Q/SY
中国石油天然气集团有限公司企业标准
Q/SY 028772021
静态推靠式旋转导向钻井系统
机械设计技术规范 Specification for mechanical design technology of static push rotary steering drilling system
2021—12—30发布
2022—03—01实施
中国石油天然气集团有限公司 发布 Q/SY 02877—2021
目 次
前言 1范围 2规范性引用文件 3术语、定义和符号
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3.1术语和定义 3.2符号 4地面系统设计 4.1数据采集箱 4.2测试箱 4.3旁通器 5井下工具设计技术规范 5.1机械总体设计要求 5.2 井下动力及双向通信短节 5.3扶正器 5.4 MWD短节： 5.5 近钻头伽马短节 5.6柔性短节 5.7 导向短节 5.8井下工具机械总装技术要附录A（资料性） 数据采集附录B（规范性） XD高扭矩螺纹附录C（规范性） XD-2高扭矩螺附录D（资料性） 扶正器附录E（资料性） 柔性短节附录F（规范性） XD偏梯型螺纹参考文献
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前言
本文件按照GB/T1.1一2020《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。
本文件由中国石油天然气集团有限公司标准化委员会石油工程技术专业标准化技术委员会提出并归口。
本文件起草单位：油田技术服务有限公司、测井有限公司、工程技术研究院有限公司本文件主要起草人：芦文生、王眉山、安涛、盛利民、李晓军、李传伟、刘鹏、徐月庆、许朝
辉、陈大祺、范永涛、孙衍、赵民、张东旭。
本文件为首次发布。
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静态推靠式旋转导向钻井系统机械设计技术规范
1范围
本文件规定了油气勘探开发领域用静态推靠式旋转导向钻井系统（以下简称旋导系统）的地面系统、井下工具的结构、外观、材料、防水防尘防爆等级、 电中
本文件适用于旋导系统的地面系统、并下工具的机械部分的设计，制造和装配。
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 3836.1 爆炸性环境 第1部分：设备通用要求 GB 3836.2 爆炸性环境 第2部分：由隔爆外壳 “d"保护的设备 GB/T 4208 外壳防护等级（IP代码） GB/T 5796.1 梯形螺纹 第1部分：牙型 GB/T5796.4梯形螺纹 第4部分：公差 GB/T22512.2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 SY/T5144钻锰 ASME/ANSI B1.5 爱克母梯形螺纹（Acmescrewthreads）
3术语。定义和符号 3.1术语和定义
下列术语和定义适用于本文件
3.1.1
数据采集箱data collection cabinet 一种用于收集传感器的信号，并进行模效转换实现数字化。以便于计算机进行处理，同时响应计
一
算机的指令，按照下传指令编码格式，控制旁通器的开关，实现钻井液的泄流，从而达到下传指令目的的箱体。 3.1.2
测试箱 test cabinet 种用于对旋导系统进行地面模拟测试的箱体，主要功能包括：旋导系统的模拟供电、总线通
信、模拟上传与下传通信、监测与记录仪器状态等功能。 3.1.3
旁通器by-pass unit 指今下传系统的执行机构，气动执行器与电子限位器按照下传指今编码格式控制盘阀的开关，实
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现立管中钻井液的分流，从而实现下传指令的目的。 3.1.4
盘阀plate walve 旁通器中，通过旋转两片对置阀片，控制钻井液分流的零部件。
3.2符号
下列符号适用于本文件 V-100 牙底为圆玩， ，牙顶宽度代号为100的牙型代号： P 螺距： 0 半锥角： T 锥度： F——牙顶平面宽： R 牙底半径： H 螺纹三角形高度 f- 牙顶削平高度： F 牙底削平高度： H 削平牙型高度： T
