钻井钢丝绳

在石油用钢丝绳中，消耗量**、对油田作业具有影响、油田用户和钢丝绳生产企业*为关注的是钻井钢丝绳�；谧昃た鎏跫�，钻井钢丝绳一直被列为特殊用途钢丝绳，不*ISO3178有明确提醒，一些国家和组织还制订了专门手艺标准，如ГОСТ16853、DIN5881/1、APISpec9A，其中由美国石油协会制订的标准已上升为该国国家标准和国际标准，即现在ANSI/API9A（ISO10425）。

2020-07-31 08:55:43Z6尊龙凯时

1 前言
在石油用钢丝绳中，消耗量**、对油田作业有影响、油田用户和钢丝绳生产企业*为关注的是钻井钢丝绳�；谧昃た鎏跫�，钻井钢丝绳一直被列为特殊用途钢丝绳，不*ISO3178有明确提醒，一些国家和组织还制订了专门手艺标准，如ГОСТ16853、DIN5881/1、APISpec9A，其中由美国石油协会制订的标准已上升为该国国家标准和国际标准，即现在ANSI/API9A（ISO10425）。本企业是海内石油用钢丝绳制造基地，凭证数五十年生产经验与相识、掌握的相关信息，本文就钻井钢丝绳手艺转变趋势问题举行探讨。

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2 对问题的剖析
2.1 钻井用钢丝绳绳芯钢芯化已成定势
APIRP9B第6版，钻井钢丝绳凭证绳芯材质分为金属芯和纤维芯两种结构，但在第10版，却只保存金属芯结构。
在相当长时期内，钻井钢丝绳一直是金属芯与纤维芯两种结构并存，且以纤维芯结构为主。本公司1985年5000吨石油钢丝绳生产线引进和1992年对原有石油钢丝绳举行手艺刷新时，绳芯钢芯化似乎并未引起足够重视，纵然第10版已明确钻井钢丝绳应选择钢芯结构，这也没有从基础上改变纤维芯钢丝绳普遍使用的现实现状。2000年后，本公司凭证引进北美钢丝绳设计制造手艺、产品出口信息和对同绳芯材质钢丝绳市场质量反应剖析，起劲实验钻井钢丝绳绳芯钢芯化，逐渐使钢丝绳结构趋于合理，也抵达了提高产品使用寿命的预期目的。
事实上，相对纤维芯，钢芯**优点是其更能坚持钢丝绳结构稳固，同时付与钢丝绳相对较强的抗挤压能力和较高的破断拉力。大宗实践证实：若是不是有特殊要求，选择钢芯比选择纤维芯能使钢丝绳使用效果更优。针对钻井钢丝绳的绕绳方法，这决议了纵然不思量绳芯对钢丝绳*小破断拉力的影响，也应选择金属芯结构，从现在海内外钻井钢丝绳使用情形看，绳芯钢芯化已成定势。

2.2 钻井用钢丝绳质量级别EIP已十分普遍
在ANSI/API9A公布前，钢丝绳按钢级看法分级，有IPS、EIPS和EEIPS品级别，只是在ANSI/API9A中才增添了按抗拉强度数值看法分级，对应级别有1770MPa、1960MPa、2160MPa。恒久一来，海内钻井钢丝绳通常以IPS级为主、EIPS级为辅，险些不必使用抗拉强度数值体现级别的钢丝绳。本公司1999年最先实验钻井钢丝绳质量升级战略，批量生产破断拉力知足EIPS级、组绳钢丝韧性知足IPS级钢丝绳，使用取得显着效果。从2000年后EIPS级钢丝绳用量迅速增多，已生长到现在普遍使用，外洋相关资料和出口外洋钻井钢丝绳也显示了与之相同的情形，如美国钢丝绳团结公司（unionrope）给出6×19类通俗钻井钢丝绳级别为EIPS级、EEIPS级。从现真相形看EEIPS级钢丝绳，现在使用情形很少，但也不扫除未来可能获得普遍使用的可能性。

2.3 6×19S-IWRC占有钻井钢丝绳结构主体职位但已不再**
2.3.1 6×19S-IWRC占有钻井钢丝绳结构主体职位
西鲁式钢丝绳**优点是具有好的耐磨性，基于钻井钢丝绳主要失效形式，恒久以来，该结构自然成了其主体结构，*典范、应用*普遍的是6×19S-IWRC、6×19S-FC，也有少量的6×21S– IWRC，另外，尚有6×26WS–IWRC和6×25F–IWRC等较好突出耐磨损性能钢丝绳在标准中也被推荐。

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2.3.2 钻井钢丝绳结构多元化

2.3.2.1 8股钢丝绳被推荐使用

6圆股钢丝绳应用*为**，钻井钢丝绳恒久以来也是云云。然而天下一些钢丝绳生产手艺强势企业也将8股钢丝绳推向石油钻机。8股钢丝绳取代6股钢丝绳基本起点是通过增添钢丝绳柔软性、组股钢丝根数改善钢丝绳疲劳性能，除之,还可增添钢丝绳与匹配轮槽接触面。

2.3.2.2 压实股钢丝绳被手艺强势企业推荐且通过实践验证

除圆钢丝8股钢丝绳被推荐用于钻井钢丝绳外，压实股钢丝绳也被推荐，虽然现在压实股钻井钢丝绳还未大面积推广，但本公司响应钢丝绳在海内差别油田试用乐成实践的事实批注其确实蕴含重大潜力。

2.3.2.2.1 压实股钢丝绳越发适合多层纠葛
石油钻机轻型化导致了纠葛钻井钢丝绳卷筒尺寸受限，故钢丝绳在卷筒必需接纳多层纠葛。压实股钢丝绳相对圆钢丝组股钢丝绳可较好解决好其多层纠葛历程中的“干预”问题，从而坚持钢丝绳结构稳固与钢丝之间小的磨损。差别股钢丝绳股间钢丝接触比照，注重，压实股钢丝绳的这种特征虽并不被海内钢丝绳制造者深刻熟悉，但英国、德国、美国差别企业资料对此早有说明。

