中海油研究总院自升式钻井平台插拔桩技术获突破

　　让平台“站”得更稳
　　[中国海洋石油总公司新闻2016-03-22]
　　3月15日获悉，研究总院通过自主研发自升式钻井平台插拔桩技术，解决了平台在中国海域软质地层安全插拔桩的问题。与常规技术相比，施工精度由70%提高到90%以上。
　　洋办法难敌“鸡蛋壳”
　　2006年前后，中国海油在进行平台插桩作业时，曾几次出现倾斜险情。在国外并不常见的问题，为何在中国海域会发生呢？
　　多年来，我国海上钻井一直沿用美国石油协会（API）标准。但随着开发油田的水深不断增加，API标准在中国海域逐渐“力不从心”。
　　与国外大多海域不同，中国有的海域地质环境颇似“鸡蛋壳”，即海底浅部土层多呈现上部土层稍硬，下部土层松软的情况。一旦插桩桩腿踩到此类“鸡蛋壳”地层，就很可能刺穿“硬壳”，导致平台倾斜。API标准考虑因素有限，对“鸡蛋壳”地层承载能力估计偏差较大。依照该标准，本可“站稳”的平台，却屡屡出现刺破“硬壳”等问题。
　　此外，拔桩问题也让现场人员头疼不已。桩腿被泥土覆盖久，或发生刺破“鸡蛋壳”地层后的拔桩均存在较大困难。研究总院钻采研究院院长刘书杰介绍说，以前开发浅水油田，设备富余能力大，插桩深度虽不精确，但也不影响作业。但随着开发油田水深不断增加，自升式平台能力已达到使用水深极限，稍有不慎，就会影响作业可行性与安全。
　　多方实验求真知
　　2014年，研究总院开始对插拔桩技术进行系统攻关。
　　插拔桩技术，科研人员并不陌生。在多年前开展的隔水导管研究中，对隔水导管入泥已有深入研究。结合多年研究积累，科研人员紧抓插拔桩作业的关键问题——桩土相互作用规律与土体承载力的计算。
　　研究总院科研人员从机理研究入手，并与科研院校合作，通过近百组室内实验，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。科研人员还在渤海找到插桩作业中常遇的“铁板砂”、“鸡蛋壳”地层，通过搭建大型试验架，研制试验桩腿模型，开展现场插拔桩作业模拟试验。
　　在此基础上，科研人员分析了与桩腿承载力有关的关键参数与影响规律，完善了桩腿入泥深度计算模型、穿刺分析方法，建立了自升式钻井平台插桩深度和拔桩阻力计算模型。
　　助力油田开发
　　与API标准相比，研究总院创新的插拔桩技术充分考虑回填土、群桩效应和动载等因素，计算精度更高。2015年，该项技术在文昌13—1/13—2等油田的前期研究中发挥了关键作用，桩腿入泥深度预测精确度达到94%以上。
　　“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信心大幅提升，将极大降低插桩作业时的风险。”刘书杰介绍说，根据插桩深度，研究人员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。
　　插拔桩技术对钻井船设计也起到一定支持作用。例如，“海洋石油944”采用大桩靴设计，更加适应中国海域的现实需求。
　　目前，研究总院正在建设与插拔桩技术相关的数据库，以提升技术应用范围。此外，科研人员正在针对拔桩设计冲桩流程，通过机具作用冲散桩腿周边的泥沙，使其能够轻松拔出。