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深水吸力桩井口稳定性研究

中国海上油气 2022年第5期34卷 132-140页

作者：刘书杰黄熠张明贺刘和兴李舒展傅超朱国倞中海石油(中国)有限公司海南分公司海南海口570312 中国石油大学(北京)安全与海洋工程学院北京102249

吸力桩筒形基础作为海洋深水油气建井的海底井口承载力支撑结构,可以在结构下入海底地层10~20 m深度范围提供足够的承载力,成为未来深水油气建井的新方法。通过吸力桩安装过程井口稳定性分析,建立了根据吸力桩结构和地层参数特征的吸力... 详细信息

吸力桩筒形基础作为海洋深水油气建井的海底井口承载力支撑结构,可以在结构下入海底地层10~20 m深度范围提供足够的承载力,成为未来深水油气建井的新方法。通过吸力桩安装过程井口稳定性分析,建立了根据吸力桩结构和地层参数特征的吸力桩建井承载力及井口稳定性计算模型。模拟实验结果表明:吸力桩的长度、直径及安装完成后的时间效应是影响吸力桩井口承载力的主要因素;在其他条件相同的工况下,吸力桩直径越大、下入地层深度越大、安装完成后承载力恢复时间越长,井口承载力及稳定性越高;模拟实验结果与理论计算结果相对误差约5%,验证了理论计算模型的可靠性。本文研究成果可为吸力桩建井结构优化设计及施工安装提供理论指导。

关键词：吸力桩海底井口井口稳定性模拟实验

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吸力桩式水下钻井基盘安装技术研究

石油钻采工艺 2007年第6期29卷 22-23页

作者：黄凯文段泽辉顾纯巍中海石油(中国)有限公司湛江分公司钻井部广东湛江524057 中国海洋石油基地集团监督监理技术公司广东湛江524057

半潜式平台预钻井,需要预先安装水下基盘。钻井船安装水下基盘有占用钻机时间长,作业费用高,作业工序复杂,对海况的要求较高等缺点。针对紧张的钻井船资源状况与传统的基盘安装的一些缺点,经过专家的可行性论证,首次采用吸力桩技术,成... 详细信息

半潜式平台预钻井,需要预先安装水下基盘。钻井船安装水下基盘有占用钻机时间长,作业费用高,作业工序复杂,对海况的要求较高等缺点。针对紧张的钻井船资源状况与传统的基盘安装的一些缺点,经过专家的可行性论证,首次采用吸力桩技术,成功地安装水下基盘,安装精度完全满足作业要求。吸力桩方式安装不需要占用钻机,可节省钻机时间,且费用比钻井船安装低很多,是一种值得推广的水下基盘安装技术。

关键词：吸力桩钻井基盘安装技术

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吸力桩式水下基盘结构优化研究与应用

中国海上油气 2014年第4期26卷 110-112页

作者：顾纯巍李中黄熠韦龙贵中海石油(中国)有限公司湛江分公司

对常规吸力桩式水下基盘结构进行了系统的优化研究。通过将吸力桩立柱与导向柱设计为同轴,适当加大导向柱高低桩高差、外径及壁厚,以及缩小吸力筒长径比,提高了基盘的承载力和抗撞击能力,降低了基盘贯入风险,并提高了安装精度。

关键词：吸力桩水下基盘结构优化

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深水FPSO系泊吸力桩预埋链反悬链线设计

油气储运 2022年第7期41卷 840-846页

作者：琚选择李自力崔淦董宝辉王江宏孟宪武中国石油大学(华东)储运与建筑工程学院·山东省油气储运安全重点实验室海洋石油工程股份有限公司设计院

FPSO是中国南海深水油田开发的主力模式,其单点系泊系统可靠性要求高。为此开展深水FPSO单点系泊吸力桩反悬链线设计研究,基于海床土壤特性及土力学机理,建立完整的吸力桩反悬链线数理模型,并给出反悬链线松弛量计算方法。基于不同船级... 详细信息

FPSO是中国南海深水油田开发的主力模式,其单点系泊系统可靠性要求高。为此开展深水FPSO单点系泊吸力桩反悬链线设计研究,基于海床土壤特性及土力学机理,建立完整的吸力桩反悬链线数理模型,并给出反悬链线松弛量计算方法。基于不同船级社规范中的系泊荷载条件,开展了设计生存工况(1000-yr-RP)与设计极端工况(100-yr-RP)的系泊分析,得到海底系泊载荷。以中国南海某深水FPSO工程为研究对象,预埋链反悬链线及松弛量的设计评估结果表明:该FPSO系泊吸力桩预埋链反悬链线张力载荷范围10254~14075 kN,载荷角度范围16.2°~30.1°,预埋链水平投影距离47.33~80.30 m。不同规范的计算结果较接近,起到相互验证作用。设计结果可为类似的FPSO工程提供借鉴经验。(图7,表4,参24)

