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我國深水油氣開發(fā)關鍵技術裝備研制獲重要突破

科技日報發(fā)布時間:2022-05-13 12:41:00  作者:操秀英

  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(tǒng)工程化示范項目的重要部分,標志著我國深水油氣開發(fā)關鍵技術裝備研制邁出關鍵一步。此次中國海油實施的500米級水下油氣生產系統(tǒng)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(tǒng)是開發(fā)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(tǒng)、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(tǒng)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(fā)500米級水下裝備開發(fā)深水油氣,加快推動深水關鍵核心技術突破。

  500米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(huán)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(zhàn),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米級水下油氣生產系統(tǒng)工程化示范應用項目開發(fā)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(tǒng)是中國走向深海進程中的重要一環(huán),已經積累了十余年的水下設計經驗,用自主技術開發(fā)南海深水油氣,是海油人義不容辭的責任。

  要實現(xiàn)水下裝備自主化,就必須先實現(xiàn)水下設計技術的自主能力。然而,自主開展水下生產系統(tǒng)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(shù);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(tǒng)裝備產業(yè)鏈;三是缺少系統(tǒng)性的技術體系。為了從源頭把控自主設計水下生產系統(tǒng)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(tǒng)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(tǒng),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(guī)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(fā)了一套基于自主研發(fā)水下生產系統(tǒng)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(fā)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(tǒng)的研發(fā)過程中,中海油研究總院完成了總體方案設計,實現(xiàn)了六大核心關鍵技術的突破,為產品研制奠定了基礎。通過三年多的技術攻關,中國海油牽頭聯(lián)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(fā)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(shù)量多達2591件,自主研發(fā)率高達90%以上。

  在水下井口歷時18個月的研發(fā)過程中,實現(xiàn)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(huán)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米級全水下生產系統(tǒng)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(xiàn)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(tǒng)的研制,才能把打開深海油氣勘探開發(fā)的鑰匙牢牢掌握在自己手里。未來,中國海油將持續(xù)加強原創(chuàng)性、引領性科技攻關,用具有自主產權的裝備開發(fā)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。(記者 操秀英)

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