石油天然气工业用钢丝绳的选用和维护的推荐作法.pdf

i 岱7 5 1 8 0 1 0 e9 2 备案号：1 9 1 1 0 - - 2 0 0 6 sy 中华人民共和国石油天然气行业标准 s y t6 6 6 6 - - 2 0 0 6 石油天然气工业用 钢丝绳的选用和维护的推荐作法 r e c o m m e n d e dp r a c t i c eo na p p l i c a t i o ni c a r e 。 a n du s eo f w i r er o p ef o rp e t r o l e u m & n a t u r a lg a si n d u s t r ys e r v i c e ( a p ir p9 b ：2 0 0 2r e c o m m e n d e dp r a c t i c eo na p p l i c a t i o n ， c a r e ，a n du s eo fw i r er o p ef o ro i l f i e l ds e r v i c e ，m o d ) 2 0 0 6 1 1 - - 0 3 发布2 0 0 7 0 4 0 1 实施 国家发展和改革委员会发布 前言 1 范围 2 规范性引用文件 3 钢丝绳的现场使用和维护 3 1 整卷钢丝绳的搬运 3 2 钢丝绳的穿绕安装 3 3 钢丝绳选择及在使用过程中的维护 34 钢丝绳的捆扎 35 浇注锌铜合金套 36 装绳套( 灌树脂) 37 绳卡的安装 38 下套管绳和钻井绳的穿绳方法 4 推荐设计特点 4 1 设计的重要性 4 2 绳套内腔 4 3 滑轮槽材料 4 4 轴承 4 5 滚筒直径 46 滚筒绳槽 4 7 滑轮直径 48 滑轮绳槽 5 钻井用钢丝绳的评价 5 1 总工作量 52 一次起下钻作业 5 3 钻井作业 54 取岩心作业 5 5 下套管作业 5 6 短起下钻作业 5 7 使用评价 5 8 钻井钢丝绳使用记录表说明 6 钻井用钢丝绳的倒换与切除 6 1 使用寿命 6 2 钢丝绳的原始长度 6 3 使用目标 6 4 钢丝绳使用时的差异 6 5 钢丝绳切除长度 6 6 倒绳程序 67 示例 目次 s y t6 6 6 6 - - 2 0 0 6 ，2 7 8 9 m他坫他伸坞扫抄加加舱巧拍拍弱拍弱拍刀凹 s y t6 6 6 6 - - 2 0 0 6 7 钢丝绳在油田使用中产生的故障及原因 8 钢丝绳的倒换与报废 8 1 钢丝绳的倒换 82 钢丝绳的报废 附录a ( 资料性附录)本标准章条编号与a p ir p9 b ：2 0 0 2 章条编号对照 附录b ( 资料性附录)本标准与a p ir p9 b ：2 0 0 2 技术性差异及其原因- 附录c ( 规范性附录) 一次起下钻作业中钢丝绳的工作量计算一 附录d ( 规范性附录) 钻井钢丝绳使用记录表填写要求和示例” 附录e ( 资料性附录) 公英制换算系数” 参考文献 勰加如弛“”巧勰 前言 s v t6 6 6 6 - - 2 0 0 6 本标准修改采用a p ir p9 b ：2 0 0 2 油田钢丝绳的应用、保养和使用的推荐作法( 英文版，第 1 1 版) 。 本标准根据a p ir p9 b ：2 0 0 2 重新起草。在附录a 中列出了本标准章条编号和a p ir p9 b ： 2 0 0 2 章条编号的对照一览表。 由于我国法律要求和工业的特殊需要，本标准在采用a p ir p9 b ：2 0 0 2 时进行了修改。这些技 术性差异用垂直单线标识在它们所涉及的页边空白处，在附录b 中给出了技术性差异及其原因的一 览表供参考。 与a p ir p9 b ：2 0 0 2 相比，还做了以下修改： 将a p ir p9 b ：2 0 0 2 中5 2 中式( 2 ) 以下的推导过程在本标准中移至附录c 。 将a p i r p9 b ：2 0 0 2 中58 1 5 8 1 9 及59 的内容在本标准中移至附录d 。 为便于使用，本标准还做了下列编辑性修改： a ) “本推荐作法”一词改为“本标准”； b ) 删除a p ir p9 b ：2 0 0 2 的前言及特别说明； c ) 将a p ir p9 b ：2 0 0 2 的英制单位换算为公制单位，在括号里给出了原英制单位数值。 本标准的附录c 、附录d 为规范性附录，附录a 、附录b 、附录e 为资料性附录。 本标准由全国石油钻采设备和工具标准化技术委员会提出并归口。 本标准起草单位：咸阳石油钢管钢绳有限责任公司、宝鸡石油机械有限责任公司、南阳二机石油 装备( 集团) 有限公司。 本标准主要起草人：郭合理、林惜莹、支宇垄、郑化、秦航、常延安、郝玉英、尹永晶。 s y t6 6 6 6 - - 2 0 0 6 石油天然气工业用钢丝绳的选用和维护的推荐作法 1 范围 本标准规定了石油天然气工业用钢丝绳的现场使用、维护、与之相应零部件的设计特点及评价等 方法。 