石油鉆機(jī)型式與基本參數(shù)標(biāo)準(zhǔn)

1、石油鉆機(jī)型式與基本參數(shù)修訂標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)分析 1標(biāo)準(zhǔn)制修訂回顧70年代我國(guó)石油工業(yè)蓬勃發(fā)展，但裝備落后。在這種形勢(shì)下，1975年原石油工業(yè)部與機(jī)械工業(yè)部聯(lián)合組織成立了“鉆機(jī)系列化及鏈條鉆機(jī)調(diào)查小組”，1978年又成立了“三化小組”，在分析各國(guó)鉆機(jī)標(biāo)準(zhǔn)及美國(guó)鉆機(jī)和API規(guī)范的基礎(chǔ)上，起草了我國(guó)石油鉆機(jī)型式與基本參數(shù)標(biāo)準(zhǔn)。1979報(bào)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)總局，經(jīng)批準(zhǔn)定為中華人民共和國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，標(biāo)準(zhǔn)號(hào)為GB180679，于1981-01實(shí)施。此標(biāo)準(zhǔn)在技術(shù)上的顯著特點(diǎn)是，在最大鉤載參數(shù)上突破了以往沿襲原蘇聯(lián)、羅馬尼亞標(biāo)準(zhǔn)的作法，這兩國(guó)標(biāo)準(zhǔn)基本上是根據(jù)綜合井身結(jié)構(gòu)下套管負(fù)荷需要來(lái)確定最大鉤載； 我國(guó)這次標(biāo)準(zhǔn)是在有關(guān)規(guī)范和設(shè)

2、計(jì)準(zhǔn)則要求下，最大限度地發(fā)揮鉆機(jī)絞車本身能力可提供的負(fù)荷來(lái)確定最大鉤載。因此，該標(biāo)準(zhǔn)制訂的這一參數(shù)比蘇、羅標(biāo)準(zhǔn)均要大(見(jiàn)表1)，它較大地提高了鉆機(jī)對(duì)地層和鉆井工藝的適應(yīng)能力。表1GB180679與蘇76*和羅75*標(biāo)準(zhǔn)的最大鉤載對(duì)比井深Hm20002500280030003200400045005000600065007000800010000最大鉤載W/tfGB180679120220300400600蘇76*標(biāo)準(zhǔn)120140170200250320400羅75*標(biāo)準(zhǔn)100125200320400500注：*指1976年或1975年標(biāo)準(zhǔn)。 首次標(biāo)準(zhǔn)發(fā)布以來(lái)，至今已進(jìn)行了2次修訂，它們?cè)谝?guī)范和

3、促進(jìn)我國(guó)石油鉆機(jī)發(fā)展上起到了重要作用。前后標(biāo)準(zhǔn)對(duì)比見(jiàn)表2。表2歷次鉆機(jī)標(biāo)準(zhǔn)主要參數(shù)對(duì)比鉆機(jī)級(jí)別型號(hào)GB180679ZJ20ZJ32ZJ45ZJ60ZJ80GB1806861520324560801999修訂10600159002013503017004022505031507045001209000鉆深Hm5英寸*鉆桿GB1806792 00032004500600080005英寸*鉆桿GB180686900150013002000190032003000450040006000500080005英寸*鉆桿1999修訂50080070014001100180015002 50020003200

4、280045004000600050008000700010000412鉆桿50010008001500120020001600300025004000350050004500700060009000750012000最大鉤載WtfGB180679120220300400600GB180686901352253154505851999修訂6090135170225315450675585900絞車最大輸入功率P/hpGB1806795501000150020003000GB18068645070010001500200030001999修訂270450550750100015002000300

5、04000滾筒鋼絲繩直徑d/m(英寸)GB18067928.532.532.5或34.534.539.5GB1806862628.532.534.53841.51999修訂2278261291183211432114351383811242158522游動(dòng)系統(tǒng)繩數(shù)ndmaxGB18067988810101210121214GB18068688888101012101212141999修訂668888810810101210121216，10141216鉆臺(tái)高度h/mGB1806792.84.24.54.5(6)689GB1806863，4.54.5，6，7.56，7.5，97.5，91999修

