地下管井影像检测系统

68岁的四川省阿坝藏族羌族自治州的牧民更登甲是一名大骨节病患者，长年忍受着病痛折磨。在当地，还有很多与像更登甲一样的大骨节病患者，大骨节病是一种典型的地方病，一般认为是与饮用水中富含较多腐蚀酸有关。 　　中国是地方病流行较为严重的国家，地方病分布广，病种多，主要有地方性砷中毒、地方性氟中毒、克山病、大骨节病以及地方性甲状腺肿等，这些病在“老少边贫”地区以及部分农村地区尤其普遍。 　　据《全国重点地方病防治规划(2004～2010年)》显示，截至2003年底，全国有氟斑牙患者3877万人，氟骨症患者284万人，地方性砷中毒患者9686人，大骨节病患者81人，潜在型克山病患者2.99万人，慢型克山病患者1.09万人。地方病与环境地质因素密切相关，尤其是地下水，如高氟、砷水是地氟、地砷病最主要、最直接的致病原因。 　　2008年，“阿坝州扶贫开发和综合防治大骨节病试点”启动后，像更登甲这类的患者享受到了免费治疗。中央每年都会支付大量的资金对地方病进行防治，并在各地疾控中心成立地方病的防治科，地方病的防治在近几十年得到明显改善。 　　要根治地方病，就必须治地下水，但随着中国地下水面临越来越多的地表污染的威胁——“这是一种更大范围的污染，影响的人群更广泛，更难治理。” 公众环境研究中心主任马军说。 　　60%地下水污染严重 　　2009年由中国国家自然科学基金委和国土资源部下属的中国地质调查局联合资助的《中国地下水科学的机遇与挑战》一书介绍，在过去几十年内，为满足不断增加的用水需求，中国的地下水开采量以每年25亿立方米的速度递增。 　　今年7月，北京举办的2010国际地下水论坛上，与会专家发出警告：一些地区地下水储存量正以惊人的速度减少，另外，许多地区地下水还遭到严重污染。与会的美国俄亥俄州立大学水文学者弗兰克施瓦茨说：“水危机并不只在中国存在，但中国比世界上其他任何地方的问题都更为严峻。” 　　由于地下水占到全国水资源总量的1/3。全国有近70%的人口饮用地下水，因此地下水也是重要的饮用水水源。但水体污染正加剧中国的地下水危机，中国地质调查局的相关专家在国际地下水论坛发言中提到，全国有90%的地下水都遭受了不同程度的污染，其中60%污染严重。 　　马军说，目前最容易受到污染的是浅层的地下水，由于地表水的污染比较普遍，自然造成浅层地下水污染也比较普通。 “在北方，地下水的超采比较严重，造成大面积地下水的漏掉。由于地下水比周边地区明显低，形成漏斗区，在压力作用下，周边的地表水进入这块区域，这使得地下水更容易受到污染。” 　　马军对于一些企业排污感到担忧，他指出一些企业往往采取渗排的办法，“加上北方很多地方是沙土，形成渗漏，还有些企业直接将污水打到地下去，这些对地下水的污染非常严重”。 　　农村受害最直接 　　除了其他污染源，化肥、农药的大量使用污染了农村的地下水源，更由于村民大多是用手压井直接抽取浅层的地下水，农村因此往往成为地下水污染最直接的受害者。 　　十几年来一直致力于揭露和防治淮河流域水污染的民间环保人士霍岱珊说，由于淮河出现各种化学和重金属的污染，淮河两岸不仅出现癌症的高发村，当地村民不孕不育的现象增多，而且后代还有不少畸形儿。这些多是金属和持久性化学物的污染所致，“现在污染关乎的已不是我们下一代人强壮不强壮的问题，而是能不能保住下一代的问题。” 　　绿色和平组织在今年3月份对湖南重金属企业污水排放的调查发现，当地毫无顾虑的污水排放触目惊心。如今，这些重金属如铅、镉、锰、砷和氟化物等污染物一旦排放到环境中，不仅污染当地村庄，而且有可能通过食物链进入人们的餐桌。 　　