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一、 选题理由
目前游梁式抽油机是油田采油最主要的生产设备。曲柄销子是游梁式抽油机上一个承载较大的运动部件，同时起着传递动力的作用，由于长时间的运转，曲柄销子便会发生磨损，直接影响抽油机的正常运转，严重时会出现翻机事故，造成重大的经济损失，因此要定期进行检查、维护、保养及更换。我们现场更换曲柄销子时，采用的主要方法是站在减速箱上用大锤敲击曲柄销子，使销子退出，从而进行更换。由于部分曲柄销子因使用时间长，与销子套结合紧密，取出时费时费力，劳动强度大，延长了停井时间。另外，在进行调冲程作业时，还容易造成曲柄销子丝扣损坏，必须修扣或更换销子，更加延长了操作时间，严重影响了采油时率。因此我们桩二管理区采油一队定以“缩短游梁式抽油机更换曲柄销子耗时”为课题展开公关。
二、现状调查
调查一：更换曲柄销子方式及流程
目前，更换曲柄销子安全操作规程中要求，在更换曲柄销子时，松开销子螺母，两人站在减速箱上，一人手扶铜棒垫在销子轴头上，另一人手持大锤，抡锤敲击铜棒，砸出销子。由于减速箱上端距地面2.2米，站立面积不足1米，两人在上面操作存在安全隐患。同时，造成抡锤力度低，增加抡锤次数。
调查二：更换曲柄销子耗时情况
小组成员对2013年更换曲柄销子耗时的情况进行了调查统计，统计结果表明，全站共更换曲柄销子井12次，平均耗时65.6min，其中，最短耗时为39.25min，最长耗时为107.25min。
三、确定目标
1、确定小组活动目标
（1）目标制定：石油行业标准要求更换游梁式抽油机曲柄销子总成时间应当≤40min。根据更换曲柄销子耗时情况调查，平均更换时间为65.6min。因此我们决定改变更换销子的方法，将时间由目前的65.6min缩短至40min。
2、目标可行性分析
（1）在更换曲柄销子操作中耗时较长的工序是打松、取出曲柄销子，这项工序的耗时占到总时间的59.3%，是影响更换销子操作耗时的主要因素。因此，只要解决曲柄销子的拆卸问题，就可大大缩短更换曲柄销子时间。
（2）可将站在减速箱上的高空作业内容移至地面进行操作，操作人员可在安全的环境下快速进行操作，提高了劳动效率，也能大大缩短更换曲柄销子的时间。
（3）更换记录台帐中曾达到过39.4分钟。
经以上分析论证，我站QC小组有能力完成这个课题。
四、原因分析及要因验证
根据调查的情况，QC小组成员集思广益，对造成更换曲柄销子耗时长的主要问题进行深入分析，并绘制出了影响因素关联图。由关联图分析，导致更换曲柄销子耗时长的因素有四个：（1）工作环境差（2）设备因素（3）人员技术水平不同（4）工具及方法不合适。
要因验证一：工作环境差
在砸曲柄销子时，操作人员需要站立在减速箱上抡锤，属于高空作业。同时，由于减速箱上端面为斜面呈15°角，面积小，不足1m2,人站在上面容易站立不稳，产生恐惧心理，存在极大的安全隐患。在抡锤时，由于受空间的制约，抡锤的幅度小，力度小，致使抡锤的次数增加，造成砸销子的时间延长。但这是设备自身结构所致，是客观存在的，故确定为非要因。
要因验证二：设备自身因素
由于抽油机工作环境差，受雨雪天气影响，潮湿空气易进入销子与衬套结合面处，造成销子生锈，使配合时的结合力增加，增添了砸出销子时的难度。但这属于客观因素，我们无法改变环境，故认为非要因。
要因验证三：人员技术水平不同
在进行更换曲柄销子时，用大锤砸曲柄销子过程中，会因为职工操作不熟练，配合不密切以及在抡大锤时，由于落点不准确等因素的影响，造成砸销子时间增长。为了减少人为因素的影响，我们加强了对职工的实践技能培训，组织职工观看标准化操作视频，由工作经验丰富的老职工进行实践指导，并积极开展班组间的技术对抗，从而降低了操作技能的影响。