本标准适用于石油天然气工业用常规钢丝绳( 以下简称钢丝绳) 的指导选用、设计、评价及更换 与报废等。 2 规范性引用文件 下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款。凡是注日期的引用文件，其随后所有 的修改单( 不包括勘误的内容) 或修订版均不适用于本标准，然而，鼓励根据本标准达成协议的各方 研究是否可使用这些文件的最新版本。凡是不注日期的 i 用文件，其最新版本适用于本标准。 g b t1 9 1 9 0 - - 2 0 0 3 石油天然气工业钻井和采油提升设备( i s o1 3 5 3 5 ：2 0 0 0 ，i d t ) s y t5 0 2 5 - - 1 9 9 9 钻井和修井井架、底座规范( e q va p is p e c4 f ：1 9 9 5 ) s y t5 11 2 - - 1 9 9 9 钻井和采油提升设备规范( e q va p is p e c8 a ：1 9 9 2 ) 3 钢丝绳的现场使用和维护 3 1 整卷钢丝绳的搬运 3 1 1 用链条捆吊整卷钢丝绳时，在链条和钢丝绳之间应衬垫木块，避免钢丝绳中的钢丝受到损伤 或股绳被压变形。 3 1 2 用撬杠移动钢丝绳轮时，应抵在绳轮的轮缘上，不应抵在钢丝绳上。 3 1 3 钢丝绳不应在任何硬物体上滚动或停放，因为尖硬物体会碰伤或划伤钢丝绳。 3 1 4 不应从卡车或平台上往下扔钢丝绳卷，避免摔坏钢丝绳和绳轮。 3 1 5 避免将钢丝绳滚人或放在任何对钢材有害的物质中，例如泥浆、尘土或炉渣等。 中，应使用一些铺板或框架，不仅有助于装卸绳轮，还能避免钢丝绳受损， 3 2 钢丝绳的穿绕安装 3 2 1 滑车穿绳时，应尽量减少对滑轮绳槽边缘的摩擦。 3 2 2 换绳时，从钻机天车上引绳穿挂游动滑车。这样可减少对防护罩或隔板的摩擦， 丝绳打扭。处理故障和切除钢丝绳时也应采用这种作法。 在搬运过程 也可防止钢 3 2 3 绳轮应架在一根坚固的水平轴上，以便拉钢丝绳时能自由转动。为避免钢丝绳拉向钻机天车 时与井架部件或其他障碍物的摩擦，可用一尺寸合适的导向滑轮使钢丝绳与障碍物保持一定距离。 3 2 4 用一合适的装置将绳轮顶离地面，以便绳轮能按照要求绕轴转动。 3 2 5 钢丝绳从绳轮上拉出时，可通过刹车制动限制绳轮的转动速度，使钢丝绳张紧。在滚筒上缠 绕钢丝绳时，也要保持张力，以保证把绳子缠紧。 3 2 6 当钢丝绳磨损需要更换新绳时，将新绳与旧绳用旋转式绳扣连接，这样可防止一根绳上的扭 转力传到另一根绳上。应特别注意使用合适的旋转式绳扣。不应将新旧钢丝绳焊接在起穿入系 统中。 3 2 7 应特别注意防止钢丝绳打扭，因为打扭可引起钢丝绳损坏。 3 2 8 不应用任何诸如钢质榔头、井架手斧或撬杠之类的物体敲打钢丝绳。 1 s y t6 6 6 6 - - 2 0 0 6 3 2 9 用溶剂清洗是有害的。如果钢丝绳表面粘上了尘土或沙子，应用刷子清除。 3 2 1 0 把钢丝绳在绞车滚筒绳槽中固定后，钢丝绳的剩余长度或剩余圈数应符合设备制造厂的规定 或321 3 的规定。 3 2 。1 1 当一根新钢丝绳换上之后，只要可能，应在控制负荷和速度的情况下短时期使用，这样有助 于把钢丝绳调整到适应工作条件的状态。通常将三个钻杆立根起下1 5 次就可正常使用。 3 2 1 2 如果新取岩心绳或抽汲绳在第一次换上时有大的波浪形，可在开始试用的最初几次行程，增 加2 根4 根加重杆，以便把绳绷直。 3 2 1 3 游动滑车处在下死点位置时，如果绞车滚筒的外圆面是带槽的，在滚筒上至少应留有九圈钢 丝绳；如果滚筒外圆面是平的，则留在滚筒上的钢丝绳至少为一整层。 3 2 1 4 死绳固定器尺寸、型式和状况对钢丝绳有一定影响，一般死绳固定器轮槽直径不应小于钢丝 绳直径的1 5 倍。 3 3 钢丝绳选择及在使用过程中的维护 3 3 1 油田常规钢丝绳的用途、结构和规格见表1 。由于设备设计不同，也可选择其他结构。 表1 油田用钢丝绳的尺寸和结构类型 钢丝绳公称直径d 用途 井深钢丝绳结构类型( 交互捻) 抽油杆和油 浅井 1 3 1 9 1 2 3 4 1 6 2 5 f w 或6 2 6 w s 或6 3 i w s 或1 8 7 类8 ，p f ，l o ， 中深井 1 9 ，2 2 3 4 ，7 8 管牵引绳i p s 或e i p s ，1 w r c 深井 2 2 2 9 7 s 1 x 抽油杆悬挂器用绳 651 46 1 9 p f ，r l ，f c 浅井65 1 31 f 1 2 捞砂绳中深井1 3 ，1 451 2 ，9 1 66 7 光面或镀锌“，p f ，r l ，p s 或i p s ，f c 深井 1 45 ，1 6 9 1 6 ，5 8 浅井1 6 ，1 95 8 ，3 4 洗井绳 中深井1 9 ，2 23 4 ，7 8 1 6 x2 1 f w ，p f 或n p f ，r l 或l l ，p s 或i p s ，f c 深井 2 2 ，2 6 7 8 ，1 钻井绳取 浅井 