最近，这个组织公布的报告《“毒”隐于江——长江鱼体内有毒有害物质调查》显示，在取自长江上、中、下游不同城市的鲤鱼和鲶鱼体内，均测出了被称为“环境激素”的壬基酚和辛基酚。这两种物质可导致雌性性早熟等性发育和生殖系统问题，部分鱼体内还检测出了汞、铅和镉等重金属。 　　64%城市地下水严重污染 　　“水源不足、水源污染是中国城市饮用水水源面临的最直接问题。相比水源不足的问题，近年来，饮用水水源污染显得更加突出。”中国人民大学环境学院院长马中教授介绍。 　　2005年，环保局对全国56个城市206个集中式饮用水源地的有机污染物监测显示：水源地受到132种有机污染物污染，其中103种属于国内或国外优先控制的污染物。 　　北京大学城市与环境学院一主要研究地下水和土壤污染及其修复的专家介绍，据有关部门对118个城市2～7年的连续监测资料，约有64%的城市地下水遭受了严重污染，33%的城市地下水受到轻度污染，基本清洁的城市地下水只有3%。这位要求匿名的专家说：“地表环境污染加剧引发地下水污染，构成对人体健康和生命财产安全的严重威胁。” 　　而污染状况似乎尚未显示出好转的趋势。据2006年163个城市的地下水水质监测资料分析，在开展浅层地下水水质监测的125个城市中，与2005年相比，主要监测点地下水水质呈恶化趋势的城市有21个，主要分布在东北、西北、华东、中南等地区，水质基本稳定的城市有95个，水质呈好转趋势的城市有9个 在开展深层地下水水质监测的75个城市中，与2005年相比，主要监测点地下水水质呈恶化趋势的城市有12个，主要分布在东部沿海地区，水质基本稳定的城市有58个，水质呈好转趋势的城市有5个。 　　“根据中国地质环境监测院公布的信息，目前，我国地下水污染呈现由点到面、由浅到深、由城市到农村的扩展趋势，污染程度日益严重。”上述要求匿名的专家说，城市的水源地也面临污染威胁。 　　马中预测，未来十年中国很多城市都会放弃原来的水源地，“我们的水源地规划只是根据现状来的，现在水源的整体状况在恶化。” 　　让马军担忧的是，由于地下水污染难以被清理，如重金属难以降解，尤其是深层的地下水一旦被污染，治理起来需要千年的时间。“但是，我们却没有管理地下水环境的法律，只有管理地表水的。”马中介绍。 　　目前，由于地下水与地表水分属国土资源部和水利部监管，地表水污染则是环保部门需要处理的问题。(记者金微 实习生罗丹阳发自北京) 　　镜鉴：史上最大饮用水中毒案 　　“我遭受砷中毒的影响已有7年。”在距孟加拉国首都达卡东南17公里索纳港乡，村民莫蒂拉尔脖子和身体的其他部位长满了白斑。 　　“我一直喝家门前那口压力井的水，但不久前政府检测说，水中砷含量严重超标，现在只敢拿它作洗涤用水了，”莫蒂拉尔不时地挠着身子，有些无奈地说，“经常感到乏力，没办法到远处打水。” 　　村子里这样的村民还有很多。对于索纳港乡砷污染的情况，该乡公共工程部门的助理工程师纳兹姆哈桑说：“1998年，政府对全乡25048口水井进行了水质检测，发现62%口井的水受到砷污染。”他说，索纳港乡井水的平均砷含量超过每升2毫克，是孟加拉国制定的每升0.05毫克标准的40倍，是世界卫生组织制定的每升0.01毫克标准的200倍。 　　然而，索纳港乡只是孟加拉国砷中毒的地区之一。孟政府在今年6月30日结束的全国砷污染调查中发现，全国64个县中有62个县受到砷污染影响。 　　“在孟加拉国，目前有近6600万人的饮用水受砷污染，超过孟加拉国总人口的40%。”孟加拉国卫生部砷污染防治计划负责人贾法尔乌拉对记者说。 　　世界卫生组织将这一事件称为“历史上最大规模的人口中毒事件”。 　　据估计，在孟加拉国南部地区，每10个成人中就有一个因为砷中毒引起的癌症死亡，如膀胱和肺以及其他内部器官的癌症。