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1、摩擦焊石油杆节能工程项目 目 录 第一章 项目总论 - 1 - §1.1项目简介 - 1 - §1.2可行性研究的范围 - 2 - §1.3编制依据 - 2 - 第二章 项目建设背景及必要性 - 3 - §2.1橡胶密封件项目提出的背景 - 3 - §2.2国家产业政策 - 6 - §2.3项目建设的必要性 - 8 - 第三章 项目优势 - 11 - §3.1市场优势 - 11 - §3.2技术优势 - 16 - §3.3组织优势 - 17 - §3.4政策优势:关中—天水经济区发展规划 - 17 - §3.5区域投资环境优势 - 17 - 第四章
2、 产品介绍与技术介绍 - 20 - §4.1橡胶密封件产品介绍 - 20 - §4.2 产品标准 - 21 - §4.3 产品特征及材质 - 21 - §4.4产品方案 - 26 - §4.5产品技术来源 - 27 - 第五章 项目产品发展预测 - 28 - §5.1产品行业关联环境分析 - 28 - §5.2行业竞争格局与竞争行为 - 33 - §5.3竞争力要素分析 - 39 - §5.4项目发展预测 - 41 - §5.5竞争结构分析及预测 - 43 - 第六章 项目产品规划 - 47 - §6.1项目产品产能规划方案 - 47 - §6.2产品工艺规划方案
3、 - 47 - §6.3项目产品营销规划方案 - 51 - 第七章 项目建设规划 - 58 - §7.1项目建设总规 - 58 - §7.2项目项目建设环境保护方案 - 61 - §7.3项目建设节能方案 - 65 - §7.4项目建设消防方案 - 66 - §7.5项目建设生产劳动安全方案 - 69 - 第八章 项目组织实施情况 - 73 - §8.1项目组织 - 73 - §8.2项目劳动定员和人员培训 - 74 - §8.3项目管理与实施进度安排 - 77 - §8.4工程招标 - 80 - 第九章 项目财务评价分析 - 82 - §9.1项目总投资及资
4、金筹措 - 82 - §9.2项目财务评价依据及相关说明 - 83 - §9.3 项目总成本费用估算 - 84 - §9.4 销售收入、销售税金及附加和增值税估算 - 84 - §9.5 利润分配估算 - 85 - §9.6 借款偿还计划 - 85 - §9.7现金流估算 - 85 - §9.8不确定性分析 - 86 - §9.9风险分析 - 88 - 第十章 项目经济、社会效益评价 - 90 - §10.1经济效益评价 - 90 - §10.2社会效益评价 - 90 - 第十一章 可行性研究结论与建议 - 91 - §11.1研究结论 - 91 - §11.2建议
5、 - 91 - 第56页 1 总论 1.1 项目概况 项目名称:摩擦焊石油钻杆节能工程项目 项目业主:山东##石油装备有限公司 注册资金：3000万元 法人代表： 建设地址： 经济开发区 1.2 项目编制依据 山东##石油装备有限公司关于编制《钻杆摩擦焊节能生产线项目可行性研究报告》勘察设计委托书。 1.3 项目编制原则 1． 以市场为导向，以经济效益为中心，提高投资收益。 2． 所投资设备的技术性能体现“先进性、可靠性
6、适用性、高效性”原则，满足HSE标准要求。 3． 关键设备便于维护保养，辅助设备便于采购。 4． 采用成熟适用的新技术、新工艺、新材料。 5． 节约能源，降低消耗。 1.4 遵循的标准规范 符合国家及油田的发展方针、政策，符合油田客观实际，主要遵循以下规范、标准和技术规定。 1． SY/T5561-92《摩擦焊接钻杆焊区技术条件》 2． API spec 7-2001《第40版旋转钻柱构件规范》 3． 仪表供电设计规定（HG20509-2000） 4． 仪表供气设计规定（HG20510-2000） 5． 信号报警联锁系统设计规定（HG20511-2000） 6． 仪表配
