南黄海铁板砂海床插桩问题分析与对策——常州35-2-1井插桩及作业过程分析

南黄海盆地勿南沙隆起西北部海区的海床表层土质为中密实的粉砂质细砂和砂质粉砂,俗称铁板砂.自升式钻井平台在这种土层中就位插桩时,桩腿插入困难,插桩深度很浅,但在钻井作业过程中平台桩腿又时常发生下沉现象,严重影响钻井作业,甚至危及平台安全.通过分析平台桩腿下沉原因,结合常州35-2-1井作业的实践(该井在作业中桩腿曾下沉28次),提出对策和建议,为今后类似的钻井作业提供借鉴.     

南黄海铁板砂地层插桩分析及应对

南黄海盆地存在海底地层岩性为中密的灰色粉砂,砂颗粒级配均匀,孔隙水饱和,俗称铁板砂地层.自升式钻井平台在该种地层插桩时桩腿难以入泥,且入泥深度较小,另外随着平台自身及环境载荷变化,桩腿会发生下沉,严重影响作业及平台自身安全.通过对南黄海某探井在作业海区海底铁板砂地层的插桩深度浅、作业期间桩腿下沉情况进行原因分析,提出针...     

硬土-软土插桩过程数值分析及验证

基于Hossain M S的土工离心模型试验,建立了自升式平台插桩过程的数值模型,根据数值计算结果分析了插桩过程中土壤流动特性以及插桩深度与插桩阻力的关系,并首次对桩靴底部压力分布规律进行研究。利用Hossain M S的试验结果对数值模型进行了验证,数值解与试验值吻合程度较好,说明模型可靠。数值计算结果表明：插桩过程中发生了硬土表面局部隆起、硬土-软土界面变形、空腔形成、土壤回流等现象;硬土、软土的强度比越小,桩靴下方硬土块体积越小,桩靴上方硬土分布越连续、均匀,空腔深度越大;土壤重度越大,桩靴上方硬土回流量越大,空腔深度越小,土壤重度对桩靴下方硬土块形状和体积几乎没有影响;硬土软土的强度比越大、有效重度比越小,发生“刺穿”的可能性越高。桩靴底部压力由内向外先增大、后减小、再增大,证明《海上移动平台入级与建造规范》中桩靴底部压力的线性分布假设与实际不符。图7参12     

自升式平台桩腿开孔后的强度分析

通过建立自升式平台的开孔桩腿有限元模型,对桩腿开孔时在自存和作业工况下的应力进行了计算,并对开孔后桩腿结构强度与屈曲强度进行了校核。计算结果表明,开孔后的桩腿符合安全规范。     

带桩靴钻井平台插桩过程土压力变化规律研究

为了解决自升式钻井平台在实际插桩过程中实际插桩深度与预测深度误差过大以及可能发生的穿刺问题,需要摸清自升式钻井平台插桩过程中桩靴周围土压力变化规律。为此,在渤海近岸处完成了多组插桩试验,试验利用土压力计测量插桩时桩腿周围应力变化。按照合理方案埋设土压力计,很好的完成了径向、切向和垂向土压力变化规律的研究,为海上钻井平台插桩设计和施工提供科学依据和指导。试验表明,插桩时,桩腿对周围土体的径向影响范围为桩靴直径的3倍,对周围土体的垂向影响范围大于插桩深度的3倍。     

自升式钻井平台插桩问题探讨

插桩作业是自升式钻井平台重要的工作之一,也是平台出坞以后进行其他工作和平台迁航到作业地进行钻井作业的前提。在介绍国内、外自升式钻井平台插桩技术现状的基础上,对自升式钻井平台插桩作业问题进行了讨论,包括海洋调查、工程调查、平台的穿刺问题、平台插桩操作过程中的问题及升降锁紧等重要设备的性能分析。指出平台穿刺问题基本上都是对地层的地质结构分析不清,对地层的剪切强度计算存在问题造成的;同时也指出了平台插桩过程中应注意的问题。最后就我国的自升式钻井平台插桩作业技术发展提出建议。     

