先进制造技术在抽油机制造行业的应用

高思强

（延长油田股份有限公司科技部，陕西 延安 716000）

自1995年国家将先进制造技术作为专项列入《全国科技发展“九五”计划和到2010年长期规划》中以来，先进制造技术的理论研究和应用在我国得到了迅猛的发展。不同学者和研究人员针对各自研究领域提出了不同的观点和看法，也相应的提出了在不同领域和行业应用先进制造技术的方法和步骤。

笔者在广泛查阅现有文献资料的基础上，针对抽油机制造企业这个特殊行业在面对国内市场国际化竞争的残酷局面和新技术、新工艺的挑战中，结合延长油田实际情况，探讨了先进制造技术如何在该领域的应用问题。

1 先进制造技术理论

1.1 先进制造技术理论简介

先进制造技术（Advanced Manufacturing Technology，AMT），是传统制造技术不断吸收机械、电子、信息、材料、能源及现代管理等方面的成果，并将其综合应用于产品设计、制造、检测、管理、销售、使用、服务等的制造全过程，以实现优质、高效、低耗、清洁、灵活生产，并取得理想技术经济效果的制造技术的总称。

1.2 先进制造技术的特点

先进制造技术与传统制造技术相比，其显著的特点是：a.先进制造技术以实现优质、高效、低耗、清洁、灵活生产，提高产品对动态多变市场的适应能力和竞争力为目标。b.先进制造技术不仅仅局限于制造工艺，而且覆盖了市场分析、产品设计、加工和装配、销售、维修、服务，以及回收再利用的全过程。c.强调技术、人、管理和信息的四维集成，不仅涉及到物质流和能量流，还涉及到信息流和知识流，即四维集成和四流交汇是先进制造技术的重要特点。d.先进制造技术更加重视制造过程组成和管理的合理化革新，它是硬件、软件、脑件（人）与组织的系统集成。

2 抽油机制造行业的特点

图1 抽油机制造行业的先进制造技术应用框图

2.1 抽油机制造行业目前的发展现状

目前，我国已成为仅次于美国之后的世界上第二大能源消耗国。随着我国经济的快速发展，未来几年我国对原油的需求量将急剧增加，仅依靠目前的能源生产和利用状况，远远满足不了市场需求，而大量依靠石油进口更不符合我国国情，它将使我国经济增长面临巨大的风险。如何面对这一严峻挑战？一方面需要提高我国的石油生产量，另一方面需要提高全社会能源利用效率，特别是提高能源生产企业的能源利用效率，实现节能减排。

国内大量权威的科学测试和能源审计的数据早已表明，目前正在油田日复一日不停运行着的用于抽取原油的大量抽油机的有效电耗仅占其实际总电耗的三分之一左右，而抽油机的运行总耗电量超过油田总耗电量的40%已是一个不争的事实。因此，必须通过采用创新技术来降低抽油机的能耗，提高原油产出效率，对油田如期完成“十一五”期间20%的节能指标无疑会起到举足轻重的作用。

广大科技工作者为了实现“节能降耗”，采取了众多措施，诸如革新抽油机基本结构，降低抽油机总体用钢量，降低抽油机无功功耗，减小抽油机电动机功率等方案，通过近年来的实践，仅有弯梁变矩型抽油机、下偏杠铃型抽油机、双驴头型抽油机等得到了推广和应用。

2.2 在抽油机制造行业发展和应用先进制造技术的理由

从目前各行业的先进制造技术应用的情况可以看出，应用前后的差异表现十分明显。如工程机械行业的CaterPillar 公司采用以虚拟样机技术（VPT）为主的先进制造技术，从根本上改进了设计和试验步骤，实现了快速虚拟试验多种设计技术方案，从而使产品成本降低，性能却更加优越。

在抽油机制造行业，近年来随着钢材价格的上涨，众多生产厂家也对抽油机进行了从原理、到结构、到动力控制等多方面的革新和探索，但是见效不多，仅有弯梁变矩型抽油机、下偏杠铃型抽油机、双驴头型抽油机等得到了推广和应用。究其原因，主要还是国内的设计水平、制造水平等还比较落后，还没有一套完整的理论针对抽油机产品的全生命周期进行科学指导，大多数抽油机还停留在“引进设计”、“设计改进”等低层次的层面上，国内还少有研究者对抽油机从原理、结构设计、制造到使用多方面综合分析，利用先进制造技术来提高抽油机的质量、水平，以达到“节能降耗”的最终目的。所以，为了突破技术瓶颈，实现抽油机从技术上“节能降耗”，笔者认为就必须在现有设计技术、制造技术等方面，积极引进先进制造技术这一全新的理念应用于抽油机产品制造的全生命周期。

因此，综合虚拟样机技术、先进制造工艺等多项先进技术优势的先进制造技术理论，它在抽油机制造领域的推广和应用，将加快缩短我国和国外抽油机的差距，提升抽油机的质量，提高抽油机的节能降耗效果。这一点，已经逐渐得到国内抽油机制造行业的认同。

3 先进制造技术在抽油机制造行业的应用初探

3.1 结合抽油机制造行业特点，优先发展现代设计技术

面对目前国情，结合国内抽油机制造行业特点，只能依托“拿来主义”，积极运用目前逐渐成熟的先进制造技术武装国内的抽油机制造业，优先发展现代设计技术。随着国内机床业、装备业的发展，以及高素质的人才的涌现，可以说，已经具备各种设备制造的优势。如果再把人才的优势利用起来，大力发展和应用先进制造技术，并优先发展“虚拟产品设计”，笔者认为必将有利于快速提高国内抽油机制造行业的技术水平和产品的技术档次。

3.2 先进制造技术在抽油机制造企业的应用重点

笔者根据在抽油机制造企业的工作经验，通过查阅相关文献，基于以设计为中心的先进制造技术理论，提出了如图1所示的抽油机制造行业的先进制造技术应用路线框图。

在目前阶段，国内抽油机制造企业一般都建立了自己的研发网络，并相应的采用了CAD（计算机辅助设计）、CAPP（计算机辅助工艺设计）技术，可以说已经初步具备了AMT（先进制造技术）的基本条件。因此，在现有的条件下，应该首先倡导采用AMT 技术，建立抽油机的虚拟样机，并根据国内抽油机的使用工况，通过虚拟样机分析，对抽油机的整机性能和可靠性作研究，以弥补因缺少设计手段而忽略的整机分析。在图中，各个模块是相互关联的而不是独立的。

4 结论

根据对中国抽油机市场及其配套件市场的预期，未来几年国内抽油机制造行业将迎来21世纪发展和壮大的重大机遇。面对机遇，国内抽油机制造行业应该奋起直追，充分应用和发挥“先进制造技术”的优势，狠下苦功，提高自身设计和制造能力，才能在激烈的市场竞争中，在供货期与质量比价格更为重要的买方市场时代，占据一席之地并立于不败之巅。

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