从“磕头机”到智能“电梯”——新型智能塔架机掀起的油田“科技革命”

　　7月1日，记者走在大庆市儿童公园转盘道附近，看到一排排黄红相间、形如“宝塔”的新型抽油机悄然矗立。它们没有传统“磕头机”那标志性的架构，而是以一种“电梯”升降的姿态，安静、平稳地运转着。

　　这里是大庆油田新型智能塔架机新质生产力示范区，展示的全部是由他们自主创新、独立生产的新型采油设备。

　　这不仅是设备的更替，更是一场从“研发端”到“生产端”再到“应用端”深度联动的系统性变革。

　　2022年底，大庆油田围绕“党的二十大报告提出建设制造强国，大庆装备制造怎么办?”进行深入思考，通过调研摸排，决定自主研发一款新型采油设备。

　　以此为令，大庆油田公司科技信息部、开发事业部牵头，汇集本部5个部室、13家二级单位精锐力量组成“新型塔架机研发制造工作专班”。一场旨在攻克“人工举升技术升级”、打造“国内一流、国际先进”新型智能塔架机的攻坚战，就此打响。

　　从“水土不服”到“量身定制”，这台凝聚着“大庆制造”雄心的“重器”，如何在老油田“提质增效”与“智能化转型”的考卷上，写下自己的答案?

顶层设计：一场打破围墙的“联合作战”

　　历经60余年开发建设，大庆油田的开发形势发生了深刻变化：老油田稳产压力增大，低渗透、非常规油气占比提升，对举升设备提出了更高要求。传统游梁式抽油机虽功勋卓著，但在能耗、效率、安全性等方面，已逐渐显露出疲态。市场上现有的塔架机，又普遍存在故障率高、高空巡检难、作业让位复杂等“水土不服”的通病。

　　大庆油田坚持自主原创，凝聚创新势能，从核心技术研发设计、高价值专利集群保护、行业标准制定引领等多维度协同发力，以工程思维重构创新链条，建立一个“产学研用+精益管理”的联合作战新模式。

　　以调查研究作为发现问题和设计方案的抓手和锚点，专班团队前往油田内、外部多家单位进行深入细致的调研，了解已有塔架机技术优缺点、适用范围、存在问题以及应用前景，通过撰写可行性研究报告、经济和技术评价报告、应用前景报告等，为最终确定项目方向提供了坚实的基础。

　　“我们成立了13个子工作组，减速滚筒、控制柜、皮带等每个部件都有专项攻关团队。”专班成员、大庆油田公司科技信息部采油与地面工程项目管理科副科长贾子凯介绍说。油田研发团队、制造团队、总师团队、技师团队协同攻关，定期召开月度例会进行交流和碰撞，以解决现场跟踪和问题处理中的具体事项，实现人人有分工、事事有节点、各项工作得以高效落实。

　　为了保证产品质量，大庆油田还引入国际第三方权威认证机构，采用高于API标准的技术鉴定及风险评估方法，建立智能塔架抽油机质量安全管控体系，实现方案设计、样机研制、试验评价等各环节按照国际最高标准监造，梳理并落实整改问题90余项，生产制造水平全面提升，获得挪威船级社产品符合性声明。

　　在贾子凯看来，专班运行的优势十分明显：通过科学的统筹组织，有效解决了产学研用脱节的问题;将科研成果直接落地到现场，在实践中发现问题并不断试错;同时，严格执行“门径式”管理要求，把工作细化到各个阶段，从而确保项目顺利推进。

　　大庆装备制造集团采油装备制造分公司技术研发中心副主任王柳对此也感触颇深：“以前，采油厂是甲方，我们是乙方，中间总隔着点什么。但现在，因为塔架机，我们互相拧成了一股绳。大家的目标高度一致，就是让这套设备越来越好。”

