魯文靜，胡孝敬

（中國(guó)石化江漢油田分公司江漢采油廠，湖北 潛江433123）

前 言

從2010年6月開始加工反扣油管以來，反扣油管在江漢油田打撈作業(yè)中發(fā)揮的作用越來越大，隨著打撈作業(yè)對(duì)反扣打撈油管需求量的增大，反扣打撈油管在油水井打撈工藝中正逐步取代打撈鉆桿，使用頻次逐年增加，成為打撈作業(yè)常用工具。2010年管桿隊(duì)使用N80E舊管加工350根反扣油管試用成功后，每年以50% 左右的加工量遞增。而目前江漢油田利用數(shù)控車床加工反扣打撈油管的加工工藝還存在不足，生產(chǎn)效率不高，僅油管螺紋這一道工序加工就需6分鐘，面對(duì)臨時(shí)任務(wù)時(shí)，就力不從心了。

在這個(gè)背景下，江漢采油廠對(duì)數(shù)控車床的反扣加工進(jìn)行了改進(jìn)，經(jīng)過反復(fù)論證，提出了反刀反車思路，通過部分改進(jìn)，使加工一步到位，提高了反扣油管加工效率，為反扣加工找到了新方法。

1 反扣油管加工存在的問題

對(duì)2010－2013年4年間反扣打撈油管加工情況進(jìn)行了統(tǒng)計(jì)，2010年初次加工350根，2011年加工500根，2012年加工700根，2013年加工850根。加工生產(chǎn)反扣打撈油管大部分是臨時(shí)性任務(wù)，時(shí)間緊任務(wù)重且任務(wù)逐年增加。

在數(shù)控車床上加工反扣油管，雖然達(dá)到了基本技術(shù)要求，但是生產(chǎn)效率并不高，加工一根油管需要反復(fù)啟停3次車床，啟停等待時(shí)間累計(jì)在125秒左右。通過現(xiàn)場(chǎng)對(duì)2013年造成反扣油管加工效率低下的各項(xiàng)因素進(jìn)行了調(diào)查統(tǒng)計(jì)（表1）。

表1 2013年影響反扣油管加工效率低下的次數(shù)統(tǒng)計(jì)表

根據(jù)數(shù)據(jù)，不難看出，車床啟停次數(shù)影響效率，加工工藝的缺陷是關(guān)鍵問題。造成反扣油管反復(fù)啟停，耗時(shí)長(zhǎng)的原因?yàn)椋?/p>

1）原加工方式不合理導(dǎo)致啟停反復(fù)。原加工反扣油管的工藝路線：平端面－車錐面－倒角－車螺紋－倒角。平端面、車錐面和倒角都是主軸正轉(zhuǎn)的情況下正刀車削完成，只有在車削反扣的時(shí)候是主軸反轉(zhuǎn)反刀車削。按照此加工路線車削，機(jī)床在平端面－車錐面－倒角時(shí)啟動(dòng)一次（正傳），車反扣螺紋時(shí)啟動(dòng)一次反轉(zhuǎn)，換到車倒角時(shí)候再啟動(dòng)一次，這樣車削一端反扣油管螺紋，機(jī)床就要反復(fù)啟動(dòng)3次，造成啟動(dòng)機(jī)床占用了大量時(shí)間。

2）轉(zhuǎn)塔式刀架安裝局限導(dǎo)致加工刀具安全受限。目前，江漢采油廠管桿隊(duì)加工反扣的數(shù)控車床采用的刀架為轉(zhuǎn)塔式刀架，車削反扣油管共需要3把車刀（90°外圓車刀、螺紋車刀和倒角刀），采取主軸反轉(zhuǎn)正車削的方法，螺紋車刀需要反裝，車削方向仍由床頭方向進(jìn)給。由于轉(zhuǎn)塔式刀架的安裝局限性，又沒有專用的刀具，反裝時(shí)只有將原刀桿上部洗去一半左右，才能夠使刀尖反安裝后能在中心高的位置。但是這樣造成刀桿變薄剛性不足，強(qiáng)度不夠，在車削過程中產(chǎn)生振動(dòng)，很容易影響工件加工質(zhì)量。

2 反扣油管加工工藝的研究改進(jìn)

2.1 反扣加工思路轉(zhuǎn)變及配套刀具的改進(jìn)

1）加工方式由反轉(zhuǎn)正車方式改為反轉(zhuǎn)反車的思路，一次啟動(dòng)完成所有加工。反刀反車思路為：走刀路線由活動(dòng)前主軸反轉(zhuǎn)正車，即只有螺紋車刀反裝改為3把刀具均反裝，一次主軸反轉(zhuǎn)配合3把刀具反車就可完成整個(gè)反扣油管的加工（圖1）。

