深水水下生產(chǎn)系統(tǒng)及工藝設(shè)備技術(shù)現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢*

高 原魏會東姜 瑛王 勇

(1.深圳海油工程水下技術(shù)有限公司; 2.海洋石油工程股份有限公司設(shè)計公司水下所)

深水水下生產(chǎn)系統(tǒng)及工藝設(shè)備技術(shù)現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢*

高 原1魏會東2姜 瑛2王 勇1

(1.深圳海油工程水下技術(shù)有限公司; 2.海洋石油工程股份有限公司設(shè)計公司水下所)

概括了水下生產(chǎn)系統(tǒng)的水下井口及采油樹系統(tǒng)、管匯及連接系統(tǒng)、水下控制及臍帶纜系統(tǒng)以及水下增壓設(shè)備、水下分離設(shè)備、水下電力設(shè)備等水下生產(chǎn)工藝設(shè)備的技術(shù)現(xiàn)狀,并對水下長距離流動保障技術(shù)、水下電力輸送和全電控制技術(shù)、水下安裝技術(shù)、水下生產(chǎn)系統(tǒng)可靠性及完整性管理技術(shù)、極地水下生產(chǎn)系統(tǒng)技術(shù)等水下生產(chǎn)系統(tǒng)的前沿技術(shù)發(fā)展趨勢進行了展望,并指出了我國水下生產(chǎn)系統(tǒng)研發(fā)和應(yīng)用的思路和發(fā)展方向。

深水;水下生產(chǎn)系統(tǒng);水下生產(chǎn)工藝設(shè)備;技術(shù)現(xiàn)狀;發(fā)展趨勢

隨著國際社會對能源需要的增加,世界范圍內(nèi)的深海油氣開發(fā)活動日漸活躍,在深海開發(fā)過程中除了興建大量的水面油氣生產(chǎn)平臺外,水下生產(chǎn)系統(tǒng)也已成為深海海洋工程技術(shù)的重要組成。作為對深水浮式水面設(shè)施,如張力腿平臺、半潛式平臺、立柱式平臺、浮式生產(chǎn)儲卸設(shè)施的重要支持[1],水下生產(chǎn)系統(tǒng)通過海底管道和立管與其建立聯(lián)系,可以搭建起靈活多樣的海洋石油開發(fā)形式[2]。水下生產(chǎn)系統(tǒng)對于水深的要求不敏感,且不受海面惡劣風(fēng)浪環(huán)境的影響,其安全性高,適用范圍廣,在未來極地冰區(qū)的海洋油氣開發(fā)中也有廣闊的應(yīng)用前景。目前水下生產(chǎn)系統(tǒng)的作業(yè)流程是,油氣藏中的生產(chǎn)流體通過水下井口頭和采油樹匯集到管匯,然后通過海底管線上的終端設(shè)備進行集輸,最后由立管輸送至水面設(shè)施。在整個生產(chǎn)過程中,由水面設(shè)施的主控站通過水下臍帶纜系統(tǒng)及控制設(shè)備對生產(chǎn)過程進行監(jiān)測、控制和化學(xué)藥劑的注入。經(jīng)過多年的研發(fā)和工程經(jīng)驗積累,世界海洋工程大國,如挪威、美國、巴西等已經(jīng)掌握了水下生產(chǎn)系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù),壟斷了國際水下設(shè)備和臍帶纜市場,與工程公司的海管/立管的EPIC總包能力相結(jié)合,共同進行深水SURF(Subsea Umbilical Riser Flowline)工程建設(shè)。

