海洋深水防喷器何时成“大器”

在中国大力实施海洋战略的形势下,华北石油荣盛机械有限公司发挥技术优势,开展海洋石油重大钻井装备技术攻关,并取得显著成绩。作为一项成功打破国外技术垄断,有望结束进口依赖的海洋深水油气钻探重大安全装备项目,该公司承担的国家863计划深水防喷器组及控制系统通过国家科技部验收,研制、开发、应用已到万事俱备的关键阶段,但因缺少工程依托,无法进行海试而止步不前。海洋深水防喷器组及控制系统项目亟需加大扶持力度,热切期待有关部门及企业给予支持。

未雨绸缪　荣盛率先攻下水下井控装备

2013年3月19日,由华北石油荣盛机械制造公司研制生产的国内首套3000米深水防喷器组及其控制系统,在北京第十三届国际石油石化装备展览会上,经国内15名工程院院士和石油石化资深专家评审,被评为展览会唯一的创新金奖产品。此前,3000米深水防喷器组及控制系统通过国家科技部组织的验收。这是该公司继F35-105防喷器组、F28-140防喷器组、291/2〞-500psi分流器、30〞-1000psi的分流器、70MPa高压环形防喷器胶芯后,又一项高端石油钻井装备问世,填补了国内空白,各项技术指标达到国际先进水平。对此,新华社、《科技日报》等以《中国有了自己的深水防喷器》为题进行了重点报道。

这个公司承担的“3000米深水防喷器组及控制系统”科研项目,是国家高技术研究发展计划(863计划)“南海深水油气资源勘探开发关键技术和装备”重大项目的课题之一,也是国家“十二五”发展规划中海洋工程装备的重要组成部分。荣盛公司作为目前全球最大陆地防喷器制造商凭借在防喷器及控制系统方面具有雄厚的技术实力和制造实力,被国家科技部择优指定承担了这项国家863计划的重大项目课题。

近年来,在大力发展陆上石油装备的基础上,华北荣盛一直关注中国海洋石油装备的国产化。目前已经开发出了P系列泥浆泵、高压力大口径防喷器、分流器系统等产品,广泛应用在中海油、中石油、中石化三大石油公司的60多个钻井平台上。适应中国能源产业的发展需要,荣盛公司2006年确立了“油气并举,钻采并重,水陆并进”的产业发展战略,开始进军海洋石油开发装备领域,并于2008年8月起承担了国家863计划的“3000米深水防喷器组及控制系统的研制”的重点课题的研究任务。

荣盛公司经过4年多的艰苦攻关,形成了包括水下防喷器组设计与制造、控制系统设计与制造、检测及试验、总体设计、可靠性研究等深水防喷器组及控制系统技术,突破了23项关键技术,在闸板防喷器连接与密封新结构、高性能剪切闸板等方面取得11项创新性成果,研制出深水防喷器组及控制系统的关键单元设备工程样机,取得了美国石油学会API产品证书,防喷器组通过了中国船级社认证,技术性能达到国外同类产品水平。申请国家专利17项,已获授权3项发明专利和11项实用新型专利,建立了一支海洋石油深水井控设备科研队伍。

深水防喷器组及控制系统是海洋油气钻井的关键装备,其作用是防止井喷事故,保障钻井平台安全,保护海洋资源和环境,是一个集机、电、液控、光控、声控于一体的高技术重大装备。多年来,相关技术一直被国外厂商垄断,国内完全依赖进口。荣盛公司该科研项目的研制成功,将更好地满足我国海洋深水油气自主开发需要;打破国外垄断,摆脱依赖进口;填补国内空白,提升我国海洋石油勘探钻井水下设备的国际竞争力。

曲高和寡　高端海工装备发展尴尬多多

从2008年开始至今,这个公司共投入1．2亿元的研发费用,加快对3000米深水井控装备的开发,虽然科技部和河北省科技厅在财政资金给予了大力支持,但主要研发费用的大部分主要靠这个公司自行投入。深水防喷器组及控制系统的研制成功后,需要进一步走向市场和推广应用。然而现实情况是,接下来的继续研究和产业化之路并不好走。

