电视测井利用超声波进行孔壁探测

4.4.4　电视测井

4.4.4.1　以普通光源为能源的电视测井

利用日光灯光源为能源，投射到孔壁，再经平面镜反射到照像镜头来完成对孔壁的探测。

1.主要设备及工作过程

主要设备:由孔内摄像机、地面控制器、图像监视器等组成的孔内电视。

主要工作过程:孔内摄像机为钻孔电视的地下探测头，它将孔壁情况由一块45°平面反射镜片反射到照像镜头，经照像镜头聚焦到摄像管的光靶面上，便产生图像视频讯号。照明光源为特制异形日光灯，在45°平面镜下端嵌有小罗盘，使所摄取的孔壁图像旁边有指示方位的罗盘图像。摄像机及光源能作360°的往复转动，因而可对孔壁四周进行摄像。

地面控制器是产生各种工作电源和控制讯号的装置，它给地下摄像机的工作状态发出讯号。

孔内摄像机将视频讯号经电缆传送至图像监视器而显示电视图像。

2.图像解释（图4-30）

图4-30　不同裂隙所对应的电视图像

（a）孔壁裂隙形状；（b）电视图像

（1）岩石粗颗粒的形状可直接从屏幕上观察，颗粒大小可用直接量取的数据除以放大倍数。

（2）水平裂纹在屏幕上为一水平线。

（3）垂直裂纹:摄像机在孔内转动360°，电视屏幕上将出现不对称的两条垂直线，此两条垂直线方位夹角的平分线所指方位角加减90°，即为裂隙走向。通过钻孔中心的垂直裂隙，摄像机转动一周，可以看到对称的两条垂直线。当垂直线在屏幕中央时，罗盘所指的方位角即为其走向。(www.xing528.com)

（4）倾斜裂隙:在屏幕上呈现波浪曲线，摄像机转动一周，曲线最低点对应罗盘指针方位角即为其倾向。转动到屏幕上出现倾斜的直线与水平线的交角即为其倾角，可直接在屏幕上量得。

（5）裂隙宽度可在屏幕上量得后除以放大倍数。

（6）岩石裂隙填充物为泥质时，屏幕上呈灰白色，充填物为铁锰质时呈灰黑色。

其他如孔、洞、不同岩石互层等均能从电视屏幕上直接观察到。

3.使用条件

多用于钻孔孔径大于100mm、深度较浅的钻孔中。由于是普通光源，浑水中不能观察，若孔壁上有黏性土或岩粉等粘附时，观察也困难。

4.4.4.2　以超声波为光源的电视测井

利用超声波为光源，在孔中不断向孔壁发射超声波束，接受从井壁反射回来的超声波，完成对孔壁的探测。从而建立孔壁电视图像。

1.主要设备及工作过程

主要设备:井下设备由换能器、马达、同步讯号发生器、电子腔等组成，地面设备由照像记录器、监视器及电源等构成。

仪器的主要工作过程:钻孔中，电子腔给换能器以一定时间间隔和宽度的正弦波束作能源，换能器则发射一相应的定向超声波束，此波束在水中或泥浆中传播，遇到不同波阻抗的界面时（如孔壁）产生反射，其反射的能量大小决定于界面的物理特征（如裂隙、空洞）；换能器同时又接受反射回来的超声波束，将其变为电讯号送回电子腔；电子腔对讯号做电压和功率放大后，经电缆送至地面设备，用以调制地面仪器荧光屏上光点的亮度；用马达带动换能器旋转并缓慢提升孔下设备，完成对整个孔壁的探测。如果使照像胶片随井下设备的提升而移动，在照像胶片上就记录下连续的孔壁图像。

2.图像解释

（1）当孔壁完整无破碎时，超声波束的反射能量强，光点亮；反之能量则弱或不反射光，光点暗。若图像上出现黑线则是孔壁裂隙，出现黑斑则是空洞。

（2）孔壁不同的裂隙、空洞的对应解释与以普通光源为能源的电视测井相近。

3.适用条件

适用于检查孔壁套管情况及基岩中的孔壁岩层、结构情况，主要优点是可以在泥浆和浑水中使用。