7、管配线设计规定（HG20512-2000） 7． 仪表系统接地设计规定（HG20513-2000） 8． 10kV及以下变电所设计规范（GB50053-94） 9． 低压配电设计规范（GB50054-95） 10． 电热设备电力装置设计规范（GB50056-93） 1.5 研究目的 1.5.1研究目的 通过对建设钻杆摩擦焊节能生产线工程可行性进行研究，经过技术方案比较，经济效益分析，选择合适的摩擦焊生产线设备，满足国内外油田钻井生产需求。 1.5.2研究范围 （1） 该项目的研究范围为钻杆摩擦焊生产线工程，分析国内外钻杆摩擦焊设备、热处理设备以及配套设备的技术参数，经过优化设
8、计，确保钻杆摩擦焊生产线满足国内外油田对钻杆高品质和多品种的要求。 （2） 对项目进行投资估算和效益分析。 1.6主要工程量 （1） 新建钻杆摩擦焊生产线一条，包括：摩擦焊机主机、液压系统、电控系统、自动上下料装置； （2） 新造热处理生产线一条，包括：正火（退火）装置、淬火装置、回火装置； （3） 新增部分辅助设备； 1.7建成后产能 预计年生产钻杆约9200吨（折算￠127钻杆约27600根）；并配套生产石油油管4万吨，石油套管10万吨。 1.8改造的生产线产品规格 表1.8-1可生产的钻杆规格 规格外径 名义重量 计算重量 钢级 壁厚 加厚形式 （见注）
9、 in mm Lb/ft kg/m in mm 2 3/8 60．3 6．55 6．26 9．32 E，X，G，S 0．280 7．11 EU 2 7/8 73．0 10．4 9．72 14．48 E，X，G，S 0．362 9．19 EU、IU 3 1/2 88．9 9．50 8．81 13．12 E 0．254 6．45 EU、IU 3 1/2 88．9 13．30 12．31 18．34 E，X，G，S 0．368 9．35 EU、IU 3 1/2 88．9 15．50 14．63 21．79
10、E 0．449 11．40 EU、IU 3 1/2 88．9 15．50 14．63 21．79 X，G，S 0．449 11．40 EU、IEU 4 101．6 14．00 12．93 19．26 E，X，G，S 0．330 8．38 EU、IU 4 1/2 114．3 13．75 12．24 18．23 E 0．271 6．88 EU、IU 4 1/2 114．3 16．60 14．98 22．31 E，X，G，S 0．337 8．56 EU、IEU 4 1/2 114．3 20．00 18．69 27
11、．84 E，X，G，S 0．430 10．92 EU、IEU 5 127．0 16．25 14．87 22．15 X，G，S 0．296 7．52 IU 5 127．0 19．50 17．93 26．71 E 0．362 9．19 IEU 5 127．0 19．50 17．93 26．71 X，G，S 0．362 9．19 EU、IEU 5 127．0 25．60 24．03 35．79 E 0．500 12．70 IEU 5 127．0 25．60 24．03 35．79 X，G，S 0．500
12、12．70 EU、IEU 5 1/2 139．7 21．90 19．81 29．51 E，X，G，S 0．361 9．17 IEU 5 1/2 139．7 24．70 22．54 33．57 E，X，G，S 0．415 10．54 IEU 注：EU-外加厚；IU-内加厚；IEU-内外加厚。 表1.8-2可生产的加重钻杆规格 规格外径 名义重量 计算重量 壁厚 in. mm Lb/ft kg/m in. mm 2 7/8 73．0 10．4 9．72 14．48 0．362 9．19 3 1/2 88．9 9．50
