科创

国内首台深海水平式 卡箍连接器研制成功

科技日报记者 李丽云 通讯员 刘涛

记者5月 31日从哈尔滨工程大学获悉,近日,哈工程与中海油海洋石油工程股份有限公司(下称海油工程)联合研制的国内首台深海水平式卡箍连接器,在深海高压密封和 自主对接技术上取得突破,该技术已通过挪威船级社(DNV)认证。深海水平式卡箍连接器将投入南海气田开发使用,用于1500米深海环境中海底油气田装备 的快速连接,各项指标达到国际同等水平,这是我国海洋工程装备国产化技术又一重要突破,实现了核心技术自主可控。

中海油集团公司专家胡晓明评价,作为国内首台套国产化工程应用产品,深海水平式卡箍连接器的成功研制,将我国海洋工程装备的国产化向前迈进一大步,为海洋关键装备的工程化示范应用提供了“中国装备”。

连接器主 要用于海底油气田采油树、管汇、管道终端及海底管道等装备之间的连接,是深海水下生产系统的关键装备之一。海底油气田不同装备之间连接需要不同类型的连接 器,目前世界上常用的连接器类型主要有卡爪式、卡压式、法兰式、卡箍式等。深海水平式卡箍连接器主要用于管汇和采油树之间的连接,是当前全球水下生产系统 装备之间主流连接方式之一,具有成本低、安装速度快等优点。因其充分利用水平空间,高度较低,可以防渔网拖拽,安全性和稳定性大幅提升。

“深海高 压密封和自动连接是连接器的两大技术难题。”哈尔滨工程大学科研技术人员王立权介绍,深海连接器要经受深海高压和石油输送时高低温差变化的影响,普通金属 密封或者传统橡胶密封方式不能经受大梯度压力及温度变化,无法完成密封。研发团队通过对金属和橡胶表面结构分析,研制出了满足高压和大梯度温度变化的金属 橡胶复合结构,使用该密封结构的深海连接器可以达到深海密封标准。

人类潜水 最深极限是332米,1500米深海之下压力高、洋流冲击大、能见度极差,只能通过水下机器人(ROV)操作专用的连接装备,实现水下生产装备之间的快速 连接。王立权介绍,经过海油工程和哈尔滨工程大学团队联合攻关,通过模拟深海复杂环境,优化分析连接器的运动轨迹,实现了水下机器人操作深海水平式卡箍连 接器与采油装备的高精度对接,可以做到同轴度对接误差不到0.2毫米。

“该连接 器各项指标均达到了国际同类产品的水平,但成本降低40%,生产方几乎可以自行维护。”王立权介绍,哈尔滨工程大学从2006年开始进行深海连接器的研发 工作,截至2019年,先后进行了深水卡爪式、卡压式、法兰式等多种形式连接器和连接机具的工程试验样机制造和测试,并取得海试成功,项目研究推动了团队 在水下非焊接连接研究方向不断深入。在前期研究基础上,哈工程和海油工程联合研制设计研发了深海水平式卡箍连接器。