近几年来, 争相进行井下电视成像测井技术的研究, 各种新技术不断应用于井下电视系统, 使得井下电视成像测井技术取得了突飞猛进的发展, 现已可成功地进行上千米和数千米的超深井的检测。因此美国专家称:“井下电视测井是近年来出现的激动人心的技术之一,更多的应用正在不断的涌现”。光纤技术应用于井下电视系统就是突出的一例, 它使井下电视的 图像质量有了明显的提高。
通常在井下电视系统中,视频信号、控制 信号及电力的传输一般采用多芯综合电缆, 但是在超深井的检测中,用电缆进行信号传输的缺点也就更加突出,例如长电缆对视频信号的衰减及线间各种信号的相互干扰越来越严重,从而使传输的图像质量下降。由于光纤对电视信号的传输表现出优良的特性和强的抗干扰等性能, 因而在超深井的检测中,光纤技术的应用已成为必然的趋势。
2综合光缆
测井用综合光缆要求具有承重、反复卷绕及防水等性能,然而光纤本身的机械性能差,为了克服这一根本缺点, 我们与有关单位合作研制了一种抗拉强度、柔软特性及防水性能等方面均能满足测井工作频繁使用要求的高性能综合测井光缆,该光缆中光纤采用松套防水(充油)单模结构,这是该缆防水的保护措施,它使光纤长期保存在充油的 PBT松管内,可*防止光缆的纵向渗水。
铝2PE复合护套是光缆的第二防水保护PE*熔合,增强了光缆的抗侧压能力。与外护套复合后,光缆长期综合抗侧压力为8000N ƒ100mm光缆的抗拉强度几乎*集中在外层钢丝上,抗拉强度超过10000N( 仅对钢丝而言)。为了保持光缆的柔软性, 在缆芯内没加任何增强元件,而外层的钢丝采用低碳钢并且是正规绞合的,所以光缆具有良好的弯曲特性。
其主要参数如下:
光纤衰减: ≤0.6dB ƒkm
抗拉强度: ≥10000N 3
抗侧压力: ≥8000Nƒ100mm 2
导线电阻: ≤28.58ƒkm
绝缘电阻: > 10000M 8•km
3系统的组成及工作原理
井下电视系统的组成如图所示,它包括井下探头、综合光缆、电动绞车、系统控制 器、绞车控制器、VIDEO机、监视器、井口滑轮等 部分。综合光缆全部绕在电动绞车上,在绞车上的MIN弯曲半径约为250mm 。
系统的各部分之间的连接方式如下:绞车外层的综合光缆一端和井下探头相连接,并在连接处进行密封处理,对于 2km 的 深井, 要做到在 25MPa的水压下密封良好。综合光缆的另一端穿到绞车中心的空筒内,这个中心空筒长约 1m , 直径约500mm 。在此处综合光缆中的一根光纤与集成化视频光接收机的输入端相接, 它的输出用同轴线作为视频图像信号的输出线, 并和12V电源线、综合光缆的两条大电流线与绞车侧面的集流环相接,集流环的另一端用约10m 长的多芯综合电缆与系统控制器相接,控制器输出的带有深度数字的视频信号送到VIDEO机,再由VIDEO机给监视器。绞车控制器通过10芯电缆直接与绞车相连, 它控制绞车上电机的正转、反转及转速等。
当进行测井时,用绞车控制器控制绞车, 使井下探头以适当的速度下放, 此时探头前 部的光源照亮了井壁, 它的图像信息通过镜 头成像于 CCD 摄像机的靶面上, 并以视频全 电视信号的形式送到 GFM 325 型光发射模 块的输入端, 然后光信号在综合光缆的多模 光纤中传输, 在到达集成化视频光接收机后, 经它的光电变换及处理又恢复出为 1V p 2p 的视频全电视信号并通过多芯综合电缆送到 系统控制器, 在系统控制器内经处理, 在视频 信号上迭加深度数字信号, 然后送往VIDEO机、 监视器。 从而把千米深的井内全部图像信息都录在VIDEO带上。为建立档案或分析、修理此井给出了原始的一手资料。
4综合光缆的应用
我们从 2010 年起先后为油田、工厂、铁 路等单位研制开发了采用千余米长的综合光 缆的井下电视系统, 其中综合光缆自身质量 210k g ƒkm , 井下探头的自身质量约 10k g。迄今为止, 某单位测井数百口, 至今没有发现综合光缆中的光纤在绞车上因收放反复弯曲而受损伤, 所传送的图像质量始终清晰稳定, 这是一般电缆所不能比的。
经过多年的使用证明, 这种新研制的测 井综合光缆, 其抗拉强度、抗侧压强度、耐冲 击、弯曲、扭转、曲挠及卷绕等性能均能满足 实际要求。
综合光缆中的两根光纤在使用中仅用一 根, 另一根是备用的。
5 综合光缆的维护
综合光缆外层聚乙烯护套重要 的作用是防止水进入综合光缆和井下探头内, 因而在使用中要时刻注意综合光缆的聚乙烯护套不要被利器划破。
2) 在测井收缆的过程中, 一定要有专人擦掉附在综合光缆上的泥水、沙粒、铁锈等杂物, 以避免在盘缆时对缆造成损害。
3) 在收缆的过程中, 工作人员只能用木槌或橡皮槌微调缆的位置, 不能用金属物等硬东西击缆 。
6 应用前景
井下电视系统的用户越来越多, 要求测 井的深度越来越深, 这样水温也随之提高, 水 压也增大, 从而对综合光缆的要求也就越高。 因此, 希望综合光缆的直径要小、电缆自身质 量要轻、耐高温、耐高水压、承重能力强。
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