SY/T 7798-2024 钻进式旋转井壁取心仪

　　ICS 75.180.10CCSE91

　　中华人民共和国石油天然气行业标准

　　SY/T7798—2024

　　钻进式旋转井壁取心仪

　　Rotary sidewall coring tool

　　2024-09-24发布2025-03-24实施

　　国家能源局发布

　　SY/T7798—2024

　　目次

　　前言 Ⅱ

　　1范围 1

　　2规范性引用文件 1

　　3 术语和定义 1

　　4功能、组成及分类 2

　　4.1功能 2

　　4.2组成 2

　　4.3分类 3

　　5要求 3

　　5.1 外观要求 3

　　5.2 环境要求 3

　　5.3 技术性能 4

　　6试验方法 5

　　6.1试验设备 5

　　6.2 外观检查 5

　　6.3 温度试验 5

　　6.4压力试验 5

　　6.5 高温高压试验 6

　　6.6振动试验 6

　　6.7冲击试验 6

　　6.8运输振动试验 6

　　6.9性能测试 6

　　6.10连续工作时间试验 7

　　6.11平均故障间隔时间(MTBF)试验 7

　　7 检验规则 8

　　7.1 出厂检验 8

　　72型式检验 8

　　8标志、包装、运输和贮存 9

　　8.1 标志 9

　　8.2 包装 9

　　8.3 运输 9

　　8.4 贮存 9

　　SY/T7798—2024

　　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。

　　本文件由石油工业标准化技术委员会石油仪器仪表专业标准化技术委员会CPSC/TC3提出并归口。

　　本文件起草单位：中海油田服务股份有限公司、中国石油集团测井有限公司、中石化经纬有限公司。

　　本文件主要起草人：卢涛、田志宾、李昆、吴兴方、王晓冬、刘铁民、李海、魏赞庆、贾奇勇、

　　姜勇、姚春明、聂志强、王明辉、田亚峰、李谦、陈仕学、贾占军。

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　　钻进式旋转井壁取心仪

　　1范围

　　本文件规定了钻进式旋转井壁取心仪(以下简称“取心仪”)的功能、组成及分类、要求，描述了相应的试验方法，明确了检验规则及标志、包装、运输和贮存等要求。

　　本文件适用于取心仪的设计、制造、检验、维护和质量评价。

　　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/T191 包装储运图示标志

　　GB/T6587电子测量仪器通用规范

　　GB/T 13384 机电产品包装通用技术条件

　　GB/T 50218—2014 工程岩体分级标准

　　SY/T 5102—2016石油勘探开发仪器基本环境试验方法

　　3术语和定义

　　下列术语和定义适用于本文件。

　　3.1

　　取心仪rotarysidewallcoringtool

　　用于裸眼井测井作业，使用取心钻头垂直井壁旋转钻进获取岩心的仪器。

　　3.2

　　电子节electronics

　　取心仪的主要组成部件，实现井下数据采集、控制及数据传输等功能的短节。

　　3.3

　　取心节coringassembly

　　取心仪的主要组成部件，实现平衡取心仪内外压力、钻进、折心、推心、储心等功能的短节。

　　3.4

　　隔片spacer

　　通过插入机构按照顺序插入到岩心与岩心之间的带有标号的金属片。

　　3.5

　　样品岩石samplerock

　　符合GB/T50218—2014的表3.3.3中单轴抗压强度为30MPa～15MPa的较软岩。

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　　4功能、组成及分类

　　4.1功能

　　取心仪应具备如下功能：

　　a)推靠井壁;

　　b) 垂直井壁旋转钻进取心;

　　c) 调节取心钻头转速及钻压;

　　d)折断岩心;

　　e)将岩心推入储心筒内;

　　f) 岩心检测，实时检测岩心是否成功收获并测量其长度;

　　g)分隔岩心;

　　h) 存储岩心。

　　4.2.2取心节

　　图2为取心节构成图，包括如下模块：

　　a)推靠支撑;

　　b)钻头动力;

　　c)钻进运动;

　　d)压力平衡;

　　e)隔片插入;

　　f)岩心检测;

　　g)岩心储存。

　　推靠支撑模块

　　图2取心节构成图

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　　4.3分类

　　取心仪按照取心钻头内径规格进行分类，见表1。

　　表1取心仪分类 取心仪类别 取心钻头内径范围，mm I型 24～26 Ⅱ型 36～40

　　5要求

　　5.1外观要求

　　主要包括：

　　a) 取心仪外壳表面光洁，产品编码标志清晰、正确;

