文 ‖ 王奕辰 王 彬

“我國首套自主研發(fā)的淺水水下生產(chǎn)系統(tǒng)在渤海錦州31-1 氣田成功投產(chǎn)……”連日來，這條新聞刷爆各大媒體平臺。

“這標志著我國淺水水下油氣開采技術取得重大突破，將有效解決渤海油氣開發(fā)的難題，為國內(nèi)外同類型油氣田提供新的解決方案，將盤活渤海淺水海域數(shù)億噸的難動用儲量?！敝泻Ｓ脱芯靠傇狐h委書記、董事長、總經(jīng)理米立軍說。

長期以來，全球僅有少數(shù)幾家歐美公司掌握水下采油設施的設計制造技術。為了將國產(chǎn)化水下采油樹“種植”于渤海海底，中海油研究總院的科研人員付出了無數(shù)個日夜。

●國產(chǎn)化水下采油樹已經(jīng)成功“種”在了渤海海底。供圖/李佳斌

外國人沒干過的我們也能干

在我國淺水區(qū)域，通常采用固定式導管架平臺開發(fā)。采油樹位于平臺上，方便操作調(diào)節(jié)。然而，渤海區(qū)域不僅油氣儲量豐富，而且通航、漁業(yè)很發(fā)達。在航道、漁場等區(qū)域無法架設平臺，要開采這里的油氣就必須把采油樹安裝到水下去。

隔著一層海水，采油樹的控制及安裝難度指數(shù)級增加，存在水淺泥沙多、能見度低、可靠性要求高、漁業(yè)頻繁等諸多困難。而我國在渤海采用的淺水水下開發(fā)模式在世界范圍內(nèi)屬于首創(chuàng)，難度更大。

面對國外設備成本高昂、技術封鎖、無參考借鑒經(jīng)驗等被動局面，2019年，中海油研究總院毅然開啟了淺水水下采油樹系統(tǒng)的國產(chǎn)化研制工作。

“外國人干過的我們能干，外國人沒干過的我們也能干！”身為研發(fā)團隊帶頭人的范白濤立下軍令狀，帶領團隊一頭扎進了水下裝備的研發(fā)中。

技術攻關團隊組建伊始，隊員們便馬不停蹄地制定總體研究路線，統(tǒng)籌規(guī)劃、各個擊破。他們結合渤海海域作業(yè)特點，先后攻克了井口穩(wěn)定性、流動安全保障、水下設備防腐、海生物防治和水下設備安裝等多項行業(yè)技術瓶頸，累積開展1300余個零部件的設計，最終形成了可在渤海淺水水下安裝的水下采油樹系統(tǒng)。

我們一定要有信心

基于渤海開發(fā)的實際需求形成的水下采油樹總體方案，需要取消部分電液復合控制，通過潛水員水下作業(yè)，對采油樹閥門進行開啟或關閉。

然而，該策略一提出便受到了質(zhì)疑。

“行不通！”反對方分析認為，渤海海域水淺、能見度低、水下可視性差，潛水員操作不具備可行性?？傮w方案設計一時間陷入了僵局。

此時，項目核心成員王名春站了出來。

通過多次與潛水員深談，他堅定了這一想法：“我們的方案在現(xiàn)場施工的作業(yè)時段，水下能見度可達70～100 厘米，能夠滿足水下操作要求，潛水員水下開關閥門完全可行。”

他指出：“我們一定要有信心。輕量化、簡易化，是淺水水下采油樹系統(tǒng)研發(fā)的關鍵。又沉又貴的裝備，即使研發(fā)出來了，也不能滿足工業(yè)化推廣的經(jīng)濟門檻，與一堆廢鐵無異?！?/p>

以此為基礎，研發(fā)團隊對采油樹總計1358 個零部件進行了“量體裁衣”式的精準設計，在滿足需求的前提下最大程度實現(xiàn)了經(jīng)濟性和環(huán)保安全性。

