中国战略性新兴产业研究与发展:海洋油气装备
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1.3.1 水下采油树

水下采油树是海洋油气开采重要的生产设备之一,其通过连接器连接在井口上。水下采油树是一组安装在水下井口系统上的阀组,主要包括采油树连接器、采油树本体、采油树阀组、采油树大四通、导向架等部件。水下采油树在水下生产系统中起到注水、注气、控制油气产量及注入化学试剂的作用,同时可通过紧急关闭采油树阀门来防止油井生产事故的发生。采油树中的阀门有电动操作、液压操作及手动操作三种方式。手动操作通过潜水员或水下机器人(ROV)完成。

水下采油树一般可分为干式、湿式、干/湿式和沉箱式四种形式。干式水下采油树把采油树置于一个密封的常压、常温舱里,维修人员像在陆地上一样在舱内进行工作;湿式水下采油树完全暴露在海水中;干/湿式水下采油树可以转换干/湿状态,正常生产时,采油树呈湿式状态,维修时,则由一个服务舱与水下采油树连接,排空海水,使其变成常温、常压的干式采油树;沉箱式水下采油树包括主阀、连接器和水下井口,均置于海床以下的导管内,大大降低了采油树因受外界冲击而造成损坏的概率。

干式水下采油树的装置和仪器繁多、结构复杂、成本高、技术难度较大,且对操作人员存在安全隐患,因此逐渐被淘汰;沉箱式水下采油树与湿式采油树相比,价格一般高出40%左右,且无其他明显优势;随着湿式水下采油树所釆用的金属材料的耐海水腐蚀性能、水下作业水平的提高及遥控装置的发展,目前湿式水下采油树逐渐成为各石油公司的首选。

目前,常用的湿式水下采油树有立式水下采油树和卧式水下采油树两种。两种水下采油树的不同结构决定了各自的优势与局限,具体见表1-3。

表1-3 卧式水下采油树和立式水下采油树的对比情况