海洋自升式钻井平台桩靴研究

独立插桩式海洋自升式钻井平台能否在海上安全钻井的最关键问题是它的桩靴是否设计合理。阐述了自升式钻井平台桩靴的种类与设计考虑因素。以一个100 m工作水深的自升式钻井平台的桩靴为例,分别对其在预载工况和风暴工况下进行了强度和稳定性的校核,符合标准要求。     

自升式钻井平台筒型桩靴试验研究

为了比较自升式钻井平台筒型桩靴和传统桩靴在插桩过程中的力学性能,在相同截面积和插桩深度条件下分别对2种桩靴模型在饱和粘土和砂土中进行了插桩模拟试验。试验结果表明,在粘土中,筒型桩靴和传统桩靴的插桩阻力均随插桩深度的增加而增大,且插桩阻力最大值相近;在砂土中,筒型桩靴插桩阻力最大值是传统桩靴的0.62倍;筒型桩靴模型在砂土中插桩阻力最大值是在粘土中的4.11倍;传统桩靴在砂土中插桩阻力最大值是在粘土中的6.76倍。该研究结果可为海洋工程实际应用提供参考。     

自升式平台桩靴承载力研究

自升式平台应用日益广泛,如何预估地基土的承载力以使平台安全作业,是需要解决的关键问题。研究了ABAQUS中土的弹塑性模型及进行数值模拟的条件等内容,应用土力学理论和有限元数值模拟两种方法,对自升式平台桩靴所受的垂向作用力进行对比分析。采用ABAQUS软件研究桩靴入泥深度和贯入阻力之间的变化规律,讨论了土体参数对桩靴贯入阻力的影响规律,得出具有一定意义的结论。     

海上自升式钻井平台新型筒型桩靴承载力

为了比较筒型桩靴和传统典型桩靴装配平台的不同受力性能,详细分析不同桩靴型武对于桩腿刚性度和平台整体承载能力的影响.通过Swipe和固定位移比的加载方法,绘制了复合加载模式下筒型桩靴和传统桩靴基础的垂向荷载-水平荷载、垂向荷载-弯矩荷载、垂向荷载-水平荷截-弯矩荷载受力空间的破坏包络面和循环荷载条件下2种桩靴基础的垂向静...     

自升式平台插拔桩对邻近桩靴影响的研究

为了分析桩靴插拔过程对邻近桩靴承载力的影响,基于Plaxis 2D的有限元模型完成桩靴插拔对邻近桩靴影响的研究,基于Plaxis 3D的有限元模型完成桩靴插拔对桩靴承载力影响的研究。开展了桩靴插拔的模型试验研究,将试验结果与理论分析结果相结合,研究结果表明：两桩靴在不同间距情况下,预定贯入深度处的桩靴承载力小于这一间距的最大贯入阻力,则桩靴承载力发生折减,且承载力折减率随桩靴间距增大而减小。     

海上自升式钻井平台插桩阶段桩靴承载力计算

为了准确预测海上自升式钻井平台插桩阶段贯入深度,引入流-固耦合理论,建立了饱和黏土条件下土-桩靴系统的有限元模型,利用该模型对桩靴贯入均质与非均质黏土时的桩靴承载力系数进行了数值计算。结果表明,桩靴承载力系数的大小主要取决于土体强度和桩靴贯入深度：对土体强度非均匀系数较低的土体,桩靴承载力系数与桩靴贯入深度正相关,而土体强度非均匀系数较大的土体桩靴承载力系数与桩靴贯入深度呈负相关;当桩靴贯入深度为20 m左右时,桩靴的极限承载力系数为10.30（不考虑土体回流作用）和12.25（考虑土体回流作用）。给出了插桩过程中桩靴承载力的计算方法,并利用此方法计算了渤海5号平台在特定土质条件下桩靴的贯入深度,提出的计算方法由于考虑了整个插桩过程中土-桩靴相互作用、土体的非线性特性、桩靴底面的端阻力和桩靴侧面阻力等影响,预测的桩靴贯入深度更为合理,与传统计算方法的结果相差20%左右。图9表2参25     

自升式钻井平台再就位分析研究

自升式平台再就位过程中面临着许多风险,为了提效增益,对再就位过程中的潜在风险进行预识别就尤为重要.本文探讨了在平台再就位过程中插拔桩刺穿硬地层下的软泥层的风险,描述了插桩刺穿的基础原理并给出了风险分析方法.     

