ICS 75. 020 E 13 备案号：53381—2016
SY
中华人民共和国石油天然气行业标准
SY/T 5416. 3-2016 代替 SY/T 5416.3—2007
定向井测量仪器测量及检验
第3部分：.陀螺类
Measurement and inspection of directional surveying instruments-
Part 3 : Gyroscope
201601－07发布
2016—06－01 实施
国家能源局 发布 SY/T 5416.3—2016
目 次
前言 N
范围 2 术语和定义
性能和技术参数要求使用 4. 1 使用条件 4. 2 仪器、设备和工具 4.3 上井前的准备与检查 4. 4 现场测量前的准备 4. 5 现场组装与调试 4. 6 测量 4.7 仪器回收 5维护保养和检验 5.1测量仪器、辅助工具和拖撬（电缆车）的维护保养 5.2检验 5. 3 校准附录 A（规范性附录）仪器、设备和工具配备清单附录B（规范性附录） 仪器测量相关信息收集表附录C（规范性附录） 测量仪器及辅助工具和电缆车维护保养附录D（资料性附录）校准记录附录E（资料性附录） 校准证书
3
4
.....
.....
Q
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12 SY/T 5416.3—2016
前 言
SY/T 5416《定向井测量仪器测量及检验》分为以下三个部分：
第1部分：随钻类；第2部分：电子单多点类； -第3部分：陀螺类。
本部分为SY/T5416.的第3部分。 本部分按照GB/T 1.1一2009《标准化工作导则第1部分：标准的结构和编写》给出的规则
起草。
本部分代替SY/T5416.32007《定向井测量仪器测量及检验‘第3部分：陀螺类》，与SY/T 5416.3一2007相比，除编辑性修改外，主要技术变化如下：
删除了“SRO地面记录陀螺测斜仪”的相关内容（见2007年版第2章）；删除了“Keeper 自寻北陀螺测斜仪”的相关内容（见2007 年版第3章）；增加了通用自寻北陀螺仪的测量、检验及校准方法（见第3章、第4章、第5章）。
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这些专利的责任。 本部分由石油钻井工程专业标准化委员会提出并归口。 本部分起草单位：中国石油集团渤海钻探工程有限公司定向井技术服务分公司、中海油服股份有
限公司油田技术事业部、中石化胜利石油工程有限公司钻井工程技术公司。
本部分主要起草人：陈景旺、孙儒云、曹乾洪。 本部分代替了 SY/T 5416.3—2007。 SY/T5416.3-2007的历次版本发布情况为：
-SY/T 5472—1992; -SY/T 6091--1994。 SY/T 5416.3—2016
定向井测量仪器测量及检验
第3部分：陀螺类
1范围
SY/T 5416 的本部分规定了陀螺类测量仪器的测量、检验及校准方法。 本部分适用于自寻北陀螺测量仪器。
2　术语和定义
下列术语和定义适用于本文件。
2. 1
北向工具面角 north toolface 以真北方向为基准度量的工具面角，即工具平面与井底平面的交线在水平面上投影与真北之间的
夹角。
3 性能和技术参数要求
3.1可测量参数：井斜角、井斜方位角、重力工具面角、北向工具面角和探管温度等。 3.2最大跟踪角速度不大于2°/s。 3.3陀螺探管的测量范围和精度见表 1。
表1陀螺探管的测量范围和精度
测量参数井斜方位角
测量精度 ± 1. 5° ± 0. 15° ± 0. 25° ±1. 5° ± 3°
测量范围 0°~360° 0°~50° 50°～70° 0°~360° 0°～360
井斜角
重力工具面角北向工具面角
3.4 测量方式：单、多点测量。 3.5井下仪器耐温：100℃（不加隔热筒）；150℃（加隔热筒）。 3.6地面主机工作温度：－20℃～70℃。 3.7井下仪器最大工作压力：100MPa。 3.8定向引鞋：标准“R型单点引鞋”和“E型单点引鞋”。 3.9适应电缆：$8mm铠装单芯电缆，适应电缆阻值不大于2502。
1 SY/T 5416.3—2016