　　b) 堵头和护帽表面光洁，无锈蚀。

　　5.2环境要求

　　5.2.1温度

　　按取心仪设计的最高工作环境温度分为四组：

　　a)A组：155℃;

　　b)B组：175℃;

　　c)C组：205℃;

　　d)D组：235℃。

　　5.2.2压力

　　按取心仅设计的最高工作环境压力分为四组：

　　a)A组：100MPa;

　　b)B 组：120MPa;

　　c)C组：140MPa;

　　d)D组：170MPa。

　　5.2.3振动

　　振动应符合以下要求：

　　a) 频率范围：5Hz～150Hz～5Hz;

　　b)振动加速度：29.4m/s²;

　　c)扫频速率：1oct/min;

　　d) 振动时间：不少于30min。

　　5.2.4冲击

　　冲击应符合以下要求：

　　a)冲击加速度：980m/s²;

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　　b) 脉冲持续时间：11ms±1ms;

　　c)冲击次数：轴向一次;

　　d)波形：半正弦波。

　　5.2.5运输振动

　　运输振动应符合以下要求：

　　a) 振动频率：5Hz、10Hz、20Hz、30Hz 可选;

　　b)振动加速度：9.8m/s²;

　　c)持续时间：30min。

　　5.3技术性能

　　5.3.1取心能力

　　地面取心，钻取样品岩石，取心能力应达到如下要求：

　　a) 连续取心收获数量应大于50颗;

　　b) 单个钻头取心数量应大于60颗。

　　5.3.2取心效率

　　地面取心，钻取样品岩石，取心效率要求见表2。

　　表2取心效率 取心仪类别 单颗岩心用时 岩心长度 I型 小于3min 大于或等于40mm Ⅱ型 小于5min 大于或等于60mm 5.3.3电子节

　　自然伽马测量值重复性应小于±5%。

　　5.3.4推靠支撑机构

　　推靠支撑机构产生的推靠力应大于取心仪重量的4倍。

　　5.3.5钻头动力性能

　　钻头动力性能见表3。

　　表3钻头动力性能 取心仪类别 最小输出扭矩，N·m 最小输出功率，W I型 3 250 Ⅱ型 4 350 5.3.6隔片插入能力

　　连续成功插入隔片数量应大于或等于60个。

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　　5.3.7岩心检测性能

　　取心仪岩心检测模块对岩心的实时测量长度与岩心实际长度差值的绝对值，与实际长度的比值，应小于或等于10%。

　　5.3.8连续工作时间

　　连续工作时间应大于24h。

　　5.3.9平均故障间隔时间

　　平均故障间隔时间应大于200h。

　　6试验方法

　　6.1试验设备

　　主要包括：

　　——数字万用表(四位半型);

　　——兆欧表(DC500V);

　　——电缆模拟器或测井电缆;

　　——取心仪地面控制系统;

　　——取心节加热器;

　　——取心节转速扭矩测试器;

　　——样品岩石;

　　——标准岩心(金属圆柱，I型，直径25mm,长度40mm;Ⅱ型，直径38mm,长度60mm);

　　——岩石固定架;

　　——伽马刻度架;

　　——推靠力测量装置;

　　——环境试验设备(温度试验箱、振动试验台、冲击试验台、高温高压试验装置、模拟运输振动试验台)。

　　6.2外观检查

　　目视检查，判定是否符合5.1的要求。

　　6.3温度试验

　　按SY/T5102—2016中第5章规定的方法进行试验，具体流程和操作如下：

　　a)将电子节放入温度试验箱内，将取心节放入取心节加热器内，连接电缆模拟器或测井电缆、取心仪地面控制系统，通电运行，使其工作稳定，各项功能正常;

　　b)温度试验箱、取心节加热器通电加温到5.2.1规定参数，恒温不小于4h;

　　c) 恒温期间，使用岩石固定架对取心仪进行地面取心试验，数量不少于3颗;

　　d)冷却至室温，检查取心仪，判定各项功能是否正常。

　　6.4压力试验

　　按SY/T5102—2016中第6章规定的方法进行试验，具体流程和操作如下： a)检查取心仪外观，密封圈完好，给取心仪外壳上下端安装承压堵头和护帽，将取心仪放入高温高压试验装置内;

　　b) 选择5.2.2规定参数进行试验，恒压保持时间30min;