6、訂3，44，55，6，7.57.5，9，10.5，12鉆井泵單臺(tái)功率不小于Pd/hpGB180679350，500800，10001000，13001300，16001600GB180686350，800800，1000，13001 300，1 60016001999修訂35050080010001300160016002美國(guó)石油鉆機(jī)技術(shù)基本作法 美國(guó)在世界石油鉆機(jī)技術(shù)和銷售量上均屬首位，與國(guó)際技術(shù)接軌實(shí)質(zhì)上是與以美國(guó)為代表的技術(shù)作法及采用API規(guī)范接軌。我國(guó)石油鉆機(jī)標(biāo)準(zhǔn)采納了這一趨向。就普遍使用的機(jī)械驅(qū)動(dòng)鉆機(jī)而言，美國(guó)在60年代已達(dá)成熟階段，從那時(shí)至70年代其石油機(jī)械制造業(yè)得到迅速發(fā)展。鉆機(jī)

7、制造公司主要有8大家，統(tǒng)計(jì)1973年美國(guó)286個(gè)陸地和40個(gè)海洋鉆井公司使用的1 891臺(tái)鉆機(jī)，這8家所占比例達(dá)90%，其中尤以National、Emsco、Ideco公司為甚，它們所占比例分別為，National30.8%，Emscoo 13.9%,Ideco10.7%，Oil Well8.25%，Mid-Continent8.25%，Wilson7.15%，Cardner-Denver5.15%，Brewster4.85%。美國(guó)沒(méi)有像蘇、羅、我國(guó)等將諸多因素(參數(shù))合在一起的鉆機(jī)標(biāo)準(zhǔn)，但各公司均有自已的絞車、天車、游車、大鉤、水龍頭、轉(zhuǎn)盤、傳動(dòng)裝置、鉆井泵、井架和底座等主機(jī)標(biāo)準(zhǔn)，API的相

8、關(guān)規(guī)范和推薦作法，它們均采用。根據(jù)鉆井公司的要求，將這些主機(jī)配套成鉆機(jī)，很機(jī)動(dòng)靈活。當(dāng)確定鉆機(jī)鉆深能力時(shí)，下列因素都是重要的：井架承載能力;提升系統(tǒng)承載能力；動(dòng)力機(jī)組功率；絞車功率及負(fù)荷能力；鉆井泵功率；鉆臺(tái)高度及承載能力；轉(zhuǎn)盤開(kāi)口及承載能力等。上述諸多因素中絞車性能是最基礎(chǔ)的因素，它是將動(dòng)力轉(zhuǎn)換成提供起升負(fù)荷能力的源泉，無(wú)怪乎美國(guó)人把絞車視為鉆機(jī)。由于鉆柱質(zhì)量是決定井深很重要的出發(fā)點(diǎn)，他們的設(shè)備標(biāo)準(zhǔn)中唯獨(dú)絞車標(biāo)有井深參數(shù)。最初是以412英寸鉆桿為計(jì)算井深基礎(chǔ)，雖然后來(lái)出現(xiàn)5英寸無(wú)細(xì)螺紋鉆桿，其水力和承載性能比412英寸鉆桿為好，但絞車產(chǎn)品已經(jīng)形成，所以仍沿用原來(lái)的412英寸鉆桿所標(biāo)定的井深。

