深水导管架海上安装水下基盘对接模拟计算及施工工艺.pdf

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1、第45卷第4期船海工程Vol.45No.42016年8月SHIP&OCEANENGINEERINGAug.2016DOI：10.3963/j.issn.1671-7953.2016.04.017深水导管架海上安装水下基盘对接模拟计算及施工工艺郭庆，宋青武，宋波，孙志广，商宝强，王赛(海洋石油工程股份有限公司，天津30〇451)摘要:针对水下钻井基盘在平台导管架海上安装时，施工难度增加、风险增大的问题，通过某项目导管架海上安装套水下基盘作业实践，总结其施工工艺的特殊性，应用SCAS软件对套筒和导向粧之间的碰撞过程进行模拟计算，结果表明，导管架套筒与水下基盘导向粧对接碰撞力强

2、度满足规范要求。关键词:水下基盘;导管架;套筒;导向粧;对接;碰撞模拟中图分类号:U674.38文献标志码:A文章编号：1671-7953(2016)04-0067-05考虑到海上油气田整体开发工期的需要，部1项目背景介绍分海上油气田采用预钻井与平台建设同步进行的方式，其基础设施即为水下钻井基盘，主要作用包该导管架设计水深79.6m，采用4腿8群粧括引导钻具、承接水下井口装置，以及防喷器组、导管架结构形式，使用新型水下基盘为导管架安布置井距、辅助导管架对接定位等[1]。在完成预装与井口对接，于2014年8月完成海上安装工钻井作业后，在平台导管架海上安装时，通过导向作。新型

3、水下基盘结构是对已有井口平台结构形粧与平台导管架下部设置的套筒相互对接，此方式的优化，其出发点是解决导管架施工时的就位案由于钻井作业与工程作业同时进行，可以有效倾斜问题，同时考虑平台结构抗冰性能以及减小缩短开发周期，但导管架套筒与水下基盘导向粧波浪、海流等环境载荷的影响。该结构采用了引对接是一个相互碰撞的过程，安装有难度，对导管导管和水下基盘相结合的结构形式[3]。导管架架就位精度要求更高，安装工期与风险都加大，稍相关信息见表2,基盘形式见图1。有不慎，就有可能对导管架本体或基盘造成损坏，表2导管架相关信息无法完成导管架安装工作。对接导管架与一般导名称重量/t海上安装方式

4、管架就位精度对比见表U导管架2950t吊装下水、注水扶正、坐底就位表1对接导管架与一般导管架就位精度对比m钢粧2594t(8根，84”）翻粧形式导管类别横向位置/mi横向转角/(°)水平面斜度/(°)基盘锚向0.8°一般±5±5±0.5对接±0.15±0.5±0.5鉴于导管架套基盘施工与常规导管架施工存在一定的区别，有必要针对其施工工艺特殊性进行研究，明确需重点关注的事项收稿日期:2016-01-05修回日期:2016-02-17基金项目：工信部2014年高技术船舶计划项目(工信部联装[2〇13]418号）XK平仪2罗经底盘第一作者简介:郭庆(1975—），男，硕士，高级

5、工程师图1基盘形式示意研究方向:海洋工程专业和工程项目管理E-mail：guoqing@mail,cooec.com.cn其中高粧和低粧为定位粧和导向粧，与导管672016年船海工程郭庆，等£深水导管架海i：安装水下基盘对接模拟计算及施工工艺第4期第45卷架套筒对接，应当具有足够的强度来抵抗导管架就位时的冲击力me图2所示为基盘三维模型。图2基盘三维模型基盘相关安装数据见表3、4。表3基盘定位粧高度实测数据定位粧高度/m粧管尺寸/in高桩（L1)出露泥面以上9泥面以上管体外径42低粧（L2)出露泥面以上7泥面以上管体外径36辅粧（L3)出露泥面以上4泥面以上管体外径30表

6、4基盘本体及高粧、低粧、辅粧不水平度实测数据测量位置观测值基盘本体水平仪1:正北1°，水平仪2:正北1°高粧顶部（L1)正北1°低粧顶部（L2)正北0.5°辅粧顶部（L3)正北1°2对接碰撞模拟计算2.1碰撞力的选取假定垂直和水平碰撞力分别为导管架童量的2%和5%，按照导管架详设重控报告，该导管架重量2842.7t，计算可知，垂直作用力5517kN，水平作用力为1394.3kN。参考DNV规范《RulesforPlanningandExecutionofMarineOperations》要求，套筒对接作用力应不低于导管架吊装重+内部充水重的3%，经计算此重量为3407.3

7、t，因此对接作用力不得低模型输入、工况输入，以及荷载输入（包括基本荷于1003kN。载和荷载组合），该软件是采用有限元法专用于综合上述两方面要求并考虑一定的安全系海洋结构工程的分析系统，是国际上比较先进的数，在实际模拟时垂直和水平对接力分别选择被普遍使用的海洋工程结构分析程序，对灌浆与1100kN和1600kN，作为碰撞模拟的输入条件。非灌浆导管架平台具有强大的分析功能，可以根2.2套筒模型据不同的规范对杆件及管节点进行强度与冲剪校套筒模型见图3〜5。核，并对杆件的壁厚进行重新设计Wu2.3相关数据的输入2.4模拟结果使用SC