浙江绍兴，一座拥有2500多年历史的文化名城，一种颠覆石油开采工艺的创新设备在这里诞生。
 

“我们潜心研发的往复式潜油电泵，实现了管式柱塞泵无杆采油新工艺，属世界首创。”在迈为电机驱动科技（绍兴）有限公司实验基地，81岁的电机专家蒋世杰自信地说，“毫无疑问，它将取代游梁式抽油机—“磕头机”。
 

三代产品，不断革新
 

国之强盛，必工重器。
 

中国作为能源消耗大国，石油的开采和储备具有战略意义。然而，长期以来，我国的石油开采技术远远跟不上发展的需求。
 

体现在开采工具上，在我国广泛使用的“磕头机”，存在能耗大、停机调参、不适合低产井等缺陷。随着油井环境的变化，“磕头机”还容易发生“杆管偏磨”，导致设备使用周期短、维修成本高。2002年，大庆油田率先提出了“研制管式柱塞泵，实现无杆采油”的设想。
 

彼时，在国营沈阳直流电机厂任总工程师的蒋世杰也关注到这个命题。当年12月起，他与大庆油田合作，开始研究潜油直线电机与柱塞泵配套的往复式潜油电泵。
 

往复式潜油电泵，顾名思义，就是要让电泵做往复运动，把原油从油井下“推”上来，由此在开采中剔除“采油杆”。要实现这一“动作”，首先要把电机的旋转运动改为直线运动。理论上，这是行得通的。但现实中，世界上还没有一台应用在油井下的直线电机。
 

蒋世杰一头扎进沈阳某石油机械厂，潜心研究了两年多，终于在2004年成功研制出全球首台“数控往复式潜油电泵”，并在大庆油田试用。这就是往复式潜油电泵的第一代产品。
 

但是，第一代产品试用后，出现了很多问题，如泥沙进入电机气隙内卡死动子、永磁磁极被石油腐蚀退磁、直线电机换向启动振动等故障，影响了使用和推广。于是，蒋世杰又开始了第二代产品的设计研发。
 

2008年，蒋世杰脱离沈阳某石油机械厂，带领自己的团队继续深入研究。经过几年的探索，重新设计了第二代产品“井下直线电机抽油泵”，实现直线电机与管式柱塞泵的一体化，获得国家发明专利。
 

然而，第二代产品使用中也出现了一些症状，让蒋世杰十分苦恼。2017年，迈为电机驱动科技（绍兴）有限公司董事长在一次偶然的机会与蒋世杰相遇。他从小对电机兴趣浓厚，于是真诚地邀请蒋世杰来江南潜心攻关。同年，公司还有幸邀请到国内自动化控制领域的权威专家——清华大学自动化系电力电子与运动控制室主任李旭春。李旭春教授的主要研究方向为电机的变频控制、智能化功率电源等，其参加的课题曾获国家科技进步奖。
 

当革命性的直线电机与智能化的变频控制技术相结合，就像新能源汽车插上了智能化的翅膀。
 

2018年，由迈为科技研发的首台往复式潜油电泵成套设备下线，该机组由地上的变频控制柜与地下的抽油泵和直线电机组成，研发过程中获得5项发明专利。“它占地面积小，在地上只有井口和控制柜。通过控制柜，可以远程调节产量和扬程，无需停产调参。使用过程中无噪声、无污染、无气锁，防沙卡，降电耗，具有非常优秀的性能，适合江、河、湖、海等复杂环境下的采油。”李旭春教授说，第三代产品，真正彻底实现了“无杆化采油、智能化控制”。
 

井下应用，状态良好
 

江南水乡绍兴，小桥流水人家，烟雨中如一幅泼墨山水画。
 

这片富饶的土地上，并没有石油出产，为何迈为科技把石油开采设备的研发和生产基地放在这里？在迈为科技的生产车间，负责生产的副总经理马云骏解开了谜底。这位曾在广东佛山科龙电器总部担任过重要职务的新绍兴人说，长三角一带，有精密机械的成熟配套体系，而且，这里有优良的营商环境和成熟的技术工人。“正是因为这些因素，加速了我们第三代产品的研发、应用。”
 

迈为科技所在的袍江经济技术开发区，是国家级经济开发区。这里绿树成荫，工人们专心致志地忙碌着。在厂房外，迈为科技特辟了一块试验场。试验场里设了一口井，用于调试和演示他们研制的往复式潜油电泵成套的试验设备。随着电机的启动，井口喷出漂亮的水柱。
 

这口试验井里模拟喷出的是水，可在千里之外的山东东营，迈为科技生产的设备已在油井下（最长）运行了900多天。“我们油田使用了不少往复式潜油电泵，整个采油过程节能环保，地面不会产生污物，生产过程中也不会产生噪声，以后将在更大范围推广使用。”胜利油田胜利采油厂管理六区注采603站站长田建军说。下个月，公司又会有三套设备在多年的报废井下井作业，让它恢复采油。
 

截至目前，迈为科技已有20多套往复式潜油电泵成套装备在山东、宁夏、新疆、内蒙等地的油田运行试用，各项性能指标良好。“经过近两年的试验调整，各项数据已趋于稳定，接下来准备全面铺向市场。”迈为科技副总经理马云骏说。
 

来自胜利石油的最新检测报告显示，往复式潜油电泵成套设备在山东东营的油井下最长的已连续运行900多日，“机组运行状态良好，解决了城区使用抽油机生产噪声大、杆管偏磨、危险性高和扰民等缺点”，“具有占地面积小、无环境污染点、调参范围广、工人劳动强度小等优点，其适应性强、性能安全稳定，具有推广价值”。
 

市场规模，前景无限
 

“我们这套设备，拥有完全自主知识产权，属于世界首创。”李旭春教授自豪地说，经过近两年的试用，报告显示，与传统磕头机相比，采油效率提升两倍，单井每年可节约电费约2.36万元。如今，该设备已在山东、宁夏、内蒙古等地的采油厂推广使用。
 

“这两年的应用证明，该产品各项技术指标均优于原采油设备性能，完全可以取代传统的采油机械。”迈为科技销售副总经理赵午说，“此外，该机组在报废井、低产井和斜井等复杂环境下具有开采优势，光从国内适合本公司产品的油井来测算，市场规模在五百亿元以上，初估在国外市场也在上千亿美元以上，市场前景广阔。”
 

目前，迈为科技正准备参加6月上旬在北京举行的第二十一届中国国际石油石化技术装备展览会，这是国内最大规模、具有国际影响力的石油石化专业展会。同时，公司正在和国内相关部门合作与俄罗斯、哈萨克斯坦等国家的油气公司洽谈，有望在今年实现产品出口。
 

作者：栗爱平