年产300万米超高强度抽油杆技改项目可行性研究报告(DOC)

1 第一章 总 论 1.1 项目名称及承办单位 1.1.1 项目名称 年产 300万米超高强度抽油杆技改项目 1.1.2 承办单位 山东 XX石油机械股份有限公司 法定代表人： 项目负责人： 1.1.3 项目主管单位 寿光市经济贸易局 1.1.4 项目建设地点 寿光市 山东 XX石油机械股份有限公司原厂区 1.1.5 可研报告编制单位 1.2 研究工作的依据 1.2.1 山东省机电产品进出口办公室鲁机电办字【 2003】 28号文件。 1.2.2 原机械工业部关于编写可行性研究报告的有关规定。 1.2.3 山东 XX 石油机械股份有限 公司 提供的项目资料、基础数据 。 1.2.4 有关部门出具的证明、文件。 1.2.5 国家、省、市关于支持发展机电行业的产业政策、规划文件等。 1.3 研究工作的范围 1.3.1 对企业的基本特点和发展规划进行说明和总体研究 1.3.2 对产品的国内、外市场情况进行分析，并确定项目生产规模 2 1.3.3 对产品方案和产品技术进行论证、确定产品水平 1.3.4 对国内、外同类产品生产工艺技术和设备进行分析研究，拟定先进合理的工艺技术和设备方案 1.3.5 对项目实施条件、厂址、原材料及能源供应等进行研究说明 1.3.6 就项目 的环保、消防和劳动安全卫生进行分析说明 1.3.7 进行项目的总投资估算、成本估算和经济效益分析，进行财务1.3.8 提出本项目的可行性研究工作结论。 1.4 推荐方案与研究结论 1.4.1 项目建设规模 本项目年产 300万米超高强度抽油杆 。 1.4.2 市场预测及产品销售 石化行业是我国国民经济的支柱行业，具有巨大的发展空间及潜力，根据党中央建设小康社会的发展目标，各个行业飞速发展，对石油这一基本的能源需求会不断增长，其供给是各行各业发展的基础，所以我国以及国际上对石油的开采必定会大幅度增长。抽油杆系 列产品作为石油开采必备的重要部件，其需求量也会相应的大大提高。 而由于石油开采的现实情况，石油开采技术需要提高，相应的石油开采设备的质量及产量需要大幅度提高以满足市场的需求。现在的质量已经无法满足日益提高的开采技术，而高质量的抽油杆一直是供不应求。技术改进后生产的抽油杆强度高，韧性好，扭距大，是一般抽油杆寿命的 2 3 倍。该企业现在生产的抽油杆一直是直接销往各大油田，并且大量出口，截止本年度一季度，已接到定单 100万米， 3 现有生产能力远不能满足客户的需求量。 从以上分析可以看出，抽油杆产品具有广阔的市场前景。 根据公司现有国内、外销售网络，确定本项目产品 80%内销， 20%外销。 1.4.3 生产工艺 本项目按照 GB7229-1987、 SY/T6272-1997、 SY/T5029-1995 及API.SPEC 11B 标准组织生产，该抽油杆采用 35CrMo 优质合金结构钢管做杆体，两端头采用中频感应加热，镦锻成型。生产过程中采用先进的德国产直读光谱仪进行材质分析；用漏磁探伤机逐支在生产线上检验；锻造时采用远红外线测温仪监控锻造温度，锻造后按杆体材料的需要，保温或加风冷装置，控制冷却速率；锻造后的杆体经整体回火消除锻 造加热区应力，杆体加工前经整体表面抛丸强化、提高杆的疲劳强度；杆头机械加工六角车床实现 PLC工程自动化；加工中的抽油杆采用磁粉和超声波检查。 技术改进后 特点： 产品 质量好， 强度高， 成本低 ； 表面光洁， 耐腐蚀 ； 接头插接方便牢固； 可实现大规模、大批量生产 以及 自动化流水线 作业； 可大大改善作业环境、降低劳动强度、减少能源消耗。 1.4.4 厂址概况 本项目坐落于寿光市高新技术开发区。 寿光市交通、通讯发达。济青高速公路横贯东西，青羊铁路纵贯南北，潍高、羊临等省道、国道纵横交错。交通运输十分方便。 