水下生產(chǎn)系統(tǒng)的發(fā)展現(xiàn)狀及未來(lái)預(yù)測(cè)

彭震宇　樊波　托克勤　陳曉明　劉云

摘 要：在當(dāng)前階段中，隨著陸地能源的不斷開(kāi)采，已經(jīng)使得陸地能源資源逐漸趨于枯竭狀態(tài)，所以為了確保能源的有效供應(yīng)，則實(shí)現(xiàn)了對(duì)深海區(qū)域能源的挖掘，在此背景下，當(dāng)前階段的深海油氣開(kāi)發(fā)工程就受到了人們的廣泛關(guān)注，并且為了確保水下生產(chǎn)作業(yè)的安全性能夠得到有效提升，水下生產(chǎn)系統(tǒng)就是當(dāng)前水下油氣開(kāi)采工程當(dāng)中的重要組成部分。但是，與陸上開(kāi)采相比，水下生產(chǎn)系統(tǒng)的應(yīng)用更具專(zhuān)業(yè)性，且整體應(yīng)用效果要優(yōu)于陸上作業(yè)，畢竟它需要通過(guò)自動(dòng)化系統(tǒng)的有效應(yīng)用來(lái)實(shí)現(xiàn)整體運(yùn)行的高效率提升?；诖耍诋?dāng)前階段中，水下生產(chǎn)系統(tǒng)已經(jīng)是當(dāng)前整體經(jīng)濟(jì)發(fā)展下最重要的應(yīng)用技術(shù)手段之一。

關(guān)鍵詞：水下生產(chǎn)系統(tǒng);水下油氣開(kāi)采;發(fā)展現(xiàn)狀;未來(lái)預(yù)測(cè)

新型的水下生產(chǎn)系統(tǒng)是利用開(kāi)采油氣的初級(jí)階段來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)整體生產(chǎn)線(xiàn)的有效控制，這樣通過(guò)多個(gè)設(shè)備的共同應(yīng)用，就能確保在實(shí)際的生產(chǎn)過(guò)程中，可以提高自身的應(yīng)用穩(wěn)定性。但是，當(dāng)前階段的新型設(shè)備存在著功能復(fù)雜性，這也導(dǎo)致在海底進(jìn)行建設(shè)分離的過(guò)程中，必須要通過(guò)二次處理才能夠?qū)⒂蜌馑突氐缴a(chǎn)平臺(tái)，或者直接送到沿岸設(shè)施中。對(duì)此，為了確保水下生產(chǎn)系統(tǒng)的應(yīng)用，可以更加滿(mǎn)足實(shí)際的生產(chǎn)需要，本文主要探討水下生產(chǎn)系統(tǒng)當(dāng)前的發(fā)展現(xiàn)狀，并根據(jù)當(dāng)前市場(chǎng)的實(shí)際需求做出未來(lái)發(fā)展的預(yù)測(cè)。

1 水下生產(chǎn)系統(tǒng)的發(fā)展現(xiàn)狀

1.1 水下生產(chǎn)系統(tǒng)的應(yīng)用深度在不斷增加

隨著當(dāng)前技術(shù)的不斷升級(jí)，也使得水下生產(chǎn)系統(tǒng)在實(shí)際應(yīng)用的過(guò)程中，加深了對(duì)于水域的探索，并且真正實(shí)現(xiàn)了進(jìn)行深海開(kāi)探工作的開(kāi)展，這也使得所有控制系統(tǒng)的共同應(yīng)用，促進(jìn)了水下生產(chǎn)系統(tǒng)的應(yīng)用更具長(zhǎng)久性[1]。

