蔣世全，王 蓉，劉賢權，田立鋒，王 屹

（1.上海海洋工程裝備制造業(yè)創(chuàng)新中心有限公司，上海 201306；2.海洋石油工程股份有限公司，天津 300451）

0 引 言

1 研究配備深水鉆井船，在深遠海鉆井發(fā)揮優(yōu)勢作用

在現(xiàn)有深水鉆井平臺船隊基礎上，研究建造和配備深水鉆井船在深遠海鉆完井工程作業(yè)的優(yōu)勢和可行性，形成在南海九段線內中國區(qū)域附近遠海進行石油資源的勘探開發(fā)能力。

最近10多年來，由于鉆井平臺的穩(wěn)性和操作舒適性，國內大量的企業(yè)和學者關注了半潛式鉆井平臺的研究和制造技術，建造企業(yè)半潛式平臺的訂單不斷增加，海洋鉆井服務公司也不斷擴充平臺數(shù)量，投入滿足了國內海域目前深水勘探和開發(fā)鉆井的需要。隨著南海深遠海石油勘探的需要，在深遠海鉆井和遠航方面，鉆井船的優(yōu)勢突顯出來。鉆井平臺自航速度為5～10 kn，而鉆井船自航速度可達10～15 kn，鉆井平臺的自航速度是鉆井船的1/3～2/3。大型鉆井平臺HYSY981可變負荷為9 000 t，藍鯨1號、2號鉆井平臺可變負荷為15000t，而大型深水鉆井船可變負荷為2萬噸以上。深水鉆井平臺的優(yōu)點是穩(wěn)定性好、抗風浪能力強，缺點是自航速度較慢、動復員成本較高，作業(yè)時需要2～3條守護船支持，綜合成本更高。而在深遠海作業(yè)，深水鉆井船可以獨立完成1～2口井的作業(yè)，同時減少了遠距離鉆井后勤供應的難度，在應急撤離時更加快捷。有必要較深入研究其應用的可行性和比較其優(yōu)勢。我國船舶制造業(yè)的訂單，在各種半潛式平臺（鉆井平臺、生產(chǎn)平臺、生活支持平臺等）制造訂單較多，大約為50艘，建造經(jīng)驗豐富，而對鉆井船的建造經(jīng)驗還較少，關注不夠。無論從建造和設計經(jīng)驗的積累，還是從國內鉆井公司裝備適當配備而言，深水鉆井船裝備，對國家加強勘探和開發(fā)我國深海油氣資源的廣度，都具有一定的戰(zhàn)略意義（見圖1～圖3）。

圖1 深水鉆井船航行（圖片來自world oil）Fig.1 Deepwater drilling vessel sailing（Source：world oil）

圖2 深水半潛式平臺遠距離移運需要拖航（圖片來自world oil）Fig.2 Towing required for long-distance transportation of deepwater semi-submersible platforms（Source：world oil）

圖3 大型鉆井船與鉆井平臺的體量比較（圖片來自world oil）Fig.3 Volume comparison of a large drilling vessel and drilling platform（Source：world oil）

2 加大智能完井工程樣機，為搭建深水遠程智能化油田打下基礎

對深水水下采油樹及水下工程裝備國產(chǎn)化的不斷研發(fā)投入，多家公司參與研發(fā)，初步形成制造能力，成效初顯。“十四五”需要加強深水油井井下智能工具的研發(fā)投入，為未來搭建深水遠程智能化油田生產(chǎn)管理打下基礎。