與國外深海油氣開發(fā)相比,我國的海洋油氣開發(fā)以往主要集中在300 m以內(nèi)的淺海,以固定式平臺和干式采油樹作為開發(fā)的主要方式,深海海洋工程技術(shù)落后于國際同行。國外在與我國合作開發(fā)海洋油氣田中較早的使用了水下生產(chǎn)系統(tǒng),1997年開發(fā)的陸豐22-1油田采用了水下生產(chǎn)管匯和多相流增壓泵和FPSO的方式,流花11-1油田也采用水下生產(chǎn)系統(tǒng)加半潛式平臺的開發(fā)方式,這些項目的工程開發(fā)均由國外水下設(shè)備供應(yīng)商和工程承包商完成。近幾年,我國經(jīng)濟社會的蓬勃發(fā)展需要充足的能源保障,邁向深海已成為我國發(fā)展戰(zhàn)略,而作為國家戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)的海洋工程裝備制造業(yè)是重要組成部分。在國家制定的新興海洋工程裝備技術(shù)中,特別把水下油氣生產(chǎn)系統(tǒng)作為工程和專項進行立項研發(fā),其中除了傳統(tǒng)的海管和鋪管船外,還包括各種水下生產(chǎn)設(shè)施、控制系統(tǒng)與裝備。在此背景下,概括國際水下生產(chǎn)系統(tǒng)技術(shù)現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢,同時了解我國在水下生產(chǎn)技術(shù)方面的研究現(xiàn)狀,在水下技術(shù)方面與國外進行對比,旨在為下一步的技術(shù)研發(fā)提供發(fā)展方向和建議。

1 水下生產(chǎn)系統(tǒng)技術(shù)現(xiàn)狀

傳統(tǒng)的水下生產(chǎn)系統(tǒng)主要由各種水下生產(chǎn)流體集輸設(shè)備和控制設(shè)備組成,按照功能可分為井口及采油樹系統(tǒng)、管匯及連接系統(tǒng)、水下控制及臍帶纜系統(tǒng)。世界范圍內(nèi)的傳統(tǒng)水下產(chǎn)品基本上出自Aker Solutions、FMC、Cameron、GE等水下設(shè)備供應(yīng)商,以及JDR、DUCO、NKT、Dceaneering、Nexans等臍帶纜供應(yīng)商(Aker Solutions也可提供臍帶纜)。我國近年來對于這些傳統(tǒng)的水下生產(chǎn)系統(tǒng)產(chǎn)品也進行了研發(fā),在某些產(chǎn)品方面已經(jīng)取得了突破并得到工程應(yīng)用。

1.1 水下井口及采油樹系統(tǒng)

水下井口的作用是作為支撐采油樹以及與井口下部的流體流通的設(shè)備。水下井口主要包括套管、套管頭、井口套、套管懸掛器和密封總成[3]。采油樹是生產(chǎn)流體的控制通道和監(jiān)測設(shè)備,按照閥組的位置可分為立式和臥式。采油樹的組成一般包括樹體、連接器、閥件、永久導(dǎo)向基礎(chǔ)、采油樹內(nèi)外帽和控制系統(tǒng)等。設(shè)計制造采油樹面臨的關(guān)鍵問題是承壓、密封、絕熱和保溫[4],典型的水下井口和采油樹見圖1。

圖1 水下井口(右)及采油樹(左)

決定水下井口和采油樹的設(shè)計條件是額定設(shè)計壓力、額定溫度以及額定材料類別,其中常用的額定工作壓力標(biāo)準(zhǔn)分別為34.5、69.0、103.5 MPa,額定溫度范圍為2～120℃,材料類別一般根據(jù)使用環(huán)境分為AA～H H,材料選擇包括碳鋼、低合金鋼以及不銹鋼等。水下井口和采油樹安裝時均需要專門的下放工具(一般由井口和采油樹供應(yīng)商通過租賃的方式提供),一般由鉆井承包商負(fù)責(zé)完成。在水下井口和采油樹的研發(fā)方面,我國的江鉆、美鉆等廠家已經(jīng)研發(fā)了適用于水下生產(chǎn)系統(tǒng)的產(chǎn)品。

1.2 管匯及連接系統(tǒng)