要因验证四、工具及方法不合适
在砸销子时，一般情况下是操作人员站在减速箱上用大锤敲击曲柄销子轴头，但由于高空作业，减速箱上面不平，操作空间狭小等原因，使操作人员抡锤时力度不够，存在一定的危险性。而且由于大锤落点不准确，经常会发生将备帽及轴头丝扣砸坏的现象，致使在调冲程时使曲柄销子报废，造成配件损失。目前现场使用的大锤一般为3.8kg和6.3kg，用重量大的操作不方便，用重量轻的，会使大锤的冲击力度减小，增加撞击次数，延长拆卸时间。同时由于采油队近年来一直没有分配年轻职工，特别是男女比例悬殊较大，原有职工存在年龄偏大，大多患有腰疼、肩周炎等职业病，因此，在抡锤时力量欠缺，需多人轮换且存在落点不准确现象，致使拆卸曲柄销子时间延长。因此，研制一种有效的安装工具便十分迫切，我们将此确定为要因。
结论：通过分析，我们可以明确的看出，造成更换曲柄销子时间长的主要原因是工具不合适。
五、对策实施
（一） 对策实施
1、确定思路
由于液压千斤顶在现实生活中得到广泛应用，具有省时省力，操作简单，安全性强等优点，因此。我们决定利用液压千斤顶及游梁式抽油机自身的结构特点来设计一种曲柄销子专用拆卸工具，从而实现曲柄销子的快速拆卸。
2、结构设计
实施一：可调式千斤顶固定架的设计
在使用千斤顶时，为保证千斤顶与曲柄销子良好的接触，减轻劳动强度，我们设计了一个千斤顶托架，在工作时，用托架支撑千斤顶，可减轻人的劳动强度。我们选用了平衡块固定螺栓及螺帽一套，将螺帽焊接在支撑腿的上端，实现了高度的调节，可适应不同型号、不同冲程的抽油机的使用。
实施二：千斤顶的选用
由于我们在用千斤顶顶曲柄销子时，千斤顶必须横向使用，使千斤顶底座顶在减速箱支架侧面钢板上，顶部顶在曲柄销子轴头上，而普通千斤顶无法适应这种工作条件。因此，我们通过比较不同厂家的几款千斤顶后，最终选择了泰州四通机具厂生产的型号为RCS-502型薄型液压千斤顶，该千斤顶可实现横向使用，行程为60mm, 顶起重量为50T。
实施三：压套的设计
由于现场使用的游梁式抽油机曲柄销子轴头至抽油机减速箱支架的距离为230mm-240mm，选用的千斤顶的厚度为122mm,行程为60mm，形成距离不够。因此，我们设计了长度为96mm的套，其中一端套在千斤顶柱塞上，一端套在曲柄销子轴头上。由于柱塞直径∮为80mm,因此压套一端车削为∮82mm,深5mm的孔。曲柄销子轴头螺纹为M=65mm,为确保在顶销子时不损伤销子螺纹，因此压套另一端车削∮72mm，深6mm的孔。通过千斤顶打压，实现曲柄销子的退出。为减轻压套重量，在压套上钻取∮36mm的通孔。
（二）安全验证
在实际工作中，我们通常使用6.3kg的大锤来砸曲柄销子，大锤与销子接触时的速度最大为50m/s,大锤与皮带轮撞击接触的时间
△t=0.005s(参照《物理学》高等教育出版社)。
根据动能定理：曲柄销子受到的冲击力
F=mv/△t=6.3×50/0.005=6.3X104N
由于我们选用的千斤顶为50T，因此千斤顶所能产生的最大压力为
F千=50×1000x9.8=4929.4×104N
F千〉F
结论：千斤顶完全可以将曲柄销子压出
减速箱支架焊点强度校核
焊接处总长度5120mm,钢板厚度10mm
δmax=F/A=63000/(5.12×0.01)=1.23Mpa
焊接时使用中碳钢焊条506号，其焊接点强度为12.2Mpa〉δmax
结论：焊接处强度足够
目前，更换曲柄销子时间减少30.1min，随着使用时间逐渐延长，今后每年更换曲柄销子数量应在10个左右，因此全年可减少停井时间301min，约合5小时，每口井日产油平均4吨，则增加经济效益0.24万元。
