搜索结果: GB/T 46212-2025, GB/T46212-2025, GBT 46212-2025, GBT46212-2025
| 标准编号 | GB/T 46212-2025 (GB/T46212-2025) | | 中文名称 | 石油天然气钻采设备 电磁波传输随钻测量系统 | | 英文名称 | Petroleum drilling and production equipment - Electromagnetic telemetry measurement while drilling | | 行业 | 国家标准 (推荐) | | 中标分类 | E92 | | 国际标准分类 | 75.180.10 | | 字数估计 | 18,184 | | 发布日期 | 2025-08-29 | | 实施日期 | 2026-03-01 | | 发布机构 | 国家市场监督管理总局、国家标准化管理委员会 | GB/T 46212-2025: 石油天然气钻采设备 电磁波传输随钻测量系统
ICS 75.180.10
CCSE92
中华人民共和国国家标准
石油天然气钻采设备 电磁波传输随钻
测量系统
2025-08-29发布
2026-03-01实施
国 家 市 场 监 督 管 理 总 局
国 家 标 准 化 管 理 委 员 会 发 布
目次
前言 Ⅲ
1 范围 1
2 规范性引用文件 1
3 术语和定义 1
4 组成及型号表示方法 2
5 技术要求 2
6 试验方法 6
7 检验规则 8
8 标志和随行文件 9
9 包装、运输、贮存 10
附录A(资料性) 电磁波传输随钻测量系统组成示意图 11
前言
本文件按照GB/T 1.1-2020《标准化工作导则 第1部分:标准化文件的结构和起草规则》的规定
起草。
请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别专利的责任。
本文件由全国石油钻采设备和工具标准化技术委员会(SAC/TC96)提出并归口。
本文件起草单位:中国石油集团工程技术研究院有限公司、北京石油机械有限公司、中国石油集团
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限公司。
本文件主要起草人:禹德洲、高文凯、王家进、罗凯、李显义、陈晓晖、秦金立、王磊、滕鑫淼、彭烈新、
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王宏丽、王广帅、钱德儒、孙琦、胡永建、张磊。
石油天然气钻采设备 电磁波传输随钻
测量系统
1 范围
本文件规定了电磁波传输随钻测量系统的组成及型号表示方法、技术要求、检验规则、标志和随行
文件,以及包装、运输和贮存,并描述了相应的试验方法。
本文件适用于电磁波传输随钻测量系统的设计、制造和检验。
2 规范性引用文件
下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中,注日期的引用文
件,仅该日期对应的版本适用于本文件;不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改单)适用于
本文件。
GB/T 223.3 钢铁及合金化学分析方法 二安替比林甲烷磷钼酸重量法测定磷量
GB/T 223.72 钢铁及合金 硫含量的测定 重量法
GB/T 228.1 金属材料 拉伸试验 第1部分:室温试验方法
GB/T 229 金属材料 夏比摆锤冲击试验方法
GB/T 231.1 金属材料 布氏硬度试验 第1部分:试验方法
GB/T 3452.5 液压气动用O形橡胶密封圈 第5部分:弹性体材料规范
GB/T 3836.1 爆炸性环境 第1部分:设备 通用要求
GB/T 3836.2 爆炸性环境 第2部分:由隔爆外壳“d”保护的设备
GB/T 4336 碳素钢和中低合金钢 多元素含量的测定 火花放电原子发射光谱法(常规法)
GB/T 6463 金属和其他无机覆盖层厚度测量方法评述