9、用5英寸鉆桿鉆井時(shí)，額定井深的鉆桿質(zhì)量要增大一些，標(biāo)定井深要打點(diǎn)折扣。由于絞車使用說(shuō)明書中均有游動(dòng)系統(tǒng)繩數(shù)與各檔載荷能力表和提升曲線，實(shí)際鉆井作業(yè)可根據(jù)需要按這些表或曲線來(lái)選擇載荷和速度。80年代后期，美國(guó)很多公司的樣本在絞車參數(shù)中“412”字樣已不再注明。幾十年來(lái)美國(guó)鉆機(jī)的主機(jī)在總體上基本沒(méi)有變化，對(duì)比了National公司1976-1977年絞車參數(shù)與1998-1999年National-Oilwell兩公司合并后公布的絞車參數(shù)與性能數(shù)據(jù)完全一樣；Emsco公司也基本如此，兩公司絞車載荷參數(shù)見(jiàn)表312。它們摘至1998-1999年National-Oilwell樣本和1986-1987年E

10、msco公司樣本，供參閱。表3National-Oilwell公司絞車載荷參數(shù)(表38)80B(機(jī)械驅(qū)動(dòng)M)、80UE(電動(dòng)E)(1 000 hp 12 000 ft)滾筒軸離合器低速高速檔號(hào)低檔檔高檔低檔檔高檔MEMMEMEMME懸吊繩數(shù)下提升載荷能力W/tf615615136899352453625308202189177116*120*6859483239102452272161411458273593945表4110M、110UE(1 500 hp 16 000 ft)滾筒軸離合器低速高速檔號(hào)低檔檔高檔低檔檔高檔MEMMEMEMME懸吊繩數(shù)下提升載荷能力W/tf825022720514

11、5*145*1082573952103052752481771771239868486412355323291207207143114805773表51320M、1320UE(2 000 hp 20 000 ft)滾筒軸離合器低速高速檔號(hào)低檔檔高檔低檔檔高檔MEMMEMEMME懸吊繩數(shù)下提升載荷能力W/tf8353300291186*189*11612370477104183663552272301411508655931248642741426426815917310064109表61625M、1625DE(3 000 hp 25 000 ft)滾筒軸離合器低速高速檔號(hào)低檔檔高檔低檔檔高檔M

12、EMMEMEMME懸吊繩數(shù)下提升載荷能力W/tf8484400341223*250*14815910568981059148941427330518019312782120126915684823183572092271459514114784645550359405239257168109159表7M-3000、E-3000(3 000 hp 30 000 ft)滾筒軸離合器低速高速檔號(hào)低檔檔高檔低檔檔高檔MEMMEMEMME懸吊繩數(shù)下提升載荷能力W/tf840040028619920014114810067821048848834323924116517712081100125565563

13、98275*277*190205139941161462462444630931121322915510513016694694496344346237255173117145表82040-E(4 000 hp 40 000 ft)滾筒軸離合器低速高速檔號(hào)低檔高檔低檔高檔懸吊繩數(shù)下提升載荷能力W/tf8663400*2201331079948226516012925558306185141 040629345208161 148693380230表9Emsco公司絞車載荷參數(shù)表(表912)D-3-(機(jī)械驅(qū)動(dòng)M)、D -3-(電驅(qū)動(dòng)E)(1 000 hp 14 500 ft)滾筒軸離合器低速高速

14、檔號(hào)低檔檔高檔低檔檔高檔MEMMEMEMME懸吊繩數(shù)下提升載荷能力W/tf6154155105716447343221208198198135*9182604441272510238239162109987353493330122762771801271148462573935表10C-1-(M)、C -1-(E)(1 500 hp 16 000 ft)滾筒軸離合器低速高速檔號(hào)低檔檔高檔低檔檔高檔MEMMEMEMME懸吊繩數(shù)下提升載荷能力W/tf8266266180120127816954363410321321217145*154*978466444712371371251168178113

15、9776515414418418282189200127109865761表11C-2-(M)、C -2-(E)(2 000 hp 25 000 ft)滾筒軸離合器低速高速檔號(hào)低檔檔高檔低檔檔高檔MEMMEMEMME懸吊繩數(shù)下提升載荷能力W/tf8346346254167144109857146461041741730520117313210185565612482482353232*200*153117996565145435433982622261721321127373表12C-3-(M)、C -3-(E)(3 000 hp 30 000 ft)滾筒軸離合器低速高速檔號(hào)低檔檔高檔低檔檔高

