滑大绳、割大绳使用及计算方法
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绳索的使用方法
绳索的使用方法是指如何正确、安全、有效地使用绳索进行各种操作,包括但不限于打结、制作绳索、搭设绳索通道、吊装重物和锚定等。
这些操作在日常生活中和各种专业领域中都有广泛的应用,如户外运动、建筑、救援等。
以下是绳索使用方法的示例:
1.打结:这是绳索使用中最基本的技能之一。
通过打结,可以固定绳索在一
端,或连接两根或多根绳索。
例如,单结、双结、称人结等。
2.制作绳索:当需要更长的绳索时,可以将多根短绳或线材连接起来。
常见
的编织方法有平结、斜结、玉米结等。
3.搭设绳索通道:在攀岩、探险等活动中,可能需要搭建绳索通道来帮助人
员上下或通过危险区域。
这需要选择合适的固定点,确保绳索的承重能力和磨损情况。
4.吊装重物:使用绳索可以吊装重物,从一个地方移动到另一个地方。
在吊
装过程中,需要合理选择固定点和吊装方式,以确保安全和有效。
5.锚定:使用绳索将船只、车辆等固定在某个位置上,以防止其受到水流、
风等因素的影响而移动位置。
这需要合理选择锚点,并确保固定点的稳定性。
总结来说,绳索的使用方法是指如何正确、安全、有效地使用绳索进行各种操作。
这些操作在日常生活和专业领域中都有广泛的应用,需要认真学习和掌握相关知识和技能,以确保安全和有效性。
1 技术数据1、两次倒大绳和割大绳之间的吨英里数:1″钻井大绳< 40002、附录B 适用于不同规格钻井大绳切割程序3、切割长度:108英尺 (11.5圈),参照钻井大绳切割程序4、新滚筒上大绳长度:7500英尺(1200米)5、大绳直径:1″6、游车滑轮直径:607、天车滑轮直径:60 吨英里计算为了准确记录大绳所做的功,必须计算大绳的提升重量及提升或下放的行程。
在工程术语中,功是用尺磅计量的。
在钻井中由于载荷和行程数值太大,所以人们用吨英里来计量。
一吨英里等于10560000尺磅,相当于提升2000磅的重物移动5280英尺。
计算大绳所做的功是为决定在何时并滑掉多少大绳提供依据。
由于大绳的磨损沿使用的大绳均布,这样通过计算大绳的累积吨英里数,就可以确定割掉多长大绳,使得割掉的每英尺大绳的吨英里数相同。
计算规则各种钻井作业中(钻进、取心、打捞、下套管等)大绳所做的功都可以估算出来。
尽管有诸多影响因素,如:加速和减速引起的应力变化、垂直应力、与滚筒和滑轮表面接触产生的摩擦力以及大绳磨损后产生的影响,计算时可以不考虑,但是大绳在起下钻、钻进、取心、下套管和短起下钻时提升和下放载荷的过程中, 被估算出来的预期磨损量的参考值,应予以考虑在大绳所做的功中。
日常大绳所做的功是通过kdaN-km 或吨英里数来计算的,并记录在钻井日报表上,这样可以监测滑大绳和割掉大绳的长度。
为了确保准确提供滑大绳和割大绳的长度,司钻和钻井监督必须定期检查钻井大绳。
发行版本:A文件编码:GWDC/HSEDOP3-012 发布日期: 2003.10.15倒 大 绳 或 割 大 绳使用国际单位制时,功应该用焦耳(N-M )表示,尽管在钻井技术手册上功的单位用kdaN-km 表示(大约相当于1吨公里)。
