走，去海底种“树”

文 ‖ 王奕辰 王 彬

“我国首套自主研发的浅水水下生产系统在渤海锦州31-1 气田成功投产……”连日来，这条新闻刷爆各大媒体平台。

“这标志着我国浅水水下油气开采技术取得重大突破，将有效解决渤海油气开发的难题，为国内外同类型油气田提供新的解决方案，将盘活渤海浅水海域数亿吨的难动用储量。”中海油研究总院党委书记、董事长、总经理米立军说。

长期以来，全球仅有少数几家欧美公司掌握水下采油设施的设计制造技术。为了将国产化水下采油树“种植”于渤海海底，中海油研究总院的科研人员付出了无数个日夜。

●国产化水下采油树已经成功“种”在了渤海海底。供图/李佳斌

外国人没干过的我们也能干

在我国浅水区域，通常采用固定式导管架平台开发。采油树位于平台上，方便操作调节。然而，渤海区域不仅油气储量丰富，而且通航、渔业很发达。在航道、渔场等区域无法架设平台，要开采这里的油气就必须把采油树安装到水下去。

隔着一层海水，采油树的控制及安装难度指数级增加，存在水浅泥沙多、能见度低、可靠性要求高、渔业频繁等诸多困难。而我国在渤海采用的浅水水下开发模式在世界范围内属于首创，难度更大。

面对国外设备成本高昂、技术封锁、无参考借鉴经验等被动局面，2019年，中海油研究总院毅然开启了浅水水下采油树系统的国产化研制工作。

“外国人干过的我们能干，外国人没干过的我们也能干！”身为研发团队带头人的范白涛立下军令状，带领团队一头扎进了水下装备的研发中。

技术攻关团队组建伊始，队员们便马不停蹄地制定总体研究路线，统筹规划、各个击破。他们结合渤海海域作业特点，先后攻克了井口稳定性、流动安全保障、水下设备防腐、海生物防治和水下设备安装等多项行业技术瓶颈，累积开展1300余个零部件的设计，最终形成了可在渤海浅水水下安装的水下采油树系统。

我们一定要有信心

基于渤海开发的实际需求形成的水下采油树总体方案，需要取消部分电液复合控制，通过潜水员水下作业，对采油树阀门进行开启或关闭。

然而，该策略一提出便受到了质疑。

“行不通！”反对方分析认为，渤海海域水浅、能见度低、水下可视性差，潜水员操作不具备可行性。总体方案设计一时间陷入了僵局。

此时，项目核心成员王名春站了出来。

通过多次与潜水员深谈，他坚定了这一想法：“我们的方案在现场施工的作业时段，水下能见度可达70～100 厘米，能够满足水下操作要求，潜水员水下开关阀门完全可行。”

他指出：“我们一定要有信心。轻量化、简易化，是浅水水下采油树系统研发的关键。又沉又贵的装备，即使研发出来了，也不能满足工业化推广的经济门槛，与一堆废铁无异。”

以此为基础，研发团队对采油树总计1358 个零部件进行了“量体裁衣”式的精准设计，在满足需求的前提下最大程度实现了经济性和环保安全性。

“瘦身化”的浅水水下井口系统，尺寸由传统的18-3/4 英寸优化为13-5/8 英寸，采用9-5/8 英寸套管悬挂，取消7 英寸套管悬挂，实现降本30%；在井口设置左旋快速接头，将30 英寸导管回接至平台，解决了表层钻井和固井返出问题。

“紧凑型”的浅水水下采油树，缩小了流道尺寸，仅保留必要的远程操控阀门。在保障采油功能配置和安全生产的前提下，进一步降低了设备的高度和重量。

“全包裹”的浅水水下采油树保护装置，能有效保护水下井口采油树系统，避免渤海海域渔网拖挂和船舶抛锚下砸。

这种设计理念和作业方式，目前在国际上处于领先水平。另外，它摒弃了深水使用的半潜式钻井船，而选择自升式钻井平台完成钻完井作业和水下设备的安装，实现了国内该种作业模式的首次创新。

我们必须分秒必争

“太难了！”得知浅水水下生产系统在锦州31-1 气田投产，王名春说了这短短的一句话。背后承载的辛酸故事，只有他们最为清楚。

2020年，新冠肺炎疫情在国内大规模暴发，导致研究进度一度滞后近两个月。为了保证项目进度，中海油研究总院研发团队从2020年4月接力前往合作工厂驻场监造。他们天天泡在生产一线，协调各方开展详细对比论证，分析设计图纸与测试作业过程中的问题，全力推进浅水水下井口和采油树的国产化试制。

核心成员张会增，长期坚守一线，从设计到制造严格把控浅水水下井口和采油树质量。他坚持采用国际标准，用严苛的数据审核设备的质量。对于浅水水下井口衔接套管，反复确认使用的钢材型号，同设计方、审核方多次沟通，最终确定选材满足渤海的极端工况，保证研发设备在使用过程中安全可靠。

全程跟踪测试流程的工程师王彬回忆说：“经常焦虑到失眠。”特别是在陆地水池测试过程中，油管挂上的2 个密封圈脱落，其中一个发生断裂，且断裂处有些许不完整。“这个问题出现在最后测试阶段，简直是灾难性的。如果解决不了，很可能前期工作要作废，所以我们必须分秒必争！”

和时间赛跑。历时3年，研发团队秉着“逢山开路、遇水搭桥”的干劲，终于把一张张图纸变为一套产品，总共制作图纸1264 份，编制技术规范450 份，整合国内外100 余家供应链，完成国产化浅水水下采油树系统的设计、加工、组装和测试工作，攻克了浅水水下生产采油系统的技术难题，实现了原理样机向工程样机的里程碑式跨越，成功在渤海海域应用。

浅水水下采油树系统在锦州31-1 气田的成功应用，将推动我国浅水水下油气田由传统的井口平台开发向水下开发模式的转变。新型作业模式的建立能够解决浅水海域油气开发受环保、通航等因素限制的诸多用海矛盾，成功撬动难动用储量，助力油气增储上产，保障国家能源安全。

未来，中海油研究总院的科研人员将持续深化关键技术攻关，在提升科技自主创新能力方面持续发力，为端稳能源饭碗，为奋力推动实现海洋强国战略目标再添动力。