鎧裝傳輸電纜對電纜式單目測井成像系統(tǒng)井下信號傳輸穩(wěn)定性影響研究

摘要

電纜式單目360°旋轉(zhuǎn)測井成像系統(tǒng)依靠鎧裝傳輸電纜完成井下視頻、深度、溫度傳感信號傳輸，電纜性能直接決定井下畫面清晰度、信號抗干擾能力、絞車下放深度上限。本文以北京鴻鷗成運5.6mm兩芯鎧裝電纜、8?9mm四芯鎧裝電纜為研究對象，分析鎧裝電纜結(jié)構(gòu)、抗拉強度、屏蔽抗干擾原理，探究井深、井下高溫、井筒腐蝕、線纜磨損對視頻信號傳輸?shù)母蓴_因素，對比兩種規(guī)格鎧裝電纜適用工況，總結(jié)線纜選型、布線養(yǎng)護、故障排查方案，保障單目井下成像系統(tǒng)在淺層井筒檢測過程中信號穩(wěn)定傳輸。

**關(guān)鍵詞：**鎧裝電纜；井下視頻傳輸；單目測井成像；5.6mm鎧裝纜；四芯傳輸纜；深井信號抗干擾；絞車計米系統(tǒng)

獨立關(guān)鍵詞清單

鎧裝電纜，井下視頻傳輸，單目測井成像，5.6mm鎧裝纜，四芯傳輸纜，深井信號抗干擾，絞車計米系統(tǒng)，金屬屏蔽層，線纜抗拉強度，淺層油氣井，地下水監(jiān)測井，線纜磨損，信號衰減，井下電磁干擾

1 引言

電纜式單目井下成像系統(tǒng)依靠鎧裝電纜實現(xiàn)井下探頭供電、高清視頻信號傳輸、深度溫度傳感器數(shù)據(jù)通信，同時電纜承擔(dān)探頭下放提拉承重作用。淺層油氣井、地下水監(jiān)測井作業(yè)環(huán)境復(fù)雜，井下電機、金屬套管、礦山設(shè)備產(chǎn)生電磁干擾；井筒內(nèi)壁尖銳巖石、雜物磨損線纜外皮；深井長線纜造成視頻信號衰減，經(jīng)常出現(xiàn)畫面卡頓、雪花、信號中斷、深度數(shù)據(jù)丟失等故障。

鎧裝電纜的屏蔽結(jié)構(gòu)、線芯規(guī)格、抗拉強度、耐腐蝕外皮材質(zhì)，直接決定整套成像系統(tǒng)穩(wěn)定性。本文針對兩種規(guī)格鎧裝傳輸電纜開展研究，分析信號干擾誘因，建立線纜選型和運維方案。

2 兩種規(guī)格鎧裝電纜硬件結(jié)構(gòu)與基礎(chǔ)參數(shù)

2.1 5.6mm兩芯鎧裝電纜

線纜外徑5.6mm，內(nèi)置兩根傳輸線芯，外層鋼絲鎧裝抗拉層、金屬屏蔽層、耐腐蝕防水外皮；線纜重量輕便、彎折靈活，抗拉強度適配0?1500m淺井，負(fù)責(zé)傳輸視頻信號與供電，適合淺層地下水監(jiān)測井、幾十米?上百米污染場地勘察井，野外便攜作業(yè)。

2.2 8?9mm四芯鎧裝電纜

線纜外徑8?9mm，四根獨立傳輸線芯，獨立供電芯、視頻傳輸芯、深度溫度傳感信號芯分離傳輸；加厚鋼絲鎧裝抗拉層，抗拉承重能力更強，最大適配3500m井深；加厚金屬屏蔽層，抗電磁干擾性能優(yōu)異，適配淺層油氣井、礦山排水井復(fù)雜電磁環(huán)境。