“孟加拉超过1/5的死亡与砷中毒有关。”法新社称，其影响远远超过切尔诺贝利核电站泄漏事件。 　　乌拉介绍说，为了使居民远离肮脏、疾病丛生的地表水，使用上洁净的地下水，孟加拉国政府在国际援助机构的帮助下于上世纪70年代开始在全国各地打了数百万口深层管井，成功降低了孟加拉国人民患水生疾病的死亡人数。但是随着时间推移，使用这些深层管井的居民身上开始出现砷中毒症状。后经相关专家调查发现，孟加拉国土壤深层天然产生的砷含量过高。 　　乌拉说，孟政府对全国超过500万口压力井和管井的水质进行了检测，并在砷含量超标的井口涂上红色油漆，在水质安全的井口涂上绿色油漆，使居民能够了解水质状况。 　　在2004年，孟加拉国政府还出台了减轻砷污染国家政策。在孟加拉国新财年财政预算中，政府计划拨款约1亿美元用于为居民提供符合标准的生活用水。 　　而在索纳港乡，哈桑说，从1998年开始，乡政府为每10户家庭打一口符合饮用水安全标准的管井，到目前共打了500口安全管井，共有5000户家庭受益, 约占全乡家庭数的11.4%。

太空对接不易，入地连通更难。工程技术研究院具有完全自主知识产权的MGD磁导向钻井技术，利用井下探管实时检测人工磁场或井下落鱼的磁场分布特征，将测量的微弱磁信号采集、处理，利用定位算法模型及工程解释软件，给出钻头与目标靶点的相对距离、相对方位和相对井斜。在明确相对位置关系后，调整井眼轨迹走向，最终实现井眼空间位置的“厘米级”高精度导航。定向井技术是当今世界石油勘探开发领域最先进的钻井技术之一。它是应用特殊井下工具、测量仪器和工艺技术有效控制地下井眼轨迹，使钻头沿着特定方向钻达预定目标的常规钻井工艺技术。随着全球油气田开发的深入推进，通过复杂井型建立油气通道，已成为提高单井产量、提高采收率、降低综合成本的重要技术手段之一，尤其是在煤炭地下气化、超稠油开采、中低熟页岩油原位开发等需要精确定位邻井位置的情况下，最终以U型井、平行井、小井距水平井簇、立体井网等复杂井型完钻，解决其高精度“测、定、导”一体化关键技术难题。该技术起源于美国，最初是为了实现对井喷失控井进行压井作业而开发的一项技术，后又衍生出有源和无源两大类型多种型号的精确磁导向技术与配套工具。近年来，MGD磁导向钻井技术被规模化应用，源于该技术具备以下几个方面优势。精准对接是建设U型“地下锅炉”的基础。U型井是由一口水平井与直井连通构成的井组，在煤层气开采中可实现水平井排水和直井采气；在煤炭地下气化中可实现可控后退式点火；在地热开发中可实现取热不取水。与压裂、射孔相比，井眼对接是最直接、有效的连通方式。精密平行是搭建水平井“地下炼厂”的关键。平行井是由2口以上相互平行的水平井构成的井组，在超稠油SAGD开发中，可降黏提采50%以上；在低熟页岩油原位转化中，有希望动用潜力巨大的页岩油资源；与常规水平井相比，水平段间距的精密度提高了99.7%（千米水平段井间误差由10米左右降至0.3米以内）。精确导钻是敷设非开挖“地下管网”的前提。非开挖是在入土和出土小面积开挖情况下，敷设、更换和修复各种地下管线的施工新技术，不会破坏绿地、植被、建筑物，不会影响居民的正常生活和工作秩序。与传统开挖施工相比，施工速度可提高60%，综合成本可降低40%，入土和出土点偏差±1米。老井精细处置是保障“地下粮仓”密封完整的核心。救援井是在发生井下复杂、通道丢失时通过伴行跟踪实现目标井重入的一种技术，尤其适用于解决精细处置储气库疑难老井封堵、老油田涌水冒油、井喷失控等问题，筑牢油气安全环保第二道防线。