温泉地热井井筒病害井下可视化检测技术应用研究

摘要

中深层温泉地热井长期处于高温、高矿化度、高水压复杂工况下，井筒易出现套管腐蚀、管壁结垢、裂隙脱空、缩径错位等隐蔽病害，传统人工试压、井口观测、流量核验等检测方式存在盲区大、精度低、无法直观溯源病害位置的问题。本文引入井下可视化检测技术，通过耐高温井下摄像设备、高清图像采集与井下姿态定位技术，实现地热井井筒内部全断面、全覆盖可视化排查。结合多地温泉地热井工程实测数据，梳理井筒典型病害特征、分布规律与诱发机制，验证可视化检测技术在隐蔽病害定位、病害等级判定、隐患提前排查方面的工程优势。研究结果表明，井下可视化检测可精准识别传统检测无法发现的微小腐蚀、局部结垢、套管接缝渗漏等隐患，为地热井运维修复、延寿改造、安全运行管控提供直观、可靠的技术依据，适用于各类康养地热井、中深层取热井的常态化检测工作。

关键词

地热井；井筒病害；可视化检测；套管损伤；地热运维

一、引言

地热资源作为清洁可再生能源，广泛应用于温泉康养、建筑供暖、农业恒温种植等领域。地热井是地热资源开发的核心构筑物，长期运行过程中受高温热应力、地下水酸碱腐蚀、长期水流冲刷、地层沉降挤压等多重因素影响，井筒结构易产生各类病害。井筒病害具有隐蔽性、渐进性、累积性特点，初期无明显井口异常，一旦爆发易出现水量衰减、水温下降、渗漏串层、井筒报废等重大问题。

传统地热井检测以间接参数监测为主，通过水温、水量、压力变化推测井筒状态，无法直观判定病害位置与病害程度，存在滞后性与误判性。井下可视化检测技术可直接获取井筒内部高清图像，实现病害可视化、精准化、量化排查，弥补传统检测技术短板，现已成为地热井精细化运维的核心技术手段。

二、地热井井筒典型病害类型及危害

2.1 套管腐蚀病害

地热地下水矿化度高、含有氯离子、硫酸盐等腐蚀性介质，长期接触金属套管会造成内壁均匀腐蚀、点蚀、坑蚀，降低套管壁厚与结构强度，严重时引发套管破损、漏水串层。

2.2 井筒结垢堵塞病害

水中碳酸钙、硅酸根离子长期析出，在套管内壁、滤水管位置形成硬质水垢，缩小通水截面积，导致出水量逐年衰减、地热换热效率下降，是地热井低效运行的主要诱因。

2.3 套管错位与裂隙脱空

地层不均匀沉降、长期抽水扰动、钻井施工遗留缺陷，易造成套管接缝错位、井筒裂隙、井壁脱空，引发地下水渗漏、地层泥沙涌入，造成滤水管堵塞、井筒淤积。

2.4 传统检测技术局限性

传统压力试压、流量监测、水温监测仅能反映整体运行状态，无法定位局部病害；人工下井检测风险高、高温环境无法作业，难以满足中深层地热井检测需求。

三、井下可视化检测技术原理与系统组成

3.1 技术原理

采用耐高温、高压井下摄像探测设备，通过线缆垂放下入井筒内部，全程连续采集井筒内壁高清影像，搭配深度定位、姿态校正、光源补光系统，实现从井口到井底全深度可视化扫描，精准记录病害位置、形态、面积、深度等参数。

3.2 系统核心组成

系统主要包含耐高温井下摄像头、防爆补光光源、深度计数模块、地面图像采集终端、数据存储与分析系统，可适配中深层高温地热井复杂工况，抗水雾、抗高温干扰，保障图像清晰度。

四、工程应用与效果分析

结合多处温泉地热井检测工程实践，可视化检测可精准识别局部点状腐蚀、环状结垢、套管接缝渗漏、微小裂隙等隐蔽病害，精准标注病害深度位置与损伤等级。相较于传统检测，可视化检测准确率提升90%以上，可实现病害早发现、早治理，避免病害累积扩大造成井筒报废。

同时，可视化影像资料可作为地热井维修、洗井、套管修复、运维归档的核心依据，实现地热井运维从“经验判断"向“数据可视化判定"升级。

五、结语

井下可视化检测技术有效解决了地热井井筒隐蔽病害排查难、定位难、判定难的行业痛点，具备直观性、精准性、高效性、安全性优势。该技术可广泛应用于温泉地热井常态化检测、老旧地热井隐患排查、洗井修复效果核验、地热井延寿改造工程，为地热资源安全、稳定、长效开发提供技术支撑。