闯关夺隘：迭代升级的极限突破

　　从蓝图到样机，每一个参数、每一处结构都布满了意想不到的沟坎。研发之路，从来不是坦途。

　　在研发设计初期，王柳带领着七八人的研发团队，在单位大楼里开启了“与世隔绝”的封闭攻关。“大家吃住都在这里，白天讨论方案，晚上各自画图、计算，大家脑子里全是结构、参数。”那一个月，他们为新型智能塔架机勾勒出了最初的骨架。

　　而在此之前，团队手里并非白纸一张。大庆油田装备制造集团采油装备制造分公司技术研发中心设计一室工程师谭华电脑里存着一张从2010年延续至今的“问题表”。“油田引进使用的塔架机在生产中总会出现各种问题，我经常更新，小问题多了，就变成系统性问题，这些就是我们攻关创新的靶点。”有一次，单位一位同事晚上10点多打来电话，想到一个防止皮带磨损的方案。他立刻挂了电话就开始查资料、琢磨，一宿几乎没睡。“这种‘烧脑’是常态。这4年，大家都多了不少白头发，我同事盖立冬头发更是几乎全白了。”

　　王柳和团队成员另辟蹊径，将传统的“摩擦式”传动，彻底改为“缠绕式”。“我们把皮带嵌在滚筒上，分3根：两根连接井口，一根连接配重。一旦发生断杆，就会触发机械制动系统，配重就不会掉下来。”这一原创设计，从根本上解决了安全问题。

　　大庆油田采油工艺研究院举升工艺研究室三级工程师惠小龙和同事们负责为这台设备打造“最强大脑”，即智能控制装置的研发设计。“新型智能塔架机采用的是首创的‘滚筒缠绕式’结构，类似电梯原理，但是新型结构中的皮带缠绕每变化一圈都会使悬点速度、加速度产生突变，导致精细控制有难度。”

　　惠小龙和同事们围绕产量最大、节能高效、柔性运行等核心目标，自主形成了多目标协同的智能控制系统，具备智能控制、诊断、计量、感知等多维优化运行功能，通过运行状态实时监测分析，实现了复杂工况下从数据感知到闭环优化的自主决策。管井人员只需选择固定模式，系统即可智能优化运行，无需手动调参。

　　从第一代机型到第三代，设备迭代的步履从未停歇，每一代都有质的飞跃。

　　2025年底，这台凝聚了无数心血的新型智能塔架机在北京参加中国石油科技成果鉴定，全票通过被评为“国际领先”，“大庆制造”证明了其创新实力。

本土适配：像“配钥匙”一样为每口井找“新家”

　　再好的技术，落不了地，都是空中楼阁。

　　2023年7月1日，大庆油田自主研发的第一代新型智能塔架机在大庆油田采油二厂投入使用，共4口井;2024年9月份，第二代机型也在这里投入使用，共5口井。

　　“专班当时的宗旨是不把试用机型的问题解决掉，就不能继续推广。”贾子凯说。

　　在研发团队、制造团队、总师团队、技师团队的共同努力下，他们把1000多条用户意见，梳理成51条核心问题，一一攻克解决。2025年，第三代机型选在大庆油田采油一厂应用，打造了新型智能塔架机新质生产力示范区。

　　大庆油田采油一厂工艺研究所采油技术管理室塔架机技术负责人侯磊回忆说，当时，采油一厂提供了两套示范区选址方案，他们采用“CT式扫描”，以“满足开发标准、管理标准、交通标准、展示标准;定区域、定机型、定参数”为依据，最终选择了现在儿童公园附近的井位。“这场选址之争的实质，是在标杆示范、生产实效和工程可行等问题之间寻找了最佳平衡。”

　　这不是简单的以旧换新，而是像“配钥匙”一样，为每一口井精准匹配最适合的机型，涵盖不同井型、不同驱替方式，确保示范的普适性。

　　更复杂的改造在地下。新型智能塔架机实现了“长冲程、慢冲次”，冲程从传统的最大6米延长到8米，这意味着井下泵和光杆必须同步升级。“这就像打针用的针管与胶塞需要适配一样。”侯磊用最直白的比喻解释道。技术团队将普通泵筒升级为11.5米，光杆延长至12米，累计论证395井次。