关键词：海洋石油工程浮式生产储卸油装置转塔系泊系统吸力桩预埋链反悬链线

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旅大32-2MOP吸力桩平台安装技术

中国造船 2012年第A1期53卷 184-188页

作者：黄山田王浩臣刘博聂晓明姜中雷海洋石油工程股份有限公司天津300452

海洋平台需通过桩基与海床固定,桩基根据安装工艺不同分为:打桩桩、钻孔桩和吸力桩;随着海洋工程的发展,吸力桩越来越广泛地用作为系泊系统、水下生产系统及自安装式平台的桩基。以旅大32-2系缆平台为例,对吸力桩平台吸水灌入工艺进行介... 详细信息

海洋平台需通过桩基与海床固定,桩基根据安装工艺不同分为:打桩桩、钻孔桩和吸力桩;随着海洋工程的发展,吸力桩越来越广泛地用作为系泊系统、水下生产系统及自安装式平台的桩基。以旅大32-2系缆平台为例,对吸力桩平台吸水灌入工艺进行介绍,可提供以后类似工程借鉴和参考。

关键词：系缆平台吸力桩吸力泵

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深海资源钻探吸力桩建井模式研究

石油钻探技术 2023年第4期51卷 134-139页

作者：杨进朱国倞李舒展李磊管申宋宇中国石油大学(北京)海南研究院北京102249

在深水油气、天然气水合物钻探过程中,建立井口是保证钻井作业安全和时效的关键。吸力桩建井作为一种新型建井模式是目前世界海洋工程领域的研究热点,研究吸力桩建井模式对提高深海建井技术创新和提升建井效率具有重要作用。吸力桩建井... 详细信息

在深水油气、天然气水合物钻探过程中,建立井口是保证钻井作业安全和时效的关键。吸力桩建井作为一种新型建井模式是目前世界海洋工程领域的研究热点,研究吸力桩建井模式对提高深海建井技术创新和提升建井效率具有重要作用。吸力桩建井模式主要依靠负压作用来安装吸力桩,对土壤扰动小,能大幅度提高井口承载力,入泥深度相比传统建井模式大大减小;吸力桩还能够扩展容纳多个井口,结合井筒预斜设计可以克服软地层造斜难题。介绍了吸力桩建井的工艺流程,给出了吸力桩和井筒的设计方法,并利用南海某深水井场的土质参数设计了适用于该井场的吸力桩和井筒。设计计算结果表明,吸力桩建井模式能够很好地适应于该南海深水井场。研究表明,吸力桩建井模式为深海资源勘探开发建井提供了新的技术途径。

关键词：深海吸力桩建井工艺结构设计入泥深度设计

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齿状截面吸力桩的沉贯机制的数值模拟与截面优化

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齿状截面吸力桩的沉贯机制的数值模拟与截面优化

作者：王雪松天津城建大学

学位级别：硕士

近年来,随着传统发电形式受到的限制越来越多,以海上风电为代表的新型发电形式异军突起,迅速占领市场。而吸力桩作为海上风电基础中造价较低、适应性较广、工序流程较为简单、绿色可持续利用的一种,在未来具有良好的发展前景。相对于较... 详细信息