　　c)试验结束后，进行外观检查、密封性能检查，取心仪外壳应无泄漏和变形，密封部件无渗漏;

　　d) 取心仪连接电缆模拟器或测井电缆、取心仪地面控制系统，通电运行，使其工作稳定，判定各项功能是否正常。

　　6.5高温高压试验

　　按SY/T 5102—2016中第7章规定的方法进行试验，具体流程和操作如下：

　　a)取心仪外观、密封圈应完好，将取心仪放入高温高压试验装置内，连接电缆模拟器或测井电缆、取心仪地面控制系统;

　　b) 选择5.2.1和5.2.2中规定参数进行试验，恒温恒压保持时间1h;

　　c)恒温恒压期间，通电运行，使其工作稳定，各项功能应正常;

　　d)试验结束后，取出取心仪进行外观检查，取心仪外壳应无泄漏和变形，密封部件无渗漏;

　　e)取心仪连接电缆模拟器或测井电缆、取心仪地面控制系统，通电运行，使其工作稳定，判定各项功能是否正常。

　　6.6振动试验

　　按SY/T 5102—2016中第13章规定的方法进行试验，具体流程和操作如下：

　　a) 试验前，检查取心仪外观和性能;

　　b) 将取心仪固定在振动试验台上，不通电，按5.2.3规定参数进行试验;

　　c)试验结束后，检查取心仪，判定取心仪外观是否完好，工作是否正常。

　　6.7冲击试验

　　按SY/T5102—2016中第14章规定的方法进行试验，具体流程和操作如下：

　　a) 将取心仪固定在冲击试验台上，不通电，按5.2.4规定参数进行试验;

　　b) 试验结束后，检查取心仪，判定取心仪外观是否完好，工作是否正常。

　　6.8运输振动试验

　　按GB/T 6587规定的方法进行试验，具体流程和操作如下：

　　a) 试验前，检查取心仪外观和性能;

　　b) 将取心仪固定在运输振动试验台上，不通电，按5.2.5规定参数进行试验;

　　c)试验结束后，检查取心仪，判定取心仪外观是否完好，工作是否正常。

　　6.9性能测试

　　6.9.1取心性能试验

　　准备好样品岩石、岩石固定架等取心相关设备，具体流程和操作如下：

　　a) 安装岩石固定架，固定样品岩石;

　　b) 钻取样品岩石，获得岩心;

　　c)判定连续取心收获数量、单个钻头取心数量是否符合5.3.1的要求;

　　d) 判定取心效率是否符合5.3.2的要求。

　　6.9.2电子节伽马重复性试验

　　准备好伽马刻度架等伽马测量相关设备，具体流程和操作如下：

　　a) 将伽马刻度架贴靠在伽马探头正上方3次并记录测量值;

　　b) 判定自然伽马测量值重复性是否符合5.3.3的要求。

　　6.9.3推靠力检测试验

　　将取心仪推靠臂放入推靠力检测装置中，具体流程和操作如下：

　　a) 打开收回推靠臂不少于3次，记录每次推力值;

　　b) 判定推靠臂推力值均是否满足5.3.4的要求。

　　6.9.4钻头动力性能试验

　　准备好取心节转速扭矩测试器等钻头动力性能测试相关设备，具体流程和操作如下：

　　a) 将取心与取心节转速扭矩测试器连接;

　　b) 启动取心电动机测试钻头动力性能;

　　c)判定最小输出扭矩、最小输出功率是否满足5.3.5的要求。

　　6.9.5隔片插入能力试验

　　准备好隔片，按照隔片上标号进行排序，并将隔片安装在取心仪中，具体流程和操作如下：

　　a) 进行隔片分隔岩心操作，连续插入隔片大于60次;

　　b) 判定隔片插入顺序及数量是否满足5.3.6的要求。

　　6.9.6岩心检测性能试验

　　准备好标准岩心，具体流程和操作如下：

　　a) 将标准岩心塞人取心钻头中;

　　b) 推心，实时测量岩心长度并进行记录，重复3次;

　　c)判定取心仪岩心的实时测量长度与实际长度的误差是否满足5.3.7的要求。

　　6.10连续工作时间试验

　　取心仪技术性能经测试合格后，连续工作时间试验方法如下：

　　a)连接取心仪地面控制系统、电缆模拟器或测井电缆、马笼头、电子节、取心节，通电运行，使其工作稳定，各项功能应正常;

