石油測(cè)井成像系統(tǒng)在中深層地?zé)釗Q熱井井筒運(yùn)維中的應(yīng)用對(duì)比分析（雙目VS單目）

摘要

隨著國(guó)內(nèi)中深層水源熱泵地?zé)豳Y源規(guī)模化開(kāi)發(fā)，地?zé)釗Q熱井長(zhǎng)期高溫運(yùn)行，頻繁出現(xiàn)換熱管破損、井筒泥沙淤積、井壁結(jié)垢、回灌通道堵塞、套管腐蝕等故障，嚴(yán)重影響地?zé)岵伤⒒毓嘈省１疚膶?duì)比北京鴻鷗成運(yùn)雙目立體成像系統(tǒng)、電纜式單目旋轉(zhuǎn)成像系統(tǒng)硬件耐高溫耐壓性能，分析中深層地?zé)峋?/span>100?175℃高溫、高壓、高礦化度腐蝕的井下工況，探究?jī)煽钤O(shè)備在地?zé)峋淳昂髾z測(cè)、換熱管故障排查、結(jié)垢堵塞識(shí)別、修井運(yùn)維的適配能力，明確雙目設(shè)備為地?zé)峋梢暬b備，單目設(shè)備的適用邊界，為中深層地?zé)釗Q熱井全周期井筒可視化運(yùn)維提供技術(shù)參考。

**關(guān)鍵詞：**中深層地?zé)峋粨Q熱管檢測(cè)；井筒結(jié)垢；地?zé)嵝蘧浑p目立體成像；電纜式單目探頭；地?zé)豳Y源監(jiān)測(cè)

獨(dú)立關(guān)鍵詞清單

中深層地?zé)峋瑩Q熱管檢測(cè)，井筒結(jié)垢，地?zé)嵝蘧p目立體成像，電纜式單目探頭，地?zé)豳Y源監(jiān)測(cè)，17?4PH不銹鋼外殼，175℃耐高溫探頭，井筒堵塞，回灌井運(yùn)維，洗井效果檢測(cè)，地?zé)峋收吓挪?/span>

1 引言

中深層水源熱泵換熱井深度普遍處于3500?6000m區(qū)間，井下溫度可達(dá)100?175℃，承壓壓力高于35MPa，井下地?zé)嵛鬯V化度高，富含鈣鎂離子、腐蝕性離子，長(zhǎng)期運(yùn)行之后井筒內(nèi)壁生成堅(jiān)硬水垢，泥沙沉積堵塞回灌通道，地下?lián)Q熱管道高溫腐蝕破損，造成地?zé)峋鏊肯陆怠⒒毓嗍茏琛岜孟到y(tǒng)能效降低。

地?zé)峋策\(yùn)維需要依靠井下可視化成像設(shè)備排查故障，普通淺層單目成像探頭耐溫上限僅80℃，下入地?zé)峋髠鞲衅鞲邷責(zé)龤А⒚芊馐В浑p目立體成像系統(tǒng)耐高溫高壓硬件適配地?zé)崽胤N工況。本文對(duì)比兩款測(cè)井成像系統(tǒng)在地?zé)釗Q熱井運(yùn)維中的應(yīng)用差異，建立地?zé)峋O(shè)備選型標(biāo)準(zhǔn)。

2 中深層地?zé)釗Q熱井井下復(fù)雜工況特點(diǎn)

第一，井下高溫：地?zé)峋銣貙訙囟瘸^(guò)100℃，部分干熱巖試驗(yàn)井溫度高達(dá)175℃；

第二，高壓環(huán)境，井深超3500m，井下承壓＞35MPa；

第三，強(qiáng)腐蝕污水，地?zé)嵛鬯V化度高，鈣鎂離子易結(jié)垢，氯離子、腐蝕性離子腐蝕套管與換熱管；

第四，主要故障類(lèi)型：井筒泥沙淤積、井壁硬質(zhì)水垢堵塞、U型換熱管破裂滲漏、回灌通道堵塞、套管高溫腐蝕破損；

第五，運(yùn)維需求：檢測(cè)結(jié)垢厚度、換熱管破損位置、泥沙淤積體積，精準(zhǔn)指導(dǎo)洗井、通井、修井作業(yè)。

3 雙目、單目成像系統(tǒng)地?zé)峁r硬件適配對(duì)比

雙目Φ68mm立體成像探頭，耐溫?20℃~175℃，承壓70MPa，耐高溫工業(yè)級(jí)CMOS傳感器、氟橡膠高溫密封件，加厚17?4PH不銹鋼承壓腔體，適配地?zé)峋邷馗邏涵h(huán)境；三維立體成像可測(cè)量水垢厚度、泥沙淤積體積、換熱管破損尺寸；續(xù)航時(shí)長(zhǎng)6?8h，滿足全井段多次掃描檢測(cè)。

