1、1、 國內油套管生產線簡介 近年來，我國石油套管加工技術不斷提高。油套管的出口量也不斷加大，國內許多生產企業都加大了油套管生產的能力。通過對我國油套管加工企業的調查研究，了解到我國油套管加工業處于兩極分化比較嚴重的狀況，小型企業大多設備簡陋，生產線自動化程度低，人員工作量大，產品質量差別很大且廢品率很高。大型企業的生產線主要為進口設備。例如車絲機，水壓機，擰扣機和打包機等，整條生產線的投資和自動化程度很高。 例如：2007 年勝利油田井下作業公司工程安裝大隊引進的首條號稱國內一流的全自動化油套管加工生產線，主要設備基本為進口，整條生產線的自動化程度較高，實現了原材料的通徑、螺紋參數、靜水壓、模

2、印、噴印等多道工序全自動控制及流水線作業。2007年底，吐哈油田機械廠建成的套管生產線中，管體車絲機選用了2 臺日本大隈株式會社制造的LOC650一R高精度臥式加工中心。接箍加工生產線車絲機選用1臺德國埃馬克公司制造的VSC400DUO 高精度立式加工中心。具有高科技含量、高精度、全自動、高效率的國際一流水平。勝利油田高原公司擁有油套管生產線4條，年產PLS-2、P110、N80、J55等鋼級的油套管l5萬t,螺紋加工采用數控車床,進口成型刀具一次加工完成。并購置了日本森精機公司的兩臺高精度數控車床，能加工7寸以上的套管。中海油能源發展管道鉆采管材分公司于2011年建成一條2 3/8寸到7寸的

3、油套管生產線，年產1萬噸，能加工具有自我知識產權的氣密扣、快速扣及API常規螺紋。車床主要選用了沈陽第一機床廠生產的SUC8128A高精密車床，該車床采用仿比利時車床設計，具有三軸聯動、卡盤自動扶正等功能，整條生產線自動化程度較高，并選用了國內技術領先的UV噴漆機設備，光管噴漆后1秒快干，即提高了產品效率和外觀質量，還兼顧了節能環保效果。二、油套管生產工藝介紹油套管生產工藝流程圖水壓試驗管箍擰接通徑清洗廢品加工B端螺紋噴漆測長稱重噴標除 銹加工A端螺紋鋼管上料螺紋探傷切頭返回加工接箍加工接箍檢測接箍磷化管坯切斷 圖一1 油套管加工生產工藝1.1 油套管生產工藝 油套管工藝流程圖參見圖1。1)

4、管坯外觀外觀檢查 套管管坯的原料來源有兩種，一種是無縫管坯，一種是ERW管坯。以上管坯均應做如下檢驗： 整個管體是否平滑、干凈，有無明顯的碰傷、皺折、凹坑等缺陷；如果是ERW管，應檢查焊縫內外毛刺是否按規定刮除干凈，焊道是否平滑。 管口是否存在碰傷、迭層內外毛刺以及平頭倒棱是否平滑和倒角是否符合規定；如果是ERW管，應檢查管口是否存在焊縫裂口。 測量鋼管的內外徑尺寸、壁厚及不均度、切斜度、橢圓度、直線度，判斷精度是否符合規定。 管體內外表面是否存在明顯的污物。如果鋼管存在上述問題，將轉移到其它工序進行進一步的修復處理。如果缺陷無法修復，該鋼管將被判定為廢品，另行處理。2) 除銹 管體在進入生產

5、線之前，應將表面銹蝕用除銹機打除，以防止車絲加工后管體無法進行噴漆工序。除銹結果應是管體全部本體無銹蝕覆蓋，不得留有銹斑或污物。如無法除銹，管體不得進入下一工序，應轉移到其它工序進行進一步的打磨處理。如果銹蝕已滲透到本體深處無法修復，該鋼管將被判定為廢品，另行處理。3) 管坯全管體探傷主要檢查管坯母材的裂紋、非金屬雜物，該過程必須嚴格執行API 5CT標準。該序由渦流探傷儀自動檢測，在設備報警后應及時作好標記，并判定有缺陷的鋼管為廢品，另行處理。4) 管體車絲 裝卡找正： .管料找正一般以外徑為基準，找正時一定要仔細，盡量減小誤差，如果管子存在橢圓，通常找正管體各對角在線的兩點誤差小于0.3m

