1 第一章 總 論 1.1 項目名稱及承辦單位 1.1.1 項目名稱 年產 300萬米超高強度抽油桿技改項目 1.1.2 承辦單位 山東 XX石油機械股份有限公司 法定代表人： 項目負責人： 1.1.3 項目主管單位 壽光市經濟貿易局 1.1.4 項目建設地點 壽光市 山東 XX石油機械股份有限公司原廠區 1.1.5 可研報告編制單位 1.2 研究工作的依據 1.2.1 山東省機電產品進出口辦公室魯機電辦字【 2003】 28號文件。 1.2.2 原機械工業部關于編寫可行性研究報告的有關規定。 1.2.3 山東 XX 石油機械股份有限 公司 提供的項目資料、基礎數據 。 1.2.4 有關部門出具的證明、文件。 1.2.5 國家、省、市關于支持發展機電行業的產業政策、規劃文件等。 1.3 研究工作的范圍 1.3.1 對企業的基本特點和發展規劃進行說明和總體研究 1.3.2 對產品的國內、外市場情況進行分析，并確定項目生產規模 2 1.3.3 對產品方案和產品技術進行論證、確定產品水平 1.3.4 對國內、外同類產品生產工藝技術和設備進行分析研究，擬定先進合理的工藝技術和設備方案 1.3.5 對項目實施條件、廠址、原材料及能源供應等進行研究說明 1.3.6 就項目 的環保、消防和勞動安全衛生進行分析說明 1.3.7 進行項目的總投資估算、成本估算和經濟效益分析，進行財務1.3.8 提出本項目的可行性研究工作結論。 1.4 推薦方案與研究結論 1.4.1 項目建設規模 本項目年產 300萬米超高強度抽油桿 。 1.4.2 市場預測及產品銷售 石化行業是我國國民經濟的支柱行業，具有巨大的發展空間及潛力，根據黨中央建設小康社會的發展目標，各個行業飛速發展，對石油這一基本的能源需求會不斷增長，其供給是各行各業發展的基礎，所以我國以及國際上對石油的開采必定會大幅度增長。抽油桿系 列產品作為石油開采必備的重要部件，其需求量也會相應的大大提高。 而由于石油開采的現實情況，石油開采技術需要提高，相應的石油開采設備的質量及產量需要大幅度提高以滿足市場的需求。現在的質量已經無法滿足日益提高的開采技術，而高質量的抽油桿一直是供不應求。技術改進后生產的抽油桿強度高，韌性好，扭距大，是一般抽油桿壽命的 2 3 倍。該企業現在生產的抽油桿一直是直接銷往各大油田，并且大量出口，截止本年度一季度，已接到定單 100萬米， 3 現有生產能力遠不能滿足客戶的需求量。 從以上分析可以看出，抽油桿產品具有廣闊的市場前景。 根據公司現有國內、外銷售網絡，確定本項目產品 80%內銷， 20%外銷。 1.4.3 生產工藝 本項目按照 GB7229-1987、 SY/T6272-1997、 SY/T5029-1995 及API.SPEC 11B 標準組織生產，該抽油桿采用 35CrMo 優質合金結構鋼管做桿體，兩端頭采用中頻感應加熱，鐓鍛成型。生產過程中采用先進的德國產直讀光譜儀進行材質分析；用漏磁探傷機逐支在生產線上檢驗；鍛造時采用遠紅外線測溫儀監控鍛造溫度，鍛造后按桿體材料的需要，保溫或加風冷裝置，控制冷卻速率；鍛造后的桿體經整體回火消除鍛 造加熱區應力，桿體加工前經整體表面拋丸強化、提高桿的疲勞強度；桿頭機械加工六角車床實現 PLC工程自動化；加工中的抽油桿采用磁粉和超聲波檢查。 技術改進后 特點： 產品 質量好， 強度高， 成本低 ； 表面光潔， 耐腐蝕 ； 接頭插接方便牢固； 可實現大規模、大批量生產 以及 自動化流水線 作業； 可大大改善作業環境、降低勞動強度、減少能源消耗。 1.4.4 廠址概況 本項目坐落于壽光市高新技術開發區。 壽光市交通、通訊發達。濟青高速公路橫貫東西，青羊鐵路縱貫南北，濰高、羊臨等省道、國道縱橫交錯。交通運輸十分方便。 1.4.5 主要原材料及能 動供應 1.4.5.1 主要原材料供應 4 本項目生產所需的原材料供應情況如下： 35CrMo 優質合金結構鋼管 ：上海寶鋼 “ O”形密封圈 ：青島橡膠總廠 1.4.5.2 能動供應 a、供電 本項目周圍已架設 110KV 供電主干線，該公司以“ T”接引入廠區，廠區內原有的電力變壓器供電雖然有余量，但不足本次技改的需要， 所以需要新上 500KVA 的電力變壓器 1 臺。 