CN112523705A - 一种整体结构增强的死绳固定器绳轮 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种整体结构增强的死绳固定器绳轮，所述绳轮的材质为Q345E，绳轮壁厚为42‑52mm，绳轮肋板厚度为25‑35mm。本发明所述死绳固定器绳轮的产品合格率以及设计安全系数较高，且力学性能增强效果明显。
Description
技术领域
本发明属于死绳固定器技术领域，具体涉及一种整体结构增强的死绳固定器绳轮。
背景技术
钻井工程是一项作业量大，作业环境极其恶劣的工作，考虑到现场作业的安全问题，要求测量系统一定要在保证安全的前提下进行研究和设计。井下压力波动、钻头卡钻等异常状况，指重表的检测起到尤为重要的作用。
钻机提升钢丝绳固定一端的钢丝绳俗称死绳。石油钻机上死绳固定器安装有两种形式，一种安装在石油钻机钻台台面上，另一种安装在石油钻机钻台上方井架内侧。本发明针对的是石油钻机钻台上安装的死绳固定器。
死绳固定器作为指重表一次仪表的组成部分，直接影响二次仪表的使用，同时在帮助司钻掌握钻井、修井作业指示、记录工作参数和判断钻具工作状态的起着尤为重要的作用。现有死绳固定器由底座、绳轮、大轴、轴承、压紧块、绳卡、传感器、标准紧固件和其他辅助件构成。
目前，由于受铸造缺陷的控制及检测存在较多问题等因素的影响，死绳固定器绳轮的产品合格率以及设计安全系数较低。例如，针对现有JZG18型死绳固定器绳轮进行静力学载荷计算，最大等效应力值为281.48MPa，大于材料Q345E的许用应力230MPa(设计安全系数为1.5)，不满足强度要求。
发明内容
本发明针对现有技术中存在的技术问题，提供一种整体结构增强的死绳固定器绳轮，有效解决现有死绳固定器绳轮的产品合格率以及设计安全系数较低等问题中的至少一个。
本发明解决上述技术问题的技术方案如下：
一种整体结构增强的死绳固定器绳轮，所述绳轮的材质为Q345E，绳轮壁厚为42-52mm，绳轮肋板厚度为25-35mm。
在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进。
进一步，绳轮壁厚为46-52mm。
进一步，绳轮肋板厚度为30-35mm。
进一步，绳轮壁厚为52mm。
进一步，绳轮肋板厚度为35mm。
本发明的有益效果是：本发明所述死绳固定器绳轮的产品合格率以及设计安全系数较高，且力学性能增强效果明显。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
图2为本发明的立体结构示意图图；
图3为本发明所述耳块的结构示意图；
图4为本发明所述轮芯的结构示意图。
附图中，各标号所代表的部件列表如下：
1、绳轮，2、传感器支臂，3、绳卡支臂，6、耳块，7、轮芯，d1、绳轮壁厚，d2、绳轮肋板厚度。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。
需要说明的是，除非另有明确规定和限定，术语中“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，还可以是一体成型结构。对于本领域的普通技术人员，可以根据具体情况理解该类术语在本专利中的具体含义。
如图1-图4所示，本发明所设计的一种整体结构增强的死绳固定器绳轮，所述绳轮1的材质为Q345E，绳轮壁厚为42-52mm，绳轮肋板厚度为25-35mm。
优选的，绳轮壁厚为46-52mm，绳轮肋板厚度为30-35mm。
优选的，绳轮壁厚为52mm，绳轮肋板厚度为35mm。
本发明所述死绳固定器绳轮的产品合格率以及设计安全系数较高，且力学性能增强效果明显。
发明人在使用湖北江汉石油仪器仪表股份有限公司现有的JZ系列指重表时，对JZG18型死绳固定器绳轮总成进行静力学载荷计算，却意外的发现最大等效应力值为281.48MPa，大于材料Q345E的许用应力230MPa(设计安全系数为1.5)，不满足强度要求。针对这一技术问题，发明人经过大量的实验研究，发现采用特定的结构参数，取得了意想不到的技术效果，即显著提高死绳固定器绳轮总成结构力学性能，有效减小死绳固定器整体的工作载荷，进而确保死绳固定器具有足够的强度储备。
实施例1
如图2所示，本实施例所述的一种整体结构增强的死绳固定器，包括绳轮1、传感器支臂2、绳卡支臂3、轴承、压紧块、耳块6和底座；所述底座采用钢板焊接而成，所述绳轮1由绳卡支臂3、轮芯7和支承板焊接而成；所述死绳固定器的材质为Q345E；绳轮偏心距为0，传感器支臂过渡圆角半径为150mm，传感器支臂厚度为30mm；绳轮壁厚d1为42mm，绳轮肋板厚度d2为25mm。
实施例2-8与实施例1中死绳固定器结构和材质相同，仅绳轮肋板厚度d2和/或绳轮壁厚d1不同，具体见表1，在此不做赘述。
对比例1
本对比例所述死绳固定器为湖北江汉石油仪器仪表股份有限公司现有的JZG18型死绳固定器，其中绳轮偏心距为0，绳轮肋板厚度为20mm，绳轮壁厚为31mm，传感器支臂过渡圆角半径为150mm，传感器支臂厚度为30mm；所述死绳固定器的材质为Q345E。
对比例2和3与对比例1中死绳固定器结构和材质相同，仅绳轮肋板厚度和/或绳轮壁厚不同，具体见表1，在此不做赘述。
实验例
分别对实施例1-8和对比例1-3中死绳固定器绳轮进行静力学载荷计算，最大等效应力值见表1。
表1
参见表1，根据对实施例1-8和对比例1-3数据的分析可知，实施例1在力学性能以及设计安全系数方面的技术效果是8组实施例中最差。然而，通过对实施例1和对比例1-3的数据对比可知，实施例1的技术方案在力学性能以及设计安全系数方面均明显优于对比例1-3。因此，可以确定本发明技术方案具有明显优于对比例1-3的技术效果，本发明优选方案的技术效果更佳，例如实施例3中：绳轮最大等效应力为175.79MPa，相较于对比例1中绳轮最大等效应力281.48MPa，降低了37.55％；设计安全系数为1.96，相比较于对比例1中设计安全系数1.23，提高了59.35％。采用本发明技术方案的死绳固定器绳轮在力学性能以及设计安全系数方面都有显著的提升，设计安全系数均大于1.5，即最大等效应力小于材料Q345E的许用应力230MPa(设计安全系数为1.5)，满足强度要求。
本发明中未对具体结构做出描述的机构、组件和部件均为现有技术中已经存在的现有结构。可以从市面上直接购买得到。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (5)
1.一种整体结构增强的死绳固定器绳轮，其特征在于，所述绳轮(1)的材质为Q345E，绳轮壁厚为42-52mm，绳轮肋板厚度为25-35mm。
2.根据权利要求1所述的死绳固定器绳轮，其特征在于，绳轮壁厚为46-52mm。
3.根据权利要求1或2所述的死绳固定器绳轮，其特征在于，绳轮肋板厚度为30-35mm。
4.根据权利要求2所述的死绳固定器绳轮，其特征在于，绳轮壁厚为52mm。
5.根据权利要求3所述的死绳固定器绳轮，其特征在于，绳轮肋板厚度为35mm。
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2020
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