我國深水油氣開發關鍵技術裝備研制獲重要突破

2022年5月11日，我國首套國產化深水水下采油樹在海南鶯歌海海域完成海底安裝，該設備是中國海油牽頭實施的水下油氣生產系統工程化示范項目的重要部分，標志著我國深水油氣開發關鍵技術裝備研制邁出關鍵一步。此次中國海油實施的500 m級水下油氣生產系統工程化示范應用項目，標志著我國具備了成套裝備的設計建造和應用能力。

水下生產系統是開發深水油氣田的關鍵裝備，包括水下井口、水下采油樹、水下控制系統、水下管匯等設備。長期以來，全球僅有5家歐美公司掌握水下生產系統的集成制造技術，導致該設備采辦周期長、價格高、維保難。2018年，中國海油主動作為，大膽提出需要采用自主研發500 m級水下裝備開發深水油氣，加快推動深水關鍵核心技術突破。

500 m水深的水壓相當于約50倍的大氣壓力，面對海底低溫和復雜地貌等錯綜復雜的環境、20年免維護的苛刻條件，水下設備的密封強度、材料的承壓能力、工藝質量等面臨嚴峻的技術挑戰，沒有試錯的機會，任何疏忽都可能造成無法挽回的巨大損失。

即便如此，負責500 m級水下油氣生產系統工程化示范應用項目開發設計方案的中海油研究總院院長米立軍認為，水下生產系統是中國走向深海進程中的重要一環，已經積累了十余年的水下設計經驗，用自主技術開發南海深水油氣，是海油人義不容辭的責任。

要實現水下裝備自主化，就必須先實現水下設計技術的自主能力。然而，自主開展水下生產系統設計談何容易，一是國內水下技術團隊處于剛剛起步的階段，具有深水工程經驗的人才屈指可數;二是國內水下裝備技術成熟度普遍較低，尚未形成完整的水下生產系統裝備產業鏈;三是缺少系統性的技術體系。為了從源頭把控自主設計水下生產系統的可靠性，中海油研究總院在設計源頭全面摸排、充分識別了水下生產系統方案風險。但是，國際上通用的分析方案是基于成熟零部件的水下生產系統，而本項目研制的水下設備普遍采用國內的零部件。如何把控首臺套產品應用風險，依靠原有常規技術手段非常有限。

為保障此次示范工程順利實施和運行，研究團隊在充分消化吸收國際上水下產品標準和技術管理的基礎上，因地制宜，開發了一套基于自主研發水下生產系統的技術成熟度評價體系，對每個設備的幾百件關鍵零部件進行“庖丁解牛”般的逐項分析，最終評估合格后才能進行應用，以確保產品的高可靠性，從源頭上把控首臺套產品的實施風險。

要順利應用自主研發的水下裝備，除了按照國際上最嚴苛的產品標準進行研制和測試外，必須得到權威第三方機構的全程見證和準入認可。因此，照搬國外水下裝備技術肯定是行不通的，必須依靠自主攻關來獲得國際準入認可。

在水下控制系統的研發過程中，中海油研究總院完成了總體方案設計，實現了6大核心關鍵技術的突破，為產品研制奠定了基礎。通過3年多的技術攻關，中國海油牽頭聯合國內中船集團等16家單位已具備了水下“四大金剛”的自主研發能力。以本項目研制的水下采油樹為例，包括各類閥組、控制模塊等零部件數量多達2 591件，自主研發率高達90%以上。

在水下井口歷時18個月的研發過程中，實現了三大高性能技術革新，開展81項工廠測試和28項陸地水環境擴展測試，充分驗證了可靠性和功能性，并順利取得了國內和國外船級社的雙證認可。

目前，我國首個500 m級全水下生產系統已經順利完成海試和集成測試，即將進入海上安裝階段，預計2022年底前實現示范運行。

中國海油首席科學家、科研攻關項目項目長謝玉洪表示，只有突破深水水下生產系統的研制，才能把打開深海油氣勘探開發的鑰匙牢牢掌握在自己手里。未來，中國海油將持續加強原創性、引領性科技攻關，用具有自主產權的裝備開發海洋油氣資源，努力為保障國家能源安全作出更多更大貢獻。

（來源：科技日報）