双目井下成像系统与分层测温技术联合在地热井全生命周期运维中的应用研究

【资料简介】

双目井下成像系统与分层测温技术联合在地热井全生命周期运维中的应用研究

摘要

地热换热井在成井、投产、日常抽水回灌、故障排查、洗井通井、废弃井封井全生命周期内，容易出现井壁结垢、泥沙淤积、套管破损、回灌通道堵塞、U型换热管移位破损等隐患。单一分层测温可以定位异常深度，但无法直观查看井下实况；传统单目井下成像视角单一、无环视功能，难以全面排查井壁四周故障。本文以北京鸿鸥成运双目井下成像系统搭配800m深井分层测温系统为研究对象，阐述测温定位故障深度、双目成像可视化核验、定点洗井运维的成套技术流程；对比单目成像、双目成像、分层测温各自优缺点；结合多地地热井运维工程案例，论证二者联合技术在地热井故障排查、洗井效果核验、成井质量检测、废弃井处置中的应用价值，为地热井全生命周期智能化运维提供技术方案。

关键词：双目井下成像；分层测温；地热换热井；井筒结垢堵塞；地热井运维；洗井通井；800m深井监测；U型换热管检测

1 引言

800m浅层地热换热井是地源热泵、复合热泵系统地下换热核心设施，从成井验收、投产运行、日常运维、故障检修直至后期废弃封井，井筒内部状态直接决定换热效率与使用寿命。

分层测温技术可以依靠温度曲线突变点快速锁定异常井段深度，具备长期在线监测、提前预警的优势，但无法直观观察井壁淤积、结垢、套管破损、换热管变形等实物状态；传统单摄像头井下电视仅具备前方直视视角，无法360°环视井壁四周，容易遗漏侧向堵塞、井壁裂缝、管壁结垢隐患。

双目井下成像系统集成前视主摄像头+360°旋转环视摄像头，既可直视井下底部，又可环视整个井筒内壁；将分层测温深度定位优势与双目成像可视化优势相结合，先测温锁定故障深度，再下放双目成像探头直观核验故障类型，定点开展洗井、通井、修复作业，极大提升地热井运维效率。本文针对二者联合应用技术展开系统性研究。

2 单一监测技术在地热井运维中的短板

2.1 仅依靠分层测温

只能判断哪一深度出现异常，无法区分是泥沙淤积、水垢结垢、套管破损、换热管渗漏还是回灌通道堵塞，故障类型无法确定，运维方案难以精准制定。

2.2 单目（单摄像头）电缆式井下成像系统

仅有前向直视镜头，缺少360°环视功能；井壁四周结垢、侧向淤积、套管侧向裂缝容易被忽略；单次下放深度有限，人工逐段下放排查全井段耗时久，无法长期在线监测，只能定期内窥检测，故障发现滞后。

2.3 自存储式单目成像

无需传输电缆实时成像，探头下放至井底存储视频后取出读取，无法实时查看井下画面，不适合现场快速故障排查。

3 双目井下成像+分层测温联合运维系统整体架构

整套联合系统分为两大核心单元：800m深井高精度分层测温系统、HO‑V1000型双目井下成像系统。

分层测温系统由多路温度传感器阵列、采集主机、4G传输、地热云平台组成，全天候在线监测全井段温度‑水位数据，温度曲线出现异常拐点后，精准输出故障深度区间。

双目井下成像系统包含10寸高亮主控箱、前视+360°环视双摄水下探头、电动绞车计米装置、耐高温传输线缆、录像存储模块；探头外壳采用17‑4PH不锈钢，耐深井高压、地下水腐蚀，可适配800m深井内窥检测；电动绞车搭载高精度计米滑轮，精准下放至测温锁定的故障深度，开启360°环视功能，查看井壁四周淤积、结垢、破损情况，前视镜头查看井底沉积物、换热管状态。

整套流程实现：在线测温预警→锁定异常深度→双目成像可视化确认故障→定点高压洗井/通井修复→测温复测验证修复效果，形成闭环运维流程。

4 双目成像相较于单目成像的核心优势

第一，双摄协同，前视探头查看井底、换热管底部状态，360°旋转环视探头观测井筒四周井壁；

第二，电动绞车计米精准定位深度，和分层测温深度数据精准对应；

第三，高清实时成像，现场即可回看视频、拍照留存故障证据；

第四，探头耐压耐腐性能强，适配800m深井高温高压、腐蚀性地下水工况；

第五，可用于成井验收、洗井后效果核验、废弃井井筒破损排查等多场景。

5 联合运维工程案例

案例一：河北三水800m回灌井，复合热泵机房能效下降，分层测温监测得出520–530m井段温度异常。下放鸿鸥成运双目井下成像系统至该深度，360°环视发现井壁四周大面积水垢结垢，回灌通道被水垢堵塞。技术人员针对该深度定点高压脉冲洗井，洗井完成后再次分层测温，温度曲线恢复正常，双目成像复检井壁水垢清除干净，地热井循环流量、热泵能效全部恢复。

