复杂定向斜井可视化修井当中井下成像作业难点与对策研究

【资料简介】

复杂定向斜井可视化修井当中井下成像作业难点与对策研究

摘要

常规垂直深井井下成像技术已经十分成熟，但是油田、地热项目大量布设定向斜井、大位移斜井。倾斜井筒会造成成像探头贴靠井壁、线缆摩擦井壁、探头镜头侧向磕碰，视频成像画面偏移，深度计量出现偏差，增加可视化修井施工难度。本文剖析定向斜井开展井下成像检测的各类难点，从探头导向结构、耐磨电缆、绞车自动排线系统、深度误差校正、现场下放工艺等方面给出对应的解决对策；建立适用于大倾角斜井的标准化成像作业流程。工程应用证明改良之后的成像设备与施工工艺，可以顺利完成定向斜井套管损伤、射孔段堵塞、井下落物检测工作，支撑斜井修井补井施工。

关键词：定向斜井；大位移井筒；井下成像；可视化修井；探头导向；绞车排线；深度校正

引言

伴随地下资源开发技术升级，油气开采、浅层地热供暖项目普遍使用定向斜井，以此穿过多层地层、增大含水层接触面积。垂直井筒当中成像探头依靠自重垂直下落；而倾斜井筒内探头受重力挤压长期贴紧井筒下侧壁，下放过程镜头不断摩擦套管内壁造成镜片磨损；电缆紧贴井壁产生巨大摩擦力，容易出现电缆打滑、计米编码器深度失真；探头视角固定，只能拍摄井筒一侧管壁，对侧的腐蚀孔洞、裂缝无法拍到。

定向斜井的特殊工况，造成普通垂直井成像设备很难直接投入使用。为解决以上痛点，本文分析斜井成像全部施工难点，并且提出全套优化对策。

1 定向斜井井下成像主要施工难题

第一，探头单边贴壁磨损镜头。井筒倾斜之后探头自重压在套管下方内壁，蓝宝石镜片持续摩擦管壁产生划痕，成像清晰度下降；

第二，成像视角受限。探头固定朝向井壁底端，井筒上侧壁病害无法拍摄，出现病害漏检；

第三，斜井井壁摩擦力大，电缆容易打滑，光电编码器计米轮读数产生较大深度误差；

第四，大曲率造斜段容易发生探头卡阻，起下作业卡顿，严重的时候探头卡在井筒内部。

2 硬件设备优化方案

2.1 加装万向导向扶正器

成像探头外侧装配可伸缩式橡胶扶正器，让探头始终保持井筒居中位置，镜头不和套管内壁直接接触；配置360°全景旋转摄像模组，采集井筒四周管壁影像，规避单侧拍摄盲区。

2.2 适配耐磨抗拉专用电缆

斜井电缆长期摩擦套管内壁，护套极易磨损，选用加厚耐磨聚氨酯外层的承重电缆，增强抗摩擦性能。

2.3 升级自动排线绞车与压紧式计米机构

普通手动绞车电缆排布混乱；自动排线绞车规整收纳电缆；加大计米轮压紧力，克服斜井电缆打滑现象。

3 现场标准化施工工艺对策

1.下放速度放缓，造斜段降低下放速率，防止扶正器卡滞；

2.每经过一处套管接箍标记深度，实时校准编码器深度数值，修正斜井摩擦带来的计量偏差；

3.正式成像检测之前开展通井作业，清理井筒内部凸起杂物、落物，减少探头磕碰风险；

4.高浊度井筒提前替液洗井，保障全景摄像头画面通透。

4 工程实例

某油田大倾角定向生产斜井，倾角38°，常规井下成像探头下放之后镜头磨损严重，只可以拍摄井筒下侧管壁。加装弹性扶正器全景成像探头，搭配耐磨电缆以及自动排线绞车；下放期间分段校准深度，顺利采集全周向套管影像，查出造斜段套管局部磨损病害，后续顺利开展套管补贴修井作业。