1.4.5 主要原材料及能 动供应 1.4.5.1 主要原材料供应 4 本项目生产所需的原材料供应情况如下： 35CrMo 优质合金结构钢管 ：上海宝钢 “ O”形密封圈 ：青岛橡胶总厂 1.4.5.2 能动供应 a、供电 本项目周围已架设 110KV 供电主干线，该公司以“ T”接引入厂区，厂区内原有的电力变压器供电虽然有余量，但不足本次技改的需要， 所以需要新上 500KVA 的电力变压器 1 台。 b、供水 本项目用水由企业自备的水井供给，生产工艺属机械加工过程，生产过程很少用水，需用少量生活用水，因此原有水源可满足要求。 1.4.6 劳动安全卫生 1.4.6.1 劳动保护 车间设备布置考虑操作运行通道，对转动设备进行防护并定期检查维修，厂房设置了强制性通风机械，公司定期发放劳保用品，对职工定期检查身体。 1.4.6.2 安全生产 各车间、各工位要按规定制定安全操作规程，转动机械应设置安全防护网或罩，操作工人要穿工作服、鞋、帽。女工不应留长发或采取保护措施。特殊工序或设备应设置安全警示标志，车间设计应按规定考虑消防设施，电力电缆一般采用直埋放射式布线，地面以上部分应设钢管保护。 1.4.6.3 工业卫生 5 生活饮用水定期化验，要符合生活饮用水标准，车间通风以自然通风为 主，局部可设机械强制通风换气，易散发粉尘的工序应设置吸尘装置，车间按规定距离和标准设置洗手间，女洗手间内要考虑孕妇使用的蹲、座盆。厂区设淋浴室，以保证工人的清洁卫生，厂区绿化已形成，对吸尘、降噪将起到明显的作用。 1.4.7 环境保护 本项目生产基本无废水排放，生活废水可直接排放。 对生产设备及其他设备产生的噪声，一是选择节能低噪的加工设备，二是厂房设计选用吸声材料，厂区的噪声分贝能达到控制标准。对车间生产，尤其是喷丸车间的粉尘污染，设置吸尘装置，及时除尘，定期清扫。 1.4.8 投资估算及效益指标 项目总投资 2618.19 万元，固定资产投资 万元，其中申请银行贷款 2100万元。 项目流动资金 1194.51 万元，其中铺底流动资金 358.35 万元。 年销售收入 7500万元，其中出口创汇 800万美元。 年利税 2600万元，其中年利润 1387.31 万元（税后）。 盈亏平衡点为 37.58%，经营安全率 62.42%。 投资回收期 3.62年（含建设期）。 财务内部收益率 42.57%。 投资利税率 67.91%。 投资利润率 33.76%。 详见主要经济指标表。 6 1.4.9 实施进度建议 本项目建设期一年，投产后一年达产，投产期 生产负荷按 80%计，以后各年均按满负荷 100%计。 1.4.10 研究结论 本项目产品市场前景广阔， 生产工艺路线成熟，水、电等配套设施齐全，产品 技术含量高，具有较强的市场竞争力， 经济效益和社会效益显著， 能够为国家 创造大量的外汇 。 山东 XX 石油机械股份有限公司是在石油机械行业享有较高声誉的国家大（二）型企业， 具有多年从事采油设备生产的生产管理体系和 质量管理体系以及 经验丰富的生产管理人员，能够保证项目的顺利实施，保证产品的生产和销售。 综上所述，认为本项目技术改造是必要的、可行的。 7 主要经济技术指标表 序号 指标名称 单位 数量 备注 1 生产规模 1.1 超高强度抽油杆 万米年 300 2 项目投资 万元 2618.19 2.1 固定资产投资 万元 2.2 铺底流动资金 万元 358.35 3 定员 人 240 4 设备 台套 42/4 5 建筑面积 平方米 9000 6 年销售收入 万元 7500 正常年 7 出口创汇 万美元 800 正常年 8 销售税金及附加 万元 667.74 正常年 9 总成本 万元 5522.90 正常年 10 年利润总额 万元 2042.19 正常年 11 所得税 万元 673.92 正常年 12 借款偿还期 年 3.00 不含建设期 13 投资回收期 年 3.62 不含建设期 14 投资利税率 % 67.91 15 投资利润率 % 33.76 16 财务内部收益率 % 42.57 17 单位产品能耗 Kg 标煤 /万米 8 第二章 项目背景与提出 2.1 企业概况 山东 XX 石油机械股份有限公司是二 00 一年由“山东 XX 集团总公司”整体改制设立的，是寿光市第一家由乡镇企业成功改制的民营股份公司。