鉆井現(xiàn)場(chǎng)鋼絲繩的安全使用

作者： admin 編輯： admin 來源：admin 發(fā)布日期：2022-08-08 14:00

信息摘要：

勝利石油工程公司培訓(xùn)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(jìn)、起下鉆、下套管、放井架作業(yè)以及搬遷、安裝等工作，要經(jīng)常使用各種不同規(guī)格的鋼絲繩

勝利石油工程公司培訓(xùn)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(jìn)、起下鉆、下套管、放井架作業(yè)以及搬遷、安裝等工作，要經(jīng)常使用各種不同規(guī)格的鋼絲繩起吊設(shè)備及管材，同時(shí)，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(shí)，龐大的鉆井設(shè)備需要合理的繩套進(jìn)行吊裝，根據(jù)吊裝物體的不同所用鋼絲繩的規(guī)格、型號(hào)也不同。要考慮繩索的使用范圍、承受物體的重力及活動(dòng)距離，施工井隊(duì)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(shí)、維護(hù)保養(yǎng)和報(bào)廢標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)崗位工人來說就顯得尤為重要，否則，可能會(huì)造成人身傷亡事故。
        關(guān)鍵詞：鉆井；現(xiàn)場(chǎng)；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(duì)鋼絲繩的特點(diǎn)有一定的了解，以滿足現(xiàn)場(chǎng)使用鋼絲繩要求；鋼絲繩具有卷繞性好，承載能力大，強(qiáng)度高，承受沖擊載荷能力強(qiáng)，卷繞過程平穩(wěn)，卷繞速度高時(shí)也無噪聲，易于檢查磨損鋼絲繩，一般不會(huì)發(fā)生鋼絲繩整體斷裂，工作可靠性強(qiáng)。由于鋼絲繩的剛性大，使用時(shí)不易彎曲，使用場(chǎng)合復(fù)雜，易磨損、燒烤、腐蝕，如果選擇、維護(hù)保養(yǎng)和使用不當(dāng)容易發(fā)生鋼絲繩斷裂，造成重大險(xiǎn)情。
        一、鋼絲繩的結(jié)構(gòu)、類型與標(biāo)記
        1、鋼絲繩的結(jié)構(gòu)
        鉆機(jī)游動(dòng)系統(tǒng)所使用的鋼絲繩（大繩）與一般起重機(jī)械使用的鋼絲繩結(jié)構(gòu)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(yōu)質(zhì)碳素鋼制成，用于起重機(jī)械的鋼絲絲徑一般為0.5～3 mm。我國鉆井現(xiàn)場(chǎng)游動(dòng)系統(tǒng)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(nèi)各層鋼絲相互接觸的狀態(tài)、鋼絲繩股的數(shù)目、鋼絲直徑及斷面形狀、鋼絲的韌性、鋼絲的抗拉強(qiáng)度、鋼絲繩芯的材料及數(shù)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(shí)，按右旋方向捻制的鋼絲繩，以代號(hào)“Z”表示；左捻鋼絲繩是鋼絲捻搓成股或繩股捻成繩時(shí)，按左旋方向捻制的鋼絲繩，以代號(hào)“S”表示。
        3．鋼絲繩的標(biāo)記
        型號(hào)是區(qū)別不同用途的鋼絲繩的主要標(biāo)記，鋼絲繩的型號(hào)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(diǎn)接觸鋼絲繩（股內(nèi)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(jié)距不相等（鋼絲繩節(jié)距是指一股繞繩的中心線扭擰一圈兩點(diǎn)之間的距離），受力后各鋼絲之間成點(diǎn)接觸；X型為線接觸鋼絲繩；DX型為點(diǎn)、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(nèi)層鋼絲直徑，且同層鋼絲直徑相同）；Y型為粗細(xì)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(shù)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(qiáng)度則較小；捻角越小，鋼絲繩的柔性越差，但強(qiáng)度則較大。我國生產(chǎn)制造的鋼絲繩的捻角一般在10°～20°之間，用于鉆機(jī)游動(dòng)系統(tǒng)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(qiáng)度。
        （2）鋼絲繩的接觸特性。當(dāng)鋼絲繩受外力作用時(shí)，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(diǎn)接觸和線接觸。點(diǎn)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(qiáng)度高、耐磨性好、柔性好；點(diǎn)、線接觸的鋼絲繩既能保持線接觸和點(diǎn)接觸的優(yōu)點(diǎn)，又能克服它們各自的缺點(diǎn)，是一種具有廣泛使用價(jià)值的鋼絲繩。但制造工藝較復(fù)雜，成本較高。鉆機(jī)游動(dòng)系統(tǒng)的鋼絲繩一般采用點(diǎn)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(nèi)彎曲的能力，稱為鋼絲繩的柔性。
        （5）鋼絲繩的強(qiáng)度。它是指鋼絲繩受外力作用破斷時(shí)的拉力。
        鋼絲繩強(qiáng)度安全系數(shù)因其用途不同而不同。牽索和拉繩為3，手動(dòng)起重用鋼絲繩為4，機(jī)械傳動(dòng)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(biāo)準(zhǔn)
        1、鋼絲繩使用中的安全要求
        1）、嚴(yán)禁超負(fù)荷使用
        2）、長度不夠時(shí)，可用卸扣聯(lián)接
        3）、使用一段時(shí)間后加潤滑油，進(jìn)行全面檢查
        2、使用安全程度考核標(biāo)準(zhǔn)：
        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(yīng)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(nèi)或集中在任一繩股內(nèi)鋼絲繩報(bào)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(xiàn)細(xì)微褐色粉末的現(xiàn)象。
        5、外部及內(nèi)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(nèi)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(chǎn)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(jié) 繩徑局部減小