b、供水 本項目用水由企業自備的水井供給，生產工藝屬機械加工過程，生產過程很少用水，需用少量生活用水，因此原有水源可滿足要求。 1.4.6 勞動安全衛生 1.4.6.1 勞動保護 車間設備布置考慮操作運行通道，對轉動設備進行防護并定期檢查維修，廠房設置了強制性通風機械，公司定期發放勞保用品，對職工定期檢查身體。 1.4.6.2 安全生產 各車間、各工位要按規定制定安全操作規程，轉動機械應設置安全防護網或罩，操作工人要穿工作服、鞋、帽。女工不應留長發或采取保護措施。特殊工序或設備應設置安全警示標志，車間設計應按規定考慮消防設施，電力電纜一般采用直埋放射式布線，地面以上部分應設鋼管保護。 1.4.6.3 工業衛生 5 生活飲用水定期化驗，要符合生活飲用水標準，車間通風以自然通風為 主，局部可設機械強制通風換氣，易散發粉塵的工序應設置吸塵裝置，車間按規定距離和標準設置洗手間，女洗手間內要考慮孕婦使用的蹲、座盆。廠區設淋浴室，以保證工人的清潔衛生，廠區綠化已形成，對吸塵、降噪將起到明顯的作用。 1.4.7 環境保護 本項目生產基本無廢水排放，生活廢水可直接排放。 對生產設備及其他設備產生的噪聲，一是選擇節能低噪的加工設備，二是廠房設計選用吸聲材料，廠區的噪聲分貝能達到控制標準。對車間生產，尤其是噴丸車間的粉塵污染，設置吸塵裝置，及時除塵，定期清掃。 1.4.8 投資估算及效益指標 項目總投資 2618.19 萬元，固定資產投資 萬元，其中申請銀行貸款 2100萬元。 項目流動資金 1194.51 萬元，其中鋪底流動資金 358.35 萬元。 年銷售收入 7500萬元，其中出口創匯 800萬美元。 年利稅 2600萬元，其中年利潤 1387.31 萬元（稅后）。 盈虧平衡點為 37.58%，經營安全率 62.42%。 投資回收期 3.62年（含建設期）。 財務內部收益率 42.57%。 投資利稅率 67.91%。 投資利潤率 33.76%。 詳見主要經濟指標表。 6 1.4.9 實施進度建議 本項目建設期一年，投產后一年達產，投產期 生產負荷按 80%計，以后各年均按滿負荷 100%計。 1.4.10 研究結論 本項目產品市場前景廣闊， 生產工藝路線成熟，水、電等配套設施齊全，產品 技術含量高，具有較強的市場競爭力， 經濟效益和社會效益顯著， 能夠為國家 創造大量的外匯 。 山東 XX 石油機械股份有限公司是在石油機械行業享有較高聲譽的國家大（二）型企業， 具有多年從事采油設備生產的生產管理體系和 質量管理體系以及 經驗豐富的生產管理人員，能夠保證項目的順利實施，保證產品的生產和銷售。 綜上所述，認為本項目技術改造是必要的、可行的。 7 主要經濟技術指標表 序號 指標名稱 單位 數量 備注 1 生產規模 1.1 超高強度抽油桿 萬米年 300 2 項目投資 萬元 2618.19 2.1 固定資產投資 萬元 2.2 鋪底流動資金 萬元 358.35 3 定員 人 240 4 設備 臺套 42/4 5 建筑面積 平方米 9000 6 年銷售收入 萬元 7500 正常年 7 出口創匯 萬美元 800 正常年 8 銷售稅金及附加 萬元 667.74 正常年 9 總成本 萬元 5522.90 正常年 10 年利潤總額 萬元 2042.19 正常年 11 所得稅 萬元 673.92 正常年 12 借款償還期 年 3.00 不含建設期 13 投資回收期 年 3.62 不含建設期 14 投資利稅率 % 67.91 15 投資利潤率 % 33.76 16 財務內部收益率 % 42.57 17 單位產品能耗 Kg 標煤 /萬米 8 第二章 項目背景與提出 2.1 企業概況 山東 XX 石油機械股份有限公司是二 00 一年由“山東 XX 集團總公司”整體改制設立的，是壽光市第一家由鄉鎮企業成功改制的民營股份公司。