談鉆井鋼絲繩的倒換使用

來源：網(wǎng)絡(luò)|發(fā)布時(shí)間：2022-05-17 15:16:09| 瀏覽數(shù)：...

鉆井鋼絲繩懸吊著游車、大鉤并通過大鉤承受載荷。鉆井鋼絲繩在鉆井工程的各項(xiàng)作業(yè)（如鉆進(jìn)、起下鉆、下套管）中是承受載荷，將絞車滾筒的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換為大鉤鉛直起升的直線運(yùn)動(dòng)并傳遞絞車功率的重要紐帶。由于它承載大，運(yùn)動(dòng)和應(yīng)力狀態(tài)復(fù)雜，并且工作條件惡劣，所以它是鉆井工程中大量消耗的器材：之一。據(jù)粗略統(tǒng)計(jì)，平均每鉆進(jìn)一米就得消耗鋼絲繩數(shù)公斤。尤其重要的是它的壽命直接關(guān)系到井身、設(shè)備和鉆井工人的安全。因此，鋼絲繩的正確選擇和使用對(duì)安全鉆井，降低鉆井成本都有著很重要的意義。

為合理使用鋼絲繩，須解決兩個(gè)問題。一是正確操作維護(hù)；二是確定合理的更換標(biāo)準(zhǔn)和方法，從而既保障鉆井安全，又延長(zhǎng)鋼絲繩的使用壽命。本文著眼于對(duì)第二個(gè)問題的探討，并提出用“噸一公里”計(jì)算壽命倒換使用法。這種方法是否合理，須在實(shí)踐過程中逐步總結(jié)經(jīng)驗(yàn)。

一、鉆井鋼絲繩最易損壞的部位

當(dāng)游車上下運(yùn)動(dòng)時(shí)，鋼絲繩在經(jīng)由滑輪槽時(shí)須反復(fù)彎曲和伸直，同時(shí)在絞車滾筒上須反復(fù)纏繞和放出，因而它是在潤(rùn)滑惡劣的條件下承受著拉、剪、扭、彎曲、擠壓和沖擊的聯(lián)合作用。鉆井鋼絲繩各部位的損壞情況是不一樣的，這是由它的固定方式和游動(dòng)方；式所決定的。它在下述三個(gè)部位損壞最為嚴(yán)重。

1.快繩部位

快繩是在起下鉆作業(yè)中游車到達(dá)最高位置時(shí)，纏繞到絞車滾筒上的那一部分鋼絲繩（圖1）?？炖K的運(yùn)動(dòng)速度高，在滾筒上纏繞的次數(shù)多。其長(zhǎng)度為Z倍立根長(zhǎng)度（Z為游動(dòng)系統(tǒng)有效繩數(shù)）與滾筒上不放出的第一層纏繩的長(zhǎng)度之和。在游車起升過程中，快繩各部分的運(yùn)動(dòng)速度是不相同的。跨越天車死繩輪的一段繩的運(yùn)動(dòng)速度為零；跨越相鄰第二個(gè)天車輪的一段繩的運(yùn)動(dòng)速度為2V鈞（V鉤是大鉤起升速度）；跨越最末一個(gè)天車輪通往滾筒的那一段繩的運(yùn)動(dòng)速度為ZV鈞（圖2）?？炖K不僅速度高，而且受力也大（在起鉆時(shí)），這是由于鋼絲繩必須克服滑輪軸承的摩擦力，它與輪槽的摩擦力以及它繞過滑輪時(shí)的彎曲力的緣故。

由圖2：

2.游車下降到最低位置時(shí)，鋼絲繩與天車或游車滑輪槽的接觸部位游車的最低位置是起升鉆柱的啟動(dòng)位置，或是下放鉆柱的制動(dòng)位置。起下鉆過程中隨著每一立根的起出或下入，接觸處頻繁地承受沖擊載荷，沖擊載荷是由于起升加速階段的動(dòng)載方向，或下放減速階段后期剎車時(shí)的動(dòng)載方向與大鉤載荷方向相同所導(dǎo)致的結(jié)果。動(dòng)載大小與操作有關(guān)，在正確操作情況下不超過大鉤載荷的百分之十。如果操作不當(dāng)，則造成很大的動(dòng)載和鋼絲繩更劇烈的振動(dòng)，從而使這個(gè)部位的磨損更為加劇。

3.死繩與滑輪槽接觸部位和死繩固定端

鋼絲繩與死繩滑輪槽的接觸，由于其與輪槽間不作相對(duì)運(yùn)動(dòng)，所以是固定性接觸。在游車升降過程中，死繩不斷地?cái)[動(dòng)使其與輪槽的接觸部位疲勞，從而造成該部位的疲勞破壞。

死繩固定端由于彎曲半徑小而形成固定性拐點(diǎn)，在死繩不斷擺動(dòng)的情況下，其拐點(diǎn)處也要受到疲勞破壞。

由以上分析可知鉆井鋼絲繩最易損壞的部位是：快繩在滾筒上纏繞的交又處，且尤以不放出的最內(nèi)層為甚；游車下降到最低位置時(shí)，鋼絲繩和滑輪槽的接觸部位；死繩與滑輪槽接觸部位和死繩固定端拐點(diǎn)處。

三、鋼絲繩的倒換使用法

從快繩端及時(shí)切除已損壞的部分，而死繩端放出備用的一段繩補(bǔ)充之，以使前面分析過的易損壞部位相繼錯(cuò)開，從而使各段繩的受力趨于均勻，以延長(zhǎng)未切去部分的使用壽命。這就是倒換使用法。

用倒換使用法切除鋼絲繩的長(zhǎng)度時(shí)須注意：

1.切去一段后，當(dāng)游車下降到最低位置時(shí)，不能使鋼絲繩與天車滑輪槽和游車滑輪椅的接觸部位順次置換。

造成順次置換的長(zhǎng)度可計(jì)算如下（圖1）：

L置換=Y+xD輪/2式中，L置換—一切除后造成順次置換的鋼絲繩長(zhǎng)度；Y——游車下降到最低位置時(shí)，天車軸和游車軸之間的距離；D輪—一滑輪直徑。

切除的長(zhǎng)度不能為L(zhǎng)置換的整數(shù)倍。L置換的數(shù)值也可由實(shí)測(cè)得到如下近似值：

L置換～L并架一L游下

式中，L并架一天車軸距鉆臺(tái)高度；L游下一一游車處于最低位置時(shí)，游車軸距鉆臺(tái)的高度。

2.切除的鋼絲繩長(zhǎng)度不能為滾筒第一層纏繩一圈之周長(zhǎng)的整數(shù)倍。

D：=D。+d繩

式中，D:——滾筒第一層纏繩直徑；D?！粷L筒直徑；d繩—一鋼絲繩直徑。

切除長(zhǎng)度不能為xD：的整數(shù)倍，以保證切除后，鋼絲繩在滾筒上的纏繞交叉點(diǎn)錯(cuò)開。按上述兩條進(jìn)行切除，即可達(dá)到倒換使用的目的。隔多久切除一次？每次又切除多少呢？這就須合理計(jì)算鋼絲繩的使用壽命。