13、 8．81 13．12 0．254 6．45 5 127．0 16．25 14．87 22．15 0．296 7．52 5 1/2 139．7 24．70 22．54 33．57 0．415 10．54 1.9研究结论 （1） 通过本次研究，山东##石油装备有限公司建设钻杆摩擦焊（含热处理）节能生产线及辅助设备。解决目前钻杆摩擦焊生产线存在的产品品种不齐全、生产效率低、设备故障停机率高、加工精度低、焊接一次合格率低等问题，满足国内外油田高质量钻杆的需求。 （2） 项目概算总投资6904万元，其中建设投资4833万元，辅底流动资金2000万元，其他投资7
14、1万元。税前内部收益率166.31%，税后内部收益率120.06%，税前投资回收期1.80年，税后投资回收期2.16年，项目在经济上可行。各项目见表1.7-1。 表1.7-1 项目投资算汇总表 编号 项目 单位 数量 一 固定资产投资 万元 4833 （一） 设备部分 万元 2683 （二） 土建部分（征地103亩，土建3万m2） 万元 2150 二 辅底流动资金 万元 2000 三 其他投资 万元 71 四 工程总投资 万元 6904 通过研究，本项目在技术上是可行的，项目采用的技术成熟、可靠，技术风险小，项目的经济效益良好，经
15、济风险小，综合考虑，项目可行。 2 钻杆生产的市场前景 2.1摩擦焊技术的简介及主要优点 利用摩擦热焊接起源于一百多年前，此后经半个多世纪的研究发展，摩擦焊技术才逐渐成熟起来，并进入推广应用阶段。自从上世纪五十年代摩擦焊真正焊出合格焊接接头以来，就以其优质、高效、低耗环保的突出优点受到所有工业强国的重视。我国的摩擦焊研究始于1957年，是世界上最早开展摩擦焊研究的几个国家之一，取得了很多引人注目的成果。 摩擦焊与其它焊接技术相比，它有以下主要优点： （1） 质量稳定。焊接过程自动化，参数设定后容易监控，重复性好，不依赖于操作人员的技术水平和工作态度。焊接过程属固相热压焊，接头为锻造组
16、织，焊缝基本不出现气孔、偏析和夹杂等铸造组织的结晶缺陷，焊接接头强度远大于熔焊、钎焊的强度； （2） 效率高。对焊件准备通常要求不高，焊接设备容易自动化，可在流水线上生产，每件焊接时间以秒计，一般只需几秒至几十秒。 （3） 节能、节材、低耗。所需功率仅及传统焊接工艺的1/5~1/15，不需焊条、焊剂、钎料、保护气体，不需填加金属，也不需消耗电极； （4） 环保，污染小。焊接过程基本不产生烟尘或有害气体，不产生飞溅，没有孤光和火花。 2.2钻杆生产的现状及市场前景 石油钻杆是石油钻井所需的重要生产物资，需求数量大，价格昂贵，更新较快。钻杆的生产随着技术进步发生了很大的变化，由初期的有细
17、扣钻杆发展为接头与管体闪光对焊以至近来的摩擦对焊。钻杆摩擦对焊相对于传统的技术由于效率高和质量比较稳定等诸多优点，迅速在世界范围内得到推广。 钻杆摩擦对焊工艺是利用外力使两个工件（钻杆的管体和接头）接触面之间的相对摩擦运动和塑性流动所产生热量，在接触面及其附近金属达到粘塑性状态并产生适当的宏观变形，在两侧材料动态再结晶的同时通过顶锻焊接达到两个工件分子间结合的固态连接方法。 目前，国内外的石油钻杆95%以上采用摩擦焊技术，国内外钻杆摩擦焊机主要有两种，一种是惯性摩擦焊机；一种是连续驱动摩擦焊机。由于惯性摩擦焊控制的参数少，焊接的质量稳定性更高，国内外钻杆生产商均采用惯性摩擦焊加焊后退火+淬
18、火+回火的热处理工艺。 近几年来，高油价带来的石油开发热潮使包括钻杆在内的石油装备、工具供应异常紧张，国内外市场需求很旺盛。2005年以来，石油钻杆资源严重匮乏，价格节节攀升，现有产能跟不上市场需求。 钻杆是钻井作业中必不可少的重要工具，具有用量大、投入资金多、消耗量大的特点。国内外油田钻井每年由于接头外径磨小或因重复修螺纹使接头缩短而需要更新的钻杆达30余万吨。另外，新的钻井队伍如雨后春笋般增加，每年需新增钻杆约20万吨左右；因而，钻杆的修复和制造具有十分广阔的前景。 3 钻杆摩擦焊生产线现状及存在的问题 3.1山东省华东石油管材钻具现有钻杆摩擦焊生产线现状 在2006年，华东公司
