佘 稳,蔡龙龙,刘剑涛

(中海油田服务股份有限公司,天津300459)

自升式钻井平台是海洋油气田开发的重要设备之一,利用该平台可以进行钻井、修井和试采等作业。该平台具有移动性好、作业稳定性强和适用性高等优点,因此在近海油气开发中得到了广泛应用[1-3]。仅在我国,自升式钻井平台在移动式钻井平台中所占比例高达80%[4],己经成为我国海洋油气勘探开发的重要装备。穿刺事故是钻井平台就位期间的最大风险因素,根据HSE(Healt h&Safety Executive)统计资料表明,穿刺事故约占平台总事故的53%[5]。平台穿刺事故频发主要与复杂的海底地层条件有关,特别是很多区域存在上部为砂土或硬黏土、下部为软黏土的类似“鸡蛋壳”地层,自升式钻井平台在此类区域作业时存在穿刺的风险。如果穿刺行程超过了平台自身调节控制的能力,则平台会急速倾斜或倾覆,造成设备受损或人员伤亡。因此,穿刺分析是钻井平台插桩预测过程中分析的重点。

对于海底层状结构地层,在计算时一般简化为多个双层地基的叠加。常用的成层地基极限承载力的计算方法有Hansen加权平均法[6]、Baglioni分析法[7]、3∶1穿刺分析法[8]和冲剪系数分析法[9]等方法,目前的研究仍难得到严格的理论解,所以这些方法大多为经验公式或半经验公式。海上工程地质分析中应用较多的穿刺分析法为3∶1穿刺分析法[8],该方法为《海洋井场调查规范》[10]中推荐的方法。虽然《海洋井场调查规范》[10]和SNA ME规范[11]都对冲剪系数分析法[9]进行了介绍说明,但该方法在工程实践中暂未应用,此外,《建筑地基基础设计规范》[12]对地基受力层范围内有软弱下卧层时,推荐了验算方法,即“地基压力扩散角法”,该方法暂未在自升式钻井平台插桩中运用。……