GB 8897.4 原电池 第4部分:锂电池的安全要求
GB/T 22512.2 石油天然气工业 旋转钻井设备 第2部分:旋转台肩式螺纹连接的加工与测量
GB/T 35690 弱磁材料相对磁导率的测量方法
NB/T 47013.3-2023 承压设备无损检测 第3部分:超声检查
NB/T 47013.4-2015 承压设备无损检测 第4部分:磁粉检测
NB/T 47013.5-2015 承压设备无损检测 第5部分:渗透检测
SY/T 5102 石油勘探开发仪器基本环境试验方法
SY/T 5144 钻铤
SY/T 6702-2019 地层评价随钻测井系统技术条件
3 术语和定义
下列术语和定义适用于本文件。
3.1
钻井过程中,以电磁波为信号载体,地层和钻柱为传输介质,将实时采集和处理的数据传输至地面
的系统。
3.2
地面天线 surfaceantenna
用于接收井下装置发射的电磁波信号并转换为电信号的设备。
3.3
处理地面天线收到的来自井下电磁波信号并获取井下数据的仪器。
3.4
绝缘短节 gapsub
具有高阻特性,用于连接上、下钻柱,构成井下天线的专用钻铤。
3.5
将井下测量数据调制为电磁波信号,输出到井下天线的组件。
3.6
实时测量井斜角、方位角和工具面角参数的组件。
3.7
为井下装置提供电能的组件。
注:包括电池组和/或发电供电单元。
4 组成及型号表示方法
4.1 组成
电磁波传输随钻测量系统由地面装置和井下装置组成。地面装置由地面天线、地面接收机、司钻显
示器、计算机和相关软件组成,示意图见附录A中图A.1;井下装置由绝缘短节、电磁波发射单元、定向
测量单元和井下供电单元组成,示意图见图A.2。
4.2 型号表示方法
电磁波传输随钻测量系统的型号表示方法如下所示:
EM-MWD □-□-□
电磁波传输随钻测量系统名称代码
井下装置外径尺寸,单位为毫米(mm)
井下仪器耐温,单位为摄氏度(℃):125、150、175
井下仪器耐压,单位为兆帕(MPa):70、105、140
示例:EM-MWD121-125-70表示井下装置外径为121mm、耐温125℃、耐压70MPa的电磁波传输随钻测量系统。
5 技术要求
5.1 系统性能
5.1.1 定向测量单元
定向测量单元技术指标应符合表1的要求。
表1 定向测量单元技术指标
技术指标 井斜角 方位角 工具面角
测量范围 0°~180° 0°~360° 0°~360°
允许误差 ±0.15°
±2.0°(井斜角不大于3°时)
±1.5°(当井斜角大于3°,且不大
于6°时)
±1.0°(当井斜角大于6°时)
±3.0°(当井斜角不大于3°时)
±2.5°(当井斜角大于3°,且不大
于6°时)
±1.5°(当井斜角大于6°时)
5.1.2 电路及固件
5.1.2.1 电路及固件接口与输出应符合以下要求:
a) 具有电源接口、串行接口和数据下载接口;
b) 具有将测量数据和设置参数输出至外部设备的功能。
5.1.2.2 电路及固件数据存储应符合以下要求:
a) 井下装置数据记录间隔时间不大于10s;
b) 连续存储时间不少于200h;
c) 在非正常断电时,具有数据保存功能。
5.1.3 信号解码准确率
信号解码准确率应不低于90%。
5.1.4 传输速率
传输速率在地层电阻率为3Ω·m~1000Ω·m时,应不低于1bit/s。
5.1.5 连续工作时间
连续工作时间不少于200h。
5.2 地面装置
5.2.1 地面天线
地面天线接地电阻应不大于50Ω。
5.2.2 地面接收机
地面接收机应能检测出幅度不小于100μV的电磁波信号。
5.2.3 司钻显示器
司钻显示器性能应符合以下要求:
a) 防爆符合GB/T 3836.1和GB/T 3836.2的要求,防爆等级符合IIC类T5的要求;
b) 供电电压不大于36V(直流);
c) 显示内容包括井斜角、方位角、工具面角和工具面图。
5.2.4 计算机配置
5.2.4.1 计算机硬件应符合以下要求:
a) 处理器主频不低于2GHz;
b) 内存容量不少于2GB;
