劉 聰，韓鐵利

（1.渤海裝備鉆井裝備公司科技質(zhì)量中心，河北滄州 062658；2.渤海裝備巨龍鋼管公司，河北滄州 062658）

0 引言

鉆桿是鉆井設(shè)備的重要組成部分，它靠鉆桿內(nèi)外螺紋相互旋合在一起，送入井底工作。整個鉆桿最薄弱的環(huán)節(jié)是鉆桿的螺紋部分，許多鉆桿失效均與接頭螺紋有關(guān)。接頭螺紋質(zhì)量的好壞影響著接頭壽命，影響著鉆桿的密封性和使用效果。加工接頭螺紋是鉆桿生產(chǎn)的關(guān)鍵工序，要在半成品鉆桿接頭的螺紋區(qū)，按照圖紙要求車削螺紋及密封面，如圖1 所示。

圖1 接頭區(qū)域劃分

針對螺紋區(qū)廢品率和返工率高等問題，從多方面分析原因，查找出螺紋機(jī)床絲杠間隙大、定位不準(zhǔn)、操作人員技能水平參差不齊等是導(dǎo)致接頭螺紋報廢、頻繁返工的原因，通過對螺紋加工設(shè)備進(jìn)行改造，對人員進(jìn)行技能培訓(xùn)和考核，降低了接頭螺紋區(qū)廢品率和返工率，降低了成本。

1 原因分析

經(jīng)統(tǒng)計，某段時間公司螺紋區(qū)廢品率平均為0.5%，返工率達(dá)到6%，并且返工合格率較低，為50%，嚴(yán)重影響生產(chǎn)進(jìn)度。根據(jù)公司異常報告顯示，接頭螺紋報廢和返工的主要原因有亂扣、打刀、大鉗區(qū)短、機(jī)械手插入不良等。技術(shù)人員在螺紋崗位從人、機(jī)、料、法、環(huán)、測等方面進(jìn)行檢查和分析，確定造成接頭螺紋廢品和返工率高的原因有以下5 點：

（1）崗位人員頻繁變動，操作技能有待提升。

（2）設(shè)備老化，螺紋機(jī)床絲杠間隙大、定位不準(zhǔn)。

（3）熱處理后的接頭硬度高，螺紋加工時不容易車削，造成頻繁打刀。

（4）螺紋加工程序的進(jìn)刀量設(shè)定太大，造成刀片崩壞。

（5）設(shè)備頻繁換型調(diào)試，產(chǎn)生廢品。

2 制定針對性措施

根據(jù)上述原因分析，逐條制定改進(jìn)措施。

（1）針對崗位人員頻繁變動、操作技能有待提升的情況，制定措施：組織螺紋崗位進(jìn)行培訓(xùn)考核、技能比賽等。

（2）針對設(shè)備定位不準(zhǔn)確，制定措施：尋找影響定位精度的因素，對設(shè)備進(jìn)行改造，滿足機(jī)械手定位精度。

（3）公司內(nèi)控標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，公接頭硬度300～335 HB，母接頭硬度290～321 HB。針對熱處理后的接頭硬度高，制定措施：對熱處理工藝參數(shù)進(jìn)行適當(dāng)控制，讓熱處理后的接頭硬度偏下限，方便螺紋車削。

（4）針對螺紋加工程序進(jìn)刀量設(shè)定太大，制定措施：修改加工程序，減小刀片損壞。

（5）針對設(shè)備頻繁換型調(diào)試，制定措施：車間安排生產(chǎn)任務(wù)時，在滿足交貨期的前提下，盡量將相同規(guī)格產(chǎn)品安排在一起生產(chǎn)。

3 現(xiàn)場措施實施

3.1 組織崗位培訓(xùn)

