提升钢丝绳张力检测装置的研制

钢丝绳在线监测装置在石油钻机中的运用与测试
李强;张军锋;刘杨;梅毅;张慧杰;窦文彬;王加松
【期刊名称】《石油和化工设备》
【年(卷),期】2024(27)1
【摘要】钢丝绳作为石油钻机提升系统中的关键部分,在整个系统中起着至关重要的作用,被视为石油钻采领域的“生命线”。

钻井钢丝绳与普通钢丝绳相比,使用载荷更大,绳速更高(快绳可达18m/s),冲击载荷大,因此更容易损坏。

传统的停钻检修钢丝绳不仅实效慢,而且内部损伤没有专业仪器无法检测,这成为油田钻井的重大安全隐患。

因此,本文介绍了一种可行的钢丝绳无损、在线监测方式,阐述了石油钻机钢丝绳在线监测系统的构成及工作原理。

以ZJ70DB钻机钻井钢丝绳进行试验测试,试验结果表明,该系统能够精确地检测出石油钻机钢丝绳的内、外断丝及损伤状况,同时现场应用情况表明系统装置检测效率高,有效节约了现场用绳成本,降低了检测能耗,能为油田钻机安全作业提供有效保障。

【总页数】5页(P112-115)
【作者】李强;张军锋;刘杨;梅毅;张慧杰;窦文彬;王加松
【作者单位】中石油川庆钻探工程有限公司国际工程公司;汉正检测技术有限公司【正文语种】中文
【中图分类】TE9
【相关文献】
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摘要:矿井提升系统是联系井上与井下运输的咽喉，它的安全运行直接关系到矿井的安全生产与矿工的安全，而钢丝绳又是矿井提升系统最关键的组成之一。

为保证钢丝绳运行可靠，同时也是保证提升安全，我矿结合相关单位对提升机钢丝绳张力监测进行了深入的研究，找到了对提升机钢丝绳张力进行实时监测的新方法，从而增加了矿井提升的安全性。

关键词:提升系统钢丝绳实时监测0引言矿井提升系统尤其是深井开采的提升系统，是保障矿井安全生产的重要系统之一，其运行状况能直接影响矿井的安全情况、生产情况，关系着矿井所有工作人员的安全及利益。

在实际生产过程中，提升系统中最容易出现问题的是钢丝绳，如：提升（钢丝绳）过载、钢丝绳受力不平衡等问题，严重影响了矿井提升系统的安全运行。

因此，监测、检测提升机的钢丝绳张力，掌握钢丝绳受力情况，对矿井安全运行具有重要的意义。

1国内现状为了能实现实时监测提升钢丝绳的张力，国内已先后采用了多种方法，进行了深入研究，但至今还没有很成熟的研究成果，大多数还停留在理论和实验阶段，无法进行大面积的实际应用。

目前国内使用的监测或检测方法如下：①标记法：通过标记、测量、计算钢丝绳最大相对位移量来确定钢丝绳不平衡度，通过车绳槽调整钢丝绳张力差。

②弹簧秤拉力测定法：通过对钢丝绳进行定值拉力实验，测量钢丝绳位移量，通过计算得钢丝绳张力。

③振波法：根据提升系统空载、重载时每根钢丝绳振动周期值及钢丝绳自重、钢丝绳悬重长度、重力加速度等可求出钢丝绳张力。

④压轮-力电转换传感器法：通过安装压轮-力电转换传感器机构，测量钢丝绳部分纵向压力，利用输出的电信号，根据相关原理实现测量钢丝绳张力的目的。

⑤油压传感器检测法：通过在平衡装置的每个平衡油路上加装球阀和液压传感器，来实现单根钢丝绳张力的检测。

标记法和悬挂法检测钢丝绳张力时需要停机测量，不仅要花费时间，而且影响生产，误差也相对较大。

振波法和压轮力电转换传感器法属于静态间接检测钢丝绳张力，不能实现实时在线检测，它们和动态实时监测相比，都存在着效率不高，测量值有偏差等缺点。

多绳摩擦提升机钢丝绳张力差测定及平衡方法《多绳摩擦提升机钢丝绳张力差测定及平衡方法》摘要：运用超声张力测定仪在多绳摩擦提升机中对钢丝绳的张力差进行测量，并且利用螺旋法进行绳元平衡。

