吊环的强度与结构设计

<正> 前言 《石油钻采机械》1978年第6期、1979年第1期和第3期连载了《与吊环和吊卡设计有关资料汇编及对若干问题的探讨》(以下简称《探讨》)。该文对250吨单臂吊环所作的强度分析是不确切的,从而导致校核计算及设计计算的错误。为此,笔者就单臂吊环的强度分析和结构设计提出自己的一些见解,并与《探讨》一文商榷。     

国内首个特长单臂吊环在江苏赛孚石油机械有限公司研制成功

在现在很多石油开采和地质勘探中,吊卡悬挂的专用工具大多是吊环。由于石油钻采、地质勘探等工作环境和工作条件恶劣,所以,吊环要在质量上保证,而且化学反应要减小,能快速适应各种环境。江苏赛孚石油机械有限公司根据石油开采和地质勘探在实际中的各种要求,新近研制出首个特长单臂吊环,填补了国内空白。     

用断裂力学预测吊环剩余寿命的初步探讨

本文在调查、分析吊环失效、断裂的基础上,探讨了用断裂力学预测吊环剩余寿命,测定了吊环用钢的机械性能、断裂韧性K_(IC)和疲劳裂纹扩展速率da/dN根据应力强度因子K_I和能量释放率的关系,采用二维折算厚度有限元程序,计算了吊环小环部危险断面的应力强度因子K_I,并用实物疲劳试验校核了吊环危险断面有限元应力强度因子K_I和吊环剩余寿命的计算。最后用在现场断裂的150吨吊环对各项计算进行验证,表明实测的临界裂纹尺寸和剩余寿命与计算的较吻合,能够满足钻井作业的需要。     

SH150型双臂吊环裂纹成因分析

为分析某在役SH150型双臂吊环与大钩连接处阶梯状裂纹群的成因,对该吊环进行了宏观检验及化学成分、力学性能、金相组织分析.结果表明,吊环存在表面脱碳层,使用时存在偏磨是导致吊环表面开裂的主要原因.     

自动吊环吊卡的动力学模型研究

自动吊环吊卡是修井作业机械化系统的重要组成部分,根据自动吊环吊卡机构组成特点及工作原理,将其简化为所有构件均是在同一平面内工作的平面系统。依据刚体运动学及动力学理论,运用约束方程、速度方程、加速度方程、虚功原理、拉格朗日乘子及微分-代数混合运动方程,建立自动吊环吊卡摆动过程的运动学和动力学数学模型,为自动吊环吊卡摆动过程的运动学和动力学分析提供了理论依据。     

钻杆弯曲断裂原因分析及预防措施

某油田在钻井过程中发生多起钻杆弯曲断裂事故,对YM35-9H井钻杆弯曲断裂事故进行了调查研究,对钻杆弯曲断裂形貌进行了分析。结果表明:钻杆断裂原因是由于井口摘挂吊环的操作工人与司钻操作配合失误,单吊环起钻所致;在单吊环起钻过程中钻杆弯曲断裂部位承受了异常的撞击、弯曲、剪切和拉伸等载荷;经过理论计算,发生单吊环起钻时钻杆所受的应力已超过材料断裂强度。为有效地防止单吊环起钻事故,建议采用带有锁紧销子的吊卡和液压卡盘。     

低温双臂吊环的制造

针对传统工艺加工的锻焊结构的双臂吊环不能满足-45℃环境使用要求的问题,提出了一种低温双臂吊环的整体锻造工艺。按照整体锻造工艺生产的双臂吊环无焊缝,消除了焊缝在低温环境下对安全性的影响,并且经过3种热处理工艺试验,最终确立了35CrMoA经过正火+调质,淬火介质为PAG的热处理工艺方案,使得吊环在-20℃和-45℃环境下的夏比V形缺口冲击功分别达到43J和30J,综合性能完全满足APISpec8C和SY/T5035—2004标准的要求。     

320吨卡瓦式吊卡-卡盘

最近,四川省石油管理局在川西南矿区的一日深井下7〃尾管时,使用一套罗马尼亚制造的320吨卡瓦式吊卡-卡盘下套管,显示了一定的优越性。 这种卡瓦式吊卡-卡盘的两侧有供挂吊环的耳钩;正面有一道铰链门,具有吊卡的特点;     

对《API Spec 8A》中所规定的安全系数的几点看法

<正> 近两三年来,围绕着吊环设计展开了对石油钻采设备中提升工具的安全系数及试验载荷的讨论,这对提高石油钻采机械设计、研究及制造水平,无疑是大有裨益的。 然而有的讨论认为《API Spec 8A》(以下简称《规范》)“关于吊环的安全系数的规定是不准确、不完整的”,“对吊环的安全系数的规定是含糊不清的。它没有说明,此安全系数是仅指吊环的直杆部分,还是包括环体部分”。有的对《规范》提出了自己的解释:“以吊环断面的轴向载荷除以断面面积所得的平均名义拉应力σ名再除其材料的拉伸屈服强度σ屈,即σ屈/σ名定义为吊环的屈服强度安全系数n屈,等等。对这些观点,笔者有不同看法,仅以此文参与讨论。若有谬误,切望同行予以指正。     