近年来,随着传统发电形式受到的限制越来越多,以海上风电为代表的新型发电形式异军突起,迅速占领市场。而吸力桩作为海上风电基础中造价较低、适应性较广、工序流程较为简单、绿色可持续利用的一种,在未来具有良好的发展前景。相对于较为传统的圆形截面吸力桩,本文着重研究了新型的齿状截面吸力桩。根据课题组的研究,新型的齿状截面吸力桩相较于传统圆形截面吸力桩的优点主要是抗扭承载力有显著的增加,其次如果选对截面尺寸,其抗拔承载力也会有一定的增加。首先对于柳晓科文章中的裙式吸力桩拉拔室内模型试验进行了数值模拟和结果验证,得出裙式吸力桩的抗拔极限承载力相较于传统圆形截面吸力桩确有一定的提高,并且低裙式吸力桩的抗拔极限承载力相较于普通裙式吸力桩也有很大提高。另外数值模拟结果与柳晓科的试验结果验符合度极高,证明本文的数值模拟结果可靠。因为在实际工程中的土体均为在沉积作用下形成的成层土体,各层土的物理力学性质有很大不同,所以本文进行了实际海底成层土中的齿状截面吸力桩沉贯数值模拟,着重观察土层交界面处的参数变化,发现土体中的破坏区域集中在半土塞区域,并且由于各土层参数不一致,桩和土体会在局部发生分离。在本文最后,通过改变齿状截面吸力桩的齿长,分别以桩体截面周长和截面积作为控制变量,探究桩体贯入过程中的沉桩阻力和桩体拉拔时的抗拔承载力的变化规律,得到最优的齿状截面吸力桩的截面尺寸。模拟结果表明在齿状截面吸力桩桩体截面周长相等时,随着齿长增加,桩体承载力呈现先增后减的趋势,桩体贯入阻力呈现先减后增的趋势,桩体齿长为0.05倍同截面周长圆形截面吸力桩直径时桩体极限承载力提升最大且贯入阻力较小;在齿状截面吸力桩桩体截面积相等时,随着齿长增加,桩体极限承载力呈现先增后减的趋势,桩体贯入阻力持续增大,桩体齿长为0.05倍同截面周长圆形截面吸力桩直径时桩体极限承载力提升最大但贯入阻力略有增加。

关键词：吸力桩负压沉贯土体破坏沉贯阻力极限承载力截面尺寸优化

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吸力桩结构贯入过程试验研究

施工技术(中英文) 2023年第19期52卷 116-121页

作者：张爱霞邓海峰王贤斯中国石油集团海洋工程有限公司北京100028 中国石油集团工程技术研究有限公司天津300451 中国石油集团海洋工程重点实验室天津300451 中国石油集团海洋工程有限公司钻井事业部天津300451

贯入阻力和土塞高度是分析吸力桩贯入过程的关键参数。为了研究内部加强结构对贯入阻力和土塞高度的影响,按照1∶25的比例将原型缩小后,利用室内模型试验开展了系统研究。试验结果表明:与不含加强结构的吸力桩相比,竖向加强结构不会影... 详细信息

贯入阻力和土塞高度是分析吸力桩贯入过程的关键参数。为了研究内部加强结构对贯入阻力和土塞高度的影响,按照1∶25的比例将原型缩小后,利用室内模型试验开展了系统研究。试验结果表明:与不含加强结构的吸力桩相比,竖向加强结构不会影响贯入阻力随贯入深度的增加而线性增大的规律,但横向加强结构会导致贯入阻力与贯入深度关系曲线上出现明显的陡增拐点;含竖向加强结构吸力桩的贯入阻力约为前者的1.5倍,且贯入深度越大,这种增强效应越明显;含横向加强结构吸力桩的贯入阻力约为前者的1.4倍。含横向加强结构吸力桩的土塞高度最大、含竖向加强结构吸力桩次之,无内部加强结构吸力桩最小,且均表现出贯入初期土塞发展较慢,贯入深度达到一半后土塞发展加快的规律。通过试验研究进一步揭示了吸力桩内部结构布置对贯入过程的影响。

关键词：吸力桩加强结构贯入阻力土塞试验

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软黏土地基中吸力桩水平承载性能数值分析

水道港口 2022年第3期43卷 377-382,389页

作者：张伟马振杰天津大学建筑工程学院天津300350

以ABAQUS有限元软件为平台,采用理想弹塑性本构模型建立了吸力桩基础三维有限元模型,研究了不排水饱和软黏土中吸力桩基础在水平荷载作用下承载特性,分析了加载点位置和裙结构尺寸对吸力桩承载性能的影响。数值分析结果表明:裙结构的设... 详细信息

以ABAQUS有限元软件为平台,采用理想弹塑性本构模型建立了吸力桩基础三维有限元模型,研究了不排水饱和软黏土中吸力桩基础在水平荷载作用下承载特性,分析了加载点位置和裙结构尺寸对吸力桩承载性能的影响。数值分析结果表明:裙结构的设置能明显增强吸力桩水平承载性能;加载点位置对吸力桩转动中心位置产生较大影响,当加载点靠近桩体中间位置时,转动中心靠近桩顶,桩后被动屈服区域最大,水平极限承载力最大。采用极限平衡法对吸力桩水平极限承载力进行了理论推导,并将理论结果与有限元结果对比,对比结果显示该方法能够用于吸力桩水平极限承载力的计算。

关键词：吸力桩水平极限承载力数值模拟极限平衡法