淺談全球海洋深水井控應(yīng)急救援裝備發(fā)展概況

邢川航 蔣凱 初德軍 王碩

摘要：海洋深水油氣勘探開發(fā)作業(yè)難度大、風(fēng)險高，發(fā)生井噴事故后救援難度大，且容易造成嚴(yán)重的環(huán)境污染。深水井控應(yīng)急救援裝備是保障油氣資源勘探開發(fā)作業(yè)安全的重要組成部分，在2010年墨西哥灣“深水地平線”鉆井平臺井噴事故發(fā)生后，全球深水井控應(yīng)急救援裝備得到快速發(fā)展。本文主要探討國內(nèi)外深水井控應(yīng)急救援機構(gòu)及所儲備救援裝備的現(xiàn)狀和未來發(fā)展趨勢，為深水油氣勘探開發(fā)作業(yè)安全提供支持。

關(guān)鍵詞：深水;井控;救援

深水井控應(yīng)急救援裝備是指在進(jìn)行深水油氣勘探開發(fā)作業(yè)過程中，用于處置井控應(yīng)急事件所使用的救援設(shè)備，由于作業(yè)水深較大，海底環(huán)境復(fù)雜，因此使用的救援裝備不同于陸地和海洋淺水井控應(yīng)急救援所采用的設(shè)備。

1.深水井控應(yīng)急救援裝備種類

（1）井場勘察，包括水下井口流體收集導(dǎo)流漏斗、氣體分析儀、流量測量儀等;

（2）清障切割，包括水下液壓剪切設(shè)備、金剛石線切割設(shè)備等;

（3）化學(xué)劑釋放，包括海底分散劑管匯、高壓化學(xué)加注系統(tǒng)、海底泵站等;

（4）水下井口重建/分流回收，包括應(yīng)急封井器、連接器、分流管匯、生產(chǎn)立管等;

（5）節(jié)流壓井/救援井，包括隔水立管、水下壓井管匯、水下阻流管匯等。

2.深水井控應(yīng)急救援核心裝備發(fā)展概況

2.1 應(yīng)急封井裝置（Capping Stack）

水下應(yīng)急封井裝置是深水油氣開采井噴溢油事故搶險救援的關(guān)鍵設(shè)備，設(shè)備集機械、液壓、密封、聲學(xué)、信息等技術(shù)于一體，具備關(guān)井、分流、壓井、分散劑注入和圈閉氣體釋放等功能，在井噴失控后封蓋井口并可控分流，避免海洋環(huán)境污染和油氣資源破壞。

水下應(yīng)急封井裝置最早由英國BP公司設(shè)計制造，用于墨西哥灣石油泄漏事故的搶險工作，當(dāng)前，國外水下應(yīng)急封井器總共有20套，資源情況及服務(wù)區(qū)域見表1[1]。

2.2 水下清障切割設(shè)備

對于深水井控應(yīng)急救援所使用的水下清障切割設(shè)備，主要包括水下液壓剪切設(shè)備、金剛石線切割設(shè)備等。液壓剪切設(shè)備主要用于當(dāng)事故平臺倒塌時，快速切割水下井口上端倒塌的隔水管、井口周圍障礙物，暴露水下事故井口;平臺井噴失控且隔水管與平臺無法解脫時，快速切斷隔水管，以便平臺撤離。液壓剪切設(shè)備的優(yōu)點是切割速度較快，缺點是切口不平整。金剛石線切割設(shè)備是由馬達(dá)帶動金剛石鋸齒線圍繞切割物告訴旋轉(zhuǎn)進(jìn)行切割，可用于當(dāng)隔水管外部附著管線及浮體清理干凈，露出隔水管本體后，切割、修整水下井口上部的隔水管，使其切口平整，為水下井口重建提供必要條件。

3.深水井控應(yīng)急救援裝備模塊化發(fā)展概況

3.1 救援裝備模塊化

目前全球深水井控應(yīng)急救援裝備的動員和現(xiàn)場應(yīng)用，多采用模塊化的運輸和使用方式。

水下應(yīng)急封井裝置體積和重量大，結(jié)構(gòu)組裝復(fù)雜，在應(yīng)急情況下，大多數(shù)通過陸運和海運的方式動員至指定地點，所需的運輸和組裝時間較長。OSRL于2018年，首次實現(xiàn)了完全組裝的水下應(yīng)急封井裝置的空運試飛，可以很大程度上提高設(shè)備的動員時效，為應(yīng)急救援工作爭取時間。

WWCI的Well CONTAINED系統(tǒng)是一套響應(yīng)迅速的組合設(shè)備，系統(tǒng)組塊包括障礙物清除、水下分散劑使用、水下應(yīng)急封井裝置、水下液壓單元四個基本模塊及其控制系統(tǒng)，可快速應(yīng)對各種水下應(yīng)急情況。

3.2 救援船舶模塊化

深水井控應(yīng)急救援裝備的現(xiàn)場應(yīng)用，都是以船舶為載體來實現(xiàn)的，能否快速的將救援裝備配備到合適的救援船舶上，是實施快速有效救援工作的關(guān)鍵，模塊化的救援船舶為這一問題提供了解決思路。

MWCC的救援系統(tǒng)包括Eagle Texas和Eagle Louisiana兩艘改造過的模塊化回收船（Modular Capture Vessel），船舶可配備各類深水井控應(yīng)急救援裝備，并配有模塊化的頂部處理設(shè)備，可與水下救援設(shè)備相連接，快速部署回收溢油及氣體，并進(jìn)行油氣水分離處理，最后通過運輸駁船將處理的液體運回陸地。

HWCG依托Q-4000和Helix Producer 1 兩艘作業(yè)船舶構(gòu)建快速的響應(yīng)系統(tǒng)，模塊化的裝備配備模式可以保證船舶能夠匹配各類新技術(shù)、新設(shè)備的升級、更新和應(yīng)急情況下裝備的快速裝配。

全球深水井控應(yīng)急救援裝備未來發(fā)展趨勢

隨著全球深水油氣勘探開發(fā)力度的不斷增大，發(fā)生深水井噴事故的概率也不斷提高，對于深水井控應(yīng)急救援能力，特別是應(yīng)急救援裝備的需求也越來越大。為保證救援工作的快速實施，深水井控應(yīng)急救援裝備正在朝著模塊化方向發(fā)展，確保裝備動員的快速高效和裝備使用的簡單精準(zhǔn)。目前我國的深水井控應(yīng)急救援裝備儲備仍處于建設(shè)階段，未來幾年需加大技術(shù)引進(jìn)與科技開發(fā)力度來進(jìn)一步完善。

參考文獻(xiàn)：

[1] 苗典遠(yuǎn)，李雪雄，楊欣雨，張帥.水下應(yīng)急封井器的現(xiàn)狀與發(fā)展[J].海洋工程裝備與技術(shù)，2019，（6）：181-185.