4使用 4. 1 使用条件 4. 1.1 适用井斜为 0°～70°的井眼。 4. 1.2 适用的最高温度：150℃（加隔热筒），100℃（不加隔热筒）。 4.1.3钻具水眼畅通，钻具水眼通径应大于仪器杆外径3mm。 4.1.4保持套管内通畅，仪器扶正器外径应与套管内径相匹配。 4.1.5井队应为陀螺施工提供连续的220V，50Hz的电源，若停电应提前通知测量工程师。 4.1.6当作业环境恶劣影响到安全与测量质量时，不应进行陀螺作业。 4.2仪器、设备和工具
仪器、设备和工具清单见附录 A。 4.3上井前的准备与检查 4.3.1探管和地面设备的准备与检查 4.3.1.1按照表A.1检查仪器的基本配置是否齐备 4.3.1.2计算机、打印机、数据处理仪运转正常。 4.3.1.3．记录陀螺探管号、计算机号、打印机编号 4.3.1.4，陀螺探管无外伤、无弯曲变形，外壳清洁 4.3.1.5陀螺探管通电检查，工作性能良好，精度满足施工要求。 4.3.2．仪器杆的准备与检查 4.3.2.1井下仪器杆件密封圈有效，无损伤。 4.3.2.2保护筒（隔热筒）本体无弯曲变形，两端螺纹、密封圈槽无磨损，内孔清洁。 4.3.2.3根据井眼（套管）尺寸和下井钻具水眼尺寸，选择合适外径的扶正器。扶正器的弹簧片厚度适中，销钉齐全，减震弹簧伸缩自如。扶正器挡环螺纹完好 4.3.3电缆和电缆头及工具的准备与检查 4.3.3.1测量电缆的缆芯电阻：Φ8mm单芯电缆电阻率应为（3.3～4.2）2/300m。 4.3.3.2测量电缆的绝缘性：用500V兆欧表测量电缆外皮钢丝与电缆芯线的绝缘电阻，绝缘电阻值应大于20M2。 4.3.3.3电缆长度应超过施工井井深300m以上。 4.3.3.4　按照表A.3和表 A.4检查电缆头工具和配件及通用工具是否齐全。 4.3.3.5电缆头本体完好，螺纹无损伤，密封圈完好，触点清洁。 4.3.3.6电缆头内部连接牢固。 4.3.3.7 测量电缆头的绝缘性，绝缘电阻值应大于20M2。 4.3.4拖撬（电缆车）的准备与检查 4.3.4.1 按照表A.2检查拖撬（电缆车）的基本配置是否齐全。 4.3.4.2拖撬（电缆车）外接电源线路连接完好，电源稳定，接地良好。 4.3.4.3拖撬（电缆车）机油、液压油、柴油的油面符合要求。 2 SY/T 5416.3—2016
4.3.4.4拖撬（电缆车）各仪表工作正常，漏电保护器、稳压源、变压器和过载保护器工作正常，其他电器设备工作正常。 4.3.4.5启动拖撬（电缆车）并运转30min以上。 4.3.4.6使用直尺或卷尺来核实电缆运行深度是否准确。 4.3.5天地滑轮的准备与检查 4.3.5.1滑轮的本体无损伤，销轴及止推轴完好。 4.3.5.2绳索及固定索具的U型卡完好。 4.3.5.3滑轮轴承润滑良好。 4.3.5.4滑轮的尺寸与电缆相匹配。 4.3.6定向直接头的准备与检查 4.3.6.1 循环套固定螺栓、定向键、螺纹完好，密封台阶干净无损伤。 4.3.6.2循环套内无杂物，引鞋座键通畅自如。 4.4现场测量前的准备 4.4.1现场应对仪器、设备、工具进行清点。 4.4.2拖撬（电缆车）的摆放、固定和接地应满足以下条件：
摆放在井口正前方，距离钻台足够的距离；摆放于安全位置，固定牢靠，接好地线，电源线路应采用高空架设或者掩埋的方式；拖撬（电缆车)、天滑轮和地滑轮宜在同一铅垂面上。
4.4.3天地滑轮的安装位置应安全可靠，固定索具承载能力大于6000kg。悬挂和拆卸的现场高空作业由井队按照测量工程师的要求完成。 4.4.4连接定向直接头，并按照规定扭矩上紧螺纹。 4.4.5 参照表B.1的要求收集并记录测量的相关信息。 4.4.6下钻时应使用比仪器串的最大外径大至少3mm的通径规通径。 4.4.7套管测量时，应进行套管的通径。 4.5现场组装与调试 4.5.1井下仪器的连接 4.5.1.1仪器杆件的密封圈应涂抹高压密封硅脂，连接杆件。仪器测试合格后用摩擦管钳上紧螺纹。 4.5.1.2陀螺探管应轻拿轻放，在杆件连接过程中应避免旋转陀螺探管。 4.5.2地面设备的连接和软件运行测试 4.5.2.1地面设备应连接不间断稳压电源，检查电源符合要求后连接数据处理仪。 4.5.2.2陀螺探管正常运转，各项参数指标符合要求才能入井工作。 4.5.2.3关闭数据处理仪，探管静止2min后方可移动。 4.5.3仪器角差的测量和校准 4.5.3.1定向测量时，应对入井仪器进行高边校正并记录 4.5.3.2将仪器高边校验值输入到计算机，再次测量仪器高边，进行验证。