公司全面继承了 原“山东 XX 集团总公司”的企业文化，并将“ XX 精神”继续发扬光大，在十几年企业规模不断壮大的基础上凭借“鼓群志、集群智、聚众德、创众业”的崇高理念，从一个濒临破产的集体小厂发展壮大成为在石油机械行业享有较高声誉的国家大（二）型企业，现已进入了一个高速发展的新阶段。 山东 XX 石油机械股份有限公司专心致力于石油机械的研究、开发、制造和销售业务，主攻方向为采油设备。多年来，已形成了配套完善、品种规格齐全、销售和服务网络遍布国内、外的良好格局。主导产品有抽油机、抽油泵、潜油电泵、注液泵、抽油杆、油管、套管、各种井下 工具等。成为中国石油销售总公司及中国石化物资资源市场“三抽设备”和“石油专用设备”网络定点生产单位，是“山东省高新技术企业”、寿光市重点扶持的大型民营企业、中国农业银行 AAA级信用企业。公司较早通过了 ISO9001 国际质量体系认证，主导产品荣获了美国石油学会 API会标使用权。公司先后开发省级新产品十六种，国家级新产品三种，并荣获十二项国家专利。泥浆泵缸套、阀门等精密铸造产品畅销美国、加拿大、韩国及中东市场，深受海外客商的好评。 近年来公司进一步完善了信息化管理系统，在同行业率先建成千 9 兆快速以太网，实施了企 业资源计划管理（ ERP）系统，使各项管理更加规范和快捷。 2.2 项目背景 在党中央提出全面建设小康的号召下，社会各行各业会更快速发展，社会经济飞速前进。石化行业是我国国民经济的支柱行业，具有巨大的发展空间及潜力，今后对石油资源的需求成快速增长趋势，石油的开采速度规模会越来越大。抽油杆系列产品是石油开采必备的重要部件，其需求量会随着大幅度提高，市场形势十分乐观。而由于石油开采的现实情况，石油开采技术需要提高，相应的石油开采设备的质量及产量需要大幅度提高以满足市场的需求。 在当今世界，石油资源的争夺可以说是有 目共睹，而一些发展中国家的石油资源由于本国的技术原因，只能与一些发达国家建立合作关系共同开发自己的石油资源。我们国家的石油开采能力也算是比较先进，在满足国内需要的同时，还可以和一些石油资源丰富的国家建立合作关系，共同开发石油资源。但是和世界上极少数发达国家相比还需要大力发展，不断进步。而石油开采技术的主要决定因素是和开采设备的先进程度有关，大力发展油田机械是当今形势的一个趋势。我国要加强石油机械产品的生产，提高产品的技术含量。 有杆抽油是当前世界石油开采业中应用最广的常规抽油技术方法，我国约 90的 陆地 油井 采用有杆抽油技术。 抽油杆是石油开采中的主要设备，我国现在生产的抽油杆无论是在质量上还是在数量上都不能满足石化行业的需求，国际上对于这种产品的需求量也是很大的。只要我们的产品在质量上有所提高，在国际市场上是很有潜力的。 10 2.3 项目提出的必要性 2.3.1 符合国家产业政策和行业发展规划 由于石油资源的不可再生性以及社会的发展对石油需求量的增加， 近几年来，所有国家 对石油开采的范围不断扩大，石油开采的效率提高，随之而来的开采难度越来越大。因此对采油设备的质量要求越来越高，需求量也越来越大。根据我们国家对市场 产品调 整的方向，是向资金和技术密集型产业迈进， 对石油行业 行业来说， 我们不但要合理开发利用国内的石油资源，还要和其他国家合作，帮助部分发展中国家，对其国家的石油资源的开采利用。这对于石油机械产品的质量和产量都有很大的要求，同时国际市场对石油机械的需求也是很大的，我们应在满足国内需要的同时实现出口创汇。 我国 加入世贸组织后，贸易堡垒被拆除， 以后 会有更多的合资和独资 制造企业 进入中国， 对我国的石油机械生产企业造成很大的冲击， 竞争将更加激烈，很快会使一些工艺落后、设备简陋、生产能力低下的企业倒闭 。因此要想在市场竞争之中利于 不败之地，必须改进技术工艺，提高产品质量，增大产品的市场占有率。 2.3.2 有利于发展当地经济 山东 XX 石油机械股份有限公司是二 00 一年由“山东 XX 集团总公司”整体改制设立的，是寿光市第一家由乡镇企业成功改制的民营股份公司。 