2 2 ，2 6 7 8 ，11 6 2 6 w s ，p f - r l ，i p s 或e i p s ，i w r c 岩心和钻小 中浅井2 6 ，2 91 ，1 6 x 1 9 s 或6 2 6 w s ，p f ，r l ， p s 或e 1 p s ，1 w r c 眼井 钻井绳大 浅井2 6 ，2 91 ，1 中深井2 9 ，3 21 1 1 6x1 9 s 或6 2 1 s 或6 2 5 玎珊玛，p f ，r l ，i p s 或 型钻机 e i p s ，r w r c 深井 3 2 4 5 1 1 1 6 2 2 5 8 7 8 1 6 2 6 w s 或6 3 1 w s ，p f ，r l ，i p s 或e i p s ，i w p c 绞车用绳 2 2 2 9 7 8 1 6 3 6 w s ，p f ，r l ，i p s 或e i p s ，i w p c 抽油机 浅井1 3 2 9】2 1 妊。 1 6 1 9 类或6 3 7 类或1 9 7 类，p f ，r l ，i p s ，f c 或i w p c 驴头绳中深井 1 6 2 9 5 8 1 86 3 6 w s ，p f ，r l ，i p s 或e 妒s ，l w p c 2 2 7 0 7 8 2 6 1 9 类，光面或镀锌，p f ，r l ，i p s 或e i p s ，i w p c 浅海锚绳 3 5 1 2 2 1 4 6 3 7 类，光面或镀锌，p f ，r l ，i p s 或e i p s ，1 w p c 9 6 1 2 2 3 4 6 6 1 类，光面或镀锌，p f ，r l ，i p s 或e i p s ，1 w p c 表1 ( 续) 钢丝绳公称直径d 用途井深钢丝绳结构类型( 交互捻) 3 5 1 6 1 9 类，p f ，r i ，i p s 或e i p s ，i w p c 井架起升用绳。 3 81 6 3 7 类，p f ，r l ，i p s 或e i p s ，i w p c 导向绳张紧器用绳 1 9 3 46 2 5 f w ，p f ，r l ，i p s 或e i p s ，i w p c 钢丝绳类型( 同向捻) 隔水管张紧器用绳 3 8 ，5 1 1 ，2 6 x3 7 类，p f ，r l ，i p s 或e i p s ，i w p c 注：钢丝绳类型缩写：e i p s 超级犁钢级；1 w r c 绳式钢芯；r l 右捻；f b 一一纤维芯；l i 。左 捻；s 西鲁式；f s 异型股；n p f l 一非预变形；w s 一瓦林吞西鲁式；f w 填充式； p f 预变形；i p s优质犁钢级；p s 犁钢级。 8 用单绳起下抽油杆和油管用左捻绳或1 8 7 类或1 9 x7 类不旋转钢丝绳，对多绳起下抽油杆和油管则使用左 捻、右捻绳均可。 6 通常使用光面捞砂绳，有时也需镀锌绳。 。适用的抽油机：一根钢丝绳绕在驴头的一个耳环卜，绳的两端固定在光杆平衡器h 。 。适用的抽油机：有两根平行的垂直绳，每根绳的两端均带绳帽。 。见s y t5 ( ) 2 5 1 9 9 9 。 3 3 2 选用钢丝绳时应根据钻机类型、相应的滑轮尺寸、最大钻柱重量、最大钩载等选用合适的钢 丝绳结构、尺寸、强度等级、捻向、长度等。在钢丝绳的整个使用期间都应按照31 和32 所规定的 推荐作法。 3 3 3 钢丝绳的安全系数。 3 3 3 1 钢丝绳的安全系数应按式( 1 ) 的规定计算： 安全系数= 昌 j ( 1 ) 式中： 卜钢丝绳公称破断拉力，单位为千牛( k n ) ； w 快绳拉力( 见3 3 34 ) ，单位为千牛( k n ) 。 3 3 3 2 当钢丝绳运行接近最小安全系数时，应特别注意钢丝绳和有关设备处于良好的工作状态， 自始至终，全体操作人员都要特别小心，使猛撞、冲击和加速度降低到最小值。钢丝绳不应在小于最 小安全系数的情况下使用。下面给出了油田作业时应保证的最小安全系数。 作、k 类型最小安全系数 捞砂绳 3 钻井绳 3 绞车用绳 3 井架起放用绳 25 钻井下套管、解卡和类似作业用钢丝绳 2 3 3 3 3 由于钢丝绳的使用寿命随安全系数而变化，因此相对保持高安全系数，一般可获得较长钢 丝绳寿命。 3 s y t6 6 6 6 - - 2 0 0 6 3 3 3 4 为计算滑轮组的安全系数，可利用图2 和图3 来确定式( 1 ) 中的w 值。w 等j “陕绳系数 乘大钩载荷或指重表读数。 注：在计算快绳系数时，已考虑到拉力府克服滑轮轴承的摩擦。 不例：钻井钢丝绳直径为3 5 r a m ( 1 i n ) ，e i p s 级。 绳数 1 0 大钩载荷 17 7 8 k n ( 4 0 0 0 0 0 1 b ) 滑轮为滚柱轴承。从图2 的a 组可知快绳系数为【】12 3 ，则决绳拉力为w = 】1 2 3 1 7 7 8 k n ( 4 0 0 0 1 ) o i b ) = 2 1 87 k n ( 4 9 2 0 0 1 b ) 。