5 结论

定向斜井相较于直井，存在探头贴壁磨损、拍摄盲区、电缆打滑、探头卡阻等诸多成像难题。通过加装扶正居中结构、全景摄像模组、耐磨电缆、高性能自动排线绞车，配合标准化下放‑深度校准工序，可以攻克斜井可视化检测障碍，保障定向斜井修井作业顺利推进。

参考文献

[1]吴迪.定向井井下摄像装置的改进设计[J].石油机械,2024

[2]徐峰.大位移斜井井筒检测技术难点分析[J].西部探矿工程,2025

全套地热‑地下水勘察运维分类关键词

一、核心主体设备

1、地源热泵成套设备

浅层地源热泵、中深层水源热泵、复合热泵、热泵控制柜、变频循环水泵、回灌加压泵、换热站主机、分布式光纤测温终端、地温监测终端、能源管控平台

2、地热井与换热井仪器

中深层地热井、浅层换热井、回灌井、开采井；耐高温投入式液位传感器、水位‑水温一体化探头、多参数地热监测终端

3、井下成像探测系列

井下成像系统、钻孔电视、HO‑系列高温井下成像仪、自动排线绞车、耐磨耐高温探测电缆、防爆型井下摄像头、井筒可视化巡检设备

4、地下水采样监测装备

智能化洗井采样装备、常规洗井采样系统、常规水文调查装备、洗井采样质控站、智能样品流转箱、洗井潜水泵、低扰动气囊泵、多参数水质检测仪、水位泄降井深仪、便携式抽滤器、地下水流量计、流向流速仪、油水界面仪、三参数水位尺、分层采样系统

二、监测参数

动水位、静水位、井内温度、含水层压力、出水回水流量、水体pH、电导率、溶解氧、浊度、矿化度、氯离子浓度、泵组功耗、机组运行时长、地下水流速流向、油水界面高度、地层土壤温度、回灌压力

三、井筒常见病害

滤水管铁‑锰结垢、硅酸盐硬质水垢、井底泥沙淤积、含水层气体堵塞、生物黏泥附着、套管腐蚀穿孔、管节缝隙渗漏、井壁坍塌缩径、回灌堵塞、土壤热源热失衡、采‑回灌失衡、地层沉降、海水入侵、含水层淤堵

四、技术工艺

低扰动地下水取样、标准化洗井作业、井筒成像预检、高压水射流洗井、气举捞砂、化学药剂除垢、脉动高压含水层疏通、分层取水、水样现场过滤、样品恒温溯源储运、变频泵组节能调控、采灌平衡管控、土壤冷热均衡修复、分布式光纤地温监测、云端物联网远程传输、4G‑RTU数据采集

五、系统软件与管控平台

地热资源监管平台、换热站能耗监测系统、地下水水质监控平台、地源热泵智能运维系统、多级故障预警、运行数据台账、手机移动端告警、监测数据对接自然资源监管端口、CCER碳能耗核算

六、材料、硬件配件

PTFE防腐涂层、钛合金探测探头、蓝宝石耐磨镜头、阻燃耐磨探测线缆、内嵌式超声水表、压力传感终端、工业物联网传输模块、恒温防震样品箱、滤膜、取样容器

七、应用工况与项目场景

高温高矿化地热深井、浅层土壤污染监测井、矿山承压探水钻孔、油污污染场地监测井、温泉文旅地热井、滨海海水入侵监测井、小区供暖换热站、产业园清洁供暖项目、老旧地源热泵系统改造、水源地水质普查、金属矿山水害隐患排查、中深层地热回灌运维、复合热泵无热源供暖示范工程

八、行业政策、工程指标

水资源税流量计量、地热井开采监管、清洁供暖、零碳供热、碳减排项目、机房综合能效、主机COP能效、含水层长期养护、地下水环境调查、水文地质勘察、场地污染溯源监测

九、设备厂商专项术语

北京鸿鸥成运仪器、HO系列井下成像探头、7000m探测电缆、6000‑6500米下入深度、耐高温135℃传感设备、抗高矿化腐蚀监测终端、自动排线电动绞车