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淺析海上石油領(lǐng)域用鋼絲繩的選型

發(fā)布時(shí)間：2021-08-27 15:54　文章來源：未知　文章作者：admin　點(diǎn)擊數(shù)：

我國(guó)油田作業(yè)用鋼絲繩需用量約占鋼絲繩需求總量的3%~5%，但近幾年來又隨著我國(guó)快速的發(fā)展，石油需求量增加，陸地石油儲(chǔ)量及采量的下降，向海洋要石油逐漸成為我國(guó)獲取石油的重


我國(guó)油田作業(yè)用鋼絲繩需用量約占鋼絲繩需求總量的3%~5%，但近幾年來又隨著我國(guó)快速的發(fā)展，石油需求量增加，陸地石油儲(chǔ)量及采量的下降，向海洋要石油逐漸成為我國(guó)獲取石油的重要途徑，海上石油領(lǐng)域的鋼絲繩需求量逐年增加。專家預(yù)測(cè)，在我國(guó)相當(dāng)長(zhǎng)的時(shí)期，石油天然氣工業(yè)都將強(qiáng)勁發(fā)展，并且工作重心逐漸向海洋傾斜。石油天然氣工業(yè)用鋼絲繩的需求會(huì)以每年平均5%~8%的速度增加。由于海上環(huán)境惡劣，鹽堿度、濕度相較于陸地嚴(yán)重，高韌性、厚鍍鋅鋼絲繩的需求量增加，但我國(guó)國(guó)內(nèi)技術(shù)與生產(chǎn)能力不足，海洋石油天然氣開采用鋼絲繩每年進(jìn)口約1000噸。


1現(xiàn)今海上石化用鋼絲繩分析
目前，我國(guó)油田作業(yè)用鋼絲繩依據(jù)美國(guó)石油學(xué)會(huì)《鋼絲繩規(guī)范》（API9A）和《油田鋼絲繩的應(yīng)用、保養(yǎng)和使用的推薦方法》
（APIRP9B）標(biāo)準(zhǔn)生產(chǎn)、制造、選擇、維護(hù)和使用。鋼絲繩的選型基本上科學(xué)合理。油田鉆采及試井、通井、修井、撈油、撈沙等項(xiàng)作業(yè)現(xiàn)用6×19S、6×21S、6×26SW、6×7、18×7、6V×34+FC、6V×43+FC、DD3×19S、DD5×7、K4×39S等結(jié)構(gòu)鋼絲繩，其中以6×19S結(jié)構(gòu)為主，其消耗數(shù)量約占消耗總量的80%
左右。但隨著石油工業(yè)的深層發(fā)展，鋼絲繩的使用呈現(xiàn)多種規(guī)格的發(fā)展趨勢(shì)。油田鋼絲繩具體使用規(guī)格見表1日。

2海上鉆機(jī)用鋼絲繩
石油鉆機(jī)是一組結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，工作環(huán)境比較惡劣的大型成套設(shè)備，鉆井用鋼絲繩要能承受相應(yīng)惡劣的自然條件。鉆井鋼絲繩在具體工作中顯示出有別于其它工程機(jī)械的工作特點(diǎn)。
但國(guó)家的天然氣行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)（SY/T6666-2000《石油天然氣工業(yè)用鋼絲繩的選用和維護(hù)的推薦作法》規(guī)定的安全系數(shù)、滾筒直徑與鋼絲繩公稱直徑比值明顯低于《煤礦安全規(guī)程》相應(yīng)的規(guī)定。
2.1安全系數(shù)差異
（SY/T6666-200《石油天然氣工業(yè)用鋼絲繩的選用和維護(hù)的推薦做法》中對(duì)安全系數(shù)的規(guī)定如表2所示日。
而《煤礦安全規(guī)程》中相近設(shè)備安全系數(shù)規(guī)定的最低值為5，遠(yuǎn)大于石油行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。
2.2滾筒直徑與鋼絲繩公稱直徑比值大
《石油天然氣工業(yè)用鋼絲繩的選用和維護(hù)的推薦作法》關(guān)于滾筒直徑的規(guī)定，滾筒應(yīng)足夠大，繞在鋼絲繩的層數(shù)盡可能最少。出于經(jīng)濟(jì)上的考慮，滾筒直徑的最小值至少是鋼絲繩直徑的20倍。
2.3耐磨損抗疲勞腐蝕
鉆井用鋼絲繩工作過程中，經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)以較高速度頻繁起落，頻繁地承受加載和卸載，造成鋼絲繩疲勞，承載能力下鉆井用鋼絲繩工作環(huán)境惡劣，尤其在海上，鹽分、濕度都很大，如果不注意保養(yǎng)會(huì)很快生銹，鋼絲繩的材質(zhì)一般為45號(hào)，65號(hào)，70號(hào)，80號(hào)鋼，在酸性環(huán)境中高碳鋼鋼絲繩的平均腐蝕速率略高于低碳鋼鋼絲繩的腐蝕速率，在海中多Cl-的環(huán)境中，70鋼材質(zhì)的鋼絲繩發(fā)生點(diǎn)腐蝕的傾向要比低碳鋼的材質(zhì)大10倍，鋼絲繩因?yàn)榉栏坑筒缓脮?huì)使海水（鹽溶液）滲到鋼絲繩中引起縫隙腐蝕，該腐蝕與70鋼材質(zhì)的點(diǎn)腐蝕互相促進(jìn)，加速鋼絲繩的腐蝕國(guó)。
對(duì)于較重的鋼絲繩使用中不注意，容易出現(xiàn)拖行的現(xiàn)象，對(duì)鋼絲繩造成磨損。
海上多風(fēng)也會(huì)造成在作業(yè)過程中，加重鋼絲繩工作載荷，發(fā)生震動(dòng)等，都會(huì)降低鋼絲繩的使用壽命。
2.4堅(jiān)持使用排繩裝置
鑒于鉆井鋼絲繩的工作特點(diǎn)，絞車滾筒上的鋼絲繩必須排列整齊。否則滾筒上的鋼絲繩受到擠壓不均，極易造成損壞，另外在收繩過程中要注意繩上有無(wú)固體顆粒，否則固體顆粒會(huì)使鋼絲繩受傷。對(duì)于大型的絞車，都配有自動(dòng)的排繩裝置，可以在無(wú)人的情況下自動(dòng)排繩，但對(duì)于一些小型的氣動(dòng)絞車，即便安裝了排繩裝置也是極其簡(jiǎn)陋的，仍需要操作人員手動(dòng)排繩，而在緊張的工作中是沒有那么多時(shí)間去手動(dòng)排繩的，這就造成了鋼絲繩的損傷。