        部分壓扁
        四、鋼絲繩吊索的使用要求
        1、應(yīng)采用6×19或6×37型鋼絲繩制作。
        2、吊索應(yīng)采用環(huán)式或8股頭式兩種。
        3、使用時(shí)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(huán)或兩端的繩套應(yīng)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(huán)或吊鉤等附件。
        6、吊索兩端插接索眼間的最小凈長度不應(yīng)小于該吊索鋼絲繩直徑40倍。
        7、鋼絲繩插接連接強(qiáng)度不小于該繩最小破斷拉力70％。
        8、索眼繩端固定連接應(yīng)避免一端相對(duì)于另一端的扭轉(zhuǎn)。直接掛入起重機(jī)械承載吊鉤的硬索眼應(yīng)與吊鉤尺寸相適應(yīng)，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(bào)廢
        ⑴、鋼絲繩的斷絲數(shù)在一個(gè)捻節(jié)距內(nèi)達(dá)到表所列規(guī)定的數(shù)時(shí)應(yīng)報(bào)廢。
        ⑵、鋼絲繩斷股、芯子外露、鋼絲繩嚴(yán)重銹蝕。柔性降低，表面明顯粗糙，銹蝕部位實(shí)測(cè)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(yīng)報(bào)廢。
        ⑷、吊運(yùn)熾熱金屬或危險(xiǎn)品鋼絲繩，鋼絲繩受到熱損壞或危險(xiǎn)品腐蝕應(yīng)報(bào)廢。
        ⑸、插接處嚴(yán)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(jié)論及建議：
        1、通過了解鋼絲繩的結(jié)構(gòu)、類型和選擇條件，清楚在鉆井現(xiàn)場(chǎng)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(biāo)準(zhǔn)，在工作中及時(shí)發(fā)現(xiàn)鋼絲繩的斷絲情況，及時(shí)采取措施，有積極的指導(dǎo)作用，防止鋼絲繩有缺陷的情況下繼續(xù)使用，避免吊裝過程中事故的發(fā)生。
        3、指導(dǎo)崗位工人對(duì)正在使用的鋼絲繩進(jìn)行維護(hù)保養(yǎng)，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(biāo)準(zhǔn)，指導(dǎo)我們?cè)诠ぷ髦泻侠淼倪x擇使用鋼絲繩，避免事故的發(fā)生。
        參考文獻(xiàn)：
        [1]沈海云、杜書東、李延慶《石油鉆井工》    中國石油大學(xué)出版社
        [2]GB6067.1-2010起重機(jī)械安全規(guī)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

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