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自升式钻井平台不惧“鸡蛋壳”
[中国海洋石油报2016-04-25]
本报讯（通讯员焦金刚）4月19日从中海油研究总院获悉，“自升式钻井平台插拔桩预测技术研究与应用”课题通过有限公司验收，并被评为2016年度优秀推广项目。该技术的突破，使得选用自升式钻井平台在中国海域开发油气田的能力大幅提升，将会极大程度上降低插桩作业过程中的风险。
近年来，自升式钻井平台在国内海域发生多起插桩遇阻事件，尤其是“刺穿”明显增多。“刺穿”是指钻井平台桩腿踩到上部稍硬下部松软的土层（俗称“鸡蛋壳”地层），平台快速下沉的情况。轻则造成平台倾斜，重则可能导致平台倾覆。这些事件引发了研究人员的思考：怎样才能让自升式钻井平台更稳更安全？如何能提高插桩精度，准确预测刺穿风险，保障我国海上油气开发的安全呢？
带着疑问，研究人员说干就干，而“三新三化”一直是研究总院创新路上的指导思想。2014年1月，在研究总院钻采
研究院院长刘书杰的带领下成立了课题组。研究团队分析了API标准对我国海域地层承载能力估算偏差较大的原因，提出了一套新的研究思路，即从插桩土体破坏机理、土体承载力两方面着手，重点攻关适用于我国海域承载力的全新计算方法。
课题组利用有限元仿真技术辅助海底土力学的理论研究，摸清了平台插桩时土体破坏形式，建立了平台插桩的数学模型，但模型中的关键工程参数却难以确定。面对这样的难题，课题组决定摒弃传统经验参数，突破桎梏，以创新思想为指导，用新的技术方法设计实验测量装备，开展近百组实验，模拟了不同桩靴尺寸、不同桩腿间距等条件下的桩腿贯入深度与土承载力的关系，来确定关键参数。自升式钻井平台是在海上插桩的，而不是在实验室。他们又在渤海边找到“鸡蛋壳”地层，现场搭建大型试验架，开展插桩作业试验，真实模拟海上钻井平台插桩。努力没有白费，技术掌握了，方法找到了，但如何让成果应用更加简易化呢？为转化成果，简化应用，课题组最终建立了19座自升式钻井平台数据库，编制了海上插拔桩计算集成软件，这标志着海油人自主掌握了一整套自升式钻井平台插拔桩技术。
自升式钻井平台插拔桩技术一出手，就赢得了开门红。2015年，该技术成果在文昌13—1/13—2等油田的前期研究中发挥了关键作用。目前，该技术已在国内外海域8个油气田现场作业和5个前期研究项目中得到了应用，现场应用与预测结果符合率超过94%，节约直接费用6.7亿元。应用该技术以后，不但确保了海上作业的安全，显著节约了作业成本，还培养了一批专业技术人才和专业研发队伍，促进了我国在该领域的研究和工程技术的进步。
课题长刘书杰介绍说：“通过该技术，研究人员根据插桩深度，可以判断使用何种设备，采用何种作业方式，从而确定更为科学的整体开发方案，有效配置海上钻井资源，提高经济效率。”