　　b)安装岩石固定架、样品岩石，每间隔1h 进行取心，每次连续获取岩心数量不低于3颗;

　　c) 判定连续工作时间是否满足5.3.8的要求。

　　6.11平均故障间隔时间(MTBF)试验

　　取心仪技术性能经测试合格后，平均故障间隔时间试验方法如下：

　　a)室温环境条件下，选取多支取心仪同时进行试验;

　　b) 取心仪通电，使其均处于正常工作状态，每间隔1h进行取心，每次连续获取岩心数量不低于3颗;

　　c)当被试取心仪发生故障时，应停止试验排除故障，故障排除后，再重新投入试验，记录每次试验的无故障工作时间，即故障间隔时间，依次为t,左，…,tw,则平均故障间隔时间应按公式(1)进行计算：

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　　…………………………………

　　(1) 式中：

　　MTBF—— 平均故障间隔时间，单位为小时(h);

　　t——被试取心仪第1次的故障间隔时间，单位为小时(h);

　　N——试验过程中被试取心仪的故障总次数，N 为自然数;

　　d)判定试验结果是否满足5.3.9的要求。

　　7检验规则

　　7.1出厂检验

　　7.1.1凡出厂的每支取心仪应进行出厂检验。

　　7.1.2取心仪出厂检验项目见表4。

　　7.1.3 当取心仪出厂检验出现不合格项目时，应查明原因。若为偶发性故障，经整改后可重新进行出厂检验;若仍出现不合格项目时，则判该产品为不合格品，不应出厂销售。

　　表4检验项目 检验项目 要求 试验方法 检验类型 出厂检验 型式检验 外观检查 5.1 6.2 ● ● 温度试验 5.2.1 6.3 ● ● 压力试验 5.2.2 6.4 ● ● 高温高压试验 5.2.1、5.2.2 6.5 O ● 振动试验 5.2.3 6.6 O ● 冲击试验 5.2.4 6.7 O ● 运输振动试验 5.2.5 6.8 ● ● 取心性能试验 5.3.1、5.3.2 6.9.1 ● ● 电子节伽马重复性试验 5.3.3 6.9.2 ● ● 推靠力检测试验 5.3.4 6.9.3 ● ● 钻头动力性能试验 5.3.5 6.9.4 ● ● 隔片插入能力试验 5.3.6 6.9.5 ● ● 岩心检测性能试验 5.3.7 6.9.6 ● ● 连续工作时间试验 5.3.8 6.10 O ● 平均故障间隔时间试验 5.3.9 6.11 O ● 注：“●”为应检项目，“O”为可不检项目。 7.2 型式检验

　　7.2.1凡有下列情况之一时，应进行型式检验：

　　a)新产品试制定型鉴定;

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　　b) 产品有工艺、材料、结构方面的重大改变时;

　　c)正常生产时，按表5规定的累计生产数量进行抽样试验;

　　d)出厂检验中，检验结果与规定要求有较大差异时;

　　e)国家市场监督管理部门或上级部门提出型式检验要求时。

　　7.2.2型式检验项目见表4。

　　7.2.3 型式检验应在合格品中随机抽取进行检验，抽样数目见表5。当型式试验中出现故障通不过时，应停止检验，查明原因。若为偶发性故障，经整改后可重新进行型式试验;若为设计、制造质量问题，则判为产品型式检验不合格。

　　表5抽样试验数目表

　　单位为支

　　累计生产数量 最佳样品数 最大样品数 1～50 1 2 50～100 2 3 100～200 2 4

　　8标志、包装、运输和贮存

　　8.1标志

　　8.1.1取心仪应有下列标志：

　　——产品型号及名称;

　　——制造日期及出厂编号;

　　——制造单位名称及地址;

　　——执行标准编号。

　　8.1.2取心仪外包装储运图示标识应符合GB/T 191的规定。

　　8.2包装

　　8.2.1取心仪包装应符合GB/T 13384的规定。

　　8.2.2取心仪出厂随带的技术文件包括：

　　——产品合格证;

　　——装箱单;

　　——使用维修手册等。

　　8.2.3 取心仪应配备的备附件、工具等。

　　8.3运输

　　取心仪适用于各种交通工具运输，但不应承受强烈碰撞、冲击、暴晒和雨雪淋浸。

　　8.4贮存

　　取心仪应存放在干燥、无腐蚀性物品的环境内，贮存环境温度为(-35～+70)℃,且相对湿度≤90%。存放期间，应每隔六个月定期进行通电检查。