SY∕T 7498-2020 随钻测控井下仪器一体化平台技术规范(石油天然气).pdf
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1、ICS 75.180.10 E 92 中华人民共和国石油天然气行业标准SY/T 7498-2020 随钻测控井下仪器一体化平台技术规范Technical specifications of integration platform of measurement and control tool while drilling 2020 -10-23发布2021-02 -01实施国家能源局发布SY/T 7498-2020 目次前言.rn 1 范围-2 规范性引用文件.3 术语和定义4 组成-5 基本要求.2 5.1 安全25.2 环境条件25.3 电源要求. 2 5.4 连续工作时间6 技术要求-
2、6.1 适配连接要求6.2 总线通信要求46.3 通信响应控制及验证.6 7 平台测试.77.1 机械连接测试. . 77.2 电气性能测试.8 7.3 总线通信测试.9 7.4 系统测试9参考文献. . . . . . . . . . . . . .12 SY/T 7498-2020 目IJ1=1 本标准按照GB!f1.1-2009 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。本标准由石油仪器仪表专业标准化技术委员会提出并归口。本标准起草单位:中石化胜利石油工程有限公司随钻测控技术中,止中国石油集团测井有限公司随钻测井中心。本标准主要起草人:马清明、肖红兵、朱军、李勇华、马海、范
3、泽欣、李闪、崔海披、杨全进、杨宁宁、唐海全、王义峰、葛鹏、孙衍、陈国兴、宫璇。III SY/T 7498-2020 随钻测控井下仪器一体化平台技术规范1 范围本标准规定了随钻测字井下仪器J体也T台(以下简称平台)的组成、要求和测试。本标准适用平台的构建及连接到平台上的随钻测控仪器的设计和制造。2 规范性引用文件下列文件对于本文件的应用是必主耳莎的。凡是注日期的引用文件,i)注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改单)适用于杏文件。NB厅47013.3承压设备莞损检测第3部各t唱声检测SY/T 5144-2013 钳链3 术语和定义3.1 3.2 3.3 下列
4、术语和定义适用于在县件否测控模块measuremnt and control Imo,iule 完成平台中测量、传瑜、控制等功能的基捧单元。主控模块master mdule 完成平台中各测控模边的任务管型、数睛传输等功佳的一如特殊测控棋块。4 组成平台由多个测控短节、飞,总线、机械适配连接器、,电源、组成,如图1既示。总、线电源机械适配连接器机械适配连接器测控短节l测控短fim图1平台组成示意图 根据平台特定测控功能需求,测控短节包括MWD(带遥传功能)、随钻方位伽马、随钻电酷波电阻率、随钻声波、随钻中于、随钻密度和旋转导向等仪器。平台中至少包含一个主控模块,主控模块可以安装在任意一个测控短节
5、内。短节之间的适配连接器、短节内部的电缆和总线稠合器形成总线SY/T 7498-2020 通路。平台可以由井下泥浆发电机统一供电,也可以由测控短节白带电池或泥浆发电机供电。平台采用总线型拓扑结构,所有节点均挂接在总线上。主控模块通过总线与其他测控短节通信,完成时钟同步、查询其他测控短节的测量数据等任务,其他测控短节响应主控模块的指令,向主控模块发送各自的测量数据。安装有控制软件的地面计算机可以通过总线与平台进行连接通信。5 基本要求5.1 安全安全要求包括:a)平台内钻挺、接头等应按NBfT47013.3规定的方法进行检测,符合SY/T5144-2013中6.11规定的要求。b)按照平台内各测
6、控短节夕|、径划分为三种规格,不同规格的抗压、抗拉、抗扭能力见表1。表1不同规格的抗压、抗拉、抗扭能力规格最大承党压力最大工作扭矩最大拉力kN kN.m kN 120.7rnrn (4.75in) 220 5 1500 171.5mm (6.75in) 290 21 4900 209.6mm (8.25in) 290 21 4900 c)平台各部位均不应有漏电现象,高于36V安全电压的部位应设有保护措施,常温下绝缘电阻应大于100MO(直流500V),在高i且温热条件下(70C,相对湿度90%)不应低于2MO(直流500V)。5.2 环境条件环境条件要求包括:a)贮存温度:一40C +70C。
7、b)最低工作温度:-20C。c)最高工作温度、最高工作压力见表20表2耐温、耐压能力分档I 最l司工作温度150 。C最局工作!王力138 MPa II 175 172 d)振动:加速度为196m/s2,频率范围为20Hz 200Hz 20Hz,扫描速率为1oct/min,振动持续时间为30min。e)冲击:加速度为455m/s2,半正弦波形,脉冲持续时间为llms士1mso 5.3 电源要求电源要求包括:2 a)供电电压:直流28V-72V,纹波不大于200mV(峰峰值)。b)供电电流不大于lOA。SY/T 7498-2020 c)测控短节应配有与负载相匹配的保险模块,在过流、过压情况下,测