水下采油樹系統(tǒng)是水下生產(chǎn)系統(tǒng)的核心設備，主要包括水下采油樹、油管掛和控制系統(tǒng)3個部分，其主要功能是對生產(chǎn)的油氣或注入儲層的水/氣進行流量控制，并和水下井口系統(tǒng)一起構成井下儲層與環(huán)境之間的壓力屏障。國內10多年以來，已有多家國內企業(yè)研發(fā)了自己的水下采油樹系統(tǒng)［1，3］，完成了500 m水深及1 500 m水深的立式及臥式水下采油樹的樣機制造。美鉆能源科技（上海）有限公司，在國內首先完成水下采油樹的設計和制造，在海上300 m水深油田得到應用。美鉆能源科技（上海）有限公司產(chǎn)品在國際第三方全程見證和中海油的監(jiān)造下，完成生產(chǎn)500 m設計水深的液壓控制型水下采油樹，從2013年起已交付中海油深圳分公司10套，在流花11-1油田先后下水安裝運行。1 500 m設計水深，70 MPa電液復合式控制型水下采油樹一套（可對采油樹內部及井下壓力、溫度、流量等關鍵參數(shù)進行全天候實時監(jiān)控），2016年交付中海油深圳分公司一套，應用于番禺35-2/35-1油田項目，形成了國內的競爭優(yōu)勢。重慶前衛(wèi)海洋石油工程設備有限公司位于中海油東方1-1油田100 m水深設計制造的一套水下采油樹和一套流花油田300 m水深水下采油樹，于2021年10月前交貨并用于生產(chǎn)。寶雞石油機械有限責任公司完成了可滿足1 500 m工作水深的水下臥式采油樹及配套工具的研制，2018年底進行了一定條件的水下臥式采油樹淺水測試［4-5］。江漢石油鉆頭股份有限公司［1］、上海神開石油設備有限公司等企業(yè)，也分別完成了各自的水下立式或臥式采油樹系統(tǒng)及成套設備的研發(fā)和試制。多家企業(yè)參與水下采油樹的研發(fā)制造和競爭，有利于國家海洋深水設備國產(chǎn)化的快速發(fā)展。

“十四五”期間，我國還要繼續(xù)推動這些水下采油樹的深水海試和應用。需要指出的是，現(xiàn)在國內外的各個廠家的水下采油樹形式各異，自成系統(tǒng)，部件不能互換，如果對一定規(guī)格和壓力的水下采油樹關鍵部件采取行業(yè)標準化，能夠實現(xiàn)模塊化和互換，定能加速國內水下技術裝備國產(chǎn)化進程。另外，與水下采油樹直接相連的水下井口系統(tǒng)，包括高壓和低壓水下井口系統(tǒng)，是我們國內制造研發(fā)的短板，在已有樣機的基礎上，也需要加強海試和推動應用等。

國家各級科研項目對水下采油樹及相關水下生產(chǎn)系統(tǒng)設備的研發(fā)提供了很多支持，取得了很大的進步。但是，對相關深水油田的井下設備，如對深水井下智能完井控制設備，先進的井下溫度、壓力、流量等信息測量傳輸設備的研究方向支持力度不夠。目前有兩家單位完成了智能完井控制設備樣機［1］，其中西南石油大學機電學院在中海油支持下，在國內于2007年率先開展研究，2020年完成了深水智能完井系統(tǒng)工程海試樣機，并已于2020年5月在南海恩平油田完井現(xiàn)場作業(yè)中，成功地完成了試驗性應用（見圖4）。

圖4 液壓式井下流量控制系統(tǒng)Fig.4 Hydraulic downhole flow control system

智能完井系統(tǒng)是一種閉環(huán)的井筒流動控制系統(tǒng)，在不起出油管的情況下可連續(xù)、實時地進行井筒生產(chǎn)的動態(tài)控制和管理，在國外得到了較廣泛的應用。深水智能完井能夠在線調整井筒注采、分采模式，避免動用平臺，大幅減少修井成本，提高了油氣田生產(chǎn)的水平。國外智能完井技術被Halliburton等4家公司壟斷，相關產(chǎn)品及現(xiàn)場服務的費用很高，制約了智能完井技術在國內的應用和發(fā)展。如果水下采油樹與智能完井設備一起使用，就需要擴展現(xiàn)有水下采油樹樣機系統(tǒng)的功能、擴展通道研制接口來滿足與智能完井設備控制管線的連接和井下信息傳輸?shù)男枰?，在海上中心平臺對多個水下采油生產(chǎn)系統(tǒng)和井下多油層油藏生產(chǎn)，實現(xiàn)遠程及智能控制是一個極大挑戰(zhàn)［6］?！笆濉逼陂g，井下智能完井樣機設備雖然進行了海試試驗，但要達到工業(yè)化應用，還需要增加投入和加大項目的支持力度。

（2）各地區(qū)的政府應合理控制人口城鎮(zhèn)化進程，特別是人口城鎮(zhèn)化程度較低、人口結構還不穩(wěn)定的中、西部地區(qū)的省份，政府可制定一定的人口政策保證人口向城鎮(zhèn)地區(qū)的合理流動，防止因為城鎮(zhèn)人口的爆炸式增長而導致水資源消耗的急劇增長。