19、从长春焊接设备厂购进了一台125t摩擦焊机，用于除进行旧钻杆的修复外，开始了新钻杆的试生产。2007年，为了规范钻杆的修复和制造，华东建立了钻杆摩擦焊质量管理体系，开展了API认证工作。目前，华东公司生产的钻杆在国内外油田钻井市场上得到了广泛应用。生产线每天可以修复、生产￠钻杆30根左右，年生产能力仅有1600吨。 现有钻杆摩擦焊生产设施现状见表3.1-1。 表3.1-1 现有钻杆摩擦焊生产设施现状表 序号 设备名称 数量 生产厂家 备注 一 主要设备 1 摩擦焊机组125T 1套 长春焊接设备厂 2 形变热处理装置 1套 长春焊接设备厂 3
20、 回火装置 1套 西安海翔 4 普通管螺纹车床 2台 上海机床厂 5 弯曲试验机 1台 无锡大力 6 耐磨带喷焊机 1台 国产 7 内圆手动修磨机 2台 国产 8 钻具综合检测仪EZW-P 1台 美国 9 磁粉探伤仪 1台 国产 10 超声波探伤仪 1台 国产 11 便携式硬度仪 1台 国产 二 辅助设备 1 焊接区辊道、托辊、台架 1套 自制 2 室内行吊5T 1台 国产 3 空气压缩机 1台 进口 3.2现有钻杆摩擦焊生产线工艺流程简
21、介 现有钻杆摩擦焊生产线工艺流程（见图1） 3.3现有钻杆摩擦焊生产线存在的问题 3.3.1摩擦焊机组存在的问题 3.3.1.1摩擦焊机关键部分零部件加工精度不高，国产电器元件不稳定造成焊机的精度和技术性能下降、故障频率高。现有摩擦焊主机、液压系统、电控系统经过了两年的运行，其中主轴精度和滑台精度由出厂时的0.4mm降为0.5mm，故障检修时间由出厂时的3小时/月提高到30小时/月，最大顶锻力由125t下降到150t，导致焊接钻杆的一次合格率低于85%，在修复和生产钻杆过程中浪费了大量的资源。 3.3.1.2 焊机能力不足。出于其设计的最大顶锻力为125t，不能焊接￠127S135
22、以上钢级和规格的钻杆。 3.3.1.3焊接品种单一，不能焊接各种类型的加重钻杆。由于焊机主轴箱设计的原因，焊接钻杆接头的最大长度只有450mm，而加重钻杆公接头长度达到了750mm（接头本体长度+焊径长度）。 3.3.2热处理工艺存在的问题 现有的焊缝热处理工艺采用的是形变热处理工艺（焊后直接淬火+回火），这种工艺的优点是采用焊后余热直接淬火，工艺相对简单，但该工艺有以下不足： 3.3.2.1淬火不太均匀，造成在焊区同一截面不同区域的强度和冲击韧性相差较大。 3.3.2.2焊区的晶粒度只有6级左右。 现有钻杆摩擦焊生产线工艺流程（图1） 管体、接头入厂检验 检验、编
23、号 磨擦焊接 形变淬火 管体、接头车端面 超声波探伤 磁粉探伤 外观检查 车除外飞边 修磨内飞边 成品检验 硬度检验 回火 焊区防腐 入库
24、 4项目建设必要性 4.1国内外钻井生产上迫切需要 中原油田国内市场共有钻井队伍153支，分布
25、在四川、新疆、河北、内蒙、吉林、黑龙江等10多个省（市）、自治区；国际市场共有48支钻井队，分布在苏丹、沙特、也门、哈萨克斯坦等9个国家，配备各种钻杆数量达5万余吨，因磨损、腐蚀原因造成的钻具失效及市场的发展，每年需补充1万吨左右的钻杆，其中2000吨钻杆只需切换头修复。这些钻杆切换头的修复工作生产厂家是不愿意干也没有时间干。 其次中原油田钻井队伍承担着大量的深井、超深井、水平井、丛式井等高难度钻井作业，对钻杆的质量提出了更高的要求，钻井生产需要大量的优质钻杆。 三是钻杆采购极其困难。目前，钻杆、加重钻杆等石油物资需求旺盛，供应紧张，且价格仍维持在高位状态，每吨高达3.1万元左右，交货期一
