专利名称：压实股石油钻井专用钢丝绳的制作方法
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6X19S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6X19S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
4用钢丝绳，其主要结构为6xK19S-IWRC、6xK25F-IWRC、6xK26WS-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6x7-lx7。所述的6x7-lx7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6XK26WS-IWRC-D38mm压实股钢丝绳为例，其安全系数是6X 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。
图1是6XK19S-IWRC压实股石油钻井专用钢丝绳横截面示意图。 图2是6XK25F-IWRC压实股石油钻井专用钢丝绳横截面示意图。 图3是6XK26WS-IWRC压实股石油钻井专用钢丝绳横截面示意图。 图中，l.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l:参阅图l。 6XK19S-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l)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l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6XK19S-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(l-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l外形为圆型。
钢芯股7是1根直径为11.7mm的结构为6X7-1x7的钢丝绳。
6XK19S-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。 6XK25F-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(l-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l.OOmm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; l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l外形为圆型。
钢芯股7是1根直径12.9mm的结构为6X7-1x7的钢丝绳。
实施例3:参阅图3。 6XK26WS-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(l-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。 IO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l外形为圆型。
钢芯股7是1根直径为12.8mm的结构为6X7-1x7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6xK19S-IWRC、 6xK25F画IWRC、 6xK26WS-IWRC。
钢芯股7结构为6X7-1x7，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l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 X 19S结构钢丝绳延长1.5倍以上。
权利要求1、一种压实股石油钻井专用钢丝绳，由6根外层股(1)和1根钢芯股(7)组成，其特征在于外层股(1)以钢芯股(7)为中心呈螺旋线缠绕，外层股(1)采用辊轧法或模拉法压实成型，外层股(1)外形为圆型，每根外层股(1)由19～26根钢丝股组成，外层股(1)的结构是在1根中心钢丝(6)的周围捻制有2～3层钢丝，所述的2～3层钢丝分别是外层钢丝(2)、次外层钢丝(3)、填充钢丝(4)和/或内层钢丝(5)，所述的钢芯股(7)结构为6×7-1×7。
2、 如权利要求1所述的压实股石油钻井专用钢丝绳，其特征在于 所述的外层股(l)结构为K19S，由19根钢丝组成，外层股(l)是在1根中 心钢丝(6)的周围捻制有2层钢丝，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。
3、 如权利要求1所述的压实股石油钻井专用钢丝绳，其特征在于-所述的外层股(l)结构为K25F，由25根钢丝组成，外层股(l)是在1根中 心钢丝(6)的周围捻制有2层钢丝，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。
4、如权利要求1所述的压实股石油钻井专用钢丝绳，其特征在于 所述的外层股(l)结构为K26WS，由19根钢丝组成，外层股(l)是在1根 中心钢丝(6)的周围捻制有3层钢丝，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，由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。
5、如权利要求1所述的压实股石油钻井专用钢丝绳，其特征在于外层股(1)的外层钢丝(2)、次外层钢丝(3)、填充钢丝(4)、内层钢丝(5)和中 心钢丝(6)为不规则形状。
专利摘要一种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，特征是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。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6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、填充钢丝或内层钢丝。所述的钢芯股结构为6×7-1×7。钢丝绳具有良好耐磨损、金属填充系数增大、整绳破断拉力值高、承载能力大、结构稳定和抗冲击性能增强等特点。提高了钢丝绳抗磨损性能，延长钢丝绳使用寿命，具有较好的经济价值和社会效应。
文档编号D07B1/10GK201358405SQ20092010573
公开日2009年12月9日 申请日期2009年3月5日 优先权日2009年3月5日
发明者磊 岳, 康先智, 支宇堃, 王安安, 秦万信, 许恩荣, 郭合理 申请人:咸阳宝石钢管钢绳有限公司