c) 硬盘可用空间不少于100GB;
d) USB端口不少于3个。
5.2.4.2 应用软件应符合以下要求:
a) 具有数据采集处理软件,满足数据的实时采集、处理、存储、显示、绘图和解释功能;
b) 具有测试软件,满足系统各单元配置、测试和诊断功能。
5.3 井下装置
5.3.1 绝缘短节
绝缘短节在干燥情况下的绝缘电阻不小于1MΩ。
5.3.2 电磁波发射单元
电磁波发射单元性能应符合以下要求:
a) 仪器入井前输出电压不大于36V;
b) 支持通过计算机对信号发射频率和数据传输速率进行配置;
c) 发射功率不小于2W。
5.3.3 井下供电单元
井下供电单元应符合以下要求:
a) 电池组单元所用电池符合GB 8897.4的安全要求;
b) 发电供电单元通过的流体排量处于额定波动范围内时,输出电压稳定性满足±5%的精度。
5.3.4 螺纹
5.3.4.1 井下装置两端对外连接螺纹规格宜符合表2中的规定,其中螺纹尺寸应符合GB/T 22512.2的
规定。
表2 井下装置两端对外连接螺纹
井下装置外径/mm 95~115 115~160 160~190 190~216
适用井眼尺寸/mm 121~149 149~200 191~251 251~311
上端螺纹/in 2 REG 3⅟IF 4⅟IF 6 REG
下端螺纹/in 2 REG 3⅟IF 4⅟IF 6 REG
注1:两端对外连接螺纹一般采用内螺纹,如有特殊要求与用户协商。
注2:表中螺纹规格为常用选择,如有特殊需求与用户协商确定。
5.3.4.2 螺纹及其密封端面应符合防粘扣和耐磨性要求:
a) 磷化处理后有磁合金钢材料的磷化层厚度为5μm~20μm;
b) 喷丸处理后无磁合金钢材料的喷丸覆盖率不小于100%。
5.3.5 材料
5.3.5.1 绝缘短节本体优选选用SY/T 5144中同规格尺寸普通钻铤的材料,材料中硫含量的质量分数
不超过0.015%,磷含量的质量分数不超过0.025%,绝缘涂层覆盖率100%。
5.3.5.2 发电机本体和涡轮应采用耐腐蚀和耐冲蚀材料,如镍基合金、钛合金等。
5.3.5.3 井下装置抗压壳应采用无磁合金材料,相对磁导率应小于1.010。
5.3.5.4 绝缘短节本体、发电机本体和涡轮、抗压壳所用材料机械性能应符合表3要求,无损检测应符
合表4要求。
表3 材料机械性能
材料类别
抗拉强度
MPa
屈服强度
MPa
断后伸长率
冲击吸收能
布氏硬度
HBW
普通钻铤 ≥965 ≥758 ≥13% ≥70 285~341
镍基合金/钛合金 ≥950 ≥800 ≥12% ≥70 285~341
无磁合金 ≥827 ≥758 ≥18% ≥75 270~320
表4 无损检测要求
无损检测方法 适用材料 合格标准
超声检测 无磁合金/合金钢/普通钻铤 应符合NB/T 47013.3-2023中锻件质量等级规定的Ⅱ级要求
磁粉检测 合金钢/普通钻铤 材料应符合NB/T 47013.4-2015中的Ⅱ级要求
渗透检测 无磁合金 材料应符合NB/T 47013.5-2015中的Ⅱ级要求
5.3.5.5 井下装置密封所使用的弹性体材料应符合GB/T 3452.5中的规定。
5.4 环境适应性
环境适应性应至少满足表5的要求。
表5 环境适应性
项目 井下装置 地面装置
工作低温 20℃
地面接收机、司钻显示器:-20℃;
计算机及外围设备:0℃
工作高温分级
125℃
150℃
175℃
地面接收机、司钻显示器:+70℃;
计算机及外围设备:35℃
工作耐压分级
70MPa
105MPa
140MPa
抗振动
频率循环范围 10Hz~200Hz~10Hz
扫描速率 ≤1oct/min
振动加速度 200m/s2
振动轴向及振动循环次数 X 轴、Z 轴各3次
共振保持时间 5min
脉冲波形 正弦波
表5 环境适应性 (续)
项目 井下装置 地面装置
抗冲击
冲击加速度 500m/s2
脉冲持续时间 11ms±1ms
冲击次数 轴向、径向各3次
冲击波形 半正弦波
6 试验方法
6.1 试验设备要求
6.1.1 常规测试仪表