复杂地层条件下自升式钻井平台插桩穿刺分析

在复杂地层(硬土层覆盖软土层,即层状地基)条件下,自升式钻井平台预压载期间可能发生桩腿桩靴穿透上部硬土层,并在下伏软土层中快速沉降形成穿刺,导致平台结构受损,造成重大经济损失.对自升式钻井平台穿刺事故进行了统计分析,同时对穿刺破坏机理进行了研究,并以南海西部A井位为例,提出了可行的穿刺预防措施,对保证平台作业安全具有重要意义.     

作业水深122m自升式平台桁架式桩腿结构分析

自升式平台桁架桩腿主要有3种结构型式:K型、倒K型和X型,其结构性能直接关系到平台的使用寿命,目前鲜有针对不同桩腿结构型式进行全尺度仿真的研究。鉴于此,在保持不同桩腿结构各构件具有相同截面尺寸的前提下,分别对3种平台结构在风暴自存工况下进行静、动力学响应及平台稳定性分析。研究结果表明:倒K型平台结构最大应力与位移值最小,力学性能最好,X型次之,K型最差;倒K型平台结构最大应力点出现在弦杆与横撑的管节点处,X型与K型结构的最大应力点在弦杆底部;倒K型桩腿平台具有较小的动态平均应力和位移值,且应力幅值最小,X型次之,K型最差;倒K型桩腿平台结构具有较高的屈曲临界载荷,在环境载荷作用下的稳定性最好。所得结果可为自升式平台桩腿的选型和设计提供指导,具有一定的工程应用价值。     

硬土层地基破坏模式及承载能力有限元分析

存在硬土层的层状地基承载能力分析是自升式平台插桩分析的关键问题。目前对于成层土地基的极限承载力往往采用近似的方法进行计算,对地基土的破坏机制以及中间荷载下土体的应力、应变情况等问题未得到很好的解决应用有限元法(FEM)对自升式平台在硬土层地基中插桩时地基土的破坏模式和承载能力进行了分析,研究表明,B/H越大,下伏软土层越容易发生塑性破坏,极限承载力明显下降,当B/H<0.3时可以忽略下伏软土层对地基承载力的影响有限元法与3:1扩散法计算的地基极限承载力结果十分接近,通过对某平台就位实例的分析表明,有限元法分析结果与实测结果较为吻合。     

自升式钻井平台插桩深度计算及几个问题的探讨

在海上油气的勘探和开发中，自升式钻井平台发挥了很大的作用。自升式钻井平台就其基础类型不同分为桩基式和沉垫式2种。本文就桩基式钻井平台的桩靴在均一黏性土、砂土及粉土上的插桩深度计算方法及其强度参数的选取等问题进行探讨。     

自升式平台举升状态运动响应试验研究

对自升式平台处于举升状态桩腿下放和提升过程时的运动响应进行了物理模型试验研究.针对目标海域实际海况分别研究了不同有效波高和波浪入射角度对平台运动响应的影响,所得结果可为自升式平台设计提供依据.     

自升式平台深水化改造的新模式及其可行性分析

针对我国现有自升式平台存在的不能满足深水域勘探开发的要求以及造价过高等问题,提出一种自升式平台深水化改造新模式——分体坐底自升式平台,在基本不改变原有平台结构的基础上,通过增加可沉浮平台下体,使作业水深增加50m以上,而造价比同工作水深的常规自升式平台低得多。文章介绍了该分体坐底自升式平台的结构方案、作业工况及操作程序,分析了该平台的技术可行性和经济可行性,并提出了深入研究和具体实施需要解决的问题。     