3 力爭深水鉆井關鍵設備國產(chǎn)化“十四五”實現(xiàn)突破

對深水鉆井設備國產(chǎn)化，如水下防噴器、鉆井隔水管等關鍵鉆井設備離最后一公里還有一定距離，整個鉆井設備系統(tǒng)的研發(fā)，需要系統(tǒng)規(guī)劃，有待加大投入，加大行業(yè)的參與，力爭“十四五”取得突破。

海洋深水鉆井系統(tǒng)一般主要包括如下幾個方面：①鉆井設備（如鉆機升沉補償系統(tǒng)、游動滑車、頂驅、轉盤、司鉆控制房、鉆機子結構等14種設備）；②鉆井管串處理設備（如鉆柱及下入設備、隔水管處理系統(tǒng)、管柱及隔水管排管等7種設備）；③鉆井井口設備和系統(tǒng)（如水下防噴器組、防噴器測試裝置、防噴器和采油樹移運設備、鉆井隔水管和分流器、隔水管張力系統(tǒng)、節(jié)流及壓井和立管系統(tǒng)、井控系統(tǒng)等12種設備）；④鉆井過程處理系統(tǒng)（如泥漿系統(tǒng)、注水泥系統(tǒng)等6種設備）；⑤其他各種設備（業(yè)主（油公司）設備如第三方設備等，業(yè)主設備如水下井口設備等（業(yè)主購買入井的消耗設備），第三方服務設備如測井設備、測試設備、泥漿錄井設備、水下ROV設備等）。本文主要針對深水鉆機主要關鍵設備及研發(fā)廠家承擔的工作分別進行闡述（3.1節(jié)和3.2節(jié)的內容按研發(fā)制造單位承擔內容闡述）。

我們看到，在深水半潛式鉆井平臺設備的配備方面，除高壓泥漿泵等少數(shù)設備外，80%～90%以上的鉆完井設備都是外國制造的?！笆晃濉币詠?，我國在深水鉆完井設備研發(fā)制造科研方面也取得了一些進步，完成了一批樣機制造，如18-3/4in水下防噴器組合系統(tǒng)中的一套環(huán)形防噴器和一套雙閘板防噴器樣機制造［2］；21in深水鉆井隔水管2種連接形式各3個單根的制造；300 m水深10 000 psi水下井口頭樣機的制造；海洋鉆柱升沉補償系統(tǒng)試驗樣機等。其中，深水棄井切割工具系列樣機已經(jīng)實現(xiàn)制造并在海上鉆井中得到了應用。其余大部分樣機沒有成功完成海上試驗和應用。要實現(xiàn)深水海洋油氣工程設備制造能力的提升，還需要整個行業(yè)協(xié)作，費大力氣，才能逐步實現(xiàn)。對于國內“十四五”期間深水鉆井設備國產(chǎn)化的現(xiàn)狀，本文提出幾點改進意見，以供探討。

3.1 系統(tǒng)性突破水下防噴器組的研發(fā)和制造

從系統(tǒng)的完整性出發(fā)，以水下防噴器（雙閘板和環(huán)形防噴器及水下控制箱等關鍵單元設備）樣機為起點，以擴展工廠測試（EFAT）和系統(tǒng)測試（SIT）為重點，完善成套化樣機的基礎和能力，實現(xiàn)整套水下防噴器系統(tǒng)樣機的制造和海試［1-2］及應用。

水下防噴器是保證海洋石油鉆井安全的重要設備之一。它是設置在海底、用來控制和防止井噴的一種水下井口設備。通常由1～2個環(huán)形防噴器、5～6個閘板式防噴器、帶控制閥組的壓井、放噴管線及控制系統(tǒng)組成水下防噴器組合。水下防噴器組從結構上分為兩部分，下部隔水管總成（lower marine riser package，LMRP）和防噴器組，這也是水下防噴器組與陸地防噴器組在結構上最大的不同，如圖5所示。下部隔水管總成放置在防噴器組的上方，通過可快速解鎖的液壓連接器與防噴器組連接［2］。