管匯和連接系統(tǒng)是對采油樹生產(chǎn)出的流體的集輸,用于將各井的生產(chǎn)流體匯集后外輸,包括管匯、管線終端、連接設(shè)備、跨接管等,有的管匯也集成了水下控制和化學(xué)藥劑分配的功能。管匯主要由生產(chǎn)管路、水下閥門、連接設(shè)備、支撐和保護框架等組成(具有控制和藥劑分配功能的管匯還需要配置液壓和化學(xué)藥劑管路以及電控接頭),一般通過動力定位船整體吊裝下放。管線終端位于海管末端,其結(jié)構(gòu)與管匯類似,區(qū)別是在僅有一個連接設(shè)備,在深水開發(fā)中一般通過鋪管船與海管一起下放安裝。管匯系統(tǒng)一般帶有連接設(shè)備的一個接頭,而另外的接頭一般位于跨接管上[5],用于連接2個設(shè)備。跨接管除起到連接作用外,還能吸收管線的膨脹,因此一般設(shè)計成M型或倒U型[6]。我國已經(jīng)基本掌握了管匯[7-10]、海管終端等產(chǎn)品的設(shè)計、制造、測試[11]和安裝技術(shù)[12],并在實際工程項目中進行了應(yīng)用(圖2),在南海成功實施了流花4-1油田項目320 m水深采用S型鋪設(shè)的管線終端[13]、荔灣和番禺項目200 m水深單獨吊裝的管線終端以及流花19-5項目單獨吊裝的管匯終端。另外,我國的深水鋪管船“海洋石油201”已經(jīng)完成荔灣氣田1500m深水鋪管作業(yè),并在500 m水深處安裝了水下產(chǎn)品。

圖2 我國研發(fā)的水下管匯(上)及水下管線終端安裝(下)

連接設(shè)備主要分為法蘭式連接器、卡箍式連接器及套筒式連接器。目前在深水領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用的是套筒式連接器(圖3),具有連接方便,連接工具可以重復(fù)使用等優(yōu)點[5]。套筒式連接器按照結(jié)構(gòu)形式可分為垂直式和水平式,按照驅(qū)動形式可分為機械式和液壓式。垂直式連接器的對中和連接比較方便,安裝費用低,但會受到高度的限制,也不利于流動保障,連接器拆除時需要跨接管;水平式連接器的安裝過程比較復(fù)雜,但不占用垂直空間,可以單獨回收水下設(shè)施[14]。我國近年來在套筒式連接器的研發(fā)方面已經(jīng)取得了一定突破,以海洋石油工程股份有限公司為代表的國內(nèi)企業(yè)聯(lián)合哈爾濱工程大學(xué)等高校開展了垂直式水下連接器及安裝工具的樣機制造及測試工作。

圖3 水下套筒連接器(左)及水下安裝工具(右)

1.3 水下控制及臍帶纜系統(tǒng)

水下控制和臍帶纜系統(tǒng)的功能是提供電力和液壓,對水下采油樹、管匯上的閥門進行控制,同時采集生產(chǎn)過程中的流體壓力、溫度等信號以及注入生產(chǎn)過程中必需的化學(xué)藥劑等。液壓、電力與化學(xué)藥劑的供應(yīng)以及整個生產(chǎn)過程的主控站都來自水面生產(chǎn)設(shè)施或者陸地終端。由于水下生產(chǎn)系統(tǒng)設(shè)備較多且布置分散,一般要在水下設(shè)置分配單元或者臍帶纜終端設(shè)備,按照水下生產(chǎn)系統(tǒng)設(shè)備的布置將臍帶纜供應(yīng)的液壓、電力及化學(xué)藥劑通過飛線水下進行二次或者多次分配。水下控制系統(tǒng)按照控制方式分為直接液壓控制、先導(dǎo)液壓控制及復(fù)合電液控制,其中深水領(lǐng)域長距離應(yīng)用較廣的是復(fù)合電液控制,其特點是要配置水下控制模塊。