南黄海盆地北部凹陷海底沉积物酸解烃类气体及其碳同位素地球化学

南黄海盆地北部凹陷海底沉积物酸解烃类气体及其碳同位素组成的地球化学特征是识别烃类气体异常、成因类型和成熟度的重要地球化学标志。酸解烃类气体组合与碳同位素组成同标准模式相比较表明,研究区海底沉积物酸解烃类气体不是来自表层现代海底沉积物生物成因气体,而是来自深部埋藏有机质,可能主要是海洋源岩受热形成的气体,具有少量陆源有机质的贡献。这些烃类气体可能代表了深部圈闭和源岩中烃娄向上渗漏的产物。     

舱室储油自升式采油平台设计与应用

设计了舱室储油自升式采油平台,利用平台主体舱室储油,克服了传统油罐储油方式的缺点,增大了平台储油能力,可有效提高采油效率,适用于年产量20万～30万m3海上边际油气田的开发.舱室储油自升式采油平台已在渤海BZ3-2油田成功应用.     

优选海洋平台钻井方式

在海洋石油开发中,常常遇到钻井方式的选择问题,即选择自升式钻井装置钻井,还是选择平台模块式钻机钻井。由于海上钻井费用较高,用一种较为合理、准确的计算方法,选择恰当的钻井模式,不仅可以节省钻井时间,而且可以节约费用。提出一套用于海上钻井方式选择的计算方法,辅之以系列图表,能够较为便捷地根据提供的油田开发条件,选择恰当的钻井方式。此方法已在我国某海上油田的开发中得到应用。     

黄海海域盆地的形成与演化

扬子板块俯冲在华北板块之下,于三叠纪末完成陆-陆碰撞,进入陆内俯冲阶段,在造山带的侧翼形成陆内前陆盆地。此时在苏鲁造山带南侧形成的南黄海盆地即属于陆内前陆盆地(J₁-J₂),而苏鲁造山带北侧的北黄海盆地和胶莱盆地则缺失这套地层(J₁-J₂),可能处于隆起状态。从晚侏罗世到早白垩世(J₃-K₁),中国东部发生广泛火山喷发、岩浆侵位,反映了中国东部构造应力场发生明显的变化。大别-苏鲁造山带南北两侧构造背景有明显的差异。北侧的火山岩特征表明其北侧为裂谷环境,包括北黄海盆地和胶莱盆地,表现为地堑和半地堑形式,高角度平面正断层和犁式正断层发育。晚白垩世-早第三纪,中国东部构造背景又发生了明显的变化,发生大规模的断陷作用。大别-苏鲁造山带晚白垩世发育A型花岗岩,表明造山作用结束,进入造山带崩塌和后造山期,与中国东部总体的伸展期是吻合的。南黄海盆地断陷作用强烈,接受了厚度较大的下第三系;北黄海盆地断陷作用较弱,只在北部小范围内接受了厚度较小的早第三纪沉积。晚第三纪,南黄海盆地和北黄海盆地由于热沉降由断陷变为坳陷。     

可移动自安装无人井口平台南海适应性

由于边际油田产量低、依托设施远,采用常规导管架平台方式一直难以进行经济有效的开发。为解决这一问题,以南海北部湾某油田为目标油田,研究一种国内未曾应用的沉垫基础可移动自安装简易无人井口平台,采用数值模拟和规范校核方法对其进行总体方案研究、平台基础研究、升降系统装置选型、在位工况结构分析、拖航稳性分析和安装方案研究,分析该可移动自安装无人平台在南海北部湾的适应性,提供一种新型工程开发平台方案供工程开发方案选型参考。     

中国南海深水油气田开发工程模式及平台选型

介绍了国外深水油气田开发的状况,对国外典型的深海油田开发工程模式进行了对比分析.根据国内海洋工程资源现状、技术与装备状况以及南海的环境条件,提出了适宜中国南海深水油田开发的工程模式.在此基础上,考察了国际上所应用的不同种类的深水钻井及采油平台,分析了各类平台的结构特点及应用状况,提出了中国南海深水油气田平台结构选型的方案,并探讨了我国深水平台技术研究的重点攻关方向.