绥中36-1油田二期隔水导管打桩顺序优化研究.pdf

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1、第42卷笫3期船海工程Vo1．42No．32013年月SHIP＆0CEANENGINEERINGJun．2013DOI：10．3963／j．issn．1671-7953．2013．03．044绥中36—1油田二期隔水导管打桩顺序优化研究聂宝栋，王彬，侯辰光，陈桂(中海石油(中国)有限公司绥中36—1油田二期调整_v-~gA目组．天津200030)摘要：通过群桩效应理论分析和室内模拟试验，分析隔水导管沉桩挤土效应及海上钻井隔水导管周土的位移和分区，得出隔水导管打桩顺序的优化方法。针对绥中36—1油田二期某平台隔水导管的打桩任务，采用打桩顺序优化方法

2、得出了该平台的最佳打桩顺序，用于作业现场，效果良好。关键词：隔水导管；裙桩效应；打桩顺序；优化中图分类号：U674．38文献标志码：A文章编号：1671-7953(2013)03-0164-03海上钻井井口布置较密，问距较小，隔水导管在打桩作业时常常因为群桩效应的影响出现作业不顺利或桩倾斜等现象。通过对隔水导管打桩顺序进行优化，不仅可以避免打桩作业中事故的发生，还可以提高作业时效，最终保证海上隔水导管打桩作业顺利进行。1隔水导管打桩顺序优化泡1．1群桩效应理论分析图1隔水导管桩J司土的位移和分区对于隔水导管打入过程来说实际上就是沉桩1．2群桩效应

3、模拟试验过程，即沉桩挤土效应。在隔水导管打人过程中，开展模拟试验确定裙桩效应的影响范围和影隔水导管管鞋处土的形变类似一球形孔扩张引起响程度，根据相似原理，实物与模型几何尺寸相似的形变。而在除管鞋处和地面附近的绝大部分隔比选为10：1。选用直径50．8mm，壁厚2．54mm水导管桩身周围地区，土的形变类似一个圆柱形的钢管作为桩模型，长度为3．5m。打桩锤选用孔扩张引起的形变。可以把隔水导管桩周围土划50kg重锤，锤落距为1．0m。分为几个性质不同的区域，见图1I1-2]。试验选择场地为10m×10m×10m，土体选A区。强烈重塑区，紧贴隔水导管桩身

4、，在打择3种(砂土、粘土、粘土和砂土互层)，有4个模桩过程中土体发生了大位移，且由于拖曳作用可拟桩位置，见图2。能导致上下错位，土体完全破坏。B区。塑性区，受沉桩影响严重，土体发生大位移和塑性变形，但不至于发生上下倒置错位。c区。弹性区，受沉桩的影响，但土体的变形保持弹性阶段，孔隙水压力和侧压力变化均不大。D区。该区不受沉桩的影响。收稿日期：2012—12—29图2锤击数模拟试验打桩位置修回日期：2013—01—24在4桩的中心位置钻直径150mm的孔，把第一作者简介：聂宝栋(1970一)，男，博士，高级工程师两个土应力传感器分别置于1m和3m深

5、的位研究方向：海洋石油工程项目管理E-mail：niebd@cnooc．tom．cn置，把传感器压力面正对1#和3#桩两个方向安164第3期船海工程第42卷的隔水导管打桩顺序较好地控制了打桩作业中所需的锤击次数和锤击能量，有效降低了裙桩效应的影响，对现场的隔水导管打桩作业顺利完成提供了支撑。3结论1)通过群桩效应理论的研究，结合室内模拟试验研究，确定了裙桩效应的影响范围，3倍桩径范围内裙桩效应十分明显，6倍桩径范围外裙桩效应较弱。2)根据理论及试验研究提出了隔水导管打桩顺序优化的研究方法。3)针对绥中36—1油田二期工程，采用建立的优化方法，得出

6、了该油田某平台隔水导管打桩优化顺序。表1隔水导管锤击数和总能量4)根据优化后的打桩顺序进行了现场隔水井号锤击数／次总能量／l(J井号锤击数／次总能量／kJ导管打桩作业，通过项目组合理的施工作业管M12942165435M16986173162理程序降低了作业风险，保证了作业安全，同时M5951167016M18998175270现场结果表明，优化后的打桩顺序有效降低了P4935164206M8l008177026P395616789432#996174919裙桩效应的影响，保证了现场打桩作业的顺利M1948166489M171O2518O012进

7、行。M13962168947M141035181768M7971170528M19995174743参考文献M23H96817O00133#1105194061[1]杨进，彭苏萍．群桩条件下桩土相互作用实验研究M499517474334#l084190373Ml198517298735#102718O363[J]．岩土力学，2004，25(2)：312—315．P2968170001M31017178607[2]彭苏萍，杨进，周健良，等．群桩作用下隔水导管可M22H960168596M21H1046183700打性试验[J]．石油钻采工艺，200

8、2，24(5)：8-10．M6972170704M20Hl056185456[3]王平双，周健康，刘书杰，等．群桩作用下钻井隔水导M29