压实股石油钻井专用钢丝绳
技术领域
本实用新型属于石油钻井专用钢丝绳，特别涉及一种采用压实法生产的压实股石油钻井钢丝绳。
背景技术
从上世纪70年代中期以后，我国各油田开始对钻机配套钢丝绳实行通用化、系列化，基本符合美国石油学会API标准要求。钻机配套钢丝绳的结构采用了线接触。从1995年，为使油田作业钻井钢丝绳始终处于一个安全可靠的状态，对钻井钢丝绳进行全面质量升级，强度级别由IP级提高到EIP级；经过10多年发展，随着钻井深的增加及地质条件的变化，钻井作业对钢丝绳的破断拉力提出更高要求。由于受钻井条件限制，线接触钢丝绳的性能已不能满足需要。根据钻井钢丝绳的坏损、失效原因分析，结合ANSI/API-9A推荐的新结构钢丝绳，采用压实钢丝绳和压实股钢丝绳能满足油田发展的需要。
石油钻井钢丝绳主要失效形式为磨损和疲劳，首先磨损随速度的增加而增加，其次钢丝绳的抖动和自然震动，进一步加速钢丝绳的疲劳。钻井钢丝绳因使用条件恶劣，载荷大，绳速高，滑轮数量多，而绳径又不能太粗，所以磨损较快。目前，我国油田钻采工程仍沿用6×19S结构钢丝绳，从钢丝绳发展角度看，与压实股钢丝绳相比，显然6×19S结构在钻井行业应用存在着许多不足，尤其表现在结构的稳定性、抗磨损性比压实股钢丝绳相差较大。
实用新型内容
本实用新型的目的是提供一种采用压实法生产的压实股石油钻井专用钢丝绳，其主要结构为6×K19S-IWRC、6×K25F-IWRC、6×K26WS-IWRC三种。使钢丝绳具有良好的抗磨损、抗疲劳、抗冲击、整绳破断拉力大、安全性高、结构稳定、使用寿命长等性能。
本实用新型采取的技术方案是：
压实股石油钻井专用钢丝绳由6根外层股和1根钢芯股组成，外层股以钢芯股为中心呈螺旋线缠绕，外层股采用辊轧法或模拉法压实成型，外层股外形为圆型。经在线压实使外层股的组股钢丝发生变形，组股钢丝之间间隙减小，金属面积率增大。每根外层股由19～26根钢丝股组成，外层股的结构是：在1根中心钢丝的周围捻制有2～3层钢丝，所述的2～3层钢丝分别是外层钢丝、次外层钢丝、填充钢丝和/或内层钢丝。所述的钢芯股结构为6×7-1×7。所述的6×7-1×7的表示方法是国家标准规定的股钢绳结构的表示方法，本领域规定技术人员能理解。
外层股的外层钢丝、次外层钢丝、填充钢丝、内层钢丝和中心钢丝均为不规则形状。
本实用新型压实股石油钻井钢丝绳与普通钢丝绳相比有以下优点：
1、具有金属密度系数高，破短拉力值大特点
压实股钢丝绳金属密度比捻制股钢丝绳增大了9-12％，设计为IPS级强度，实际钢丝绳强度可超过EIP级的强度。
2、整体耐磨损性能提高，延长钢丝绳寿命
压实股钢丝绳表面金属面积大，钢丝绳与轮槽之间的接触由原来的点接触变为面接触，在承受相同载荷条件下，钢丝绳所受到的单位压力减小，钢丝绳和滑轮之间的摩擦面增大，摩擦力减小，有效延长钢丝绳和滚筒、滑轮寿命。
3、钢丝绳结构稳定性提高，耐挤压能力增加
对于压实股来讲，组股钢丝发生变形，同层钢丝之间由原来的线接触呈现为线面混合接触，由于钢丝之间的接触面积增大，组绳钢丝之间的接触应力减小，钢丝绳在受到相对较大冲击和挤压情况下，钢丝绳结构不易变形，具有较好的耐挤压和抗冲击能力。
4、安全性能提高
以6×K26WS-IWRC-D38mm压实股钢丝绳为例，其安全系数是6×19S-IWRC-D38mm钢丝绳的1.25倍。
5、压实股石油钻井钢丝绳具有更好的抗疲劳、抗冲击性能
试验结果显示：由压实股捻制的钢丝绳其疲劳性能是捻制股钢丝绳的1.2倍以上。
附图说明
图1是6×K19S-IWRC压实股石油钻井专用钢丝绳横截面示意图。