圖5 水下防噴器組（圖片來自world oil）Fig.5 Subsea BOP stack（Source：world oil）

水下防噴器的控制系統(tǒng)可分為4套控制系統(tǒng)，分別是多功能電纜主控系統(tǒng)、聲控系統(tǒng)、緊急液壓備用系統(tǒng)和ROV控制系統(tǒng)。這4套系統(tǒng)在不同的工況下使用，其具備抗干擾性能好、防噴器動作響應快、控制技術可靠性高等特點。大型深水鉆井平臺的水下防噴器系統(tǒng)的完整配置重量超過300 t，總高度達17 m。水下防噴器系統(tǒng)復雜的多路電液冗余水下控制系統(tǒng)（地面設備和水下設備）的研制是其中的關鍵，在應急情況下，地面發(fā)出指令，機、電、液系統(tǒng)聯(lián)動，能夠實現(xiàn)在3 000 m水深距離給定45～60 s內完成下部隔水管總成應急解脫等快速響應等。國際上，對深水水下系統(tǒng)，往往把設備和控制系統(tǒng)分開闡述［14］，在美國墨西哥灣鉆井事故后，在2013年修訂的API96《深水井設計和建井》規(guī)范中，分別對水下防噴器系統(tǒng)和水下防噴器控制系統(tǒng)的問題進行了提示和建議；水下防噴器系統(tǒng)和水下防噴器控制系統(tǒng)是一個整體的2個相對獨立的部分。水下防噴器系統(tǒng)除了多個機械制造單元和密封關鍵單元外，結構中還有防噴器支撐框架的結構完整性問題，它在海底承受巨大拉力和彎矩的情況下，防止防噴器支撐框架結構的破壞，這種破壞可導致整個系統(tǒng)崩潰［14］；在新修訂的規(guī)范中，強調了整機系統(tǒng)的可靠性和風險性評價問題；在水下防噴器控制系統(tǒng)中，分別對遠程控制儀表盤、聲吶系統(tǒng)、應急解脫程序、死機、自動剪切等關鍵點提出了要求。

國內華北石油榮盛機械制造有限公司在國家的支持下研制了18.75 in深水F48-70環(huán)形防噴器（70 MPa）和2FZ48-70雙閘板防噴器（105 MPa）、多功能水下應急控制箱等深水水下防噴器關鍵配套設備工程樣機［68］。近期中海油與該廠家合作，在上述部分防噴器樣機的基礎上，改進完善成海上應急救援水下封井器設備，在2021年完成了海上應急救援水下封井器的海上相關水下測試試驗。

下一步研制工作應從系統(tǒng)的完整性出發(fā)，以海試為目標，發(fā)現(xiàn)問題，完善研制成套化樣機的基礎和能力（在實驗室如何系統(tǒng)驗證地面系統(tǒng)和水下系統(tǒng)雙向通信與防噴器組的聯(lián)動控制及快速響應可靠性等基礎性驗證），在突破已有關鍵技術的基礎上，研制工作如下：①對相配套的撓性隔水管轉換接頭、水下井口連接器、水下儲能器等（對于陸地設備制造企業(yè)應該深入了解防噴器及其組件在水下的功能和要求）進行對標，找出短板，研制攻克深水水下專用閥件的設計制造等難題；②研究水下防噴器支撐架結構的安全性，實現(xiàn)全套系統(tǒng)的地面安裝，形成完整水下防噴器系統(tǒng)集成撬裝；③完善實驗和成套設備的測試條件，在FAT（工廠測試）基礎上，實現(xiàn)EFAT（擴展的工廠驗收測試試驗）和SIT（場地測試）試驗等［2］。水下防噴器組從2007年立項研究，經(jīng)歷了整整15年時間，還沒有形成一套完整的系統(tǒng)。因此，要形成一整套水下防噴器系統(tǒng)的研發(fā)和配套是一項大工程，國內制造廠商僅憑一家之力很難完成，需要用戶和制造廠家等共同合作及國家項目和資金的支持才能完成。

3.2 完善鉆井隔水管系統(tǒng)所有組件的研發(fā)制造實現(xiàn)海試

從鉆井隔水管系統(tǒng)的結構完整性出發(fā)，在鉆井隔水管單元樣機的基礎上，完善形成深水（3 000 m水深）隔水管各組件及形成成套系統(tǒng)樣機，推動海試和實現(xiàn)海上應用。