目前游梁式抽油机是油田采油最主要的生产设备。曲柄销子是游梁式抽油机上一个承载较大的运动部件，同时起着传递动力的作用，由于长时间的运转，曲柄销子便会发生磨损，直接影响抽油机的正常运转，严重时会出现翻机事故，造成重大的经济损失，因此要定期进行检查、维护、保养及更换。我们现场更换曲柄销子时，采用的主要方法是站在减速箱上用大锤敲击曲柄销子，使销子退出，从而进行更换。由于部分曲柄销子因使用时间长，与销子套结合紧密，取出时费时费力，劳动强度大，延长了停井时间。另外，在进行调冲程作业时，还容易造成曲柄销子丝扣损坏，必须修扣或更换销子，更加延长了操作时间，严重影响了采油时率。因此我们桩二管理区采油一队定以“缩短游梁式抽油机更换曲柄销子耗时”为课题展开公关。
二、现状调查
调查一：更换曲柄销子方式及流程
目前，更换曲柄销子安全操作规程中要求，在更换曲柄销子时，松开销子螺母，两人站在减速箱上，一人手扶铜棒垫在销子轴头上，另一人手持大锤，抡锤敲击铜棒，砸出销子。由于减速箱上端距地面2.2米，站立面积不足1米，两人在上面操作存在安全隐患。同时，造成抡锤力度低，增加抡锤次数。
调查二：更换曲柄销子耗时情况
小组成员对2013年更换曲柄销子耗时的情况进行了调查统计，统计结果表明，全站共更换曲柄销子井12次，平均耗时65.6min，其中，最短耗时为39.25min，最长耗时为107.25min。
三、确定目标
1、确定小组活动目标
（1）目标制定：石油行业标准要求更换游梁式抽油机曲柄销子总成时间应当≤40min。根据更换曲柄销子耗时情况调查，平均更换时间为65.6min。因此我们决定改变更换销子的方法，将时间由目前的65.6min缩短至40min。
2、目标可行性分析
（1）在更换曲柄销子操作中耗时较长的工序是打松、取出曲柄销子，这项工序的耗时占到总时间的59.3%，是影响更换销子操作耗时的主要因素。因此，只要解决曲柄销子的拆卸问题，就可大大缩短更换曲柄销子时间。
（2）可将站在减速箱上的高空作业内容移至地面进行操作，操作人员可在安全的环境下快速进行操作，提高了劳动效率，也能大大缩短更换曲柄销子的时间。
（3）更换记录台帐中曾达到过39.4分钟。
经以上分析论证，我站QC小组有能力完成这个课题。
四、原因分析及要因验证
根据调查的情况，QC小组成员集思广益，对造成更换曲柄销子耗时长的主要问题进行深入分析，并绘制出了影响因素关联图。由关联图分析，导致更换曲柄销子耗时长的因素有四个：（1）工作环境差（2）设备因素（3）人员技术水平不同（4）工具及方法不合适。
要因验证一：工作环境差
在砸曲柄销子时，操作人员需要站立在减速箱上抡锤，属于高空作业。同时，由于减速箱上端面为斜面呈15°角，面积小，不足1m2,人站在上面容易站立不稳，产生恐惧心理，存在极大的安全隐患。在抡锤时，由于受空间的制约，抡锤的幅度小，力度小，致使抡锤的次数增加，造成砸销子的时间延长。但这是设备自身结构所致，是客观存在的，故确定为非要因。
要因验证二：设备自身因素
由于抽油机工作环境差，受雨雪天气影响，潮湿空气易进入销子与衬套结合面处，造成销子生锈，使配合时的结合力增加，增添了砸出销子时的难度。但这属于客观因素，我们无法改变环境，故认为非要因。
要因验证三：人员技术水平不同
在进行更换曲柄销子时，用大锤砸曲柄销子过程中，会因为职工操作不熟练，配合不密切以及在抡大锤时，由于落点不准确等因素的影响，造成砸销子时间增长。为了减少人为因素的影响，我们加强了对职工的实践技能培训，组织职工观看标准化操作视频，由工作经验丰富的老职工进行实践指导，并积极开展班组间的技术对抗，从而降低了操作技能的影响。
