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鉆井現場鋼絲繩的安全使用

作者： admin 編輯： admin 來源：admin 發布日期：2022-08-08 14:00

信息摘要：

勝利石油工程公司培訓中心山東東營 257000 摘要：在鉆井施工過程中，無論是起升井架、鉆進、起下鉆、下套管、放井架作業以及搬遷、安裝等工作，要經常使用各種不同規格的鋼絲繩

勝利石油工程公司培訓中心山東東營 257000
        摘要：在鉆井施工過程中，無論是起升井架、鉆進、起下鉆、下套管、放井架作業以及搬遷、安裝等工作，要經常使用各種不同規格的鋼絲繩起吊設備及管材，同時，鋼絲繩又是天車、游車組成滑輪系的重要組成部分，搬遷安裝時，龐大的鉆井設備需要合理的繩套進行吊裝，根據吊裝物體的不同所用鋼絲繩的規格、型號也不同。要考慮繩索的使用范圍、承受物體的重力及活動距離，施工井隊配有不同直徑、不同長度的鋼絲繩，因此，了解鋼絲繩的基本知識、維護保養和報廢標準，對崗位工人來說就顯得尤為重要，否則，可能會造成人身傷亡事故。
        關鍵詞：鉆井；現場；鋼絲繩；安全使用
        引言
        鉆井工作中，使用鋼絲繩的頻率很高，需要崗位工人對鋼絲繩的特點有一定的了解，以滿足現場使用鋼絲繩要求；鋼絲繩具有卷繞性好，承載能力大，強度高，承受沖擊載荷能力強，卷繞過程平穩，卷繞速度高時也無噪聲，易于檢查磨損鋼絲繩，一般不會發生鋼絲繩整體斷裂，工作可靠性強。由于鋼絲繩的剛性大，使用時不易彎曲，使用場合復雜，易磨損、燒烤、腐蝕，如果選擇、維護保養和使用不當容易發生鋼絲繩斷裂，造成重大險情。
        一、鋼絲繩的結構、類型與標記
        1、鋼絲繩的結構
        鉆機游動系統所使用的鋼絲繩（大繩）與一般起重機械使用的鋼絲繩結構相同，它是由若干根相同絲徑或不同絲徑的鋼絲圍繞一根中心鋼絲先捻搓成繩股，再由繩股圍繞一根繩芯捻搓成鋼絲繩。鋼絲一般采用優質碳素鋼制成，用于起重機械的鋼絲絲徑一般為0.5～3 mm。我國鉆井現場游動系統所用的鋼絲繩廣泛采用普通D型6股19絲不松散的左旋向交互捻鋼絲繩。
        2．鋼絲繩的類型
        鋼絲繩可分別按股的斷面形狀、繩的斷面形狀、股內各層鋼絲相互接觸的狀態、鋼絲繩股的數目、鋼絲直徑及斷面形狀、鋼絲的韌性、鋼絲的抗拉強度、鋼絲繩芯的材料及數目、鋼絲繩捻制特性、鋼絲繩捻制方向、鋼絲繩捻制方法等的不同有十多種分類方法。
        鋼絲繩的捻制方向分為右捻鋼絲繩和左捻鋼絲繩。右捻鋼絲繩是鋼絲捻搓成股或繩股捻成繩時，按右旋方向捻制的鋼絲繩，以代號“Z”表示；左捻鋼絲繩是鋼絲捻搓成股或繩股捻成繩時，按左旋方向捻制的鋼絲繩，以代號“S”表示。
        3．鋼絲繩的標記
        型號是區別不同用途的鋼絲繩的主要標記，鋼絲繩的型號主要有D型、X型、DX型、C型、T型、Y型六種類別。
        D型鋼絲繩為點接觸鋼絲繩（股內各鋼絲直徑相同），即普通型鋼絲繩，它由絲徑相同的鋼絲組成，其相鄰的各層鋼絲節距不相等（鋼絲繩節距是指一股繞繩的中心線扭擰一圈兩點之間的距離），受力后各鋼絲之間成點接觸；X型為線接觸鋼絲繩；DX型為點、線接觸鋼絲繩；C型為填充式鋼絲繩；T型為外粗式鋼絲繩（繩股中外層鋼絲直徑大于內層鋼絲直徑，且同層鋼絲直徑相同）；Y型為粗細式鋼絲繩（同層或不同層的鋼絲直徑不相同）。
        二、鋼絲繩的主要參數與性能
        （1）鋼絲繩的捻角。鋼絲中心線與繩股中心線或繩股中心線與鋼絲繩中心線之間的夾角，稱為鋼絲繩的捻角。捻角越大，鋼絲繩的柔性越好，但強度則較小；捻角越小，鋼絲繩的柔性越差，但強度則較大。我國生產制造的鋼絲繩的捻角一般在10°～20°之間，用于鉆機游動系統的大繩捻角一般在13°～15°為宜，這樣既能保證鋼絲繩具有較好的柔性，又具有一定的抗拉強度。
        （2）鋼絲繩的接觸特性。當鋼絲繩受外力作用時，組成鋼絲繩的各鋼絲之間的接觸狀況，稱為鋼絲繩的接觸特性。鋼絲之間的接觸分為點接觸和線接觸。點接觸的鋼絲繩載荷分布均勻，不易曲折；線接觸的鋼絲繩密度大、強度高、耐磨性好、柔性好；點、線接觸的鋼絲繩既能保持線接觸和點接觸的優點，又能克服它們各自的缺點，是一種具有廣泛使用價值的鋼絲繩。但制造工藝較復雜，成本較高。鉆機游動系統的鋼絲繩一般采用點接觸的鋼絲繩。
        （3）鋼絲繩的密度。組成鋼絲繩的各鋼絲橫截（斷）面積總和與鋼絲繩橫截（斷）面積的比值，稱為鋼絲繩的密度。
        （4）鋼絲繩的柔性。鋼絲繩在彈性變形范圍內彎曲的能力，稱為鋼絲繩的柔性。
        （5）鋼絲繩的強度。它是指鋼絲繩受外力作用破斷時的拉力。
        鋼絲繩強度安全系數因其用途不同而不同。牽索和拉繩為3，手動起重用鋼絲繩為4，機械傳動起重用鋼絲繩為5，繩套用鋼絲繩為8。
        三、鋼絲繩使用中的安全要求和標準
        1、鋼絲繩使用中的安全要求
        1）、嚴禁超負荷使用
        2）、長度不夠時，可用卸扣聯接
        3）、使用一段時間后加潤滑油，進行全面檢查
        2、使用安全程度考核標準：
        1、6股與8股鋼絲繩斷絲在外表。
        2、繩端斷絲：說明該部位應力很高，繩長允許可將斷絲部位切去重新安裝。
        3、斷絲局部聚集：聚集在小于6d繩長范圍內或集中在任一繩股內鋼絲繩報廢。
        4、彈性減小：伴有繩徑減小、鋼絲繩捻距伸長、鋼絲與繩股之間缺少間隙、無斷絲但有明顯不易彎曲與直徑減小以及繩股凹處出現細微褐色粉末的現象。
        5、外部及內部磨損：外部磨損是壓力作用下與滑輪和卷筒繩槽接觸摩擦引起潤滑不足；內部磨損及壓坑是各繩股摩擦引起。
        6、變形：鋼絲繩失去正常形狀產生可見的畸形。