兩款線纜金屬屏蔽層隔絕井筒金屬套管、井下設(shè)備電磁干擾；鋼絲鎧裝層抵御井筒硬物磕碰磨損，防水外皮抵御井下污水腐蝕。

3 淺層井筒環(huán)境下影響信號傳輸穩(wěn)定性主要因素

3.1 長線纜信號衰減

隨著下放深度增加，線纜長度增大，視頻傳輸電阻升高，高清1080P信號衰減，出現(xiàn)畫面模糊、延遲卡頓；1500m以內(nèi)淺井5.6mm線纜衰減可控；超過1500m長線纜必須選用四芯粗規(guī)格線纜，降低信號損耗。

3.2 井筒電磁環(huán)境干擾

油氣田抽油機、礦山排水泵、金屬套管會產(chǎn)生電磁信號，沒有金屬屏蔽層的普通線纜極易受到干擾；鎧裝電纜金屬屏蔽層接地之后，可以隔絕絕大多數(shù)電磁干擾，保障畫面無雪花雜波。

3.3 機械磨損、外皮破損

井筒內(nèi)壁碎石、金屬雜物、井壁尖銳凸起磨損線纜防水外皮，鋼絲鎧裝層生銹腐蝕，線芯受損斷裂，直接造成信號中斷；野外絞車收放線纜時線纜擠壓、彎折也會損傷線芯。

3.4 井下高溫污水腐蝕

地?zé)釡\井、污染地下水井腐蝕性污水順著破損外皮侵入線纜內(nèi)部，腐蝕金屬線芯，引發(fā)信號故障。

3.5 絞車計米系統(tǒng)線纜打滑

線纜在計米滑輪打滑，不僅深度數(shù)據(jù)出錯，線纜拉扯晃動造成傳輸信號波動。

4 兩種鎧裝電纜工況適配對比

5.6mm兩芯鎧裝電纜輕便靈活，適合野外應(yīng)急、1500m以內(nèi)淺層地下水監(jiān)測井、污染場地勘察井；缺點是長線纜信號衰減快，抗干擾能力弱，不可用于1500m以上深井。

8?9mm四芯鎧裝電纜多芯獨立傳輸、加厚屏蔽抗拉層，適配1500?3500m深層淺層油氣井、礦山井筒；供電、視頻、傳感信號分開傳輸，信號互不干擾，抗衰減、抗干擾能力強；缺點線纜粗重，野外短途輕便勘察靈活性較差。

5 鎧裝電纜維護與信號穩(wěn)定性優(yōu)化措施

第一，井深≤1500m野外地下水監(jiān)測選用5.6mm兩芯鎧裝纜；井深1500?3500m油氣井、礦山井選用8?9mm四芯鎧裝電纜；

第二，作業(yè)前檢查線纜外皮破損、鋼絲銹蝕，破損位置及時密封處理，防止污水腐蝕；

第三，絞車加裝線纜導(dǎo)向滑輪，減少線纜和井壁摩擦，下放速度平穩(wěn)，避免劇烈拉扯彎折；

第四，鎧裝屏蔽層可靠接地，屏蔽外界電磁干擾；

第五，長期存放線纜保持干燥，鋼絲鎧裝層涂抹防銹油脂；

第六，出現(xiàn)畫面卡頓、雪花優(yōu)先排查線纜破損、接地故障、計米滑輪打滑問題。

6 結(jié)語

鎧裝傳輸電纜是電纜式單目測井成像系統(tǒng)信號傳輸?shù)暮诵妮d體，線纜規(guī)格、屏蔽性能、抗拉磨損性能決定井下視頻、傳感數(shù)據(jù)傳輸穩(wěn)定性。5.6mm輕便兩芯電纜適配千米之內(nèi)淺層野外勘察；加厚四芯鎧裝電纜適配1500?3500m油氣深井復(fù)雜工況。在工程作業(yè)中合理選型線纜，做好線纜磨損、腐蝕防護，規(guī)范絞車收放操作，能夠有效規(guī)避信號衰減、電磁干擾、線纜破損故障，保障電纜式單目井下成像系統(tǒng)長期穩(wěn)定運行。