换算关系是:1kdaN-km=10MJ 由吨英里换算成kdaN-km 和 MJ :a) 1 ton-mile = 1.43 kdaN-km ;1 kdaN-km = 0.70 ton-mile b) 1 ton-mile = 14.3 MJ ;1 MJ = 0.07 ton-mile1、国际单位制换算公式 ⑴起下钻其中:T r = 所作的功 (kdaN-km) D = 井深或起下钻井深 (m) L st = 钻柱长度 (m)W m = 泥浆中每米钻杆的重量 (kgf/m)M = 游车、大钩、卡瓦、顶驱装备的重量 (kgf)C = 实际钻铤重量 (泥浆中钻铤总重量-泥浆中同等长度钻杆重量- kgf) 注意 :质量为1kg 的物质重量为9.8N ⑵钻进/取心其中:T d =钻进时做的功(kdaN-km ) T r1=T r 在井深1时 T r2=T r 在井深2时 ⑶下套管其中:T c =所做的功 (kdaN-km) D =套管下深(m)L c =套管接头的平均长度(m) W c =泥浆中的套管重量(kgf/m) 2、现场工程单位换算公式 ⑴起下钻其中:T r = 所做的功(ton-miles ) D = 井深或起下钻深度 (ft) L st = 钻柱长度 (ft)W m = 泥浆中每英尺钻杆的重量 (lbs) M = 游车、大钩及吊卡的重量(lbs)C = 实际钻铤重量 (泥浆中钻铤总重量-泥浆中同等长度钻杆重量- lbs) ⑵钻进/取心其中:T d =钻进时做的功(kdaN-km ) T r1=T r 在井深1时 T r2=T r 在井深2时 ⑶下套管其中:T c=所做的功(ton-miles)D =套管下深(ft)L c =套管接头的平均长度(ft)W c =泥浆中套管重量(lbs/ft)附录A:由IADC提供的吨英里计算公式列表。
钢丝绳使用说明书1. 介绍钢丝绳是由多股金属丝捻合而成的柔性索具,具有高强度、耐磨损、耐腐蚀等优点,广泛应用于建筑、运输、石油化工等领域。
本使用说明书将详细介绍钢丝绳的使用方法、注意事项和维护保养等内容,以确保钢丝绳在使用过程中能够达到最佳效果并保证工作安全。
2. 使用方法- 安装:将钢丝绳正确地安装在相应设备上,确保每股丝绳都被正确使用,并结扎牢固。
- 松紧度:根据实际使用需求,调整钢丝绳的张力。
过松的钢丝绳可能会影响其使用寿命,过紧则会增加使用风险。
建议使用专业设备进行张力调整。
- 使用范围:根据钢丝绳的最大承载限制,确保在安全范围内使用。
不要超载使用,以免造成钢丝绳断裂或损坏。
3. 注意事项- 避免过度弯曲:钢丝绳弯曲时可能会造成损伤,导致断裂。
在使用中,避免过度弯曲或折叠钢丝绳,减少损伤风险。
- 避免摩擦:钢丝绳与其他物体的摩擦会导致表面磨损,减少强度。
在使用过程中,要避免钢丝绳与悬挂的物体、固定定位点等直接接触,以减少摩擦损伤。
- 定期检查:定期检查钢丝绳的表面状况,包括断丝、变形、锈蚀等情况。
如发现异常情况,应及时更换钢丝绳,确保使用安全。
- 防护措施:在使用钢丝绳时,应戴上耐切割手套,以防止手部受伤。
同时,确保工作区域没有其他人员站立,以减少伤害风险。
4. 维护保养- 清洁:定期使用清洁剂清洁钢丝绳的表面,去除尘土、油污等。
使用软毛刷轻轻擦拭,避免使用硬物刮擦以防表面损伤。
- 润滑:根据使用频率和工作环境,定期给钢丝绳进行润滑保养。
选择适合的润滑剂,涂抹在钢丝绳表面,确保润滑剂能够渗入绳芯,提高其灵活性和耐磨性。
- 存储:当钢丝绳不使用时,应垂直存放在干燥通风的地方,避免阳光直射、高温、潮湿等不利因素,以免造成钢丝绳质量下降。
5. 应急处理- 断裂:如果钢丝绳在使用过程中发生断裂,应立即停止使用,并替换为新的钢丝绳。
同时,要检查其他部分是否有损坏或松动,以防类似事故再次发生。
- 损伤:如果钢丝绳在使用过程中受到磨损、切割等损伤,也应立即停止使用,并更换为新的钢丝绳。
穿大绳安全操作规程1人员准备1.1井队司钻,井架工,钻工等班组人员为本作业操作人员。
1.2机械师为该作业的技术指导人员,并对死、活绳头的固定情况进行确认。
