井下电视系统结构设计及喷水流场仿真分析开题报告

石油是最重要的化石燃料之一，也是人类最主要的能源使用方式之一，因此石油开采对人类的工业活动极为重要。在油田的开发过程中,一般是分级钻探，使用多层套管，这样便于钻探且油井不易塌方，井下注水井套管一般会在不同深度（对应不同油层）进行爆破获得射孔，射孔即为抽油通道，所以射孔的质量好坏对抽取石油工作非常重要。在油井作业时，时常会出现一些故障，例如抽油机向下钻探时被卡住，而抽油机被卡住的原因有多种，可能是井下套管在某一段变形，也有可能是因为井下落物而堵住的原因，还有可能是因为套管腐蚀结垢、破裂错断等原因造成。这些故障会导致作业中出现不可预见的事故，从而导致项目停滞，严重影响作业效率。所以及时检测故障的原因或者预先检测可能出现的故障对油田开发来说就非常重要，然而工人不可能到井下去检查故障原因，所以故障的原因就难以判断。井下电视成像技术研究就是专门用于油气田的裸眼井、套管井,甚至油管中的直观测试。在石油、天然气工业中,成功修补的前提是操作者能够正确地看到并察觉出井下问题。这个信息通常是通过各种各样的测井调查获得的.事实上,每个被应用到井中的测井工具都在尝试为操作者提供一个有关问题本质或解决问题的清晰的资料。当由于数据不足导致不完全的察觉,或不准确的解释导致错误的察觉时,所进行的尝试及使用的错误方法常常使最初的问题加重。最终的结果是导致了时间、人力和财力的浪费。井下视像系统提供了直接的可视信息.没有猜测,没有“专家”解释。不通过揣摩数据去获得结果。所看即所得,所得即所需。井下视像改进和提高了对井筒问题的诊断能力,正像医生通过x射线来观察骨裂,视像可消除诊断过程中的疑虑和不确定性[5]。所以在如今油田开发中，人们普遍采用井下电视系统检测油田井下状况，通过适当设计的井下电视系统几乎可为任何种类的油井提供优秀的图像信息。井下电视通过摄像机把油气井内部的情况拍摄下来,利用光纤传输技术将拍摄到的图像实时传送到监视器上,从而可以准确、直观、清晰地显示井内任何位置的图像。油田井下电视系统不仅可实现井下管道结构错位及破坏状态监测,有利于井下油管及套管维修处理,而且能对油田油层及分布状态进行测量分析[1]。这样就对油田井下状况有了了解，可以有目标性地进行开采并及时发现问题进行解决，能够提高作业效率及经济效益。

2. 研究的基本内容与方案

传统的井下电视没有喷水系统，在用摄像头进行拍摄井下状况时，需要提前把井中的水先全排出去，这样才能拍摄清楚，但是用这种方法造价很高，且拍摄之后井中的水很快又变浑浊，做不到实时拍摄，所以效率低下，经济效益差。这篇论文要研究的是带有喷水系统的井下电视系统，这种井下电视在摄像头处设置有喷头，通过对喷头进行合理的结构设计以及喷水流场仿真分析，使喷头在井下能够把摄像头下面的一部分浑浊液体喷洗干净，这样摄像头就能把井壁表面状况以及液体情况拍摄清楚。当探头不断下降时，喷头不断向下喷水，这样总能使摄像头清晰地拍摄到井下状况，实现实时监控的目标，即能够及时发现井下的突发情况并及时解决，提高效率和经济效益。

井下电视分井上系统和井下系统两部分，两者之间通过信号传输系统连接。示意图：

3. 研究计划与安排

1-3周：完成开题报告和英文翻译

4-5周：完成井下电视系统的功能分析和总体方案设计

6-8周：完成井下电视系统的结构设计及计算

4. 参考文献（12篇以上）

[1] 乐开端,开兰秋,任雅萍,谭玉山.油田井下电视技术研究[j]. 应用光学,1998,19(3)36-38.

[2] 陆黄生.测井技术在石油工程中的应用分析与发展思考[j]. 石油钻探技术,2012,(6):1-7.

[3] 彭秀云. 井下电视视频信号传输技术研究[d]. 西安:中国科学院研究生院,2008.