混合破坏模式在自升式钻井平台插桩中的应用

自升式钻井平台插桩深度分析要求高,难度大,可检验性非常强。常规计算模式主要为“穿刺破坏模式”和“排挤破坏模式”。对于某些地质条件复杂的井场,按这两种模式分析计算的结果仍存在个别预测不准的情况。因此,如何提高钻井平台插桩分析的准确性,是目前需要攻克的一个技术难点。在总结工程插桩实践经验的基础上,提出了一种新的分析模式,即“混合破坏模式”。以南海一个工程实例进行具体分析,该井场应用“混合破坏模式”分析的插桩结果与实际结果较为吻合。并对数个复杂井场的实际插桩结果进行了统计分析,总结了桩端土体破坏模式的影响因素及“混合破坏模式”的特点,为在复杂地层中进行插桩分析提供了参考。     

自升式钻井平台插桩深度探析

针时目前带桩靴的自升式桩基平台插桩深度计算中存在的问题,通过考虑插桩过程中桩靴对地层物理力学性质的影响,运用最小二乘法求得桩靴对地层承载力的影响系数,从而时Terzaghi和Peck公式进行修正,提高插桩深度预测的准确性.     

几种穿刺分析法在自升式钻井平台插桩中的探讨

为了提高自升式钻井平台穿刺分析的准确性,选取3个场址(2个渤海场址,命名为A场址和B场址;1个南海场址,命名为C场址),采用Baglioni分析法、3∶1穿刺分析法、冲剪系数分析法和地基压力扩散角法四种穿刺分析法对钻井平台基础进行了承载力分析及穿刺分析,结果表明:Baglioni分析法的分析结果基本可靠,但其对松散砂或密实砂的分析结果与实际结果有一定偏差;3∶1穿刺分析法的分析结果也基本可靠,但其等效基础未考虑砂层密实度的影响;冲剪系数分析法的分析结果存在较大不确定性,其冲剪系数的选取仍需继续优化;地基压力扩散角法的分析结果存在较大的局限性,该方法对钻井平台基础不适用。通过分析可得,对于一般常规场址,单一使用Baglioni分析法或3∶1穿刺分析法均可行,对于复杂的场址宜综合使用多种方法进行分析评价等。结论可为工程地质工程师进行穿刺分析提供参考。     

自升式钻井平台插桩分析的几个关键问题

独立桩脚自升式钻井平台在我国海洋石油勘探开发中的应用已有三十多年的历史,在长期平台插桩分析工作的基础,虽然积累了丰富的经验,但面对新的勘探区域,也会出现预测不准的情况。究其原因主要是对场地土质条件了解不够充分、土质参数评价不够准确、计算模型过于单一和地区经验积累不足等。为提高插桩分析结果的准确性,通过多次工程插桩实践,总结了插桩分析几个需重点关注问题。结合某工程实例,在考虑这些关键问题的基础上,得到插桩分析预测结果与实际插桩结果基本吻合。     

基于锥形破坏面的桩靴式钻井平台插桩阻力分析

在分析桩靴式钻井平台插桩过程中地基土的破坏形式的基础上,将桩靴下土体破坏面假定为锥形面,根据极限平衡理论,推导出了均匀、双层地基土中基于被动土压力的插桩阻力计算公式。通过插桩实例对所推导的公式进行了验证,分析比较了极限承载力与插桩阻力的异同,讨论了插桩阻力计算公式推导过程中土体假设为锥形破坏面的合理性,认为本文推导的插桩阻力计算公式作为桩靴式钻井平台插桩深度预测方法更接近实际插桩结果。     

单一地层平台插桩地基土破坏模式及插桩深度有限元分析

自升式平台插桩是地基土在桩靴荷载作用下发生连续塑性破坏的过程,当地基极限承载力等于桩靴荷载时插桩完成。经典土力学极限承载力理论对土体潜在滑动面做了假设,无法有效分析土体内部的破坏过程。因而,研究采用有限元极限分析法对单一地层中插桩时地基土渐进破坏过程进行了模拟,并与Skempton、Terzaghi公式计算的极限承载力进行了对比,取得了较为一致的结果,同时对插桩深度进行了预测。     

自升式平台分段延时插桩法在浅层气海域的应用

海底浅层气一般指海床浅地层内聚集的气体,是一种典型的海洋灾害地质类型,施工作业时一旦发生灾害,将对生命财产造成不可估量的损失。本文通过介绍海底浅层气的性质和危害,同时对辽东湾浅层气海域的进行工程物探资料分析,结合浅层气海域地层物性的特点,针对带桩靴的自升式平台在浅层气海域桩的插桩过程中存在的风险,提出了自升式平台分段延时插桩方法。并通过实践,指导中油海6平台在该海域的成功插桩,验证了该方法在浅层气海域插桩的可行性,同时实现了桩靴式自升式平台在该区块作业的零突破,具有一定的指导意义。     