按式( 1 ) ，钢丝绳的设讣安全系数等于e i p s 级3 5 m m ( 1 i n ) 钻片俐丝绳的公称破断批力除以 快绳拉力，即8 5 35 k n ( 1 9 2 0 0 1 b ) 2 1 8 7 k n ( 4 9 2 0 1 b ) = 39 。 3 3 3 5 当1 二作在最小安全系数附近时，应考虑绕滑轮、器材或滚筒而弯曲的钢丝绳的效率。仅限 于静拉力时，弯曲对钢丝绳产生的影响见图1 。 5 0 5 5 6 0 6 5 7 0 术 禧7 5 棂 8 5 9 0 1 | | t 、 05l o1 52 02 53 03 54 04 55 0 滑轮外圆商径与钢丝绳公称直径之比d d 图1 钢丝绳绕定滑轮弯曲时的效率( 仅限于静拉力) 3 3 4 钢丝绳在滚筒卜应均匀和紧密缠绕。 3 3 5 突然、剧烈地加载对钢丝绳有害，任何时候都应尽可能避免这种加载方式。大的冲击载荷会 造成钢丝绳早期疲劳失效。 3 3 6 经验证明磨损随速度的增大而增加。缓慢地施加载荷并降低速度，可以延长钢丝绳使用寿命。 3 3 7 尽管游动滑车上行时是轻载荷，但过高的速度也町能损害钢丝绳。 3 3 8 钢丝绳在制造厂已得到良好润滑，但并不能在钢丝绳整个使用期闻内保持这种润滑。因此， 钢丝绳需要在油田使用中定期进行润滑。必要时应使用能渗透和粘附在钢丝绳上的高品值润滑油涂j ： 钢丝绳上，且这种润滑油既不应呈酸性也不应呈碱性。 3 3 9 压板用来压紧钢丝绳，使死绳端的钢丝绳不致于打扭、压扁或挤坏。钻井钢丝绳死绳端的紧 固与系统其他部分的紧固同样重要。死绳端紧固系统由滚筒和紧固压紧装置组成，此压紧装置还应尽 量避免对钢丝绳产生损害，以免影响钢丝绳在绳轮系统中的使用。 3 3 1 0 为防止钻井钢丝绳内的钢丝早期损坏，应特别注意把钻井钢丝绳合适地缠绕在绞车滚筒上， 以避免过度摩擦使钢丝绳内钢丝表面可能形成马氏体组织；在已磨损的滑轮绳槽内过度摩擦、在滑轮 内打滑或沿着井架构件过度摩擦也可能形成马氏体。在滚筒和快绳轮间使用一个钢丝绳排绳器可降低 钻井钢丝绳的摆动，并能防止钻井钢丝绳紧贴井架磨损。 4 a 组 个空转滑轮 b 组 个空转滑轮 s y t6 6 6 6 - - 2 0 0 6 c 组 三个空转滑轮 l 载荷；s 一滑轮个数；n 承载绳根数 1234567891 01 11 21 3 滑动轴承滑轮滚动轴承滑轮 k = 10 9 3k = 10 4 “ 效率y 快绳系数效率y 快绳系数 n a 组b 组c 组a 组b 组c 组a 组b 组 c 组a 组b 组c 组 2【】8 8 ( )( ) 8 0 7( ) 7 4 003 6 80 6 2 006 7 5( ) 9 4 3( ) 9 0 708 7 2( 15 3 ( ) ) ；5 105 7 4 3( ) 8 4 4( ) 7 7 4( 】7 1 003 9 504 3 1( ) 4 6 9( ) 9 2 5n _ 8 8 9( 】8 5 5( 13 6 ( )n3 7 5n3 9 0 4( ) 8 1 ( )( ) 7 4 36 8 203 1 1 9( 】3 3 6( ) 3 6 7( ) 9 1 1 8( ) 8 7 3( 】8 3 9( ) 2 7 5( ) 2 8 6( ) 2 9 8 【】7 7 8( ) 7 1 4( 】6 5 5 ( ) 2 5 7 。2 8 ( ) ( ) 3 0 5( j8 9 008 5 6 08 2 302 2 5( ) 2 3 4( ) 2 4 3 6【) 7 4 8( ) 6 8 6( ) 6 2 902 2 3o2 4 3( ) 2 6 50 8 7 408 4 008 ( 1 8 ( ) 19 1( 11 9 8j2 0 6 707 1 9( ) 6 6 ( )【) 6 0 501 9 9o2 1 6o2 3 608 5 708 2 40 7 9 3( ) 16 7( ) 17 3( ) 1 8 ( ) 8( ) 6 9 2( ) 6 3 505 8 20 1 8 101 9 70 2 1 5o 8 4 2 0 8 0 9 0 7 7 8【) 1 4 801 5 401 0 1 9( ) 6 6 606 1 105 6 10 1 6 701 8 201 9 80 8 2 607 9 407 6 4【) 1 3 5【) 1 4 ( )【) 1 4 5 1006 4 2 f ) 5 8 905 4 00 ，1 5 6o1 7 00 ，1 8 5o 8 1 107 8 007 5 0 【) 1 2 3【) 12 8( ) 1 3 3 1 1( ) 6 1 9【) 5 6 8【】5 2 10 1 4 7【】1 6 ( )0 1 7 507 9 607 6 607 3 601 1 4( 1 1 9( ) 1 2 4 1 2( ) 5 9 7 ) 5 4 7【】5 0 20 1 4 0( 】15 20 1 6 607 8 20 7 5 2 0 7 2 3 o1 ( ) 6( 1 1 