以防喷器为主的井控装备是钻井生产中最重要的安全设备,即便是陆地上使用也是一项高技术、高风险的产品。虽然企业在产品开发过程中已经做过模拟各种使用环境的严格测试,但毕竟相对于深海的复杂使用环境,产品还必须经过严格的海上实际应用与测试。一般来说,这样的高风险项目必须在确定工程依托以后才能启动。当初华北荣盛公司在国家863计划立项时,是中石油深海开发项目的子课题之一,依托工程是中石油海洋工程公司的深海项目。但由于各种原因,中石油的平台项目搁浅,导致了该项目失去依托工程。

由于水下防喷器使用环境特殊,安全性、可靠性要求更高,来不得半点马虎。特别是2010年英国BP公司深水地平线平台在美国墨西哥湾发生灾难性漏油事件以来,海工装备的准入门槛进一步提高,使得各海洋工程服务企业在选择海工产品时格外小心,对供应商都要进行综合评价,既要看技术水平,又要看销售业绩,找不到工程依托,无法进行实际使用测试,成为重大装备国产化首台套产品进入市场带有普遍性的、最大的待解难题。

深水防喷器组及控制系统是深水半潜式钻井平台和钻井船的标准配置,也是300英尺以上自升式钻井平台的主流配置。但这种产品多年来一直为美国公司垄断。抛开采购价格不说,目前从美国采购这样一套产品仅交货期就需要3年。以水下防喷器等为代表的海洋石油装备,成为我国开发海洋资源、搞好深水钻井的一个瓶颈和软肋。

而目前这方面的现状是,一方面国家或付出高昂代价,或经历漫长的等待,受制于人,看着美国海工装备制造巨头的脸色行事;另一方面,国内企业自己的技术却束之高阁,无所作为,这成了我国高端海工装备发展的突出矛盾和现实困局。海工重大装备国产化整体处于叫好不卖座的状态,面临着诸多待解的现实难题。

深海亮剑　中国海工装备市场前景光明

深水油气勘探开发与航空航天工业,被并称为21世纪两大尖端高技术行业。作为国家大力支持的战略性新兴产业之一,2011年5月由中海油打造的“海洋石油981”诞生,填补了中国在深水钻井特大型装备项目上的空白,使我国深水油气资源勘探开发能力和大型海洋装备建造水平跻身世界先进行列。

但事实上,这座号称由我国自主设计、建造,拥有自主知识产权的首座第六代深水半潜式钻井平台“海洋石油981号”的基本设计却是由美国F&G公司(2010年被振华重工收购)承担的,尽管总造价高达60亿元,但其中近40亿元的设备为国外进口,包括价值1亿多美元的钻机设备、4000万美元的井控装备、智能化控制设备、DP3动力定位等关键装备。相对于船台制造,技术和装备水平,同样是中国自主开发海洋油气资源的瓶颈和软肋,一个“981”是远远改变不了我国海洋石油开发的成熟技术仅仅为600米左右水深的基本事实的。

据资料显示,目前全球90%的油田已经进入成熟期,老区产量下降;而且随着陆上勘探程度的不断提高,以往地理条件较好地区的油气开采难度加大,常规油气田的发现也在逐渐减少,新发现油田的规模总体呈变小趋势。近年来,石油勘探开发重点已经向边远地区、油区深层、复杂结构、非常规产区、深海(国际上一般认为,超过500米为深水,超过1500米以上为超深水)等领域转移。海洋蕴藏了全球超过70%的油气资源,全球深水区最终潜在石油储量高达1000亿桶,未来全球50%以上的油气产量和储量将来自海洋,深水无疑是世界油气的主要接替区,海洋油气开发无疑是中国能源战略的重要组成部分。

