井管故障检测中几种测试方法的比较研究（南亲江）

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1、井管故障检测中几种测试方法的比较研究（南亲江） 　　图1井中超声成像图片摘要:生产、生活用井出现故障后，就会引起各种不同的物理现象。只要选择物理测试方法得当，对症下药，就能快捷、准确地查明故障点的位置、损坏的规模大小，确定维修方案;有的测试方法还能检验成井工艺、维修质量情况的优劣。介绍了人工磁场超声成像测试技术、井下电视技术以及井中电法探测技术。每种方法都有其独到之处，如井下电视能看到探头以下情况，井液电阻率法只要漏水或破损部位内外有矿化度的差异就能检测到，并能检验成井工艺、修井工艺好坏。所以，在遇到井管故障时，首选井液电阻率法，其次是流量计法、超声成像测井法和井下电视测井法。

2、在井内出现问题以后，要分析具体情况，充分利用各种方法的优势，就能解决各种复杂多变的问题。 关键词:井管故障;检测;比较研究 　　中图分类号:P631.8+1文献标识码:A 1概述 　　生产生活用的井管出现裂缝、错断、孔洞、脱焊、破损等故障现象，是由多种因素引起的。一旦有了这些故障，就会出现涌砂、漏水、出水浑浊、淤塞等不良现象，影响到生产、生活用井的使用，甚至会引起成井的报废，造成很大经济损失。为能找到故障点的准确位置，并及时修复，笔者从20世纪80年代开始，对井管故障的检测方法进行了探索，现总结如下。 2各种测试方法的探测原理 2.1人工磁场超声成像测试技术［1］ 　　超声成像

3、测井是由地面监测仪器和井下仪器组成，井下仪器由直流电机带动一个双向压电陶瓷超声换能器绕井轴旋转，同时向井壁发射在电脉冲激励下产生约1MHz左右的超声脉冲，并接收其反射回波，反射回波在压电陶瓷上产生压电效应并输出电信号。电信号的大小与反射波的强弱有关，而反射波的强弱与井壁的连续性和反射能力，即波阻抗的差异有关，当井壁破损时，反射波就微弱，或者出现透射现象，就没有电信号输出。利用回波信息进行成像，从而获得井壁的有关信息。为把井壁展开成一个平面图像，在井下仪器中，还有一个同步转动的线圈传感器，用以接收地磁北信号，作为地面仪器扫描触发的起点信号，这样，回波信号从北开始有规律地排布，就能

4、展示出逼真的图像。地面仪器主要包括显示器、照相机、记录仪、录像机及回收资料处理所用的管壁成像微机系统。在井管的故障检测中，井管多是钢管或水泥管，对地磁信号具有很强的屏蔽性，往往接收不到磁北信号，使图像信号“乱码”，如图1，是常规超声成像测井方法在原省水文队徐州分队水井测得的图像。为了解决上述问题，笔者运用了人工磁场和陀螺定向技术，即在原有的井下探管中安装一个陀螺仪。该陀螺仪包括修正电机、联轴器、陀螺框架、陀螺电机、集流环等。安装陀螺仪的目的是保持磁场的方向始终不变。通过上述改进的陀螺定向超声成像测井仪能在磁性钻孔内取得井壁连续的图像信息，检测井管的破损情况。用这种方法在坯州纺织

5、厂、丰县中学、原省水文队徐州分队等多个水井故障处理中发挥了主导作用。图1是坯州纺织厂井管检测图像，该井的故障现象是漏砂出混水，从图像资料上未发现井管破损。但在每根管子上都有两个洞，这是穿杠杆用，在下管子时，杠杆挑着管子一节一节往下放。上下两根管子焊好后再补上洞孔。从图片上看出在80m接头的上部有一个洞没有超声回波，说明补洞的圆块脱落，修井队在此下了弹簧钢板，堵住了漏砂位置，水井修复。图1是丰县中学水井超声成像测井图片，图像清晰地反映了水泥管在白管与过滤管接头处有大面积破损和过滤管滤眼的形状。 2.2井下电视技术 　　井下电视测井系统主要由井下摄像探头、照明系统、信号传输系统、主

6、机、显示器、录像机等组成。其原理是将装有自动调焦的广角摄像头下入井中，对井壁四周及下部进行全方位彩色摄像，并通过信号传输线将井壁图像信号输送到地面显示器和录像系统保存。同时测井人员实时观看图像，及时发现井管故障点位置。井下电视测井技术中的关键技术:①照明系统:水对光的吸收很大，宜采用卤素灯辅以红外发光管作为井下照明光源，在实验室内试验选择摄像探头与照明系统的最佳位置。②在水中，摄像头的视角要比在空气中小约1/4，为了获得与空气中同样大小的视角，需选用水下专用摄像头［2］。③防水耐压:在探管的下部宜采用厚度大于15mm的石英玻璃，制作成摄像头的窗口，用橡胶密封圈密封。④关于定向测

7、量问题:对于一些要作定向测量的井，须对井下装置作一改进，将摄像头悬挂在探管内，能自由转动，其顶部连接可调电位器和修正电机，可调电位器的动触片与定向陀螺相连，当摄像头偏离指定方向时，就会在动触片上产生比较电位差，经处理后送到修正电机，使摄像头回到指定方向。井下电视测井能直观地观察到探头下端情况。以如东某水井施工为例，该井深度为450多米，220m处有一浮力板，管子下好后下到440多米时，井外围水位突然下降了几米，施工人员怀疑浮力板漏气，继续下管子成井。井固好后探孔深发现到了168m位置下不去，