公司全面繼承了 原“山東 XX 集團總公司”的企業文化，并將“ XX 精神”繼續發揚光大，在十幾年企業規模不斷壯大的基礎上憑借“鼓群志、集群智、聚眾德、創眾業”的崇高理念，從一個瀕臨破產的集體小廠發展壯大成為在石油機械行業享有較高聲譽的國家大（二）型企業，現已進入了一個高速發展的新階段。 山東 XX 石油機械股份有限公司專心致力于石油機械的研究、開發、制造和銷售業務，主攻方向為采油設備。多年來，已形成了配套完善、品種規格齊全、銷售和服務網絡遍布國內、外的良好格局。主導產品有抽油機、抽油泵、潛油電泵、注液泵、抽油桿、油管、套管、各種井下 工具等。成為中國石油銷售總公司及中國石化物資資源市場“三抽設備”和“石油專用設備”網絡定點生產單位，是“山東省高新技術企業”、壽光市重點扶持的大型民營企業、中國農業銀行 AAA級信用企業。公司較早通過了 ISO9001 國際質量體系認證，主導產品榮獲了美國石油學會 API會標使用權。公司先后開發省級新產品十六種，國家級新產品三種，并榮獲十二項國家專利。泥漿泵缸套、閥門等精密鑄造產品暢銷美國、加拿大、韓國及中東市場，深受海外客商的好評。 近年來公司進一步完善了信息化管理系統，在同行業率先建成千 9 兆快速以太網，實施了企 業資源計劃管理（ ERP）系統，使各項管理更加規范和快捷。 2.2 項目背景 在黨中央提出全面建設小康的號召下，社會各行各業會更快速發展，社會經濟飛速前進。石化行業是我國國民經濟的支柱行業，具有巨大的發展空間及潛力，今后對石油資源的需求成快速增長趨勢，石油的開采速度規模會越來越大。抽油桿系列產品是石油開采必備的重要部件，其需求量會隨著大幅度提高，市場形勢十分樂觀。而由于石油開采的現實情況，石油開采技術需要提高，相應的石油開采設備的質量及產量需要大幅度提高以滿足市場的需求。 在當今世界，石油資源的爭奪可以說是有 目共睹，而一些發展中國家的石油資源由于本國的技術原因，只能與一些發達國家建立合作關系共同開發自己的石油資源。我們國家的石油開采能力也算是比較先進，在滿足國內需要的同時，還可以和一些石油資源豐富的國家建立合作關系，共同開發石油資源。但是和世界上極少數發達國家相比還需要大力發展，不斷進步。而石油開采技術的主要決定因素是和開采設備的先進程度有關，大力發展油田機械是當今形勢的一個趨勢。我國要加強石油機械產品的生產，提高產品的技術含量。 有桿抽油是當前世界石油開采業中應用最廣的常規抽油技術方法，我國約 90的 陸地 油井 采用有桿抽油技術。 抽油桿是石油開采中的主要設備，我國現在生產的抽油桿無論是在質量上還是在數量上都不能滿足石化行業的需求，國際上對于這種產品的需求量也是很大的。只要我們的產品在質量上有所提高，在國際市場上是很有潛力的。 10 2.3 項目提出的必要性 2.3.1 符合國家產業政策和行業發展規劃 由于石油資源的不可再生性以及社會的發展對石油需求量的增加， 近幾年來，所有國家 對石油開采的范圍不斷擴大，石油開采的效率提高，隨之而來的開采難度越來越大。因此對采油設備的質量要求越來越高，需求量也越來越大。根據我們國家對市場 產品調 整的方向，是向資金和技術密集型產業邁進， 對石油行業 行業來說， 我們不但要合理開發利用國內的石油資源，還要和其他國家合作，幫助部分發展中國家，對其國家的石油資源的開采利用。這對于石油機械產品的質量和產量都有很大的要求，同時國際市場對石油機械的需求也是很大的，我們應在滿足國內需要的同時實現出口創匯。 我國 加入世貿組織后，貿易堡壘被拆除， 以后 會有更多的合資和獨資 制造企業 進入中國， 對我國的石油機械生產企業造成很大的沖擊， 競爭將更加激烈，很快會使一些工藝落后、設備簡陋、生產能力低下的企業倒閉 。因此要想在市場競爭之中利于 不敗之地，必須改進技術工藝，提高產品質量，增大產品的市場占有率。 2.3.2 有利于發展當地經濟 山東 XX 石油機械股份有限公司是二 00 一年由“山東 XX 集團總公司”整體改制設立的，是壽光市第一家由鄉鎮企業成功改制的民營股份公司。 