要因验证四、工具及方法不合适
在砸销子时，一般情况下是操作人员站在减速箱上用大锤敲击曲柄销子轴头，但由于高空作业，减速箱上面不平，操作空间狭小等原因，使操作人员抡锤时力度不够，存在一定的危险性。而且由于大锤落点不准确，经常会发生将备帽及轴头丝扣砸坏的现象，致使在调冲程时使曲柄销子报废，造成配件损失。目前现场使用的大锤一般为3.8kg和6.3kg，用重量大的操作不方便，用重量轻的，会使大锤的冲击力度减小，增加撞击次数，延长拆卸时间。同时由于采油队近年来一直没有分配年轻职工，特别是男女比例悬殊较大，原有职工存在年龄偏大，大多患有腰疼、肩周炎等职业病，因此，在抡锤时力量欠缺，需多人轮换且存在落点不准确现象，致使拆卸曲柄销子时间延长。因此，研制一种有效的安装工具便十分迫切，我们将此确定为要因。
结论：通过分析，我们可以明确的看出，造成更换曲柄销子时间长的主要原因是工具不合适。
五、对策实施
（一） 对策实施
1、确定思路
由于液压千斤顶在现实生活中得到广泛应用，具有省时省力，操作简单，安全性强等优点，因此。我们决定利用液压千斤顶及游梁式抽油机自身的结构特点来设计一种曲柄销子专用拆卸工具，从而实现曲柄销子的快速拆卸。
2、结构设计
实施一：可调式千斤顶固定架的设计
在使用千斤顶时，为保证千斤顶与曲柄销子良好的接触，减轻劳动强度，我们设计了一个千斤顶托架，在工作时，用托架支撑千斤顶，可减轻人的劳动强度。我们选用了平衡块固定螺栓及螺帽一套，将螺帽焊接在支撑腿的上端，实现了高度的调节，可适应不同型号、不同冲程的抽油机的使用。
实施二：千斤顶的选用
由于我们在用千斤顶顶曲柄销子时，千斤顶必须横向使用，使千斤顶底座顶在减速箱支架侧面钢板上，顶部顶在曲柄销子轴头上，而普通千斤顶无法适应这种工作条件。因此，我们通过比较不同厂家的几款千斤顶后，最终选择了泰州四通机具厂生产的型号为RCS-502型薄型液压千斤顶，该千斤顶可实现横向使用，行程为60mm, 顶起重量为50T。
实施三：压套的设计
由于现场使用的游梁式抽油机曲柄销子轴头至抽油机减速箱支架的距离为230mm-240mm，选用的千斤顶的厚度为122mm,行程为60mm，形成距离不够。因此，我们设计了长度为96mm的套，其中一端套在千斤顶柱塞上，一端套在曲柄销子轴头上。由于柱塞直径∮为80mm,因此压套一端车削为∮82mm,深5mm的孔。曲柄销子轴头螺纹为M=65mm,为确保在顶销子时不损伤销子螺纹，因此压套另一端车削∮72mm，深6mm的孔。通过千斤顶打压，实现曲柄销子的退出。为减轻压套重量，在压套上钻取∮36mm的通孔。
（二）安全验证
在实际工作中，我们通常使用6.3kg的大锤来砸曲柄销子，大锤与销子接触时的速度最大为50m/s,大锤与皮带轮撞击接触的时间
△t=0.005s(参照《物理学》高等教育出版社)。
根据动能定理：曲柄销子受到的冲击力
F=mv/△t=6.3×50/0.005=6.3X104N
由于我们选用的千斤顶为50T，因此千斤顶所能产生的最大压力为
F千=50×1000x9.8=4929.4×104N
F千〉F
结论：千斤顶完全可以将曲柄销子压出
减速箱支架焊点强度校核
焊接处总长度5120mm,钢板厚度10mm
δmax=F/A=63000/(5.12×0.01)=1.23Mpa
焊接时使用中碳钢焊条506号，其焊接点强度为12.2Mpa〉δmax
结论：焊接处强度足够
目前，更换曲柄销子时间减少30.1min，随着使用时间逐渐延长，今后每年更换曲柄销子数量应在10个左右，因此全年可减少停井时间301min，约合5小时，每口井日产油平均4吨，则增加经济效益0.24万元。