張勇 嚴(yán)德 焦金剛 田瑞瑞

【摘要】海上鉆井隔水導(dǎo)管連接鉆井平臺(tái)與海底淺層土體，主要功能是隔離海水、形成鉆井液循環(huán)通道，同時(shí)作為海上鉆井井口的持力結(jié)構(gòu)。通過(guò)對(duì)鉆井隔水導(dǎo)管極限承載力和受力分析研究，建立了鉆井隔水導(dǎo)管最小入泥深度設(shè)計(jì)模型，該設(shè)計(jì)模型指導(dǎo)了南海文昌13-6油田鉆井隔水導(dǎo)管入泥深度設(shè)計(jì)和現(xiàn)場(chǎng)施工作業(yè)。

【關(guān)鍵詞】鉆井 隔水導(dǎo)管 承載力 井口載荷 最小入泥深度

不同的海洋環(huán)境和鉆井工況條件，鉆井隔水導(dǎo)管的所需最小入泥深度不同。鉆井隔水導(dǎo)管入泥深度下入過(guò)淺，將導(dǎo)致在施工過(guò)程中井口的失穩(wěn)等海上復(fù)雜事故；鉆井隔水導(dǎo)管入泥深度下入過(guò)深，會(huì)使隔水導(dǎo)管用量過(guò)度增加而造成經(jīng)濟(jì)上的過(guò)多浪費(fèi)。為了保障文昌13-6油田海上鉆井施工的安全，降低海上鉆井施工成本，筆者根據(jù)文昌13-6油田工程地質(zhì)參數(shù)和井口載荷，結(jié)合鉆井隔水導(dǎo)管受力計(jì)算模型，確定了鉆井隔水導(dǎo)管最小入泥深度，保證了海上施工的安全高效進(jìn)行。

1 鉆井隔水導(dǎo)管承載力分析模型

在隔水導(dǎo)管錘入到海底土中，當(dāng)海底土對(duì)隔水導(dǎo)管的阻力等于或超過(guò)加載至隔水導(dǎo)管上的載荷時(shí)，導(dǎo)管貫入就會(huì)停止。地基土的性質(zhì)、加載至導(dǎo)管載荷的大小和導(dǎo)管的尺寸是決定導(dǎo)管入泥深度的關(guān)鍵因素。

隔水導(dǎo)管承載力計(jì)算模型： t。

2 鉆井隔水導(dǎo)管最小入泥深度計(jì)算模型

鉆井隔水導(dǎo)管的軸向載荷是影響其下入深度的主要因素，如圖所示，其軸向載荷大致由四部分組成：上部井口載荷、底部阻力、自重和側(cè)壁摩擦力。γ―導(dǎo)管鋼材的密度，t/m3；浮f―隔水導(dǎo)管在鉆井液中的浮力系數(shù)；f―隔水導(dǎo)管的側(cè)壁單位摩擦力，t/ m2；L―泥面以上隔水導(dǎo)管的長(zhǎng)度，m；H―泥面以下隔水導(dǎo)管的下入深度，m。3 文昌13-6油田實(shí)例應(yīng)用

文昌13-6油田水深117m，根據(jù)海底淺層土質(zhì)工程參數(shù)和公式（1）求得外徑分別為20、22和24英寸鉆井隔水導(dǎo)管極限承載力如圖1所示，

井口載荷取為100t、150t和200t，結(jié)合公式（2），可得1英寸和1.5英寸壁厚兩種鉆井隔水導(dǎo)管最小入泥深度設(shè)計(jì)結(jié)果如表1所示，

表1 文昌13-6油田鉆井隔水導(dǎo)管最小入

泥深度設(shè)計(jì)結(jié)果

4 結(jié)論

（1）通過(guò)對(duì)鉆井隔水導(dǎo)管極限承載力和受力分析研究，建立了鉆井隔水導(dǎo)管最小入泥深度設(shè)計(jì)模型。

（2）針對(duì)文昌13-6油田海底淺層土質(zhì)力學(xué)參數(shù)和鉆井工況，采用建立的理論分析模型，得出了鉆井隔水導(dǎo)管極限承載力曲線和最小入泥深度計(jì)算結(jié)果，為鉆井設(shè)計(jì)和現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)提供了科學(xué)依據(jù)。

參考文獻(xiàn)

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研究[J].巖土力學(xué) 2004，25（2），312-315

作者簡(jiǎn)介

張勇，男，1960年生，高級(jí)工程師，1982年畢業(yè)于西南石油學(xué)院鉆井工程專(zhuān)業(yè)，長(zhǎng)期從事鉆完井技術(shù)工作，現(xiàn)為中海石油（中國(guó)）有限公司湛江分公司鉆完井部經(jīng)理 。