經過數年的艱苦創業，目前已成為國內知名的石油機械生產企業。本項目建成后將使公司在原有生產能力的基礎上，達到 年產 300 萬米超高強度抽油桿 生產規模。項目投產后對發展壽光市經濟、增加財政收入、帶動當地相關產業的發展和解決勞動力就業等將 11 起到積極的推動作用。 2.3.3 項目擴建有較好的基礎 山東 XX 石油機械股份有限公司 具有二十年的 石油機械的研究、開發和制造經驗 ，開發研制了 油機、抽油泵、潛油電泵、注液泵、抽油桿、油管、套管和各種井下工具等多種產品。 多年來，企業在自我發展中已形成了較強的技術開發、生產及銷售優勢，具備了較強的基礎。企業實施該項目有以下基本優勢和條件： （一）企業領導重視技術開發工作。企業管理者代表擔任研究所所長，技術副廠長擔任副所長。選拔企業精干為研究所成員并有專供研究所研究、開發的實驗基地和專用資金及試驗、檢測設備。研究所的工作得到企業領導層的高度重視。 （二）企業具有多年的石油機 械開發經驗。 公司先后開發省級新產品十六種，國家級新產品三種，并榮獲十二項國家專利。 成為中國石油銷售總公司及中國石化物資資源市場“三抽設備”和“石油專用設備”網絡定點生產單位，主導產品榮獲了美國石油學會 API會標使用權 ，其產品供不應求。 （三）企業具有多年從事石油機械生產的生產管理體系，具有眾多經驗豐富的生產管理人員，擁有先進的生產設備和完善的理化檢測手段，具有滿足生產的能力。 近年來公司進一步完善了信息化管理系統，在同行業率先建成千兆快速以太網，實施了企業資源計劃管理（ ERP）系統，使各項管理更加規范和快捷 。 山東 XX 石油機械股份有限公司 具有較強的技術力量和經營管理水平，產品質量穩定；在建廠和幾次技術改造中公司培養了一批既懂 12 生產技術、又會經營管理的人才；通過幾年的努力，公司已在國內、外建立了穩定的銷售網絡和大批固定客戶，銷售渠道不斷擴大；本技改項目可利用公司原廠區內的公用工程和設施等，將大大節省投資，即投資少、見效快。因此項目建設基礎較好。 13 第三章 市場需求預測與建設規模 3.1 市場需求預測 3.1.1 國內、外科技水平趨勢 與美國、 俄羅斯 的同類產品相比，其性能指標達到或超過國外同類產品水平，經中試生產 檢驗和自治區科委組織專家鑒定，該產品填補了國內生產的空白，生產工藝成熟、穩定，已具備產業化的技術條件。 3.1.2 市場預測分析 石化行業是我國國民經濟的支柱行業，具有巨大的發展空間及潛力，根據黨中央建設小康社會的發展目標，各個行業飛速發展，對石油這一基本的能源需求會不斷增長，石油的供給是各行各業發展的基礎，所以我國以及世界各國對石油的開采必定會大幅度增長。抽油桿系列產品作為石油開采必備的重要部件，其需求量也會相應的大大提高。 隨著我國西部大開發的進程，我國加大了西部油田的勘探力度，很多大的油田被相繼發現。各 大油田都在西部投入大量的人力物力，加入到西部石油資源的開發中，今后若干年的石油開采量將會大幅度提高，隨著石油開采技術的提高，海上石油的開采也有很大發展，逐漸向深海邁進，海上石油資源開采量也會大幅度增長。 我國長期與南非等發展中國家保持合作關系，海外石油資源的開發一直成增長趨勢。近來我國加強與石油資源豐富的哈撒克斯坦等國簽訂了合作意向，共同開發石油資源。 14 今后隨著石油開采的迅猛發展，而石油開采機械的需求大幅度增長，石油機械行業是一個很有前景的行業，一定會飛速發展起來。而由于石油開采的現實情況，石油開采技術需要 提高，相應的石油開采設備的質量及產量需要大幅度提高，以滿足市場的需求。現在的質量已經無法滿足日益提高的開采技術，而高質量的抽油桿一直是供不應求。該項目技術改進后生產的抽油桿強度高、韌性好、扭矩大，是一般抽油桿壽命的 2 3 倍。該公司現在生產的抽油桿一直是直接銷往各大油田，截止本年度一季度，已接到各大油田的定單 100萬米，現有生產能力遠不能滿足客戶的需求量。 從以上分析可以看出，抽油桿產品具有廣闊的市場前景，新上年產 300萬米抽油桿的市場銷售沒有問題。 