1.3安全官对整个作业过程进行安全监督。
2工具准备2.1载人吊篮、牵引绳2.2拆装死/活绳头卡子的扳手2.3钢丝绳剪绳器2.4蛇皮接绳器3安全注意事项3.1在穿大绳作业开始之前,必须先召开工前会。
3.2进行该项作业时,所有人员之间保持联系。
3.3装在绞车滚筒上的活绳头卡套,必须每次进行检查。
3.4在作业开始之前,必须检查吊游车的绳套、卸扣、蛇皮接绳器和安全带。
3.5在井架上工作的所有人员,必须身戴安全带。
3.6在作业开始之前,必须外观检查钻井大绳。
3.7要检查确认,新大绳的尺寸和技术规范是否正确。
3.8要避免新大绳与井架或底座摩擦刮碰。
3.9新大绳必须在拉伸状态下缠到绞车滚筒上。
3.10绝不能让新大绳落地,以防沾上砂子或脏物。
3.11在穿大绳之前,要检查天车滑轮的磨损情况。
3.12要特别注意不能让大绳结纽。
4操作程序4.1用新大绳换旧大绳4.1.1把钻具坐在卡瓦上,接全开安全阀。
4.1.2调整过卷阀位置,避免换大绳时触发防碰天车。
4.1.3用专用悬吊绳或吊车将游车挂好。
4.1.4留出穿蛇皮接绳器的长度之后,用液压切绳器,将旧储备筒上多余的大绳切掉。
4.1.5从导绳器上卸掉旧大绳储备筒,装上新储备筒。
4.1.6清洗蛇皮接绳器的新旧两个大绳头,除掉任何油脂(蛇皮接绳器依靠摩擦锁紧)。
4.1.7用蛇皮接绳器把新旧两个绳头接起来。
要保证把足够长的绳头穿入接绳器内。
4.1.8为了增加抗拉强度,在新旧绳头各钉四个钉子。
然后用铁丝和胶布将蛇皮接绳器包起来。
4.1.9卸掉死绳固定器卡子,取出旧大绳。
4.1.10在死绳固定器旁边装一个适当尺寸的开口滑轮。
4.1.11从死绳固定器内取出的旧大绳装到开口滑轮内。
4.1.12司钻正向转动绞车,井架工守住天车,副司钻守住游车,当蛇皮接绳器通过天车轮和游车轮时,通知司钻。
钻井大绳滑、割安全操作规程1人员准备1.1任何在基准面2米以上高处作业的人员等。
2工具准备2.1套筒扳手和棘轮、扭矩扳手、液压剪绳器、液压油和手压泵、悬挂游车的钢丝绳、两副安全带、钢丝刷子、清洁剂、软绳子或吊带。
2.2同时使用工衣、手套、安全帽、防护眼镜等其他PPE。
3安全注意事项3.1严禁钻具在裸眼井段或空井时进行滑割大绳作业;3.2在任何情况下,对大绳进行肉眼检查的结果要优先于滑、割大绳程序决定的时机;.3.3在从事和大绳有关的作业时,都要确保当吊卡放到转盘面时,滚筒上至少应该有10圈的大绳;3.4在下放或拆甩顶驱之前,确保在滚筒上有足够的大绳圈数;3.5每次更换大绳时,活绳卡子必须更换;3.6在游车或顶驱上工作期间必须使用安全带;4安全作业标准4.1作业之前召开安全会议和进行JSA分析,确保所有的人员完全明白正确的工作程序和需要观察的安全注意事项并在现场开具工作许可(PTW);4.2和作业无关的人员不要站在钻台上;4.3要在套管内、钻头接近套管鞋的位置,进行大绳滑割作业;4.4确保所有的吊装设备(卸扣、吊带等)是经过检测的,并且尺寸合适;4.5确保所有的工具和设备都是清洁并处于工作状态;4.6确保游车悬挂钢丝绳经过检测并有颜色代码;4.7当大绳从滚筒上全部倒出来后,检查滚筒绳槽的磨损情况;4.8结束作业后,把滚筒前护罩安装固定牢靠;4.9司钻在班组日志上记录当天的大绳滑割作业,带班队长需要在DDR和IADC报表上显示大绳滑割长度,大绳滑割后大绳吨英里重新计算。
5作业程序5.1滑大绳5.1.1司钻上提钻具、井筒内灌满泥浆,flow check15分钟,坐卡瓦;.5.1.2司钻提起吊卡,在钻杆上安装方钻杆旋塞并打到开位。