基于代理模型的自升式海洋平台桩靴结构优化

自升式海洋平台桩靴作为平台的重要组成部分存在结构庞大笨重、应力分布不均等问题,以自升式海洋平台JU2000E桩靴为研究对象,应用Ansys软件建立有限元模型,依据美国船级社（ABS）规范对其在预压载工况和风暴自存工况下进行强度分析与校核,采用桩靴各结构板厚作为优化设计变量,通过最优拉丁超立方抽样选取样本点,结合径向基函数（Radial Basis Function,RBF）神经网络算法建立设计变量和各响应的代理模型,并基于第二代非劣解遗传算法（NSGA-Ⅱ）对桩靴进行多目标优化。对优化后的桩靴进行仿真验证,桩靴重量减轻、应力减小且分布更均匀。     

自升式钻井平台冲桩系统优化设计研究

为了减小拔桩阻力,自升式钻井平台都配备有冲桩系统,用于在拔桩过程中对桩靴上、下土体进行冲桩。提出了一种自升式钻井平台冲桩系统优化设计方法,给出了桩靴底部吸附力计算方法,以及渗透性较差和较好土体的冲桩分析方法,研究了喷嘴数量和喷嘴布局形式对于冲桩效果的影响,并以某新式平台为例,进行了桩靴底部冲桩系统的优化设计。研究结果表明,冲桩喷嘴越多,喷嘴布局越均匀,冲桩效果越好。优化后的冲桩系统布局形式比原设计布局形式在冲桩效率上提高了约1倍。     

自升式钻井平台的最新进展

回顾岸外海事业与自升式钻井平台发展的低潮与高峰,总结深水自升式平台的现状,进一步论述了新一代自升式平台的技术发展,给出自升式平台的市场需求趋势与中国自升式平台设计建造的发展.     

自升式钻井平台横向振动特性研究

将自升式钻井平台(简称钻井平台)桩腿简化为悬臂梁力学模型,研究了钻井平台横向振动特性,建立了较为简便的钻井平台横向振动周期、频率及振幅计算方法;利用得到的钻井平台横向振动特性计算式,对海洋石油钻井作业所用三桩腿、四桩腿钻井平台进行了横向振动特性值计算,并对振动周期、频率计算结果进行了分析;研究了钻井平台横向振动影响因素,并且提出了相应的改进思路及措施,这对指导海上钻井平台操船作业具有重要意义。     

复杂地层条件下自升式钻井平台插桩穿刺分析

在复杂地层(硬土层覆盖软土层,即层状地基)条件下,自升式钻井平台预压载期间可能发生桩腿桩靴穿透上部硬土层,并在下伏软土层中快速沉降形成穿刺,导致平台结构受损,造成重大经济损失.对自升式钻井平台穿刺事故进行了统计分析,同时对穿刺破坏机理进行了研究,并以南海西部A井位为例,提出了可行的穿刺预防措施,对保证平台作业安全具有重要意义.     

压载穿刺对钻井平台结构的影响及处置方案

依据自升式钻井平台压载穿刺运动过程对结构、设备的影响分析及推测,辅以实地勘察验证找出对平台结构、桩腿及相关设备进行检验的方案,并依据实际检查、检测结果整理出修理方案及注意事项,为后续的钻井平台穿刺后修理提供一个可类比的样本。以某实际发生穿刺后的平台修理方案为例,列举了穿刺发生后需进行的检查内容,并对相应的修理方案进行了简要描述,其结论对自升式钻井平台使用者及平台管理人员具有一定参考意义。     

穿刺工况自升式平台动力灾变特性

针对穿刺引起的自升式平台结构损伤问题,系统研究其动力灾变行为。考虑损伤积累对刚度衰减影响提出构件失效准则,在定义结构抗力和地基抗力基础上提出穿刺工况下平台结构失效准则,以121 m桁架式自升式平台为研究对象,考虑构件损伤演化及桩土动力耦合作用建立平台整体分析模型,并从入泥承载力、损伤影响、约束条件3方面验证了模型适用性;进一步基于整体失效准则开展穿刺工况下平台动力灾变演化模式研究。结果表明：构件损伤演化降低了平台极限承载能力并影响其整体灾变演化规律,CEL法可以有效模拟复杂土层桩土动力耦合作用;穿刺工况下平台失效模式受结构抗力和地基抗力共同影响,其演化规律为未穿刺桩腿与桩靴连接区域杆件由于船体倾斜产生较大弯矩发生塑性变形,随着穿刺深度的增加进一步演化为上下导向块区域桩腿杆件屈曲变形,这与穿刺工况下观察到的桩腿失效模式一致。     