26、般为6个月以上，部分厂家甚至高达8个月以上，钻杆供应紧张使应更新的钻杆不能及时更新直接影响了钻井生产。 中原油田摩擦焊生产线若能修复需切换接头的钻杆并制造部分新钻杆不紧节约了大量的采购资金而且可缓解钻杆供应紧张的局面。 4.2钻杆摩擦焊设备不能满足生产的要求 目前中原油田使用的摩擦焊机故障高（平均2次/月），焊接一次合格率低，不仅焊接精度低，而且品种单一。无法焊接生产急需的￠127S135、￠139.7以上尺寸钻杆及各种类型的加重钻杆。现有的钻杆摩擦焊生产线每年仅能修复和生产新钻杆约1600吨，且只适用于4500米以内的井，不能满足钻井生产对高品质钻杆需要；因此目前中原油田使用的摩擦焊机
27、焊接的钻杆无论在性能上，还是在品种、数量上，都不能满足中原油田内外部钻井市场发展的需要，急需建设新的钻杆摩擦焊生产线，生产和修复相应规格的高品质钻杆以解决上述矛盾。 5项目建设的可行性 5.1原材料供应完全满足钻杆制造要求 对焊钻杆的原材料主要有管体和接头。综合近几年市场情况，中原油田钻杆生产原材料货源相对充足。一是天钢、宝钢生产的钻杆平端管及加重钻杆管体货源充足，多年来与中原油田有着良好合作关系，可满足各种规格钻杆平端管的供应。二是国内钻杆管体端部加厚技术成熟，具备年20万吨左右的产能。中原油田与其中的四个厂家有良好的合作关系。三是钻杆接头供应充足。中原油田已与5个钻杆接头生产厂家
28、有长期业务关系。因此在原材料供应方面完全满足钻杆摩擦焊生产的需求。 5.2具备钻杆生产的基础条件 一是通过近几年不断的钻杆修复实践和工艺技术研究，锻炼和培养了一支经验丰富的钻杆摩擦焊技术和操作队伍；二是具有一流的检测手段。配套了相关的检测设备，拥有先进的钻具综合检测仪、超声波探伤仪、磁粉探伤仪等检测设备，价值达600余万元，不需重复投资；三是建立了完善的质量体系。通过了ISO9001质量体系认证，取得了API认证。四是现有场地和供电设施具备了钻杆修复生产的条件。该项目实施后，修复和生产成品钻杆可以用于国内外的钻井市场。 5.3经济效益显著 建成后的钻杆摩擦焊生产线，可形成年产9200吨
29、钻杆的产能，满足中原油田需切换接头的钻杆的修复和生产急需的￠127S135钻杆、￠139.7钻杆以及各种规格的加重钻杆。按照目前市场采购价格计算，钻杆管体采购价在每吨2万元左右，￠127钻杆对焊接头采购价每对在1800元左右，每年可为油田节约采购成本4000万元左右，具有良好的经济效益。 综上所述，建设钻杆摩擦焊生产线是十分必要和可行的。 改造后的钻杆摩擦焊生产线工艺流程（图2） 车待焊接端面 磨擦焊接 吸渣 检验 管体、接头进厂 车除外飞边 淬火 高温回火 同轴度检验 退火
30、 入库 打包 喷漆 喷标 称重 测长 外观检验 硬度检测 磁粉探伤 吸渣 超声波探伤 内圆手动修磨 外圆自动修磨 6方案设计 6.1 设计规模 项目达产后，钻杆摩擦焊生产线具备制造修复钻杆9200吨/年（折合￠127钻杆27600根）的生产能力。 6.2工艺流程设计 为了生产出高品质的钻杆，并提高工作效率，参照国内外钻杆的生产工艺，制定新工艺流程见图2。 新的工艺流程包括焊前准备工序（管体接头进厂、检验、车待焊接端面、吸渣），其主要作用是车除待焊接端面的锈蚀部分、清除管内杂质，为焊接作好准备；焊接工序（包括摩擦焊接、同轴度检验），其
31、主要作用是使管体和接头焊接在一起，并保证管体和接头的偏离度在标准范围之内；热处理工序（包括退火、车除外飞边、淬火、高温回火），其主要作用是消除焊接内应力后对焊区进行调质处理，提高焊区综合机械性能；焊后工序（包括内圆手动修磨，外圆自动修磨、吸渣、磁粉探伤、超声波探伤、硬度检测、外观检验），其主要作用是使焊区内外表面符合要求、清除管内杂质、检查焊区缺陷；标准化工序（包括喷漆喷标、称重测长、打包、入库），其作用是外观防腐、做焊接批次、长度、重量标识，实现规格化，便于运输。 6.3方案选择 本项目根据市场调研情况，选择三种方案：方案一是进口160吨惯性摩擦焊机组；方案二是购置国产125吨连续驱动摩
