2016年，道達(dá)爾公司打造了世界首個(gè)全電動(dòng)深海探井，位于荷蘭北海K5-F3平臺(tái)。據(jù)道達(dá)爾公司官方稱，全電動(dòng)技術(shù)有助于削減高達(dá)40%的深海開發(fā)支出。到今年，全電動(dòng)深海探井將獲得可靠的工業(yè)追蹤記錄，并成為道達(dá)爾公司3000米以下或更深的海底開采的標(biāo)準(zhǔn)選擇。

究竟全電動(dòng)技術(shù)有何獨(dú)特魅力，會(huì)被寄予如此高的期望呢?首先，深水油氣田一般呈現(xiàn)高溫高壓的特點(diǎn)，需要更高壓力的液壓動(dòng)力才能滿足控制要求。如果采用常規(guī)的以液壓為動(dòng)力的控制系統(tǒng)(例如目前國(guó)內(nèi)外廣泛采用的復(fù)合電液控制系統(tǒng))，液壓動(dòng)力必須采用高壓配送方式。高壓配送方式對(duì)臍帶纜結(jié)構(gòu)強(qiáng)度提出了更高的要求，增加了臍帶纜的費(fèi)用。全電動(dòng)技術(shù)則可以減少頂層的液壓基礎(chǔ)設(shè)施、臍帶管中的液壓管路、海底液壓分配系統(tǒng)以及采油樹和分支管上的液壓管路，同時(shí)也省去了與這些設(shè)備相關(guān)的工作等。正基于此，道達(dá)爾公司才宣稱該技術(shù)可削減高達(dá)40%的深海開發(fā)支出。

此外，開發(fā)超深水油氣田時(shí)，海底環(huán)境溫度接近零攝氏度，液壓動(dòng)力配送過(guò)程中溫度會(huì)逐漸降低，液壓油黏度逐漸升高，從而導(dǎo)致壓力損失嚴(yán)重，動(dòng)力配送效率降低，液壓管線易堵塞，甚至引起管線爆裂，污染海水。區(qū)別于傳統(tǒng)深海采油樹，深海電子采油樹利用電子信號(hào)對(duì)水下生產(chǎn)系統(tǒng)進(jìn)行控制，不需要液壓液，降低了液壓液泄漏的風(fēng)險(xiǎn)，從而更好地保護(hù)環(huán)境。

最后，該技術(shù)還能大大提高勘探作業(yè)深度，最大可作業(yè)水深可達(dá)3000米甚至更深的區(qū)域，對(duì)潛在區(qū)塊的勘探開發(fā)能力顯著提升。

我國(guó)深海油氣資源極其豐富，深海必將成為未來(lái)油氣的重要增長(zhǎng)點(diǎn)。全電控制系統(tǒng)功能靈活、系統(tǒng)響應(yīng)時(shí)間短、控制距離長(zhǎng)，特別適用于開發(fā)深遠(yuǎn)海油氣田。國(guó)外早在20世紀(jì)末開始研制水下全電生產(chǎn)系統(tǒng)，隨著全電水下生產(chǎn)控制系統(tǒng)和關(guān)鍵技術(shù)的逐步完善，未來(lái)將與電液復(fù)合控制系統(tǒng)平分秋色。

事實(shí)上，早在“十二五”期間，中國(guó)工程院院士曾恒一就曾指出水下全電生產(chǎn)系統(tǒng)將是未來(lái)深水開發(fā)的趨勢(shì)。研究總院依托“十二五”國(guó)家科技重大專項(xiàng)“水下生產(chǎn)系統(tǒng)”課題，與中國(guó)石油大學(xué)(北京)海洋油氣研究中心合作，對(duì)水下全電控制系統(tǒng)的核心——水下電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)進(jìn)行了前瞻性探索研究。

其中，“水下電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)原理樣機(jī)研制”子課題組廣泛調(diào)研了水下電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的技術(shù)背景，對(duì)現(xiàn)有國(guó)內(nèi)外水下電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)產(chǎn)品進(jìn)行跟蹤研究，對(duì)機(jī)械傳動(dòng)結(jié)構(gòu)、執(zhí)行機(jī)構(gòu)控制技術(shù)、各組件設(shè)計(jì)參數(shù)的優(yōu)化等關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行了科研攻關(guān)，形成了水下電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)原理樣機(jī)總體設(shè)計(jì)方案和設(shè)計(jì)圖紙。

在此基礎(chǔ)上，課題組進(jìn)行了水下電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)原理樣機(jī)的加工制造以及陸地載荷測(cè)試和水池測(cè)試等一系列測(cè)試，從功能上驗(yàn)證水下電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)整體設(shè)計(jì)的合理性和正確性，并針對(duì)測(cè)試過(guò)程中發(fā)現(xiàn)的問(wèn)題給出合理的解釋和改進(jìn)方案，為工程樣機(jī)的研發(fā)奠定了基礎(chǔ)。(胡意茹)