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导管架平台隔水导管打桩优化设计研究

文档作者：吴怡1 杨进1 魏倩1 韦红术2 林海春2 刘书杰3 文档来源： 1．中国石油大学(北京)石油工程学院 2．中海油深圳分公司 3．中海油研究总院		点击数： 6 1	更新时间： 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
导管架平台隔水导管打桩优化设计研究
吴怡1，杨进1，魏倩1，韦红术2，林海春2。刘书杰3
(1．中国石油大学(北京)石油工程学院，北京102249；2．中海油深圳分公司，深圳518067；3．中海油研究总院，北京1001027)
摘要：为解决陆丰13—2导管架隔水导管打桩作业防斜及打桩过程控制问题，对该油田9口井槽隔水
导管打桩作业从打桩设备的选用到打桩作业顺序优化设计进行分析研究，同时将隔水导管打桩优化设计结
果与现场所收集的数据进行对比，对打桩作业进行全程监控和指导。研究表明，开展隔水导管打桩优化设计
研究能够很好地指导现场打桩作业。
关键词：导管架平台；隔水导管；打桩作业
中图分类号：u674．38 文献标志码：A 文章编号：1671_7953(2012)05m170旬3
陆丰13—2油田位于中国南海珠江口盆地
陆丰08区块西端。该油田距香港东南的距离
约210 km，所在海域水深约132．3 m。油田开发
采用8腿导管架钻采平台，设置16个井槽(4×
4)，6层导向槽，隔水导管打桩作业可一次性锤
人直径609．6 mm(24 in)的隔水导管。由于井
槽间距仅有2．286 m，并且平台所处位置水深较
深，设置导向槽层数较多，上部地层较软，这些
都会使得隔水导管打桩作业防斜、整体作业过
程更加难以控制。
1 陆丰13．2井位土质分层及特性
在该平台场址完成1个直径140 m取样孔，
获得土层地质情况见表1。
海底调查结果表明，陆丰13—2平台区各平
台场址海底浅层土质状况对比较好，土层分布基
本一致，局部层厚和粘性土设计不排水抗剪强度
稍有变化，为打桩作业提供了一个较好的场地。
2 打桩设备选用与作业顺序优化
2．1打桩设备选用
打桩锤的选用需要考虑的因素很多：①保证
隔水导管竖向承载力；②能基本顺利地将隔水导
管下到设计深度；③打桩破损率控制在1％左右；
收稿日期：201l—10—24
修回日期：2011—12—23
第一作者简介：吴怡(1987一)，男，硕士生
研究方向：海洋石油平台结构设计
E-mail：wuyi-smile@sina．com
170
表l各层土土质参数表层层伍位歪{甄墨F—警丽 土厦质于描西述还
④满足设计深度要求后，最后O．25 m贯入量锤击
数最好控制在125～200次之间；⑤每口井槽隔水
导管打桩作业锤击总数应控制在2 000次以内，
最好不超过2 500次¨⋯。
符合以上条件，再加上柴油打桩锤集动力与
桩锤于一体，无需外置动力，机架轻，移动便利，打
桩快等优点，推荐打桩锤选用D80一32型、D62—
22型。使用D80—32型打桩锤，控制在3档就能
完成打桩作业；D62—22型需要到4档才能完成
打桩作业。由于档位越高，打桩锤能量控制难度
越大，通过优化设计研究最终推荐陆丰13—2油
田的9口井槽609．6 mm(24 in)隔水导管均采用
D80一32打桩锤进行打桩作业。
所有的打桩作业过程均采用Pile driving mo．
nitor监视器进行数据采集。该监视器主要记录
万方数据
导管架平台隔水导管打桩优化设计研究——吴怡，杨进，魏倩，韦红术，林海春，刘书杰
每次打桩平均能量、当前深度和打桩时间、当前打
桩次数等。并且采用监视器可随时监控锤击能
量，防止高值反弹应力，从而避免损坏套管和丝
扣。
2．2打桩作业顺序优化
由于陆丰13—2油田目前采用的隔水导管
间距为2．286 m×2．286 m，隔水导管直径为24
in，相邻两个隔水导管位置处于塑性区范围内，
所以在隔水导管打入过程中群桩效应作用比较
明显。为了使隔水导管打人施工顺利实施，最
好由中间向四周边缘打，这样有利于避免发生
土壤挤压而使隔水导管桩产生倾斜或浮桩现
象‘3制。
同时考虑到现场打桩设备的移动，为进一步
提高打桩效率，确定如下打桩施工顺序(按槽口
号)：S10—S6一S14一S11一S7一S15一S13一S12
一S16，见图l。
3现场打桩数据分析与评价
通过对监视器数据进行分析处理，整理出隔
水导管每贯入0．25 m所需锤击数与入泥深度的
关系，并对比由中国石油大学(北京)研发的海上
打桩贯入度计算软件所分析的预测结果，见图2。
其它打桩作业参数统计见表2。
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图1打桩作业顺序示意
隔水导管入泥深度，m
图2隔水导管每入泥0．2S m所需锤击数
与入泥深度关系
表2打桩作业参数统计
分析数据可得出，9口井槽隔水导管人泥深
度在76．8—78．0 m之间，隔水导管依靠自重下入
到约40．0 m。在人泥深度在75．5 m之前打桩锤
数变化均匀，大致成线性增加趋势；在入泥深度超
过75．5 m之后，锤击数瞬时增加。综合分析土质
资料，在人泥超过75．5 m后，隔水导管进入到非
常密实的细到中砂和粉质细到中砂层。隔水导管
在密实的砂层中桩侧摩擦力急剧增加，因而使得
打相同贯入量所需要的击锤数大大增加，这就是
隔水导管在人泥75．5 m后锤击数增加的原因。
现场打桩作业贯人度曲线与隔水导管打桩优化设
计中的预测曲线基本一致，说明海上打桩贯入度
计算软件具有较准确的预测能力。
根据中国石油大学(北京)所完成的《陆丰
13—2油田隔水导管打桩深度重新校核研究成果
报告》，井口载荷为l 912．95 kN，考虑群桩效应影
171
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