针对多绳摩擦提升机的不同形状和大小，可以通过改变螺旋法的步距和弯曲角度来获得更加准确的测量值。

本文提出的方法能够有效地测量多绳摩擦提升机钢丝绳的张力差，使得它们能够达到最佳性能，并减少使用多绳摩擦提升机产生的风险。

关键词：多绳摩擦提升机；超声张力测定仪；螺旋法；钢丝绳张力差；平衡正文：随着多绳摩擦提升机技术的发展，对钢丝绳张力差的测定和对绳元的平衡越来越受到重视。

因此，本研究旨在探索有效的钢丝绳张力差测定及平衡方法。

首先，在摩擦提升机内钢丝绳的测定上，使用的是超声张力测定仪，将每一绳元的张力分别测定后进行比较，从而获得张力差结果。

其次，对于绳元的平衡，利用螺旋法进行，步距和弯曲角度这两个因素可以改变，并且可以根据多绳摩擦提升机的不同形状和大小调整。

最后，为了使充分发挥多绳摩擦提升机的性能，应该保证所有绳元的张力差小于规定的张力值，以便降低使用此设备带来的风险。

本文提出的多绳摩擦提升机钢丝绳张力差测定及平衡方法能够有效测量和平衡绳元，以保证多绳摩擦提升机的最佳性能。

本文提出的多绳摩擦提升机钢丝绳张力差测定及平衡方法能够更好地控制钢丝绳的张力值，使用其中的机架带来的危险性降低。

因此，建议使用专业仪器进行测量，以确保取得准确的数据。

同时，如果要进行绳元的平衡，可以考虑采用螺旋法，以便准确地测量张力差值。

此外，也可以采用均衡调整或相邻绳元分解的原则来实现对绳元的精确调节，以达到最佳性能。

为了更好地控制钢丝绳的张力，多绳摩擦提升机的操作者需要定期检查钢丝绳的张力值，以确保它们保持在最佳状态，同时补充和调节润滑油，以防止磨损和损坏。

另外，在操作前应进行检查，评估每个绳元的张力，以确保每个绳元处于正确的张力水平，同时检查紧固装置的强度是否达到要求的标准。

副井提升机钢丝绳张力差在线监测系统设计郭庆力【摘要】针对长平矿釜山副井提升机系统中钢丝绳张力差存在超限、超载、载重差超限等安全隐患问题,设计了一种提升机钢丝绳张力差在线监测系统.该监测系统利用准确的监测方法监测每根钢丝绳的张力值,对不平衡状况预警,有助于对不平衡状况调整,保持绳间的张力一致,从而延长钢丝绳寿命,减轻衬垫磨损,保证设备安全运行和人身安全.重点介绍了系统结构和软、硬件设计.该在线监测系统经实际工业性试验,取得了较好效果.【期刊名称】《煤矿机电》【年(卷),期】2017(000)006【总页数】5页(P22-26)【关键词】钢丝绳;张力差;在线监测【作者】郭庆力【作者单位】晋城无烟煤矿业集团长平公司,山西晋城048000【正文语种】中文【中图分类】TD534;TP277.2标准《煤矿安全规程》第411条规定：多绳提升的任意一根钢丝绳的张力与平均张力之差不得超过±10%；第393条规定：罐笼和箕斗的最大提升载荷和最大提升载荷差应当在井口公布，严禁超载和超最大载荷差运行[1]。

为此针对长平矿釜山副井提升机系统中钢丝绳张力差存在超限、超载、载重差超限等问题，设计了一种载荷动态监测系统，即实时监测张力差值，可避免因超重装载、钢丝张力差超标等重大事故隐患。

