坐地式平臺(tái)淘空、滑移機(jī)理分析-論文.pdf

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1、科糕籬坐地式平臺(tái)淘空、滑移機(jī)理分析安有杰中石化勝利石油工程有限公司海洋鉆井公司山東東營(yíng)257000勝利海洋鉆井公司現(xiàn)有三條坐底式鉆井平臺(tái)，投產(chǎn)以來(lái)，在渤海灣從資料分析，有些井位周圍坡度大、局部海底不平、有海溝或局部凹凸，淺水區(qū)進(jìn)行海洋石油的勘探開發(fā)施工，施工中累計(jì)已發(fā)生10余次淘空、對(duì)平臺(tái)就位方案的選擇非常困難，平臺(tái)的就位后出現(xiàn)傾斜、局部懸空，滑移事故，導(dǎo)致了施工中斷、井口報(bào)廢、平臺(tái)結(jié)構(gòu)破壞、艙室漏水等嚴(yán)重很難達(dá)到理想狀態(tài)，為后續(xù)施工留下安全隱患。后果，不僅影響了生產(chǎn)時(shí)效和施工安全，而且造成了較大的經(jīng)濟(jì)損失。2、海底表

2、層沉積物特性。渤海海底表層沉積物的特點(diǎn)是四周海灣為避免或最大限度減少此類事故的發(fā)生，本文從平臺(tái)的結(jié)構(gòu)性狀出發(fā)，顆粒較細(xì)，如渤海灣以粉砂淤泥為主，萊州灣則以粉砂質(zhì)沉積物占優(yōu)勢(shì)，結(jié)合渤海灣海底地質(zhì)特點(diǎn)，以及風(fēng)、浪流特性，分析研究坐底式平臺(tái)淘遼東灣、冀東海域分布著粉砂和砂，其中尤以廣布的細(xì)砂為特征。沒(méi)有空、滑移的成因，為采取有針對(duì)性的預(yù)防措施提供有力的技術(shù)支持。膠結(jié)或膠結(jié)強(qiáng)度非常底，易水化、分散、運(yùn)移，平臺(tái)坐底后，由于平臺(tái)阻一坐底式平臺(tái)防滑移設(shè)計(jì)概況擋，水動(dòng)力環(huán)境發(fā)生變化，平臺(tái)周圍海底表層沉積物的水化、分散、運(yùn)對(duì)于坐底式鉆井

3、平臺(tái)在鉆井施工時(shí)，首先要考慮平臺(tái)就位以后的坐移速度快。實(shí)踐證明，以粉砂淤泥為主的海底表層最容易發(fā)生水化、分底穩(wěn)性，主要是抗滑移穩(wěn)性。所謂抗滑移穩(wěn)性，就是指當(dāng)?shù)鼗募羟袘?yīng)散、運(yùn)移。所以，平臺(tái)的淘空滑移事故是與其海底沉積物特性密切相關(guān)力超過(guò)土壤的抗剪強(qiáng)度時(shí)，平臺(tái)可能沿地基土壤的某一個(gè)面發(fā)生滑移破的。壞。平臺(tái)抵抗這種滑移破壞的能力稱為抗滑移穩(wěn)性。目前通常按照美國(guó)3，季風(fēng)氣象。渤海灣主要的季風(fēng)氣象的影響在2、3、4月份和平9、石油協(xié)會(huì)(API)的規(guī)范和挪威船級(jí)社(DNV)的規(guī)范計(jì)算坐底式鉆井平10、11月份，由于季節(jié)的變化，冷

4、暖空氣的交匯，形成強(qiáng)對(duì)流天氣，風(fēng)力臺(tái)的抗滑移穩(wěn)性。為滿足坐底式平臺(tái)施工安全的需要，平臺(tái)在建造設(shè)計(jì)達(dá)8級(jí)以上，持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)，一般持續(xù)2至3天，長(zhǎng)的達(dá)到1周，由于坐底和改造設(shè)計(jì)中，都要根據(jù)平臺(tái)使用海域氣候條件，海床特點(diǎn)，依據(jù)相關(guān)式平臺(tái)風(fēng)阻面積大，在8級(jí)以上的大風(fēng)作用，平臺(tái)的水平風(fēng)阻增大，也的規(guī)范，通過(guò)嚴(yán)格的設(shè)計(jì)計(jì)算，設(shè)計(jì)可靠的坐底式平臺(tái)抗滑移系統(tǒng)，制就是平臺(tái)承受很大的環(huán)境載荷(水平風(fēng)載)，同時(shí)持續(xù)的大風(fēng)，還會(huì)引定平臺(tái)在不同工況的環(huán)境載核約束條件，但在實(shí)際施工中，由于特殊氣起大浪。象因素(風(fēng)暴潮)的影響，平臺(tái)所承受的環(huán)境載荷往