在滑大绳全程安排专人坐岗监测泥浆液面,遇到异常情况,及时汇报;5.1.3钻工倒出足够的(20米左右)新大绳;5.1.4无关人员离开钻台;5.1.5井架工或钻工带上安全带,把游车或顶驱挂在专门悬挂游车的绳子上;5.1.6根据井架工的手势,司钻缓慢下放游车,把游车挂好;5.1.7使用扭矩扳手,卸松死绳固定器上的卡子螺栓;但是不要把卡子完全松开;5.1.8松开指重表传压包的卡子螺栓,从而得以把大绳滑入到大绳滚筒里;5.1.9三个钻工从死绳固定器处,拉动大绳慢慢往上送钻井大绳;5.1.10司钻缓慢挂合离合器,慢慢在滚筒上缠上合适的长度(取决于大绳吨公里计算),同时从死绳固定器处逐渐向上送大绳;;5.1.11根据司钻的要求,用扭矩扳手上紧死绳固定器的螺栓;5.1.12不许对死绳固定器本身进行润滑;5.1.13司钻慢慢上提游车,井架工取掉悬挂绳并把绳子绑到安全的位置;5.1.14检查悬重传感器的间隙;5.1.15司钻重新启动防碰天车,并进行调整,然后对刹车系统进行检查;5.1.16卸下方钻杆旋塞;.5.1.17恢复正常作业。
钻井大绳倒、割作业程序1作业应具备的条件1.1确保所有作业人员熟悉本作业文件,能按作业程序正确操作。
1.2作业环境良好,一般应在没有大风、大雨的白天进行,特殊情况夜间作业时,井架四周要有充足的照明。
1.3井口附近及绞车前方工作区域无障碍物。
2HSE风险提示和削减措施HSE风险提示削减措施⑴防止大绳断丝刺伤手或身体其他部位以及发生绳头散开或弹出伤人事件⑴手与钢丝绳接触时,仔细观察,不要接触有断丝或毛刺的钢丝绳;戴棉手套⑵切割钢丝绳前,必须在切割处两边用细钢丝将断头扎结牢靠,防止切断的绳头散开或弹出伤人⑵防止发生金属飞溅对眼睛的伤害⑴用电焊刺断钢丝绳时清除焊渣⑵作业人员必须戴护目镜⑶防止发生钢丝绳打伤人事故⑴控制钢丝绳从卷绳筒松动的速度,避免在放绳过程中跑大圈或绳扭结以及钢丝绳形成绳环⑵卷绳筒周围的人要注意避开放出的钢丝绳,钻台上、场地上的人员不能从钢丝绳上、下通过⑶穿大绳时大绳与连接必须连接牢靠,防止与井架碰刮、脱开⑷防止发生人员高空坠落事故、高空落物伤害⑴作业前检查倒绳装置,确保旋转部位护罩齐全⑵上井架作业人员系好安全带⑶作业人员随身携带的工具应系好保险绳⑷严禁从井架或天车上往下扔工具等物件⑸作业结束时清理井架及天车上所有工具及物件3设备和工具的检查3.1钢丝绳切割工具(设备)。
3.232mm和36mm的扳手。
3.3拉拔器。
3.4活动扳手。
3.5大锤和撬棍。
3.6护目镜。
3.7做标记用的油漆。
3.8全身式安全带,在使用前应进行检查和调节。
3.9扭矩扳手。
3.10井架上工具需使用安全尾绳。
4准备工作4.1召开作业前HSE会议,明确作业负责人、HSE风险和削减措施,指定专人指挥。
4.2作业人员穿戴符合要求的劳保用品。
高空作业人员必须系安全带,戴无油脂的手套。
4.3热作业切割钢丝绳时,应事先办理“动火票”。
使用电焊割断钢丝绳时,用电符合安全规定,电焊机必须接地。
4.4拆松防碰天车。
5作业步骤5.1倒大绳。
关于滑割大绳:1,为什么要滑/割钻井大绳:大绳在作业过程中受到拉、扭、挤压等应力而做功,导致了大绳磨损和疲劳。
主要又以拉应力做功为主要影响和考虑因素。
从死绳头到活绳头之间的所有段大绳中,在相同钻井作业情况下以快绳做功最多(因为所有绳段所受拉力相同,但快绳运动距离最长,因而做功最多)。
所以为了安全起见,在大绳做功达到一定程度后,就需要将做功最多的那一段快绳段缠绕在滚筒上(滑大绳),或将该靠近活绳头的一定长度的快绳割掉(割大绳)2,什么时候滑/割大绳:a,一般来说,在下套管前、处理卡钻事故后(或前),都可以考虑滑/割大绳;也就是在进行重负荷作业前后根据情况考虑是否滑/割大绳.b,任何时候发现大绳有断丝、变形,应该考虑尽快滑/割大绳c,根据钻井行业大绳做功计算结果即“吨公里”/“吨英里”来滑/割大绳。
