国家级技能大师工作室，是人力资源和社会保障部深入贯彻落实党中央、国务院《新时期产业工人队伍建设改革方案》和中央人才工作会议有关要求而实施的建设项目。国家级技能大师工作室主要从成立2年以上的市级技能大师工作室中遴选产生，并同时具备以下条件：
技能大师是指工作室领办人，一般应具有高级技师职业技能水平，长期工作在生产服务一线，技能拔尖、技艺精湛并具有较强创新创造能力和社会影响力；在带徒传技方面经验比较丰富，身体健康，能够承担技能大师工作室日常工作，在职在聘，距法定退休年龄2年以上。曾获中华技能大奖、全国技术能手称号或国务院政府特殊津贴者优先。
技能人才比较密集；格外的重视技能人才队伍建设工作，建立了较为完善的技能人才教育培训、评价、选拔、使用和激励制度；能够为技能大师工作室提供对应的资金支持以及包括场所、设备在内的必要工作条件，定期开展培训、研修、攻关、交流等活动；建立有完善的管理制度、办法并规范运作；积极开展技术革新、技能攻关和推广活动。
赵增权作为中国石油技能人才中的佼佼者，参加工作近30年，先后在大港油区市场、长庆市场以及阿塞拜疆、苏丹市场从事大修及试油作业，从一名普通的井下作业工成长为集团公司技能专家，先后荣获全国技术能手、享受国务院政府特殊津贴专家、全国能源化学地质系统“大国工匠”、天津市劳动模范、天津市五一劳动奖章等荣誉。赵增权在技能人才培养的沃土中茁壮成长，坚持把困扰公司发展的生产难题，转化为技术攻关的课题，解决生产难题260项。他所研发的成果，先后获国家级奖项6个，省部级奖项22个，企业级奖项61个，获得国家专利授权39项。
管道局研究院焊工牛连山，管道局研究院管道施工装备与非开挖技术中心首席技师，中国石油集团技能专家，享受国务院政府特殊津贴，领衔集团公司技能专家工作室，负责集团公司技能专家协会工程建设分会管理工作，荣获全国技术能手、能源化学地质系统“大国工匠”等荣誉。牛连山在工程一线年，主要开展焊接装备与研发技术以及焊接技术现场实施，也承担一线焊接施工支持及管道局焊接技能传承工作。他成功研发出CPP900系列自动焊装备，填补了国家技术空白。
薛魁，新疆第一代生产乙烯的技术人员，先后参与多项重点乙烯工程建设，发现并解决生产问题百余项，组织或参与创新创效项目20余项，为乙烯产业高质量发展做出了贡献。扎根乙烯生产一线余年，现中国石油新山子石化公司高级技师、中国石油技能专家。先后荣获全国技术能手、全国五一劳动奖章、中国青年五四奖章标兵、新疆尔自治区突出贡献高技能人才、中石油劳动模范、全国就业之星、中华技师、大国工匠等荣誉称号，享受国务院政府特殊津贴。薛魁技能大师工作室突出专业能力，参与公司多个重点项目，解决了上百个生产难题，推动了20多项创新项目，特别是在公司百万吨乙烯装置的技术创新和人才教育培训方面发挥了关键作用。
长输管道管口消磁技术填补了国内空白，达到国际领先水平；创新采用“回焊操作技术”，提高X射线探伤合格率；独创TIG焊接铝镁合金管“六步法”操作，解决了探伤合格率低这一世界性技术难题，成为行业规范……汤海东围绕焊接技术难点开展科研攻关和技术改造，先后完成了20多项具有创新性和推广应用价值的成果。其中，16项成果获国家实用新型专利，25篇焊接技术论文在国家级刊物发表。他参与国家火炬计划石油装备焊接技术服务平台建设，以技术指导和演示者身份将自己多年来总结的操作技术录制成《焊工技能培训多媒体教程》8个模块、35个焊接项目视频节目，让上万名青工学习提高了操作技能。
陈可营海洋油气开采技能大师工作室于2016年在中海油湛江分公司成立，是我国首个海洋油气操作工创新工作室，专注于海洋油气开采领域科学技术创新和技能人才教育培训。工作室领衔人陈可营是集团公司技能专家，他先后获得“全国技术能手”“全国能源化学地质系统大国工匠”“广东省五一劳动奖章”等荣誉。工作室拥有骨干成员36名，专业领域覆盖了工艺、机械、电气、仪表、动力等海洋油气开采主要专业，技师及以上高技能人才占比超过80%。工作室累计承担技能攻坚任务950余项，成果转化论文95篇，获得国家专利授权82项。
杨建海洋工程焊接技能大师工作室于2012年在海油工程成立，工作室领衔人杨建是集团公司技能专家，7次带领团队斩获“嘉克杯”国际焊接大赛团体金奖，先后获得“全国技术能手”“山东省泰山产业领军人才”“中国海油技术能手”等荣誉。该工作室荣获技术革新奖50多项、国家专利50多项，发表论文50多篇，解决项目生产难题100多项，先后被评为“青岛市技师工作站”“山东省齐鲁技能大师特色工作站”和“中国海油示范性劳模和工匠人才创新工作室”，助推海油工程青岛公司获评“国家技能人才培育突出贡献单位”。
鞠兆刚机电运维技能大师工作室于2013年在海油发展成立，工作室领衔人鞠兆刚是集团公司技能专家，先后获得“全国五一劳动奖章”“全国能源化学地质系统大国工匠”“天津市劳动模范”等荣誉。该工作室先后参与技改技革项目80余项，科研课题50余项，申请国家专利80余项，发表论文150余篇，被评为“天津市技能大师工作室”“集团公司技能大师工作室”“中国海油示范性劳模和工匠人才创新工作室”。
黄伟37年专注于压缩机组等关键设备维护检修工作，从加入西部管道公司开始，黄伟专注于挑战一个个“不可能的任务”，解决“卡脖子”难题。2012年西气东输二线投产关键时期首次自主更换GE压缩机组干气密封，2013年研发GE机组燃机附件齿轮箱专用工具并实施首次自主更换，2016年对RT62动力涡轮抽芯大修并改进原设计结构缺陷，2018年顶住冬季保供压力23小时内完成液压启动马达的自主现场抢修，2022年自主完成LM2500+燃气发生器现场解体检修……在打破国外厂家垄断、实现压缩机组自主维修的道路上，黄伟用那股不服输的心气稳扎稳打，一次次用大国工匠的韧性与决心创造着“奇迹”。
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