101 1 5 1 3( ) 5 7 6( 】5 2 8( 】4 8 50 1 3 3【l1 4 5o1 5 9( ) 7 6 8 0 7 3 9 0 7 1 ( )( ) 1 ( ) ( )( ) 1 ( 1 410 8 1 405 5 605 1 004 6 8 0 1 2 801 4 00 1 5 3( ) 7 5 5a7 2 5 0 6 9 8( ) ( ) 9 5【) ( ) 9 9( ) 1 ( 2 1 5( ) 5 3 7( ) 4 9 3( 】4 5 20 1 2 40 1 3 5o 1 4 707 4 10 7 1 306 8 5( ) ( ) 9 j【) 【) 9 4( ) ( 】9 7 效率y = k 8 ( n k x ( k 1 一) 快绳系数= n ：y 注1 ：l 述情况也适用于忽略顶部一个定滑轮后，杠f 死点或f 死点的滑轮或钻台滑轮的钢丝绳效率。 注2 ：用于井架、桁架等的快绳和效率系数。 注3 ：快绳拉力= 陕绳系数载倚。 “在表中，滑轮摩擦系数k ，对于滑动轴承为10 9 ，刑于滚动轴承为10 4 。其他f i 设备制造厂所推荐的系数 k 也h t 采用。 图2 绕在多滑轮上的钢丝绳效率 d 组 单滚筒 e 组 带平衡器的双滚筒 l 载荷；s 滑轮个数( 不包括平衡器) ；n 承载绳根数 123456789 滑动轴承滑轮 滚动轴承滑轮 k = 10 9 4k = 1 ( 】4 4 n 效率y快绳系数效率y快绳系数 d 组e 组d 组e 组d 组e 组d 组e 组 209 5 910 0 00 5 2 205 0 009 8 110 0 005 1 0 15 0 ( 1 309 2 ( )03 6 209 6 203 4 6 408 8 309 5 902 8 302 6 109 4 409 8 102 6 502 5 5 508 4 802 3 6( j9 2 6( j2 1 6 6 08 1 5 09 2 0 02 0 4( ) 1 8 1 09 0 9 09 6 201 8 3( ) 17 3 707 8 401 8 2 08 9 2 o1 6 0 807 5 4 08 8 3 01 6 601 4 108 7 509 4 4o1 4 301 3 2 9o7 2 601 5 308 5 9( 11 3 0 1 ( 】07 ( 】0 08 4 8 01 4 301 1 808 4 409 2 601 1 9 ( ) 1 0 8 1 1( ) 6 7 4( ) 1 3 508 2 8 01 1 ( ) 1 2 06 5 0 08 1 5( ) 1 2 8 o1 ( ) 2 08 1 309 0 9 o1 0 100 9 1 1 306 2 8 01 2 2 07 9 900 9 6 1 406 0 607 8 4 01 1 8 00 9 107 8 508 9 200 9 1 00 8 1 ) 1 505 8 601 1 407 7 10 ( ) 8 6 。组效率y = 舻( n k x 。k - 1 川)e 组效率y = 去等象等 快绳系数= 忐快绳系数= 可b 注1 ：上述例子也适用于钢丝绳通过天车上的静滑轮之后，固定于下滑车、游动滑车或钴台上的情况。 注2 ：用于井架、桁架等的快绳和效率系数。 注3 ：快绳拉力一陕绳系数载荷。 8 在表中，滑轮摩擦系数k ，对于滑动轴承为1 ( 邶，对于滚动轴承为10 4 。摩擦系数也可采用制造厂推 荐的。 6 图3 绕在多滑轮槽上的钢丝绳效率 注：马氏体是一种硬而脆的显微组织，是由于把钢加热到临界温度以上急剧冷却形成的。就通常用来制造钢丝 绳的钢来说，当钢丝的表面被加热到接近或稍微超过7 6 0 “ c ( 1 4 0 0 下) 随后以比较快的速度冷却时就能形 成马氏体。在使用巾的钢丝绳外层钢丝表面卜出现了马氏体是一种迹象，表明钢丝表面产生了足够的摩擦 热，以致钢丝表面某一区域的温度顷间内升到了钢的临界温度以上。随即，被加热的表面被钢丝和钢丝绳 及周围的冷金属迅速冷却，于是得到了有效的淬火结果。图4a ) 展示出一根在外层钢丝的外沿产生丁脆性 裂纹的钢丝绳。图4b ) 显示了一个试样的显微照片( 放大1 0 0 倍) 。试样是从一根外层钢丝上切下的。这 一显微照片清晰地显示出脆性马氏体层的厚度及脆性马氏体，由于不能承受钢丝绳的正常曲折而产生了裂 纹。马氏体层的原始裂纹导致钢丝绳的外层钢丝出现裂纹，结果缩短了钢丝绳的使用年限。若这种组织已 经形成，则大多数外层钢丝的断裂都可以归结为马氏体的存在。 3 3 1 1 磨损的滑轮绳槽和滚筒绳槽将导致钢丝绳过度磨损。 3 3 1 2 所有滑轮应正确地对准中心。快绳滑轮应与提升滚筒长度中心对准。 3 3 1 3 从钢丝绳使用寿命的观点来看，滑轮的形状和状况关系重大，应定期进行检查。滑轮绳槽的 半径应不小于表7 的规定，否则，将缩短钢丝绳的寿命。修复后的滑轮绳槽应符合表7 的推荐半径。 表7 给出了新绳槽及修复的最经济范围，超过这一范围，钢丝绳寿命将大大缩短，因而对已磨损的滑 轮也就不值得再修复了。 