景佐军， 徐小鹏1,， 南树歧1,， 范向曾

（1.国家油气钻井装备工程技术中心，陕西 宝鸡721000；2.宝鸡石油机械有限责任公司，陕西 宝鸡721000）

0 引言

铁钻工是自动化钻井生产中钻机的配套设备，作为液压动力大钳的升级替代产品，铁钻工能够安全、高效地完成钻具的上卸扣和紧冲扣等工作[1]。尤其在近几年，国内各大石油钻探企业大力推进钻修井设备自动化、智能化发展，改善一线作业环境，提升员工工作幸福感，钻机管柱自动化设备进入了快速发展期，铁钻工作为管柱自动化设备中上卸扣工具，得到了大量的使用，目前约有上百台铁钻工进入现场使用，操作人员远离井口作业，提高了作业时的安全性。在进行作业时不需要根据钻杆直径的变化更换相应的颚板，操作简单，工作效率高[2]。但是铁钻工的效率还需进一步提高，往往紧扣需要多次，旋扣钳的转矩不足则是引起该问题的主要原因之一。

本文主要对铁钻工旋扣钳滚轮与钻杆的摩擦行为进行分析研究，分析滚轮与钻杆旋扣全过程中的接触摩擦特性、磨损原因等问题，讨论了不同过程中当量滚动摩擦、滑动摩擦因数。并在此基础上，进行了不同夹紧力、不同转速、不同材料、动静状态下碳纤维滚子材料的摩擦力矩试验，得出了最优铁钻工滚轮工作状态。

1 现状分析

目前，铁钻工旋扣钳工作时，通过液压缸推动夹紧臂上的摩擦轮夹紧管具，液压马达驱动摩擦轮旋转，从而带动管具旋转，完成上扣、卸扣动作[4]。……