减轻产品重量的方法优化

根据王进喜同志的建议，我们重点抓了“三吊”中的吊环和吊卡。同时，还为减轻整部钻机重量进行了尝试。

吊环和吊卡是钻机提升系统的重要工具，主要用于钻井过程的起下钻与油井打捞。国产旧吊环和吊卡系按苏联设计及工艺，采用中碳钢和中碳合金结构钢经正火或调质处理，强度较低，致使产品笨重，钻井工人劳动强度很大。为了满足吊环和吊卡使用条件，大幅度减轻其重量，我们和大冶钢厂、西安交通大学等单位，在材料和热处理工艺方面开展了系统的试验研究。经过几年来的反复试验，现已采用20SiMn2MoVA钢经淬火、低温回火，得到低碳马氏体的组织状态。与吊环和吊卡原用材料和热处理状态相比，其强度提高1～2倍，而塑性韧性并不减低，缺口敏感性、过载敏感性及冷脆倾向也较低，尤其有较高的断裂韧性。

吊环和吊卡经过材料和热处理工艺方面的上述变革，大幅度减轻了重量。各种新型吊环和吊卡一般只有苏联同类产品重量的1/2，同时也显著比美国产品轻。例如负荷250t的吊环，宝鸡石油机械厂每副重172kg，苏联的重380kg，美国的重190kg；4.5in（1in=2.54cm）、负荷150t外平钻杆吊卡，宝鸡石油机械厂的每只重60kg，苏联的重126kg，美国的重97.3kg。吊环和吊卡重量的减轻，对改善钻井工人劳动强度，提高钻井效率，具有重要意义。1970年，当吊环的改革取得初步成功时，“铁人”王进喜同志曾给我们来信表示祝贺。(www.xing528.com)

石油钻机绞车轴、滚筒轴、猫头轴和天车轴，是整个钻机的关键部件。过去，这些大轴都采用中碳合金结构钢，经调质处理后，强度只有70kgf/mm²，因此又粗又重。宝鸡石油机械厂于1970年自行设计、试制成功我国第一台5000m直流电驱动钻机。这台钻机上的几根大轴均采用大截面低碳合金钢，经热处理得到低碳贝氏体的组织状态，把钢的强度提高到120kgf/mm²以上，钻机的其他零部件也相应提高了强度和硬度，使这台5000m钻机重量只相当于一般3200m钻机。经五七油田试钻，这台钻机超过了原设计能力，用较短的时间、较低的成本、较好的钻井质量，打了几口深油井。