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石油测井成像系统在中深层地热换热井井筒运维中的应用对比分析

更新时间:2026-08-11      浏览次数:1

石油测井成像系统在中深层地热换热井井筒运维中的应用对比分析(双目VS单目)

摘要

随着国内中深层水源热泵地热资源规模化开发,地热换热井长期高温运行,频繁出现换热管破损、井筒泥沙淤积、井壁结垢、回灌通道堵塞、套管腐蚀等故障,严重影响地热采水、回灌效率。本文对比北京鸿鸥成运双目立体成像系统、电缆式单目旋转成像系统硬件耐高温耐压性能,分析中深层地热井100‑175℃高温、高压、高矿化度腐蚀的井下工况,探究两款设备在地热井洗井前后检测、换热管故障排查、结垢堵塞识别、修井运维的适配能力,明确双目设备为地热井可视化装备,单目设备的适用边界,为中深层地热换热井全周期井筒可视化运维提供技术参考。

**关键词:**中深层地热井;换热管检测;井筒结垢;地热修井;双目立体成像;电缆式单目探头;地热资源监测

独立关键词清单

中深层地热井,换热管检测,井筒结垢,地热修井,双目立体成像,电缆式单目探头,地热资源监测,17‑4PH不锈钢外壳,175℃耐高温探头,井筒堵塞,回灌井运维,洗井效果检测,地热井故障排查

1 引言

中深层水源热泵换热井深度普遍处于3500‑6000m区间,井下温度可达100‑175℃,承压压力高于35MPa,井下地热污水矿化度高,富含钙镁离子、腐蚀性离子,长期运行之后井筒内壁生成坚硬水垢,泥沙沉积堵塞回灌通道,地下换热管道高温腐蚀破损,造成地热井出水量下降、回灌受阻、热泵系统能效降低。

地热井井筒运维需要依靠井下可视化成像设备排查故障,普通浅层单目成像探头耐温上限仅80℃,下入地热井之后传感器高温烧毁、密封失效;双目立体成像系统耐高温高压硬件适配地热特种工况。本文对比两款测井成像系统在地热换热井运维中的应用差异,建立地热井设备选型标准。

2 中深层地热换热井井下复杂工况特点

第一,井下高温:地热井恒温层温度超过100℃,部分干热岩试验井温度高达175℃

第二,高压环境,井深超3500m,井下承压>35MPa

第三,强腐蚀污水,地热污水矿化度高,钙镁离子易结垢,氯离子、腐蚀性离子腐蚀套管与换热管;

第四,主要故障类型:井筒泥沙淤积、井壁硬质水垢堵塞、U型换热管破裂渗漏、回灌通道堵塞、套管高温腐蚀破损;

第五,运维需求:检测结垢厚度、换热管破损位置、泥沙淤积体积,精准指导洗井、通井、修井作业。

3 双目、单目成像系统地热工况硬件适配对比

双目Φ68mm立体成像探头,耐温‑20℃~175℃,承压70MPa,耐高温工业级CMOS传感器、氟橡胶高温密封件,加厚17‑4PH不锈钢承压腔体,适配地热井高温高压环境;三维立体成像可测量水垢厚度、泥沙淤积体积、换热管破损尺寸;续航时长6‑8h,满足全井段多次扫描检测。

电缆式单目Φ55mm旋转探头最高耐温80℃,承压上限35MPa,常规民用传感器、普通橡胶密封件;地热井井下温度远超耐受上限,短时间下入就会出现传感器失灵、橡胶密封高温老化漏水;仅二维平面成像,无法定量测量结垢厚度;硬件层面不适用于中深层地热换热井。

4 双目立体成像系统在地热井全流程运维应用

4.1 地热井完工竣工验收检测

新建成换热井下入双目探头,检测U型换热管安装是否破损、套管有无变形、井筒内壁有无杂物残留,保障新建地热井工程质量。

4.2 日常定期巡检运维

定期开展井下成像检测,监测井筒结垢生长速度、泥沙淤积情况,提前预判回灌堵塞风险,提前开展洗井作业,避免地热井回灌瘫痪。

4.3 洗井前后效果对比检测

洗井之前拍摄井筒水垢、泥沙堵塞情况;洗井结束后再次成像,对比水垢清除效果,判断洗井作业是否达标。

4.4 故障之后修井抢修

换热管破裂、套管腐蚀、回灌通道堵塞故障发生后,双目三维成像精准定位破损点位、测量堵塞物体积,定制通井、修井施工方案,高效完成地热井抢修。

4.5 干热岩高温试验井科研监测

适配175℃特种高温干热岩试验井,开展井下温度环境可视化科研监测。

5 电缆式单目探头在地热领域的适用边界

单目探头耐温80℃,仅能够用于80℃以内浅层试验地热井、地热井井口浅层低温段检测;中深层主井筒高温环境禁止使用;细口径浅层地热监测钻孔,在常温条件下可使用单目探头巡检。

6 地热井成像探头使用养护策略

第一,中深层常规地热换热井、干热岩井强制选用双目耐高温立体成像探头;

第二,每次地热井高温作业结束之后立刻使用清水冲洗探头外壳水垢、地热腐蚀性污水;

第三,定期更换耐高温氟橡胶密封圈,防止高温老化之后密封漏水;

第四,探头下放加装定心器,减少探头和结垢井壁之间的磕碰磨损。

7 结语

中深层地热换热井高温高压、高腐蚀、易结垢的特种井下工况,对井下成像设备耐温耐压性能有着硬性高标准。电缆式单目旋转成像探头硬件耐受上限不足,无法适配地热主井筒;双目立体成像系统凭借175℃耐高温、70MPa高压承压、三维缺陷测距的核心优势,覆盖地热井竣工验收、日常巡检、洗井检测、故障抢修全流程运维工作,是中深层水源热泵地热井井筒可视化运维的优选设备,为地热资源长效稳定开发提供可视化技术支撑。


石油测井成像系统在中深层地热换热井井筒运维中的应用对比分析

石油测井成像系统在中深层地热换热井井筒运维中的应用对比分析

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