图2是6×K25F-IWRC压实股石油钻井专用钢丝绳横截面示意图。
图3是6×K26WS-IWRC压实股石油钻井专用钢丝绳横截面示意图。
图中，1.外层股，2.外层钢丝，3.次外层钢丝，4.填充钢丝，5.内层钢丝，6.中心钢丝，7.钢芯股。
具体实施方式
以3种横截面不同的压实股石油钻井专用钢丝绳为例，对本实用新型进行详细说明。
实施例1：参阅图1。6×K19S-IWRC压实股石油钻井专用钢丝绳，直径为D29mm。是由6根直径为9.20mm的外层股1)和1根钢芯股7，在合绳机上一次捻制成直径为29mm钢丝绳，成绳之前外层股1经过预变形，外层股1以钢芯股7为中心呈螺旋线缠绕。由此实现压实股石油钻井钢丝绳6×K19S-IWRC的制造。
外层股1采用模拉法压实成型。每根外层股1结构为K19S(1-9-9)，由19根钢丝组成。外层股1的结构是：在1根中心钢丝6的周围捻制有2层钢丝，分别是外层钢丝2和内层钢丝5。9根外层钢丝2的直径为2.43mm；9根内层钢丝5的直径为1.46mm；1根中心钢丝6的直径为2.98mm。外层股1在捻股机上一次性捻制、压实成型。外层股1外形为圆型。
钢芯股7是1根直径为11.7mm的结构为6×7-1×7的钢丝绳。
6×K19S-IWRC压实股石油钻井专用钢丝绳，金属密度大，具有良好的抗磨损、抗疲劳、抗冲击性能，使用寿命是捻制股钢丝绳1.5倍以上。
实施例2：参阅图2。6×K25F-IWRC压实股石油钻井专用钢丝绳，直径为D32mm，是由6根直径为10.50mm外层股1和1根钢芯股7，在合绳机上一次捻制成直径为32mm钢丝绳，成绳之前外层股1经过预变形，外层股1以钢芯股7为中心呈螺旋线缠绕。
外层股1采用辊轧法压实成型。每根外层股1结构为K25F(1-6-6F-12)，由25根钢丝组成。外层股1的结构是：在1根中心钢丝6的周围捻制有2层钢丝，分别是外层钢丝2和内层钢丝5；在外层钢丝2和内层钢丝5之间的6个空隙内有6根直径1.00mm填充钢丝4。12根外层钢丝2的直径是2.14mm；6根内层钢丝5的直径是2.38mm；1根中心钢丝6的直径是2.56mm。外层股1在捻股机上一次性捻制、压实成型。外层股1外形为圆型。
钢芯股7是1根直径12.9mm的结构为6×7-1×7的钢丝绳。
实施例3：参阅图3。6×K26WS-IWRC压实股石油钻井专用钢丝绳，直径为D32mm，是由6根直径为10.50mm外层股1和1根钢芯股7，在合绳机上一次捻制成直径为32mm钢丝绳，成绳之前外层股1经过预变形，外层股1以钢芯股7为中心呈螺旋线缠绕。
外层股1采用辊轧法压实成型。外层股1结构为K26WS(1-5-5+5-10)，由26根钢丝组成。外层股1的结构是：在1根中心钢丝6的周围捻制有3层钢丝，分别是外层钢丝2、次外层钢丝3和内层钢丝5。10根外层钢丝2的直径是2.47mm；次外层钢丝3由5根直径1.80mm的大丝和5根直径为1.42mm的小丝相间排列；5根内层钢丝5的直径是1.50mm；1根中心钢丝6的直径是1.12mm。外层股1在捻股机上一次性捻制、压实成型。外层股1外形为圆型。
钢芯股7是1根直径为12.8mm的结构为6×7-1×7的钢丝绳。
按照国家标准规定，所述的三种压实股石油钻井专用钢丝绳结构表示方法为：6×K19S-IWRC、6×K25F-IWRC、6×K26WS-IWRC。
钢芯股7结构为：6×7-1×7，代表钢芯股7由6根外层股和一根芯股组成；每股有7根钢丝，每股中心有1根钢丝。
根据石油钻井钢丝绳使用特点，本公司开发出了适应我国油田钻井作业用的压实股石油钢丝绳，经用户现场使用，取得良好的效果，寿命比6×19S结构钢丝绳延长1.5倍以上。