海洋鉆井隔水管是一條從海洋鉆井平臺（或鉆井船）通往海底防噴器（防噴器）的液體輸送管道。它主要用來隔離外界海水，用于鉆井液循環(huán)、安裝水下防噴器、支撐輔助管線，以及起到鉆桿、鉆井工具從鉆臺到海底井口裝置的導向作用。海洋鉆井隔水管系統(tǒng)通常由海洋鉆井隔水管單根、節(jié)流/壓井管線、輔助管線、隔水管短節(jié)、卡盤、分流器、伸縮接頭、張緊環(huán)、終端適配器、撓性接頭、填充閥等主要部件組成［2］。它是一個在海洋中滿足升沉和彎曲、提供拉力、承受內外壓力及抗振動的超強柔性結構和力學系統(tǒng)。海洋鉆井隔水管系統(tǒng)如圖6所示，海洋鉆井隔水管系統(tǒng)的典型配置如圖7所示。

圖6 海洋鉆井隔水管系統(tǒng)（圖片來自world oil）Fig.6 Offshore drilling riser system（Source world oil）

圖7 海洋鉆井隔水管典型配置（圖片來自world oil）Fig.7 Typical configuration of offshore drilling risers（Source：world oil）

一艘深水鉆井平臺的隔水管系統(tǒng)配套，如21 in鉆井隔水管按照75 ft單根計算，每根重量達23 t（包括接頭），以配備1 500 m的鉆井隔水管為例，需要65個單根，總重量超過600 t。隔水管系統(tǒng)主要部件達到10種以上，如隔水管系統(tǒng)的上部和下部（海底）柔性短節(jié)、隔水管伸縮短節(jié)等的研發(fā)和制造；為了減輕隔水管在水中重量的需要，還有56 in隔水管浮力塊的配套制造等；還有在水下支撐整個近千噸鉆井隔水管重量的隔水管張力系統(tǒng)（具備承受4.8 million lb（2 400 t）張力的能力），需要它的液壓作用補償海浪的升沉運動，使隔水管與鉆柱保持相對靜止狀態(tài)（station keeping）。

截至2019年，國內廠商有兩家已主要完成了適應300～500 m水深的21 in隔水管的研制，寶雞石油機械有限責任公司研制了2種連接形式（E級、H級）各3個全尺寸單根等的制造；完成了隔水管其他關鍵單元：隔水管張力環(huán)、隔水管、伸縮節(jié)柔性短節(jié)的設計、相關關鍵技術的研究和其中部分樣機制造［9-11］。另一家企業(yè)完成了多節(jié)隔水管與鎖緊機構、浮力塊固定裝置、張力環(huán)、卡盤的研制等。寶雞石油機械有限責任公司研制的樣機在完成了拉伸試驗、螺紋加載試驗等廠內試驗后，被送往美國應力工程公司進行疲勞試驗［2］。

現(xiàn)在的主要問題是如何在形成整套隔水管系統(tǒng)關鍵樣機的基礎上，隔水管單根樣機及相應關鍵部件（分流器、伸縮接頭、上中下柔性接頭、浮力塊等，其中3種柔性短節(jié)要具備承受最大張力3 000 kips（1 362 t）），如何在海上完成相應的水下試驗的能力［1］?？傊P者認為還需要：①按深水國際標準規(guī)范的要求，完成深水隔水管系統(tǒng)所有關鍵單元樣機的制造及相關認證；②油公司和服務公司參與的各個關鍵組件的關鍵能力測試；③在國家政策引導下，油公司和鉆井服務公司共同協(xié)作，完成系統(tǒng)的海上試驗和應用。

3.3 系統(tǒng)規(guī)劃深水平臺鉆井機械研發(fā)，突破隔水管張力系統(tǒng)和鉆機升沉補償系統(tǒng)的制造

我國陸地鉆機和設備的設計和制造已達到國際先進水平，寶雞石油機械有限責任公司9 000 m的深井鉆機已經(jīng)實現(xiàn)工業(yè)化，一些國內油田研究機構也研究成功和配備了鉆機自動化系統(tǒng)，中國已成為陸地鉆機制造大國。近年來，經(jīng)過努力，我國已實現(xiàn)了自升式鉆井平臺鉆機和導管架生產(chǎn)平臺的模塊鉆機和設備的國產(chǎn)化，海上已達到上百臺套的應用。但是，對于深水半潛式平臺鉆機，由于海上惡劣的海況承受的載荷更大，深水平臺海上作業(yè)日費可達50萬美元，對鉆機的作業(yè)效率和自動化程度要求很高，尤其是像隔水管張力系統(tǒng)一樣，鉆機需要升沉補償系統(tǒng)（天車補償系統(tǒng)或絞車補償系統(tǒng)等），隔水管張力系統(tǒng)和鉆機升沉補償系統(tǒng)是陸地鉆機與深水鉆機的最主要區(qū)別。