圖1 反刀反車走刀路線圖

2）因反扣待加工管保留了原有管螺紋的一部分（增加反扣管抗拉性），在反扣加工時(shí)，90°外圓刀與工件軸向成90°，由于工件上螺紋存在，造成質(zhì)地不均，使得90°外圓刀行進(jìn)過程中受到軸向沖擊力過大，刀頭很易被打斷，因此我們選擇45°外圓車刀代替90°外圓車刀（45°車刀行進(jìn)時(shí)與工件軸向成45°，可分解沖擊力），避免因原正扣螺紋質(zhì)地不均，對(duì)外圓車刀刀頭沖擊力過大造成斷刀現(xiàn)象（圖2）。

圖2 反扣待加工管

3）對(duì)反刀反車方式所用刀具進(jìn)行改造，將倒角刀和外圓刀（45°外圓車刀）洗去一半后，全部實(shí)行反裝。

采用反刀反車后，刀具反裝，刀頭在下方，由于車床轉(zhuǎn)塔式刀架局限性，為了使刀頭在中心高的位置，必須刀桿洗去一部分，安裝時(shí)刀頭才能得到升高，使刀具符合加工要求（圖3）。

圖3 改造前后刀具對(duì)比

4）對(duì)改造后的加工方式進(jìn)行試驗(yàn)，效果良好。

2.2 轉(zhuǎn)塔式刀架造成刀具振動(dòng)的研究

對(duì)于轉(zhuǎn)塔式刀架安裝局限造成刀具振動(dòng)考慮了多種方案，綜合考慮后，選擇了對(duì)刀具進(jìn)行重新設(shè)計(jì)的方案（圖4）。

圖4 轉(zhuǎn)塔式刀架安裝局限造成刀具振動(dòng)選擇圖

1）對(duì)前面改造變薄的刀具，在滿足加工需求的前提下，盡量把刀桿洗到刀頭外露最短處，這樣安裝時(shí)可以盡量使刀頭露出長(zhǎng)度縮短，減小工作時(shí)因力臂太長(zhǎng)，造成刀頭因刀桿變薄，剛性不足造成的顫動(dòng)（圖5）。

圖5 完善后的刀具

2）為調(diào)節(jié)刀具中心高度，在刀桿下方增加墊片，使其滿足加工需要，并將墊片盡量外露至刀頭下方，防止刀頭在加工時(shí)向下顫動(dòng)；同時(shí)在刀頭上方部位增加防震壓塊，進(jìn)一步防止刀頭在加工過程中因刀桿變薄而產(chǎn)生向上顫動(dòng)，造成反扣螺紋質(zhì)量問題（圖6，7）。對(duì)改造完成后的刀具進(jìn)行實(shí)際加工驗(yàn)證，效果良好。

圖6 增設(shè)的刀墊

圖7 增設(shè)的壓塊

3 效果評(píng)價(jià)

通過對(duì)反扣加工刀具和走刀路線進(jìn)行優(yōu)化后，進(jìn)行了400多根的反扣油管加工測(cè)試，加工時(shí)間比改造前有明顯的改善，通過對(duì)生產(chǎn)過程和成品反扣管進(jìn)行檢測(cè)，沒有發(fā)現(xiàn)刀頭振動(dòng)、絲扣上有波紋現(xiàn)象?，F(xiàn)場(chǎng)實(shí)驗(yàn)表明，此加工方式效果良好。

刀具和加工工藝改造后實(shí)際運(yùn)行情況看，效果明顯，主要表現(xiàn)在：

1）改造后啟停次數(shù)變少，操作更方便。

2）刀頭沒有出現(xiàn)受力抖動(dòng)的情況，反扣管加工質(zhì)量明顯提高。

3）通過對(duì)改造后試驗(yàn)的400多根反扣管加工時(shí)間進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，在設(shè)備人員正常的情況下，每小時(shí)平均可加工15根反扣管（表2）。

表2 改造前后對(duì)比表

4）改造后，400根反扣管加工節(jié)約時(shí)間所生產(chǎn)修復(fù)管效益合計(jì)為7 850元，相比使用反絲鉆桿節(jié)約費(fèi)用合計(jì)為1 320 000元。

4 結(jié)論和認(rèn)識(shí)

1）數(shù)控車床上加工反扣油管工藝優(yōu)化后效率的提升，改變了面對(duì)臨時(shí)任務(wù)時(shí)緊張的加工局面，有效確保了反扣油管的生產(chǎn)質(zhì)量。

2）跳出傳統(tǒng)的加工方式，采用新的加工思路是關(guān)鍵，結(jié)合數(shù)控刀具的改進(jìn)，促進(jìn)了本次工藝改進(jìn)的成功。

3）反扣油管加工工藝改進(jìn)，解決了現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)中存在的實(shí)際問題，消除了設(shè)備隱患，設(shè)備運(yùn)行可靠性大大提高，節(jié)約了大量檢修勞動(dòng)力，提高了反扣油管加工效率，創(chuàng)造了較好的經(jīng)濟(jì)效益。

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