同时对张力不平衡、提升超载等故障进行报警，实现矿井提升安全的在线监测，并对危险情况及时预警。

1.1 总体结构长平矿釜山副井提升机钢丝绳张力差在线监测系统总体结构如图1所示，系统设计框图如图2所示[2]。

1.2 系统功能系统主要功能为：1) 系统具备能缓冲钢丝绳张力巨大波动的张力压块传感器和油压传感器，选用的传感器材料能缓冲钢丝绳张力的巨大波动，可排除井筒其他设备信号的干扰，把张力信号可靠地无线传输到地面的采集发射和接收装置，并绘制张力和提升位置的变化曲线，实现在线监测张力差，采取措施以满足标准《煤矿安全规程》第411条“关于任一根提升钢丝绳的载荷与平均载荷之差不得超过±10%”的规定。

钢丝绳张力测试仪作者：陈克文王硕来源：《科学导报·学术》2020年第73期【摘要】我们根据多年的维保经验特备设计了一款钢丝绳张力测试仪，该测试仪使用简单，数据清晰明了，且准确无误，一人便可轻松操作，可在一定程度上降低对该项目测试的难度。

【关键词】钢丝绳;张力;装置;维保;单手操作1.前言随着我国高层建筑的逐渐增多，以及国家对于老旧小区加装电梯的大力支持，截至二零一九年末，全国共有注册在用特种设备电梯近七百一十万台，居世界首位。

预计在二零二一年电梯保有量将可达八百四十多万台，随着电梯保有量的增加，由于电梯故障带来的事故也逐年增加，而在其中由于钢丝绳受力不均引起的事故占有相当一部分比例，电梯钢丝绳，一般在五到八根，钢丝绳张力差越小越好，一般都控制在百分之五以内。

如果钢丝绳所受张力不均匀，那么张力大的钢丝绳会很快损坏出现磨损和断丝。

而且张力不均匀，还会对电梯的制动性能有一定影响。

所以对于钢丝绳张力的检测尤其重要。

2.现有产品的结构形式现在市面上常见的张力测试仪有两种：第一种，将张力测试仪挂在钢丝绳上，然后通过旋转手柄将探头压在钢丝绳上，然后探头将压力传到给压力传感器，压力传感器再讲数据传递给手持机进行显示压力值，这种操作往往需要两人协同完成，一人进行手柄操作，且需观察钢丝绳的变形量，另一人需要观测手持机上的数据变化，且设备笨重，操作不便，往往也造成了数据的不准确。

第二种，结构较第一种较为小巧，但测量距离很短，需要固定压头处两处紧固螺钉，由于选取距离较短，所以在使用过程中比较容易测量到所需数值，但由于受力过于几种，势必会对钢丝绳造成一定的损坏，同样需要手持器进行操作读取数据，同样不便于一人进行检验工作。

3.产品的结构我们设计的这款型号为icomp-e-s06的产品主要由：机身、卡爪、L型拉钩、显示屏、主板、电阻式应变传感器、弹簧、探头、按键、充电口等部件组成。

机身内部配置的压簧自动压紧测试钢丝绳结构，通过弹簧变形而对弹簧的弹力进行计算，使其弹力适中，可使市面上常见规格的钢丝绳在产生有效变形的基础上，对钢丝绳进行了最大程度得保护，使其不会因为检测而受到破坏，同时由于结构的优越性也保证了测试钢丝绳所受压力是一致的，并可迅速计算出钢丝绳张力的差值，数据直接在设备中进行显示，无需再通过手持机进行数据读取。

专利名称：罐道绳张力在线自动检测调整装置专利类型：实用新型专利
发明人：李志江
申请号：CN200820037983.6
申请日：20080607
公开号：CN201236089Y
公开日：
20090513
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：本实用新型公开了一种罐道钢丝绳张力的在线自动检测调整装置，由井上、下罐道绳拉紧机构、带PLC集中控制的控制台和集中控制液压站三大部分组成；该装置能够对罐道绳的张力实行自动在线检测，张力值与设定的标准值进行比较，只要张力降低，该装置就会通过PLC的集中控制，自动将罐道绳的张力调整到额定值。

而且该装置可以实现远程控制，安装调整极为方便，确保提升运输的安全。

申请人：徐州市工大三森科技有限公司
地址：221116 江苏省铜山县铜山新区第二工业园珠江路北黄山路东徐州市工大三森科技有限公司
国籍：CN
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