เทคโนโลยีใต้น้ำเกี่ยวข้องกับอุปกรณ์ การปฏิบัติงาน หรือการใช้งานในมหาสมุทรที่จมอยู่ใต้น้ำอย่างสมบูรณ์ โดยเฉพาะอย่างยิ่งเมื่ออยู่ห่างจากชายฝั่ง ในน่านน้ำลึก หรือบนพื้นทะเล คำว่าใต้น้ำมักใช้ในบริบทของสมุทรศาสตร์วิศวกรรมทางทะเลหรือวิศวกรรมมหาสมุทรการสำรวจมหาสมุทร ยาน ยนต์ ควบคุมระยะไกล (ROV) ยานยนต์ใต้น้ำอัตโนมัติ (AUV) สาย เคเบิลสื่อสารหรือสายไฟ ใต้ น้ำที่อยู่อาศัยใต้น้ำการขุดแร่บนพื้นทะเลน้ำมันและ ก๊าซและพลังงานลมในทะเล

แหล่งน้ำมันและก๊าซตั้งอยู่ใต้ผืนน้ำภายในประเทศและพื้นที่นอกชายฝั่งหลายแห่งทั่วโลก และในอุตสาหกรรมน้ำมันและก๊าซ คำว่าใต้ทะเลหมายถึงการสำรวจ การขุดเจาะ และการพัฒนาแหล่งน้ำมันและก๊าซในบริเวณใต้น้ำเหล่านี้^{[ 1 ]}แหล่งน้ำมันและสิ่งอำนวยความสะดวกใต้น้ำโดยทั่วไปจะถูกเรียกโดยใช้ คำนำหน้า ใต้ทะเลเช่น บ่อน้ำมัน ใต้ทะเลแหล่งน้ำมันใต้ทะเลโครงการใต้ทะเลและการพัฒนาใต้ทะเล

การพัฒนาแหล่งน้ำมันใต้ทะเลมักแบ่งออกเป็น ประเภท น้ำตื้นและน้ำลึกเพื่อแยกแยะความแตกต่างระหว่างสิ่งอำนวยความสะดวกและวิธีการที่จำเป็น คำว่าน้ำตื้นหรือชั้นหินใช้สำหรับระดับความลึกของน้ำที่ตื้นมาก ซึ่งสามารถใช้ สิ่งอำนวยความสะดวกที่ตั้งอยู่บนพื้นทะเล เช่น แท่นขุดเจาะแบบยกขึ้นและโครงสร้างนอกชายฝั่งแบบคงที่ได้ และ การดำน้ำแบบอิ่มตัวเป็นไปได้น้ำลึกเป็นคำที่มักใช้เพื่ออ้างถึงโครงการนอกชายฝั่งที่ตั้งอยู่ในระดับความลึกของน้ำมากกว่าประมาณ 600 ฟุต (180 เมตร) ^{[ 2 ]}ซึ่ง ใช้ เรือขุดเจาะลอยน้ำและแท่นขุดเจาะน้ำมันลอยน้ำและ จำเป็นต้องใช้ ยานใต้น้ำที่ควบคุมจากระยะไกลเนื่องจากไม่สามารถดำน้ำโดยมีลูกเรือได้

การเจาะบ่อใต้ทะเลสามารถสืบย้อนไปได้ถึงปี 1943 โดยการเจาะบ่อในทะเลสาบอีรีที่ระดับความลึก 35 ฟุต (11 เมตร) บ่อดังกล่าวมีอุปกรณ์ควบคุมการไหลแบบเดียวกับบนบกซึ่งต้องใช้นักดำน้ำในการติดตั้ง บำรุงรักษา และเชื่อมต่อท่อส่ง^{[ 3 ]}เชลล์ได้เจาะบ่อใต้ทะเลแห่งแรกในอ่าวเม็กซิโกในปี 1961 ^{[ 4 ]}

ระบบการผลิตน้ำมันใต้ทะเลมีความซับซ้อนแตกต่างกันไป ตั้งแต่บ่อดาวเทียมเพียงบ่อเดียวที่มีท่อส่งเชื่อมต่อกับแท่นคงที่FPSOหรือสิ่งติดตั้งบนฝั่ง ไปจนถึงบ่อหลายบ่อบนแม่แบบหรือรวมกลุ่มกันรอบท่อร่วม และถ่ายโอนไปยังสิ่งอำนวยความสะดวกแบบคงที่หรือแบบลอยตัว หรือไปยังสิ่งติดตั้งบนฝั่งโดยตรง^{[ 5 ]}