MGD磁导向钻井技术已在储气库、地热、稠油等六大领域实现了规模化工业应用，累计推广了近500口井，创造直接和间接经济效益数十亿元。该技术解决了储气库复杂老井“封天窗”技术难题，使老井封堵作业成本下降90%，并为国内首座海上储气库冀东油田南堡1号储气库、辽河储气库群等重大工程提供了支撑利器。2023年，该技术支撑了中国石油深层U型地热井、国防管道铺设、重大塌陷救援等10余个重点项目，创造了2810米最深储层千米对接、2520米非开挖穿越等13项国内纪录。“十四五”期间，该技术有望在中低熟页岩油原位开发、煤炭地下气化、老油田提高采收率、干热岩开发等多个领域实现推广应用，助力构建“地下炼厂”“地下锅炉”等新能源开发新模式。面向未来，MGD磁导向钻井技术将接续研发，实现提档升级，推动磁导向技术与工具向着谱系化、自动化、信息化方向发展，具备万米深井井喷救援能力，并积极开拓丛式井网防碰、疑难复杂老井一体化处置、大埋深定向钻等新领域新业务，为超深层油气资源勘探开发、干热岩采热储能耦合开采等国家战略性新兴产业及未来产业提供关键核心技术支撑。（本文作者系工程技术研究院非常规油气工程研究所副所长、正高级工程师）

地下金属管道防腐层探测检漏仪/地下金属管道防腐层探测检测仪 型号：WN-SL-6 【能及用途】本仪器是目前界上广泛重视的稳定性、抗干扰的新颖仪器之，它能在不挖开复土的情况下，方便而准确地查出地下管道的走向、深度和缘防腐层的漏蚀点的确位置，使整个管道表面不再屡遭到处开搪破土之苦，是油田、化、输油、输气、水电等为保证地下管道防腐层的施质量检查和维修检查的种探测仪器。 【特点】1、仪器电源采用日本可靠性原装开关电源，充电时实行智能快速充电，无需人控制。2、仪器电压、输出电流信号能够自动转换。3、直流电源与交流供电能自动转换。4、仪器采用抗干扰线路，特别实用于城市管网的普查与维护。5、发射机采用液晶显示，提了输出度与仪器的性能。6、仪器特设保护自动调节能，克服产品致命的弱点。7、仪器的线路采用模块化结构、三防设计，从而大大提仪器的野外使用寿命和可靠性。 【主要术标】 1.检漏度：≥0.25mm2；2.位置偏差：＜20cm；3.准确率：＞98%4适用范围：各种直径的油、气、水等地下防腐金属管道。（）发射机术标：1.发射率：≥25W，可调；2.发射频率：1K±0.1Hz，节拍频率1-2Hz；3.输出阻抗匹配：0-100Ω；4.发射距离：50m-5Km（5公里以外可逐移动）；5.作电流：≤3A，1-3A可调；6.作电源：12V（系镉镍电池或汽车电源）；7.重　　量：2.8Kg(不计电池重量)；8.外形尺寸：99×220×220（二）探测仪术标：1.灵敏度：0.1mV；2.走向位置偏差：＜10cm；3.探测深度：≤5m；4.作电源：6V镉镍蓄电池组；5.重量：0.9Kg；6.外形尺寸：165×135×69。（三）检漏仪术标：1.检漏度：≥0.25mm2；2.检漏深度：≥0.5m；3.位置偏差：＜20cm；4.作电源：6V镉镍蓄电池组；5.重量：0.9Kg；6.外形尺寸：165×135×69。 【检测原理及方法】通过向地下管道发送出1KHz的电磁波信号，探测仪利用探头与磁力线地平面垂直相切时，收到的信号小（几乎为零）的原理来测定管道的走向和深度。 检漏原理：通过向地下管道发送个交流信号源，当地下管道防腐层被腐蚀后，该处金属分与大地相短路，在漏点处形成电流回路，将产生的漏点信号向地面辐射，并在漏点正上方辐射信号，根据这原理就可准确地找到漏蚀点。检漏方法：采用“人体电容法”，就是用人体做检漏仪的感应元件，当检漏员走到漏点附近时，检漏仪开始有反应，当走到漏点正上方时，喇叭中的声音响，表头示，从而准确找到漏蚀点。