我國鉆機廠商寶雞石油機械有限責任公司開展了深水鉆機關鍵技術與理論研究，并完成了一套適應3 000 m水深的深水鉆機基本設計與關鍵裝備試制［1，12］，通過陸地鉆機和海上平臺鉆機的制造經(jīng)驗，制造了小載荷（120 t，4.5 m補償行程，用于工程鉆機）的天車升沉補償裝置、60.5 in的井口轉盤、頂驅套管輸送裝置等工程樣機［1］，其中，3 000 hp鉆井泥漿泵樣機、自動化管柱操作系統(tǒng)等技術通過技術移植到陸地鉆機使用，深水補償設計等技術已在中海油708勘察船項目中得到應用。深水鉆機自動化系統(tǒng)及在半潛式鉆井平臺的井口和甲板機械也比陸地鉆機體量大，并且功能有所不同，如水下防噴器進口專用移運車、水下采油樹進口專用移運車；深水鉆機集成控制系統(tǒng)如何實現(xiàn)對另一制造廠家的水下防噴器系統(tǒng)的對接和調試；隔水管的排放與下入及連接設備為連接隔水管下入防噴器以提高鉆機效率，通常采用一個半或雙井架，這些設計如何突破國外專利實現(xiàn)自主設計。從目前的相關資料來看［2，8］，國內廠家還沒有完成形成深水鉆井平臺整套井口設備工程樣機的制造能力?？傊?，深水平臺鉆機及機械大型設備需求量不大，研發(fā)制造成本高，制造廠家積極性不高。因此，深水半潛式平臺鉆機及平臺機械的制造需要國家政策資金支持、油公司和海上油田服務公司的協(xié)作和積極參與才能完成。

4 南海深水控壓鉆井設備研發(fā)制造勢在必行

“十四五”期間，南海深水高溫高壓井對控壓鉆井設備的研發(fā)和應用提出了需求，需要國家的支持和投入。

隨著南海陵水17-2深水千億方氣田、陵水25-1深水高溫高壓氣田的開發(fā)，深水超高溫高壓井、窄密度窗口井逐年增加，鉆井溫度近200℃、地層壓力系數(shù)近2.3，窄密度窗口安全鉆井問題越來越突出，鉆井復雜情況頻發(fā)，已成為影響和制約南海超深水勘探和開發(fā)的重要技術瓶頸。深水控壓鉆井裝備的需求日益突出。旋轉控制頭是其關鍵設備，如果是自升式平臺，它安裝在井口防噴器組的最上端，用以密封鉆桿，并其在允許的井口壓力條件下轉動鉆具和旋轉鉆井，在實施帶壓（不壓井）起下鉆具作業(yè)及其他帶壓作業(yè)中，用以封隔井口環(huán)空，并能通過規(guī)定尺寸的鉆具及其接頭。我國陸地油田控壓鉆井裝備實現(xiàn)了國產(chǎn)化，并在國內新疆、四川等各大油田得到了推廣應用。海上控壓鉆井在渤海油田得到了推廣應用。南海西部油田目前正在進行自升式平臺控壓鉆井設備的配套和國產(chǎn)化研究。深水及半潛式平臺控壓鉆井的關鍵設備——旋轉控制頭，與自升式平臺的設備完全不一樣，自升式平臺旋轉控制頭是在井口防噴器上方與之相連，與常規(guī)陸地井旋轉控制頭是一樣的，只是型號和壓力等級選取不一樣。由于深水防噴器在海底，旋轉控制頭要安裝在隔水管系統(tǒng)張力環(huán)的附近靠近海平面的位置，惡劣的海況、與隔水管系統(tǒng)的連接以及與平臺上部節(jié)流控制系統(tǒng)的連接與安全給設計和制造帶來了挑戰(zhàn)，國外只有威德福等少數(shù)公司具有這項技術。國內在研發(fā)第7代鉆井平臺項目時，把控壓鉆井設備作為標準配置并預留了固定安裝位置。如能推動深水控壓鉆井在南海的應用及進行設備國產(chǎn)化，對南海深水及高溫高壓氣田的勘探與開發(fā)具有重要意義。