3,吨公里的计算:根据钻井作业大致可以分为起下钻、钻进、划眼、下套管/油管、下尾管这几种工况,没种工况都有其不同的计算吨公里的公式,具体公司可以从各油田的装备部或各钻井公司的作业文件查到,当然也可以进行推导,计算思路其实很简单,核心公式就是初中物理的做功公式,即“力X距离=功”,以下钻为例,每下一柱钻具对整个大绳的作用力都是不一样的,是逐渐增加的,把所有下入的钻具做的工累加会推导出一个累加公式,这个公式就是下钻作业的吨公里公式,在计算时要把游车/顶驱的重量所做的功考虑进去。
4,吨公里怎么用:不同大绳直径和滚筒直径会有一个割滑系数,即推荐达到多少吨公里后进行割滑大绳,这个可以从厂家的钻机大绳使用说明书上查到,各油田和钻井公司的作业指导书上也能查到,比如37“滚筒1-1/2”大绳一般是3000吨公里左右滑/割27~30米。
吨公里需要每天/每班计算并累计,当达到推荐的滑割大绳吨公里前,就应该考虑安排滑/割大绳了。
每次滑/割大绳后,累计的吨公里归零,从新开始累计。
5,国际通用标准是不推荐滑大绳,而要求每次直接割大绳,因为滑大绳是将大绳缠绕在滚筒上,当滚筒上的大绳缠绕层数多了后很容易使大绳产生变形,反而缩短了大绳的使用寿命。
长庆石油勘探局钻井工程总公司HSE作业文件Q/CQZJ HSE ZY045—2006倒大绳和割大绳作业程序1 作业应具备的条件1.1 确保所有作业人员熟悉本作业文件,能正确按作业程序操作。
1.2作业环境良好,一般应在没有较大风雨的白天进行,特殊情况夜间作业时,井架四周要有充足的照明。
1.3 井口附近及绞车前方工作区域无障碍物。
2 HSE提示和削减措施3 设备和工具的检查3.1钢丝绳切割工具(设备)。
3.2 32mm和36mm的扳手。
3.3 拉拔器。
3.4 活动扳手。
3.5 大锤和撬杠。
3.6 护目镜。
3.7 标记钢丝绳和滚筒的油漆。
3.8 全身式安全带,在使用前应进行调节。
3.9 扭矩扳手。
3.10 井架上工具需使用安全尾绳。
4 准备工作4.1 召开作业前HSE会议,明确作业负责人,HSE风险和削减措施,指定专人指挥。
4.2作业人员穿戴符合要求的劳保护具,如护目镜、高空作业人员必须系安全带,无油脂的手套。
4.3热作业切割钢丝绳时,事先办理动火票,使用电焊割断钢丝绳时,符合安全用电规定,电焊机必须接地。
4.4 拆松防碰天车。
5 作业步骤5.1倒大绳5.1.1 将液气大钳移离井口,提供足够的工作空间。
5.1.2 释放滚筒刹车。
5.1.3 把游车摆靠在大门坡道上,并固定防止游车移动(用Ф19钢丝绳一端与游车相连,一端与小鼠洞相连)并把活绳与靠近它的另一根钢丝绳用绳卡卡在一起,作为安全绳卡。
5.1.4 卸开绞车滚筒护罩。
5.1.5 标出切割大绳标记点。
5.1.6 松开死活绳头,松开安全绳卡。
5.1.7给大绳滚筒位置旁作业人员一个信号,在绞车滚筒上缠上切割的大绳数量,要以中等速度确保钢丝绳能够整齐地缠在滚筒槽内。
5.1.8 倒出滚筒要切割大绳,在标记点割断大绳。
5.2如果存储滚筒上钢丝绳比需要切割的钢丝绳短,就要安装新的钢丝绳存储滚筒来替换旧的存储滚筒,旧的大绳也要被新的代替。
5.2.1将两个特殊的钢丝绳锁扣用一个转环连接在一起(称为蛇皮锁扣,如图1),用来将旧钢丝绳连接在存储滚筒上的新钢丝绳上。