试论吊环设计与使用中的几个问题

<正> 近几年来,国内对吊环问题进行了理论研究,并开展了吊环试制工作,取得了一定成绩。目前看来,在这方面仍然存在一些问题,还应继续认真研究,以期在吊环强度分析、结构设计、材料选择、工艺制造等方面有新的进展。 本文拟针对“吊环的设计与使用”(以下简称“使用”)一文,谈几点粗浅的看法,与有关同志商讨,不妥之处请读者指正。     

再探讨石油钻井吊环设计问题

<正> 《石油钻采机械》1978年第六期、1979年第一、三期曾刊登“与吊环和吊卡设计有关资料汇编及对若干问题的探讨”一文,文中提出改变吊环疲劳断裂损坏为环体磨损判废的结构,     

吊环的强度分析

吊环是钻井设备中最重要、最常用的工具之一。本文引用能量法的概念,分析了吊环应力分布规律、应力计算以及安全系数选择等问题。     

防止单吊环事故的两种方法

单吊环事故在修井中时常出现,其造成的危害极其严重,在分析了此类事故发生的过程及原因的基础上,总结了两种防止此类事故的方法,有效地解决了单吊环问题。     

再论吊环的设计与使用

本文在分析了钻机承载特点、疲劳强度和静强度计算方法后,认为吊环按静强度计算加安全裕量是一种简便的、有效的计算方法。只要加强质量管理,吊环的安全使用是可以保证的。 吊环的系列标准应按照钻机国家标准GB1806-79尽快制订,在结构尺寸和安全系数方面可参考美国API标准,以避免目前的混乱和便于今后的生产。     

论吊环的安全系数和试验载荷

<正> 吊环设计与使用讨论的中心问题,是安全系数应如何定义、选用以及试验载荷应怎样确定。这也是我国目前所进行的石油钻采提升工具标准化:工作首先要解决的问题。本文在阐明了吊环的三种安全系数的优缺点的基础上,论述了安全系数与表面质量和用材性能的关系,从而提出了吊环真实安全系数K真的概念以及K真和最小试验载荷的选用觑范。     

轻型吊环吊卡

吊环、吊卡是石油钻井的重要提升工具。以前,在大叛徒刘少奇所推行的“爬行主义”修正主义路线的影响下,按苏修的标准和材料制造的吊环、吊卡,粗大笨重,操作起来劳动强度大,又不安全。一九六六年,“铁人”王进喜同志对我们说:“你们出的吊环和苏修的一样,太重,我们三十几岁就干不动了;三十几岁刚刚对钻井这一套搞熟了,但又要改行搞别的,给国家造成多大浪费!如果你们把吊环做得非常轻,我们五十多岁也能当钻井工人,这意义是非常大的”。     

吊环的设计与使用

本文提出吊环静强度计算不应以危险截面上的最大应力作为计算应力,而应以危险截面上的名义应力作为计算应力。吊环的疲劳寿命可通过静强度的安全裕量和钻机参数的合理选配而得到保证。     

泥浆泵尼龙凡尔使用情况

钻井泥浆泵橡胶—钢凡尔是一种消耗量很大的易损配件。据我局初步统计,每年消耗量约在13200只以上,消耗合金结构钢220吨左右。成本按每只116元计算,共计约150多万元。而且橡胶—钢凡尔在化学和机械两方面的联合作用下,使用寿命很低,一般工作时间为70～100小时。因此凡尔拆修频繁,工人劳动强度大,在一定程度上影响了钻井速度和成     

保证吊环安全使用的“有限安全寿命”设计

本文在分析了吊环环部与吊卡的三种不同接触形式及受力计算后,提供了可供设计计算使用的钻机载荷-脉动周次的近似经验计算公式,然后介绍了吊环的“有限安全寿命”设计的方法和原理。     

远程控制单吊卡起下管柱作业工艺

在修井作业中,起下管柱的工作量最大、耗费时间最长,现在国内普遍采用的双吊卡倒换起下管柱工艺存在着工人劳动强度大、工作条件差、安全隐患多等问题。针对这种情况,基于现有修井机液压、电、气源条件,综合运用电控、液动、气动技术原理研制了一种远程控制单吊卡起下管柱施工工艺。其特点是:液动吊卡始终挂在两侧吊环上,无需拔插吊卡销子、摘挂吊环和搬抬倒换吊卡,有效地避免了人工操作时挂单吊环问题的发生;通过机械手扶正两侧吊环带着液动吊卡摆动,利用吊环与吊卡之间的柔性连接,即可完成油管在垂向与横向之间任意角度下吊卡对油管的抓取或放开;管柱提升、下放、上卸扣、移运、扶正等功能全部由操车手远程控制完成,实现了井口操作无人化,降低了工人劳动强度,削减了施工安全隐患,提高了安全操作水平。