文章來源： 中國海洋石油集團(tuán)有限公司 發(fā)布時(shí)間：2025-04-14
近日，中國海油下屬海油工程特種設(shè)備分公司擎海水下總裝車間門前，立起一座約3層樓高的水池，明黃色的水下采油樹靜靜躺在池底。項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)成員屏息凝神，注視著屏幕上跳動(dòng)的壓力曲線——這是我國首臺(tái)自主研制深水水下采油樹的氣密性測試現(xiàn)場。
水下采油樹是油氣生產(chǎn)管柱與海底油氣運(yùn)輸管道連接的重要樞紐，猶如井口“水龍頭”，控制著油氣開采速度，并對(duì)生產(chǎn)情況實(shí)時(shí)監(jiān)測和調(diào)整，具備安全隔離儲(chǔ)油層、保證井下作業(yè)安全等功能，是構(gòu)建水下油氣生產(chǎn)系統(tǒng)的基礎(chǔ)設(shè)施。
本次測試的采油樹攜帶可回收式計(jì)量調(diào)節(jié)模塊，是目前國內(nèi)水深最大、壓力等級(jí)最高、溫度適用范圍最廣的水下采油樹，對(duì)打造自主可控的海洋油氣裝備體系、保障國家能源安全具有重要意義。
“壓力”的考驗(yàn)
“加壓！”水下采油樹設(shè)計(jì)副經(jīng)理郭興偉緊盯監(jiān)控屏發(fā)出指令，數(shù)字在眾人屏息中攀升：5000psi（磅力/平方英寸）、8000psi、10000psi……隨后保持在10000psi的數(shù)值上。
“10000psi，相當(dāng)于690個(gè)大氣壓。”郭興偉說。“你也可以想象成在一個(gè)指甲大小的位置上站好幾只大象！”他補(bǔ)充道。
事先架設(shè)在水池中的12臺(tái)攝像機(jī)從各個(gè)角度密切關(guān)注著采油樹的情況。監(jiān)控畫面顯示，在這樣的極限工況下，每一個(gè)法蘭、每一個(gè)密封面依然保持完美貼合。
隨著壓力數(shù)值定格，記錄儀顯示所有密封點(diǎn)泄漏量均在標(biāo)準(zhǔn)范圍內(nèi)。郭興偉站在操作臺(tái)前，手指輕觸實(shí)時(shí)監(jiān)測系統(tǒng)界面：“氣密性測試其實(shí)是很直觀的——哪怕冒一個(gè)泡都算失敗。”云淡風(fēng)輕的描述背后藏著千鈞之力。此刻，深水采油樹靜靜沉在水中。
破譯密封“密碼”
“在井口連接器、懸掛器這些關(guān)鍵部位，我們通過金屬與彈性體復(fù)合密封技術(shù)，設(shè)置金屬密封圈、非金屬密封圈的多重屏障，增強(qiáng)可靠性。”水下采油樹項(xiàng)目負(fù)責(zé)人劉海軍介紹道，“這些自主研發(fā)的金屬——彈性體復(fù)合密封圈相當(dāng)于給每個(gè)接口上了‘雙保險(xiǎn)’，就像現(xiàn)代版本的榫卯結(jié)構(gòu)，溫度變化時(shí)金屬與非金屬材料互補(bǔ)形變，實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)密封。”
可回收式計(jì)量調(diào)節(jié)模塊（FCM）的密封技術(shù)突破也是一大亮點(diǎn)。項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)將多相流量計(jì)與固定式節(jié)流閥集成于一個(gè)可回收式模塊上。倘若采油樹后續(xù)需要維修，現(xiàn)場人員無須打撈主體便可完成關(guān)鍵部件更換，在縮短作業(yè)周期的同時(shí)大幅降低成本。
FCM研發(fā)是這臺(tái)深水采油樹制造的重要環(huán)節(jié)，而多孔連接器的密封與鎖緊設(shè)計(jì)則是其中的重中之重。“最難攻克的是多孔連接器同步密封。”劉海軍指著FCM模塊上形似“七星盤”的裝置回憶。項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)曾為此連續(xù)奮戰(zhàn)數(shù)月，制作大量試驗(yàn)件，最終實(shí)現(xiàn)多孔同步對(duì)接和高壓密封。“這相當(dāng)于在高壓水槍下完成微米級(jí)拼圖。”劉海軍說。
從實(shí)驗(yàn)室到深藍(lán)
“壓力加載至10000psi，穩(wěn)壓結(jié)束，各監(jiān)測點(diǎn)無泄漏！”隨著郭興偉的報(bào)告，控制室內(nèi)響起熱烈的掌聲。這臺(tái)集成大量精密零件的深海重器，成功通過“滴水不漏”的考驗(yàn)。
據(jù)了解，本次完成總裝的水下采油樹是海油工程“擎海”品牌重要核心水下裝備之一。
在產(chǎn)業(yè)鏈層面，這場突破帶來的漣漪效應(yīng)正在顯現(xiàn)。水下采油樹研發(fā)涉及機(jī)械、力學(xué)、材料、電子、信息化等多領(lǐng)域，帶動(dòng)國內(nèi)10余個(gè)專業(yè)的技術(shù)突破，整合100余家供應(yīng)鏈企業(yè)，形成完整的水下裝備制造體系。
采油樹的研發(fā)仍在繼續(xù)，測試中心玻璃幕墻上，“走向深藍(lán)”的標(biāo)語與遠(yuǎn)處海天相接處的鉆井平臺(tái)交相輝映。
【責(zé)任編輯：張宇暉】