自升式钻井平台新型拔桩挖泥器的研制

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1、第39卷第6期刘允杭等：『J升式钻井平台新型拔桩挖泥器的研制39用挖泥船将桩靴顶部的泥土挖出后才将桩靴拔出这说明挖出桩靴上部泥土对于平台拔桩而言是非常有利的Ill。自升式钻井平台的拔桩过程是一种复杂且涉及因素广泛的海上作业，拔桩阻力由桩靴上覆土重、桩靴侧面摩擦阻力、桩靴上部土体破坏剪切力、桩靴底部的吸附力等组成，如图1所示。拔桩前．利用桩靴底部的冲桩系统进行冲桩能够消除部分吸附力但是随着桩靴人泥深度的增加．长时间作业后桩靴上部土体回淤同结．造成拔桩过程中桩靴上覆圈2挖泥器设备样机土重占拔桩阻力的比例增大，导致平台冲桩后仍然2挖泥器工作原理出现拔桩困难的情]2．1吸泥原理(1)压缩空气沿进

2、气管道进入空气包后．通过内管壁上的小孑L眼进入混合腔(套管)，在套管内与水混合．形成相对密度小于1的气水混合物．在水压和连续压缩空气的共同作用下．泥水混合物沿着排泥管路上升而排出管外(2)压缩空气沿进气管道进入空气包后．通过内管壁上的小孔眼进入混合腔(套管)．并以很高的速度由喷射孔喷出．喷出物带走喷射孑L以下套管扩散内的液体，喷嘴以下套管于是形成负压．泥水混合角土物沿着排泥管路上升而排出管外体重2．2挖泥原理力(1)采用高压喷射钻井原理．利用泥浆泵打出图1平台拔桩阻力示意的高压流体沿进水管道进入高压射流包．经喷嘴形为了解决平台在某些井位因插桩人泥过深导致成高压射流冲刷破坏地层拔桩困难的问

3、题．除了采用冲桩消除吸附力的方法(2)采用机械搅动原理．利用高压射流包下焊以外．从减轻桩靴上部土重的角度出发．研制出新接的强度足够高的搅动爪．通过吊机往复式回转套型的挖泥器．用于拔桩前挖出桩靴上部土体现场管搅动破坏地层试验表明．通过采用该设备挖出部分桩靴上部土体．挖泥器工作时．送入的压缩空气连续并且足够降低桩靴上部土重后．可显著改善平台的拔桩过程充足，使被破坏的土层形成泥水混合物．被吸进套1方案设计管，并由压缩空气沿着套管排出管外．完成整个挖挖泥器主要由进水管道、进气管道、高压射流泥过程包、吸泥空气包及附件、排泥管、压缩空气管、高综上所述．首次设计出的一种新型拔桩挖泥器压水供应管道等组成

4、．如图2所示空气吸泥器的较彻底地解决了目前白升式钻井平台插桩入泥过混合输送管采用直径D243mm、厚度10mm的套深．拔桩困难的问题。采用该装置挖出桩靴上部土管；空气包壁上设排气孔，孔径5mill，共3X24体，减小了拔桩阻力。该挖泥器具有结构简单、建个；空气包选用D340mm、高度300mm的套管，造和安装方便、工作可靠性高等特点，满足了重复进气管道采用一根D50mE的钢管：高压射流包使用、工作寿命长等经济性要求．极大地提高了平选用D340mE、高度400mm的套管：高压包下台拔桩效率．缩短了拔桩时间部焊接11个喷射管及多根泥浆搅动爪：进水管道3现场试验采用一根D50mm的钢管：接头采

5、用由壬连接依据上述设计方案制造了样机．并开展现场试40石油l程建设验。需要的设备有：空压机、泥浆泵和吊机空压台允许值机提供连续的压缩空气：泥浆泵提供连续的高压射(2)在单桩拔桩作业时要控制平台的倾斜度．流，以冲松海底土层：吊机吊装挖泥器并随时调整防止平台主体结构和升降装置遭受破坏．同时平台角度进行来回旋转．搅动海底土层主甲板不能入水3．1试验步骤(3)在拔桩过程中，降低平台(增加吃水)和(1)先进行冲桩试拔，如果没有效果．再将平高低压冲桩两个过程应同时进行．应根据环境条台升至拖航吃水深度，用挖泥器按照计算的最小挖件、气象条件和天气变化趋势．保证平台足够的安泥深度进行挖泥．减小桩靴上面的覆

6、土重力全干舷高度．防止波浪拍击到甲板(2)根据事先计算出的重心．合理布置平台的(4)为了保证桩腿的顺利拔出．应确保3个桩载荷分布并加以固定腿周围的泥土达到设定的最小挖泥深度．并尽可能(3)在升降系统允许的情况下尽量加大平台的向深挖．向四周挖整体吃水．先拔首桩(此时应随时关注单桩升降载(5)在用气喷冲过程中．在桩靴没有完全拔出荷，使之不超过平台允许值)．而后迅速将低压充泥面前，中问不允许断气．防止产生倒吸现象．导气阀门打开致平台产生大的倾斜(4)在打开充气阀门不久．船首吃水逐渐变(6)在利用压缩空气拔桩时要特别注意安全．小，说明首桩正在拔起，之后再降平台增加吃水，同时也应该注意在桩靴拔出瞬

7、问．因空气瞬问膨胀直到把首桩拔出泥面而产生向上的高压水流沿围阱区缝隙窜上甲板的问(5)在拔首桩的过程中．随时关注空压机气瓶题．平台会因此而产生晃动．此时在船舷周围和桩压力变化及平台倾斜状况．在桩靴被拔活至离开泥面腿附近T作的人员要更加注意安全前，应关注平台倾斜程度，随时准备关闭充气阀门4结束语中油海8平台在滨海7井作业时．地层土体太(】)该装置的使用拓宽了平台适用地层的范软．桩腿入泥达到20．4m．远远超过操船手册规定围．在某些软地