CN110620898A - 基于螺旋喷水和光纤传输技术的井下电视装置及实现方法 - Google Patents

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刘明尧
张岭
骆志杰
周伟剑
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Abstract

本发明公开了一种基于螺旋喷水和光纤传输技术的井下电视装置及实现方法，相机模块位于装置的中心，相机模块安装在机械结构件上，光端机发送端与相机模块相连，相机模块负责采集井下的图像，然后传递给光端机发送端，光端机发送端对图像进行编码，编码后的数据经过光纤传递到井上另一端的光端机接收端，光端机接收端一端与光纤光缆相连，另一端与工业计算机相连，光端机接收端对数据进行解析，将解析后的数据传输到工业计算机，工业计算机加工后显示在显示屏上。本发明基于螺旋喷水和光纤传输技术的井下电视装置及实现方法，满足井下清晰、高效成像的要求。具备适应性强、使用方便、可靠性好、省时省力的特点。

Description

基于螺旋喷水和光纤传输技术的井下电视装置及实现方法
技术领域
本发明属于井下监控技术领域，尤其涉及一种基于螺旋喷水和光纤传输技术的井下电视装置及实现方法。
背景技术
在石油开采中，由于经过较长时间的开发生产，导致地层的流体场，压力场都会很大的变化。与新开的油井相比，油井的地质条件会变得越来越复杂，再加上后来采油过程中频繁施加的物理、化学开采措施以及修井施工和井身结构的破坏、完井固井质量的好坏、套管材质的选择与腐蚀等诸多因素的影响，使得井下作业情况十分复杂；此外，由于采油过程中，针对各种工序(如：下管、注水、排水、分层开采以及检测等)需要各种井下工具的配合使用才能完成，从而造成了井下作业工具相对较多的情况出现。
由于石油开采过程中，井下作业情况复杂、井下作业工具多的原因，使得井下石油套管的变形、穿孔、破裂、错断以及井下作业工具的失灵而造成的井下管道堵塞工序失效等情况时常发生。而大量的井下事故的存在，严重影响了油井的正常开采，制约了油田的高效开发；此外在旧井修复和井下事故排除过程中，由于井下环境复杂，事故原因多样(例如：套管漏失、套管脱扣、套管错断等)等原因导致难以制定井下修复措施以及正确的选择下井工具；最后，在随着油井的开采中，井下射孔，井下开关等各种复杂的操作工具在工作中是否正常工作需要定期的进行检测，以确保开采效率。由上面的原因可知一种直观准确的检测井下作业情况以及井下工具工作状态的检测工具是必须的。
然而以往的测井方法比如电测法超声波测法等因为无法让地面操作人员直接的检测到井下状况，从而无法提供精确的井下生产情况。由于地底无法采光，因此地面操作人员无法对地底开采工具的工作环境和工作状况进行直观的了解，只能通过一些间接的方法对井下工作情况进行数据采集，例如：40臂井径测井、X-Y测井、八臂井径测井、磁重力测井等。这些间接测井方法虽然能在一定程度上给予操作人员在设计开采方案时的数据支持，但由于这些方法无法让操作人员看到井下的具体情况，其采集的数据具有不确定性和很大的误差，因此开发一种能够让操作人员直观准确的看到地底的结构，以及资源开采过程中地下工具工作情况的可见光电视系统十分必要。
现今井下电视测井仪已经广泛应用于石油、地质、矿产、水文等领域。可以实施井管探伤、堵漏、防砂、防堵的施工设计以及城镇地下管道探伤修复以及旧井的修复再利用。用以监测井、水井、矿井套管断裂、变形、腐蚀、产出剖面、孔眼、产出夜状态、砂漏、砂堵、结垢、堵漏质量及井下落鱼位置和形状等，利用水下微光高速电成像技术以获取井下工程信息，并对获得的图片信息进行定量分析并将干扰信息排除，从而得到与井下状况一致的有效信息，为井下工具操作提供依据，从而使操作人员能够有效的选择最为优化的操作方式。
但是在进行测量前，都需要对待测井进行清洗，保证待测环境中水的清晰度，大大限制了井下电视的使用范围，效率较低。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是，提供一种基于螺旋喷水和光纤传输技术的井下电视装置及实现方法，满足井下清晰、高效成像的要求。具备适应性强、使用方便、可靠性好、省时省力的特点。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：首先提供一种基于螺旋喷水和光纤传输技术的井下电视装置，相机模块、光照模块、光端机发送端、光端机接收端、光纤光缆、工业计算机、显示屏、高压喷水装置、机械结构件，相机模块位于装置的中心；高压喷水装置包含若干个喷嘴且均布在相机模块的周围，光照模块采用前置照明，包含若干个LED灯均布在装置前端；相机模块安装在机械结构件上，在相机模块的外侧安装保温防水外罩，保护相机免受外界高温的影响，光端机发送端与相机模块相连，相机模块负责采集井下的图像，然后传递给光端机发送端，光端机发送端对图像进行编码，编码后的数据经过光纤传递到井上另一端的光端机接收端，光端机接收端一端与光纤光缆相连，另一端与工业计算机相连，光端机接收端对数据进行解析，将解析后的数据传输到工业计算机，工业计算机加工后显示在显示屏上。
按上述技术方案，喷嘴喷水方向与装置轴线夹角为31.237°，呈螺旋状喷出。能够达到高效清洁的目的。
按上述技术方案，相机采用广角镜头，视角为70°。
按上述技术方案，喷嘴和LED灯都均布在相机模块的四周，并且数量可以变更。
本发明还提供一种基于权利要求1的井下电视装置实现方法，包括以下步骤，步骤一，高压水从喷水装置中螺旋喷出，将相机模块前面的待测区域冲洗干净，满足相机的成像要求；步骤二，相机拍摄当前管道的影像，将数据传递给光端机发送端编码为光信号；步骤三，光端机发送端将数据通过光纤传递到光端机接受端；步骤四，光端机接收端将接收的光信号还原成影像传递给工业计算机；步骤五，计算机对影像进一步加工处理后展示在显示屏上。
本发明产生的有益效果是：井下液体的清晰度在洗井后依然无法满足可见光测井的要求，本发明装置配套的螺旋喷水系统可以从装置顶部的喷嘴处喷出高压水，将相机前方的区域冲洗干净，满足相机成像的条件，在井上提供高压水，沿着水路输送到装置的前端，在装置的前端设置了有一定倾斜角度的喷嘴，高压水从喷嘴喷出后在油管里就会形成螺旋状，对前方的液体进行冲洗。喷水装置可以在洗井后甚至不洗井的前提下对井下的环境进行勘测；光照模块可以增加环境的亮度，保证相机可以成像；计算机参与图像的进一步加工和解析。本装置可以获取到深井下的连续图像数据，直观、准确地展示井下的真实环境。
附图说明
下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中：
图1是本发明实施例基于螺旋喷水和光纤传输技术的井下电视装置的总体结构示意图；
图2是本发明实施例基于螺旋喷水和光纤传输技术的井下电视装置的底部结构示意图；
图3是本发明实施例基于螺旋喷水和光纤传输技术的井下电视装置实施方法的流程图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
如图1、图2所示，首先提供一种基于螺旋喷水和光纤传输技术的井下电视装置，包括光端机发送端1、光缆2、光端机接收端3、显示屏4、工业计算机5、高压喷水装置6、相机模块7、光照模块8、机械结构件9；相机模块位于装置的中心；高压喷水装置包含若干个喷嘴且均布在相机模块的周围，光照模块采用前置照明，包含若干个LED灯均布在装置前端；相机模块安装在机械结构件上，在相机模块的外侧安装保温防水外罩，保护相机免受外界高温的影响，光端机发送端与相机模块相连，相机模块负责采集井下的图像，然后传递给光端机发送端，光端机发送端对图像进行编码，编码后的数据经过光纤传递到井上另一端的光端机接收端，光端机接收端一端与光纤光缆相连，另一端与工业计算机相连，光端机接收端对数据进行解析，将解析后的数据传输到工业计算机，工业计算机加工后显示在显示屏上。
进一步地，喷嘴喷水方向与装置轴线夹角为31.237°，呈螺旋状喷出。能够达到高效清洁的目的。
进一步地，相机采用广角镜头，视角为70°。
进一步地，喷嘴和LED灯都均布在相机模块的四周，并且数量可以变更。
本发明方法实施例中具体过程如下，如图3所示：
(1)将本装置下放到待测环境中。
(2)高压水从喷嘴处喷出，将相机拍摄区域冲洗干净，满足相机的拍摄要求。
(3)相机将拍摄到的影像传递给光端机发送端。
(4)光端机发送端将影像数据转化为光信号经过光纤传递给光端机接收端。
(5)光端机接收端将光信号解析为影像数据传递给工业计算机。
(6)工业计算机对影像进一步处理后在显示屏上显示影像。
通过螺旋喷水的方式将相机前方的介质替换为纯净水，从而保证了成像的质量。高压水由井上作业区提供，通过专用管道提供给装置；装置前端的喷口满足一定的角度，这些角度保证了喷射的水流可以形成螺旋状，将相机前方区域冲洗干净。
应当理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，而所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。