6、m。要求最少找正四組對角線。 .按照操作規程的規定裝卡好管子料。在裝卡時要注意卡點要盡量遠離需要加工的螺紋位置，避免受力變形。對外徑有明顯橢圓的管料，裝卡時要特別注意，應該采取一定的補救措施（如墊銅皮），避免松開后尺寸反彈。另外要控制加緊力的大小，避免出現夾緊變形造成廢品。 加工螺紋： .加工管子必須在專用的管螺紋車床上進行，注意隨時關注機床的運轉情況，當車床的精度有問題時一定要將機床調整好后再開始加工。 .機床操作人員在接到圖紙和任務書之后，要仔細檢查管體內外直徑、壁厚、長度以及磅級和鋼級標記，應符合API標準和圖紙要求； .仔細閱讀圖紙和技術要求，準備合適的刀具和工具。 .按照隨圖紙所帶的

7、工藝卡的要求，加工端面、錐度和螺紋。 .加工螺紋時根據要求選擇合適的刀具和切削參數，保證螺紋的精度和表面粗糙度。探索合適的刀具使用壽命，不要片面地為了節省刀具而影響螺紋質量。 .加工過程中要掌握好進刀次數和進刀量，一切都要以保證螺紋的尺寸和質量為前提。5) 管箍擰緊 .在管子與接箍對接前，內外螺紋的整個表面都要涂上干凈的螺紋脂，用于涂抹螺紋脂的刷子或用具也要干凈，不能有異物，同時，螺紋脂不能稀釋。 .對完工并檢驗合格后的套管與接箍進行裝配時，要注意對正，先慢慢轉動，以保證螺紋正常嚙合。 .上緊至規定扭矩，填寫記錄表。 .在套管端部帶上干凈的螺紋保護器，以免管子在管架上滾動時螺紋受損傷。6) 管

8、端通徑 .所有通徑實驗應采用要求圓形通徑棒進行。 .通徑棒前端倒角應光滑，以保證通徑棒能容易通過管子。 .無論采用人工或機械通徑方法，通徑棒都應能自由通過管子，在有爭議時，應采用人工通徑方法； .通徑檢驗時，管內應沒有任何異物，并應適當支撐，以防止管子下垂彎曲。7) 靜水壓實驗 .用高壓水槍對管內壁進行清洗； .必須對螺紋表面涂潤滑油，使其在靜水壓實驗（裝卸堵頭）時，損傷最小； .正確裝夾工件，查看設備是否各部位運轉正常； .檢查防護裝置是否安全、可靠； .注水、打壓，打壓時間為7秒； .按工件編號認真填寫螺紋套管靜水壓試驗報告。8) 吹干 在作完管端通徑后，迅速用壓縮空氣將管內和螺紋處殘留水

9、吹干，螺紋處殘留水跡亦可手工擦試。9) 測長、稱重 鋼管在經鏈式輸送機、步進梁送到測長、稱重設備工作位置，依次進行測長、稱重。 .當管子配有接箍時，管子的長度應測量到接箍的外側端面，如果不帶接箍測量，應予適當修正，使其包括接箍的長度； .管子可以平端、加厚、不加厚、帶螺紋或帶螺紋和接箍等形式稱重； .應在管子靠近螺紋處標記螺紋加工廠名稱或商標、規范標記及螺紋尺寸和類型。.應在管體上標記靜水壓實驗壓力。10 ) 噴漆、噴碼 合格產品進行管體噴漆，廢品通過分料器轉入廢品傳送輥道，油漆種類選擇水溶性透明漆。通過數據連接，噴碼機在線噴碼，把測長、稱重的數據連同鋼管尺寸、鋼級、標準號、廠標等噴印在鋼管表

