[其他]直接獲取油井井壁圖象的方法及其電視攝象系統

無效

• 申請號: 88101897
• 申請日: 1988-03-30
• 公開（公告）號: CN88101897A
• 公開（公告）日: 1988-12-21
• 發明（設計）人: 龐文綱;鄭潮鋆
• 申請（專利權）人: 陜西延安地區石油化學工業局綜合研究所
• 主分類號: E21B47/00
• 分類號: E21B47/00;H04N5/225
• 代理公司: 中國科學院西安專利事務所
• 代理人: 顧伯勛,任越

本發明屬于直接獲取油井井壁圖象的方法，與井壁測試有關。

我國的石油資源比較豐富，陸地和大陸架都蘊藏著石油，因此，合理和科學的開發石油資源，有著重要的經濟意義。在石油開發的井下作業過程中，直觀的井壁圖象對施工的工程質量和采用的技術措施有著重要關系，決定著井下施工的成敗。從地質布井、地質研究、地層產狀、壓裂施工尋找合適的含油段，到分析射孔質量、套管修補、坐封等無一不需要直觀圖象。

在淺油層開發中，經典的測井方法幾乎都采用電測法，（《電法測井》，張庚驥編，石油工業出版社，1985年），電測法包括自然電位測井、電阻率測井、側向測井、感應測井和電磁波測井等，所有這些方法都把變化的電參量沿井深方向展開，得到相應的一系列曲線，然后根據已掌握的巖層各種特性知識和經驗，對曲線作出解釋，為工程施工、油田開發提供設計依據。但是所有方法都無法取得直觀資料，因而人們對各種石油開發中的問題只能囿于推理探測，至今仍有一些實際工程現象無確定的解釋。長期以來，石油工作者試圖尋求更為直觀地獲取井下資料的手段。

井下超聲波電視系統（《聲波測井原理》，楚澤涵編，石油工業出版社，1985年）曾引起國內外同行的關注，但由于該系統的分辨率、清晰度受溫度影響而顯得不足，以致未能在實際中得到廣泛應用。

國內長江水利規劃局1986年研制成一種探測水壩內部情況的電視攝象機，它只能單向攝象，且攝象管分辨率低。

本發明的目的在于提供一種新的測井方法與新的井下電視攝象系統，從而直接獲取裸眼油井井壁的圖象。在人們所熟悉的成象方法中，光學成象的質量最高，井下電視就以這一基本事實為依據。

本發明是按以下方案實現的：井下電視攝象系統采用微機控制的CCD攝象機和結構特殊的光學系統，并配以電子快門，直接獲取井壁圖象。圖象信號經視頻同軸電纜輸到地面，經控制器、圖象處理器、錄像機、監視器直接顯示井壁圖象，后經自動照象系統拍片，把井壁資料永久記錄保存下來。

由于油井是細長孔，所以要獲取井壁圖象，光學系統需以360°園周方向旋轉，步進電機、電子快門、光學系統之間匹配成間歇攝象機構，從而獲得正常的井壁圖象。

在沿園周拍攝的同時，攝象探頭還必須沿井深方向移動，為了防止漏測或圖象重復，需要合理地計算出垂直測井的速度。

井下電視攝象系統在攝象的同時，還必須取得空間方位信號。采用光學羅盤給出磁北信號，攝象機光學系統每旋轉一周就會出現一個磁北信號脈沖，信號脈沖到達地面，經與圖象信號復合，在圖形上直接顯示磁北方位。該脈沖由圖象處理器自動切換，使整個圖象磁北對準，完成徑向定位。垂直方向的定位是依靠深度的測量完成，深度計設在地面，根據電纜移動的距離，以電壓變化的大小來測定，采用光電脈沖轉換器顯示，從而確定垂直位置。

井下電視攝象系統地面設施的主要任務是，使攝象探頭按要求上下移動，完成全井深測井，同時把攝象機傳到地面的信號在顯示器上重現，并為攝象機輸入同步信號，把深度信號、磁北信號疊加在圖象上。地面設施由電纜車、水灌車、儀器車三部分組成。電纜車專供電纜起放用，裝有深度計;水灌車加注SP-169冷卻液專供置換液;儀器車裝有控制顯示儀器，井下信號的接收及地面信號傳輸均由儀器車來完成。

圖一為井下電視攝象系統的地面設施框圖。

攝象探頭是系統的技術核心部分。

圖二是攝象探頭簡圖。圖中，1CCD攝象機，2步進電機，3光學成象轉象系統，4反射鏡驅動部分，5棱鏡驅動部分，6攝影窗口，7照明光源，8浮標。

井下攝象探頭呈園柱形，它的提升和下降均由地面電纜車經電纜屏蔽層傳遞動力。注水管與電纜同步進行。為了達到同步的目的，水管滾筒由深度計發出的深度信號控制轉速，使水管與電纜同步。

在攝象過程中，探頭有時會偏離軸線，從而引起攝影系統的象距變化。為此，在攝象探頭兩端裝有扶正器進行伺服調焦，確保圖象清晰。

探頭殼體采用不銹鋼制成，分段連接。光源、步進電機及CCD攝象機均由特殊的水冷裝置冷卻。冷卻水采用注入水，經換熱后噴出。噴頭上裝有單向閥，以防逆向灌入。探頭上吊環由電纜屏蔽層固定，屏蔽層采用鋼絲網起承重作用。整個殼體連接面均采用耐油橡膠密封圈。密封失效，后果將是很嚴重的。

探頭在常溫下裝配。當探頭放至油井深處時，壓力和溫度會發生變化，電子器件的性能參數也會發生變化，整個系統將失去穩定性。為此，采取殼體表面涂以絕熱層，裝設半導體制冷片，和置換液自然循環冷卻等綜合性措施來保證系統的穩定性。