32、擦焊机组；方案三是购置国产160吨惯性摩擦焊机组。三个方案中辅助设备均采用国产。 6.3.1方案一：采用进口摩擦焊机生产线 主要工程量见表6.3.1-1 表6.3.1-1 采用进口钻杆摩擦焊机生产线生产设施 § 设备名称及型号 数量 预算金额（万元） 备注 一 主要设备 1 惯性摩擦焊机组160T 1套 1754 1.1 摩擦焊主机 1台 进口 1.2 液压系统 1套 进口 1.3 电控系统 1套 进口 1.4 管体、接头自动上料架 1台 国产 1.5 墩粗机 1套 160 国产 2 正火（退火）装置 1套
33、 28 2.1 中频电源100KW 1台 国产 2.2 变压器 1台 国产 2.3 感应圈 1套 国产 2.4 内置水冷循环系统 1套 国产 2.5 红外测温装置 1套 国产 2.6 电器控制系统 1套 国产 3 淬火装置 2套 48 3.1 中频电源160KW 2台 国产 3.2 变压器 2台 国产 3.3 感应圈 2套 国产 3.4 内置水冷循环系统 2套 国产 3.5 红外测温装置 2套 国产 3.6 电器控制系统 2套 国产 3.7 外置冷循环系统 2套 国产 4
34、 回火装置 2套 30 4.1 中频电源160KW 2台 国产 4.2 变压器 2台 国产 4.3 感应圈 2套 国产 4.4 内置水冷循环系统 2套 国产 4.5 红外测温装置 2套 国产 4.6 电器控制系统 2套 国产 5 普通管螺纹车床 3台 30 国产 6 外圆自动修磨机 1台 5 国产 7 内圆自动修磨机 2台 5 国产 8 弯曲试验机 1台 28 国产 9 钻具综合检测仪EXW-P 1台 20 美国 10 磁粉探伤仪 2台 10 国产 11 超声波探伤仪 2
35、台 2 国产 12 便携拭硬度仪 2台 1 国产 二 辅助设施 1 吸渣装置 2套 8 国产 2 自动喷漆、喷标装置 1套 485 国产 3 自动称重、测长设备、电控 国产 4 打包机 1台 国产 5 焊接区辊道、托辊、台架 1套 国产 6 自动线液压系统 5套 国产 7 自动线电控系统 1套 国产 8 室内行吊5T 2台 20 国产 9 平衡吊400Kg 1台 12 国产 10 空气压缩机 1台 10 国产 12 变压器S11-M-1250KW 1台 10 国产 13
36、实验室设备 196 13．1 冲击试验机JBS-300 1台 国产 13．2 电动拉床VU-2D 1台 国产 13．3 硬度计HR-150B 1台 国产 13．4 万能试验机WEW-600B 1台 国产 13．5 金相分析仪 1台 国产 13．6 光谱分析仪 1台 国产 13．7 锯床 1台 国产 13．8 车床CA6150/1000 1台 国产 13．9 万能工具磨床 1台 国产 13．10 铣床 1台 国产 合计 2683 6.3.2方案二：采用国产连续驱动钻杆摩擦焊机生产线 主要工程量见
37、表6.3.2-1 表6.3.2-1 采用国产钻杆摩擦焊机生产线主要工程量 § 设备名称及型号 数量 估价（万元） 备注 一 主要设备 1 摩擦焊机组125T 1套 360 1．1 连续驱动摩擦焊机主机125T 1台 国产 1．2 液压系统 1套 国产 1．3 电控系统 1套 国产 1．4 管体自动上料架 1台 国产 1．5 接头自动上料架 1台 国产 1．6 墩粗机 1套 610 国产 2 正火（退火） 1套 18 2．1 中频电源100KW 1台 国产 2．2 变压器 1台 国产 2
