滑大绳、割大绳使用及计算方法
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钻井大绳滑绳、割绳作业和大绳的正确使用一. 滑大绳与割大绳的目的
钻机的提升能力决定了钻井大绳的配套标准,各类钻机提升载荷不同,配套大绳的类型以及抗拉强度也不同。大绳的使用寿命与其配套时设计安全系数以及使用方法有关,各类钢丝绳最小安全系数API标准见表一,钻井现场常用大绳抗拉强度数据见表二。在大绳类型选定之后,其使用寿命完全取决于现场的正确操作。
表一.常用钢丝绳最小安全系数API标准
序号 项目 钢丝绳 安 全 系 数
1 顿钻
2 转盘
3 捞砂 钢丝绳
4 起升
5 下
6 处理事故
7 常规 吊装作业
使用工况 钻机大绳 钻机大绳 井架大绳 套管作业
3.0 3.0 3.0 2.5 2.0 2.0 3.0 表二.钻井现场常用大绳抗拉强度数据
序号 项目 钢丝绳 公称尺寸 抗 拉 强 度
英寸 mm ton 1 1 25.4 37.9 2 1-1/8 28.6 47.7 3 1-1/4 31.8 58.6 4 1-3/8 34.9 70.5 5 1-1/2 38.1 83.5 备注:本抗拉强度数据表只针对金属芯、6*19、强化犁钢材质的钻井大绳,现场使用时以厂家提供的数据为准。
大绳在使用过程其磨损主要分为两种: 1. 贯穿整条大绳的磨损。 2. 关键磨损点的磨损。 关键磨损点主要分为两种:
1. 钢丝绳与滑轮之间的接触点(取决于井架高度与提升点)。
2. 特殊拐点,即滚筒上两圈之间的转换点(取决于滚筒直径与宽度)。 为延长大绳的使用寿命,只有定期改变关键磨损点的位置。滑绳与割绳的主要目的就是不断分散关键磨损点,尽可能使整条大绳的磨损达到均匀,以避免关键磨损点长期作用于同一位置而造成大绳局部损伤,从而影响整条大绳的寿命。 二. 大绳功的计算
为了分散关键磨损点,现场以大绳所做的功为参考依据。在转盘钻井各种工况条件下,包括钻进、取芯、打捞、起下钻、下套管等,根据API标准,其计算公式如下:
1. 在井深为H时起下一趟钻大绳所做的功
Tm=〔PH(H+L)+4H(W +d /2)〕*10-6 其中:Tm=大绳功(ton·km); H=起下钻时的井深(m); L=一根钻杆立柱的长度(m);
P=钻杆在泥浆中的单位长度的重量,(包括工具接头,kg/m); W=游动系统总重量,包括游车、大钩、吊卡等,(kg);
d=有效钻铤重量,即钻铤浮重减去与钻铤等长的钻杆的浮重,(kg)。 2. 从井深H1钻至井深H2时大绳所做的功(ton·