案例二：冀中坳陷新建地热换热井，成井验收阶段采用分层测温排查温度异常点位，再通过双目成像检查套管接口破损、U型换热管移位，及时整改成井缺陷，避免后期投产之后出现换热故障。

6 联合技术在地热井全生命周期多场景应用

第一，成井验收阶段：测温排查地层温度异常，双目成像检测套管破损、管路安装缺陷；

第二，日常运维阶段：分层测温24h在线预警堵塞淤积，双目成像现场核验故障；

第三，洗井通井阶段：定点靶向洗井，洗井后成像+测温双重核验效果；

第四，废弃井处置：成像排查井筒坍塌、淤积情况，指导封井施工；

第五，长期监测：测温常态化监测，双目成像定期内窥巡检，保障地热井长期稳定运行。

7 现存不足与技术优化方向

后续将双目成像探头与分层测温探头集成一体化，一次下放同时获取深度温度数据与高清井下视频；搭载AI图像识别算法，自动识别井壁结垢、泥沙淤积、套管破损；接入地热云平台，实现测温数据、井下视频云端存储，完成地热井全生命周期数字化档案。

8 结语

单一分层测温只能定位故障深度，传统单目井下成像存在视角盲区，难以排查井筒隐患。北京鸿鸥成运双目井下成像系统搭配800m深井分层测温系统，实现深度定位+360°可视化核验闭环运维，精准识别井筒结垢、泥沙淤积、套管破损、换热管故障，定点开展洗井通井作业，大幅降低地热井运维成本、提升复合热泵换热能效。该成套技术贯穿地热井成井、运维、检修、废弃处置全生命周期，为浅层地热换热井精细化、可视化、智能化运维提供成熟国产化解决方案，助力浅层地热能长期高效可持续开发。（全文2516字）

关键词：双目井下成像；分层测温；地热换热井；井筒结垢堵塞；地热井运维；洗井通井；800m深井监测；U型换热管检测；360°环视测井；电动绞车计米系统

全套汇总分类关键词

一、设备硬件类

800米深井测温系统，高精度数字温度变送器，深井耐压传感器，屏蔽式耐高温传输电缆，多路信号采集主机，电动绞车下放装置，水位传感模块，低功耗物联网模块，4G无线传输模块

二、监测技术类

地热井分层测温，长线缆数字信号传输，多点同步采集，地温梯度测试，10米间隔密集测点，温度‑水位一体化监测，地温梯度曲线生成

三、软件平台类

地热云监测平台，移动端小程序，无人值守在线监测，远程数据采集，温度异常AI预警，监测数据导出

四、行业应用类

地源热泵，浅层地热资源，复合热泵系统，地热换热井，井筒结垢堵塞故障诊断，回灌通道监测，地热井洗井运维，水文地质勘察，冀中坳陷地热勘察

五、行业对比与技术突破类

友商浅层测温瓶颈（150‑300m），北京鸿鸥成运，国产化深井监测装备，800m深度技术突破，地下空间分层检测升级，中深层地热井监测研发

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地热管理系统（geothermal management system）是为实现地热资源的可持续开发而建立的管理系统。

我司深井地热监测产品系列介绍：

1.0-1000米单点温度检测（普通表和存储表）／0-3000米单点温度检测（普通显示，只能显示温度，没有存储分析软件功能）

2.0-1000米浅层地温能监测（采集器采用低功耗、携带方便；物联网NB无线传输至WEB端B/S架构网络；单总线结构，可扩展256个点；进口18B20高精度传感器，在10-85度范围内，精度在0.1-0.2度）

3. 4.0-10000米分布式多点深层地温监测（采用分布式光纤测温系统细分两大类：1.井筒测试 2.井壁测试）

4.0-2000米NB型液位／温度一体式自动监测系统（同时监测温度和液位两个参数，MAX耐温125摄氏度）

5.0-7000米全景型耐高温测温成像一体井下电视（同时监测温度和视频图片等）

6. 微功耗采集系统／遥控终端机——地热资源监测系统浅层／地热管理系统（可在换热站同时监测温度／流量／水位／泵内温度／压力／能耗等多参数内容，可实现物联网远程监控，24小时无人值守）

有此类深井地温项目，欢迎新老客户朋友垂询！北京鸿鸥成运仪器设备有限公司

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