10、面上。噴印字符最多不超過150個數據字符。11) 涂螺紋脂，上螺紋保護器.內外螺紋表面涂螺紋脂；.應擰上螺紋保護器，外螺紋保護器應覆蓋螺紋全長，內螺紋保護器應覆蓋與內螺紋長度相等的管子螺紋。12) 涂色環.管子和接箍應有外涂層，以防止運輸過程中生銹。.涂色環。13) 成品檢驗管體外觀檢查： a、對每根管整個表面上的缺陷應進行肉眼檢查； b、車間檢驗員對組裝好的的套管進行檢驗，接箍端面最大位置不 應超過三角形標記的頂點。 c、套管兩端的螺紋均應涂螺紋脂，并帶上螺紋保護器。 、套管和接箍的標記應齊全并符合標準和圖紙的規定。14) 貯存 .貯存場地要求： a、保管員應對入庫的套管建立詳細的賬目，做到

11、賬物相符； b、場地應是混凝土地面，應平整清潔、無積水、無雜草； c、貯存場地附近，應無酸、堿、鹽等腐蝕性物體； d、貯存管架頂面離地50cm，管架應有三條以上架墩，架墩應在 同一水平面上，墩角堅實； e、成品套管搬運時要平穩操作，避免碰撞。 .碼垛要求 a、套管應按不同腐蝕情況分類碼垛，并帶好護絲； b、碼垛的每層套管間至少應有三處均勻的隔離墊木或墊杠，墊木、墊杠 與套管成直角，并位于架墩的正上方：（a）墊木規格：60mm100mm（b）墊杠規格：60mm100mm c、每層套管都應向外螺紋方向錯開一個接箍的長度； d、碼垛層數不得超過5層； e、每層套管的兩邊必須卡緊擋牢。3、 生產線設計

12、選型 1、傳統的生產線設計 光管一全長通徑一鋼管打標一除銹一車絲1 一 車絲2 一絲扣檢查一擰接箍一水壓試驗一人工通徑 一 測長稱重一上內外保護套一噴漆一晾床一噴色環 一 噴印標記一晾床一打包一成品該工藝流程的特點在于:鋼管通過外表除銹后， 緊接著的2個工位是進行兩端的螺紋加工，所以油管要求帶螺紋加壓,這樣就對水壓機有了特殊的要求。另外，生產的油管管長差距小，可以將兩端螺紋檢查及兩端上保護套分別放在1個工位上進行。晾床布置為2部分，可以保證油管充分晾干。另外，車絲機是成對布置在生產線前面。 2、現有生產線設計A方案 光管一管端探傷1 一管端探傷2 一 車絲1 一絲扣檢查一對齊一預擰接箍一擰接箍

13、一 水壓試驗一全長通徑一車絲2 一絲扣檢查一上外保護套一對齊一上內保護套一對齊一測長一稱重一打 鋼標一噴印標記一噴色環一噴透明漆一晾床一打包 一 成品該工藝流程主要針對管徑相對較大的套管生產。流程中增加了光管管端探傷工位，在質量保障體系中這是非常必要的。且測長、稱重、打標等噴印標記在一個專用設備上完成。B方案 光管一全長通徑一鋼管打標一除銹一車絲1 一絲扣檢查一A端探傷擰接箍一水壓試驗一人工通徑一車絲2 一絲扣檢查一B端探傷 一上內外保護套 一噴UV透明漆 一噴色環一測長稱重一噴印標記一打包 一 成品。管道工程鉆采分公司就采用了B方案。該流程主要特點一將光管探傷改為了絲扣探傷，探傷效果更徹底；

14、特點二是測長、稱重、打標等噴印標記在一個專用設備上完成，節省了人力及空間；特點三是去掉了晾床，因為采用了UV噴漆技術（即紫外光固化技術），鋼管在1秒內干燥，提高了工作效率和外觀質量。經過對國內多家油套管生產線進行調研考察，每家的工藝流程都有不同程度的差異。生產線工藝流程的確定主要是根據所生產產品的規格、等級以及生產線配套設備的情況進行確定的。因此，設計建設的生產線的工藝流程都不相同。以上列舉的工藝流程方案是比較典型的設計方案。4、 設備的選型及主要參數1、除銹機 除銹機一般分為鋼絲刷型及拋丸除銹型，選用除銹機為拋丸除銹機，相比鋼絲刷型設備，拋丸除銹機的優點是除銹徹底，能完全還原鋼管本色，除銹效

