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淺析鉆井鋼絲繩技術(shù)變化趨勢

文檔作者：吳根柱閏保國秦萬信文檔來源：咸陽寶石鋼管鋼繩有限公司		點(diǎn) 擊數(shù)：	更新時間： 2021年09月08日
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2010年第39卷
第4期第33頁
石油礦場機(jī)械
OIL FIELD EQUIPMENT
文章編號：1001-3482(201O)04—0033—04
淺析鉆井鋼絲繩技術(shù)變化趨勢
吳根柱，閏保國，秦萬信
(咸陽寶石鋼管鋼繩有限公司，陜西咸陽712000)
摘要：從鋼絲繩繩芯材質(zhì)、質(zhì)量等級、結(jié)構(gòu)變化和填塑工藝使用以及特殊鉆機(jī)鋼絲繩用量增加等方
面探討了石油鉆井鋼絲繩技術(shù)變化趨勢。
關(guān)鍵詞：鉆井鋼絲繩；鋼芯；結(jié)構(gòu)；特殊鉆機(jī)
中圖分類號：TE923 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A
Discussion of Technique Tendency of Drilling W ire Rope
W U Gen—zhu。YAN Bao—guo，QIN W an—xin
(Xianyang Bomco Steel Tube&amp;amp; Wire Rope Co．，Ltd．，Xianyang 7 1 2000，China)
Abstract：Discussion of technology tendency of wire core is presented，in the aspects of core mate
rial，quality grade，configuration，polym er filling and special wire rope for drilling rig．
Key words：drilling wire rope；metal core；structure special rig
鉆井鋼絲繩在鉆機(jī)提升系統(tǒng)中的受力分析非常
復(fù)雜_1]，因關(guān)系到鉆井設(shè)備、油氣井和操作人員的安
全而一直受到油田用戶和鋼絲繩生產(chǎn)企業(yè)的高度關(guān)
注，且一直被列為特殊用途鋼絲繩，不僅在
IS02408-1985{一般用途鋼絲繩一特性》標(biāo)準(zhǔn)中作了
相關(guān)規(guī)定，而且國外一些國家和組織還制定了專門
技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，例如roCT16853-1988《開采和深勘探
鉆井用滑車鋼絲繩技術(shù)條件 》、DIN5881／1 1990
《石油工業(yè)鋼絲繩和繩索傳動鋼絲繩》、API Spec
9A{鋼絲繩規(guī)范》等，其中，后者即目前的ANSI／
API 9A 2OO4《鋼絲繩技術(shù)條件》(ISO10425：2003
《石油和天然氣工業(yè)用鋼絲繩—— 最低要求和驗(yàn)收
條件》)。咸陽寶石鋼管鋼繩有限公司(以下簡稱咸
陽鋼繩)是國內(nèi)石油用鋼絲繩制造基地。根據(jù)數(shù)十
年生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)和了解、掌握的相關(guān)信息，本文就鉆井鋼
絲繩技術(shù)變化趨勢進(jìn)行探討。
1 繩芯鋼芯化
在API RP 9B{油田用鋼絲繩選用、維護(hù)和推薦
做法》早期版本中，鉆井鋼絲繩按照繩芯材質(zhì)分為金
屬芯和纖維芯2種結(jié)構(gòu)，且在很長一個時期內(nèi)一直
是金屬芯與纖維芯2種結(jié)構(gòu)并存，并以纖維芯結(jié)構(gòu)
為主，但在1996年第1O版及以后的版本 和相關(guān)資
料 中只保留金屬芯結(jié)構(gòu)。咸陽鋼繩1985年引進(jìn)的
5 000 t石油鋼絲繩生產(chǎn)線和1992年對原石油鋼絲繩