倒大绳作业程序根据API RP 9B ,并结合GW121钻机的具体参数:井架高度:45.5M滚筒直径:770MM大绳直径:38MM 1-1/2英寸所钻地层:中软-中并取安全系数为5则有:大绳作功极限为:2864吨-公里(2000吨-英里),每次切割长度:27.5 米,滚筒 上11 1/2圈。
工具的准备:36MM 套筒扳手 气割或断绳器 撬杠 8磅榔头 24寸的管钳 24、27、32 的梅花扳手 5米长的棕绳 2根1寸7米的钢绳一 大绳作功接近2000T-M 时,填写《工作许可证》,报监督同意并签字后, 起钻到 套 管鞋。
二用灌浆罐和灌浆泵连续向井筒内灌泥浆,并有专人记录罐内的泥浆量(循环 接头和回压凡尔必须预备好)。
三 井架工和司钻配合把游车大钩挂在井架的左右两侧上。
四 司钻慢放游车,使大绳放松。
司钻数清滚筒上现存的缠绳圈数,并在大绳滚筒上12 圈处出作明显记号。
五 井架工和场地工配合去卸死绳,其他人员配合司钻把滚筒上的大绳全部卸下,并立即卸掉活绳头,并由专业人员在司钻的记号处把大绳割断。
六 全部人员集中力量上紧活绳头,司钻慢合低速离合器,钻台人员配合把大绳排齐,并排到原来卸活绳头之前的圈数。
井架工和场地工在钻台下操作大绳支架上的气葫芦配合司钻排放大绳。
七 井架工和场地工负责把死绳头上紧。
八 井架工配合司钻把游车的吊绳摘掉,司钻起放空游车以试验大绳排列是否理想。
九 报告监督,恢复生产。
附:大绳吨-1 起下钻作业:式中:T M =钢丝绳所作的功吨-公里;L=井深(米);I=立根长度(米);D=钻铤在泥浆中的重量减去同长度的钻杆在泥浆中的重量(公斤);Pe=钻杆在泥浆中的段重(公斤/米);P=游动滑车组的总重量(公斤)。
2 钻进作业:式中:T f =钻至井深 T f <L1-L2>=由L1加深至L2所作的功。
3 取心作业:式中:Tc<L1-L2>= 从井深L1取心至L2所作的功。
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。
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T m=〔PH(H+L)+4H(W +d /2)〕*10-6其中:T m=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·km)T d=2*(T2–T1),钻进过程无划眼;T d=3*(T2–T1),钻进过程每个单根打完划眼一遍;T d=4*(T2–T1),钻进过程每个单根打完划眼二遍。
3.从井深H1取芯钻进至井深H2时大绳所做的功(ton·km)T d=2*(T2–T1)。
4.下套管时大绳所做的功T m=1/2*〔PH(H+L)+4HW〕*10-6;其中:T m=大绳功(ton·km);P=单位长度的套管浮重(kg/m);H=套管下深(m);L=套管单根的平均长度(m);W=游动系统总重量,包括游车、大钩、吊卡等,(kg)。
考虑到钻井作业的复杂性,上述公式并不能完全、真正反映大绳在各种工况下所做的功,譬如震动应力、摩擦应力、加速度等,但作为正确使用大绳的一种参考,已经完全能满足生产实践的需要。
那么,大绳在什么时候应该进行滑大绳、割大绳作业?大绳累计做功达到多少时才应该进行割大绳作业?滑绳与割绳长度又该如何确定呢?三.钻井大绳割绳前累计功API标准数据的应用滑大绳的目的是尽可能均匀分散钢丝绳系统中的摩擦,使绳系中各关键摩擦点不断改变位置。
但滑绳不会影响滚筒上的特殊拐点,为了避免大绳上的某一点一直作用在拐点位置,就需要进行割大绳作业。
割绳作业的依据是使在滚筒顶端割掉的钢丝绳恰好达到或尽可能接近其使用寿命。
表三为常用钻井大绳割绳时大绳累计功API参考数据。