ระบบการผลิตใต้ทะเลสามารถใช้ในการพัฒนาแหล่งกักเก็บหรือบางส่วนของแหล่งกักเก็บ ซึ่งจำเป็นต้องเจาะบ่อจากมากกว่าหนึ่งตำแหน่ง สภาพน้ำลึก หรือแม้แต่สภาพน้ำลึกมาก อาจเป็นปัจจัยสำคัญในการพัฒนาแหล่งกักเก็บโดยใช้ระบบการผลิตใต้ทะเล เนื่องจากสิ่งอำนวยความสะดวกบนพื้นผิวแบบดั้งเดิม เช่น บนแท่นขุดเจาะแบบเสาเข็มเหล็ก อาจไม่สามารถทำได้ในทางเทคนิคหรือไม่คุ้มค่าทางเศรษฐกิจเนื่องจากความลึกของน้ำ^{[ 5 ]}

การพัฒนาแหล่งน้ำมันและก๊าซใต้ทะเลจำเป็นต้องใช้อุปกรณ์เฉพาะทาง อุปกรณ์เหล่านั้นต้องมีความน่าเชื่อถือเพียงพอที่จะปกป้องสิ่งแวดล้อมและทำให้การใช้ประโยชน์จากไฮโดรคาร์บอนใต้ทะเลมีความคุ้มค่าทางเศรษฐกิจ การติดตั้งอุปกรณ์ดังกล่าวต้องใช้เรือเฉพาะทางและมีราคาแพง ซึ่งต้องติดตั้งอุปกรณ์ดำน้ำสำหรับงานในระดับความลึกที่ไม่มากนัก (เช่น ความลึกของน้ำสูงสุดไม่กี่ร้อยฟุต) และอุปกรณ์หุ่นยนต์สำหรับงานในระดับความลึกของน้ำที่มากกว่า ดังนั้น การซ่อมแซมหรือการเข้าไปแทรกแซงอุปกรณ์ใต้ทะเลที่ติดตั้งไว้จึงมักมีค่าใช้จ่ายสูงมาก ค่าใช้จ่ายประเภทนี้อาจส่งผลให้การพัฒนาใต้ทะเลล้มเหลวทางเศรษฐกิจได้

เทคโนโลยีใต้น้ำในการผลิตน้ำมันและก๊าซนอกชายฝั่งเป็นสาขาเฉพาะทางที่มีความต้องการด้านวิศวกรรมและการจำลองสูง แหล่งน้ำมันใหม่ส่วนใหญ่ตั้งอยู่ในน้ำลึกและโดยทั่วไปเรียกว่าระบบน้ำลึก การพัฒนาแหล่งน้ำมันเหล่านี้กำหนดข้อกำหนดที่เข้มงวดสำหรับการตรวจสอบการทำงานของระบบต่างๆ และการปฏิบัติตามข้อกำหนดและมาตรฐานปัจจุบัน เนื่องจากค่าใช้จ่ายและเวลาที่เกี่ยวข้องกับการเปลี่ยนแปลงระบบที่มีอยู่เดิมนั้นสูงมาก เนื่องจากต้องใช้เรือเฉพาะทางที่มีอุปกรณ์บนเรือที่ทันสมัย ​​การทดสอบเต็มรูปแบบ ( การทดสอบการบูรณาการระบบ – SIT) ไม่สามารถให้การตรวจสอบระบบน้ำลึกที่น่าพอใจได้ เพราะในทางปฏิบัติ การทดสอบไม่สามารถดำเนินการภายใต้สภาวะที่เหมือนกับที่ระบบจะทำงานในภายหลังได้ ดังนั้น อุตสาหกรรมน้ำมันจึงได้นำเทคโนโลยีข้อมูลสมัยใหม่มาใช้เป็นเครื่องมือสำหรับการทดสอบเสมือนจริงของระบบน้ำลึก ซึ่งช่วยให้สามารถตรวจจับข้อผิดพลาดที่มีค่าใช้จ่ายสูงได้ในระยะเริ่มต้นของโครงการ โดยใช้เครื่องมือจำลองสมัยใหม่ สามารถสร้างแบบจำลองของระบบน้ำลึกและใช้เพื่อตรวจสอบการทำงานและคุณสมบัติทางพลวัตของระบบเทียบกับข้อกำหนดต่างๆ ได้ ซึ่งรวมถึงการพัฒนาระบบและโรงงานไฮเทคที่เป็นนวัตกรรมใหม่โดยใช้แบบจำลอง เพื่อการใช้ประโยชน์และการผลิตทรัพยากรพลังงานอย่างเป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อม ตลอดจนการวิเคราะห์และประเมินพฤติกรรมพลวัตของส่วนประกอบและระบบที่ใช้ในการผลิตและการจำหน่ายน้ำมันและก๊าซ อีกส่วนหนึ่งคือการทดสอบเสมือนจริงแบบเรียลไทม์ของระบบสำหรับการผลิตใต้น้ำ การขุดเจาะใต้น้ำ การส่งน้ำมันเหนือระดับน้ำทะเล การสำรวจแผ่นดินไหว อุปกรณ์ก่อสร้างใต้น้ำ และอุปกรณ์วัดและควบคุมกระบวนการใต้น้ำ