5、往超過(guò)設(shè)計(jì)鉆井工4、海浪的沖蝕。鉆井平臺(tái)坐底后沉墊和立柱成為海底上一個(gè)擋浪況的條件，如沒(méi)有強(qiáng)有力的應(yīng)對(duì)和預(yù)防措施，就不可避免的發(fā)生坐底式的障礙物，破壞了原來(lái)穩(wěn)定的淺海流場(chǎng)和波浪場(chǎng)，波浪受阻反射。其影平臺(tái)的淘空滑移事故，造成慘重的經(jīng)濟(jì)損失。響區(qū)可能寬達(dá)四分之一波長(zhǎng)(如波高3米，波長(zhǎng)40米，其影響區(qū)可能寬坐底式鉆井平臺(tái)的防滑主要是靠平臺(tái)坐底后平臺(tái)底面與海底達(dá)10米)。波浪在本平臺(tái)受阻產(chǎn)生水平方向的沖擊栽荷。同時(shí)，波浪沖面產(chǎn)生的抗滑力和抗滑樁產(chǎn)生的水平抗力，平臺(tái)底與海底抗滑阻力擊，使海底沉積物松動(dòng)、水化，由于重復(fù)不斷的波浪受

6、阻形成紊流擾動(dòng)，Rh=Rc+Rcf這種波浪的影響能激動(dòng)砂粒，使砂粒懸浮起來(lái)。流速0．3m／s時(shí)0．08mm式中：Rh一抗滑阻力；直徑的粉砂顆粒就可起動(dòng)。Rc一沉墊底部土壤凝聚力，Rc=c．Arab5、海流的運(yùn)移。一般情況下的漲潮、落潮海流，對(duì)平臺(tái)的坐底穩(wěn)性Rcf_I沉墊周邊土摩擦力，Rcf=C．Ams比較小，在特殊海域，海流比較急，在經(jīng)過(guò)坐底平臺(tái)時(shí)，由于平臺(tái)阻擋如某井地質(zhì)資料得知，沉墊底部土為粉土，CK=12Kpa，內(nèi)摩擦分流，流速突然向兩側(cè)加快，對(duì)平臺(tái)海底基質(zhì)的沖刷比較明顯。當(dāng)波浪角25度，則的影響使砂粒激動(dòng)懸浮起來(lái)

7、，海流就會(huì)將其運(yùn)移到更遠(yuǎn)的地方，加劇了Rh=Rcc=CKxAmbkN式中Arab=2948．962x0_8：2359．2m2波浪對(duì)平臺(tái)的淘空影響。則抗滑阻力Rh=28310kN。6井位海水深度及流速。坐底式平臺(tái)就位坐底以后，四周吃水部二．坐底式平臺(tái)淘空．滑移案例分被水包圍，海水在靜態(tài)時(shí)，平臺(tái)所受的靜水力是對(duì)稱的，當(dāng)海水在流案例一：2002年1O月18日當(dāng)勝利3號(hào)平臺(tái)CB306井鉆進(jìn)至動(dòng)時(shí)，由于平臺(tái)對(duì)海水流速的阻擋，流動(dòng)的海水對(duì)平臺(tái)產(chǎn)生沖擊力，沖3403．75m時(shí)，海上風(fēng)力加強(qiáng)，由6級(jí)升至8級(jí)，陣風(fēng)達(dá)1O級(jí)以上，強(qiáng)風(fēng)擊力

8、的大小與流速成正比，與流速垂直方向的平臺(tái)水線下面積成正比，浪使平臺(tái)發(fā)生尾部下沉及整體向前滑移，封井器及套管頭整體從13s而水線下面積與吃水深度成正比，也就是說(shuō)，在海流速度一定的情況套管母箍處脫落人海，5鉆桿落井，10月20日風(fēng)力減弱，此次大風(fēng)造下，對(duì)同一平臺(tái)，吃水越大，受海流速度的影響越大，同時(shí)，在同一水成平臺(tái)滑移50m多米，井口