16、檔MEMMEMEMME懸吊繩數(shù)下提升載荷能力W/tf10581581398271*258*185146126868212673673461313298214169146100951475875851935333624129116511210716835835572389370266210182124118*表示額定井深鉆柱質(zhì)量載荷(下同) 我國(guó)于1978年曾分別與美國(guó)Ideco、 National兩公司進(jìn)行過(guò)技術(shù)座談，分析這些資料和美國(guó)其他公司的絞車和鉆機(jī)情況后，可以得出他們一般的幾點(diǎn)技術(shù)作法。a)井深范圍下限是額定井深的55%70%。b)額定井深鉆柱質(zhì)量取412英寸鉆桿中間壁厚帶接頭質(zhì)量27

17、.5 kg/m(18.5 lb/ft)加鉆鋌后，平均以30 kg/m(20 lb/ft)乘以額定井深來(lái)計(jì)算鉆柱質(zhì)量(見(jiàn)表312中帶*者)。(蘇聯(lián)新系列、羅馬尼亞F系列鉆機(jī)也以30 kg/m計(jì)算)。表13k取值游動(dòng)系統(tǒng)效率對(duì)比懸吊繩數(shù)National k0.972API(Emsco)k=0.96040.9270.90860.8940.87480.8820.842100.8570.811120.8350.782140.8120.755160.7800.728c)額定井深鉆柱質(zhì)量的提升鉤速要滿足0.50.6 m/s(100120 ft/min)的要求，以此考慮機(jī)械和繩系效率后來(lái)決定絞車輸入功率。超深

18、井鉆機(jī)這一鉤速還要高些。d)功率為735 kW(1 000 hp)及其以上的絞車，鉆井繩數(shù)一般采用8或10繩；功率為550 kW(750 hp)以下采用6繩。e)通常最大繩數(shù)比鉆井繩數(shù)多4或6繩，以得到較大的載荷增益。f)鉆井時(shí)鋼絲繩安全系數(shù)不小于3，下套管不小于2。g)功率為735 kW(1 000 hp)及以上絞車的滾筒尺寸其直徑與繩徑比，一般為20倍或大一些，鉆井時(shí)起一28 m(93 ft)立根在滾筒上纏繞不超過(guò)3層；下套管用最大繩數(shù)起1立根則到第4層，但未有到5層上去的。層數(shù)太多對(duì)鋼絲繩壽命不利。h)游動(dòng)系統(tǒng)效率計(jì)算公式1 Tk(1kn）n（1k）式中，k為1根繩和滑輪效率；n為懸吊繩

19、數(shù)。k值有取0.98，0.97，0.96等。API取0.96，National公司取0.972，Emsco公司按API取0.96。對(duì)這2種k值各繩系數(shù)效率見(jiàn)表13。i)功率為550 kW(750 hp)及以上的絞車總體結(jié)構(gòu)一般采用3軸結(jié)構(gòu)(輸入、變速、滾筒)，從輸入軸至滾筒軸的絞車機(jī)械效率取0.904。j)為考慮鉆井安全，在鉆井繩數(shù)下絞車最低檔(檔)速度的配置要滿足當(dāng)柴油機(jī)可能出現(xiàn)故障時(shí)，用輸入功率的12或1臺(tái)柴油機(jī)功率能以一定的鉤速提起額定井深鉆柱質(zhì)量(National這一鉤速為0.150.2 m/s，3040 ft/min)。31999年修訂標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)分析3.1額定井深與井深范圍修訂標(biāo)準(zhǔn)將鉆

