CN201053089Y - 超深井钻机用高强度钻井钢丝绳 - Google Patents
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Abstract
超深井钻机用高强度钻井钢丝绳，应用于石油钻井。特征是：包括外层股(1)和钢芯(2)，外层股(1)有6根股；钢芯(2)结构为7×7。外层股(1)结构为1×31WS、1×36WS、1×41WS或1×49SWS。效果是：钢丝绳为多丝结构，直径相对较小，强度达到ANSI/API规范9A中EIP以上级别，具有高破断拉力和承载能力，良好韧性的特点，能满足12000米超深井钻机使用，同时由于钢丝绳直径减小，能缩小钻机滑轮和卷筒的直径，达到减轻钻机重量的目的。
Description
技术领域
本实用新型属于钢丝绳技术领域，特别涉及一种高强度、大规格，应用于石油钻井的钢丝绳。
背景技术
根据石油钻井的发展趋势，9000米以上超深井钻机已成为不可缺少的钻井装备。制造生产深井、超深井钻机，对钻机用钢丝绳的结构、性能等均提出了新的要求。要求钢丝绳必须具有破断拉力高、承载能力大、自重轻、韧性好的特点。目前国内开发生产的12000米钻机，按正常计算加工生产钢丝绳的直径达到52毫米，强度级别达到ANSI/API规范9A要求的EIP级时，钢丝绳破断拉力才能达到1710kN，才保证用户钻井使用要求。要适应这样的钢丝绳，超深井钻机将增加钢丝绳卷筒的直径和滑轮的直径，同时导致了超深井钻机自重的增加。
实用新型内容
本实用新型的目的是提供一种超深井钻机用高强度钻井钢丝绳，这种钻井钢丝绳的直径相对较小，但具有较高破断拉力和承载能力，韧性良好，能满足9000米以上超深井钻机的生产使用，同时具有缩小钻机滑轮及卷筒直径，减轻钻机重量。
本实用新型为实现其技术目的所采取的技术方案是：根据经验和试验研究得知：在钢丝绳中钢丝数量增加，钢丝直径相对减小，强度较高，钢丝绳柔软性提高，能有效地减轻钻机的重量及缩小滑轮的直径。
超深井钻机用高强度钻井钢丝绳，包括外层股和钢芯，其特征在于：所述的外层股有6根股；钢芯结构为7×7，即由7根股组成，每股有7根钢丝。
比如制作一种钢芯结构为7×7，外层股有6根股；外层股结构为1×31WS，即外层股结构为：1+6+6-6+12的高强度钻井钢丝绳，也就是外层股的中心是1根钢丝，内层有相同直径6根钢丝，次外层是两种直径各有6根钢丝，外层有相同直径12根钢丝。
如制作一种钢芯结构为7×7，外层股有6根股；外层股结构为1×36WS，即外层股结构为：1+7+7-7+14的高强度钻井钢丝绳，也就是外层股的中心是1根钢丝，内层有相同直径7根钢丝，次外层是两种直径各有7根钢丝，外层有相同直径14根钢丝。
如制作一种钢芯结构为7×7，外层股有6根股；外层股结构为1×41WS，即外层股结构为：1+8+8-8+16的高强度钻井钢丝绳，也就是外层股的中心是1根钢丝，内层有相同直径8根钢丝，次外层是两种直径各有8根钢丝，外层有相同直径16根钢丝。
如制作一种钢芯结构为7×7，外层股有6根股；外层股结构为1×49SWS，即外层股结构为：1+8+8+8-8+16的高强度钻井钢丝绳，也就是外层股的中心是1根钢丝，内层有相同直径8根钢丝，次内层有相同直径8根钢丝，次外层是两种直径各有8根钢丝，外层有相同直径16根钢丝。
解释：钢芯结构为7×7代表钢芯由7根股组成，每股有7根钢丝。外层股6×31WS-IWRC代表外层股为6根，外层股每股有31根钢丝，31根钢丝的分布是1+6+6-6+12。前面所述的表示法是钢丝绳技术领域普通技术人员熟知的表示法，不详细叙述。
超深井钻机用高强度钻井钢丝绳制作工艺流程是：原材料——热处理——拉丝——捻股——合绳。
在采用的新工艺流程中：
1)原材料：由于常规普通高碳盘条，例如材料为SWRH72A，在保证组织性能的前提下，其热处理强度最高只能达到1150MPa，已无法满足制绳钢丝的EIP以上级强度要求。须进行工艺试验重新选用适合的制绳钢丝材料，例如选取材料为SWRH82B。
2)热处理：随着盘条材质的变化，现行的热处理工艺已不能继续使用，必须采用与新的制绳钢丝材料相适应的热处理工艺。
3)拉丝：由于制绳钢丝强度大大高于目前的钢丝强度及材质的变化，必须设计新的拉丝工艺及流程。根据选取制绳钢丝原材料的情况，采用加大总压缩比，减小部分道次压缩比，多道次的工艺方法保证制绳钢丝的最终强度。
4)捻股、合绳：捻股、合绳采用适合的新工艺参数和设备，完成合绳后必须对钢丝绳结构合理性进行效验。
本实用新型超深井钻机用高强度钻井钢丝绳与普通钢丝绳相比，主要有以下优点：有较高破断拉力；直径较常规结构钢丝绳小；采用多丝结构钢丝绳柔软性好，强度高，可有效缩小滑轮及卷筒的直径，减轻钻机重量。
(1)超深井钻机用高强度钻井钢丝绳的直径小、强度高。例如：按常规设计，12000米钻机必须采用直径52.0毫米钢丝绳，整绳破断拉力达到1710kN才能保证用户使用要求；而采用本新型结构钢丝绳，整绳破断拉力可达到EEIP级，同时钢丝绳的直径减小到48毫米(1-7/8″)。
