和液位兩個參數(shù)，MAX耐溫125攝氏度）
5.0-7000米全景型耐高溫測溫成像一體井下電視（同時監(jiān)測溫度和視頻圖片等）
6. 微功耗采集系統(tǒng)／遙控終端機——地?zé)豳Y源監(jiān)測系統(tǒng)／地?zé)峁芾硐到y(tǒng)（可在換熱站同時監(jiān)測溫度／流量／水位／泵內(nèi)溫度／壓力／能耗等多參數(shù)內(nèi)容，可實現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)遠程監(jiān)控，24小時無人值守）
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