试验中用到的常规测试仪表应经过计量部门检定或校准,且在检定或校准有效期内,其测量范围、
准确度应符合被测性能指标的要求。
6.1.2 专用测试设备
试验中用到的专用测试设备应定期检验合格,并在有效期内,其测量范围、准确度应符合被测性能
指标的要求。
6.1.3 电气设备及电子元器件
试验中用到的电气设备及电子元器件应符合被测性能指标的要求。
6.2 系统性能试验
6.2.1 定向测量单元试验
按SY/T 6702-2019中附录C的定向遥测随钻测量仪性能试验所要求的试验设备以及技术性能
试验步骤进行试验。
6.2.2 电路及固件试验
6.2.2.1 电路及固件通电,测试接口与输出功能。
6.2.2.2 电路及固件数据存储功能试验方法如下:
a) 将电路及固件的采样间隔设置为10s,进行静态测量,观测1h;
b) 通过采集到的测量数据量和电路系统内存容量计算电路及固件连续存储时间;
c) 电路及固件通电正常工作时切断供电,再次通电等待功能正常后,电路及固件应存储断电前的
测量数据。
6.2.3 系统模拟试验
系统模拟试验方法如下:
a) 采用分层填充法构建模拟地层箱体,用氯化钠溶液浸润砂土,调节氯化钠溶液浓度控制电阻率
为3Ω·m低阻层;用环氧树脂与石墨粉混合,并调节石墨粉比例控制电阻率为1000Ω·m
高阻层;
b) 设置电磁波发射单元信号发射频率和数据传输速率为1bit/s;
c) 连接井下装置,并由电池供电,先后预埋在低阻、高阻箱体内;
d) 将井下装置任一端作为地面天线的一个电极,在距离地面装置大于50m的地方插入地面天线
的另一电极;
e) 连接地面装置,用电缆将地面天线信号输入地面接收机;
f) 运行系统应用软件,监测接收到的定向测量单元数据并统计信号解码准确率;
g) 连续工作不少于200h。
6.2.4 系统现场试验
在试验井上,按系统操作规程进行现场试验,设置电磁波发射单元数据传输速率为1bit/s,监测接
收到的定向测量单元数据并统计信号解码准确率,连续工作不少于200h。
6.3 地面装置试验
6.3.1 地面天线试验
用接地电阻测试仪测量地面天线接地电阻。如超标,可在地面天线周边灌注浓度为10%的氯化钠
溶液。
6.3.2 地面接收机试验
地面接收机试验方法如下:
a) 运行测试程序,设置电磁波发射单元发射的数据包;
b) 将井下电磁波发射单元输出信号经电阻分压衰减至10mV输入地面接收机,运行数据处理程
序,再逐步衰减信号幅度至信号解码准确率低于90%,计算地面接收机输入信号幅度。
6.3.3 司钻显示器试验
司钻显示器试验方法如下:
a) 按GB/T 3836.1和GB/T 3836.2中规定的试验方法验证防爆等级;
b) 连接司钻显示器、地面接收机和计算机,通电后测量司钻显示器电源电压;
c) 运行应用与测试程序,检查司钻显示器显示模拟设置的井斜角、方位角、工具面角以及工具
面图。
6.3.4 计算机试验
计算机试验方法如下:
a) 运行计算机自诊断程序,检查计算机配置;
b) 运行应用程序,测试地面接收机与司钻显示器和计算机之间数据通信功能。
6.4 井下装置试验
6.4.1 绝缘短节试验
用兆欧表表笔连接绝缘短节两端,测量绝缘短节电阻。
6.4.2 电磁波发射单元试验
电磁波发射单元试验方法如下:
a) 将电磁波发射单元接入可调直流稳压电源,上电后,用数字示波器测量输出电压;
b) 将电磁波发射单元输出信号经电阻分压衰减后接入地面接收机,运行数据处理与测试程序;
c) 运行测试程序,向电磁波发射单元设置模拟发射数据,设置数据传输速率和信号发射频率,用
示波器测量信号发射频率和数据传输速率;
d) 分别用数字万用表和数字示波器测量输出电流和电压,计算输出功率。
6.4.3 井下供电单元试验
6.4.3.1 电池组单元试验
按GB 8897.4的要求进行电池组单元试验,连续工作时间200h。
6.4.3.2 发电供电单元
试验方法如下:
a) 将发电供电单元安装在流体循环压力测试装置上,电源输出接负载电阻;