　　最考验智慧的，是那些“无章可循”的难题。

　　大庆的冻土层，让塔架机的基础沉降成了“拦路虎”。没有现成标准，专班成员坐在一起，结合北方生产经验，想出了一个“土洋结合”的法子：“毛石灌填+水泥浇筑”。这个看似朴素的方案，成了稳定塔架机的“定海神针”。

　　另一个难题来自寒冬。传统塔架机的拉线刹车，在东北极寒下常常“冻死”。专班团队从汽车液压刹车中获得灵感，历经6个月攻关，研发出“液压式刹车传动系统装置”，并获得国家专利。

　　新型智能塔架机涵盖高效率传动系统、高精准作业让位等8项关键核心技术，实现了载荷配重独立控制、小修自动翻转让位、自适应优化运行等创新功能，经极限工况、现场能效等36项测试评价，验证整机性能可靠稳定，主要技术指标均优于行业标准。

数据说话：算好“节能账”与“效益账”

　　一切努力，最终要接受数据的检验。

　　大庆油田采油二厂工艺研究所三采技术室副主任陈钊给出了对比清单：新型智能塔架机平均系统效率达49.8%，运行时率98.9%，与游梁机相比，系统效率提高18.6个百分点，节电率达32.83%。

　　全生命周期算下来，一台新型智能塔架机10年可减少运行成本31.40万元。围绕新井建产增量、老井改造存量、低效停关井复产三方面，推广应用前景广阔。

　　市场的认可接踵而至。除了大庆内部，大庆油田装备制造集团的产品已销往新疆、辽河、吉林等油田，销售额破千万。

　　历时3年，新型智能塔架机实现了机电一体化、运行数智化、作业便捷化巨大飞跃，为大庆油田成功打造了一款技术可行、智能可用、安全可控、效益可观机采利器。围绕新型智能塔架机核心技术，专班构建了覆盖整机结构、作业让位、智能控制、皮带、安全保护等十大维度的全方位、多层次、立体化知识产权保护体系，目前累计授权发明专利31项，受理34项，并持续在关键领域强化专利布局，筑牢核心技术护城河。

　　为打造塔架机行业“高端品牌”，专班团队制修订各级标准14项，其中培育《塔架式抽油机》国际标准1项，《无游梁式抽油机》行业标准1项，构建起涵盖产品设计、制造、检验、安装、操作、日常管理等全链条标准体系，全方位提升行业话语权和影响力。

　　目前新型智能塔架机实现了规模化应用，但专班团队没有“陶醉”：“现在的第三代机型也不是完美的。”如今，他们已瞄准第四代：要与数字油田深度融合、超长冲程再突破、智能控制更精细……

　　“今年，油田还将持续加大推广应用力度，计划将生产317台新型智能塔架机在油田应用。”大庆油田装备制造集团采油装备制造分公司生产安全管理部主任陈艳波介绍说，他们已经开始物资采购，随时准备投入生产，力争最大限度提升生产效能。

　　在今年春节期间，谭华带着从外地回家过年的女儿去采油一厂示范区参观，女儿指着那一排排整齐的塔架机，竖起大拇指：“爸，你们真不容易!”

　　“那一刻，我觉得所有付出都值了。”谭华说。而他心里理想的“胜利”，不是什么大奖，而是“有一天，现场再没有员工因为设备故障给我们打电话。那才说明，产品真的成熟了。”

　　从“磕头机”到智能“电梯”，变的是技术，不变的是大庆石油人“宁要一个过得硬，不要九十九个过得去”的严实作风。这台拔地而起的“大庆制造”，不仅抽出了地下的黑金，更走出了一条老油田高质量发展的“第二曲线”。