2.3.2.2.2 压实股钢丝绳具有高的破断拉力
只管钻井作业载荷高，而钻机轻型化的设计头脑力争钻井钢丝绳直径又尽可能小，以是作业清静系数较低，接纳压实股钢丝绳，钢丝绳金属填充系数增大，显然在不改变钢丝绳直径情形下，可以提高其破断拉力，响应增添作业清静性。

2.3.2.2.3 压实股钢丝绳具有更优异的耐磨性
磨损是钻井钢丝绳主要失效方法之一，压实股组绳，不*可以增添多层纠葛时钢丝绳结构稳固性，并且可以通过增大钢丝绳与匹配轮槽接触面积改善自身与匹配轮槽的耐磨性，通俗股钢丝绳、压实股钢丝绳与轮槽接触比照。

2.3.2.3 组合平行捻股钢丝绳越发适合较大规格钢丝绳
钻井深度增添带来钢丝绳直径随之加大，但其耐磨性仍需放在突出位置予以思量，但西鲁式结构已不再**。如直径38mm以下时，接纳6×19S-IWRC较量理想，规格继续增大，由于***组股外层钢丝生产较量难题，于是组股外层钢丝数目相对较少继续突出耐磨性的其他结构钢丝绳泛起了，如6×26SW-IWRC、6×31SW-IWRC钢丝绳（注：6×26SW-IWRC钢丝绳与海内早期入口9000m钻井随机配套6×21S-IWRC钢丝绳股具有相同的耐磨性）。英国推荐钻井钢丝绳为6×19类、6×36类而不是6×19S-IWRC生怕也是云云（注：6×19类是捻制股钢丝绳，6×36类是压实股钢丝绳），其中7/8～1"、1/8～11/2"、15/8～2"差别直径钢丝绳对应结构依次为6×26WS-IWRC、6×19S-IWRC、6×26WS-IWRC，这与unionrope完全相同。

2.4 特殊钻机钢丝绳日渐受到重视
2.4.1 深井钻机用钢丝绳
近几年，海内石油钻机迅速向大型化生长，现在海内已制造出9000米、10000米、12000米差别型号深井钻井，对钢丝绳要求响应提高，其生产也受到重视，如本公司为海内首台12000米钻机乐成研发了直径48mm的6×31WS-IWRC、EEIP级钢丝绳，从海内行业看，7000米以上钻机钢丝绳用量增添迅速，其直径通常在35mm以上。

2.4.2 极地钻机用钢丝绳
随着海内钻机制造水平的一直提高和对外洋钻机升级换代时机的适时掌握，近几年有相当数目、差别型号钻机出口高寒地区（注：该钻机俗称极地钻机）�；谔厥獾氖褂们樾�，对钢丝绳也提出了新的要求----应具有优异低温性能，而关于低温情形下钢丝绳生产，海内企业研究未几。

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2.5 填塑工艺日渐受到重视
辅助填塑工艺提高钢丝绳使用寿命已获得差别行业认可，如电铲钢丝绳、集装箱起重机钢丝绳。填塑改善钢丝绳使用寿命基于：其一：坚持股间合理间隙。填塑将股间强制隔离，镌汰钢丝绳受力后股与股间相互挤压和由于滑动而引起的摩擦，这是该手艺改善钢丝绳使用寿命**优点所在。其二，镌汰攻击、振动载荷对钢丝绳使用寿命的影响。钢丝绳在使用历程中不可能总是受到平稳载荷的作用，瞬时攻击、振动载荷虽然作用时间纷歧定很长，但却严重影响其使用寿命，填塑形成弹性垫能够将这种性子载荷在钢丝绳中引起的瞬时应力峰值有用削减。其三，兼顾了纤维芯钢丝绳与钢芯钢丝绳配合优点。填塑钢丝绳均为金属芯结构，填料不*将钢芯与外股机械隔离，且在一定水平上使这种钢芯钢丝绳具有纤维芯钢丝绳的优点----使主股容易弯曲，从一定意义上看，填塑钢丝绳既可以看成是增添了柔软性的金属芯钢丝绳，也可以看成是增添了刚性的纤维芯钢丝绳。其四：钢丝绳结构越发稳固。填塑钢丝绳相关于一样平常工艺生产钢丝绳结构稳固，并不**由于其绳芯为金属芯，也基于填料对股几何位置的牢靠作用。其五：镌汰有害情形介质对绳芯的侵蚀。钢芯与外股间、外股与外股间孔隙被塑料填充，可避免有害情形介质进入内部，从而抵达对绳芯侵蚀�；�，另外，包裹金属芯外貌塑料层能够对绳芯油脂起封存作用，�；ど居椭换崃魇Щ蛏倭魇�。
正是思量到钻井钢丝绳使用工况特殊性，故研究填塑工艺十分主要。虽然现在该工艺钢丝绳用于石油钻井还不普遍，但并不否定其合理性，需认真看待。

3 结语
石油钻井钢丝绳是特殊用途的钢丝绳，随着钢丝绳设计手艺的一直前进与钻机制造手艺的一直生长，近几年手艺转变特征显着，突出体现在：绳芯材质钢芯化已成定势，EIP级应用已经普遍、6×19S-IWRC虽然继续占有钢丝绳结构主体职位并可能继续维持一准时间，但已不再一统天下，特殊钻机钢丝绳日渐受到生产企业重视，压实股钢丝绳、填塑钢丝绳在钢丝绳寿命效果上取得的效果需要海内企业予以高度重视。