3海上石化其它鋼絲繩
3.1采油作業(yè)用鋼絲繩
這里的采油作業(yè)用鋼絲繩指的是抽油機(jī)所用的鋼絲繩。這類鋼絲繩起到連接抽油機(jī)頭和抽油桿的作用，由于拽引鋼絲繩在工作中頻繁承受懸點(diǎn)載荷提起、降落、制動(dòng)時(shí)的沖擊，因此在強(qiáng)度、撓性和耐磨性上都要求很高。這類鋼絲繩的使用數(shù)量約占石油天然氣工業(yè)用鋼絲繩總量的10%。通常選用18×7、FNR35類不旋轉(zhuǎn)鋼絲繩4-4。
3.2鉆機(jī)井架起升鋼絲繩
自升式井架與底座的起升用粗直徑鋼絲繩僅在鉆機(jī)移動(dòng)時(shí)使用，現(xiàn)場(chǎng)使用頻率不高，露天懸掛、承受載重、要求耐磨損、耐腐蝕及較高的安全性。
該類鋼絲繩是儲(chǔ)備期長(zhǎng)、使用期短，為保證作業(yè)安全，防止重大事故的發(fā)生，要十分重視這類鋼絲繩的日常維護(hù)與保養(yǎng)。
通常選用的規(guī)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海上平臺(tái)吊機(jī)鋼絲繩
海上鉆井平臺(tái)多使用吊機(jī)進(jìn)行物資上下平臺(tái)吊運(yùn)，鉆井設(shè)備搬運(yùn)等，使用頻率多，載荷變化多樣，長(zhǎng)時(shí)間暴露在海洋環(huán)境中，極易出現(xiàn)疲勞、銹蝕、斷絲等現(xiàn)象，這類鋼絲繩更要注意日常的維護(hù)保養(yǎng)。通常選用的規(guī)格有6×25Fi、6×29Fi、6×36SW系列鋼絲繩-8。

4結(jié)語(yǔ)
海上鉆采作業(yè)用鋼絲繩通常要求高破斷拉力，超長(zhǎng)度產(chǎn)品，從美國(guó)、加拿大等國(guó)家進(jìn)口的鋼絲繩比例較高。索具也要使用特殊的生產(chǎn)工藝。海上石化領(lǐng)域由于其新產(chǎn)業(yè)、新領(lǐng)域、新環(huán)境，鋼絲繩的使用受到極大地關(guān)注，由于身處海洋之中，安全問題不容忽視。
當(dāng)今我們可以借鑒國(guó)內(nèi)陸地煤炭行業(yè)對(duì)鋼絲繩的選用及維護(hù)管理制度或借鑒國(guó)外先進(jìn)的鋼絲繩選用、維護(hù)、管理方式，提高我國(guó)海上鋼絲繩安全指數(shù)。