โครงสร้าง พื้นฐาน การส่งกำลังไฟฟ้าสำหรับพลังงานลมในทะเลใช้เทคโนโลยีใต้น้ำหลากหลายประเภทสำหรับการติดตั้งและการบำรุงรักษาสายเคเบิลส่งกำลังไฟฟ้าใต้น้ำและอุปกรณ์พลังงานไฟฟ้าอื่นๆ^{[ 6 ]} นอกจากนี้ฐานรากเสาเดี่ยวของกังหันลมแบบติดตั้งอยู่กับที่และ โครงสร้าง ยึดและสายเคเบิลของกังหันลมแบบลอยตัวจะได้รับการตรวจสอบเป็นประจำด้วยเทคโนโลยีใต้น้ำบนเรือหลากหลายประเภท

ความก้าวหน้าทางเทคโนโลยีล่าสุดทำให้เกิดการใช้ยานพาหนะควบคุมระยะไกล (ROV) เพื่อเก็บ ตัวอย่าง แร่จาก แหล่ง เหมืองแร่ ที่มีศักยภาพ โดยใช้สว่านและเครื่องมือตัดอื่นๆ ROV จะเก็บตัวอย่างเพื่อนำไปวิเคราะห์หาแร่ธาตุที่ต้องการ เมื่อระบุตำแหน่งแหล่งเหมืองแร่ได้แล้ว จะมีการตั้งเรือหรือสถานีขุดแร่เพื่อขุดพื้นที่นั้น^{[ 7 ]}

การทำเหมืองแร่ใต้ทะเลจากแหล่งแร่ซัลไฟด์ขนาดใหญ่ใต้ทะเล (ซึ่งตั้งชื่อตามโมเลกุลของซัลไฟด์ ไม่ใช่ขนาดของแหล่งแร่) เป็นอุตสาหกรรมการทำเหมือง แร่ใต้ทะเลที่กำลังพัฒนา บริษัท Nautilus Minerals Inc.ได้เริ่มก่อตั้งอุตสาหกรรมใหม่โดยการสำรวจเชิงพาณิชย์ และในอนาคตวางแผนที่จะสกัดทองแดง ทองคำ เงิน และสังกะสีในโครงการ Solwara 1 โครงการนี้กำลังดำเนินการอยู่ที่ระดับความลึก 1 ไมล์ (1.6 กิโลเมตร) ใต้ผิวมหาสมุทรในทะเลบิสมาร์กใกล้กับปาปัวนิวกินี เมื่อดำเนินการอย่างเต็มรูปแบบ โครงการนี้จะเป็น โครงการทำเหมืองแร่ใต้ทะเลลึกเชิงพาณิชย์แห่งแรกของโลก^{[ 8 ]} คาดว่าจะเริ่มการผลิตครั้งแรกในปี 2017 แต่บริษัทล้มละลายในปี 2019 หลังจากไม่สามารถหาเงินทุนสำหรับโครงการได้

ยานสำรวจใต้น้ำควบคุมระยะไกล (ROV) คืออุปกรณ์หุ่นยนต์ที่ควบคุมจากระยะไกลเพื่อปฏิบัติภารกิจบนพื้นทะเล ROV มีหลากหลายฟังก์ชันและระดับความซับซ้อน ตั้งแต่เครื่องมือกล้องแบบง่ายๆ ไปจนถึงเครื่องจักรที่มีหลายแขนขาซึ่งต้องใช้ผู้ควบคุมหลายคนในการควบคุมหรือ "บังคับ" อุปกรณ์

อุปกรณ์ระดับมืออาชีพอื่นๆ ที่ใช้ในการติดตั้งสายเคเบิลโทรคมนาคมใต้น้ำ ได้แก่ เรือที่ออกแบบมาเป็นพิเศษ เรือบรรทุกแบบโมดูลาร์ ปั๊มน้ำ พร้อมอุปกรณ์สนับสนุนการดำน้ำ และอุปกรณ์เสริมอื่นๆ เพื่อดำเนินการติดตั้งอย่างราบรื่นในทะเลลึก บริเวณชายฝั่ง แม่น้ำ และทะเลสาบ มีบริษัทมืออาชีพเพียงไม่กี่แห่งในโลกที่เป็นเจ้าของและใช้งานอุปกรณ์เหล่านี้ รวมถึงดำเนินการทั่วโลกในรูปแบบครบวงจร