3.2 項目建設內容及建設規模 根據抽油桿生產線的匹配能力 、項目資金籌措能力及公用工程配套等條件，認為年產 300萬米抽油桿的建設規模是合理的。 15 第四章 技術水平 4.1 產品水平及標準 4.1.1 產品水平 利用改進后技術比傳統方法生產的產品在質量上有很大的提高。 （ 1）鍛造時采用遠紅外線測溫儀監控鍛造溫度，鍛造后按桿體材料的需要，保溫或加風冷裝置，控制冷卻速率。 （ 2）抽油桿鐓鍛成型后，采用整體調質校直新工藝，從而達到各部位硬度均衡，直線度好。 （ 3）防脫性能好：由于叉口對接后，桿與桿之間采用接箍連接并鎖緊，傳遞扭矩不是靠螺紋而是靠互相插入的兩對扇形牙 體，因此不會產生滑絲和脫扣現象。 （ 4）加工中的抽油桿采用磁粉和超聲波檢查，有完整的質保體系。 （ 5） 用中頻感應加熱、淬火處理抽油桿的工藝，產品使用壽命是傳統產品的 2 3 倍。 （ 6）桿體加工前經整體表面拋丸強化、提高桿的疲勞強度。 （ 7）桿頭機械加工六角車床實現 PLC工程自動化，加工精度高，表面質量好。 4.1.2 產品標準 本項目的原材料和產品主要 依照或參考如下標準： GB 7229-1987 抽油桿及其接箍 JJG（石油） 37-1994 抽油桿螺紋量規 SY/T 5029-1995 抽油桿（抽油桿短節、光桿、接箍和異 16 徑接箍）， SY/T 5550-1998 空心抽油桿 SY/T 5643-1995 抽油桿維護與裝卸推薦作法 SY/T 5736-1995 增強塑料抽油桿 SY/T 5903-1993 抽油桿柱組合設計方法 SY/T 6134-1996 抽油桿及其接箍采購規定 SY/T 6272-1997 超高強度抽油桿 YB（ T） 43-1986 抽油桿用熱軋圓鋼 YB/T 054-1994 抽油桿用熱軋圓鋼 YB/T 054-94 抽油桿用熱軋圓鋼 4.2 工藝水平 4.2.1 工藝改進 企業在原有的生產工藝基礎上，在如下方面進行了改進： （ 1）生產過程中采用先進的德國產直讀光譜儀進行材質分析； （ 2）用漏磁探傷機逐支在生產線上檢驗； （ 3）鍛造時采用遠紅外線測溫儀監控鍛造溫度，鍛造后按桿體材料的需要，保溫或加風冷裝置，控制冷卻速率； （ 4）鍛造后的桿體經整體回火消除鍛造加熱區應力，桿體加工前經整體表面拋丸強化、提高桿的疲勞強度。桿頭機械加工六角車床實現 PLC 工程自動化； （ 5）加工中的抽油桿采用磁粉和超聲波檢查，有完整的質保體系。用中頻淬火、拋丸處理等工藝。整個工藝連續進行，加熱溫度為 900 10，淬火溫度為 750-900，噴水壓力為 1.5-3 公斤 /厘米 2，噴 17 水角度與工件前進方向成 30度角工件以 1.3米 /分速度前進，以 2.5轉 /分速度自行旋轉。 4.2.2 工藝的先進性 改進后的新工藝具有如下先進性： （ 1）產品的原材料得到了的保證，不會存在材質的不合理； （ 2）生產過程的漏磁探傷即使剔除次品，保證了產品的合格性； （ 3）鍛造過程的溫度控制及整體回火消 除鍛件常有的熱區應力等內部缺陷，新型鍛壓工藝使抽油桿鍛造成品率由過去的平均 70%提高到 95%； （ 4）用高中頻感應加熱、淬火，拋丸處理抽油桿的工藝提高產品使用壽命，操作簡單、容易實現自動控制； （ 5） 加工中的抽油桿采用磁粉和超聲波檢查，有完整的質保體系，使產品質量得到了保證； （ 6）抽油桿強度大大提高，使用壽命是傳統產品的 2 3 倍； （ 7）減少鍛件機加工余量，降低了機加工成本； （ 8）減少了粉塵、煙塵和噪音的污染，大大改善了工人的勞動環境，降低了勞動強度； （ 9）簡化了工廠設計，固定資產投資可減少 30-40%，占地面積和造型面積可減少 30-50%，勞動消耗可減少 10-20%。 18 第五章 工程技術方案 5.1 設計原則 5.1.1 本項目的目標是建設年產 300萬米超高強度抽油桿。 5.1.2 認真貫徹技術進步的方針，按照高起點、專業化的方向建設。 5.1.3 積極采用新技術、新工藝和高效專用設備，提高產品質量，拓5.1.4 技術引進和消化吸收相結合，積極創新，提高產品開發能力。 