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導管架平臺隔水導管打樁優(yōu)化設計研究

文檔作者：吳怡1 楊進1 魏倩1 韋紅術(shù)2 林海春2 劉書杰3 文檔來源： 1．中國石油大學(北京)石油工程學院 2．中海油深圳分公司 3．中海油研究總院		點擊數(shù)：	更新時間： 2025年02月22日
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第41卷第5期
2012年10月
船海工程
SHIP＆OCEAN ENGINEERING
V01．4l No．5
0ct．2012
DOI：10．3963／j．issn．1671-7953．2012．05．047
導管架平臺隔水導管打樁優(yōu)化設計研究
吳怡1，楊進1，魏倩1，韋紅術(shù)2，林海春2。劉書杰3
(1．中國石油大學(北京)石油工程學院，北京102249；2．中海油深圳分公司，深圳518067；3．中海油研究總院，北京1001027)
摘要：為解決陸豐13—2導管架隔水導管打樁作業(yè)防斜及打樁過程控制問題，對該油田9口井槽隔水
導管打樁作業(yè)從打樁設備的選用到打樁作業(yè)順序優(yōu)化設計進行分析研究，同時將隔水導管打樁優(yōu)化設計結(jié)
果與現(xiàn)場所收集的數(shù)據(jù)進行對比，對打樁作業(yè)進行全程監(jiān)控和指導。研究表明，開展隔水導管打樁優(yōu)化設計
研究能夠很好地指導現(xiàn)場打樁作業(yè)。
關鍵詞：導管架平臺；隔水導管；打樁作業(yè)
中圖分類號：u674．38 文獻標志碼：A 文章編號：1671_7953(2012)05m170旬3
陸豐13—2油田位于中國南海珠江口盆地
陸豐08區(qū)塊西端。該油田距香港東南的距離
約210 km，所在海域水深約132．3 m。油田開發(fā)
采用8腿導管架鉆采平臺，設置16個井槽(4×
4)，6層導向槽，隔水導管打樁作業(yè)可一次性錘
人直徑609．6 mm(24 in)的隔水導管。由于井
槽間距僅有2．286 m，并且平臺所處位置水深較
深，設置導向槽層數(shù)較多，上部地層較軟，這些
都會使得隔水導管打樁作業(yè)防斜、整體作業(yè)過
程更加難以控制。
1 陸豐13．2井位土質(zhì)分層及特性
在該平臺場址完成1個直徑140 m取樣孔，
獲得土層地質(zhì)情況見表1。
海底調(diào)查結(jié)果表明，陸豐13—2平臺區(qū)各平
臺場址海底淺層土質(zhì)狀況對比較好，土層分布基
本一致，局部層厚和粘性土設計不排水抗剪強度
稍有變化，為打樁作業(yè)提供了一個較好的場地。
2 打樁設備選用與作業(yè)順序優(yōu)化
2．1打樁設備選用
打樁錘的選用需要考慮的因素很多：①保證
隔水導管豎向承載力；②能基本順利地將隔水導
管下到設計深度；③打樁破損率控制在1％左右；
收稿日期：201l—10—24
修回日期：2011—12—23
第一作者簡介：吳怡(1987一)，男，碩士生
研究方向：海洋石油平臺結(jié)構(gòu)設計
E-mail：wuyi-smile@sina．com
170
表l各層土土質(zhì)參數(shù)表層層伍位歪{甄墨F—警麗 土廈質(zhì)于描西述還
④滿足設計深度要求后，最后O．25 m貫入量錘擊
數(shù)最好控制在125～200次之間；⑤每口井槽隔水
導管打樁作業(yè)錘擊總數(shù)應控制在2 000次以內(nèi)，
最好不超過2 500次¨?。
符合以上條件，再加上柴油打樁錘集動力與
樁錘于一體，無需外置動力，機架輕，移動便利，打
樁快等優(yōu)點，推薦打樁錘選用D80一32型、D62—
22型。使用D80—32型打樁錘，控制在3檔就能
完成打樁作業(yè)；D62—22型需要到4檔才能完成
打樁作業(yè)。由于檔位越高，打樁錘能量控制難度
越大，通過優(yōu)化設計研究最終推薦陸豐13—2油
田的9口井槽609．6 mm(24 in)隔水導管均采用
D80一32打樁錘進行打樁作業(yè)。
所有的打樁作業(yè)過程均采用Pile driving mo．
nitor監(jiān)視器進行數(shù)據(jù)采集。該監(jiān)視器主要記錄
萬方數(shù)據(jù)
導管架平臺隔水導管打樁優(yōu)化設計研究——吳怡，楊進，魏倩，韋紅術(shù)，林海春，劉書杰
每次打樁平均能量、當前深度和打樁時間、當前打
樁次數(shù)等。并且采用監(jiān)視器可隨時監(jiān)控錘擊能
量，防止高值反彈應力，從而避免損壞套管和絲
扣。
2．2打樁作業(yè)順序優(yōu)化
由于陸豐13—2油田目前采用的隔水導管
間距為2．286 m×2．286 m，隔水導管直徑為24
in，相鄰兩個隔水導管位置處于塑性區(qū)范圍內(nèi)，
所以在隔水導管打入過程中群樁效應作用比較
明顯。為了使隔水導管打人施工順利實施，最
好由中間向四周邊緣打，這樣有利于避免發(fā)生
土壤擠壓而使隔水導管樁產(chǎn)生傾斜或浮樁現(xiàn)
象‘3制。
同時考慮到現(xiàn)場打樁設備的移動，為進一步
提高打樁效率，確定如下打樁施工順序(按槽口
號)：S10—S6一S14一S11一S7一S15一S13一S12
一S16，見圖l。
3現(xiàn)場打樁數(shù)據(jù)分析與評價
通過對監(jiān)視器數(shù)據(jù)進行分析處理，整理出隔
水導管每貫入0．25 m所需錘擊數(shù)與入泥深度的
關系，并對比由中國石油大學(北京)研發(fā)的海上
打樁貫入度計算軟件所分析的預測結(jié)果，見圖2。
其它打樁作業(yè)參數(shù)統(tǒng)計見表2。
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圖1打樁作業(yè)順序示意
隔水導管入泥深度，m
圖2隔水導管每入泥0．2S m所需錘擊數(shù)
與入泥深度關系
表2打樁作業(yè)參數(shù)統(tǒng)計
分析數(shù)據(jù)可得出，9口井槽隔水導管人泥深
度在76．8—78．0 m之間，隔水導管依靠自重下入
到約40．0 m。在人泥深度在75．5 m之前打樁錘
數(shù)變化均勻，大致成線性增加趨勢；在入泥深度超
過75．5 m之后，錘擊數(shù)瞬時增加。綜合分析土質(zhì)
資料，在人泥超過75．5 m后，隔水導管進入到非
常密實的細到中砂和粉質(zhì)細到中砂層。隔水導管
在密實的砂層中樁側(cè)摩擦力急劇增加，因而使得
打相同貫入量所需要的擊錘數(shù)大大增加，這就是
隔水導管在人泥75．5 m后錘擊數(shù)增加的原因。
現(xiàn)場打樁作業(yè)貫人度曲線與隔水導管打樁優(yōu)化設
計中的預測曲線基本一致，說明海上打樁貫入度
計算軟件具有較準確的預測能力。
根據(jù)中國石油大學(北京)所完成的《陸豐
13—2油田隔水導管打樁深度重新校核研究成果
報告》，井口載荷為l 912．95 kN，考慮群樁效應影
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