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浅析海上石油领域用钢丝绳的选型

发布时间:2021-08-27 15:54 文章来源:未知 文章编辑:admin 点击数:

我国油田作业用钢丝绳需用量约占钢丝绳需求总量的3%~5%,但近几年来又随着我国快速的发展,石油需求量增加,陆地石油储量及采量的下降,向海洋要石油逐渐成为我国获取石油的重


我国油田作业用钢丝绳需用量约占钢丝绳需求总量的3%~5%,但近几年来又随着我国快速的发展,石油需求量增加,陆地石油储量及采量的下降,向海洋要石油逐渐成为我国获取石油的重要途径,海上石油领域的钢丝绳需求量逐年增加。专家预测,在我国相当长的时期,石油天然气工业都将强劲发展,并且工作重心逐渐向海洋倾斜。石油天然气工业用钢丝绳的需求会以每年平均5%~8%的速度增加。由于海上环境恶劣,盐碱度、湿度相较于陆地严重,高韧性、厚镀锌钢丝绳的需求量增加,但我国国内技术与生产能力不足,海洋石油天然气开采用钢丝绳每年进口约1000吨。


1现今海上石化用钢丝绳分析
目前,我国油田作业用钢丝绳依据美国石油学会《钢丝绳规范》(API9A)和《油田钢丝绳的应用、保养和使用的推荐方法》
(APIRP9B)标准生产、制造、选择、维护和使用。钢丝绳的选型基本上科学合理。油田钻采及试井、通井、修井、捞油、捞沙等项作业现用6×19S、6×21S、6×26SW、6×7、18×7、6V×34+FC、6V×43+FC、DD3×19S、DD5×7、K4×39S等结构钢丝绳,其中以6×19S结构为主,其消耗数量约占消耗总量的80%
左右。但随着石油工业的深层发展,钢丝绳的使用呈现多种规格的发展趋势。油田钢丝绳具体使用规格见表1日。

2海上钻机用钢丝绳
石油钻机是一组结构较为复杂,工作环境比较恶劣的大型成套设备,钻井用钢丝绳要能承受相应恶劣的自然条件。钻井钢丝绳在具体工作中显示出有别于其它工程机械的工作特点。
但国家的天然气行业标准(SY/T6666-2000《石油天然气工业用钢丝绳的选用和维护的推荐作法》规定的安全系数、滚筒直径与钢丝绳公称直径比值明显低于《煤矿安全规程》相应的规定。
2.1安全系数差异
(SY/T6666-200《石油天然气工业用钢丝绳的选用和维护的推荐做法》中对安全系数的规定如表2所示日。
而《煤矿安全规程》中相近设备安全系数规定的最低值为5,远大于石油行业标准。

2.2滚筒直径与钢丝绳公称直径比值大
《石油天然气工业用钢丝绳的选用和维护的推荐作法》关于滚筒直径的规定,滚筒应足够大,绕在钢丝绳的层数尽可能最少。出于经济上的考虑,滚筒直径的最小值至少是钢丝绳直径的20倍。
2.3耐磨损抗疲劳腐蚀
钻井用钢丝绳工作过程中,经常会出现以较高速度频繁起落,频繁地承受加载和卸载,造成钢丝绳疲劳,承载能力下钻井用钢丝绳工作环境恶劣,尤其在海上,盐分、湿度都很大,如果不注意保养会很快生锈,钢丝绳的材质一般为45号,65号,70号,80号钢,在酸性环境中高碳钢钢丝绳的平均腐蚀速率略高于低碳钢钢丝绳的腐蚀速率,在海中多Cl-的环境中,70钢材质的钢丝绳发生点腐蚀的倾向要比低碳钢的材质大10倍,钢丝绳因为防腐涂油不好会使海水(盐溶液)渗到钢丝绳中引起缝隙腐蚀,该腐蚀与70钢材质的点腐蚀互相促进,加速钢丝绳的腐蚀国。
对于较重的钢丝绳使用中不注意,容易出现拖行的现象,对钢丝绳造成磨损。
海上多风也会造成在作业过程中,加重钢丝绳工作载荷,发生震动等,都会降低钢丝绳的使用寿命。
2.4坚持使用排绳装置
鉴于钻井钢丝绳的工作特点,绞车滚筒上的钢丝绳必须排列整齐。否则滚筒上的钢丝绳受到挤压不均,极易造成损坏,另外在收绳过程中要注意绳上有无固体颗粒,否则固体颗粒会使钢丝绳受伤。对于大型的绞车,都配有自动的排绳装置,可以在无人的情况下自动排绳,但对于一些小型的气动绞车,即便安装了排绳装置也是极其简陋的,仍需要操作人员手动排绳,而在紧张的工作中是没有那么多时间去手动排绳的,这就造成了钢丝绳的损伤。

3海上石化其它钢丝绳
3.1采油作业用钢丝绳
这里的采油作业用钢丝绳指的是抽油机所用的钢丝绳。这类钢丝绳起到连接抽油机头和抽油杆的作用,由于拽引钢丝绳在工作中频繁承受悬点载荷提起、降落、制动时的冲击,因此在强度、挠性和耐磨性上都要求很高。这类钢丝绳的使用数量约占石油天然气工业用钢丝绳总量的10%。通常选用18×7、FNR35类不旋转钢丝绳4-4。
3.2钻机井架起升钢丝绳
自升式井架与底座的起升用粗直径钢丝绳仅在钻机移动时使用,现场使用频率不高,露天悬挂、承受载重、要求耐磨损、耐腐蚀及较高的安全性。
该类钢丝绳是储备期长、使用期短,为保证作业安全,防止重大事故的发生,要十分重视这类钢丝绳的日常维护与保养。
通常选用的规格有6×61+FC-61.0,65.0,67.0,72.0mm;6×37+FC-65.0,72.0mm;6×61+PPC-67.0,72.0mm,6×55SWS+FC-72.0,77.0mm。
3.3海上平台吊机钢丝绳
海上钻井平台多使用吊机进行物资上下平台吊运,钻井设备搬运等,使用频率多,载荷变化多样,长时间暴露在海洋环境中,极易出现疲劳、锈蚀、断丝等现象,这类钢丝绳更要注意日常的维护保养。通常选用的规格有6×25Fi、6×29Fi、6×36SW系列钢丝绳-8。

4结语
海上钻采作业用钢丝绳通常要求高破断拉力,超长度产品,从美国、加拿大等国家进口的钢丝绳比例较高。索具也要使用特殊的生产工艺。海上石化领域由于其新产业、新领域、新环境,钢丝绳的使用受到极大地关注,由于身处海洋之中,安全问题不容忽视。
当今大家可以借鉴国内陆地煤炭行业对钢丝绳的选用及维护管理制度或借鉴国外先进的钢丝绳选用、维护、管理方式,提高我国海上钢丝绳安全指数。


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