20、機(jī)劃分為9級(jí)。其中部分鉆機(jī)額定井深對(duì)應(yīng)原標(biāo)準(zhǔn)井深有所調(diào)整，如ZJ32型調(diào)整為ZJ40型，ZJ45型調(diào)整為ZJ50型，ZJ60型調(diào)整為ZJ70型，ZJ80型調(diào)整為ZJ90型等(見(jiàn)表2)。這與美國(guó)多數(shù)公司將1 000 hp絞車定為3 6604 420 m，1 500 hp 定為4 900 m，2 000 hp 定為 6 100 6700 m，3 000 hp定為9 144 m等是一致的。如此處理對(duì)我國(guó)鉆機(jī)出口和對(duì)外承包鉆井工程有利。修訂標(biāo)準(zhǔn)井深范圍其下限是額定井深的50%70%，也與美國(guó)多數(shù)公司一致。這是一種通常作法，并非經(jīng)濟(jì)性論證的結(jié)果。3.2絞車功率與鉤速修訂標(biāo)準(zhǔn)確定每級(jí)鉆機(jī)的絞車額定輸入功率

21、均不低于美國(guó)，提升額定井深鉆柱質(zhì)量(以下簡(jiǎn)稱鉆柱載荷)的鉤速也不低于美國(guó)，達(dá)到0.500.63 m/s(98124 ft/min)。鉤速按下式計(jì)算。vH75PRDWTFH75PHFH，式中，vH為大鉤提升鉤速，ms；PR為絞車額定輸入功率，hp；PH為大鉤鉤功率，hp；DW為絞車機(jī)械效率，取0.904；T為鉆井繩數(shù)時(shí)的游動(dòng)系統(tǒng)效率(按表13，National公司值)；FH為額定井深鉆柱載荷kg,對(duì)412英寸鉆桿，F(xiàn)H=30 kg/m該額定井深；對(duì)5英寸鉆桿FH=36 kg/m該額定井深。計(jì)算結(jié)果與美國(guó)對(duì)比見(jiàn)表14。ZJ10型ZJ120型鉆機(jī)的鉤速分別達(dá)到107，118，108，98，98，11

22、4，110，124，124 ft/min。5英寸鉆柱的鉤速也達(dá)到同樣水準(zhǔn)。表14絞車功率與鉤速對(duì)比國(guó)家或公司鉆機(jī)或絞車型號(hào)絞車輸入功率P/hp井深H/m鉆井繩數(shù)n412英寸鉆柱質(zhì)量m/t412英寸鉆柱鉤速v5英寸鉆柱鉤速vms1ftmin1ms1ftmin1SYT56091999ZJ102705001 0006300.5451070.57112ZJ154508001 5008450.5981180.53104ZJ205501 2002 0008600.5481080.51100ZJ307501 6003 0008900.498980.5098ZJ401 0002 5004 00081200.4

23、98980.5098ZJ501 503 5005 000101500.5811140.54106ZJ702 0004 5007 000102100.5531100.54106ZJ903 0006 0009 000122700.6291240.59116ZJ1204 0007 50012 000123600.6291240.631246107501 8293 0486*919980B1 0002 4383 6588110107National110M1 5003 3534 8778146119-oilwell1320M2 0003 9626 0968183128M30003 0009 14412

24、2741222040E4 0006 09612 1928366128D-27502 1343 6588*11080D-3-1 0003 0484 420813388EmscoC-1-1 5003 6584 87710146117C-2-2 0003 9627 6201222997C-3-3 0004 8779：*兩公司鉆井繩數(shù)按該公司絞車“繩系與鉤載表”(表312)選擇與鉆柱載荷相近的繩數(shù)確定的。 3.3鉆井繩數(shù)與最大繩數(shù)、鋼絲繩直徑上文提到的絞車功率或鉤功率只是一種能力確定，對(duì)絞車系統(tǒng)和游動(dòng)繩系實(shí)現(xiàn)這一鉤速與鉤載要涉及一系列因素，如繩數(shù)、繩拉力、繩徑、滾筒尺寸與旋轉(zhuǎn)