5.1.5 為保證生產能力產品質量和技術水平，本項目重點投資所需設備和檢測儀器，并考慮相應配套工程。 5.2 工程技術方案 5.2.1 項目組成 本項目涉及的車間有下料車間、鍛造車間、熱處理車間、機加工車間、噴漆車間和成品庫等。其中，下料車間、鍛造車間、熱處理車間、機加工車間、噴漆車間利用原廠的相應車間廠房，成品倉庫利用原有的成品倉庫。 本項目其它組成部分可利用廠區內現有公用及服務性設施，以滿足生產需要，主要包括： a、輔助生產部門：試驗室、化驗室、機修、電修。 b、公用動力部門和系統：供暖系統、給排水系統、消防系統等。 c、服務設施：主要包括辦公室及相應設施。 5.2.2 主要工藝及說明： 5.2.2.1 工藝流程 19 技術 改造后的超高強度抽油桿生產線的生產工藝如下： 下料調質處理桿頭鍛造漏磁探傷淬火、回火處理桿體表面噴丸處理桿頭加工尺寸檢驗 磁粉和超聲波檢查 入庫 5.2.2.2 下料車間工藝： 按照產品的毛坯尺寸下料，主要是鋼管，主要設備是無齒鋸。下料 采用先進的德國產直讀光譜儀進行材質分析，保證所用材質的可靠性。 5.2.2.3 鍛造車間工藝 ： 將管坯進行一次加熱，在平鍛機上，經過四個工步，制造成頭部具有凸緣、方部和凸臺等結構的整體空心抽油桿。 （ 1）第一工步聚料鐓粗，聚料模膛采用倒錐模膛，凸、凹模之間的雙邊 隙為 0.4-0.5mm，模膛小底端采用適當長度的直壁段，以減小鐓鍛比。 （ 2）第二工步聚料鐓粗比成型工步鐓粗比大，在凸緣處，使鐓粗后的管坯截面積大于方部的截面積，便于下一步的卡方成型，同第一工步一樣，采用凹模倒錐模膛。 （ 3）第三工步為成方形工步，包括壓方、芯軸擴孔、墩擠成行三個變形階段。壓方是將第二工步聚料后的坯料置于凹模體上的凹模鑲塊中，通過平鍛機的側滑塊運動實現；當側滑塊閉合后（這時側滑塊保持夾緊不動狀態），裝于凸模上的芯軸通過主滑塊的前進運動進入坯料將其擴孔，并使坯料在凹模中填充凸緣及方部各角；當主 滑塊繼續向前行程時，主滑塊上的凸模對坯料進行墩擠，形成凸臺；變形量小的圓柱部分在凸模內成型，多余金屬，在凸模、凹模的分模面間形 20 成徑向飛邊。 （ 4）第四工步為切邊工步，將形成工步中產生的徑向飛邊切除。 5.2.2.4 熱處理車間工藝： （ 1）使抽油桿的行走速度在 2-3 米 /分，進行整體中頻淬火回火，其頻率在 2500-8000 赫茲，加熱抽油桿到 750-900 噴水淬火，自然回火； （ 2）再使用整體高頻淬火，抽油桿行走速度為 2-3 米 /分，頻率25000-35000 赫茲，加熱到 750-900 ，噴水淬火； （ 3）最后 對抽油桿進行拋丸處理。加熱溫度為 900 10，噴水壓力為 1.5-3.0公斤 /厘米 2，噴水角度與工件前進方向成 30度角，工件以 2.5轉 /分速度自行旋轉。 5.2.2.5 機加工車間工藝： 用數控機床對桿頭部分流水線加工，一次成型。 主要工藝流程如下： 材料檢驗冷較直定長鍛造調質處理熱較直桿頭機加工表面淬火拋丸強化裝配上護帽包裝防腐 （ 1）原材料檢驗 檢查、驗收抽油桿原材料的化學成分、機械性能、尺寸精度及外觀質量。 （ 2）冷校直 對驗收合格但直線度不符合標準要求，且在允許冷較 直范圍內的桿料進行校直。 （ 3）定長 21 將校直后的桿料根據鍛造比計算確定的毛坯長度定長。 （ 4）鍛造桿頭 1）將桿料的一端放入燃燒加熱爐或感應加熱爐內加熱至鍛造始鍛溫度。 2）將被加熱的桿頭鐓粗并鍛造成形，監控終鍛溫度。 3）將桿料的另一端加熱至鍛造始鍛溫度。 4）將被加熱的另 端桿頭鐓粗并鍛造成形，監控終鍛溫度。 （ 5）調質處理 1）把鍛造成形后經檢驗合格的抽油桿進行淬火處理。 2）將淬火后的抽油桿回火處理，使其機械性能達到 D 級抽油桿的要求。 （ 6）熱校直 回火出爐的 抽油桿在熱狀態下進行拉伸校直。 （ 7）桿頭機械加工 按圖紙要求將抽油桿兩端各加工表面加工成形，滾壓外螺紋，并滾壓螺紋卸荷槽及卸荷槽圓弧。 （ 8）表面淬火 將桿體表面（包括扳手方、凸緣及過渡段表面）感應加熱和淬火，使其產生深度為抽油桿體直徑 5 8左右的馬氏體表層，表面產生殘余壓應力。 （ 9）拋丸強化 拋丸處理，使抽油桿表面進一步加大壓應力。 （ 10）裝配 22 抽油桿一端的外螺紋按預緊力要求上好接箍。 （ 11）上護帽 1）抽油桿未上接箍的一端外螺紋接頭帶上護帽，防止碰傷螺紋。 2）接箍端 上好護堵。 （ 12）包裝 將抽油桿按品種規格包裝成捆。 （ 13）防腐 包裝成捆的抽油桿整捆浸漆防腐，防腐后涂上明顯的等級標色，準備發送。 在應用較先進的抽油桿自動涂裝裝置進行防腐蝕時，防腐工序安排在包裝工序之前。 2.抽油桿鍛造工藝流程的組成 抽油桿鍛造工藝流程的組成工序為：備料工序、加熱工序、變形工序、清理工序和檢驗工序。 （ 1）備料工序 包括原料校直、原料定長。 （ 2）加熱工序 抽油桿的鍛造加熱工序，按加熱方式分為火焰加熱和感應加熱，目前主要采用感應加熱。 在感應加 熱中，有多根順序加熱和單根加熱兩種。 （ 3）變形工序 即鍛造工序，抽油桿鍛造是局部鐓粗成型，采用平鍛機鐓粗。目前，有垂直分模平鍛和水平分模干鍛二種。 23 （ 4）清理工序 該工序包括頭部拋丸清理，清理的目的在于除去氧化皮以便檢驗。 （ 5）檢驗工序 按照質量要求包括形狀和尺寸檢驗、位置精度檢驗、金相組織檢驗和表面質量檢驗。對于鍛造工藝已定型的批量生產的工序進行 檢驗。主要檢驗形狀和尺寸以及表面質量。 無論是國外的 EB型、 EL型，還是國內的 H 型、 Hl型，一般環向、軸向的壓應 力均在 300MPa 以上；具有高的抗拉強度，均在 1000MPa以上。 工藝型超高強度抽油桿是采用普通合金鋼，利用表面淬火工藝使其達到超高強度抽油桿指標的。它在鍛造、熱處理、拋丸強化、探傷等方面與 D 級抽油桿不同。 （ 1）鍛造 鍛造缺陷，尤其是折紋、折疊、發紋和缺肉是造成抽油桿早期失效的最重要原因，對于承受特重變動載荷的超高強度抽油桿更為突出。因此避免以上缺陷的產生，嚴格控制鍛造質量，是超高強度抽油桿鍛造的關鍵。 a.嚴格控制始鍛溫度，不得有過熱現象發生；控制鍛造速度，使始鍛溫度保 持在合理范圍內，不使晶粒粗大。 b.保證平鍛機夾緊機構的合理間隙，提高上下模合模精度，減少折疊。 合模精度是產生縱向折疊的主要原因，也是產生橫向折疊的原因 24 之一。合模精度還是影響夾緊程度產生夾筋的關鍵因素。造成合模精度降低的主要原因是夾緊機構中搖桿上下孔間隙加大。由于工作條件惡劣和長期處于小角度磨合，搖桿上下孔間隙增大很快，并且兩側搖桿不均勻，使偏心調整機構調整量不能發揮作用。因此，生產中經常保持潤滑、不使臟物進入搖桿銅套，并及時修換間隙已經超標的銅套是提高合模精度、減少折疊缺陷的關鍵。 c.提高模具設計制造水平，減少折紋和發紋產生。 修改鍛件圖，使其適合感應表面淬火工藝需要及減少鍛造缺陷。 （ 2）探傷檢驗從消除鍛造缺陷 鍛造所形成的缺陷，除晶粒粗大外，都應通過探傷檢驗和打磨消除。對縱向央筋和折疊，也應打磨消除。不允許有熒光磁粉探傷可發現的發紋和折疊存在，否則必須打磨去除。 （ 3）熱處理 超高強度抽油桿的熱處理包括中間熱處理和最終熱處理。中間熱處理多采用正火回火或淬火高溫回火。不論是哪一種工藝，中間熱處理是十分重要的，應保證熱處理質量的均一性和可靠性。 超高強度抽油桿的最終熱處理采用表面淬火，它是最關鍵的一道工序，應該注意以下幾方面： 1）桿體和桿頭部分加熱的溫度應均勻并達到要求的溫度 由于抽油桿端部和桿體的截面相差懸殊、變化起伏大、這給表面淬火造成很大的困難。為了使溫度均勻，保證淬硬層厚度及金相組織達到要求，使淬硬層連續均勻，國內、外超高強度抽油桿的研究開發者們采用以下幾種方法解決： 25 a.改變或修改桿頭形狀，盡量減小鄰近效應，使適合于感應加熱，有利于均勻連續加熱。 b.采用端部和桿體不同的移動速度。由于桿體直徑小，感應 器與抽油桿間的間隙較大，電效率低造成加熱比功率低，所以抽油桿加熱時的移動速度應適當放慢。 c.