钻井船插桩对海洋平台桩基影响的数值研究

运用耦合欧拉-拉格朗日(Coupled Euler-Lagrange, CEL)方法对钻井船就位插桩过程引起的土体响应进行分析,得到钻井船插桩过程引起的土体响应规律。在此基础上,研究钻井船桩靴对邻近海洋平台桩基的影响,结果表明:距桩靴最近的桩基受到的影响最大;随着钻井船桩靴贯入深度增大,桩基应力逐渐增大,桩基最大应力位置逐渐下移;桩靴对其斜下方处桩基应力和水平位移影响最大。钻井船插桩过程对邻近海洋平台桩基周围土体影响深度为桩靴插入深度,桩靴对桩基承载力和轴向位移影响较小。     

一种鸡蛋壳地层穿刺监测与预警结构及其作业方法

为了解决自升式钻井平台插桩遇“鸡蛋壳”地层发生穿刺导致船体失稳这一世界性难题,中国海洋石油工程技术人员创新性地提出了一种鸡蛋壳地层穿刺监测与预警结构及其作业方法。针对自升式钻井平台在南海多个油田的复杂地层插桩发生穿刺、桩基失稳等情况,通过在自升式钻井平台桩腿桁架上加装静力触探结构,在桩靴底部进行CPT试验,记录桩靴以下包含鸡蛋壳层段在内的地层参数,定量分析穿刺发生的可能性,从而对可能发生的穿刺提出预警,及时对就位插桩作业做出调整。数值模拟计算结果表明,该结构与作业方法可靠有效,对理论计算存在穿刺的地层进行了准确的监测与预警,有效避免了穿刺的发生,对插桩安全控制起到了积极作用,提高了海上大型设备安全。     

遗留桩坑对自升式平台滑移风险的影响及对策

运用有限元分析方法研究了前期作业遗留桩坑对自升式钻井平台滑移风险的影响,提出了降低滑移风险的对策,并进行了实例分析。考虑流体在孔隙结构中的渗流、滑动摩擦接触以及材料与几何非线性,建立了桩-土相互作用的流固耦合有限元模型,通过数值模拟结果与已发表文献中实验结果的对比,验证了模型的可靠性。利用建立的模型分析了前期作业遗留桩坑影响下的桩基土体破坏过程、运移形式及遗留桩坑对桩-土相互作用的影响,结果表明:插桩初期遗留桩坑底部与桩靴底部出现塑性破坏区域,然后破坏区域随着压载的增加不断增大,直至形成连续滑移面;桩靴周围土体的运移形式随着桩靴与遗留桩坑距离的增大出现明显变化;随着桩靴-遗留桩坑中心距的增大,峰值水平滑移力先增大再逐渐减小。在最终位置插桩前以适当的距离和深度进行试踩可有效降低平台滑移风险。     

西非海上自升式钻井平台提高拔桩效率的方法与措施

西非几内亚湾OML-12X区块内自升式钻井平台插桩入泥深度过大,在钻井作业之后平台拔桩十分困难,有时甚至会出现拔桩过程中破坏平台主体结构而造成巨大的经济损失的问题。通过分析,将自升式钻井平台的拔桩过程分为克服桩靴吸附力和克服上行阻力2个阶段,利用吸盘效应理论对桩靴吸附力的产生机理进行了分析,同时对减小桩靴上行阻力的有效途径进行了探讨,提出了2种提高拔桩效率的方法,即对桩靴下部地层充分水化分散和灌注表面活性剂促进内外压力的联通。现场实践表明,本文提出的方法比较符合实际情况,能够有效指导海上自升式钻井平台拔桩实践,提高拔桩效率和安全性。     

埕岛油田海上自升式平台反复插拔桩对地层的影响

为提高埕岛油田海上自升式平台插桩稳定性,通过试验模拟了平台的插桩、作业和拔桩三个过程,以明确反复插拔桩造成的粉土和粉质黏土等地基土破坏形式、状态、强度丧失与恢复过程。反复插拔桩对地层的影响为:在平面距离桩靴中心1.6D(D为桩靴直径)范围内,扰动程度最高可达40%;沿深度方向土体的扰动程度在1.8D深度范围内基本不变,桩坑底部中心土体被压密,强度提升约40%。试验研究获取了贯入力和起拔力在初次和二次插拔桩全过程中的整体变化规律,为海上自升式移动平台稳定性计算提供依据,保障了平台插桩就位安全。     

欧拉-拉格朗日法模拟桩靴插拔对邻近桩基承载力的影响

海上自升式钻井平台插拔桩作业一般靠近固定平台,这就不可避免对固定平台桩腿产生一定影响。研究了欧拉-拉格朗日法模拟桩靴插拔与邻近桩基竖向承载力的可行性,并且分析了数值模拟中参数选取对桩基竖向承载力的影响。研究表明:当网格划分尺寸为0.25 d (d为桩基直径)、桩基加载速率为5 cm/s、桩长的30%嵌固在拉格朗日体中时,桩基竖向承载力计算结果与API规范计算结果吻合较好;桩靴贯入速度为8 m/s时,桩身弯矩的数值模拟结果与现有离心模型试验结果吻合较好;桩靴插拔后,邻近桩基竖向承载力降低率随着桩靴与桩间距的增大而减小。     

