轮通排绳器的研制与应用

王亚哲

（中原油田采油气工程服务中心作业二大队，河南濮阳 457001）

轮通排绳器的研制与应用

王亚哲

（中原油田采油气工程服务中心作业二大队，河南濮阳 457001）

井下作业现场在起下钻过程中由于滚筒转速快，悬重变化大，钢丝绳会产生晃动，导致钢丝绳不能整齐排列排列在滚筒上，造成相互碾压，破坏了钢丝绳的结构，缩短了使用寿命。针对以上问题，通过理论分析和现场实践，研制出轮通排绳器，该装置具有成本低、加工、安装方便的特点。经过现场的实际应用，有效地控制了钢丝绳的晃动，避免了钢丝绳出现相互碾压，延长了钢丝绳的使用寿命，降低了作业成本，取得了良好的经济效益。

钢丝绳；晃动；碾压

在井下作业施工现场钢丝绳是起下钻具时必不可少的工具。在下钻过程钢丝绳经常应晃动不能整齐排列排列在滚筒上，造成相互碾压，破坏了钢丝绳的结构，缩短了使用寿命。尤其在井内钻具超过2 500m时，这种现象对钢丝绳的损坏更为严重。目前轮通上的排绳器只能解决滚筒第一层钢丝绳的有序排放，当钢丝绳出现晃动时无法控制钢丝绳的摆动。通常的做法是停止起下，等钢丝绳晃动幅度减小时，再进行起下钻操作，这样延长了施工周期，增加了作业成本。

1 原因分析及设计思路

钢丝绳产生晃动的主要原因是在下钻时滚筒转速快，钢丝绳在滚筒上快速位移，当吊卡下放坐与井口时，悬重突然降至零，在悬吊下一单根时滚筒突然停止，钢丝绳在惯性作用下产生晃动，此时悬吊单根钢丝绳就不能整齐的排列在滚筒上。

经过现场观察及大量的试验得出结论：

1）钢丝绳在静止或晃动较轻时，依靠钢丝绳的正常排列，能够有序的排列在滚筒上。

2）钢丝绳在自然状态下与滚筒轴线基本垂直，当钢丝绳产生晃动时就会与滚筒轴线产生夹角，降低了角度就能控制钢丝绳的摆幅。利用轴和轴套较小的间隙，控制钢丝绳的摆动。

3）钢丝绳在滚筒上的排放一般为三排，其每排钢丝绳与滚筒夹角不同，通过安装弹簧并利用弹簧的伸缩来满足每层钢丝绳在排放至滚筒上时夹角不同的现象。

根据以上分析我们设计出一个由三个相互配合的导绳轮组成的滑轮组，将钢丝绳从滑轮组穿过，这种结构可在钢丝绳上下晃动时避免跳槽。利用轴和轴套较小的间隙配合，避免夹角的产生，从而达到控制钢丝绳左右摆动的目的。

2 稳绳器的结构与各部件作用

结构：由支架、导绳轮、横杆、横杆套、夹板、弹簧、调整螺丝等组成

用途：支架：与设备连接，给横杆一个预定的跑道。

横杆：支撑滑轮组，滑轮组沿横杆左右移动。

滑轮：避免钢丝绳与横杆直接接触。

夹板：连接3个导绳轮，使其分别与钢丝绳相切，防止钢丝绳跳槽。（见图1）

横杆套：弹簧的力通过横杆套传递给横杆，方便更换横杆。

弹簧：消除悬重大时钢丝绳对横杆的压力，防止被压弯变形，解决每层钢丝绳在排列时与滚筒夹角不同的问题。

调整螺丝：调节弹簧的松紧。

图1 夹板

3 工作原理

由于钢丝绳从滑轮组中穿过，滑轮上的导绳槽分别与钢丝绳相切，这种结构能够保证滑轮组中的钢丝绳始终是直的。当悬重较轻时弹簧处于释放状态，通过横杆给滑轮组一个径向推力将大绳稍微推出，当钢丝绳上下摆动时该推力可与上下晃动时产生的力相互抵消。在钢丝绳正常排列时带动滑轮组沿横杆做轴向运动并产生摩擦力，同时当钢丝绳左右晃动时利用滑轮组与横杆之间较小的间隙，限制了滑轮组与滚筒之间大绳的左右摆动；当钢丝绳承受较大拉力时，弹簧处于压缩状态，保证横杆不会被压弯变形。

4 稳绳器的安装与应用

1）先将钢丝绳放止滚筒第一排，把滑轮组的夹板卸开，将钢丝绳分别放入三个滑轮的导绳槽内，上紧夹板。

2）将横杆从中间导绳轮轴套内穿过，将支架套入横杆两端，横杆应处在支架预留的横杆跑道内。

3）上紧调整螺丝将弹簧处于压缩状态，然后把支架通过固定螺栓连接在滚筒护上。

4）安装好后天与滚筒间的钢丝绳应是一条直线，并且滚筒轴线与横杆平行。将调整螺丝松开，使弹簧处于自由状态。

经过在我队64号轮通上的安装以及现场5口井的试验中，当钢丝绳上下晃动时，通过弹簧伸缩可将晃动抵消或减轻；当钢丝绳左右晃动时利用横杆与滑轮轴套较小的间隙来限制其左右摆动。在试验期间未出现应钢丝绳排列不齐，导致的相互碾压，很好地起到了控制钢丝绳摆动的目的，延长了钢丝绳使用寿命的作用。

5 经济效益分析

通过调查在未安装滚筒稳绳器前，我队每盘钢丝绳的使用寿命在30~40d，平均每年使用钢丝绳11盘。安装稳绳器后可将钢丝绳的使用寿命延长10~15d，我队每年可节约钢丝绳3盘以上。全大队可节约40盘，每盘钢丝绳按3 000元计算，每年可降低作业成本12万元，取得了良好的经济效益。

6 结束语

在施工现场由于滚筒转速快，悬重在交替变化时，钢丝绳不能整齐的排列在滚筒上，造成相互碾压，破坏了钢丝绳的结构，缩短了使用寿命。通过现场观察及理论分析，研制出了滚筒稳绳器。经现场的实际应用，很好地解决了这一生产过程中的难题。该装置的优点：不对原设备的结构做出任何改变，成本低、结构简单、易加工、安装方便。缺点：横杆和导绳轮轴套的磨损较快，这也是下步需要改进的地方。

[1] 汝元功， 唐照民. 机械设计手册[M]. 北京：高等教育出版社， 1995.

Development and Application of Wheeled Rope

Wang Ya-zhe

The underground work site in the process of drilling because of the drum speed， suspension weight changes， the rope will produce shaking， resulting in wire rope can not be neatly arranged in the drum， resulting in mutual rolling， breaking the structure of the rope， Service life. In view of the above problems， through theoretical analysis and field practice， developed a round shot device，the device has a low cost， processing， easy installation characteristics. After the actual application of the scene， the effective control of the rope rope shaking， to avoid the wire rope rolling each other to extend the service life of wire rope， reducing operating costs， and achieved good economic returns.

wire rope； rocking； rolling

TD50

A

1003–6490（2017）05–0143–02

2017–04–06

王亚哲（1974—），男，河南濮阳人，技师，主要从事井下作业工作。