我国钻机技术进步与“十一五”发展的思考

在总结我国石油钻机技术现状,肯定“十五”期间我国石油钻机发展所取得成绩的同时,分析了我国钻机技术与国外存在的差距。预测了我国钻机技术的发展趋势,提出了“十一五”期间的发展思考。指出我国钻机制造业发展必须依靠技术进步,在当前市场条件下,实现钻机制造业大国向强国的转变,必须寻求关键技术突破,加强钻机技术的集成,开发足够引导消费的新产品,以全面增强参与国际高端钻井装备市场的竞争能力。     

自升式平台结构响应分析及可靠性评估研究综述

介绍了白升式平台的结构及作业特点．然后就国内外对平台结构动力响应分析中的四个关犍问题(环境栽荷模型、结构模型、结构响应分析方法及基础模型)的研究进展进行了详细讨论．分析对比了目前所使用的各种理论方法的特点。还简要阐述了可靠性理论在白升式平台结构安全评估领域中的应用。最后结合目前近海石油工业的发展情况，对需要进一步研究的问题提出了自己的建议。     

二聚酸的合成及其对喷气燃料润滑性的影响

以油酸为原料合成了二聚酸,利用红外光谱仪分析其结构,并采用高频往复试验机(HFRR) 和球柱润滑性评定仪(BOCLE)分别考察了二聚酸在喷气燃料中的摩擦学性能以及与环烷酸型抗磨剂(T1602)的复配效果,采用SEM扫描电镜及EDS能谱分析试验球片。结果表明,所合成二聚酸具有一定的抗磨效果,二聚酸添加质量分数为80 μg/g时,磨斑直径能够达到500 μm以内;二聚酸添加质量分数在15~20 μg/g范围内即可满足喷气燃料对润滑性的要求;二聚酸与T1602复配后,在二聚酸添加质量分数40 μg/g以内时对喷气燃料的润滑性提高不明显,可能由于添加剂在摩擦副表面间存在竞争吸附的原因。二聚酸在摩擦副金属表面发生了化学吸附,形成了具有较好润滑作用的含氧化学保护膜,起到了抗磨效果,同时还伴随着腐蚀效应。     

Effect of polymer solution structure on displacement efficiency

In this paper,a series of experiments,including atomic force microscope (AFM),environmental scanning electron microscope (ESEM),and core displacement tests were conducted to investigate the effect of p...     

石油钻机维修可靠性研究

在役设备管理是企事业管理的重要组成部分,石油钻井行业对此一直比较重视,但是目前的管理状况还存在着很多问题。以石油钻机为研究对象,利用可靠度理论,确立了石油钻机的故障树,计算了系统及各基本部件的可靠性参数,对钻机系统进行了瞬时可靠度分析,同时,确定了石油钻机系统的可靠度指标,得到了石油钻机各基本部件的可靠度函数。根据可靠度函数,建立了以可靠度为准则的维修管理及经济评价模型。利用该模型,可以提高现场设备管理的效率,节约经济投入,使石油钻机系统的维修管理达到科学化、信息化的水平.     

湖相细粒沉积岩纹层结构差异对可压裂性的影响

细粒沉积岩纹层结构（如纹层发育程度、厚度大小、厚度差异性和连续度）是影响岩石力学性质以及裂缝扩展的内在因素。通过对中国东部中生代-新生代的湖相细粒沉积岩开展研究，以常规三轴实验和断裂韧性实验为基础，结合图像分析和处理技术，分析了不同纹层结构与岩石力学参数之间的对应关系，综合评价了湖相细粒沉积岩纹层结构差异对可压裂性的影响。研究表明，细粒沉积岩的可压裂性指数与纹层数量、连续度呈负相关，但与纹层厚度方差、颗粒垂向分布方差呈正相关。纹层发育且连续性强的细粒沉积岩，其塑性较强，压裂缝以沿纹层界面或塑性纹层（黏土纹层或有机质纹层）扩展为主，裂缝易再次闭合，从而导致岩石的可压裂性降低。纹层厚度差异性较大、颗粒垂向分布均匀度较高的细粒沉积岩，其脆性较高，在压裂过程中易形成复杂有效的网状缝，从而提高岩石的可压裂性。此外，细粒沉积岩组分、颗粒结构以及成岩作用对可压裂性也具有重要的控制作用。