進(jìn)行技術(shù)改造時，繩芯鋼芯化并未引起足夠重視。
2000年以后，根據(jù)引進(jìn)加拿大鉆井鋼絲繩設(shè)計制造
技術(shù)、產(chǎn)品出口信息和對不同材質(zhì)繩芯鋼絲繩的質(zhì)量
分析，積極實(shí)施鉆井鋼絲繩繩芯鋼芯化，使鋼絲繩結(jié)
構(gòu)趨于合理，達(dá)到了提高產(chǎn)品使用壽命的目的。
與纖維芯鋼絲繩相比，鋼芯鋼絲繩的最大優(yōu)點(diǎn)
是能夠保持鋼絲繩結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，同時具有較強(qiáng)的抗擠
壓能力和較高的破斷拉力。實(shí)踐證明，如果需要插
接使用的鋼絲繩，選擇鋼芯比選擇纖維芯能使鋼絲
繩使用效果更優(yōu)。從目前國內(nèi)外鉆井鋼絲繩的使用
情況看出，鉆井鋼絲繩的繞繩方式也決定了應(yīng)選擇
鋼芯結(jié)構(gòu)鋼絲繩，且繩芯鋼芯化已成定勢。
2 質(zhì)量分級
在ANSI／API9A頒布以前，鉆井鋼絲繩按鋼級
收稿日期：2009—10—16
作者簡介：吳根柱(1968一)，男，陜西西安人，高級工程師，碩士，主要從事石油鉆采設(shè)備生產(chǎn)與技術(shù)管理工作。
石油礦場機(jī)械 2O1O年4月
分級，分為IPS、EIPS、EEIPS等級別，直到頒布
ANSI／API9A 時才增加了按抗拉強(qiáng)度概念分級，對
應(yīng)級別有1 770、1 960、2 160 MPa。長期以來，國內(nèi)
鉆井鋼絲繩通常以IPS級為主、EIPS級為輔，基本
不使用抗拉強(qiáng)度表示級別的鋼絲繩。咸陽寶石鋼管
鋼繩有限公司1999年開始實(shí)施鉆井鋼絲繩質(zhì)量升
級戰(zhàn)略，批量生產(chǎn)破斷拉力滿足EIPS級和組繩鋼
絲韌性滿足IPS級的鋼絲繩，2000年以后EIPS級
鋼絲繩用量迅速增多，目前已普遍使用。國外相關(guān)
資料和出口國外鉆井鋼絲繩的情況與之完全相同，
美國鋼絲繩聯(lián)合公司(Union wire Rope Corpora
tion)給出的6×19類普通鉆井鋼絲繩相關(guān)參數(shù)如
表1。EEIPS級鋼絲繩目前很少使用。
表1 美國鋼絲繩聯(lián)合公司6×19類普通鉆井鋼絲繩參數(shù)
注：1．xIP、xxIP依次對應(yīng)EIPS(EIP)、EEIPS(EEIP)。
2．EIPS、EEIPS在ANSI／API9A 中依次對應(yīng)EIP、EEIP。
3．022．2～025．4、028．6～038．1、O41．3～050．8 1TIV13．鋼絲繩
對應(yīng)結(jié)構(gòu)依次為6×26WS RRI IWRC、6×19S RRI
IW RC、6× 26W S RRL IW RC。
4．所有鋼絲繩可以生產(chǎn)成填塑鋼絲繩。
3 結(jié)構(gòu)多元化
3．1 6×19S-IWRC鉆井鋼絲繩
鉆井鋼絲繩主要有磨損失效和疲勞失效2種形
式。西魯式鋼絲繩最大的結(jié)構(gòu)優(yōu)勢是耐磨性高。長
期以來，該結(jié)構(gòu)一直是鉆井鋼絲繩的主體結(jié)構(gòu)，最典
型、應(yīng)用最普遍的是6N19S—IWRC，也有少量的6x
21S—1wRC，另外，6 N 26WS —1wRC和6×25F
— IWRC等耐磨損性能較好的鋼絲繩在標(biāo)準(zhǔn)中也
被推薦。
3．2 6股和8股鋼絲繩
6圓股鉆井鋼絲繩應(yīng)用最廣泛，國外一些鋼絲
繩生產(chǎn)技術(shù)強(qiáng)勢企業(yè)也將8股鋼絲繩推向石油鉆
機(jī)，如圖1～2的凱撒鋼絲繩。8股鋼絲繩替代6股
鋼絲繩的出發(fā)點(diǎn)是通過增加鋼絲繩柔軟性和組股鋼
絲根數(shù)來改善其疲勞性能，還可增加鋼絲繩與匹配
輪槽接觸面積，如圖3～4。
圖1 8×25F—EPIWRC鋼絲繩
圖2 8XK17S EPIWRC鋼絲繩
圖3 6股鋼絲繩與輪槽接觸
圖4 8股鋼絲繩與輪槽接觸

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