電纜式井下成像系統(tǒng)在中深層水源熱泵地?zé)釗Q熱井運(yùn)維當(dāng)中的應(yīng)用研究

摘要

中深層水源熱泵地?zé)釗Q熱井長(zhǎng)期開展地下水開采?回灌循環(huán)作業(yè)，井筒極易出現(xiàn)泥沙淤積、濾網(wǎng)堵塞、無機(jī)鹽結(jié)垢、套管破損、回灌通道堵塞等故障，直接造成地?zé)峋畵Q熱效率下降、回灌受阻。電纜式單攝像頭測(cè)井成像系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)井下畫面地面實(shí)時(shí)傳輸，實(shí)時(shí)排查井筒堵塞缺陷。本文介紹電纜式測(cè)井設(shè)備硬件參數(shù)、實(shí)時(shí)成像工作原理；分析地?zé)釗Q熱井常見井筒故障；探究電纜式設(shè)備在800?1000m深層地?zé)峋淳昂髮?duì)比、堵塞深度定位、結(jié)垢檢測(cè)、廢棄地?zé)峋舛买?yàn)收的整套作業(yè)流程；對(duì)比自存儲(chǔ)式設(shè)備在地?zé)峋畧?chǎng)景優(yōu)缺點(diǎn)；提出地?zé)峋叩V化度水質(zhì)環(huán)境下設(shè)備防腐優(yōu)化方案，為中深層地?zé)峋B(tài)化運(yùn)維提供可視化技術(shù)手段。

關(guān)鍵詞：中深層水源熱泵；地?zé)釗Q熱井；電纜式井下成像系統(tǒng)；井筒堵塞排查；地?zé)峋淳\(yùn)維；回灌通道堵塞；井筒結(jié)垢檢測(cè)；1000m地?zé)峋惶坠芡暾员O(jiān)測(cè)

0 引言

國(guó)內(nèi)中深層水源熱泵地?zé)豳Y源開發(fā)規(guī)模持續(xù)擴(kuò)大，地?zé)釗Q熱井深度大多處于400?1000m，地下水礦化度高、鈣鎂離子含量高，長(zhǎng)期開采回灌極易產(chǎn)生無機(jī)鹽結(jié)垢、泥沙淤積、篩管濾網(wǎng)堵塞，造成回灌困難、換熱能效大幅降低；部分地?zé)峋坠芨g破損出現(xiàn)地下水串層污染。地?zé)峋\(yùn)維需要精準(zhǔn)找到堵塞、結(jié)垢深度位置，指導(dǎo)通井、洗井、化學(xué)除垢作業(yè)。電纜式井下成像系統(tǒng)實(shí)時(shí)查看井下實(shí)況，適合地?zé)峋B(tài)化運(yùn)維巡檢。

1 電纜式單攝像頭測(cè)井系統(tǒng)硬件及工作原理

探頭本體Φ68mm，1080P高清CMOS攝像頭，耐壓70MPa，耐溫?20~175℃，17?4PH不銹鋼外殼適配地?zé)岣邷馗叩V化度地下水；依靠耐高溫屏蔽測(cè)井電纜連接地面主機(jī)，地面供電、井下影像實(shí)時(shí)上傳；選配深度傳感器實(shí)時(shí)鎖定缺陷深度；自帶可調(diào)亮度井下補(bǔ)光燈，照亮黑暗井筒；支持H.265高清視頻壓縮存儲(chǔ)。

2 中深層地?zé)釗Q熱井主要井筒故障類型

第一，泥沙淤積堵塞：回灌泥沙沉積于井筒底部；第二，無機(jī)鹽結(jié)垢堵塞：鈣鎂離子析出附著井筒內(nèi)壁、濾網(wǎng)；第三，篩管濾網(wǎng)破損堵塞；第四，套管腐蝕、裂縫、破損，地下水串層；第五，回灌通道淤堵，回灌水量下降；第六，洗井之后雜物殘留井筒。

3 電纜式測(cè)井系統(tǒng)地?zé)峋走\(yùn)維作業(yè)流程

第一，前期地?zé)峋１?，下放探頭通過電纜進(jìn)入換熱井井筒；第二，地面實(shí)時(shí)觀看井筒內(nèi)壁畫面，下放過程實(shí)時(shí)排查結(jié)垢、泥沙、濾網(wǎng)堵塞位置；第三，記錄堵塞對(duì)應(yīng)的深度數(shù)值；第四，根據(jù)成像結(jié)果制定洗井、高壓水射流除垢、氣囊泵清淤方案；第五，洗井作業(yè)完成之后再次下放探頭復(fù)檢，對(duì)比堵塞清理效果；第六，長(zhǎng)期周期性巡檢監(jiān)測(cè)井筒結(jié)垢生長(zhǎng)速度。

4 電纜式與自存儲(chǔ)式設(shè)備地?zé)峋畧?chǎng)景優(yōu)缺點(diǎn)對(duì)比

電纜式優(yōu)勢(shì)：地?zé)峋\(yùn)維需要多次反復(fù)巡檢、洗井前后對(duì)比，實(shí)時(shí)成像隨時(shí)查看井下動(dòng)態(tài)；地面持續(xù)供電，不受電池續(xù)航限制，適合高頻次巡檢；淺層?中層地?zé)峋娎|下放便捷。

電纜式短板：800?1000m深層地?zé)峋L(zhǎng)線電纜存在信號(hào)衰減、高溫地下水腐蝕電纜外皮。

自存儲(chǔ)式優(yōu)勢(shì)：深層地?zé)峋疅o線纜束縛，下放便捷；缺點(diǎn)是無法實(shí)時(shí)預(yù)覽，洗井復(fù)檢需要反復(fù)起下探頭，效率低下。

因此400m以內(nèi)淺層地?zé)峋畠?yōu)先電纜式；800?1000m深層地?zé)峥辈檫x用自存儲(chǔ)式；日常運(yùn)維巡檢優(yōu)先電纜式設(shè)備。

5 地?zé)峋叩V化度環(huán)境設(shè)備優(yōu)化措施

地?zé)岬叵滤V化度高、腐蝕性強(qiáng)，測(cè)井電纜選用耐鹽腐蝕氟橡膠外皮；探頭外殼定期拋光防腐；加裝井下水質(zhì)傳感器同步監(jiān)測(cè)地下水溫度、電導(dǎo)率；探頭加裝自清潔探頭鏡頭防結(jié)垢涂層。

6 結(jié)論

電纜式單攝像頭井下成像系統(tǒng)憑借實(shí)時(shí)可視化、持續(xù)供電、便捷操控的優(yōu)勢(shì)，適配中深層地?zé)釗Q熱井常態(tài)化堵塞排查、洗井復(fù)檢、套管完整性監(jiān)測(cè)；深層地?zé)峥辈楣r搭配自存儲(chǔ)式設(shè)備，構(gòu)建地?zé)峋芷诳梢暬\(yùn)維體系，保障水源熱泵地?zé)峋L(zhǎng)期高效穩(wěn)定運(yùn)行。

本篇細(xì)分關(guān)鍵詞：中深層水源熱泵，地?zé)釗Q熱井，電纜式井下成像系統(tǒng)，井筒堵塞排查，地?zé)峋淳\(yùn)維，回灌通道堵塞，井筒結(jié)垢檢測(cè)，1000m地?zé)峋坠芡暾员O(jiān)測(cè)，高礦化度地下水，地?zé)峋ň淳?，水源熱泵運(yùn)維