3 3 1 4 当把新钢丝绳安在旧滑轮上时，按照331 3 推荐的办法对滑轮进行检查。 图4 马氏体组织引起外层钢丝的疲劳裂纹 3 3 1 5 滑轮的润滑：为保证运转时的作用力最小，所有的滑轮都应保持良好润滑。 3 4 钢丝绳的捆扎 3 4 1 在切断之前，钢丝绳切头的两边都要用铁丝牢固地捆扎。上绳帽时，应在钢丝绳的末端与绳 帽之间捆扎两处。捆扎的总长度至少应为钢丝绳公称直径的两倍，并要牢固地缠紧。这一点非常重 要，因为它能防止钢丝绳散开；及当承受载荷时能保证各股都承受相同的拉力。 3 4 2 推荐捆扎钢丝绳的步骤如下( 见图5 ) ： a ) 如步骤1 所示，用手把捆扎铁丝缠绕在钢丝绳上，各圈紧紧靠拢并尽可能地拉紧。 b ) 捆扎用的铁丝缠绕在钢丝绳上以后，用手把铁丝的两端按逆时针方向拧到一起，并使铁丝的 7 s y t6 6 6 6 - - 2 0 0 6 图5 钢丝绳的捆扎 拧紧部分靠近捆扎处的中间，如步骤2 所示。 c ) 使用手钳，把拧紧部分尽量往上提以便使松散之处绷紧 法来收紧捆扎处。 d ) 使用手钳把拧紧部分从钢丝绳的轴线上撬起以收紧捆扎， e ) 为收紧捆扎处，应多次重复c ) 和d ) 的收紧办法。 如步骤3 所示。不得使用拧紧的办 如步骤4 所示。 f ) 在完全捆紧以后，铁丝的端帮虚被卡断如步骤5 所示，且铁丝头的拧紧部分应放平在钢丝绳 上。完成了的捆扎外形如步骤6 所示。 3 5 浇注锌铜合金套 3 5 1 调节钢丝绳的端部准备套接 钢丝绳的端部留足够的长度，以便于端部拆散的钢丝( 从股中) 插入套中。 3 5 2 绳套底部的处理 在绳套的基点上，将钢丝绳牢固地捆扎，捆扎长度为钢丝绳公称直径的两倍，切断钢丝和钢丝股 绳捆扎点后的变形部分。 、 3 5 3 钢丝的散开 散开并矫直钢丝绳中的各股，使之均匀散开，以便f 形成在6 0 。的角度内。散开钢丝绳端部各股 中的钢丝注意不要改变或干扰捆扎处以后的股和丝的捻距。用相同的方法散开独立钢丝绳芯 ( i w r c ) 中的钢丝。麻芯可以紧挨捆扎处切断。 3 5 4 散开端部钢丝的清洁 由溶剂供应商按照钢丝绳选择的润滑剂类型推荐清洁溶剂。如果有问题，与钢丝绳供应商联系。 下面是溶剂供应商推荐的端部散开钢丝的清洁方法。从散开钢丝的端部到捆扎处，清除钢丝表面的所 有润滑油和污物。清洁以后将散开的断部向f ，并保持到所有的溶剂蒸发及钢丝干燥。不允许钢丝 绳上和捆扎处有溶剂，因为当钢丝绳垂直时它会损害钢丝。 3 5 5 把散开的钢丝浸入溶剂 配制类似于热芯氯化铵的溶剂。浓度为1 1 b 锌氯化铵加1 9 a l ( 美) 的水。保持溶液的温度在 8 22 。c 9 33 。c ( 1 8 0 。f 2 ( ) ( ) 。f ) 之间。把散开的钢丝插人溶剂中，然后使绳端部向下直到钢丝充 r s y t6 6 6 6 - - 2 0 0 6 分l 燥。 3 5 6 合拢钢丝绳并装绳套 用f 卉净的绑扎铁丝缠紧散开的钢丝，并紧紧捆扎，使钢丝能容易地插入绳套。在钢丝绳装绳套之 前，应确保绳套是清洁的，内腔没有水分。加热绳套町消除残余水分，并防止锌凝固或过早冷却。 将钢鲐绳装入绳套的另一种方法是用包装材料或开合的管子包住钢丝绳端部，然后把绳套套在被 包住的钢丝绳上，这可防止钢丝绳润滑脂弄脏绳套内表面。一旦钢丝绳端部被清洁并散开，绳套能滑 到适当位置就n f 去掉包装材料和管子。 注意：不要加热装到钢丝绳上的绳套，因为会损伤钢丝绳。 钢丝绳装入绳套后。钢丝在绳套腔内均匀分布，以便f 锌能包裹每一根钢丝。特别注意绳套中心 与钢丝绳巾心线保持一敛，使钢丝绳伸出绳套外的最小垂直长度相当于3 ( ) 个绳径。这个垂直长度可 保持钢丝绳平衡。如果在浇注时钢丝绳不平衡，可引起钢丝过早损坏。 用耐火泥或腻子封住绳套底部，但要确定无异物进入绳套底部。如果出现这种情况，会阻j r 锌充 满整个绳套内腔。在绳套使用后形成空洞，聚集水分。 。 3 5 7 浇注锌 浇注用锌应符合a t s m 规范牌号b 6 4 9 规定的1 级精练镣或爨燎鹣。锌的浇注温度在4 9 6 5 2 4 ( 9 2 5 。f 9 7 5 。f ) 之间。注意：不要把锌加热到5 3 7 8 ( 1 0 0 0f 】以上。过热的锌会影响它 粘接性能。锌的温度可用便携式高温测量仪或热电偶测量。浇注以前，撇去锌槽表面上的渣滓。把锌 连续浇注到绳套中，并包住所有钢丝端部。应不装绳套帽，除非顾客要求绳套顶部是无收缩的平滑表 而。绳套巾销7 l 的用途可排出空气和气体，这有助于防止空气滞留及在锌中形成空穴。 3 5 8 去掉被覆物 锌和绳套冷却以后，去掉耐火泥或腻予及捆扎物，检查以确定锌已经完全充满绳套。 3 5 9 钢丝绳润滑 应对绳套内绳及各处最初的润滑油已经消失的钢丝绳截面涂油。 3 6 装绳套( 灌树脂) 在用树脂装绳套之前，仔细核对制造厂的说明。每个树脂象多溺有特殊的程序和步骤，为了使该 系列的规定得出期望的结果，应采纳。