经过数年的艰苦创业，目前已成为国内知名的石油机械生产企业。本项目建成后将使公司在原有生产能力的基础上，达到 年产 300 万米超高强度抽油杆 生产规模。项目投产后对发展寿光市经济、增加财政收入、带动当地相关产业的发展和解决劳动力就业等将 11 起到积极的推动作用。 2.3.3 项目扩建有较好的基础 山东 XX 石油机械股份有限公司 具有二十年的 石油机械的研究、开发和制造经验 ，开发研制了 油机、抽油泵、潜油电泵、注液泵、抽油杆、油管、套管和各种井下工具等多种产品。 多年来，企业在自我发展中已形成了较强的技术开发、生产及销售优势，具备了较强的基础。企业实施该项目有以下基本优势和条件： （一）企业领导重视技术开发工作。企业管理者代表担任研究所所长，技术副厂长担任副所长。选拔企业精干为研究所成员并有专供研究所研究、开发的实验基地和专用资金及试验、检测设备。研究所的工作得到企业领导层的高度重视。 （二）企业具有多年的石油机 械开发经验。 公司先后开发省级新产品十六种，国家级新产品三种，并荣获十二项国家专利。 成为中国石油销售总公司及中国石化物资资源市场“三抽设备”和“石油专用设备”网络定点生产单位，主导产品荣获了美国石油学会 API会标使用权 ，其产品供不应求。 （三）企业具有多年从事石油机械生产的生产管理体系，具有众多经验丰富的生产管理人员，拥有先进的生产设备和完善的理化检测手段，具有满足生产的能力。 近年来公司进一步完善了信息化管理系统，在同行业率先建成千兆快速以太网，实施了企业资源计划管理（ ERP）系统，使各项管理更加规范和快捷 。 山东 XX 石油机械股份有限公司 具有较强的技术力量和经营管理水平，产品质量稳定；在建厂和几次技术改造中公司培养了一批既懂 12 生产技术、又会经营管理的人才；通过几年的努力，公司已在国内、外建立了稳定的销售网络和大批固定客户，销售渠道不断扩大；本技改项目可利用公司原厂区内的公用工程和设施等，将大大节省投资，即投资少、见效快。因此项目建设基础较好。 13 第三章 市场需求预测与建设规模 3.1 市场需求预测 3.1.1 国内、外科技水平趋势 与美国、 俄罗斯 的同类产品相比，其性能指标达到或超过国外同类产品水平，经中试生产 检验和自治区科委组织专家鉴定，该产品填补了国内生产的空白，生产工艺成熟、稳定，已具备产业化的技术条件。 3.1.2 市场预测分析 石化行业是我国国民经济的支柱行业，具有巨大的发展空间及潜力，根据党中央建设小康社会的发展目标，各个行业飞速发展，对石油这一基本的能源需求会不断增长，石油的供给是各行各业发展的基础，所以我国以及世界各国对石油的开采必定会大幅度增长。抽油杆系列产品作为石油开采必备的重要部件，其需求量也会相应的大大提高。 随着我国西部大开发的进程，我国加大了西部油田的勘探力度，很多大的油田被相继发现。各 大油田都在西部投入大量的人力物力，加入到西部石油资源的开发中，今后若干年的石油开采量将会大幅度提高，随着石油开采技术的提高，海上石油的开采也有很大发展，逐渐向深海迈进，海上石油资源开采量也会大幅度增长。 我国长期与南非等发展中国家保持合作关系，海外石油资源的开发一直成增长趋势。近来我国加强与石油资源丰富的哈撒克斯坦等国签订了合作意向，共同开发石油资源。 14 今后随着石油开采的迅猛发展，而石油开采机械的需求大幅度增长，石油机械行业是一个很有前景的行业，一定会飞速发展起来。而由于石油开采的现实情况，石油开采技术需要 提高，相应的石油开采设备的质量及产量需要大幅度提高，以满足市场的需求。现在的质量已经无法满足日益提高的开采技术，而高质量的抽油杆一直是供不应求。该项目技术改进后生产的抽油杆强度高、韧性好、扭矩大，是一般抽油杆寿命的 2 3 倍。该公司现在生产的抽油杆一直是直接销往各大油田，截止本年度一季度，已接到各大油田的定单 100万米，现有生产能力远不能满足客户的需求量。 从以上分析可以看出，抽油杆产品具有广阔的市场前景，新上年产 300万米抽油杆的市场销售没有问题。 