自升式钻井平台拔桩机理探析

海上自升式钻井平台完成预定工作后,将收起桩靴迁航到下一个目的地,桩靴的拔出是由支撑状态向漂浮状态过渡的重要过程,是自升式钻井平台正常作业不可缺少的重要组成部分。在这个过程中,拔桩阻力的预测对于桩靴上拔安全至关重要。笔者通过对平台拔桩阻力进行分析,并结合中油海平台近几年的拔桩作业经验,提出了施工中的注意事项,具有一定的指导意义。     

复杂土层中自升式平台桩靴安装穿刺预测

由于复杂海洋工程地质条件的普遍性,自升式平台在安装过程中穿刺事故频发,近年来涌现出大量针对自升式平台桩靴基础在复杂土层中穿刺预测方法的研究。为了方便工程设计人员的理解和使用,首先简单介绍这些研究中所采用的技术手段,总结现行规范ISO 19905-1建议的桩靴在复杂土层中贯入阻力的预测方法以及最新文献中提出的新的设计方法,并对规范方法和新方法的优缺点进行了评价。所总结的设计方法针对国内外常见的含穿刺风险的海洋地基形式,包括双层"砂—黏"、三层"硬—软—硬"黏性土、三层"软—硬—软"黏性土、三层"黏—砂—黏"地层以及四层"黏—砂—黏—硬层土"地层。通过对离心机模型试验的预测,对规范方法和新方法的预测精度进行了比较,对比结果显示新方法对桩靴穿刺破坏的预测更为合理精确。     

自升式钻井平台桩靴踩脚印应对措施对比研究

基于现有规范与文献研究提出的减小桩靴踩脚印附加响应的相关措施,首先基于耦合欧拉—拉格朗日(CEL)定量分析了传统纺锤形桩靴与新型桩靴在不同工况条件下插桩时桩靴地基土体相互作用机制,明确了最不利桩靴踩脚印工况时的插桩偏心距与桩坑深度。基于该最不利工况条件,对比分析了新型六孔莲蓬形桩靴、试踩法与地基钻孔法3种桩靴踩脚印应对措施的适用性与有效性。结果表明,相较于传统纺锤形桩靴,采用六孔莲蓬形桩靴使桩靴倾斜角与桩腿偏移距分别降低了33.13%和48.26%,说明结构在位稳定性更高。此外,通过对比分析得出,采用最佳设置方式进行试踩与钻孔处理后再进行桩靴贯入时,桩靴受到的水平滑动力峰值与桩腿RP₁处弯矩峰值相较于未处理时分别降低了29.47%、29.17%、34.7%、37.7%。可见,3种应对措施均能有效降低桩靴踩脚印后产生的不利影响,提高桩靴结构的在位稳定性。以最终减小不利附加响应程度作为评定标准：地基钻孔法>新型六孔莲蓬形桩靴>试踩法,由于地基钻孔法与试踩法均需增设额外机械设备及施工工序,大幅提高了工程造价,因此,在实际工程中,需要根据实际情况恰当选择应对措施。研究成果可为实际工程中应对桩靴踩脚印工况响应提供一定参考与借鉴。     

海上自升式钻井平台结构非线性分析

本文分析海上自升式钻井平台结构特征及其桩腿结构非线性大位移特点,采用非线性有限元分析方法,提出考虑剪切影响的三维梁单元几何非线性分析新的方法,并编制相应分析程序,对自升式钻井平台桩腿结构非线性问题进行了合理地分析,取得合理的分析结果.文中还通过自升式钻井平台实例分析说明了此法的应用.     

自升式钻井平台风载荷试验研究

对于自升式钻井平台而言,风载荷在所有环境载荷中比重最大。现行规范在计算平台风载荷时主要采用面积投影法,不考虑各构件之间的空气动力学干扰的影响,导致计算结果偏于保守,不利于结构的优化设计。本文以CIMC自主研发的122m水深自升式钻井平台为例,对其于在位状态和迁航状态的风载荷进行风洞试验研究,并与规范计算结果进行对比验证。结果表明,试验结果要小于规范计算,空气动力学干扰和升力作用的影响不可忽略。     

自升式钻井平台抗冰特性试验研究

自升式钻井平台在设计时通常不考虑冰荷载的作用,要实现冰区作业,首先需要对该类平台的抗冰能力进行准确评估。本文通过开展冰池试验,对自升式钻井平台冰载荷作用机理、结构冰激特性以及抗冰方法等进行研究。海洋结构受到的冰荷载大小以及结构响应值与冰厚密切相关,冰激振动机理与冰厚无关,探究不同冰速和冰厚下冰荷载及振动响应的时程曲线,可发现低冰速下结构展现出的准静态响应特征以及高冰速下的随机响应特征。冰激振动的发生是结构固有特性、冰速、冰厚、冰材料参数等因素共同影响的结果,其作用机理尤为复杂,本研究侧重于桁架式自升式平台冰区作业中结构冰激振动特性研究。     

自升式钻井平台悬臂梁负荷试验方法研究

悬臂梁负荷试验是自升式钻井平台建造完工交付使用之前的关键试验项目之一.以200 ft自升式钻井平台“海洋石油923”为例,针对悬臂梁负荷试验方法做出了探索研究,试验结果表明,此方法行之有效,具有操作简便,安全可靠的优点,为其它类似工程项目的顺利实施提供了宝贵的经验和借鉴.     