新型多功能桩基试验系统的研制

桩基稳性对自升式钻井平台作业安全影响很大。国内针对桩基稳性的研究较少,更缺乏相应的试验装置。为此,设计了新型多功能桩基试验系统。该系统可以开展自升式钻井平台插桩、拔桩和穿刺等常见的桩基稳性试验研究,为自升式钻井平台在作业区域插桩深度、拔桩阻力的准确预测以及穿刺机理的深入研究提供了一个良好的试验平台;加装冲桩系统后,还可以开展自升式钻井平台拔桩时的冲桩效果分析和采用冲桩的方式主动穿透硬地层机理研究,扩展了试验系统的功能;能方便、快速地模拟自升式钻井平台作业过程中桩基与海土的相互作用,从而为自升式钻井平台能否到某区域特别是陌生区域作业的快速决策提供有力的技术支持。     

双层土中自升式钻井平台桩靴极限拔桩阻力计算新方法

基于CEL的桩靴拔桩过程有限元数值模拟分析,总结了双层土中自升式钻井平台拔桩时桩靴极限阻力的影响因素,拟合出一套新的双层土条件下自升式钻井平台桩靴极限拔桩阻力预测公式,该公式将桩靴极限拔桩阻力分解为由桩靴上表面极限拔桩阻力、桩靴下表面极限吸附力和桩靴侧面最大摩擦力等3部分相加得到。其中,桩靴上表面极限拔桩阻力计算公式考虑了桩靴面积、土层抗剪强度和硬土层厚度等关键因素,桩靴下表面极限吸附力计算公式考虑了土体固结时间、渗透系数和桩靴入泥深度等关键因素。本文所提出的双层土中自升式钻井平台桩靴极限拔桩阻力预测公式计算结果与离心机模型试验结果之间的相对误差为8.7%,验证了本文预测公式的正确性。本文研究成果可为自升式钻井平台在双层土复杂地层中拔桩时最大阻力预测提供参考。     

海洋环境载荷对自升式平台就位的影响

海洋环境载荷的影响会导致自升式平台就位位置与设计位置发生偏差。针对自升式平台就位位置偏差问题,通过分析自升式平台就位过程与步骤,得到海洋环境载荷中海流载荷为影响自升式平台精确就位的主要原因。以东海某自升式平台为例,结合自升式平台桩腿桁架结构特点,利用桩腿受海流载荷作用的特征面积法和结构力学中悬臂梁弯曲理论,建立了自升式平台桩腿受海流载荷时桩腿挠度计算模型,对比分析了该计算模型得到的就位偏移量与数值模拟结果。结果表明,利用本文建立的平台最大偏移量计算模型得到的自升式平台就位偏移量与数值模拟结果吻合,可指导自升式平台精确就位作业。     

自升式钻井平台插桩深度计算及几个问题的探讨

在海上油气的勘探和开发中,自升式钻井平台发挥了很大的作用。自升式钻井平台就其基础类型不同分为桩基式和沉垫式2种。本文就桩基式钻井平台的桩靴在均一黏性土、砂土及粉土上的插桩深度计算方法及其强度参数的选取等问题进行探讨。     

制硫装置解吸塔塔体裂纹形成原因分析

通过宏观检查，金相组织检验及裂纹断口观察，分析了制硫车间解吸塔（C-403/2）塔体裂纹产生的原因，并提出更换新塔的对策。     

金属热膨胀对分馏塔和分馏塔楼梯间损坏原因分析及处理办法

本文分析了分馏塔塔体与热膨胀系数的关系、变形原因、处理方法。     

苯乙烯环氧化制环氧苯乙烷的研究

环氧苯乙烷是重要的有机中间体,主要用于香料,制药工业。环氧苯乙烷主要由苯乙烯环氧化制得,本文介绍了卤素法,过氧化物法,氧气或空气环氧化法以及相应的催化剂。     

渤中坳陷青东凹陷古近系沙三下亚段构造-古地貌对沉积的控制

利用地震、测井及录井资料,采用回剥技术及断失量的趋势分析方法,恢复了古近系沙河街组三段下亚段沉积时期青东凹陷的构造-古地貌,并阐明了构造-古地貌对沉积体系的控制.受郯庐断裂及其派生断裂的控制,沙三下亚段沉积时期青东凹陷呈现整体沉陷,为一东断西超的箕状断陷.凹中发育3个近东西向的次隆,将青东凹陷分隔为4个次洼,由南至北,次洼的规模逐渐扩大.受构造-古地貌的控制,沙三下亚段青东凹陷的东部发育扇三角洲,西部和南部发育辫状河三角洲,三角洲沉积体系的主体发育部位明显受次洼的控制.由于凹陷规模小,物源供应充分,扇三角洲和辫状河三角洲的砂质沉积不同程度超覆于次隆之上,次隆地带水浅浪强,形成规模不等的砂质滩坝.发育于东部断坡带的三角洲砂体,发育于西部缓坡带的辫状河三角洲砂体,以及发育于次隆地带的砂质滩坝砂体均具有较好的储集条件和较好的圈闭背景,是油气勘探的重要目标.     

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射孔器承压结构可靠性试验与验证分析

为了评估射孔器承压结构的可靠性,从射孔器承压结构——粉末冶金堵片材料强度试验、堵片性能的分布统计、推导危险点的应力表达式、可靠性计算和可靠性验证几方面着手,给出了评估射孔器承压结构可靠性的方法。分析结果表明,粉末冶金材料的堵片具有很好的线性特征,承压结构的性能关系符合结构的力学特点;三参数威布尔分布适合统计堵片的承压性能,堵片材料性能的分散性较大;实际工程中承压结构承受水压时,堵片底部中心的应力最大,是结构的失效点;蒙特卡洛方法适合承压结构的可靠性计算,射孔器承压结构是一个串联系统;堵片性能的统计试验和可靠性算法是正确的。