3.2 项目建设内容及建设规模 根据抽油杆生产线的匹配能力 、项目资金筹措能力及公用工程配套等条件，认为年产 300万米抽油杆的建设规模是合理的。 15 第四章 技术水平 4.1 产品水平及标准 4.1.1 产品水平 利用改进后技术比传统方法生产的产品在质量上有很大的提高。 （ 1）锻造时采用远红外线测温仪监控锻造温度，锻造后按杆体材料的需要，保温或加风冷装置，控制冷却速率。 （ 2）抽油杆镦锻成型后，采用整体调质校直新工艺，从而达到各部位硬度均衡，直线度好。 （ 3）防脱性能好：由于叉口对接后，杆与杆之间采用接箍连接并锁紧，传递扭矩不是靠螺纹而是靠互相插入的两对扇形牙 体，因此不会产生滑丝和脱扣现象。 （ 4）加工中的抽油杆采用磁粉和超声波检查，有完整的质保体系。 （ 5） 用中频感应加热、淬火处理抽油杆的工艺，产品使用寿命是传统产品的 2 3 倍。 （ 6）杆体加工前经整体表面抛丸强化、提高杆的疲劳强度。 （ 7）杆头机械加工六角车床实现 PLC工程自动化，加工精度高，表面质量好。 4.1.2 产品标准 本项目的原材料和产品主要 依照或参考如下标准： GB 7229-1987 抽油杆及其接箍 JJG（石油） 37-1994 抽油杆螺纹量规 SY/T 5029-1995 抽油杆（抽油杆短节、光杆、接箍和异 16 径接箍）， SY/T 5550-1998 空心抽油杆 SY/T 5643-1995 抽油杆维护与装卸推荐作法 SY/T 5736-1995 增强塑料抽油杆 SY/T 5903-1993 抽油杆柱组合设计方法 SY/T 6134-1996 抽油杆及其接箍采购规定 SY/T 6272-1997 超高强度抽油杆 YB（ T） 43-1986 抽油杆用热轧圆钢 YB/T 054-1994 抽油杆用热轧圆钢 YB/T 054-94 抽油杆用热轧圆钢 4.2 工艺水平 4.2.1 工艺改进 企业在原有的生产工艺基础上，在如下方面进行了改进： （ 1）生产过程中采用先进的德国产直读光谱仪进行材质分析； （ 2）用漏磁探伤机逐支在生产线上检验； （ 3）锻造时采用远红外线测温仪监控锻造温度，锻造后按杆体材料的需要，保温或加风冷装置，控制冷却速率； （ 4）锻造后的杆体经整体回火消除锻造加热区应力，杆体加工前经整体表面抛丸强化、提高杆的疲劳强度。杆头机械加工六角车床实现 PLC 工程自动化； （ 5）加工中的抽油杆采用磁粉和超声波检查，有完整的质保体系。用中频淬火、抛丸处理等工艺。整个工艺连续进行，加热温度为 900 10，淬火温度为 750-900，喷水压力为 1.5-3 公斤 /厘米 2，喷 17 水角度与工件前进方向成 30度角工件以 1.3米 /分速度前进，以 2.5转 /分速度自行旋转。 4.2.2 工艺的先进性 改进后的新工艺具有如下先进性： （ 1）产品的原材料得到了的保证，不会存在材质的不合理； （ 2）生产过程的漏磁探伤即使剔除次品，保证了产品的合格性； （ 3）锻造过程的温度控制及整体回火消 除锻件常有的热区应力等内部缺陷，新型锻压工艺使抽油杆锻造成品率由过去的平均 70%提高到 95%； （ 4）用高中频感应加热、淬火，抛丸处理抽油杆的工艺提高产品使用寿命，操作简单、容易实现自动控制； （ 5） 加工中的抽油杆采用磁粉和超声波检查，有完整的质保体系，使产品质量得到了保证； （ 6）抽油杆强度大大提高，使用寿命是传统产品的 2 3 倍； （ 7）减少锻件机加工余量，降低了机加工成本； （ 8）减少了粉尘、烟尘和噪音的污染，大大改善了工人的劳动环境，降低了劳动强度； （ 9）简化了工厂设计，固定资产投资可减少 30-40%，占地面积和造型面积可减少 30-50%，劳动消耗可减少 10-20%。 18 第五章 工程技术方案 5.1 设计原则 5.1.1 本项目的目标是建设年产 300万米超高强度抽油杆。 5.1.2 认真贯彻技术进步的方针，按照高起点、专业化的方向建设。 