近年来,水下生产系统已经逐渐成为深海石油勘探开发的关键设备。我国在海洋水下井口及采油装备的技术研究方面起步较晚,在整个水下生产系统的设计、制造以及维修等方面,还处在空白状态。随着中海油开发南海深海和各油田边际石油资源,作为水下生产系统最重要的组成部分,水下采油树及其相关设备越来越广泛的应用于海洋石油生产,其维修保养和安全运行的工作将越来越重要。因此,本文选定“水下采油树系统地面测试单元研究”作为研究课题,具有重要的理论意义和工程应用价值。本文围绕该课题开展了深入的理论与试验研究工作,并取得了如下的研究成果:(1)提出了一种水下采油树系统测试方法。通过查阅国内外相关资料和文献,研究了国内外水下采油树的结构及工作原理,重点分析了流花11-1油田水下卧式采油树,并在此基础上,通过参考国内外相关标准、文献以及水下采油树FAT(Factory Acceptance Test)、SIT(System Integration Test)等测试资料,针对流花11-1油田水下卧式采油树提出了水下采油树系统测试方法,该测试方法具有很好的扩展性,可适用于其他类型的水下采油树。(2)研制了一套水下采油树系统地面测试单元样机,包括液压控制系统和电控系统。液压控制系统包括油箱、高压泵回路、水泵回路、蓄能器组、调压回路、回油回路以及接口回路等。电控系统以西门子S7-300系列PLC作为下位机,以WinCC组态软件作为上位机进行了开发。(3)开展了水下采油树系统地面测试单元测试以及应用验证工作。测试的目的是了解整机的性能是否满足设计要求,包括关键部件动作状况检测、测量仪器检测以及液压管线压力试验。应用验证的目的是验证地面测试单元是否能够完成水下采油树系统的测试,包括液控阀测试、采油树连接器测试以及采油树液压管线测试。结果表明使用本测试单元能够准确判断水下采油树系统的各种情况,完成水下采油树系统的测试,应用效果良好。