深水钻井水下井口失控后再控制十分困难，需要一套封堵井口并回收溢流应急系统。一套典型的海上油井封井回收系统主要功能包括井口封堵，输送溢油分散剂和水合物抑制剂，油气收集、传输、处理、储存和卸载等。目前行业领域已有至少7家公司研制该系统，包括MWCC公司的系统（Marine Well Containment System，MWCS）、Helix公司快速响应系统（Helix Fast Response System，HFRS）和Wild井控公司的油井封井回收系统等。

MWCS系统包括数艘油气收集船只和一整套水下封井回收设备，类似于英国石油公司在深水地平线钻井平台爆炸倾覆后三个月的反复试验中所开发出来的一套系统，可以收集并控制海面以下3 000 m深处每日至多10万桶石油的泄漏。MWCS系统如图6-2所示，其设计一个封井器密封井喷井并收集从井喷井中流出的油气，而不增加井口压力，从而避免进一步损坏井筒完整性。

图6-2　MWCS系统示意图

一套海上油井封井回收系统包括以下几部分：

①海底系统。包括：a.水下应急封井器；b.海底工具包（比如损毁设备切割和拆卸）；c.海底分散剂和水合物抑制剂传输系统；d.水下液压动力单元（HPU）；e.海底部署／运行工具。

②管线、立管、脐带缆、管汇。

③模块化的收集船或收集船只。

④模块化舷或干舷。

上述组成部分中，安装在井喷失控井口进行封井和（或）引导井喷油气流体的水下应急封井器是其中最关键的设备，其主要功能包括：关井，将事故井隔离；提供向井筒注入压井液的通道；提供向井筒注入化学药剂的通道；监测井筒关键参数；控流操作时用作回流的分流器。水下应急封堵装置最早应用于2010年墨西哥湾英国石油公司Macondo漏油事件的抢险救援，其可以进行关井、分流、压井、分散剂注入等操作。处置Macondo漏油事件的水下应急封井装置如图6-3所示。

图6-3　成功处置Macondo漏油事件的水下应急封井装置

2014年7月API颁布了API-RP-17W“水下应急封井装置”，该推荐做法的内容涉及水下应急封井装置的设计、制造、使用、储存、维护和测试等。API-RP-17W将水下应急封井装置的基本类型分为两类：第1类封盖形式和第2类封盖与分流形式。(www.daowen.com)

对使用第1类水下应急封井装置的井，关井以后井筒能保持压力完整性。将第1类水下应急封井装置连接至事故井，实现关井，临时分流井筒流体以便关闭主井筒，并连接泵设备将压井液注入井筒。第1类水下应急封井装置的总体配置如图6-4所示。

图6-4　第1类水下应急封井装置的总体配置

对于井筒可能在关井过程中失去压力完整性的情况，应使用第2类水下应急封井装置。第2类水下应急封井装置连接至事故井，实现关井、分流井筒流体、连接泵设备将压井液注入井筒，并通过分流出口的节流装置控制流量，使用柔性软管和生产立管将井流引导至水面船舶进行储存及处理。第2类水下应急封井装置的总体配置如图6-5所示。

图6-5　第2类水下应急封井装置的总体配置

Macondo漏油事件之后，国际上成立了多家公司共研制出约17套水下应急封井装置，布置在世界各主要海洋石油开采区，由应急救援组织／公司以及油气公司所有，见表6-1。例如，MWCC是由美孚公司、壳牌公司、康菲公司、雪佛兰公司、英国石油公司等10个国际知名石油公司成立的应急救援非营利性的联盟公司。

表6-1　水下应急封井装置储存点及服务区域

典型水下应急封井装置的主要技术参数见表6-2。根据事故井的水深、井口压力、井口温度、须处理的油气量等，选择合适的水下应急封井装置。

表6-2　典型水下应急封井装置的主要技术参数

水下应急封井装置主要部件包括闸板防喷器、闸板阀门、井口连接器、分流四通、管道连接器、节流阀、水下机器人操作面板、上部芯轴等。水下应急封井装置的制造厂家主要是Trendsetter和Cameron等公司。