b) 流体排量为发电供电单元额定流量范围,用示波器和数字万用表测量输出电压和电流;保持处
于工作状态,连续工作时间200h。
6.4.4 螺纹检验
6.4.4.1 按GB/T 22512.2中规定的方法对螺纹进行检验。
6.4.4.2 按GB/T 6463中规定的方法对磷化处理后螺纹进行检验。用放大镜检验喷丸表面强化处理
后螺纹及其应力槽喷丸覆盖率。
6.4.5 材料试验
6.4.5.1 绝缘短节本体化学成分测试所用试验方法应符合GB/T 223.3、GB/T 223.72或GB/T 4336中
的规定;使用强光手电筒、放大镜或工业内窥镜对绝缘涂层表面进行全范围覆盖率检验。
6.4.5.2 井下装置抗压壳按GB/T 35690中规定的方法进行相对磁导率测量。
6.4.5.3 绝缘短节本体、发电供电单元的发电机本体和涡轮、井下装置抗压壳的材料机械性能指标试验
按GB/T 228.1、GB/T 229和GB/T 231.1中规定的方法分别进行拉伸试验、冲击试验、硬度试验。
6.4.5.4 按NB/T 47013.3-2023中第5章、NB/T 47013.4-2015中第5章和 NB/T 47013.5-2015
中第6章规定的检测方法对绝缘短节本体、发电供电单元的发电机本体和涡轮、井下装置抗压壳的材料
进行超声波检测、磁粉检测和渗透检测。
6.4.5.5 按GB/T 3452.5中规定的试验方法对井下装置密封所使用的弹性体材料进行试验。
6.5 环境适应性试验
环境适应性试验方法:
a) 按SY/T 5102规定的试验设备、试验步骤分别对表5环境适应性所列出的地面装置进行低温
试验和高温试验;
b) 按SY/T 5102规定的试验设备、试验步骤分别对表5环境适应性所列出的井下装置进行低温
试验、高温试验、高温高压试验、振动试验和冲击试验;
c) 试验结束后,按相应单元进行性能试验。
7 检验规则
7.1 型式检验
凡有下列情况之一时应按表6进行型式检验:
a) 新产品或现有产品试制定型鉴定时;
b) 正式生产后,如结构、工艺有较大改变时;
c) 出厂检验结果与上一次型式检验有较大差异时。
7.2 出厂检验
出厂前应按表6逐台检验,经制造商质量检验部门检验合格,附有产品合格证方可出厂。
表6 电磁波传输随钻测量系统检验项目
检验项目 技术要求 试验方法
检验方法
型式检验 出厂检验
定向测量单元试验 5.1.1 6.2.1 √ √
电路及固件试验 5.1.2 6.2.2 √ √
解码准确率试验 5.1.3 6.2.3,6.2.4 √ √
传输速率试验 5.1.4 6.2.3,6.2.4 √ √
连续工作时间试验 5.1.5 6.2.3,6.2.4 √ ×
地面天线试验 5.2.1 6.3.1 √ √
地面接收机试验 5.2.2 6.3.2 √ √
司钻显示器试验 5.2.3 6.3.3 √ ×
计算机试验 5.2.4 6.3.4 √ √
绝缘短节试验 5.3.1 6.4.1 √ √
电磁波发射单元试验 5.3.2 6.4.2 √ √
电池组单元试验 5.3.3a) 6.4.3.1 √ ×
发电供电单元试验 5.3.3b) 6.4.3.2 √ ×
螺纹检验 5.3.4 6.4.4 √ √
材料试验 5.3.5 6.4.5 √ ×
地面装置高温、低温试验 5.4 6.5a) √ √
井下装置高温、低温试验 5.4 6.5b) √ √
井下装置高温高压试验 5.4 6.5b) √ √
井下装置振动试验 5.4 6.5b) √ ×
井下装置冲击试验 5.4 6.5b) √ ×
注:“√”为必检项,“×”为可不检项。
7.3 判定规则
型式检验全部项目中有一项不合格时,则判定型式检验不合格。出厂检验所检验项目中有一项不
合格时,则判定该产品不合格。
8 标志和随行文件
8.1 标志
产品宜用铭牌进行标志,标志文字应清晰可见。产品标志的内容应包括:
a) 制造商名称;
b) 产品名称及型号;
c) 产品出厂编......
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