全景式井下電視檢測系統(tǒng)在舊井修復(fù)中的應(yīng)用

馬安麗

(安徽省煤田地質(zhì)局水文勘探隊，安徽宿州234000)

隨著舊井報廢量的逐年增加，舊井修復(fù)工程具有廣闊的市場前景，已引起許多單位的注意和重視，但是大多數(shù)單位都沒有先進(jìn)的檢測手段，僅憑“感覺”，靠“經(jīng)驗”來判斷井內(nèi)的情況，雖然也使用一些如“電阻率法”、“井徑法”、“聲波速法”等電測井法，但這些方法都是間接的，測得的一些物性參數(shù)，得出“可能是這樣或那樣”的結(jié)論，然后按照這個不確切的結(jié)論去處理事故，往往造成誤診、錯診，導(dǎo)致修井工作的失敗，使人力、物力和財力產(chǎn)生大量的浪費，從而大大限制了舊井修復(fù)工程的發(fā)展。2001年我隊率先把全景式彩色電視檢測系統(tǒng)這一高新技術(shù)應(yīng)用于舊井修復(fù)工程中，先后在宿州、淮北、碭山、蕭縣、桃園、臥龍湖、亳州等地共檢測水源井一百多口。實踐證明，運用全景式井下電視檢測系統(tǒng)，可直觀真實地觀測水源井內(nèi)整體全景情況，對判斷井內(nèi)故障非常有效。

1 儀器設(shè)備

1.1 原理

全景式井下電視檢測系統(tǒng)包括井下攝像探頭、系統(tǒng)控制器、專用電視、電纜、絞車、錄像機(jī)和彩色監(jiān)視器等六部分。(附:全景式井下電視檢測系統(tǒng)示意圖)。

檢測系統(tǒng)采用固體CCD攝像技術(shù)、自動控制及大規(guī)模集成電路等一系列當(dāng)代國際上先進(jìn)的電子技術(shù)和高壓密封技術(shù)，它是把一自帶光源的防水?dāng)z像探頭放入地下水井中，對孔內(nèi)井壁四周及井下部位進(jìn)行全方位彩色攝像，將拍攝的井下全景圖像通過配套的專用電纜傳輸?shù)降孛嫦到y(tǒng)的控制器，由控制器將視頻信號和計數(shù)脈沖合成，輸出合成信號，錄像機(jī)將全孔監(jiān)測合成信號錄像成帶保存(亦可刻錄成光盤保存)。同時在地面彩色監(jiān)視器上可實時觀看井壁周圍的彩色圖像，孔內(nèi)套管的破損程度、井內(nèi)落物的準(zhǔn)確位置、事故類型、特征、地層巖性、結(jié)構(gòu)、構(gòu)造、基巖裂隙和巖溶發(fā)育情況等各種現(xiàn)象均可在電視屏幕上得到確認(rèn)。

井下電視它不但具有防水、耐壓、操作簡便、數(shù)據(jù)量大等優(yōu)點，還具有先進(jìn)的多功能裝置，自動化程度高，采用特殊鏡頭，無須調(diào)焦即有清晰圖象，在電視屏幕上可同時顯示測試部位的深度數(shù)字，具有現(xiàn)場錄音及漏水報警等裝置。

1.2 技術(shù)指標(biāo)

探頭外徑:Ф56、Ф80 mm，手動絞車最大測井深度600，電動絞車最大測井深度1 000 m，環(huán)境溫度:0℃～+40℃，電壓220V。

圖1 全景式井下電視檢測系統(tǒng)示意圖

1.3 適用范圍

該儀器適用于空氣中及清水條件下，如水質(zhì)渾濁，須事先用凈化劑等進(jìn)行處理，使水中游離雜質(zhì)沉淀。最好往井中注入清水，使混水沿濾水管進(jìn)入地下水層，從而使井水變清，以保證觀測效果。

2 操作規(guī)程

為確保檢測工作的順利實施，下井前應(yīng)仔細(xì)檢查探頭密封系統(tǒng)、光源、電纜、連接接頭等各部位是否正常，確認(rèn)無誤后，進(jìn)行各部分的連接，并打開彩色監(jiān)視器，調(diào)節(jié)在“AV”狀態(tài)，接通錄像機(jī)，放入錄像帶，選擇錄像機(jī)的輸入信號為視頻信號。當(dāng)監(jiān)視器屏幕上有攝錄的圖像時打開主機(jī)電源進(jìn)行自檢、置數(shù)、預(yù)置深度等，然后在記錄板上寫下測井地點、孔號、日期等有關(guān)事項，并錄像成帶，最后井口對零，打開井燈電源，下放攝像探頭，進(jìn)行井下監(jiān)視錄像。

3 實際運用

該儀器可實時拍攝水源井的套管及套管壁的損傷及破漏情況，為各種孔內(nèi)事故處理提供可靠的依據(jù)，改進(jìn)和提高了對水源井問題的診斷能力，通過地面彩色監(jiān)視器上觀測到的井下圖像的形態(tài)、顏色及光亮等信息，可進(jìn)行下列觀測:

3.1 井壁破裂檢查

井壁破裂后，會造成濾料坍塌和出砂(混水)，以往憑經(jīng)驗不能準(zhǔn)確判斷故障的位置和形狀，盲目性很大，修復(fù)后很難保證質(zhì)量，用井下電視則可準(zhǔn)確迅速判斷出破裂位置和形狀，并制定出科學(xué)的修復(fù)方案。如劉橋一礦、碭山潤達(dá)公司等單位的水源井，均有出砂或出混水的問題，到底是成井問題，還是井管破裂很難確定，而用井下電視檢測后，在短短的1～2 h內(nèi)就準(zhǔn)確無誤地判斷出是井管破裂所造成。

3.2 井管錯位檢查

淮北某廠有一眼水源井因出濾料、混水、不能使用，經(jīng)兩個打井隊處理，均未成功，后用全景式井下電視監(jiān)測系統(tǒng)檢測，結(jié)果是井管錯位，使該井很快的得到了修復(fù)。

3.3 井內(nèi)落物檢測

井內(nèi)常見的事故有:掉泵、泵管脫落、套管脫落及工具掉入等，查清落物在井內(nèi)什么位置和狀態(tài)，是加工打撈工具和處理事故的關(guān)鍵。由于全景式井下電視可真實直觀地看到井下情況，故很快處理這一類事故。如:桃園礦有一供水井，井內(nèi)掉入了泵管，導(dǎo)致該井不能使用，嚴(yán)重影響生產(chǎn)，用井下電視檢測后，確定了打撈工具和方案，結(jié)果很快處理好了，給廠方挽救了一口水井。

3.4 濾水管堵塞情況檢測

濾水管堵塞的位置、程度及成因，一般憑經(jīng)驗是判斷不出來的，而運用井下電視則可準(zhǔn)確判斷出這些情況。如:百善礦有一水源井，水量逐年減少。檢測結(jié)果表明該井使用多年后濾水管銹蝕堵塞所致。

3.5 水井結(jié)構(gòu)檢測

井下電視可驗證打井隊向甲方提供的書面資料，檢測井壁管的結(jié)構(gòu)、變徑的位置、靜止水位、補(bǔ)管位置等，為水井管理、使用和維修提供技術(shù)資料。如:亳州水井運用井下電視檢測成井結(jié)構(gòu)。

3.6 基巖裂隙檢測

基巖裂隙的位置、發(fā)肓情況、富水性，憑經(jīng)驗很難判斷準(zhǔn)確，而運用井下電視可準(zhǔn)確判斷出這些情況。如:淮北石臺礦水源井、臨渙礦水源井運用井下電視清楚地看出基巖裂隙和巖溶發(fā)育情況，確定裂隙和巖溶分布的位置。

3.7 水井質(zhì)量驗收

由于井下情況的特殊性，給水井施工質(zhì)量的檢查驗收常帶來一定困難，有了井下電視檢測系統(tǒng)，問題就迎刃而解。如:亳州水井運用井下電視驗收成井質(zhì)量，得到了甲方的一致好評。

3.8 定性了解地質(zhì)受力情況

井下電視可檢查井壁管根據(jù)受力不同，在不同的深度受到不同的損害，來間接地定性反映地層受力情況，只有在地面沉降，地裂縫等地質(zhì)災(zāi)害嚴(yán)重的地區(qū)才可遇見此類情況。

4 經(jīng)濟(jì)效益

運用全景式井下電視檢測系統(tǒng)，能夠準(zhǔn)確、快捷、直觀、清晰、真實地判斷井壁異常情況及部位，從而根據(jù)不同情況，系統(tǒng)地制定出一套修井方案，配套必要的設(shè)施、處理工具，使舊井修復(fù)工程系統(tǒng)化。

由于井下電視能夠真實、直觀地反映水井內(nèi)的整體全景情況，為制定修井方案提供真實可靠的直觀依據(jù)。為此，利用井下電視技術(shù)進(jìn)行壞井的檢測能降低成本，減少不必要的開支，為水井用戶節(jié)約打井、修井費用。十余年，按修復(fù)水井100口，每口井節(jié)約打井費10萬元，共節(jié)約1 000萬元，修井費每口井節(jié)約5 000元，計節(jié)約費用50萬元，經(jīng)濟(jì)效益十分可觀。

5 結(jié)語

運用全景式井下彩色電視檢測系統(tǒng)，觀測井下故障圖像清晰、穩(wěn)定，而且不易丟失信息，檢測深度及故障位置準(zhǔn)確，故障成因明了，對判斷井下故障非常可靠，依據(jù)所觀測的信息，制定科學(xué)的修復(fù)方案，能顯著地提高修井的成功率和效率，這是以往的各類方法難以比擬的。同時為水井用戶提供原始的圖象資料，有利于水源井的使用和管理，為提高本單位的經(jīng)濟(jì)效益和知名度，增強(qiáng)在市場中的競爭力起到積極的作用。