王哲， 祁小伟， 吕强， 冯耀东

（南阳第二石油装备（集团）有限公司，河南南阳473006）

0 引言

在油田抽汲、采油作业时，需要将作业工具通过钢丝绳在井内完成提升和下放工况。根据井深要求，滚筒配有数千米的钢丝绳。作业时，如果钢丝绳不能在滚筒上一层层地排列整齐，就会出现乱绳、咬绳现象，严重影响钢丝绳寿命和作业安全。

目前大多数厂家采用机械排绳机构，即滚筒通过链传动驱动排绳器上的正反丝杠旋转，完成排绳器的移动和自动换向。该方法虽然结构简单，但无法消除积累误差的影响，必须手动参与调整。也有采用液压和电控结合的自动排绳系统，但其缺点是系统繁杂和液压的容积效率误差大，不能很好地实现自动排绳。

1 技术分析

如图1，根据 GB/T1955-2008标准要求，光面滚筒、多层缠绕时，自然排绳的出绳偏角θ≤2°。而影响排绳最主要的原因有两个：1）钢丝绳出绳偏角太大，不能满足正常排绳的需要；2）钢丝绳缠绕时张力太小，造成排绳不紧凑或乱绳。

图1 钢丝绳出绳偏角

抽汲作业采用的是光面滚筒、多层缠绕，钢丝绳一端连接有加重杆和油抽子，在提升和下放时，钢丝绳上始终保持有一定的张力。因此，关键是解决在排绳时，一直保持钢丝绳的出绳偏角在标准要求的范围内，并尽可能等于0°。

2 工作原理

在滚筒上缠绕的钢丝绳，内层与外层都只与滚筒的转速有关。当滚筒匀速旋转时，内层与外层排满一层的时间相等，即滚筒转速与排绳同步。根据这个原理，只需将滚筒的转速与钢丝绳沿滚筒轴线移动的速度关联起来，即可实现自动排绳。……