38、．3 感应圈 1套 国产 2．4 内置水冷循环系统 1套 国产 2．5 红外测温装置 1套 国产 2．6 电器控制系统 1套 国产 3 淬火装置 2套 40 3．1 中频电源160KW 2台 国产 3．2 变压器 2台 国产 3．3 感应圈 2套 国产 3．4 内置水冷循环系统 2套 国产 3．5 红外测温装置 2套 国产 3．6 电器控制系统 2套 国产 3．7 外置水冷循环系统 2套 国产 4 回水装置 2套 36 4．1 中频电源160KW 2台 国产 4．2 变压器
39、 2台 国产 4．3 感应圈 2套 国产 4．4 内置水冷循环系统 2套 国产 4．5 红外测温装置 2套 国产 4．6 电器控制系统 2套 国产 5 普通管螺纹车床 3台 30 国产 6 外圆自动修磨机 1台 5 国产 7 内圆手动修磨机 2台 5 国产 8 弯曲试验机 1台 28 国产 9 磁粉探伤仪 2台 20 国产 10 超声波探伤仪 2台 10 国产 11 便携式硬度仪 2台 2 国产 二 辅助设施 1 吸渣装置 2套 8 国产 2 自动喷漆、喷标装置 1套
40、 国产 3 自动称重、测长设备、电控 480 国产 4 打包机 1台 国产 5 焊接区辊道、托辊、台架 1套 国产 6 自动线液压系统 5套 国产 7 自动线电控系统 1套 国产 8 室内行吊5T 2台 20 国产 9 平衡吊400Kg 2台 2 国产 10 空气压缩机 1台 10 国产 11 改造工房（120m*30m） 1栋 130 国产 12 变压器S11-M-1250KW 1台 10 国产 13 实验室设备 175．35 13．1 冲击试验机JBS-300 1台 4．
41、0 国产 13．2 电动拉床VU-2D 1台 2．5 国产 13．3 硬度计HR-150B 1台 0．65 国产 13．4 万能试验机WEW-600B 1台 7．2 国产 13．5 金相分析仪 1台 100 国产 13．6 光谱分析仪 1台 30 国产 13．7 锯床 1台 3 国产 13．8 车床CA6150/1000 1台 8 国产 13．9 万能工具磨床 1台 10 国产 13．10 铣床 1台 10 国产 合计 1403．35 6.3.3方案三：采用国产惯性钻杆摩擦焊机生产线 主要工
42、程量见表6.3.3-1 表6.3.3-1 采用国产钻杆摩擦焊机生产线主要工程量 § 设备名称及型号 数量 估价（万元） 备注 一 主要设备 1 160T摩擦焊机组 1套 760 国产 1.1 160T惯性摩擦焊机主机 1台 国产 1.2 液压系统 1套 国产 1.3 电控系统 1套 国产 1.4 管体自动上料架 1台 国产 1.5 接头自动上料架 1台 国产 1.6 墩粗机 1套 160 国产 2 正火（退火）装置 1套 18 2.1 中频电源100KW 1台 国产 2.2 变压器 1台
43、国产 2.3 感应圈 1套 国产 2.4 内置水冷循环系统 1套 国产 2.5 红外测温装置 1套 国产 2.6 电器控制系统 1套 国产 3 淬火装置 2套 40 3．1 中频电源100KW 2台 国产 3．2 变压器 2台 国产 3．3 感应圈 2套 国产 3．4 内置水冷循环系统 2套 国产 3．5 红外测温装置 2套 国产 3．6 电器控制系统 2套 国产 3．7 外置水冷循环系统 2套 国产 4 回火装置 2套 36 4．1 中频电源160KW 2台 国产 4．2
44、 变压器 2台 国产 4．3 感应圈 2套 国产 4．4 内置水冷循环系统 2套 国产 4．5 红外测温装置 2套 国产 4．6 电器控制系统 2套 国产 5 普通管螺纹车床 3台 30 国产 6 外圆自动修磨机 1台 5 国产 7 内圆手动修磨机 2台 5 国产 8 弯曲试验机 1台 28 国产 9 磁粉探伤仪 2台 20 国产 10 超声波探伤仪 2台 10 国产 11 便携式硬度仪 2台 2 国产 二 辅助设施 1 吸渣装置 2套 8 国产 2 自动喷漆、喷标装置