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牙顶平面圆角半径 中 G 基面中径： DL 外螺纹大径： DLF 外螺纹圆柱直径！ Ds 外螺纹小径： Lec 外螺纹长度；
LaT 内螺纹深度 Lanc 内螺纹整体深度： Q 内螺纹镗孔直径： Lac 内螺纹镗孔深度。
4地面系统设计 4.1 数据采集箱 4.1.1 外观及结构要求 4.1.1.1 采集箱表面采取喷塑或烤漆工艺进行表面处理，要求平整 整，美观。采集箱正前方插座区域，每个插座上方印刷对应的插座汉字名称，要求清晰，醒目。 4.1.1.2箱体与上盖由不锈钢板制成：两侧布置两个隔爆盒，隔爆盒外侧为铝合金散热板：正面为接插件安装面板，内部安装PCB电路板支架与电路板，电路板支架由不锈钢板制成。结构参见图A.1，面板接插件参见表A.1。 4.1.2防水防尘防爆设计要求 4.1.2.1 防水防尘防爆设计应符合GB/T3836.1。GB/T3836.2.GB/T4208的规定。 4.1.2.2数据采集箱防水防尘等级不小于IP65。
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4.1.2.3数据采集箱隔爆盒防爆等级不小于ExialICT6 4.1.3数据采集箱装配技术要求 4.1.3.1数据采集箱各零部件由螺钉固定连接，所有螺钉旋紧前涂抹螺纹紧固剂。 4.1.3.2装配过程中隔爆盒需要安装尺寸合适的密封胶圈，密封胶圈处涂抹润滑脂。 4.1.3.3所有电路电气接插件连接部分，涂抹密封硅胶进行固定绝缘。 4.2测试箱 4.2.1外观及结构要求 4.2.1.1测试箱箱体为铝质或工程塑料箱体，箱体由上下两部分组成：上部为箱盖，下部安装电源电路、操作面板和接插件。 4.2.1.2测试箱测试操作面板为铝合金材质，上方横向开孔安装电压表、电流表，中部安装拨动开关，下部安装电源开关，温度指示灯与通信指示灯。 4.2.1.3测试箱后方面板开5个孔安装插座，分别是电源、采集箱、数据，网口和调试口，并在上方印刷名称，零部件型号参见表A2 4.2.2防水防尘设计要求
防水防尘设计应符合GB/T4208的规定， 测试箱防水防尘要求满足防水防尘等级不小于IP65的要求。 4.2.3测试箱装配技术要求 4.2.3.1 测试箱各零部件由螺钉固定连接，所有螺钉旋紧前涂抹螺纹紧固剂。 4.2.3.2 所有电路电气接插件连接部分，涂抹密封硅胶进行固定绝缘。 4.3旁通器 4.3.1外观设计要求
旁通器分为四个单元，县体见图1。框架单元喷涂蓝色油漆，出口单元与人口单元喷涂红色油漆。 4.3.2连接件 4.3.2.1 旁通器人口与出口、连接旁通器的钻 并液管线人口与出口均为直径50.8mm的Fig1502活接头。 4.3.2.2 动力气源人口为直径8mm气管线快插接头。 4.3.3技术参数设计要求
旁通器的技术参数设计要求包括： a）允许最大工作压力为50MPa： b）允许工作温度范围0℃～55℃ c）电气防爆等级不小于ExiaIICT6： d）控制器工作电流为4mA20mA信号 e）气动执行器响应时间小于0.5s： f）气动执行器工作压缩空气压力应为0.5MPa～0.8MPa。
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标引序号说明：
一控制单元：一框架单元：一出口单元：
1
3- 一 4
一人口单元。
图1旁通器
4.3.4 旁通器装配技术要求 4.3.4.1 控制单元组装过程中，需要对所有螺钉涂抹螺纹紧固剂，防止脱落 4.3.4.2 阀箱轴承安装前涂抹润滑脂。 4.3.4.3 旋转轴与静置盘支架所有橡胶密封圈安装前涂抹润滑脂
5井下工具设计技术规范 5.1 机械总体设计要求
井下工具主要包括井下动力及双向通信短节，扶正器，MeasureWhileDrilling（MWD）短节近钻头伽马短节、柔性短节、导向短节，其设计要求包括：
a）抗温不小于150℃： b）抗压不小于140MPa： c）设计抗外压强度安全系数不宜小于1.25： d）各短节之间连接用XD高扭矩螺纹，应符合附录B的要求； e）各短节之间密封端面的密封槽尺寸，应符合图2尺寸要求； f）各短节之间密封端面的椭圆密封圈尺寸，应符合图3尺寸要求： 9）各短节之间电能、信息的传递采用单总线。
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