螺紋崗位是鉆桿生產(chǎn)技術(shù)含量最高的崗位之一，為了進(jìn)一步提高員工的操作技能，保障員工在生產(chǎn)過程中各項操作技能扎實有效，公司每個季度抽出時間組織了現(xiàn)場操作和檢驗技術(shù)培訓(xùn)。由公司和外聘螺紋專家進(jìn)行授課，對數(shù)控車床的使用、接頭螺紋的緊密距、螺距、錐度、牙高、倒角圓、鏜孔、全螺紋長、大鉗區(qū)等十多項接頭尺寸測量方法進(jìn)行集中培訓(xùn)，組織技能比賽。

3.2 改造定位精度

螺紋崗位主要設(shè)備由平衡吊、接頭上下料輸送帶、機(jī)械手、液壓站、螺紋加工數(shù)控機(jī)床、電氣控制柜等構(gòu)成，加工過程如圖2 所示。由于機(jī)械手定位不準(zhǔn)確，抓取接頭送入卡盤時位置不對中，造成螺紋崗位產(chǎn)生大量的廢品和返工。技術(shù)人員對可能影響機(jī)械手定位精度的每個過程進(jìn)行分析，存在以下3 方面問題：①機(jī)械手行走的X 軸、Z 軸方向距離出現(xiàn)偏差，有可能是受到外界的干擾信號，造成定位不準(zhǔn)確；②設(shè)備本身絲杠間隙超差，造成機(jī)械手定位不準(zhǔn)；③上料時運送接頭的傳輸帶運送超差，造成機(jī)械手夾持位置有偏差。

圖2 螺紋加工過程

技術(shù)人員在現(xiàn)場對螺紋設(shè)備進(jìn)行了修理：①更換定位模塊，由原有的QD75P2 模塊變更為QD75D2 模塊，使輸出的正向脈沖變?yōu)檎?fù)雙向脈沖，提高抗干擾性，原理如圖3 所示；②更換X 軸、Z 軸的絲杠和配套軸承，調(diào)整機(jī)床鑲條，調(diào)試機(jī)床精度，補(bǔ)償機(jī)床各軸反向間隙；③機(jī)床小拖板軟帶磨損嚴(yán)重，重新貼敷軟帶并進(jìn)行刮研。

圖3 輸出脈沖原理

3.3 控制表面硬度

接頭熱處理崗位按照作業(yè)文件規(guī)定，設(shè)定回火溫度基準(zhǔn)值，見表1。在此基礎(chǔ)上進(jìn)行微調(diào)，確保公接頭硬度接近下限300 HB，母接頭接近下限290 HB。

表1 各規(guī)格接頭回火溫度

3.4 修改螺紋加工程序

針對螺紋加工程序進(jìn)刀量設(shè)定太大，修改端面加工程序，由原來的每刀4 mm 改為每刀2 mm，減小刀片損壞的概率。

3.5 合理安排生產(chǎn)任務(wù)

車間安排生產(chǎn)任務(wù)時，在滿足交貨期的前提下，盡量將相同規(guī)格產(chǎn)品安排在一起生產(chǎn)，減少了因為換型調(diào)試產(chǎn)生的廢品。同時，合理利用熱處理崗位產(chǎn)生的報廢接頭進(jìn)行螺紋調(diào)試，減少廢品的產(chǎn)生。

4 實施效果驗證

所有方案實施后，統(tǒng)計當(dāng)年8—11 月份的接頭螺紋崗位返工率和廢品率，驗證方案實施后的效果，見表2。其中，接頭螺紋加工廢品率降低至0.5%以下，有效降低了螺紋加工的廢品率，降低了車間生產(chǎn)成本。

表2 現(xiàn)場數(shù)據(jù)統(tǒng)計

5 結(jié)束語

鉆桿的螺紋加工是鉆桿接頭生產(chǎn)的必備工序，通過人員培訓(xùn)、調(diào)整設(shè)備精度、改進(jìn)生產(chǎn)工藝、改進(jìn)螺紋加工程序、合理安排生產(chǎn)任務(wù)等工作，能夠有效降低螺紋加工的廢品率，提高產(chǎn)品的質(zhì)量和生產(chǎn)效率。