臍帶纜按照承載流體材料不同可分為熱塑管、鋼管、高抗軟管等[15-16],臍帶纜典型斷面和帶終端的臍帶纜系統(tǒng)見圖4。熱塑管應(yīng)用歷史較長,且費用低廉,能夠耐腐蝕,并易于安裝,但其強度較低,耐壓和耐高溫性能力不強;而鋼管具有優(yōu)良的耐壓、耐高溫性能,且在深水中不易發(fā)生彎曲,但可能會面臨焊接、安裝等問題。臍帶纜要滿足油氣田的使用功能要求,首先要進行橫截面管路和電控布置;然后進行臍帶纜的結(jié)構(gòu)設(shè)計。深水臍帶纜按照使用環(huán)境可分為動態(tài)纜和靜態(tài)纜,其中動態(tài)纜懸掛在水面設(shè)施和海底之間,受到波浪、海流循環(huán)荷載的影響,其疲勞特性更加需要深入關(guān)注[17]。另外,臍帶纜一般需要由安裝船進行鋪設(shè)安裝[18],在安裝過程中也受到較大的彎曲和拉伸載荷,因此設(shè)計時要考慮最大安裝曲率半徑以及在位后的曲率半徑的要求。我國的寧波東方電纜公司已經(jīng)研發(fā)出海洋工程用的臍帶纜產(chǎn)品,并已用于到南?；葜萦吞锖陀∧岬暮Ｉ鲜推脚_。

圖4 水下臍帶纜斷面(上)及帶終端的臍帶纜系統(tǒng)(下)

水下分配單元或臍帶纜終端設(shè)備作為水下中繼站,主要由殼體、分配面板,內(nèi)部管路和線路組成(圖5上)。水下分配單元可以依托已有的水下結(jié)構(gòu)物,也可以單獨為分配單元設(shè)計支撐和保護結(jié)構(gòu)。需要注意的是,當(dāng)水下分配單元在臍帶纜安裝終止端時,所有的臍帶纜張力都會傳遞到分配單元的結(jié)構(gòu)上,需要進行特殊的設(shè)計和考慮。水下分配單元和水下生產(chǎn)系統(tǒng)設(shè)備由飛線連通。飛線按照功能一般分為液飛線和電飛線,液飛線導(dǎo)通的是液壓流體和化學(xué)藥劑管路,電飛線導(dǎo)通的是電氣和控制線路。飛線的關(guān)鍵設(shè)備是兩端的快速接頭,能夠?qū)崿F(xiàn)在水下的濕式連接和解脫。通過研發(fā),海洋石油工程股份有限公司已經(jīng)在南海荔灣項目對JDR提供的臍帶纜終端設(shè)備進行集成,成功完成了200 m水深的終止端臍帶纜終端基盤的設(shè)計、制造和安裝。

水下控制模塊(圖5下)一般屬于電液裝置,主要通過臍帶纜響應(yīng)主控站的控制指令對水下閥門提供液壓控制功能,同時也能把水下傳感器的信息收集并傳輸至上部控制設(shè)施。水下控制模塊包括殼體、電子裝置、液壓控制系統(tǒng)及水下變送器和傳感器等。

圖5 水下分配單元(上)及水下控制模塊(下)

2 水下生產(chǎn)工藝設(shè)備技術(shù)現(xiàn)狀

隨著傳統(tǒng)水下生產(chǎn)系統(tǒng)設(shè)備如采油樹、管匯、連接器等技術(shù)已經(jīng)基本成熟,國外發(fā)展了水下生產(chǎn)工藝技術(shù)和產(chǎn)品。水下生產(chǎn)工藝技術(shù)可以概括為在水下完成對生產(chǎn)流體的處理,降低甚至擺脫水下生產(chǎn)系統(tǒng)對于水面設(shè)施的依托,突破長距離油氣輸送的限制[19]。

水下生產(chǎn)系統(tǒng)可以預(yù)留多個接口,對于距離較遠(yuǎn)的井口可以進行開發(fā),但是其生產(chǎn)流體(油氣)中含水率高和其他雜質(zhì)在長距離的輸送過程中面臨流動保障的困難,引起結(jié)蠟、水合物等問題,需要對生產(chǎn)流體進行簡單的分離;同時,在整個油氣田生命周期中,水下井口的流體壓力和溫度變化較大,會導(dǎo)致其采收率發(fā)生變化,而通過水下增壓技術(shù)則可以使油氣田的壽命大大延長,從而提高收益[20-21]。