例如，水下管匯實(shí)現(xiàn)了在連接工作應(yīng)用的過(guò)程中，提高了自身的固定性，并確保在結(jié)構(gòu)建設(shè)合理的同時(shí)，能夠提高輸出產(chǎn)量，所以在實(shí)際應(yīng)用的過(guò)程中，管道和閥門(mén)設(shè)計(jì)布置方案的升級(jí)，也使得管匯工作的開(kāi)展更具全面性。對(duì)此，在進(jìn)行深海建設(shè)的過(guò)程中，通過(guò)利用全新水下管匯結(jié)構(gòu)的使用，也實(shí)現(xiàn)了提高起油氣的產(chǎn)量。在水下生產(chǎn)系統(tǒng)當(dāng)中，控制系統(tǒng)主要安裝在采油樹(shù)上，而水下控制系統(tǒng)的優(yōu)化，也使得在進(jìn)行水上水下連接的過(guò)程中，加快了數(shù)據(jù)傳輸?shù)乃俣?，并真正?shí)現(xiàn)能夠?qū)ι詈^(qū)域的溫度和壓力數(shù)據(jù)進(jìn)行檢測(cè)，從而也能夠使地面工程人員了解水下的整體系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)情況。除此以外，跨接管而是短管連接器的一種，而深海工作由于壓力的增大會(huì)導(dǎo)致其工作的開(kāi)展不具備應(yīng)用性能，但是隨著技術(shù)的不斷升級(jí)，跨接管技術(shù)的應(yīng)用可以確保在輸水的過(guò)程中，提高水下結(jié)構(gòu)的應(yīng)用性能，還可以使產(chǎn)出的液體通過(guò)化學(xué)反應(yīng)再次回到井內(nèi)，這樣通過(guò)水間距離的不斷加深，也使得跨接管自身的應(yīng)用特性得以彰顯。

1.2 水下采油樹(shù)的應(yīng)用方式更具特色

集成閥的體現(xiàn)之一就是水下采油樹(shù)，它能夠通過(guò)與多個(gè)井口進(jìn)行共同連接來(lái)確保流體的生成可以利用多層間隔進(jìn)行控制，這樣就能夠有效實(shí)現(xiàn)提高水下作業(yè)的安全性。而且，水下采油樹(shù)自身能夠確保在監(jiān)控油氣體運(yùn)輸?shù)倪^(guò)程中，降低由于運(yùn)輸不良而導(dǎo)致的安全故障，這樣通過(guò)實(shí)時(shí)監(jiān)控，就能夠利用井口關(guān)閉來(lái)確保運(yùn)輸質(zhì)量的提高。同時(shí)，封閉井口，停止生產(chǎn)也不妨礙其他井口的應(yīng)用，這也使得在一定程度內(nèi)，有效利用采油樹(shù)就能夠確保油氣運(yùn)輸工作的開(kāi)展更具全面性。在當(dāng)前階段中，隨著技術(shù)的不斷升級(jí)，水下采油樹(shù)設(shè)備的更新也獲得了全面性的提升，并且針對(duì)采油樹(shù)的應(yīng)用方式而言，也產(chǎn)生了多種形式的變化，還十分具有特色，這也使得采油樹(shù)自身的應(yīng)用效果獲得了全面性的提升，并真正實(shí)現(xiàn)利用采油樹(shù)的研發(fā)，提高了水下生產(chǎn)系統(tǒng)的應(yīng)用領(lǐng)域范圍。

