创新成果简介

抽油杆全自动涂装设备的改进与应用

一、立项背景

东营市三和石油装备有限公司是一家集石油装备研发、生产制造、销售及服务于一体的国家级高新技术企业，是东营市规模较大的一家石油机械加工企业。公司引进的抽油杆喷涂设备，是建厂初期引进的一套老式设备。抽油杆喷涂生产工艺中存在着生产效率低，工作环境恶劣，职工劳动强度大设备老化等问题：传统抽油杆喷焊采用喷涂枪喷涂，喷涂后用氧气乙炔重熔炬进行火焰加热重熔，存在加热效率低下，火焰噪音巨大，工艺参数需人工掌握现场根据经验进行控制，存在质量不稳定等诸多技术和生产的问题。

存在的问题具体问题如下：

夹持部分没有张紧机构变形弯曲严重，需重新矫直后使用；中间杆体支撑部分采用人工手动扳动，存在安全隐患，操作工精神压力大，效率低下；上下料需人工操作工作时不能低于二人，工作人员密集，人工成本高；加热设备热效率低下，氧气、乙炔消耗巨大，生产成本居高不下。

二、主要做法

经过公司技术人员的科研攻关，在传统的喷涂设备的基础上，成果改进研制了抽油杆全自动喷涂设备，取得了显著的经济和社会效益。

改造原理：设计了上杆，下杆气动自动上下杆架装置，一人就可以进行监视操作。采用自动弹簧夹头持抽油杆两端，尾部采用气缸自动涨紧，杆体中间每隔1m采用气缸加托架的形式进行支撑，在运行中采用气动自动升降装置，使装置能够自动升降，可保证抽油杆在喷焊过程中的旋转精度。在喷焊过程中采用高效喷枪在前端进行喷涂，随后安装有超音频感应加热电源，进行重熔加热替代氧乙炔加热重熔。采用自动进行温度检测，并具有自动调节加热功率功能，重熔后进行高压风机进行冷却。改造后，减少了重复运动次数，提高了生产效率，感应加热替代火焰加热减少了能源消耗，提高了质量稳定性。

三、功能效果

1、伺服电机驱动滚珠轨道技术：原有的滚轮轨道是利用滑动摩擦原理进行传动抽油杆，在使用中，当急加速作业时存在滑动摩擦，由于惯性从而使运动测量不精确，经常存在测量误差。为此把原来的轨道改为滚珠直线滑动轨道，再辅助利用齿轮齿条传动形式进行，采用伺服电机驱动，这样，轨道传输机构就具有运动阻力小的优点，提高了运动精度，运行平稳可靠。

2、气动自动杆管夹持技术：抽油杆两头夹持部分采用了自动控制的弹簧夹头控制方法，并增加了自动调平机构，提高了夹持同轴度，提高了装夹效率，降低了操作误差率。

3、超音频感应加热技术：采用超音频感应加热杆柱，对杆柱进行重熔加热，替代传统的氧气乙炔加热重熔，减少了人工干预程度，增加自动化程度，提高了加热可控性和精确度，降低了成产成本。

4、电气自动控制排放技术：采用PLC控制加气动执行机构，实现夹持、支撑、张紧、排放自动化控制，实现了无人操作。

5、自动检测PID自动调节功率技术：杆柱在喷涂运行过程中，采用了温度自动检测技术，并根据检测温度的高度，可以精确进行PID自动调节功率大小，来进行自动加温，减少了电能浪费，提高了杆柱喷涂质量。

6、技术的改造，改善了工人的劳动环境，降低了工人的劳动强度，降低了劳动和成产成本，提高了经济效益，提升新旧动能的转换。

四、创新亮点

1、采用的伺服电机驱动滚珠轨道技术，轨道传输机构具有运动阻力小的优点，伺服电机具有控制精度高的优点，因此提高了杆柱运送精度，运行平稳可靠，减少工作误差，提高了操作精度，

2、采用气动自动杆管夹持技术，增加了自动调平机构，提高了夹持同轴度，提高了装夹效率，降低了操作误差率。

3、采用超音频感应加热技术，减少了人工干预程度，增加自动化程度，提高了加热可控性和精确度，降低了成产成本。

4、采用电气自动控制排放技术，实现了夹持、支撑、张紧、排放自动化控制，实现了无人操作。

5、采用自动检测PID自动调节功率技术，减少了电能浪费和喷涂质量降低，提高了安全环保效能。

五、实施应用前后效果（益）情况

传统的抽油杆人工喷涂时效为：抽油杆喷涂生产90米/班，生产成本0.28万元/100米。

改进后，运用全自动喷涂设备后，抽油杆喷涂生产200米/班，生产成本0.20万元/100米。

从2018年1月份至2020至今，已经喷涂服务、生产抽油杆10万余米，取得了显著的经济效益，达到了技术改造的目的。

六、推广价值及范围

“抽油杆全自动涂装设备的改进与应用”为抽油杆车间自动化改进提供了技术支撑和保障；该技术投资少，成本低而能够实现全自动安全生产；减轻了车间职工劳动强度，提高了生产效率，受到一线职工的好评。该技术的改进，也有效缩短了与国外先进设备和技术的差距，提升了三和公司技术实力；能够实现全自动安全生产，推动了三和公司的技术水平进步，提高了三和公司在国内市场竞争中的技术实力和知名度，展现了公司良好的社会形象。

该技术在石油装备行业，都可以推广使用，具有应用范围广，推广价值高的特点。