目前，中国自主建造的当今世界最先进的第六代 3,000m深水半潜式钻井平台 “海洋石油 981” 已经成功投产。2011 年 5 月 23 日，国内第一艘大马力深水 ( 工作水深 3,000 米 )用工程船“HYSY681”已在武汉下水，它具备 1,500m 水深的起抛锚作业及 3,000m 水深的供应和作业支持能力 ( 三用 )，是专门服务于我国“海洋石油 981”半潜式钻井平台的。2012 年投产的我国深水（3,000m）铺管船（管件容量 9000t）“HYSY201”，已用于南海深水荔湾 3-1 气田铺设海底管道，它也是可与海洋石油 981”配套的。由此可见，随着我国“向深水进军”的起步，我国一些深水油气田勘探开发用的水面浮式装备的研制已取得长足进步。但是，除水面上装备之外，深水油气田的开发还需要有水下装备。
 
目前，世界上海洋石油大国，如挪威，美国，巴西等，他们早已掌握了水下生产系统的关键技术与装备制造生产，他们均是采用水下生产系统进行深水油气田的开发。我国虽早自 1997年开始，即先后于陆丰 22-1 油田、 流 花 11-1 油 田 以 及 荔 湾3-1 气田中，将水下生产系统应用于深水油气田的开发，但因其所有的工程开发均由国外水下装备供应商和工程承包商完成，故对于我国来说，目前基本上还是空白。因此，值此我国“向深水进军”之际，这套深水水下生产系统高端产品在我国的研制，已刻不容缓。深水装备的几种组合模式目前国外深水油气田的全海式开发均是采用水下生产系统与多种水面浮式装备灵活组合的模式。他们用的水面浮式装备主要有：张力腿平台（TLP）、半潜式平台、立柱式平台（Spar）以及浮式生产储卸设施 （FPSO） 等。张力腿平台全球共有 20 多座，它是用于深水的一种垂直系泊的浮式顺应平台。
 
虽然，张力腿平台甲板上装有钻井、完井和修井作业装备以及全套油气分离、脱水等生产处理设备，但是它不能储油，只能通过海底输油管道，送出处理后的原油或是送到 FPSO上储存再卸油至穿梭油轮上运走，这是一种由水下生产系统与张力腿平台及 FPSO 组成的装备组合模式。立柱式平台（Spar）目前全球已有 10 多座，它的平台上体由钻井甲板、原油处理生产甲板及井口甲板组成，平台上体由一根独立的浮式园筒状立柱来支撑，浮式园筒中央通过生产立管，其周围则分别设有压载舱及储油舱，因而它可以储油，一般是将处理后合格的原油通过海底管道送出，不需要与 FPSO 组合。因此，它是一种由水下生产系统与立柱式平台直接组成的装备组合模式。但因其立柱由于海流涡旋造成的涡激振动及构件的疲劳损伤问题目前尚难彻底解决，故而限制了这种装备组合模式的广泛应用。半 潜 式 平 台 目 前 已 发 展 到第 六 代， 它 在 深 水 油 气 田 开 发中 应 用 最 为 广 泛， 全 球 在 水 深超 过 1829m（6000ft） 的 己 有50 艘 左 右， 最 深 的工作水深已达 3048m（10000ft）， 半 潜 式平台之所以能够应用广泛，主要是由于它的设计建造技术成熟，使用操作经验丰富，稳性好。
 
它的最大弱点是不能储油，功能不够全面，所以选用半潜平台时，还必须与 FPSO 联合。目前，这种水下生产系统与半潜式平台及FPSO 组成的装备组合模式是国外深水油气田开发中应用最多的一种模式。鉴于我国已具有自主设计与建造半潜式多功能平台的能力，因此，笔者建议，我国开发深水油气田的主要装备组合模式宜采用：水下生产系统 + 深水半潜式多功能平台，但在半潜式多功能平台未建造成功之前，可因时制宜，暂时采用下列组合模式：水下生产系统 +常用的传统半潜式平台 + FPSO。这是因为目前我国已有在用的传统半潜式平台及 FPSO，将其改造成为符合深水及南海海况需要的装备是比较容易的。生产系统决定深水开发成败水下生产系统是将油气藏中的生产流体，通过水下井口头和采油树，汇集到海底管汇，然后再通过海底管线上的终端设备进行集输，最后由立管输送至水面设施 ( 平台、船 ) 的装备系统。图2 即为我国南海深水荔湾 3-1 气田的水下生产系统的水下装备的全貌，下面具体介绍水下生产系统组成的各个主要装备。自图 1可看出，水下生产系统的最基础单元是采油树与水下井口。水下井口是支撑采油树并使井口下部的流体流通的装备；采油树是控制油藏中生产流体通过井口的通道并对其进行监测的装备。采油树包括树体、连接器，阀件，永久导向基础，树内外帽和控制系统，如图 3 示，我国已有几个厂家可以生产该产品。
 