1.3 水下技術(shù)的應(yīng)用發(fā)展速度加快

由于水下生產(chǎn)系統(tǒng)的一系列操作都需要利用遠(yuǎn)程控制來(lái)實(shí)現(xiàn)優(yōu)化其工作的開(kāi)展，所以遠(yuǎn)程控制平臺(tái)的生產(chǎn)系統(tǒng)其實(shí)是在陸地上，但是其自身也具備著復(fù)雜性的特點(diǎn)。同時(shí)，水下回接距離的增加，也使得水下技術(shù)的應(yīng)用獲得了全面性的提升，因此根據(jù)當(dāng)前整體的發(fā)展情況來(lái)看，如果進(jìn)行水下項(xiàng)目工作的開(kāi)展使，其回接長(zhǎng)度的不斷增加，則代表著項(xiàng)目開(kāi)展的難度越大，同時(shí)也會(huì)增加其成本。但是，根據(jù)當(dāng)前總體水下市場(chǎng)的發(fā)展情況來(lái)看，水下技術(shù)的不斷優(yōu)化，已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了在當(dāng)前階段的發(fā)展中，利用超深水區(qū)域的資源來(lái)滿(mǎn)足當(dāng)前的能源開(kāi)發(fā)，并真正實(shí)現(xiàn)提高了油氣埋藏地區(qū)的回報(bào)率[2]。而且，當(dāng)前技術(shù)的應(yīng)用，能夠確保在進(jìn)行深水鉆井時(shí)，提高自身的控制力，還能確保電力設(shè)備的應(yīng)用可以真正滿(mǎn)足自身的運(yùn)行?；诖?，這也使得該技術(shù)的應(yīng)用，做到了提高油氣回報(bào)率的同時(shí)，確保不會(huì)對(duì)周邊環(huán)境造成污染，更能夠?qū)崿F(xiàn)提高自身工作的安全性獲得提升。

2 水下生產(chǎn)系統(tǒng)在未來(lái)發(fā)展中的需求分析及未來(lái)預(yù)測(cè)

2.1 在未來(lái)階段中水下生產(chǎn)系統(tǒng)的需求分析

首先，近年來(lái)隨著石油價(jià)格的不斷上漲，也使得水下生產(chǎn)活動(dòng)的開(kāi)展越來(lái)越密集。同時(shí)，近幾年來(lái)隨著石油價(jià)格的飆升，也使得資源開(kāi)采速度的不斷加快，拓展了深海區(qū)域油氣工程的開(kāi)發(fā)，所以在當(dāng)前階段中，受世界環(huán)境的影響，導(dǎo)致石油價(jià)格的持續(xù)上漲，這也極大地促進(jìn)各地區(qū)石油勘探工作的開(kāi)展。并且，油氣開(kāi)發(fā)也逐漸由淺水區(qū)向深水區(qū)邁進(jìn)，而在當(dāng)前階段中，更是向超深水領(lǐng)域進(jìn)行探索。對(duì)此，為了確保經(jīng)濟(jì)的有效提升，各國(guó)都開(kāi)始了水下生產(chǎn)系統(tǒng)的有效建立，并通過(guò)深海區(qū)域和超深海區(qū)域的能源探測(cè)來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)能源的有效供應(yīng)，而這也在不知不覺(jué)間，加大了世界各國(guó)對(duì)水下生產(chǎn)系統(tǒng)的應(yīng)用需求。

其次，在水下生產(chǎn)系統(tǒng)的各項(xiàng)應(yīng)用設(shè)備當(dāng)中，由于各項(xiàng)技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用難度較大，從而也使得在具體應(yīng)用時(shí)，會(huì)使水下技術(shù)的開(kāi)展成本出現(xiàn)投入較高問(wèn)題。同時(shí)，由于核心技術(shù)一直被幾所公司所掌握，因此在進(jìn)行開(kāi)采的過(guò)程中，也必須要通過(guò)多方的共同保障，才能夠使該系統(tǒng)的核心設(shè)施應(yīng)用價(jià)值得以體現(xiàn)。隨著當(dāng)前石油、氣體開(kāi)發(fā)領(lǐng)域投資的不斷增加，使得在經(jīng)濟(jì)提高的同時(shí)，促進(jìn)了高新技術(shù)的有效發(fā)展。但是，在當(dāng)前階段中，由于石油市場(chǎng)屬于供不應(yīng)求的狀態(tài)，這也使得每年全球總量訂單的增加獲得了持續(xù)性的增長(zhǎng)。對(duì)此，為了確保石油開(kāi)采量的有效供應(yīng)，這也直接導(dǎo)致了各國(guó)在經(jīng)濟(jì)的投入上，紛紛轉(zhuǎn)向了油氣工程的建設(shè)。但是，由于當(dāng)前總體單臺(tái)采油樹(shù)的均價(jià)已超過(guò)600萬(wàn)元美元，這使得每年總體在該工程的應(yīng)用投入上，已經(jīng)超過(guò)了25億美元，所以在進(jìn)行經(jīng)濟(jì)建設(shè)的過(guò)程中，這也使得相關(guān)公司在壟斷其經(jīng)濟(jì)利益后，使各企業(yè)表現(xiàn)出了疲乏狀態(tài)[3]。基于此，在當(dāng)前階段中，為了確保石油開(kāi)采能力的有效提升，并真正實(shí)現(xiàn)促進(jìn)經(jīng)濟(jì)的有效發(fā)展，則需要各國(guó)在進(jìn)行安裝調(diào)試階段中，都能夠?qū)ζ浜诵募夹g(shù)進(jìn)行有效維護(hù)，這樣才能確保水下生產(chǎn)系統(tǒng)的應(yīng)用更具長(zhǎng)遠(yuǎn)性。