水下生產(chǎn)工藝設(shè)備包括水下增壓設(shè)備、水下分離設(shè)備以及水下電力設(shè)備。各水下設(shè)備巨頭如FMC、Cameron、Aker Solutions和GE等互相聯(lián)合或與其他廠家聯(lián)合,并得到石油公司資助,一直致力于在水下生產(chǎn)工藝設(shè)備方面的研發(fā)。

2.1 水下增壓設(shè)備

水下增壓設(shè)備按照流體特性可分為增壓泵和壓縮機。水下增壓泵是較為成熟的水下生產(chǎn)工藝設(shè)備[22](圖6),按原理可分為容積式和離心式,其中容積式基本為螺桿泵,螺桿泵的代表廠商是Bornemann公司。目前水下增壓泵最深的安裝記錄是BP公司在墨西哥灣的King油田,水深達(dá)1670m,距離Marlin張力腿平臺24 km,其水下增壓泵站包括泵管匯以及可回收的多相流泵單體,整個泵站由Aker Solutions集成,采用的是Bornemann公司的雙螺桿泵以及Siemens電機[23],由吸力樁基礎(chǔ)支撐。通過應(yīng)用水下增壓泵,BP公司預(yù)計該油田產(chǎn)量可提高20%,采收率可提高7%,油田的經(jīng)濟壽命可延長5年。軸流泵的代表廠商是Framo公司,Framo公司的軸流泵在海洋石油領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用,1997年在陸豐22-1油田最早安裝。

圖6 水下增壓泵(左)及泵模塊(右)

水下壓縮機(圖7)按照對生產(chǎn)氣體是否進行處理可分為干氣壓縮和濕氣壓縮,其中濕氣壓縮適用于氣體含量超過95%的氣田,無需對氣源進行處理,因此具備較大的優(yōu)勢[24]。世界上第一臺水下濕氣壓縮機用于挪威的Ormen Lange氣田,將井口產(chǎn)出氣體直接輸送至120 km以外的陸上終端,由Aker Solutions提供水下濕氣壓縮站以及負(fù)責(zé)整個的EPIC工程,壓縮站包括Aker Solutions提供的分離器、防段塞冷卻器、泵以及與GE合作開發(fā)的電機和壓縮機,應(yīng)用水深可達(dá)900 m[25-27]。Framo和FMC公司同樣可以生產(chǎn)水下壓縮機。

圖7 水下壓縮機(左)及壓縮機模塊(右)

2.2 水下分離設(shè)備

水下分離器(圖8)按分離原理可分為重力式和離心式,按照功能可分為油水分離器和氣液分離器。重力式分離器的重量和體積都比較大,增加了安裝的難度,但設(shè)備對流體的阻力和壓降較小;離心式分離器會有較大的壓力損失,但結(jié)構(gòu)緊湊輕巧,利于安裝[28-29]。分離器的關(guān)鍵技術(shù)是對分離出來的砂進行處理,直接影響了分離器的生產(chǎn)效率和可靠性。世界上第一臺示范用油水分離器用于1999年的Troll Pilot[30],由Vetco(VetcoGray已被GE收購)負(fù)責(zé),而第一臺氣液分離器用于2001年的VASPS。

圖8 水下分離器(左)及分離器模塊(右)

2.3 水下電力設(shè)備

安裝水下生產(chǎn)工藝設(shè)備需要較多的電力支持,因此必須采用高壓輸配電的方式,有水下電力分配設(shè)備的支持,包括水下的電力降壓變壓器(圖9)、中壓開關(guān)柜以及變頻器(圖9)。與水面上的同類設(shè)備不同,這些設(shè)備均要考慮水下的特殊環(huán)境,并滿足在水下進行快速連接操作和無需維護的要求。在Ormen Lange的水下壓縮機項目中采用的電力輸配系統(tǒng)包括125 km的動力和光纖臍帶纜、水下145 k V電力接頭、終端頭以及從120 k V到22 k V的水下變壓器,其中臍帶纜由Nexans供應(yīng),而電力設(shè)備則由ABB提供[31]。