图 1 中的水下管汇是水下生产系统中的核心装备。水下管汇主要由生产管道，水下阀门，跨接管及连接器以及支撑结构和保护框架，基础（封闭沉箱基座）等组成。如果是具有控制和化学药剂分配功能的管汇，则还需要配置控制用的液压管线和化学药剂管路以及电控接头等设备。结构与管汇类似的还有管线终端，它位于海管末端，直接与海底管道 相 连。 图 3 为 我 国 南 海 崖 城13-4 气田主体区由我国自主创新研制成的水下管汇。图 4 是南海番禺油田安装的我国研制的管线终端。 水下管汇、管线终端一般均带有连接器的一个接头，而另外的接头则位于跨接管上，如图 2 所示通过水下管汇的连接器以及卫星井的水下采油树的连接器分别与跨接管相连，即可实现卫星井井口与水下管汇两个装备的连接。
 
目前在深水广泛应用的是套筒式连接器，它具有连接方便，连接工具可以重复使用等优点，图 5 是中海油工程公司与哈工程高校等单位联合研制的垂直式套筒连接器。脐 带 缆 也 是 水 下 生 产 系 统中的重要装备，它的功能是提供电力和液压，对水下采油树，管汇上的阀门进行控制，同时采集生产过程中的流体压力，温度等信 息， 根 据 需 要 还 可 通 过 它 注入生产过程中必需的化学药剂。脐带缆通常要在水下设置分配单元（SDU）或者脐带缆终端设备（SUTU），以按照水下生产系统的装备的布置情况，进行二次或者多次分配。深水油气田多使用钢管脐带缆，图 6 为深水用钢管脐带缆的横断面图。
 
图 7 为带终端设备（SUTU）的脐带缆。图 8即为水下控制模块（SCM) 。水下生产系统中的水下增压装备，主要包括有：为液体增压的水下增压泵、为气体增压的水下压缩机。水下增压泵是采用成熟的产品为了降低甚至摆脱水下生产系统对于水面上装备的依托；为了克服长距离油气水输送时引起结蜡，水合物等造成的流动保障的困难；为了保护油层延长油田寿命人为增加水下井口的流体压力。目 前， 国 外 正 在 大 力 研 发水下增压与水下油气水处理工艺技术与装备，这些装备已构成了水下生产系统的新亮点，如螺杆泵 和 离 心 式 微 轴 流 泵 等。 国 外Framo 公司生产的轴流泵，已在我国南海陆丰 22-1 油田于 1997年最早安装使用。图 9 即为水下增压轴流泵模块。水下压缩机按照对生产气体是否进行处理可分为干气压缩机 ( 处理 ) 和湿气压缩机 ( 不处埋 )，湿气压缩机由于无需对气源进行处理，因此应用广 泛。
 
 
目 前， 如 挪 威 的 OrmenLange 气田，己成功应用水下湿式压缩机将井口产出的气体直接输送至 120 公里以外的陆上终端，图 10 即为水下压缩机模块。水下分离器是在水下进行油水分离和气液分离的水下生产系统中的一种新装备。目前，深水油气田开发中应用较多的是离心式水下分离器，因为它结构紧凑轻巧，利于安装，图 11 即为水下分离器模块。显然，水下生产系统中设置了水下分离装备，即可摆脱水下生产系统对于水面上如FPSO 等生产平台的依托。无论是水下增压装备，还是水下油气水分离处理装备， 均需要电力供应，因此必须采用高压输配电的方式，通过水下电力供应装备，将电力分配给各种水下工艺装备，这些水下电力供应装备主要包括有水下的电力降压变压器，中压开关柜以及变频器等，它们都必须要考虑水下的特殊环境，并能满足在水下进行快速连接操作和无需维护的要求。（未完待续）