2.2 水下生產(chǎn)系統(tǒng)在未來(lái)發(fā)展中的發(fā)展方向

在當(dāng)前階段的整體發(fā)展中，針對(duì)水下系統(tǒng)的應(yīng)用情況來(lái)看，由于世界各國(guó)對(duì)石油系資源的需求量較大，這也使得在未來(lái)發(fā)展的過(guò)程中，會(huì)針對(duì)超深海海域的石油氣開(kāi)發(fā)投資力度加大，因此在未來(lái)的發(fā)展中，水下生產(chǎn)系統(tǒng)必然會(huì)得到全面性的技術(shù)升級(jí)，而且也會(huì)由于市場(chǎng)供應(yīng)需求的增大而促進(jìn)自身的應(yīng)用效率有所提高。但是，隨著當(dāng)前大陸整體石油氣資源的枯竭，也使得淺水、深水區(qū)域的石油氣開(kāi)發(fā)工作成為了當(dāng)前重點(diǎn)開(kāi)發(fā)項(xiàng)目的工作之一，所以在不遠(yuǎn)的將來(lái)，也會(huì)由于近海域資源的匱乏而使得石油氣的開(kāi)采面向超深水域的發(fā)展，而這也會(huì)在一定程度上，需要通過(guò)提高水下生產(chǎn)系統(tǒng)的應(yīng)用效果來(lái)確保自身油氣資源開(kāi)采效率的有效提升，從而才能實(shí)現(xiàn)帶動(dòng)經(jīng)濟(jì)的有效發(fā)展。

3 總結(jié)

針對(duì)當(dāng)前整體的水下系統(tǒng)發(fā)展情況而言，由于經(jīng)濟(jì)的提升實(shí)現(xiàn)了推動(dòng)其技術(shù)的升級(jí)，這也使得其自身在石油氣開(kāi)采的過(guò)程中，提高了開(kāi)采總量。但是，根據(jù)當(dāng)前整體的發(fā)展情況來(lái)看，隨著人們對(duì)能源需求量的不斷增加，也使得水下生產(chǎn)系統(tǒng)的發(fā)展會(huì)面向超深海域工作的前進(jìn)。

參考文獻(xiàn)：

[1]李志剛，賈鵬，王洪海，張寧，王立權(quán).水下生產(chǎn)系統(tǒng)發(fā)展現(xiàn)狀和研究熱點(diǎn)[J].哈爾濱工程大學(xué)學(xué)報(bào)，2019，40（05）： 944-952.

[2]高原，魏會(huì)東，姜瑛，王勇.深水水下生產(chǎn)系統(tǒng)及工藝設(shè)備技術(shù)現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢(shì)[J].中國(guó)海上油氣，2014，26（04）：84-90.

[3]徐曉麗，徐冰.水下生產(chǎn)系統(tǒng)的發(fā)展現(xiàn)狀及未來(lái)預(yù)測(cè)[J].船舶物資與市場(chǎng)，2014（01）：86-90.