5 實現(xiàn)海洋深海鉆采設備國產(chǎn)化，走完最后一公里海試方案的思考

對于現(xiàn)有國產(chǎn)化工程樣機，另一個技術瓶頸就是這些企業(yè)多是陸地石油設備制造企業(yè)下海，沒有海洋水下設備的制造及成功失敗經(jīng)驗，所以研發(fā)要多走一些彎路，無法完成最后一公里的海試，難以達到工業(yè)化應用的條件，這是國家管理機構有關部門和國家油氣公司要重視的問題。本文提出幾點思考意見：

（1）對目前各個廠家的水下采油樹工程樣機，可利用中海油南海東部流花油田（330 m左右水深）鉆修井生產(chǎn)平臺，利用現(xiàn)有的水下井口設施，作為水下采油樹和水下生產(chǎn)設備的測試試驗基地，比重新建設水下試驗基地，更具可行性和經(jīng)濟性。由于水下測試試驗的測試時間長，動用平臺設備費用高，且離岸較遠，動復員成本較高，需要國家相關政策和專用資金引導，國家油氣公司應肩負起責任，支持建立國家級海上水下設備試驗基地。

（2）對于水下防噴器、鉆井隔水管等大型鉆井水下設備，可利用中海油田服務有限公司的半潛式鉆井平臺以及離岸較近廢舊井口，在國家相關政策和專用資金引導下，由油公司及服務公司積極參與水下試驗基地建設。

（3）由于我國的海洋石油工程水下設備是從國外學習和技術引進的，國家沒有建立起相應的水下工程技術研發(fā)、標準化質量監(jiān)督檢驗和國家級認證技術體系。由于海洋石油工程是高投資、高技術和高風險行業(yè)，制造企業(yè)研發(fā)的首套樣機或產(chǎn)品，油公司往往不敢大膽使用。根據(jù)我國的實際情況，海工領域吳有生院士、曾恒一院士和有關專家倡導：在國家政策的支持下，建設國家級海洋水下工程裝備試驗基地和國家級海洋及水下工程裝備認證機構，來彌補我國海洋工程及石油水下設備海試試驗和認可認證的短板，目前已制定了相應的技術路線圖。

6 結 語

本文主要總結了近15年來，針對國家科技部、工信部等科研項目，以國內海洋深水鉆采工程裝備和水下設備的研發(fā)制造現(xiàn)狀為對象，闡述了項目目前的進展概況；從陳述水下設備系統(tǒng)的構成及研究的重要性出發(fā)，指出了在水下防噴器組系統(tǒng)、鉆井隔水管系統(tǒng)、平臺鉆機系統(tǒng)研制中，系統(tǒng)性工作的不足和相關改進意見，提出了對水下采油樹應用深化及與智能完井相結合的建議，以及對深遠海鉆井船配備和深?？貕恒@井設備國產(chǎn)化的需求。最后，對深水鉆采設備國產(chǎn)化“最后一公里”的海試問題提出了思考方案。

海洋深水工程水下設備包括諸多大型和重型設備，種類多，是一個較龐大的設備體系，涉計行業(yè)很多專業(yè)，從鉆井采油工程專業(yè)來說，有很多深水設備需要攻關和制造，來避免卡脖子問題的出現(xiàn)。如應對深水鉆完井井控安全風險問題的深水鉆井應急救援裝備的研發(fā)和制造；深水水下測試樹的研發(fā)和地面系統(tǒng)設備的配套；深水干式完井及采油方式的采油樹生產(chǎn)系統(tǒng)、完井/修井隔水管系統(tǒng)等的研發(fā)與制造，難以概全，這些都是海上深水鉆采專業(yè)的關鍵和核心技術設備，需要一項項攻關。這些研究方向和制造課題，需要國家的支持和制造企業(yè)的理解和關注，同時，需要行業(yè)合作，才有可能在幾年或十多年的時間內達到國際先進水平，為保障國家海洋石油的能源安全，提供技術支撐。