25、速度、離合器扭矩等。這些因素如何比較優(yōu)化地匹配，是具體設(shè)計(jì)時(shí)要確定的問(wèn)題，但其中繩系是首要因素，它是決定其他因素的基礎(chǔ)。由于鉤速與鉤載除與絞車輸入功率成正比外，還與提升系統(tǒng)繩數(shù)有關(guān)，也就是說(shuō)，要滿足提升鉆柱載荷達(dá)到要求的100120 ft/min的鉤速標(biāo)定在什么繩數(shù)下的問(wèn)題，這就是鉆井繩數(shù)的概念。它影響著鉆機(jī)的性能，標(biāo)準(zhǔn)中需要確定這一參數(shù)。鉆井繩數(shù)在美國(guó)沒(méi)有統(tǒng)一規(guī)定， National公司設(shè)計(jì)準(zhǔn)則是， 對(duì)1 000 hp及以上的絞車鉆井繩數(shù)定為8繩， 用此繩數(shù)提升鉆柱載荷設(shè)在第檔上， Emsco公司也基本相近；在這樣前提下，設(shè)計(jì)派生出各檔、各繩數(shù)的鉤載能力(見(jiàn)表312)。鉆井時(shí)是否一定要用鉆井

26、繩數(shù)?如果井身結(jié)構(gòu)出現(xiàn)的載荷小于、等于或略大于鉆柱載荷，為減少起下鉆時(shí)間，提高鉆井時(shí)效，一直使用鉆井繩數(shù)是合算的；若出現(xiàn)的載荷很大或下很重的套管，是先用鉆井繩數(shù)然后倒繩，還是一次穿到最大繩數(shù)，就要權(quán)衡地層復(fù)雜情況與時(shí)間得失由鉆井工程來(lái)考慮。最大繩數(shù)是為取得更大載荷增益能力而設(shè)計(jì)的，確定多少根為宜?它除考慮鋼絲繩安全系數(shù)及其他承載件允許條件外，還應(yīng)考慮在滾筒上纏繩層數(shù)不要太多。因?yàn)楫?dāng)下技術(shù)套管(一般最重)倒到最大繩數(shù)時(shí)還要繼續(xù)鉆井，仍要進(jìn)行起下鉆作業(yè)，由于用最大繩數(shù)起28 m立根的纏繩量比鉆井繩數(shù)多，導(dǎo)致在滾筒上纏繩層數(shù)多。按API RP 9B推薦作法要求，在滾筒上纏繞的鋼絲繩最好不要超過(guò)3層。

27、所以確定最大繩數(shù)時(shí)要顧及層數(shù)原則(API RP 9B推薦：如果用一個(gè)合適的卡子，將活繩頭卡緊在滾筒上，固定圈數(shù)有9圈就足夠了，如果滾筒直徑為660 mm或更大些，則5圈就夠了。即在計(jì)算纏繩量時(shí)可不計(jì)繩長(zhǎng))。修訂標(biāo)準(zhǔn)確定的鉆井和最大繩數(shù)基本與美國(guó)主要公司一致，對(duì)比數(shù)據(jù)見(jiàn)表15。表15修訂標(biāo)準(zhǔn)鉆井和最大繩數(shù)與美國(guó)公司對(duì)比絞車功率P/hp2704505507501 0001 5002 0003 000 4 000中國(guó)NationalEmsco繩數(shù)n，分析了National各級(jí)絞車的繩徑、滾筒尺寸與纏繩層數(shù)(第1層開(kāi)始7圈不計(jì)繩長(zhǎng))，鉆井繩數(shù)起28 m立根均在3層上，最大繩數(shù)起28 m立根不超過(guò)4層。

28、其他公司滾筒尺寸、繩徑與National非常接近(見(jiàn)表16)，顯然也不會(huì)超過(guò)3層或4層。 表16滾筒尺寸、繩徑對(duì)比公司絞車型號(hào)輸入功率P/hp井深H/m滾筒尺寸直徑長(zhǎng)度DLmm繩徑d/英寸中國(guó)繩徑dc/英寸National6107501 8293 048508110002 4383 6586351 245114114110M15003 3534 8776861 2451381381320M20003 9626 0967621 4291381121625M30004 8777 6209141 556112M300030009 1449141 575158，1341582