我国三大石油公司都有海洋油气业务,但只有中海油具备了开发深海油气的能力。按照国外技术发展的路径,海洋钻井能力从300米到500米、500米到750米或1000米,然后是1500米、2000米、2500米、3000米,目前国外深水钻井能力已经达到3052米。目前从技术的成熟性来看,我国还处于钻井能力从300米到500米阶段。但“海洋石油981”的诞生和第一口油井开钻,将拉开中国深水油气资源开发的大幕。

“十一五”以来,国家863计划海洋技术领域瞄准海洋油气勘探开发技术发展前沿,秉承“挺进深远海,深化近浅海”的指导思想,适时启动了一批关乎深水油气田开发的关键技术与装备项目。

近年来,中石油和中石化也在拓展其海洋油气业务。再加之国家将海工装备列为战略性新兴产业大力予以扶持,已经大大引导和刺激了国内海工装备的开发和生产热情,海工装备的市场前景十分看好。

《“十二五”国家战略性新兴产业发展规划》对海洋工程装备业提出的发展目标是,初步实现深水海洋工程装备的自主设计建造和关键设备配套能力,基本形成自主的深水资源开发装备体系,提高国内市场占有率,产品具有国际竞争力。至2015年,行业年销售收入要达2000亿元以上,工业增加值率较“十一五”末提高3个百分点,海洋油气开发装备国际市场份额达到20%。

目前,全球三分之二以上的新发现油田来自海上,预示着海工装备市场将迎来空前的发展机遇。以深海钻井平台为突破点的中国海洋工程装备制造业,正迎来一个欣欣向荣的黄金发展期

注重扶持　海工装备制造企业期待难题破解

国产高端海工装备尽快进入市场,满足我国海洋油气资源开发的实际需求,对于逐步消除我国自主开发海洋油气资源,特别是深水油气资源的装备瓶颈,加快海洋油气资源开发步伐,降低海工装备国际采购成本,打破国外技术和市场垄断,谋求产业自立,扩大装备出口,以及预防国际垄断集团凭借技术和装备上的垄断地位打压中国海洋油气开采进程,干预中国南海等争议海域油气资源开发,都具有十分重大的意义。

正因如此,近年来国家对海洋工程装备行业的政策支持明显加大,出台了很多政策。2010年国家出台了《国务院关于加快培育和发展战略性新兴产业的决定》,把海洋工程装备列入战略新兴产业。2011年8月,国家出台了《海洋工程装备产业创新发展战略(2011—2020)》;2011年12月,河北省政府出台了《河北省人民政府印发关于加快培育和发展战略性新兴产业的意见》,明确“海洋工程装备,重点发展深海作业、海洋油气开发等技术装备,推进华北石油荣盛海洋深水钻井井控装备等项目建设”;2012年2月国家出台《海洋工程装备制造业中长期发展规划》,提出的目标是:2015年,海洋油气开发装备关键系统和设备的配套率达到30%以上,2020年达到50%以上。同时,“海洋水下防喷器”列入了国家《重大技术装备自主创新指导目录(2011．2012)》。

但是,对于3000米深水防喷器组及控制系统这一首台套国产装备,凭借装备制造企业自身单方面的力量,或是仅仅寄希望于油气生产企业甘冒风险,自觉地使用国产装备,显然力度是不够的;而仅有支持政策,没有落实措施,特别是作为一个高度集中的行业,没有国家层面的协调也是不够的。还需要国家主管部门、装备制造企业、油气生产企业多方努力,多管齐下,建立好的财政支持、风险分担和科技回报机制,并细化支持政策,切实落到实处,调动各方面放心使用国产装备、推动民族工业发展的积极性。

为此,结合3000米深水防喷器组及控制系统的研制和使用情况,有关专家提出以下建议:

一是要加大装备制造企业从研发到产业化全过程的政策支持。虽然近年来我国石油装备水平提升较快,但与发达国家的水平仍存在较大差距,特别是装备成套与系统集成方面差距更大。纵观国外的石油装备巨头,基本都是经过多个发展周期洗礼,反复重组,优胜劣汰形成的技术领先、财力雄厚的超大企业,其产品创新与风险承受能力非我国企业能比。短期内,我国重大装备的自主研发仅凭企业自身的能力尚力不从心,还离不开国家政策支持。尤其是科技含量高、系统复杂、开发周期长、见效慢的重大项目,政府应加大从研发到产业化全过程的政策支持。特别是要建议政策性的风险分担机制,有效分担制造企业开发重大装备和工程技术服务企业使用首台套重大装备的风险。

二是要协调好装备制造企业与装备使用企业的对接。工程试用是高端装备开发不可或缺的重要环节,因而依托工程是产品开发的关键。不同于一般行业,海洋油气开采技术高、风险大,行业集中度高,主要是大型央企垄断,可选的依托工程非常少,首台套装备由于缺少使用验证和业绩证明,很难进入市场。加之受使用环境和制造成本影响,每个钻井平台设计都不一样,装备个性化需求明显,只有确定依托工程,提前和平台设计制造商相结合,才能保证研发的新产品可以使用。比如水下防喷器组,具体的结构形式只有确定了平台结构才能最后确定,脱离用户个性需求开发的装备极有可能造成企业研发费用的浪费,哪怕是试验平台也是这样。所以,在依托工程确定方面非常需要政府的协调。从协调层次来看,积极性最高的是地方政府,但其牵头的影响力非常有限,从而亟须国家层面进行统筹协调,推动依托工程的确定,帮助装备制造企业与装备使用企业实现对接。建议由国家科技部或国家发改委、工信部牵头,帮助制造企业实现与央企的对接,努力推动相关创新成果的应用。

三是加快推进建设重大装备国产化的公共试验及服务平台。海洋深水装备虽然很重要,但是由于海洋深水平台的日费高得惊人,而成套装备的安装调试不可能一蹴而就,如果单方面让装备制造企业承担海试费用,也是制造企业的难以承受之重。为此,建议由国家出资、或部分出资、或出资支持油气开发企业建设一座专门用于海洋装备试验的简易平台等设施,为国内相关海工装备开发企业提供必要的试验条件。如果这一条可以做到,海工装备的开发就可以有效减轻对依托工程的依赖,打破依托工程在时间、环节等方面的限制,从而更好地加快产品的研发进程。

四是装备使用企业要大力支持民族产业发展,积极提供试用、试验条件。在石油开发领域,装备制造和工程技术服务企业其实是谁也离不开谁的关系。工程技术服务离不开装备支持,装备制造也离不开技术进步带来的新的技术需求的推动,从打破国际垄断的大局来看,双方本身就是利益的共同体。对于首台套的重大装备,双方都要敢于“吃螃蟹”。对于高风险产品不敢整体试用的,可以运用局部代替、逐步试用,进口设备与国产设备双保险并行试用等各种有效方式,实现既能降低风险,又能达到产品开发的目的。有条件的企业要与装备制造企业共同组成研发团队,让“产、学、研、用”形成利益联盟,互通有无,共同开发,共同发展。笔者,在此也进一步呼吁,如果中石油、中海油有新的深海平台建造项目,应当尽可能地支持民族工业,为华北荣盛水下防喷器这样的高端国产重大海工设备的开发提供一个平台。

五是装备制造企业要进一步提高研发水平,确保装备的可靠性。应该说,敢于吃海工装备“螃蟹”的制造企业大都是国内行业的优秀企业,拥有很强的技术实力和经济实力,有为国争光、发展民族工业的远大发展目标和雄心壮志。作为项目将来的最大受益者,装备制造企业要紧紧跟踪当今世界海洋钻井装备制造的先进技术,进一步提高自主研发水平,把基础工作做扎实,高标准、高起点做好产品创新,提高装备的可靠性,把最好的产品展示给用户,最大限度地消除试用企业的后顾之忧。

海洋深水防喷器何时成大器,国人翘首以待。

(载于2013年4月8日《中国石油报》,与赵永军合写)