表三所列出的是金属芯、6*19、强化犁钢材质的钻井大绳在安全系数为5的情况下割绳前大绳所做的累计功的参考数据。
在选用该数据时,参照标准为钢丝绳公称直径与作业难度,井架高度只是说明井架和钢丝绳的一般配合规范,不影响数据的使用。
另外,在实际作业过程中,因为受井深、钻具结构、作业工况等各种因素的影响,大绳的安全系数是一个变量,是随工况变化而随时变化的。
为了保证大绳使用安全、简化维护程序,一般以各种工况时的最小安全系数为标准。
即:1.正常钻进或取芯作业过程为计算当班累计功以交班时的钻具悬重计算安全系数;2.起下钻或下套管作业时以钻具到达井底时的钻具悬重计算安全系数。
3.特殊工况依此类推,求取最小安全系数。
因为安全系数的变化很大,表三所给的大绳累计功参考数据必须予以修正,否则会对大绳使用寿命和经济性造成很大的影响。
修正曲线如下图所示:安全系数的计算方法如下:1.计算快绳拉力F=W÷(A×N) ;其中:W=钩载,ton;A=缠绳效率(见表四);N=大绳绳数。
2.计算安全系数SF=T÷F;其中:T=大绳抗拉强度,ton(见表二);缠绳效率与游动系统的轴承类型和缠绳数有关,其计算方法如下:A=(K N-1)÷〔N×(K-1)×K N〕;其中:K=不同轴承类型的游动系统的摩擦系数。
根据缠绳效率计算公式,对于滑动轴承(K=1.09)与滚柱轴承(K=1.04)的游动系统,对应不同的钢丝绳数,计算得出其缠绳效率如表四:综上所述,对于不同的钻井工序,首先根据现场作业情况求出大绳的安全系数,然后结合安全系数校正曲线得出校正系数,在此基础上,结合钻机结构参数(井架高度与大绳尺寸)和作业难度即可获得某一钻机在各种工况下割绳时的大绳累计功的参考数据。
在现场经过计算,确认大绳实际累计功已经达到割绳标准,准备进行割绳,那么割绳长度应该如何确定呢?在施工过程为不断分散关键摩擦点需要分次进行滑绳,滑绳应该参照什么依据进行呢?四.钻井大绳割绳长度API标准数据的应用和滑绳次数与长度的确定大绳的割绳长度受到各种因素的影响,譬如:1.在游车运动范围底部和顶部的载荷提升点;2.滚筒上拐点的位置和滚筒尺寸;3.大绳尺寸与质量;4.所采用的安全系数与钢丝绳的工况等。
为了简化现场操作,对于不同高度的井架和各类钻机不同尺寸的滚筒直径,API推荐割绳长度见下表(表四)。
备注:1.所谓遮程圈数即吊环刚好接触转盘面位置时,滚筒上应该缠绕的大绳圈数。
2.对于同一种钻机,因井架高度和滚筒直径已经确定,遮程圈数为一常数。
3.遮程圈数与割绳长度遵循以下关系,即:割绳长度=遮程圈数*滚筒周长。
4.实际井架高度和滚筒直径与表中数据不一定完全吻合,此时应该选择最接近的数值。
在每两次割绳之间都应该进行滑绳,滑绳的次数取决于现场作业实际情况(一般都是钻具在套管角时进行此项作业)。
针对某一确定钻机,滑绳的长度取决于大绳实际累计功。
譬如,某70D钻机在作业难度中等、快绳安全系数为5的情况下,累计做功达3437ton·km时应该割绳34.7m,那么,当实际大绳累计功达到800ton·km时滑绳长度应该为8.08m。
滑绳长度的确定还应考虑另外一个因素,即:滑绳长度必须足够长以避免大绳同一部分两次出现在同一关键摩擦位置。
譬如,某70D钻机天车轮外径¢1524mm,则大绳与滑轮之间关键摩擦段的长度为:L=3.14*1.524/2=2.4m,因此该钻机滑绳时最小滑绳长度不得小于2.4m,否则滑绳没有意义。
当大绳功达到割绳标准时,累计滑绳的长度应该恰好等于API推荐割绳长度。
割绳后,累计功从0开始重新计算,准备下一轮次的滑绳与割绳。