5.1.3 积极采用新技术、新工艺和高效专用设备，提高产品质量，拓5.1.4 技术引进和消化吸收相结合，积极创新，提高产品开发能力。 5.1.5 为保证生产能力产品质量和技术水平，本项目重点投资所需设备和检测仪器，并考虑相应配套工程。 5.2 工程技术方案 5.2.1 项目组成 本项目涉及的车间有下料车间、锻造车间、热处理车间、机加工车间、喷漆车间和成品库等。其中，下料车间、锻造车间、热处理车间、机加工车间、喷漆车间利用原厂的相应车间厂房，成品仓库利用原有的成品仓库。 本项目其它组成部分可利用厂区内现有公用及服务性设施，以满足生产需要，主要包括： a、辅助生产部门：试验室、化验室、机修、电修。 b、公用动力部门和系统：供暖系统、给排水系统、消防系统等。 c、服务设施：主要包括办公室及相应设施。 5.2.2 主要工艺及说明： 5.2.2.1 工艺流程 19 技术 改造后的超高强度抽油杆生产线的生产工艺如下： 下料调质处理杆头锻造漏磁探伤淬火、回火处理杆体表面喷丸处理杆头加工尺寸检验 磁粉和超声波检查 入库 5.2.2.2 下料车间工艺： 按照产品的毛坯尺寸下料，主要是钢管，主要设备是无齿锯。下料 采用先进的德国产直读光谱仪进行材质分析，保证所用材质的可靠性。 5.2.2.3 锻造车间工艺 ： 将管坯进行一次加热，在平锻机上，经过四个工步，制造成头部具有凸缘、方部和凸台等结构的整体空心抽油杆。 （ 1）第一工步聚料镦粗，聚料模膛采用倒锥模膛，凸、凹模之间的双边 隙为 0.4-0.5mm，模膛小底端采用适当长度的直壁段，以减小镦锻比。 （ 2）第二工步聚料镦粗比成型工步镦粗比大，在凸缘处，使镦粗后的管坯截面积大于方部的截面积，便于下一步的卡方成型，同第一工步一样，采用凹模倒锥模膛。 （ 3）第三工步为成方形工步，包括压方、芯轴扩孔、墩挤成行三个变形阶段。压方是将第二工步聚料后的坯料置于凹模体上的凹模镶块中，通过平锻机的侧滑块运动实现；当侧滑块闭合后（这时侧滑块保持夹紧不动状态），装于凸模上的芯轴通过主滑块的前进运动进入坯料将其扩孔，并使坯料在凹模中填充凸缘及方部各角；当主 滑块继续向前行程时，主滑块上的凸模对坯料进行墩挤，形成凸台；变形量小的圆柱部分在凸模内成型，多余金属，在凸模、凹模的分模面间形 20 成径向飞边。 （ 4）第四工步为切边工步，将形成工步中产生的径向飞边切除。 5.2.2.4 热处理车间工艺： （ 1）使抽油杆的行走速度在 2-3 米 /分，进行整体中频淬火回火，其频率在 2500-8000 赫兹，加热抽油杆到 750-900 喷水淬火，自然回火； （ 2）再使用整体高频淬火，抽油杆行走速度为 2-3 米 /分，频率25000-35000 赫兹，加热到 750-900 ，喷水淬火； （ 3）最后 对抽油杆进行抛丸处理。加热温度为 900 10，喷水压力为 1.5-3.0公斤 /厘米 2，喷水角度与工件前进方向成 30度角，工件以 2.5转 /分速度自行旋转。 5.2.2.5 机加工车间工艺： 用数控机床对杆头部分流水线加工，一次成型。 主要工艺流程如下： 材料检验冷较直定长锻造调质处理热较直杆头机加工表面淬火抛丸强化装配上护帽包装防腐 （ 1）原材料检验 检查、验收抽油杆原材料的化学成分、机械性能、尺寸精度及外观质量。 （ 2）冷校直 对验收合格但直线度不符合标准要求，且在允许冷较 直范围内的杆料进行校直。 （ 3）定长 21 将校直后的杆料根据锻造比计算确定的毛坯长度定长。 （ 4）锻造杆头 1）将杆料的一端放入燃烧加热炉或感应加热炉内加热至锻造始锻温度。 2）将被加热的杆头镦粗并锻造成形，监控终锻温度。 3）将杆料的另一端加热至锻造始锻温度。 4）将被加热的另 端杆头镦粗并锻造成形，监控终锻温度。 （ 5）调质处理 1）把锻造成形后经检验合格的抽油杆进行淬火处理。 2）将淬火后的抽油杆回火处理，使其机械性能达到 D 级抽油杆的要求。 （ 6）热校直 回火出炉的 抽油杆在热状态下进行拉伸校直。 （ 7）杆头机械加工 按图纸要求将抽油杆两端各加工表面加工成形，滚压外螺纹，并滚压螺纹卸荷槽及卸荷槽圆弧。 （ 8）表面淬火 将杆体表面（包括扳手方、凸缘及过渡段表面）感应加热和淬火，使其产生深度为抽油杆体直径 5 8左右的马氏体表层，表面产生残余压应力。 （ 9）抛丸强化 抛丸处理，使抽油杆表面进一步加大压应力。 （ 10）装配 22 抽油杆一端的外螺纹按预紧力要求上好接箍。 （ 11）上护帽 1）抽油杆未上接箍的一端外螺纹接头带上护帽，防止碰伤螺纹。 2）接箍端 上好护堵。 （ 12）包装 将抽油杆按品种规格包装成捆。 （ 13）防腐 包装成捆的抽油杆整捆浸漆防腐，防腐后涂上明显的等级标色，准备发送。 在应用较先进的抽油杆自动涂装装置进行防腐蚀时，防腐工序安排在包装工序之前。 2.抽油杆锻造工艺流程的组成 抽油杆锻造工艺流程的组成工序为：备料工序、加热工序、变形工序、清理工序和检验工序。 （ 1）备料工序 包括原料校直、原料定长。 （ 2）加热工序 抽油杆的锻造加热工序，按加热方式分为火焰加热和感应加热，目前主要采用感应加热。 在感应加 热中，有多根顺序加热和单根加热两种。 （ 3）变形工序 即锻造工序，抽油杆锻造是局部镦粗成型，采用平锻机镦粗。目前，有垂直分模平锻和水平分模干锻二种。 23 （ 4）清理工序 该工序包括头部抛丸清理，清理的目的在于除去氧化皮以便检验。 （ 5）检验工序 按照质量要求包括形状和尺寸检验、位置精度检验、金相组织检验和表面质量检验。对于锻造工艺已定型的批量生产的工序进行 检验。主要检验形状和尺寸以及表面质量。 无论是国外的 EB型、 EL型，还是国内的 H 型、 Hl型，一般环向、轴向的压应 力均在 300MPa 以上；具有高的抗拉强度，均在 1000MPa以上。 工艺型超高强度抽油杆是采用普通合金钢，利用表面淬火工艺使其达到超高强度抽油杆指标的。它在锻造、热处理、抛丸强化、探伤等方面与 D 级抽油杆不同。 （ 1）锻造 锻造缺陷，尤其是折纹、折叠、发纹和缺肉是造成抽油杆早期失效的最重要原因，对于承受特重变动载荷的超高强度抽油杆更为突出。因此避免以上缺陷的产生，严格控制锻造质量，是超高强度抽油杆锻造的关键。 a.严格控制始锻温度，不得有过热现象发生；控制锻造速度，使始锻温度保 持在合理范围内，不使晶粒粗大。 b.保证平锻机夹紧机构的合理间隙，提高上下模合模精度，减少折叠。 合模精度是产生纵向折叠的主要原因，也是产生横向折叠的原因 24 之一。合模精度还是影响夹紧程度产生夹筋的关键因素。造成合模精度降低的主要原因是夹紧机构中摇杆上下孔间隙加大。由于工作条件恶劣和长期处于小角度磨合，摇杆上下孔间隙增大很快，并且两侧摇杆不均匀，使偏心调整机构调整量不能发挥作用。因此，生产中经常保持润滑、不使脏物进入摇杆铜套，并及时修换间隙已经超标的铜套是提高合模精度、减少折叠缺陷的关键。 c.提高模具设计制造水平，减少折纹和发纹产生。 修改锻件图，使其适合感应表面淬火工艺需要及减少锻造缺陷。 （ 2）探伤检验从消除锻造缺陷 锻造所形成的缺陷，除晶粒粗大外，都应通过探伤检验和打磨消除。对纵向央筋和折叠，也应打磨消除。不允许有荧光磁粉探伤可发现的发纹和折叠存在，否则必须打磨去除。 （ 3）热处理 超高强度抽油杆的热处理包括中间热处理和最终热处理。中间热处理多采用正火回火或淬火高温回火。不论是哪一种工艺，中间热处理是十分重要的，应保证热处理质量的均一性和可靠性。 超高强度抽油杆的最终热处理采用表面淬火，它是最关键的一道工序，应该注意以下几方面： 1）杆体和杆头部分加热的温度应均匀并达到要求的温度 由于抽油杆端部和杆体的截面相差悬殊、变化起伏大、这给表面淬火造成很大的困难。为了使温度均匀，保证淬硬层厚度及金相组织达到要求，使淬硬层连续均匀，国内、外超高强度抽油杆的研究开发者们采用以下几种方法解决： 25 a.改变或修改杆头形状，尽量减小邻近效应，使适合于感应加热，有利于均匀连续加热。 b.采用端部和杆体不同的移动速度。由于杆体直径小，感应 器与抽油杆间的间隙较大，电效率低造成加热比功率低，所以抽油杆加热时的移动速度应适当放慢。 c.