因为任何树脂系列都取决于化学反应，所以牛产过程变得格外 重要。仔细选择专门设计的树脂绳套，不应用带内环槽的绳套；若绳套确实有内环槽，它们在浇注树 脂前应被填满。也不能用尺寸过大的树脂绳套。下面给出了选择树脂绳套的搬原则。由树脂制造厂 提供详细结构。 3 6 1 测量要套接的绳端 钢丝绳端部应留足够长度，以便于拆开绳套端部的钢丝( 从股中) ( 见42 ) 。 3 6 2 在绳套中插入被复物 在绳套顶部扎一个结实的捆扎带长度为两倍绳径以消除捆扎带以下的股和钢丝的任何 变形。 3 6 3 钢丝散开 散开并矫直每个股，并均匀将之散开形成大约6 ( ) 。的锥度。为了填满绳帽的长度，散开每根股中 的钢丝注意不要改变捆扎带r 钢丝和股的捻距。用相同方法散开独立钢丝绳芯中( i w r c ) 的钢 丝。麻芯须紧贴捆扎处切掉。 3 6 4 端部散开钢丝的清洁 由溶剂供应商按照钢丝绳选择的润滑剂类型推荐清洁溶剂。如果有问题，与钢丝绳供应商联系。 下面足溶剂供腑商推荐的端部散开钢丝的清洁方法。从散开钢丝的端头到捆扎处。去除钢丝表面的所 有润滑油脂和污物。清洁以后，将散开的端部向下，并保持到所有的溶剂蒸发及钢丝干燥。不允许钢 丝绳卜和捆扎处有溶剂，冈为当钢丝绳垂直时它会损害钢丝。未浇注树脂以前，不要使用酸类物质， s y t6 6 6 6 - - 2 0 0 6 会腐蚀钢丝。浇注树脂前避免在钢丝上使用溶剂，否则不利于树脂与钢丝结合。 3 6 5 收紧钢丝绳端部并装绳套 将钢丝绳成锥面的部位向上使之垂直放置。收拢并压紧锥端以便于插入绳套。套入绳套，去掉临 时捆扎带或要求的捆扎。确定钢丝锥均匀分布在绳套中，钢丝端部略低于绳套边沿，钢丝绳的轴线和 安装轴线对准。在绳套内腔和钢丝绳之间安装密封环，以防止树脂从绳套中泄露。除了正常密封材料 外，不硬化( 凝固) 的丁基橡胶密封或胶乳釉料混合物可满足该用途。 注意：为了树脂能够完全充满绳套内腔，密封胶不能进入绳套中。 3 6 6 浇注树脂 按照树脂制造厂的说明混合并浇注树脂。 3 6 7 绳套固定后的润滑 树脂凝固以后，重新润滑绳套底部以下的钢丝绳，补充在清洁作业中失去的润滑剂。 3 6 8 树脂性能 树脂所有的特性和注意事项都从树脂制造厂获得。使用时要特别注意树脂的生产时间。 3 7 绳卡的安装 3 7 1 类型和强度：在钢丝绳上安装绳卡的方法被广泛使用。推荐使用u 型螺栓式或双马鞍形锻造 绳卡。如果严格按照下述方法安装，对于六股绳，绳卡联结处的强度约为钢丝绳破断拉力的8 0 。 3 7 2 安装绳卡时，要将钢丝绳折回形成一个套环形。折回钢丝绳的长度取决于钢丝绳的粗细和需 承受的负荷。表2 和表3 给出了推荐的钢丝绳折回长度( 从绕扎钢丝绳头用的套环底部测量) 。 3 7 3 首先用铁丝把椭圆形套环绑到钢丝绳的合适位置，然后把钢丝绳绕其弯转，并用铁丝把这两 部分暂时捆扎在一起。 3 7 4 绳卡的最少数量按表2 和表3 选择。u 型螺栓式绳卡的螺栓安装在钢丝绳的死绳端上，长端 或主绳端的静止部分安装在马鞍上。所有的u 型螺栓式绳卡都应以相同的方式安装( 见图6 ) 。图7 中显示的是错误安装。 图6 钢丝绳卡正确的安装方法 图7 钢丝绳卡不正确的安装方法 3 7 4 1 安装第一个绳卡距死绳端应有足够距离。轮流均匀上紧各个螺母并按表2 或表3 规定的 扭矩旋紧。 3 7 4 2 当需要更多绳卡时。第二个绳卡尽可能挨着套环安装。转动螺母但是不要上紧。其他绳 卡应等距安装。拉紧松弛的钢丝绳，交替均匀上紧各个螺母并按表2 或表3 规定的扭矩旋紧。 3 7 5 第一次对按照绳卡后的钢丝绳绳端施加载荷。施加的载荷等于或略大于使用中要求的载荷。 1 0 表2u 型螺栓式绳卡的安装参数 s y t6 6 6 6 - - 2 0 0 6 钢丝绳公称直径d 8 钢丝绳折回长度 螺栓上紧扭矩 绳卡数量6 n mf t 1 b 31 828 3 3 6145 5 3 1 6 29 5 3 1 075 65 1 4 21 2 1 4 2 01 5 8 5 1 6 21 3 3 5 4 13 0 95 3 8 21 6 5 6 6 14 5 1 17 1 6 2 1 7 8 78 86 5 1 31 232 9 21 1 8 8 6 5 1 459 1 633 0 5 1 2 1 2 9 9 5 1 65 833 0 5 1 2 1 2 9 9 5 1 93 444 5 71 81 7 61 3 0 2 2 7 8 44 8 31 93 0 52 2 5 2 6156 6 02 63 0 52 2 5 2 9 1 x 68 6 43 43 0 52 2 5 3 2 1 71 1 1 74 44 8 83 6 0 3 5 1 71 1 2 04 44 8 83 6 0 3 8 l 8 1 3 7 25 44 8 83 6 0 4 21 81 4 7 35 85 8 34 3 0 4 5 1 81 5 4 96 18 1 ) 05 9 0 5 1281 8 0 07 11 ) 2 07 5 0 5 7 2 81 8 5 07 31 0 2 ( )7 5 0 6 42 92 1 3 08 41 0 2 07 5 ( ) 7 ( ) 2 h 1 02 5 4 01 0 01 0 2 07 5 0 7 731 02 6 9 01 0 61 6 3 01 2 0 0 8 93 1 2 3 7 8 0 1 4 91 6 3 01 2 0 0 注：见352 和354 。 