15、果能達到Sa3級，缺點是成本較高。鋼管在前進時通過與水平夾角約為300 的滾輪成螺旋線轉動前進，通過拋丸除銹機進行全管長除銹。該除銹機采用（Q360）高拋射速度的懸臂離心式拋丸器，能顯著的提高清理效率，獲得滿意的清理質量。該拋丸除銹機由拋丸清理室、密封裝置、拋丸器總成、丸料循環凈化系統、輸送輥道、除塵系統和電氣控制部分組成。1.1、主要參數 被清理工件 鋼管 （工件）最大（外徑長） 60180（800012500）mm 實體輥道功率 30.55KW減速機型號 MTPA57-Y0.55-4P-83.46-M3-90數量 3輥道間距 400mm速度 7-8m/min(max=10m/min)輥道夾

16、角 300 拋丸器 拋丸器型號 Q360葉輪直徑 360mm總拋丸量 2150KG/min總功率 218.5kw 提升機提升量 45t/h皮帶速度 1.22m/s減速機型號 XWD5.5-5-1/23功率 5.5KW 分離器分離量 45t/h分離區風速 4-5m/s 縱向螺旋輸送器 輸送量 45t/h減速機型號 XWD3-4-1/23功率 3KW 除塵器型號 FBD64 機械振打布袋式通風量 9000m3/h風機電機型號 4-72-N0 5A 設備總功率 60KW2、 管螺紋數控車床管螺紋車床的選型對整條生產線來說是一個非 常重要的設計環節，其配置參數將直接影響到整條生產線的產量和油套管螺紋的

17、設計扣型以及是否可以加工圓形螺紋、偏梯形螺紋和特殊螺紋等。管螺紋車床配套的控制系統也是重要的參考依據，會直接影響到油套管螺紋的加工質量。目前我國生產專用管螺紋車床的廠家很多，其價格差別也很大。在選型時廠家要根據自己的實際生產情況來確定，普通的數控車用廣數、華中等系統。中、高擋全功能數控車或車削中心用FANUC,SIEMENS系統，也有個別廠家在中、高擋數控車用其他進口數控系統。另 外，用戶在選用管螺紋車床時應考慮選用與主機規格、參數、結構相適應及功能齊全的輔機。以配合本機床完成加工任務，確保形成完整的全自動循環工作系統。管道鉆采分公司選用沈陽機床廠最新研究的SUC-8128A車床，該車床床身導

18、軌采用鑲鋼淬硬精密磨削導軌，床身導軌向后傾斜45度，使操作及刀具調整更為方便安全。該機床采用雙刀架結構，由一個縱向伺服電機，兩個獨立的橫向伺服電機驅動，即前刀架為單刀架，后刀架為六工位伺服轉位、液壓鎖緊刀架；轉位平穩無沖擊。前后刀架能同時加工，粗、精車外錐面，粗精車螺紋，具有高效機床的產能。該車床采用FANUC 0I 系統。2.1 技術參數主軸通孔直徑 195mm床身上最大回轉直徑 750mm滑鞍最大回轉直徑 260mm最大車削直徑 180mm床身與水平面傾斜度450后刀架刀位數 6前刀架刀位數 1定心內撐裝置行程 650mm定心內撐油缸行程 20mm工件的加工范圍60.3-177.8mm工件

19、的長度范圍 6-12.5mm主軸轉速 90-750rpmX1軸快移速度8m/minX2軸快移速度 8m/minZ軸快移速度10m/min主電機功率133KWX1電機扭矩30N.MX2電機扭矩30N.MZ 電機扭矩38N.MX1軸最大行程200mmX2軸最大行程122mmZ軸最大行程600mm主機中心高1400mm料架中心高1200mm卡爪座端面與刀架端面的最小距離215mm液壓站電機3.75kw切削液電機4kw提升泵電機0.45kw機床凈重18000kg主機外形尺寸390023002550mm3、 探傷機管端探傷為端部外表面探傷，他是一般均采用磁粉探傷機，他是對鋼管表面、近表面進行裂紋檢測而設