29、040E40006 09612 1921 0661 829158，22EmscoD-27602 1343 6585081 308D-3-1 0003 0484 4206031 270C-1-1 5003 6584 8776861 245C-2-2 0003 9267 6207621 473C-3-3 0004 8779 1448931 575IdecoH-9001 0002 0003 0005591 168118H-12001 2002 5004 0006351 270114H-17001 7003 0005 0007111 270114138H-30002 0004 0004 500最深91

30、41 562138112Dreco1000M1 0003 0484 2686351 2701141500M1 5003 9635 4886861 2701382000M2 0004 5736 7077621 4221123000E3 0005 4889 1469141 5741581344000E4 00015 2441 0661 8291342Qilwell7607462 1343 6586341 2648601 0443 0484 8777111 321M-20001 4926 0968131 441M-30002 2389 1449141 575OimeSD5-M9122 1343 35

31、35721 118118SD7-M1 2172 4383 6586351 270114SD9-M2 0283 9026 0966861 270138SD11-M3 0425 4867 6208131 422138158蘇聯(lián)7752 5007001 2001188983 0006508401181 0885 0008001 0301142 5168 0009301 540112按修訂標(biāo)準(zhǔn)確定的繩徑，以National的滾筒尺寸，對(duì)ZJ50型ZJ120型鉆機(jī)起28 m立根纏繩層數(shù)進(jìn)行計(jì)算，其結(jié)果如下：a)ZJ50型鉆井繩數(shù)10，超過(guò)3層在4層上；最大繩數(shù)12，基本纏滿4層。b)ZJ70型鉆井繩數(shù)1

32、0，基本纏完3層；最大繩數(shù)12，纏在4層上。c)ZJ90型鉆井繩數(shù)10，纏在3層上；最大繩數(shù)14，纏在4層上。鉆井繩數(shù)12，基本纏完3層，最大繩數(shù)16，纏在4層上。d)ZJ120型鉆井繩數(shù)12，纏在3層上，最大繩數(shù)16，纏在4層上。修訂標(biāo)準(zhǔn)在處理ZJ70型鉆機(jī)繩徑問(wèn)題上， 選取了 38 mm(11/2英寸)， 比National和Oime公司的2 000 hp絞車35 mm(138英寸)繩徑要大(見(jiàn)表16)，從而將額定井深提高到7 000 m；對(duì)ZJ90型鉆機(jī)的繩徑采用了42 mm(158英寸)，比National1625M型3 000 hp絞車38 mm(11/2英寸)繩徑要大，同時(shí)將最大繩

33、數(shù)增到16、最大鉤載增到680 t，從而把原標(biāo)準(zhǔn)8 000 m鉆機(jī)提到9 000 m。這些舉措是恰當(dāng)和必要的，滿足了鉆機(jī)提級(jí)的需要。3.4最大鉤載與繩安全系數(shù)最大鉤載是因設(shè)置了最大繩系而帶來(lái)的承載增益。美國(guó)絞車提供的最大鉤載是基于鉆井繩數(shù)下，利用最低檔(檔)大于提升鉆柱載荷檔的載荷升值，再進(jìn)一步通過(guò)最大繩數(shù)而得到的。計(jì)算公式為： Fmax=FDnmaxmax(nDD），式中，F(xiàn)max為最大繩數(shù)時(shí)絞車檔鉤載；FD為鉆井繩數(shù)下絞車檔鉤載；nmax為最大繩數(shù)；nD為鉆井繩數(shù)；max為最大繩數(shù)時(shí)游動(dòng)系統(tǒng)效率；D為鉆井繩數(shù)時(shí)游動(dòng)系統(tǒng)效率。公式表明，在鉆柱載荷及鉤速檔定位(定在幾檔、鉆井繩數(shù)多少?)的基礎(chǔ)