3 SY/T 5416.3—2016
4.5.4钻具角差的测量和输入
测量定向直接头和造斜工具之间的角差并记录，将钻具角差和仪器串地面角差输人到计算机，进行角差校正。 4.6测量 4.6.1测量准备 4.6.1.1仪器从地面上提到钻台时，避免碰撞。 4.6.1.2仪器入井前钻具内应灌满钻井液，并对绞车深度计进行深度校零。 4.6.1.3在计算机中输入当地地理纬度和入井探管编号。 4.6.1.4上提和下放仪器的速度控制在30m/min以内，绞车操作平稳。 4.6.1.5当仪器下放到直井段合适深度，停止下放，进行寻北作业，检查仪器工作是否正常。 4.6.2定向测量 4.6.2.1测量时，当仪器在距离定向直接头 100m处，停止下放，进行中途测试。测试正常后继续下放，下放速度控制在15m/min，张力计数值下降后停止下放，核对深度计井深是否与测量井深一致。 4.6.2.2每次测量之前应让仪器串静止 1min～2min 后才能进行取值。 4.6.2.3测量时，仪器座键应不少于三次，三次座键测量的北向工具面值偏差应保持±2°，确认仪器座键成功。 4.6.2.4调整工具面时，电缆应释放张力。 4.6.2.5调整完工具面后，活动钻具释放扭矩，测量确认北向工具面。 4:6.3多点（轨迹）·测量 4.6.3.1每次测量应保持仪器串静止1min～2min 进行取值。 4.6.3.2．起出仪器过程中，根据需要进行复测，校核测量结果。 4.6.4测量过程注意事项 4.6.4.1下放和提升状态时不能启动陀螺探管。 4.6.4.2仪器出井前150m，应将上提速度控制在15m/min。 4.6.4.3陀螺探管在隔热筒内运行时间不宜超过 6h。 4.6.4.4测量时间超过2h或者温度变化超过20℃，重新进行寻北。 4.7 仪器回收 4.7.1　井下工具回收 4.7.1.1) 将仪器串放置在安全、没有震动的地方进行检查。 4.7.1.2定向测量后应再次测试仪器串内部角差值，该值应该与仪器串下并前测量的值基本一致。 4.7.1.3多点测量后，测量一组数据，检查陀螺探管各项参数指标是否正常。 4.7.1.4仪器串及时拆卸，释放保护筒内部热量，陀螺探管应放置在抗震的仪器箱中。 4.7.1.5将仪器串杆件及时清洗，螺纹应带上保护套，各部件分别装入仪器箱内。 4.7.1.6及时整理填写现场记录文件。 SY/T 5416.3—2016
4.7.2地面仪器、辅助工具和电缆回收
关闭并回收地面仪器；拆除天、地滑轮并回收。回收电缆并将拖撬（电缆车）转移到安全的位置。
5维护保养和检验
5.1i 测量仪器、辅助工具和拖撬（电缆车）的维护保养
测量仪器、辅助工具和拖撬（电缆车）维护保养内容和周期见表C.1。 5.2检验 5.2.1连接计算机和数据处理仪，输人电源正确，通信正常；运行陀螺测量软件，计算机执行指令正常，启动陀螺探管，运转正常。 5.2.2调整校准架姿态，调整为斜度小于 3°，运行自寻北指令；待寻北结束，在斜度为0°和45°，方位为0°，90°，180°，270°时进行测量并记录，测量值应在其误差允许范围之内。 5.3校准 5.3.1校准环境
校准环境要求如下：
环境温度为20℃±5℃；相对湿度不大于 75%; 校准架摆放位置固定。
5.3.2校准架测量范围和允许误差
校准架测量范围和允许误差见表2。
表2校准架测量范围和允许误差
参数井斜角井斜方位角北向工具面
测量范围 0)°~180)° (0°~ 360)° ()°~360)°
测量允许误差
± 0. 06° ± 0. 2° ± 0. 2°
5.3.3 3校准要求
陀螺探管的校准要求见表1。 5.3.4仪器的校准步骤 5.3.4.1静态精度测试应在符合要求的室内进行。 5.3.4.2校准架应满足固定、调平和对北三个条件。 5.3.4.3对陀螺探管进行精度测量，并作记录，参见表 D.1。 5.3.4.4根据测量结果，检查陀螺探管在井斜分别为5°和30°姿态下的数值，计算井斜和井斜方位角的最大误差值，参照表1的要求进行判断。
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