【化工装备大国重器】002-国产化浅水水下井口和采油树

最近十年，是中国化工大发展的一个时代，很多新工艺，新产品，新设备的出现
我国的化工装备也是一个大的发展，也促进了石油化工行业的突飞猛进
这里收集整理了一些我国装备企业在装备大型化，国产化取得的一些成就和突破
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2021年5月14日获悉，由中国海油自主研发的首台套国产化浅水水下井口和采油树在渤海海域完成海试作业，充分验证了该水下生产系统的功能性和可靠性，是高端油气装备国产化的重要跨越，是我国海洋石油开发的又一利器。
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水下采油树系统是海上油气田生产的核心设备，它连接了来自地层深处的油气和外部的油气运输管道，通过它可以控制油气的开采速度、实时监测和调整生产情况。长期以来，我国水下采油树系统依赖进口。

据了解，此次海试成功的水下采油树，是山东省重大项目、省重大科技创新工程攻关项目，由东营威飞海洋装备制造有限公司研发、生产，与国外同类产品相比，该套系统重量降低40%，成本降低30%。同时，首次采用的全包裹式的防护设施，可有效避免渔网拖挂和船锚下放给水下生产系统带来的风险，设计理念在国际上处于领先水平。

中海油研究总院项目总负责人米立军向记者介绍，项目先后攻克了井口稳定性、流动安全保障等技术难关，完成了1300余项零部件的设计、制造、安装和测试等工作，形成了我国具有自主知识产权的水下采油树系统。

水下采油树技术研究起源于20世纪60年代，美国的FMC公司研发了全球首套水下采油树系统，最初使用水深为20米。此后，随着时间推移和技术的积累完善以及石油开发重心的转移，水下采油树得到快速发展。水下采油树分类方法有多种，例如，按照修井方式可分为出油管式采油树和非出油管式采油树；按照安装方式可分为潜水员作业型、ROV/潜水员辅助作业型和完全ROV作业型；按照生产主阀、生产翼阀等主要阀门的布置方式可分为立式采油树和卧式采油树。

        国外在水下采油树方面的技术已经相当成熟，相关设备在油气田开发中得到广泛应用。目前，水下采油树技术仍处于国外全面垄断之下，FMC、Vetco Gray等少数几家跨国企业垄断了全球水下采油树的大部分市场份额，水下采油树行业市场集中度较高。

  国内在海洋水下井口及采油装备的技术研究起步较晚。2010年，金石集团与美国Argus公司在中国市场推出了国内首个AZ-10新型中心孔式水下采油树。随后，上海神开石油化工装备股份有限公司、江汉石油钻头股份有限公司（即现在的中石化石油机械股份有限公司）先后开展相关领域的研究工作。2019年，前卫公司获得了在东方1-1气田进行水下采油树示范应用的机会，对于实现水下采油树的国产化应用具有较大推动作用。

未来中国水下采油树行业的国产化机遇主要体现在以下几个方面：首先，中国水下采油树行业受到了国家政策的大力支持，《海洋工程装备科研项目指南（2014年版）》、《战略性新兴产业重点产品和服务指导目录（2016）》等重要的国家政策均有明确提出要大力发展水下采油树行业；其次，随着世界经济逐步复苏，油气资源需求将持续上升，长期来看全球油气勘探和开发投资将保持上升态势，刺激油气设备行业快速发展，为水下采油树行业提供了良好的发展机遇；再次，全球油气钻采设备专用件行业产能正在向中国为首的发展中国家转移，上游产业本土化程度的提高为国内水下采油树行业发展提供坚实的基础。

10月26日获悉，流花16-2油田在我国南海海域顺利实现投产，比原计划投产时间提前两个月零五天，标志着继9月20日流花20-2油田投产后，流花16-2油田群总包工程项目又迎来新的重大里程碑。


作为油田群项目第二个投产的油田，流花16-2油田水深约404米，年高峰产量达到125.6万吨，采用全水下生产系统开发模式，也是海油工程首次自主承担完整的深海油气田水下设施安装作业，包含1套8井口水下生产系统、2条长度约23.1公里海底管道、3条长度约23.1公里海底电缆等多项作业任务。


流花16-2油田群总包工程项目是我国首个自营整装开发深水油田项目，也是中国海油增储上产“七年行动计划”的一类项目，共包括流花20-2油田、流花16-2油田和流花21-2油田三个“姊妹”油田。据悉，作为目前我国在南海开发产量最大的新建油田群，流花16-2油田群总包工程项目第三个投产油田——流花21-2油田预计于2021年实现投产，整个油田群投产后，预计高峰年产量可达350万吨。

长期以来，水下采油树系统的设计、制造、测试等业务，仅被国外少数公司掌握，我国每年要在采购该系统上花费高昂费用。因此，我们在此类设备的引进和使用上亟须掌握自主权和主动权。



为此，中国海油研发团队持续攻关，以“集成化、简易化、低成本”为原则，克服了国内经验少、技术高、项目工期短、疫情影响大等诸多挑战，先后攻克了井口稳定性、流动安全保障等多项行业技术瓶颈，完成了1300余个零部件的设计、试制、组装和测试，最终形成了具有我国自主知识产权的水下采油树系统，打破了国外石油公司的长期垄断。



与国外同类产品相比，该套系统重量降低40%、成本降低30%。以水下采油树系统中的水下井口为例，可节省单井作业周期20%，节约作业费用600万元左右。

这棵“自己种的树”有啥优势？

自主研发的水下采油树系统，在尺寸及重量上较国外同类产品更有优势。

身材小巧，效率更高

“瘦身版”水下井口系统可代替传统泥线悬挂器，减少多层套管回接程序，大幅度提高作业效率，且与自升式钻井平台结合进行作业，创新性地改变渤海浅水油气田现有的平台开采模式。

实时监控，远程调节

中国海油自主研发的水下采油树系统具有多个实时监测流体温度和压力的传感器，以及开度可调的水下生产油嘴，可远程进行油气井产量调节。

安全系数更高

此套水下采油树采用了全包裹式的水下防护设施，可有效避免渔网拖挂和船锚下砸给水下采油树系统带来的风险，设计理念在国际上处于领先水平。

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