8、控短节与总线处于断开状态。5.4 连续工作时间6 技术要求6.1 适配连接要求6.1.1 机械连接飞t不同规格的平台内测控短节钻链的思叶和螺纹连接型式应符合syrr5144-2013中4.1、4.6的规定。6.1.2 电气连接6.1.2.1 基本要求平台电气连接方式如图2所示,-基本要求如下:a)测控短节之间采用钻芦公母滑环、中,中对插滑环等j骨环连接器或多芯自锁插头连接器进行电气连接。-b)测控短节内部采用自哦电缆进行电吱连接。c)平台中连接到总线的测控短节数量不超过32个。总线电缆I I总线电缆I 总线电缆总线电缆测控短节n6.1.2.2 连接器要求连接器要求如下:a)滑环连接器中的导电铜
9、环与滑环本体之间的绝绿电阻:二三l000MO(2YC),二三50MO(17YC)。b)连接器的额定工作电流:二lOA。c)所有连接器的机械尺寸应与测控短节的规恪相匹配。6.1.2.3 总线电缆要求总线电缆要求如下:a)总线电缆应采用屏蔽电缆,屏蔽层覆盖率应不低于75%,线间分布电容不应超过100pF/mob)在lMHz的正弦波作用下,功率损耗不应超过O.05dB/m。3 SY/T 7498-2020 c)总线电缆的直流电阻不应超过50Q/km。d)总线电缆的额定工作电流:二三lOA。6.1.2.4 总线相合器要求总线相合器如图3所示,要求如下:a)总线稠合器由南合变压器、隔离电感、隔直电容等组
10、成,并与总线电缆相连。b)丰田合变压器:臣数比应为1: 1。c)隔直电容:额走耐压值应大于总线电源电压。d)隔离电感:额定电流值应大于测控短节的额定电流值。e)隔离电阻:阻值为所选用电缆的标称特性阻抗的0.73-0.77倍。总线测控短11剌合变压器图3总线相合器示意图6.1.2.5 测控短节电源供电方式和载波通信要求测控短节电源和通信信号要求如下:a)如果采用电源和通信共用同一条电缆芯线的单芯载波传输方式,测控短节从总线稠合器的电源输出端经隔离电感后取电。b)如果电源和通信分别采用不同电缆线的传输方式,总线稠合器的电源输出端子应悬空。c)载波频率:50kHz -350kHz。d)载波信号幅度:
11、2V -10V。e)载波通信最大传输速率:80kbit/s。f)载波通信误码率:不高于0.01%。6.2 总线通信要求6.2.1 基本要求4 总线通信的基本要求如下:a)通信接口协议可以采用RS-422、RS-485、UART、CAN、FC、SPI和曼彻斯特码等。b)平台数据通信采用半双工方式的指令/响应型异步操作方式。c)在任一时刻,总线上应只有一个设备作为主节点。d)当平台不与安装有控制软件的地面计算机连接通信时,主节点为主控模块;当与安装有控制软件的地面计算机连接通信时,主节点为地面计算机。e)总线上的信息流采用消息帧传输方式。SY/T 7498-2020 f)总线通信波特率:二1200
12、bit/s。6.2.2通信格式6.2.2.1 通信宇类型通信于类型包括指令字、数据字和状态于06.2.2.2 指令宇| 指令宇由地址宇段、发送/接收位于数据宇计数代码及校验位组成:a)地址宇段:总线上每个节点被指定拥有个专有地址,并特别指定一个广播地址,供平台广播使用。的发送/接收位:表示要来?如叫做的操作,逻辑0指定节点明接收操作,逻辑1指定节点做发送操作。叫据宇计数f码:用来指定测时节应发送或应接收的数据栩如。d)校验位:用作前面各位的,校验,采用奇校验、偶校验或CRC等校验方式。6.2.2.3 数据字数据宇由数据宇段和校验位组成:a)数据宇段:用作测腔短节测量数据的传输,确定一个数值所需
13、的位数应符合测控模块所要求的分辨率或精度。b)校验位:用作前面各位曲棋验,采用奇偶校验或CRCJ辛战验立式。6.2.2.4 状态宇, f l 状态字用于表示从节机1控短节当前卫作状态,主要包括但不限于地址宇段、消息差错位、广播指令接收位、忙位等:a)地址宇段:是正在寄送状态字机可节地址。. 1. b)消息差错位:用来严示本测控俨节吁刚已收到自1消息i.有一个于或多个字没有通过有效性测试。c)广播指令接收位:告为逻辑十叶表示本测j空短节收到的上J个有效指令字是广播指令宇:当系统中未来阳广播方式酣,置该位为逻罕0。d)忙位:为可选位,国置为逻辑:1:J时,表示测控短节址于忙状态不能按照主节点的指令
14、要求,将向主节点输阳数据:当置为逻辑0叶,展示处于空闲状态。6.2.3通信消息6.2.3.1 消息格式各节点之间传输的消息格式如图4所示。a)带数据字的接收指令:主节点发出一个接收指令字及规定数目的数据宇到目标子节点,目标子节点在核实消息之后,应发囚一个状态宇给主节点,指令字和数据宇应以无宇间间隔的形式连续发出。的不带数据字的发送指令:主节点向目标于节点发出一个发送指令宇,目标于节点在核实指令字之后,应发回一个状态字给主节点,继之以规定数目的数据字,状态字和数据宇应以无宇间间阳的形式连续发出。d SY/T 7498-2020 tt17| 接附| 数据字| 町| 制| 指令字| 下一帧消息;:2
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