加熱時調整電源輸出功率，使抽油桿端部和桿體部分采用不同的功率。 d.改進感應器結構。 2）采用合理的回火工藝 超高強度抽油桿經表面淬火后還應回火，一般情況下采用自身回火工藝。為了保證回火溫度，保持工藝參數，如轉速、抽油桿移動速度、輸出功率、冷卻水量及壓力等的穩定是至關重要的。 3）防止變形 盡管是表面淬火，但由于抽油桿是長徑比達 263 703 的超細長桿，大功率加熱和急驟的 冷卻過程中發生變形甚至大的變形是不可避免的，因此在表面淬火過程中，必須有防止和消除變形的措施。目前大多采用在拉伸狀態下加熱和冷卻，效果良好。 4）防止軟帶和控制硬度變化范圍 超高強度抽油桿表面淬火大多采用等徑感應器通過式加熱，這就使感應器與工件之間的間隙變化很大，為了提高比功率，感應器單匝寬度不能太大，快速的移動容易產生硬度變化大和軟帶。目前大多采用工件旋轉、優選轉速和移動速度來解決。 5）淬火機床應能滿足以上要求并有良好的穩定性和可靠性 26 對于超高強度抽油桿表面淬火機床，要具備 使工件旋轉、拉伸、移動等功能，而且在操作過程中保持參數變化小，穩定可靠。要有一個可靠的冷卻系統，應達到一定的自動化程度。 6）選擇適用的電源 電源選擇包括電源形式、功率和頻率的選擇。 a.電源頻率選擇 選擇頻率主要根據淬硬層深度。但由于抽油桿的變截面特征，只要做好感應器設計、試驗和匹配，頻率選擇的范圍可以放寬一些，從高頻 250kHz、超音頻 35kHz 一直到中頻 8kHz都能達到要求，甚至還可用更低的頻率。 b.電源型式選擇 隨著頻率不同，目前國產設備高頻和超音頻一般采用電子管式高頻感應加熱設備。這種電源用于超 高強度抽油桿表面淬火，淬硬層容易控制，感應器匹配簡單，但電效率較低。采用 8kHz或以下的頻率，可選用可控硅中頻電源或中頻發電機組，前者效率更高。但可控硅電源或中頻發電機組在控制淬硬層厚度上，感應器的匹配上難度更大一些。一般情況下，感應器都要采用中頻變壓器進行匹配。 （ 4）拋丸強化 超高強度抽油桿在進行表面淬火以后，應進行拋丸強化。拋丸強化是對表面淬火的補充。盡管用了快速加熱，但由于高溫加熱的影響，表面脫碳和氧化不可避免，所以表面的最外層的殘余壓應力較低。因此，在表面淬火以后再進行拋丸強化對提高 表層壓應力有一定作用。 5.2.2.5 設備明細 27 主要生產設備（見下表） 主要生產設備表 序號 設備名稱 單價 臺（套）數 總價 備注 1 工器具費 45 1 45 2 高頻電阻爐 20 10 200 3 數控車床 5 20 100 4 鉆床 50 20 100 5 銑床 10 10 100 6 保溫爐 30 2 60 7 無齒距 3.3 5 16.5 8 拋丸機 45 1 45 9 單梁行車 5 4 20 10 電子稱 5 1 5 11 2T鍋爐 77 1 77 12 鍛壓機 20 10 200 13 蒸缸 2 3 6 14 螺桿壓縮機 8.5 1 8.5 15 雙梁行車 5 8 40 16 羅茨鼓風機 2.5 4 10 17 牛頭刨床 0.5 10 5 18 起重機 6 2 12 合計 42/4 1050 5.3 總圖運輸 28 5.3.1 a. 本項目廠區在 山東 XX 石油機械股份有限公司 ，占地面積18000m2，利用己建廠房，布置生產車間，按工藝流程分布。聯合廠房四面道路環繞，利于廠內運輸和消防。道路 兩旁種植樹木花草，綠化美化環境。 其它如機修、計量、倉庫等由公司統一協調。 b.總平面主要指標 總平面主要指標 序 號 項 目 單 位 指 標 備 注 1 項目占地面積 M2 18000 2 建筑物占地面積 M 2 9000 3 建筑系數 % 50 4 道路面積 M 2 2000 5 綠化面積 M 2 7000 6 綠化系數 % 38.8 5.3.2 運輸 本項目廠外運輸以汽車運輸方式為主，年運輸量 約為 62040 噸，其中運進為 31040 噸（主要為鋼管），運出量為 31000 噸（主要為成品和廢料）。廠內運輸用鏟車、手推車和叉車。 總運輸量表 序 號 貨物名稱 單 位 運輸量 備