波浪型鋼絲擠出

彎折

籠狀變形繩股擠出繩徑局部增大鋼絲繩直徑局部增大

扭結繩徑局部減小

        部分壓扁
        四、鋼絲繩吊索的使用要求
        1、應采用6×19或6×37型鋼絲繩制作。
        2、吊索應采用環式或8股頭式兩種。
        3、使用時可采用單根、雙根、四根或多根懸吊式。
        4、吊索與所吊鉤件間的水平夾角ɑ=45°～60°
        5、鋼絲繩吊索的繩環或兩端的繩套應采用編插接頭，其長度大于鋼絲繩直徑的20倍；8股頭吊索兩端可采用桃形卡環或吊鉤等附件。
        6、吊索兩端插接索眼間的最小凈長度不應小于該吊索鋼絲繩直徑40倍。
        7、鋼絲繩插接連接強度不小于該繩最小破斷拉力70％。
        8、索眼繩端固定連接應避免一端相對于另一端的扭轉。直接掛入起重機械承載吊鉤的硬索眼應與吊鉤尺寸相適應，必須有足夠的間隙，以確保硬索眼能掛入鉤底。吊索必須由整根繩索制成，中間不允許有接頭。
        五、鋼絲繩的報廢
        ⑴、鋼絲繩的斷絲數在一個捻節距內達到表所列規定的數時應報廢。
        ⑵、鋼絲繩斷股、芯子外露、鋼絲繩嚴重銹蝕。柔性降低，表面明顯粗糙，銹蝕部位實測直徑小于公稱直徑93％。
        ⑶、外層鋼絲磨損或腐蝕超過原直徑40％應報廢。
        ⑷、吊運熾熱金屬或危險品鋼絲繩，鋼絲繩受到熱損壞或危險品腐蝕應報廢。
        ⑸、插接處嚴重受擠壓、磨損、金屬套管損壞，直徑縮小到原公稱直徑95％。
        ⑹、索眼集中斷絲、斷絲集中在金屬套管、插接處附近、插接連接繩股中。
        ⑺、鋼絲繩畸變、壓破、繩芯損壞、鋼絲繩壓扁超過原公稱直徑20％。
        六、結論及建議：
        1、通過了解鋼絲繩的結構、類型和選擇條件，清楚在鉆井現場所使用的鋼絲繩的基本情況，方便在以后的工作中，合理選擇使用鋼絲繩。
        2、了解鋼絲繩的換新標準，在工作中及時發現鋼絲繩的斷絲情況，及時采取措施，有積極的指導作用，防止鋼絲繩有缺陷的情況下繼續使用，避免吊裝過程中事故的發生。
        3、指導崗位工人對正在使用的鋼絲繩進行維護保養，從而延長鋼絲繩的使用壽命。
        4、了解鋼絲繩使用中的安全要求和標準，指導我們在工作中合理的選擇使用鋼絲繩，避免事故的發生。
        參考文獻：
        [1]沈海云、杜書東、李延慶《石油鉆井工》    中國石油大學出版社
        [2]GB6067.1-2010起重機械安全規程    本部分主要起草人：尤建陽、崔振元、陶天華、王中平、王福綿、路建湖