談鉆井鋼絲繩的倒換使用

來源：網絡|發(fā)布時間：2022-05-17 15:16:09| 瀏覽數：...

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作業(yè)（如鉆進、起下鉆、下套管）中是承受載荷，將絞車滾筒的旋轉運動轉換為大鉤鉛直起升的直線運動并傳遞絞車功率的重要紐帶。由于它承載大，運動和應力狀態(tài)復雜，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。據粗略統計，平均每鉆進一米就得消耗鋼絲繩數公斤。尤其重要的是它的壽命直接關系到井身、設備和鉆井工人的安全。因此，鋼絲繩的正確選擇和使用對安全鉆井，降低鉆井成本都有著很重要的意義。

為合理使用鋼絲繩，須解決兩個問題。一是正確操作維護；二是確定合理的更換標準和方法，從而既保障鉆井安全，又延長鋼絲繩的使用壽命。本文著眼于對第二個問題的探討，并提出用“噸一公里”計算壽命倒換使用法。這種方法是否合理，須在實踐過程中逐步總結經驗。

一、鉆井鋼絲繩最易損壞的部位

當游車上下運動時，鋼絲繩在經由滑輪槽時須反復彎曲和伸直，同時在絞車滾筒上須反復纏繞和放出，因而它是在潤滑惡劣的條件下承受著拉、剪、扭、彎曲、擠壓和沖擊的聯合作用。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方；式所決定的。它在下述三個部位損壞最為嚴重。

1.快繩部位

快繩是在起下鉆作業(yè)中游車到達最高位置時，纏繞到絞車滾筒上的那一部分鋼絲繩（圖1）?？炖K的運動速度高，在滾筒上纏繞的次數多。其長度為Z倍立根長度（Z為游動系統有效繩數）與滾筒上不放出的第一層纏繩的長度之和。在游車起升過程中，快繩各部分的運動速度是不相同的。跨越天車死繩輪的一段繩的運動速度為零；跨越相鄰第二個天車輪的一段繩的運動速度為2V鈞（V鉤是大鉤起升速度）；跨越最末一個天車輪通往滾筒的那一段繩的運動速度為ZV鈞（圖2）?？炖K不僅速度高，而且受力也大（在起鉆時），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的彎曲力的緣故。

由圖2：

2.游車下降到最低位置時，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位置，或是下放鉆柱的制動位置。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載方向，或下放減速階段后期剎車時的動載方向與大鉤載荷方向相同所導致的結果。動載大小與操作有關，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，則造成很大的動載和鋼絲繩更劇烈的振動，從而使這個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運動，所以是固定性接觸。在游車升降過程中，死繩不斷地擺動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，在死繩不斷擺動的情況下，其拐點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層為甚；游車下降到最低位置時，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處。

三、鋼絲繩的倒換使用法

從快繩端及時切除已損壞的部分，而死繩端放出備用的一段繩補充之，以使前面分析過的易損壞部位相繼錯開，從而使各段繩的受力趨于均勻，以延長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度時須注意：

1.切去一段后，當游車下降到最低位置時，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。

造成順次置換的長度可計算如下（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度；Y——游車下降到最低位置時，天車軸和游車軸之間的距離；D輪—一滑輪直徑。

切除的長度不能為L置換的整數倍。L置換的數值也可由實測得到如下近似值：

L置換～L并架一L游下

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

2.切除的鋼絲繩長度不能為滾筒第一層纏繩一圈之周長的整數倍。

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。

切除長度不能為xD：的整數倍，以保證切除后，鋼絲繩在滾筒上的纏繞交叉點錯開。按上述兩條進行切除，即可達到倒換使用的目的。隔多久切除一次？每次又切除多少呢？這就須合理計算鋼絲繩的使用壽命。