Claims (5)

1.一种基于螺旋喷水和光纤传输技术的井下电视装置，其特征在于，相机模块、光照模块、光端机发送端、光端机接收端、光纤光缆、工业计算机、显示屏、高压喷水装置、机械结构件，相机模块位于装置的中心；高压喷水装置包含若干个喷嘴且均布在相机模块的周围，光照模块采用前置照明，包含若干个LED灯均布在装置前端；相机模块安装在机械结构件上，在相机模块的外侧安装保温防水外罩，光端机发送端与相机模块相连，相机模块负责采集井下的图像，然后传递给光端机发送端，光端机发送端对图像进行编码，编码后的数据经过光纤传递到井上另一端的光端机接收端，光端机接收端一端与光纤光缆相连，另一端与工业计算机相连，光端机接收端对数据进行解析，将解析后的数据传输到工业计算机，工业计算机加工后显示在显示屏上。
2.根据权利要求1所述的基于螺旋喷水和光纤传输技术的井下电视装置，其特征在于，喷嘴喷水方向与装置轴线夹角为31.237°，呈螺旋状喷出。
3.根据权利要求1或2所述的基于螺旋喷水和光纤传输技术的井下电视装置，其特征在于，相机采用广角镜头，视角为70°。
4.根据权利要求1或2所述的基于螺旋喷水和光纤传输技术的井下电视装置，其特征在于，喷嘴和LED灯都均布在相机模块的四周，并且数量可以变更。
5.一种基于权利要求1的井下电视装置实现方法，其特征在于，包括以下步骤，步骤一，高压水从喷水装置中螺旋喷出，将相机模块前面的待测区域冲洗干净，满足相机的成像要求；步骤二，相机拍摄当前管道的影像，将数据传递给光端机发送端编码为光信号；步骤三，光端机发送端将数据通过光纤传递到光端机接受端；步骤四，光端机接收端将接收的光信号还原成影像传递给工业计算机；步骤五，计算机对影像进一步加工处理后展示在显示屏上。
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