電纜式單目Φ55mm旋轉(zhuǎn)探頭最高耐溫80℃，承壓上限35MPa，常規(guī)民用傳感器、普通橡膠密封件；地?zé)峋聹囟冗h(yuǎn)超耐受上限，短時(shí)間下入就會(huì)出現(xiàn)傳感器失靈、橡膠密封高溫老化漏水；僅二維平面成像，無(wú)法定量測(cè)量結(jié)垢厚度；硬件層面不適用于中深層地?zé)釗Q熱井。

4 雙目立體成像系統(tǒng)在地?zé)峋鞒踢\(yùn)維應(yīng)用

4.1 地?zé)峋旯た⒐を?yàn)收檢測(cè)

新建成換熱井下入雙目探頭，檢測(cè)U型換熱管安裝是否破損、套管有無(wú)變形、井筒內(nèi)壁有無(wú)雜物殘留，保障新建地?zé)峋こ藤|(zhì)量。

4.2 日常定期巡檢運(yùn)維

定期開(kāi)展井下成像檢測(cè)，監(jiān)測(cè)井筒結(jié)垢生長(zhǎng)速度、泥沙淤積情況，提前預(yù)判回灌堵塞風(fēng)險(xiǎn)，提前開(kāi)展洗井作業(yè)，避免地?zé)峋毓喟c瘓。

4.3 洗井前后效果對(duì)比檢測(cè)

洗井之前拍攝井筒水垢、泥沙堵塞情況；洗井結(jié)束后再次成像，對(duì)比水垢清除效果，判斷洗井作業(yè)是否達(dá)標(biāo)。

4.4 故障之后修井搶修

換熱管破裂、套管腐蝕、回灌通道堵塞故障發(fā)生后，雙目三維成像精準(zhǔn)定位破損點(diǎn)位、測(cè)量堵塞物體積，定制通井、修井施工方案，高效完成地?zé)峋畵屝蕖?/span>

4.5 干熱巖高溫試驗(yàn)井科研監(jiān)測(cè)

適配175℃特種高溫干熱巖試驗(yàn)井，開(kāi)展井下溫度環(huán)境可視化科研監(jiān)測(cè)。

5 電纜式單目探頭在地?zé)犷I(lǐng)域的適用邊界

單目探頭耐溫80℃，僅能夠用于80℃以?xún)?nèi)淺層試驗(yàn)地?zé)峋⒌責(zé)峋跍\層低溫段檢測(cè)；中深層主井筒高溫環(huán)境禁止使用；細(xì)口徑淺層地?zé)岜O(jiān)測(cè)鉆孔，在常溫條件下可使用單目探頭巡檢。

6 地?zé)峋上裉筋^使用養(yǎng)護(hù)策略

第一，中深層常規(guī)地?zé)釗Q熱井、干熱巖井強(qiáng)制選用雙目耐高溫立體成像探頭；

第二，每次地?zé)峋邷刈鳂I(yè)結(jié)束之后立刻使用清水沖洗探頭外殼水垢、地?zé)岣g性污水；

第三，定期更換耐高溫氟橡膠密封圈，防止高溫老化之后密封漏水；

第四，探頭下放加裝定心器，減少探頭和結(jié)垢井壁之間的磕碰磨損。

7 結(jié)語(yǔ)

中深層地?zé)釗Q熱井高溫高壓、高腐蝕、易結(jié)垢的特種井下工況，對(duì)井下成像設(shè)備耐溫耐壓性能有著硬性高標(biāo)準(zhǔn)。電纜式單目旋轉(zhuǎn)成像探頭硬件耐受上限不足，無(wú)法適配地?zé)嶂骶玻浑p目立體成像系統(tǒng)憑借175℃耐高溫、70MPa高壓承壓、三維缺陷測(cè)距的核心優(yōu)勢(shì)，覆蓋地?zé)峋⒐を?yàn)收、日常巡檢、洗井檢測(cè)、故障搶修全流程運(yùn)維工作，是中深層水源熱泵地?zé)峋部梢暬\(yùn)維的優(yōu)選設(shè)備，為地?zé)豳Y源長(zhǎng)效穩(wěn)定開(kāi)發(fā)提供可視化技術(shù)支撐。