加热时调整电源输出功率，使抽油杆端部和杆体部分采用不同的功率。 d.改进感应器结构。 2）采用合理的回火工艺 超高强度抽油杆经表面淬火后还应回火，一般情况下采用自身回火工艺。为了保证回火温度，保持工艺参数，如转速、抽油杆移动速度、输出功率、冷却水量及压力等的稳定是至关重要的。 3）防止变形 尽管是表面淬火，但由于抽油杆是长径比达 263 703 的超细长杆，大功率加热和急骤的 冷却过程中发生变形甚至大的变形是不可避免的，因此在表面淬火过程中，必须有防止和消除变形的措施。目前大多采用在拉伸状态下加热和冷却，效果良好。 4）防止软带和控制硬度变化范围 超高强度抽油杆表面淬火大多采用等径感应器通过式加热，这就使感应器与工件之间的间隙变化很大，为了提高比功率，感应器单匝宽度不能太大，快速的移动容易产生硬度变化大和软带。目前大多采用工件旋转、优选转速和移动速度来解决。 5）淬火机床应能满足以上要求并有良好的稳定性和可靠性 26 对于超高强度抽油杆表面淬火机床，要具备 使工件旋转、拉伸、移动等功能，而且在操作过程中保持参数变化小，稳定可靠。要有一个可靠的冷却系统，应达到一定的自动化程度。 6）选择适用的电源 电源选择包括电源形式、功率和频率的选择。 a.电源频率选择 选择频率主要根据淬硬层深度。但由于抽油杆的变截面特征，只要做好感应器设计、试验和匹配，频率选择的范围可以放宽一些，从高频 250kHz、超音频 35kHz 一直到中频 8kHz都能达到要求，甚至还可用更低的频率。 b.电源型式选择 随着频率不同，目前国产设备高频和超音频一般采用电子管式高频感应加热设备。这种电源用于超 高强度抽油杆表面淬火，淬硬层容易控制，感应器匹配简单，但电效率较低。采用 8kHz或以下的频率，可选用可控硅中频电源或中频发电机组，前者效率更高。但可控硅电源或中频发电机组在控制淬硬层厚度上，感应器的匹配上难度更大一些。一般情况下，感应器都要采用中频变压器进行匹配。 （ 4）抛丸强化 超高强度抽油杆在进行表面淬火以后，应进行抛丸强化。抛丸强化是对表面淬火的补充。尽管用了快速加热，但由于高温加热的影响，表面脱碳和氧化不可避免，所以表面的最外层的残余压应力较低。因此，在表面淬火以后再进行抛丸强化对提高 表层压应力有一定作用。 5.2.2.5 设备明细 27 主要生产设备（见下表） 主要生产设备表 序号 设备名称 单价 台（套）数 总价 备注 1 工器具费 45 1 45 2 高频电阻炉 20 10 200 3 数控车床 5 20 100 4 钻床 50 20 100 5 铣床 10 10 100 6 保温炉 30 2 60 7 无齿距 3.3 5 16.5 8 抛丸机 45 1 45 9 单梁行车 5 4 20 10 电子称 5 1 5 11 2T锅炉 77 1 77 12 锻压机 20 10 200 13 蒸缸 2 3 6 14 螺杆压缩机 8.5 1 8.5 15 双梁行车 5 8 40 16 罗茨鼓风机 2.5 4 10 17 牛头刨床 0.5 10 5 18 起重机 6 2 12 合计 42/4 1050 5.3 总图运输 28 5.3.1 a. 本项目厂区在 山东 XX 石油机械股份有限公司 ，占地面积18000m2，利用己建厂房，布置生产车间，按工艺流程分布。联合厂房四面道路环绕，利于厂内运输和消防。道路 两旁种植树木花草，绿化美化环境。 其它如机修、计量、仓库等由公司统一协调。 b.总平面主要指标 总平面主要指标 序 号 项 目 单 位 指 标 备 注 1 项目占地面积 M2 18000 2 建筑物占地面积 M 2 9000 3 建筑系数 % 50 4 道路面积 M 2 2000 5 绿化面积 M 2 7000 6 绿化系数 % 38.8 5.3.2 运输 本项目厂外运输以汽车运输方式为主，年运输量 约为 62040 吨，其中运进为 31040 吨（主要为钢管），运出量为 31000 吨（主要为成品和废料）。厂内运输用铲车、手推车和叉车。 总运输量表 序 号 货物名称 单 位 运输量 备