渤海8号自升式钻井平台的改造

一、概述渤海8号是一艘非自航式海上石油槽口型自升式钻井平台,为渤海石油公司所拥有。同类型的钻井平台共二艘,即渤海8号和渤海10号。该平台由美国马拉松海上工程公司设计,新加坡马拉松船厂制造,于1979年2月开工,1980年1月完工交船。设计和制造均按美国     

自升式平台桩脚在含硬壳层地基中的插深分析

存在硬壳层的层状地基承载能力分析是自升式钻井平台桩脚插深分析的关键,但是目前对硬壳层承载能力的确定还没有成熟可行的理论计算方法。一般的针对非均质层状地基的承载力计算方法,因参数较多,计算步骤繁琐,很难广泛应用于实际的平台桩脚入泥深度分析中。文中主要介绍了存在硬壳层的层状地基承载力的分析方法与过程,根据应力扩散原理推导并做适当的简化得到硬壳层承载力修正方法。简化后的修正方法能满足一般硬壳层承载力分析的需要,并使平台插桩深度分析计算过程变得简便。通过在实际工程的应用,得到的实测结果与理论计算值也较为一致,说明了用此方法分析硬壳层地基的平台插桩是合理、实用的。     

自升式钻井船插桩对邻近平台桩基影响的评价方法探讨

自升式钻井船被广泛用于中、浅水域油气钻井、勘探开发或平台维修等海洋工程。通常,钻井船靠作业臂工作,由于其极限长度有限,所以钻井船作业时经常紧邻固定式导管架海洋平台。软弱土层中,钻井船就位时插桩深度较深,插桩过程中大量土体被排开,致使邻近平台桩基可能承受很大的附加荷载,这些附加荷载与桩基原有的荷载相叠加,很有可能超出其原有设计承载能力,引起严重的工程安全隐患和经济损失。如何可靠地评估自升式钻井船插桩对邻近导管架平台桩基的影响,从而优化钻井船定位并指导导管架平台桩基础的早期设计,是我国当前海上油气开发亟需解决的一个难点问题,迄今为止尚没有形成一种被广泛认可的方法。基于此,系统阐述了评价自升式钻井船插桩对邻近桩基影响的方法,包括模型试验、简化理论方法和数值方法,分析了现有方法中存在的问题,并对未来的研究方向提出了建议,供读者参考。     

胜利六号近海自升式移动钻井平台的插拔桩问题的研究

胜利六号自升式钻井平台在渤海埕北19井施工时,由于插桩过深,造成桩脚起拔困难。这引起了国内外有关专家的普遍关注。本文从分析黄河口地层沉积特征入手,通过对平台单桩承载力、单桩抗拔力的计算,评价胜利六号平台在这一区域施工的可行性。最后对平台桩脚的起拔方法进行讨论。这对该平台今后在这一地区开展工作具有指导性的现实意义。     

自升式钻井平台海上迁航阻力计算研究

针对自升式钻井平台在海上迁航时的迁航阻力计算提出了一种计算方法,此种方法在吸收和归纳国内外迁航规范、标准的基础上,对某国内典型形式的自升式钻井平台迁航阻力的计算方法进行了研究。考虑迁航过程中静水力拖航阻力、风阻力载荷和波浪阻力的作用,同时根据平台的具体布置形式考虑了平台风阻力的遮蔽效应。在计算得到平台迁航阻力总阻力的基础上,对拖船选择和拖曳设备的配备给出了具体要求。最后,对具体平台的迁航阻力进行了算例研究,并同该平台操船手册中给出的迁航阻力进行了比较,迁航阻力计算结果符合良好。     

挤压破坏模型在自升式钻井船插桩分析中应用——以海洋石油941号钻井船为例

自升式钻井船对于上硬下软地层的极限承载力分析常用刺穿分析方法。通过对"SNAME"推荐的"挤压破坏模型"与传统刺穿破坏模型内生机理的分析,并应用这两种方法对海洋石油941号钻井船在南海两个井场的承载力分析结果进行对比,探讨挤压破坏模型的适用条件,以提高预测钻井船插桩深度的准确性。