4 此表适用于6 1 9 类或6 3 7 类、右交互捻或同向捻、i p s 或e i p s 的麻芯或绳式钢芯钢丝绳；小于或等于 3 8 r n m ( 1 i n ) 的8 1 9 类、右交互捻、i p s 的麻芯钢丝绳；小于或等于4 5 r a m ( 1 i n ) 的1 8 7 类或1 9 7 类右交互捻、i p s 或e i p s 钢丝绳，及大于或等于2 6 m m ( 1 i n ) 的西鲁式结构或类似的6 1 9 类外粗式 结构的钢丝绳，则应增加一个绳卡。 6 如果在折回钢丝绳时，用滑轮代替套环，则应增加一个绳卡。 如果使用的绳卡数目多于表中的规定，则应相应地增加折回的钢丝绳的长度。 接着检查并上紧各螺母达到规定的扭矩。根据良好的装配和维护做法，应定期检查和维护钢丝绳和终 端设备，有无磨损或故障。 1 1 s y t6 6 6 6 - - 2 0 0 6 表3 双马鞍形锻造绳卡的安装参数 钢丝绳公称直径d钢丝绳折回长度。螺栓t 紧扭距 绳卡数量6 n mf t l b 5 3 1 6 21 0 244 13 0 6 5 1 4 21 0 244 13 0 8 5 1 6 21 2 754 13 0 95 3 8 21 3 3 5 6 14 5 1 1 7 1 6 21 6 5 6 8 8 6 5 1 3 1 232 7 91 18 86 5 1 45 9 1 6 33 2 4 1 2 1 7 61 3 0 1 6 5 8 33 4 3 1 3 1 7 61 3 0 1 9 3 4 34 0 61 63 0 52 2 5 2 2 7 8 46 6 02 63 0 52 2 5 2 6159 4 03 7 3 0 52 2 5 2 9 1 61 0 4 14 1 4 8 83 6 0 3 21 61 3 9 75 54 8 83 6 0 3 51 “61 5 7 56 26 7 85 0 0 3 8 1 71 9 8 17 86 7 85 0 0 注：见352 和354 。 8 此表适用于6 1 9 类或6 x3 7 类、右交互捻或同向捻、i p s 或e i p s 的麻芯或绳式钢芯钢丝绳；小于或等于 3 8 m m ( 1 i n ) 的8 x 1 9 类、右交互捻、i p s 的麻芯钢丝绳；小于或等于4 5 m m ( 1 i n ) 的1 8 x7 类或19 7 类右交互捻、i p s 或e i p s 钢丝绳，及大于或等于2 6 n m l ( 1 i n ) 的西鲁式结构或类似的6 x 1 9 类外粗式 结构的钢丝绳，则应增加一个绳卡。 6 如果在折回钢丝绳时，用滑轮代替套环，则应增加一个绳卡。 。如果使用的绳卡数目多于表中的规定，则应相应地增加折回的钢丝绳的长度。 3 7 6 无论有无绳卡，都应禁止在钢丝绳上打索结，因为这样做会损坏钢丝绳。 3 8 下套管绳和钻井绳的穿绳方法 图8 简略显示了一个在天车和游动滑车组上缠绕钢丝绳的常用穿绳方法，并标出绞车滚筒、二层 台、钻杆指梁和死绳固定器与井架各边的相对位置。如图8 所示，在缠绕系统中变动的因素通常只有 两个：天车和游车的滑轮数以及死绳固定器的位置。表4 给出了左旋或右旋缠绕穿绳各种可能方案。 最常用的方案是采用左旋缠绕方式，将死绳固定器装在井架大门左侧。从各种缠绕方案中选定最佳方 案时，应考虑的基本因素是： a ) 从绞车滚筒到天车第一滑轮间及从天车滑轮到游车滑轮间的绳子最小变位角。 b ) 天车和游车平衡适当。 c ) 将装绳数从少变多或从多变少的方便程度。 d ) 为了井架工人的便利和安全，将死绳安排在靠二层台的一侧。 e ) 死绳固定器的位置，及其对作用于井架的最大额定大钩静负荷的影响。 井架的v 形侧 注1 ：1 4 根绳、吊起8 个天车滑轮和7 个游车滑轮、左旋缠绕的滑轮组典型绕绳方案。 注2 ：见表4 中方案1 。 图8 典型的钻机提升系统穿绳方案 表4 钻井和采油提升设备用钢丝绳的穿绳方案 s y t6 6 6 6 - - 2 0 0 6 滑轮数量 起吊 穿绳顺序 方案绳数 天车游车 形式 从天车开始自左向右，且应从天车到游车再到天车交替穿绳 天车 1 23 45678 187 左旋 1 4 游车abc de fg 天车87654321 2 8 7 右旋 1 4 游车 gfedcba 天车 1234567 376 左旋 1 2 游车 abcdef 天车 7 654321 476 右旋 1 2 游车 fedcba 天车 123567 576 左旋 1 0 游车 abdef 天车 765321 6