圖9 水下變壓器(左)及變頻器模塊(右)

3 發(fā)展趨勢

世界范圍內(nèi)海洋石油工程開發(fā)正在向全球化發(fā)展,并邁向更深的海域,隨著技術(shù)的成熟和進步,水下生產(chǎn)系統(tǒng)面臨更多的發(fā)展機遇和應(yīng)用前景。目前水下生產(chǎn)系統(tǒng)前沿技術(shù)包括水下長距離流動保障技術(shù)、水下電力輸送與全電控制技術(shù)、水下安裝技術(shù)、水下生產(chǎn)系統(tǒng)可靠性及完整性管理技術(shù)、極地水下生產(chǎn)技術(shù)等。

3.1 水下長距離流動保障技術(shù)

水下流動保障技術(shù)一直都是水下生產(chǎn)系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù),而隨著深水回接距離的增加,長距離流動保障技術(shù)成為亟待解決的技術(shù)問題。水下工藝設(shè)備的開發(fā)為水下長距離流動保障提供了一種解決方案,通過水下增壓、分離可以將流體進行長距離輸送。另外,傳統(tǒng)的流動保障技術(shù)是抑制水合物的生成,隨著水深和距離的增加,水合物抑制成本將大幅度增加,而新型“冷流”或“水合流”流動保障技術(shù)[32]允許水合物部分生成,將生成的水合物作為固體進行輸送。

3.2 水下電力輸送和全電控制技術(shù)

邊際油氣田的水下電力必須要通過高壓輸送實現(xiàn),水下電力輸送包括水下變電站和水下直流輸送等方面。通過開發(fā)相關(guān)的水下電氣設(shè)備,可以克服目前200 km以內(nèi)的電力輸送瓶頸。目前,水下生產(chǎn)系統(tǒng)中廣泛采用液壓流體和電氣控制的復(fù)合方式,即復(fù)合電液控制技術(shù),而不依賴液壓流體的全電控制的概念在水下生產(chǎn)控制系統(tǒng)中具有較大的吸引力。水下全電控制技術(shù)能夠提高整個水下系統(tǒng)的可靠性,同時在開發(fā)成本和運行成本方面也具有一定的優(yōu)勢,尤其是液壓控制流體的放空或者泄漏對環(huán)境保護存在風(fēng)險,而全電控制技術(shù)能夠從根本上解決這個問題[33]。

3.3 水下安裝技術(shù)

水深和水下生產(chǎn)設(shè)施質(zhì)量的增加對于水下安裝技術(shù)提出了更大的挑戰(zhàn)。當(dāng)水深增加到2000～3500m范圍時,如果采用傳統(tǒng)的鋼絲繩進行吊裝,則吊繩的質(zhì)量較大,吊裝操作不可行,因此采取輕質(zhì)的纖維繩成為深水水下安裝的一種解決方案,而與纖維繩配套的安裝船舶、下放和回收系統(tǒng)、運動補償系統(tǒng)、浮力塊、連接和配重、定位和通訊等相關(guān)的技術(shù)問題則需要解決。

3.4 水下生產(chǎn)系統(tǒng)可靠性及完整性管理技術(shù)

深水油氣開發(fā)屬于高風(fēng)險和高技術(shù)領(lǐng)域,水下生產(chǎn)系統(tǒng)的可靠性及技術(shù)風(fēng)險管理已被國際同行高度重視,一致認(rèn)為從項目可行性研究到投產(chǎn)實施,都要進行可靠性和技術(shù)風(fēng)險分析與評估并做出積極的對策,將項目實施的風(fēng)險降到最低。這一做法已經(jīng)得到了國際跨國深水油氣開發(fā)的業(yè)主和工程承包商的一致認(rèn)可。隨著越來越多的水下生產(chǎn)設(shè)施得到應(yīng)用,對于水下生產(chǎn)系統(tǒng)進行全生命周期的完整性管理成為海洋工程行業(yè)的共識。水下生產(chǎn)系統(tǒng)的完整性管理包括風(fēng)險評定、檢測及監(jiān)控策略、周期性審核等。