34、上，合理拉大最大繩數(shù)與鉆井繩數(shù)間隔、檔與提升鉆柱載荷檔的載荷比，能得到較多的載荷增益。National和Emsco公司的絞車檔與提升鉆柱載荷檔的載荷比為1.62.2(見(jiàn)表312)。要說(shuō)明的是，美國(guó)絞車提供的最大鉤載，表示的是絞車本身可承受的鉤載能力，不代表整個(gè)鉆機(jī)的載荷能力，它將受到所配提升系統(tǒng)設(shè)備的載荷能力限制。National公司各級(jí)絞車最大鉤載與該公司相應(yīng)的游車載荷和繩數(shù)比較接近(見(jiàn)表17)，而Emsco公司絞車最大鉤載要選大一級(jí)的游車才能與之最大繩數(shù)配套(見(jiàn)表18)。兩公司提升設(shè)備均符合API Spec 8C載荷系列等級(jí)。表17National絞車與游車匹配游車型號(hào)A350B500B6

35、50A7501000滑輪數(shù)n5667677878API額定載荷W/tf318454590680908繩徑D/英寸118，114138，112138，112，158158，134134，2絞車型號(hào)80B110M 1320M1320MM30002040E繩徑d英寸114138 138138158 1342最大鉤載Wmaxtf245355 4864866941 148最大繩數(shù)nmax101212121616對(duì)應(yīng)輪數(shù)n56 6688表18Emsco絞車與游車匹配游車型號(hào)250TB350TB500TB650TB750TB875TB1000TB滑輪數(shù)n55667 888API額定載荷W/tf2273174

36、54590680794908繩徑d英寸絞車型號(hào)D-3-C-1-C-2-C-3-C-3-繩徑dt/英寸最大鉤載Wmax/tf276418 543835835最大繩數(shù)nmax1214 141616對(duì)應(yīng)輪數(shù)n67788我國(guó)鉆機(jī)最大鉤載是直接按照API Spec 8C相應(yīng)的載荷等級(jí)圓整成尾數(shù)為0和5的值確定的。 就National所配提升設(shè)備載荷能力而言， 我國(guó)2 000 hp以上鉆機(jī)的最大鉤載不比該公司小。鋼絲繩安全系數(shù)應(yīng)遵循了API RP 9B推薦值要求，鉆井時(shí)不小于3、下套管不小于2。通過(guò)計(jì)算，列出了我國(guó)各級(jí)鉆機(jī)鉆柱載荷和最大鉤載的繩安全系數(shù)與美國(guó)的對(duì)比(見(jiàn)表19)。表中的繩公稱拉力引至我國(guó)19

37、98年石油天然氣工業(yè)用鋼絲繩規(guī)范送審稿中表8超級(jí)犁鋼數(shù)值。 表19鉆柱載荷、最大鉤載與繩安全系數(shù)對(duì)比國(guó)家或公司鉆機(jī)或絞車型號(hào)絞車輸入功率Php井深Hm繩數(shù)鉆井nmax412英寸鉆柱質(zhì)量mt最大鉤載Wmax/tf鉆井快繩拉力Wkgf最大鉤載快繩拉力Fmaxkgf繩徑d英寸繩拉力Fkg繩安全系數(shù)n鉆井下套管SY/T56091999ZJ102705001 000663060560011 1867836 0866.443.20ZJ154508001 500884590640012 755146 8917.323.67ZJ205501 2002 0008860135850019 13311859 021

38、6.943.08ZJ307501 6003 0008109017012 76019 83711472 4775.683.65ZJ401 0002 5004 00081012022517 00026 25411472 4774.262.76ZJ501 5003 5005 000101215031517 50031 4371388 70544.972.77ZJ702 0004 5007 000101221045024 50044 910112102 9564.202.29ZJ903 0006 0009 000121627067526 95054 487158119 2664.402.19ZJ1204 0007 50012 00012