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在广袤无垠的蓝色海域中，蕴藏着丰富的油气资源。如何高效、安全地开发这些资源，一直是海洋石油工业面临的重大挑战。2023年8月，由威飞海洋装备制造有限公司（以下简称“威飞海洋”）自主研制的国内首套浅水水下注水树系统取得中国船级社CCS认证证书，并在南海涠洲11-2油田完成海底安装，打破了国外技术垄断，填补了国内该领域空白，预计可增产原油5万吨以上。而这也标志着我国海洋石油工业在探索新的注水开发模式、助力老油田“降递减”方面迈出了坚实一步。 " |8 E+ e- ~* z4 ?. T$ ?! c
, K l. T! p! A) B 国内首套浅水水下注水树
" p) A) x( @1 h. F 轻量化、低成本，普遍适用于浅水海域 j8 J' I; V' C; B# V# r) u
什么是水下注水树？简单来说，就是随着油田的开采，油气储层压力会逐渐降低，这就会影响油气产量和开采效率。为了对油气资源进行更有效的开发，采取注水作业是保持油层压力，提高采油率的最常规手段。水下注水树就是连通地层深处的注水层和注水管道的装置，通过远程控制实现注水作业，提高采油率。
0 X1 u9 S0 O$ A, r( G# U* } 油气开发必须装备先行，水下注水井口和注水树是海洋油气水下生产系统的关键装备，属于高新技术、高可靠性和高附加值的高端海工装备。目前该项技术长期被少数欧美企业所掌握，并对我国进行技术封锁，严重制约着我国海洋油气开采的快速发展。国内相关装备完全依赖进口，存在产品成本高、交付周期长、维修难等问题。 ( ]* d- [( c* W' |
在山东省重大科技创新工程的支持下，威飞海洋攻克了水下复杂环境中密封性、耐压性和海洋工程施工工艺等关键技术，成功研发了具有自主知识产权的浅水水下注水树系统，填补国内空白。
8 @& ~9 u& ?+ H2 p) z/ I* i “这套装备具备轻量化、低成本的特点，相比国外同类型产品，重量降低40%，成本降低60%，能够普遍适用于浅水海域。”威飞海洋副董事长刘化国说，“该产品技术的成功研制及应用也提升了我国海洋油气田的自主开发程度，对保障国家能源安全、海洋安全具有重要意义。” 6 L/ k/ X5 ?8 d6 q5 K
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产品在深海油气水下技术与装备试验检测中心进行安装模拟测试 3 d8 t. q; \7 F7 \+ }" v" C
达到国际先进水平，能承受百年一遇的超强海上风暴 + t6 C; }8 @3 v
浅水水下注水树系统的研发过程并非一蹴而就。科研团队面临着一系列技术难题，如水下设备的小型化和轻量化设计、高温高压环境下的密封技术等。 , l5 b8 g/ D7 Y! U; l0 Z6 d. F7 f+ l
浅水水下注水树系统的研制过程大致分为市场及技术调研、方案设计及论证、试验研究、样机试制、应用反馈等，研发过程中，科研团队充分发挥了集体智慧和团队协作精神，采取了理论分析、数值模拟与试验验证相结合的研究手段，实现互动发展。 8 L6 H6 ?5 m9 D' u' Z
在产品研制过程中，依托企业在海外设立的离岸基地打破技术资源的地域壁垒，充分合理利用海内外两地创新资源，将科技创新人才集聚一堂，实现了科技成果的快速转化落地。 , W, {( m3 F' T% D1 \7 o
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产品安装调试阶段 2 y" o/ ^2 a2 f" F3 i! \
经过反复试验和修改，科研团队终于攻克了所有技术难题，成功研发出了浅水水下注水树系统。这套系统不仅具备高度的可靠性和实用性，还展现出了多项创新特点。例如，它采用水下井口和立式注水树结合的模式，进行注水井口的研发；针对注水作业的需求，对立式注水树进行总体结构布局的设计优化，以减少尺寸和重量；根据自升式钻井船的作业模式，研发了一套完整的作业流程。 $ |) X. U2 l5 M# ?
据悉，该产品设备整体重量约22吨，设计使用寿命30年，所有接口均为标准接口，潜水员及无人遥控潜水机器人均可操作，采用液压形式进行锁紧，能承受百年一遇的超强海上风暴，整体达到国际先进水平，在国际上填补了浅水油气水下生产技术领域空白。
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4 Y$ `, U2 H3 `& K, h1 b9 f# k* J' c 产品在现场安装中 M+ Z: B/ \* s
除了在南海西部涠洲11-2油田安装投产的这套注水树装备外，威飞海洋在渤海油田也已完成多套注水树的安装。 w/ N0 q& ]2 K* _' @ H
聚焦海洋及水下油气开发装备研发制造，从浅水向深水进发 ( K2 E) e+ H L# c
随着全球能源需求的不断增长，海洋油气资源的开发将成为未来石油发展的主要方向。在这个背景下，我国海洋油气开采技术的发展显得尤为重要。 6 Y; |$ a7 F/ w9 E5 n
! i* w9 ?: o5 @" F0 w 产品进行出厂联合调试、性能测试 5 Z2 J: w) u. |) x& o
浅水水下注水树系统的成功应用只是我国海洋油气开采技术发展的一个缩影。除此之外，威飞海洋还在国内首创浅水水下采油树、水下采气树等系列产品，解决了敏感区域、通航区域等受限于不能使用固定式海洋石油平台开发的难题，创建了石油勘探开发新模式。在国内首次解决了浅水设备小型化和轻量化设计的难题。提出了多场耦合条件下金属密封结构设计与测试技术，解决了水下油气生产系统高温、高压、强腐蚀的密封难题；率先研制了水下全防护型保护装置，有效防止第三方损害。
, L$ X7 Z( {8 h$ ` 如今，威飞海洋已开始从浅水向深水进发，现已攻关完成了国内首批进口电液复合式深水采气树国产化维修利旧项目。正在开展的深水水下采油树及控制系统研制项目将破解一系列深海水下生产系统的技术难题，打破国外垄断，实现水下油气深海装备的国产化及工程化应用，将为保障国家能源安全、海洋安全作出新的贡献。
; D2 I5 r5 e, U8 l( E 来源：新黄河
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