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自升式钻井平台是一种海洋石油开采中常用的平台结构形式。桩脚穿刺是引发自升式钻井平台事故的最主要的原因,目前对于穿刺机理的研究都集中在桩靴达到或者进入到硬层以后,即认为只有桩靴在达到或进入硬层后,穿刺行为才开始启动。在中国南海海域普遍存在硬夹层分布土层,即软—硬—软,俗称"鸡蛋壳"土层分布,现场情况显示,在这种土质条件下,现有的方法很难对穿刺行为做出准确的预测。采用离心模型试验以及有限元的方法对上述土层分布下的穿刺机理进行了研究。离心模型试验显示:在桩靴贯入过程中所受到的土阻力的大小沿深度的分布存在两种不同的模式。当上层软土强度与硬层强度之比在0.5左右时,土阻力沿深度的分布存在两个峰值点;当上层软土强度与硬层强度之比在0.2左右时,土阻力沿深度的分布与现有计算模式的情况相同。有限元计算分析显示造成上述现象的主要原因是塑性区在土体中的展开模式的区别。在钻井平台预压插桩过程中应该充分考虑土体中土阻力的分布特点,合理设计每级预压荷载的大小,预防穿刺的发生。 相似文献
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随着海洋工程的发展,自升式钻井平台被应用于水深更大,环境条件更加恶劣的海域。在这种情况下,自升式钻井平台桩靴的插深预测就成为钻井平台设计计算的重点和难点。原有的计算方法已经不能满足实际工程的需要。为了提高预测精度,根据桩靴贯入砂土的特点,采用球孔扩张理论模拟了桩靴贯入过程中的应力场变化,推导出了该条件下球孔扩张的极限扩孔压力的理论解。在此基础上对钻井船桩靴与静力触探探头受力进行了对比,推导了利用孔压静力触探试验数据计算桩靴承载力的理论表达式。为了验证公式的可靠性,选取中国南海6个实际工程,分别利用传统方法以及本文公式对插桩深度进行了预测,并将预测结果与实测结果进行对比,结果显示方法和实测结果吻合较好。 相似文献
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