3.5 極地水下生產(chǎn)技術(shù)

極地范圍內(nèi)蘊藏有豐富的油氣資源,俄羅斯和挪威等靠近北極圈國家的石油公司已經(jīng)拉開了開發(fā)極地能源的序幕。極地的環(huán)境非常惡劣,低溫和冰山對于傳統(tǒng)的水面設(shè)施是極大的威脅[34]。而水下生產(chǎn)系統(tǒng)由于在水面以下,對于極地環(huán)境具備一定的抵抗能力,因此水下生產(chǎn)系統(tǒng)在極地海洋工程開發(fā)中具有非常大的競爭力。極地水下生產(chǎn)技術(shù)需要開發(fā)滿足寒冷氣候的材料,同時可以通過挖溝和監(jiān)控等措施避免冰山的影響。另外,低溫下的流動保障也是其中較為關(guān)鍵的方面。由于極地的自然生態(tài)環(huán)境較為脆弱,一旦發(fā)生油氣泄漏則進行處理的成本高昂,因此對于水下生產(chǎn)系統(tǒng)的可靠性要求更高。

4 結(jié)束語

隨著荔灣3-1深水氣田的建設(shè),南海深水區(qū)域?qū)⒊蔀槲覈Ｑ笥蜌赓Y源開發(fā)的熱點,水下生產(chǎn)系統(tǒng)作為深水海洋工程的重要組成已經(jīng)成為我國亟需研發(fā)掌握的關(guān)鍵技術(shù)。目前,國內(nèi)相關(guān)企業(yè)和科研院所的研究重點集中在傳統(tǒng)的水下生產(chǎn)系統(tǒng)產(chǎn)品和技術(shù)上,在國家相關(guān)部門的指導(dǎo)和統(tǒng)一協(xié)調(diào)下,通過差異化發(fā)展,由石油公司、海洋工程公司和設(shè)備廠商共同協(xié)作,建立起水下生產(chǎn)系統(tǒng)產(chǎn)品由技術(shù)研發(fā)、樣機制造、海上試驗到工程示范化應(yīng)用的開發(fā)流程,使我國水下生產(chǎn)系統(tǒng)技術(shù)具備較好的應(yīng)用性,并激發(fā)企業(yè)的創(chuàng)新熱情。在此基礎(chǔ)上,開展水下生產(chǎn)系統(tǒng)工藝設(shè)備的研究,同時針對國際前沿水下生產(chǎn)技術(shù)進行前瞻研究,縮短差距并實現(xiàn)跨越式發(fā)展,具有極為重要的意義。

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(編輯:葉秋敏)

Current technology and development trend of process facilities in deep water subsea production system

Gao Yuan1Wei Huidong2Jiang Ying2Wang Yong1

(1.Shenzhen COOEC Subsea Technology Co.Ltd., Guangdong,518067;2.Subsea Institute of Design Division,Offshore Oil Engineering Co.Ltd.,Tianjin,300451)

Current technology is introduced and summarized for subsea wellhead and christmas tree system,subsea manifold and tie-in system, subsea control and umbilical system,and subsea boosting and separating and electrical equipment, etc.The development trend of future technology in subsea long-distance flow assurance,subsea electricity transmit and all-electric control,subsea installation,subsea reliability and integrity management,polar subsea development is forecasted. The R&D and application direction for technology of subsea production system in China is also introduced.

deep water;subsea production system; subsea process facilities;technology status;development trend

2013-10-14改回日期:2014-03-15

*“十二五”國家科技重大專項“荔灣3-1及周邊氣田水下管道回接技術(shù)及配套裝備應(yīng)用研究(編號:2011ZX05056-002-03)”部分研究成果。

高原,男,高級工程師,現(xiàn)主要從事技術(shù)和項目管理工作。地址:廣東省深圳市蛇口南海大道1067號科技大廈主樓CD單元(郵編:518067)。E-mail:gaoyuan@mail.cooec.com.cn。