เทคโนโลยีพลังงานใต้น้ำกำลังอยู่ระหว่างการวิจัยโดยใช้กลยุทธ์ทางเทคนิคหลายอย่าง ซึ่งยังไม่มีกลยุทธ์ใดที่ได้รับการพัฒนาเป็นผลิตภัณฑ์หรืออุตสาหกรรมพลังงานใหม่ที่ใช้งานได้จริง แหล่งพลังงานที่อยู่ระหว่างการวิจัย ได้แก่ การผลิตไฟฟ้าขนาดใหญ่จากกระแสน้ำในมหาสมุทร เช่น กระแสน้ำเชี่ยวในน่านน้ำระหว่างช่องแคบฟลอริดาและแหลมแฮตเทอรัส งานวิจัยและโครงการต่างๆ กำลังพัฒนาเพื่อเก็บเกี่ยวพลังงานจากปล่องภูเขาไฟใต้ทะเลเพื่อใช้เป็นพลังงานสำหรับอุปกรณ์วิจัยทางทะเลใต้น้ำ การพัฒนาเทคโนโลยีการชาร์จยานพาหนะอัตโนมัติ ระบบเซ็นเซอร์ใต้ทะเล และการประยุกต์ใช้ในการวิจัยด้านสิ่งแวดล้อม การวิจัยอื่นๆ ได้แก่ การเก็บเกี่ยวพลังงานจากความแตกต่างของอุณหภูมิที่เกิดขึ้นตามระดับความลึกของมหาสมุทร และเซลล์เชื้อเพลิงจุลินทรีย์ที่ผลิตพลังงานจากสิ่งมีชีวิตในตะกอนใต้ทะเล

วิธีการในปัจจุบันสำหรับการจัดหาพลังงานสำหรับการใช้งานไฟฟ้าบนพื้นทะเลนอกชายฝั่งนั้นจำกัดอยู่เพียงการใช้แบตเตอรี่ พลังงานจากเครื่องกำเนิดไฟฟ้าบนเรือหรือแท่นขุดเจาะที่มีเครื่องกำเนิดไฟฟ้าที่ใช้เชื้อเพลิงฟอสซิล หรือสำหรับความต้องการพลังงานที่ต่ำกว่านั้น อาจใช้ทุ่นเก็บพลังงานลม พลังงานแสงอาทิตย์ หรือพลังงานคลื่น

มีสมาคมวิชาชีพและองค์กรการค้าจำนวนมากที่เกี่ยวข้องกับอุตสาหกรรมใต้น้ำทั่วโลก กลุ่มดังกล่าวได้แก่

• สมาคมวิศวกรรมใต้น้ำ
• สมาคมเทคโนโลยีใต้น้ำ
• รางวัลโครงการใต้น้ำ
• ศูนย์กลางใต้น้ำระดับโลก
• Subsea Valleyคือกลุ่มธุรกิจเทคโนโลยีใต้น้ำที่ใหญ่ที่สุด
• สมาคมวิศวกรปิโตรเลียม
• สถาบันปิโตรเลียมแห่งอเมริกา (API)
• สมาคมวิศวกรเครื่องกลแห่งอเมริกา (ASME)
• สมาคมวิศวกรด้านการกัดกร่อนแห่งชาติ (NACE)
• สมาคมผู้รับเหมาทางทะเลระหว่างประเทศ (IMCA)

หน่วยงานรัฐบาลมีหน้าที่บริหารจัดการกฎระเบียบในน่านน้ำอาณาเขตของตนทั่วโลก ตัวอย่างของหน่วยงานรัฐบาลดังกล่าว ได้แก่สำนักงานบริหารจัดการทรัพยากรแร่ (MMS, สหรัฐอเมริกา) สำนักงานปิโตรเลียมแห่งนอร์เวย์ (NPD, นอร์เวย์) และสำนักงานความปลอดภัยและอาชีวอนามัย (HSE, สหราชอาณาจักร) MMS บริหารจัดการทรัพยากรแร่ในสหรัฐอเมริกา (โดยใช้ประมวลกฎหมายของรัฐบาลกลาง (CFR)) และดูแลจัดการทรัพยากร แร่และ พลังงานหมุนเวียน ใต้ทะเลทั้งหมดของสหรัฐอเมริกา

• ต้นคริสต์มาส (บ่อน้ำมัน)
• รายชื่อฟาร์มกังหันลมกลางทะเล
• วิศวกรรมทางทะเล
• วิศวกรรมมหาสมุทร
• วิศวกรรมธรณีเทคนิคทางทะเล
• บ่อน้ำมัน
• การชดเชยการเคลื่อนตัวขึ้นลงแบบพาสซีฟ
• ท่อส่งใต้น้ำ
• ระบบการผลิตใต้น้ำ
• หัวบ่อ