45、 1套 国产 3 自动称重、测长设备、电控 480 国产 4 打包机 1台 国产 5 焊接区辊道、托辊、台架 1套 国产 6 自动线液压系统 5套 国产 7 自动线电控系统 1套 国产 8 室内行吊5T 2台 20 国产 9 平衡吊400Kg 2台 2 国产 10 空气压缩机 1台 10 国产 11 改造工房（120m*30m） 2栋 130 国产 12 变压器S11-M-1250KW 1台 10 国产 13 实验室设备 175.35 13.1 冲击试验机JBS-300 1
46、台 4.0 国产 13.2 电动拉床VU-2D 1台 2.5 国产 13.3 硬度计HR-150B 1台 0.65 国产 13.4 万能试验机WEW-600B 1台 7.2 国产 13.5 金相分析仪 1台 100 国产 13.6 光谱分析仪 1台 30 国产 13.7 锯床 1台 3 国产 13.8 车床CA6150/1000 1台 8 国产 13.9 万能工具磨床 1台 10 国产 13.10 铣床 1台 10 国产 合计 1803. 35 6.4方案比较 方案一采用的是160
47、T进口惯性摩擦焊主机，方案二采用的是125T国产连续驱动摩擦焊主机，方案三采用的是国产160T惯性摩擦焊主机。辅助设备大部分为国产设备。 方案一与方案二的比较： 表6.4-1 进口惯性摩擦焊与国产连续驱动摩擦焊对比 焊 机 类 型 项 目 国产连续驱动摩擦焊机 进口惯性摩擦焊机 顶锻力 125吨 160吨 控制参数 9项 3荐 生产效率 20-30根/班 60根/班 设备故障频率 平均1.5次/月 平均0.5次/月 对焊工件同轴度 ≦1.6mm ≦0.5mm 焊接质量返修率 返修率为10%左右 返修率小于1% 焊接规格 2-3
48、/8至5钻杆 2-3/8至5-1/2钻杆 3-1/2至5加重钻杆 焊缝质量 达到API标准 高于API标准 由上表可见，国产连续驱动摩擦焊机与进口连续驱动摩擦焊机相比，基顶段力、生产效率、设备可靠性、焊接精度、焊接质量及焊接产品的规格都有较大的差距。 在焊接过程来看，连续驱动焊机在焊接过程中需要控制的参数有摩擦时间，摩擦变形量、摩擦压力和顶锻力等9项参数。惯性摩擦焊控制的主要参数有三个：飞轮转动惯量、转速以及轴向压力。由以上连续驱动和惯性摩擦焊的工艺技术特点可以看出连续驱动摩擦焊需要控制的参数比惯性摩擦焊多，控制难度较大。虽然两种摩擦焊接方式都能达到API规定的机械性能要求，但由
49、于惯性摩擦焊是靠摩擦力来制动的，在顶锻中会形成大量的位错，因而焊接的质量更优，特别在机械性能的抗拉强度、屈服强度、冲击韧性更好，金相结构更致密。因而国内外钻杆生产厂商大都选用惯性摩擦焊机（例如江苏格兰特、德玛斯特、渤海能克等）。连续驱动摩擦焊机，生产修复生产钻杆只用于4500米左右的井。此外不能焊接规格品种少，为适应国内外对高品质钻杆的需求，我们认为应选用惯性摩擦焊机。 方案一与方案三比较 表6.4-2 进口惯性摩擦焊与国产惯性摩擦焊对比 焊 机 类 型 项 目 进口惯性摩擦焊机 国产惯性摩擦焊机 生产效率 60根/班 50根/班 设备故障频率 平均0.5次
50、/月 平均1.5次/月 对焊工件同轴度 ≦0.5mm ≦1.6mm 焊接质量返修率 返修率小于1% 返修率为10%左右 国内市场占有率 90%以上 约8% 售后服务及技术支持 好 较差 从调研中我们了解到，国内惯性钻杆摩擦焊机生产刚刚起步，性能不稳定，故障率高，加工焊接精度低，还有待于不断的完善。另外，国产惯性摩擦焊机市场占有量很低（太原通泽160吨惯性摩擦焊机只生产了2台），而进口惯性摩擦焊机市场占有率高（见6.4-3）售后服务亦有保障。国产惯性摩擦焊机存在着诸多不足（具体差距详见表6.4-2），无法满足钻井市场对钻杆生产质量越高的要求。 因此综合以上因素，采用
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