20、計的專用磁粉探傷設備。適用于濕法連續法磁粉探傷工藝。其輸出的磁化強度在工件規定檢測區域內，不管是單向磁化或復合磁化，均能顯示出和15/50A型試片靈敏度相當等級的缺陷。3.1、技術參數 使用電源380V 50HZ 瞬時最大為300A 接法二相式（不平衡） 最大瞬時功率120KVA 最大周向電流9000A 最大縱向電流3000A 退磁方式縱向電流衰減式 暫載率20% 靈敏度等效于15/50A1型試片清晰顯示時靈敏度 退磁后剩磁不大于3高斯 氣壓0.4-0.6MPa 設備體積22008001400mm4、 擰扣機套管擰扣機一般均為液壓擰扣機，主要用于油田井下抽油泵、抽油桿、油管、鉆桿、套管等井下工

21、具及其它螺紋聯結件的裝配、修復和拆裝等。選用的YNJX型套管擰扣機采用雙曲面滾子爬坡夾緊方式，雙曲面采用兩塊整體坡板錯位安裝，四塊鄂板閉口成90度均布，由摩擦片帶動四塊鄂板完成夾緊動作，每塊鄂板裝有弧面鉗牙或2-4片鉗牙，形成弧面抱緊或8-16點夾緊，結構特點是夾緊范圍大，整體強度高，夾緊可靠、不打滑、不傷管體，牙痕小符合API標準。特別是上、卸扣動作無須人工改變鄂板位置，因此自動化程度高，非常適合螺紋拆裝頻繁作業。4.1、主要參數 適用范圍60-200mm 額定扭矩10-20KN.M 額定轉速 2-10R/MIN 夾緊點數 8 控制方式 PLC 額定壓力 20MPa 額定流量 110L/mi

22、n 中心高 1000m 總功率 22KW 5、 水壓機 油套管在API里要求做靜水壓試驗，并為此選擇了靜水壓力試驗機，他是一種集氣動、機械、電氣和計算機一體化的產品，他采用工業計算機+PLC監測與控制，具有升壓速度快、保壓穩定、自動化程度高、功能齊全等一系列優點，實現了對鋼管管體進行水壓試驗。整套系統設計緊湊，能耗低，運行安全可靠。5.1、主要參數 適用于外徑 60.3-178mm， 適用長度 6.0-13.0米 最大試驗壓力 60.9Mpa， 密封方式 采用徑向大間隙密封 加壓方式高壓泵加壓 保壓方式補償保壓 保壓時間0-300秒 供電電源3相380V10% 總功率 200KVA 工廠噪音

23、85db 6、 UV噴漆機 UV漆是Ultraviolet Curing Paint 的英文縮寫，即紫外光固化油漆，也稱光引發涂料，光固化涂料。與PU、PE、NC等油漆以成膜物質命名方式不同，UV漆是以油漆的固化方式命名的。它是通過機器設備自動涂裝在工件上，在紫外光的照射下促使引發劑分解，產生自由基，引發樹酯反應，瞬間固化成膜。紫外光固化涂料在鋼管上的應用是國內鋼管行業的新亮點，其具有以下優勢：固化速度快，交聯固化在瞬間完成，效率是傳統烘干型涂料的1015倍以上，鋼管下線即可打包。節省能源，一條紫外光固化生產線的燈管能耗一般在幾十千瓦以內，能耗約為傳統烘烤干燥的熱固化涂料的1/5。環境污染小，紫外光固化涂料的VOC（揮發性有機化合物）含量為零，是公認的綠色環保產品。氣味小、閃點高（100），對工人健康危害低，大大降低安全風險。涂層性能優異，涂料固化后的交聯密度大大高于熱烘型涂料，故涂層在硬度、耐磨、耐酸堿、耐鹽霧、耐汽油等溶劑各方面的性能指標均很高，能基本消除由于涂裝防銹問題導致的投訴與賠償。涂裝設備故障率低，由于UV涂料沒有紫外線輻射不會固化，因而不會堵塞和腐蝕設備，涂覆工具和管路清洗方便，設備故障率低。固化裝置簡單，易維修，與之