五.钻井大绳常见损坏类型和原因钻井现场由于作业环境的复杂性,如果作业人员操作不当会对钻井大绳造成各种各样的损坏,如果不加以识别和控制,一则会损坏钻井设备、增加钻井成本,二则可能会造成一些意想不到的事故,因此对大绳常见的损坏类型和原因进行分析、并采取针对性的措施是非常重要的。
1.钢丝绳断裂。
原因:由于恶性碰撞或过载提升造成钢丝绳超过其额定负载能力,或者由于钢丝绳打扭、钢丝绳局部磨损、钢丝绳锈蚀、存放时间过长造成钢丝绳弹性减弱等都会使钢丝绳在正常工作时出现断裂现象。
2.钢丝绳一股或多股断裂。
原因:钢丝绳过载、打扭、局部磨损或锈蚀;疲劳损坏、钢丝绳运行速度过快、缠入滚筒时太松、固定部位振动应力集中。
3.过度腐蚀。
原因:缺乏润滑和涂层保护、长期暴露在腐蚀性气体和液体环境中、长期不用而未采取保护措施。
4.在拖运过程由于操作不当造成钢丝绳破坏。
原因:滚动时强行通过金属障碍物、卸装时直接从平台上滚落、使用链式绳索捆扎、提吊时直接将钢丝绳套捆在卷筒上。
5.绳头固定端损坏。
原因:卡绳器磨损或尺寸不配套、紧固时方法不正确。
一般表现为固定座中钢丝绳散开、变松甚至拔出。
6.纽绞或弯曲。
原因:往滚筒上绕大绳时或抽大绳时方法不正确、钢丝绳经过小滑轮或障碍物时受到挤压。
7.钢丝绳过早破坏。
原因:由于滑动和摩擦、压力等引发的摩擦热使钢丝绳内部发生物理、化学变化。
8.局部磨损。
原因:穿绳或滑绳方法不正确、提升装置有损伤。
9.研磨造成的磨损。
原因:缺乏润滑、绳卡子使用不当、工作环境沙尘含量过高、与静态物体摩擦、钢丝绳偏离滑轮中心、滑轮槽偏小等。
10.钢丝绳疲劳破坏。
原因:高速提升过程中的震动、固定端的应力集中、欠尺寸滑轮或滑轮槽、钢丝绳规格不当等。
11.钢丝绳磨平或挤压变形。
原因:过载、滚筒上缠绳太松、活绳端割绳长度不足、遮程圈数太多、滚筒大绳槽磨损等。
六.提高大绳使用效率的几种方法根据设备使用要求,正确选购钻井大绳,并按API标准进行维护和使用,能够确保钻井作业的安全、高效运行,降低钢丝绳使用成本,减少设备异常损坏。
为提高大绳使用效率,应当注意以下几点:1.选购较长的大绳以增加滑绳次数。
大绳越长,可滑绳的次数越多,越有利于降低每米大绳的使用成本。
2.大绳搬运过程采取正确的吊装、转运方法,防止与金属部件碰撞,防止激烈冲击。
3.大绳储存过程注意采取保护措施,防止腐蚀、受热、雨水淋蚀等。
4.使用带槽滚筒以改善缠绳效果、减少磨损。
5.使用正确的卷绳机,保证钢丝绳排绳效果。
6.限止快绳运行速度,最大不得超过20m/s。
7.防止钢丝绳绞扭、摩擦、弯曲等。
8.根据作业工况正确的进行滑大绳和割大绳作业,防止钢丝绳因局部损坏而影响整条大绳的寿命。
9.按API标准使用正确的遮绳圈数,滚筒上缠绳圈数过多不但会影响钢丝绳的寿命,而且变形后的钢丝绳不及时割除会损坏滚筒绳槽和外层钢丝绳,进而造成更大的损伤。
10.在缠绳过程禁止使用金属器械锤击钢丝绳。
附件:德国PREUSSAG公司倒、滑大绳现场作业程序(仅供参考)倒、滑大绳程序1.专用工具及设备* 套筒和棘轮* 2副保险带* 扭矩扳手* 钢丝刷* 液压割绳器* 清洁剂* 液压油和手泵* 软绳* 专用悬挂绳2. 安全资料警告:* 钻柱还在裸眼段或钻柱从井内起出来后,严禁倒、滑大绳。
●倒、滑大绳前,必须先对大绳进行目视检查。
●倒、滑大绳作业结束后,必须确保绞车滚筒上有足够的遮程圈数。
●下放顶驱或拆甩钻机前,绞车滚筒上必须有足够的大绳。
●在安装新大绳前,快绳端的绳卡总成必须全部换成新的。
小心:在游车或顶驱上作业人员必须系好保险绳。
3.作业/技术标准(此略)4.作业注意事项(1)倒、滑大绳前必须就工具使用进行安全讲话,确保作业人员熟知并遵守正确的工艺规程和安全规程。