(2)钢丝绳直径的减小，能大幅度缩小钻机滑轮和卷筒的直径，从而有效地减少钻机的自身重量。
(3)采用多丝结构，改善钢丝绳的柔软性，制绳钢丝直径减小，可提高钢丝绳的弯曲性能，适应了钻机滑轮及卷筒直径的缩小。
附图说明
附图1是超深井钻机用高强度钻井钢丝绳6×31WS-IWRC的横截面示意图。
附图2是超深井钻机用高强度钻井钢丝绳6×36WS-IWRC的横截面示意图。
附图3是超深井钻机用高强度钻井钢丝绳6×41WS-IWRC的横截面示意图。
附图4是超深井钻机用高强度钻井钢丝绳6×49SWS-IWRC的横截面示意图。
图中，1.外层股，2.钢芯。
具体实施方式
实施例1：参阅附图1。超深井钻机用高强度钻井钢丝绳的直径44毫米，外层股(1)有6根股；钢芯(2)结构为7×7。钢芯(2)每根钢丝的直径分别为2.0毫米、1.83毫米和2.28毫米、2.0毫米。外层股(1)结构为1×31WS，即外层股(1)结构为：1+6+6-6+12。外层股(1)每根钢丝直径分别为2.20毫米、2.05毫米、1.61毫米、2.10毫米和2.80毫米。选择原材料为SWRH82B，经热处理、拉丝和捻股后，外层股(1)与钢芯(2)捻制成绳。
实施例2：参阅附图2。超深井钻机用高强度钻井钢丝绳的直径46毫米，外层股(1)有6根股；钢芯(2)结构为7×7。钢芯(2)每根钢丝的直径分别为2.10毫米、1.91毫米和2.38毫米、2.10毫米。外层股(1)结构为1×36WS，即外层股(1)结构为：1+7+7-7+14。外层股(1)每根钢丝直径分别为3.0毫米、2.15毫米、1.60毫米、2.10毫米和2.58毫米。选择原材料为SWRH82B，经热处理、拉丝和捻股后，外层股(1)与钢芯(2)捻制成绳。
实施例3：参阅附图3。超深井钻机用高强度钻井钢丝绳的直径48毫米，外层股(1)有6根股；钢芯(2)结构为7×7。钢芯(2)每根钢丝的直径分别为2.18毫米、2.00毫米和2.48毫米、2.18毫米。外层股(1)结构为1×41WS，即外层股(1)结构为：1+8+8-8+16。外层股(1)每根钢丝直径分别为3.90毫米、2.28毫米、1.58毫米、2.08毫米和2.45毫米。选择原材料为SWRH82B，经热处理、拉丝和捻股后，外层股(1)与钢芯(2)捻制成绳。
实施例4：参阅附图4。超深井钻机用高强度钻井钢丝绳的直径50毫米，外层股(1)有6根股；钢芯(2)结构为7×7。钢芯(2)每根钢丝的直径分别为2.28毫米、2.08毫米和2.58毫米、2.28毫米。外层股(1)结构为1×49SWS，即外层股(1)结构为：1+8+8+8-8+16。外层股(1)每根钢丝的直径分别为2.10毫米、1.22毫米、2.37毫米、1.65毫米、2.17毫米和2.54毫米。选择原材料为SWRH82B，经热处理、拉丝和捻股后，外层股(1)与钢芯(2)捻制成绳。
Claims (7)
1.一种超深井钻机用高强度钻井钢丝绳，包括外层股(1)和钢芯(2)，其特征在于：所述的外层股(1)有6根股；钢芯(2)结构由7根股组成，每股有7根钢丝。
2.如权利要求1所述的超深井钻机用高强度钻井钢丝绳，其特征在于：外层股(1)结构为中心是1根钢丝，内层有相同直径6根钢丝，次外层是两种直径各有6根钢丝，外层有相同直径12根钢丝。
3.如权利要求1所述的超深井钻机用高强度钻井钢丝绳，其特征在于：外层股(1)结构为中心是1根钢丝，内层有相同直径7根钢丝，次外层是两种直径各有7根钢丝，外层有相同直径14根钢丝。
4.如权利要求1所述的超深井钻机用高强度钻井钢丝绳，其特征在于：外层股(1)结构为中心是1根钢丝，内层有相同直径8根钢丝，次外是两种直径各有8根钢丝，外层有相同直径16根钢丝。
5.如权利要求1所述的超深井钻机用高强度钻井钢丝绳，其特征在于：外层股(1)结构为中心是1根钢丝，内层有相同直径8根钢丝，次内层有相同直径8根钢丝，次外层是两种直径各有8根钢丝，外层有相同直径16根钢丝。
6.如权利要求1或2或3或4或5所述的超深井钻机用高强度钻井钢丝绳，其特征在于：制绳钢丝的材料采用SWRH82B。
7.如权利要求4所述的超深井钻机用高强度钻井钢丝绳，其特征在于：所述的外层股(1)中心是1根钢丝，直径为3.90毫米，内层有相同直径8根钢丝直径为2.28毫米，次外层是由直径为1.58毫米和2.08毫米两种规格直径各8根钢丝，外层有直径为2.45毫米的16根钢丝。
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| CN102191704A (zh) * | 2010-11-06 | 2011-09-21 | 江苏芸裕金属制品有限公司 | 一种抗挤压、耐疲劳旋挖机用钢丝绳 |
| CN102330370A (zh) * | 2011-08-19 | 2012-01-25 | 甘肃荣信电材科技有限公司 | 集装箱设备用的平行捻压实股钢丝绳及其制作方法 |
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