“瘦身化”的淺水水下井口系統(tǒng)，尺寸由傳統(tǒng)的18-3/4 英寸優(yōu)化為13-5/8 英寸，采用9-5/8 英寸套管懸掛，取消7 英寸套管懸掛，實現(xiàn)降本30%；在井口設置左旋快速接頭，將30 英寸導管回接至平臺，解決了表層鉆井和固井返出問題。

“緊湊型”的淺水水下采油樹，縮小了流道尺寸，僅保留必要的遠程操控閥門。在保障采油功能配置和安全生產(chǎn)的前提下，進一步降低了設備的高度和重量。

“全包裹”的淺水水下采油樹保護裝置，能有效保護水下井口采油樹系統(tǒng)，避免渤海海域漁網(wǎng)拖掛和船舶拋錨下砸。

這種設計理念和作業(yè)方式，目前在國際上處于領先水平。另外，它摒棄了深水使用的半潛式鉆井船，而選擇自升式鉆井平臺完成鉆完井作業(yè)和水下設備的安裝，實現(xiàn)了國內(nèi)該種作業(yè)模式的首次創(chuàng)新。

我們必須分秒必爭

“太難了！”得知淺水水下生產(chǎn)系統(tǒng)在錦州31-1 氣田投產(chǎn)，王名春說了這短短的一句話。背后承載的辛酸故事，只有他們最為清楚。

2020年，新冠肺炎疫情在國內(nèi)大規(guī)模暴發(fā)，導致研究進度一度滯后近兩個月。為了保證項目進度，中海油研究總院研發(fā)團隊從2020年4月接力前往合作工廠駐場監(jiān)造。他們天天泡在生產(chǎn)一線，協(xié)調(diào)各方開展詳細對比論證，分析設計圖紙與測試作業(yè)過程中的問題，全力推進淺水水下井口和采油樹的國產(chǎn)化試制。

核心成員張會增，長期堅守一線，從設計到制造嚴格把控淺水水下井口和采油樹質(zhì)量。他堅持采用國際標準，用嚴苛的數(shù)據(jù)審核設備的質(zhì)量。對于淺水水下井口銜接套管，反復確認使用的鋼材型號，同設計方、審核方多次溝通，最終確定選材滿足渤海的極端工況，保證研發(fā)設備在使用過程中安全可靠。

全程跟蹤測試流程的工程師王彬回憶說：“經(jīng)常焦慮到失眠。”特別是在陸地水池測試過程中，油管掛上的2 個密封圈脫落，其中一個發(fā)生斷裂，且斷裂處有些許不完整?！斑@個問題出現(xiàn)在最后測試階段，簡直是災難性的。如果解決不了，很可能前期工作要作廢，所以我們必須分秒必爭！”

和時間賽跑。歷時3年，研發(fā)團隊秉著“逢山開路、遇水搭橋”的干勁，終于把一張張圖紙變?yōu)橐惶桩a(chǎn)品，總共制作圖紙1264 份，編制技術規(guī)范450 份，整合國內(nèi)外100 余家供應鏈，完成國產(chǎn)化淺水水下采油樹系統(tǒng)的設計、加工、組裝和測試工作，攻克了淺水水下生產(chǎn)采油系統(tǒng)的技術難題，實現(xiàn)了原理樣機向工程樣機的里程碑式跨越，成功在渤海海域應用。

淺水水下采油樹系統(tǒng)在錦州31-1 氣田的成功應用，將推動我國淺水水下油氣田由傳統(tǒng)的井口平臺開發(fā)向水下開發(fā)模式的轉變。新型作業(yè)模式的建立能夠解決淺水海域油氣開發(fā)受環(huán)保、通航等因素限制的諸多用海矛盾，成功撬動難動用儲量，助力油氣增儲上產(chǎn)，保障國家能源安全。

未來，中海油研究總院的科研人員將持續(xù)深化關鍵技術攻關，在提升科技自主創(chuàng)新能力方面持續(xù)發(fā)力，為端穩(wěn)能源飯碗，為奮力推動實現(xiàn)海洋強國戰(zhàn)略目標再添動力。