[發(fā)明專利]一種束狀三井共用大尺寸導(dǎo)管入泥深度計算及控制方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200910087215.0
• 申請日: 2009-06-19
• 公開（公告）號: CN101581216A
• 公開（公告）日: 2009-11-18
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 姜偉;劉書杰;楊進(jìn);謝仁軍;王平雙;何保生
• 申請（專利權(quán)）人: 中國海洋石油總公司;中海石油研究中心;中國石油大學(xué)(北京)
• 主分類號: E21B47/04
• 分類號: E21B47/04
• 代理公司: 北京紀(jì)凱知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司
• 代理人: 徐 寧;關(guān) 暢

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種海上石油勘探技術(shù)，特別是關(guān)于一種束狀三井共用大尺寸導(dǎo)管 入泥深度計算及控制方法。

背景技術(shù)

目前，在海上石油的勘探中，束狀三井的技術(shù)屬于較為前沿的新興技術(shù)。如圖 1所示，束狀三井結(jié)構(gòu)指的是大尺寸導(dǎo)管1內(nèi)部布置三個井口，井口內(nèi)的三根隔水 導(dǎo)管2與大尺寸導(dǎo)管1構(gòu)成一個整體結(jié)構(gòu)，此時外部大尺寸導(dǎo)管1與內(nèi)部隔水導(dǎo)管 2共同承受來自頂部防噴器及其他井口壓載。因此，對于大尺寸導(dǎo)管1的入泥深度 計算就要考慮內(nèi)部隔水導(dǎo)管2的受力特點。由于束狀三井共用大尺寸導(dǎo)管1的入泥 深度對于整個石油的勘探、開采起著重要的作用，如果入泥深度過小，就會造成井 口的失穩(wěn)、下陷等海上復(fù)雜事故；如果入泥深度過大，就會造成經(jīng)濟(jì)上的浪費。以 前，對于大尺寸導(dǎo)管1入泥深度選擇一般根據(jù)作業(yè)海域前期已鉆井的資料，憑經(jīng)驗 進(jìn)行選擇確定。而有些海域的區(qū)域海底土性質(zhì)變化很大，這樣憑經(jīng)驗進(jìn)行大尺寸導(dǎo) 管1入泥深度選擇會帶來很大的風(fēng)險。另外，隨著水深的增加，大尺寸導(dǎo)管1承受 巨大的橫向載荷作用，會產(chǎn)生很大的橫向位移，不能夠滿足海上作業(yè)的要求。因此， 如何確定束狀三井共用大尺寸導(dǎo)管1的合理入泥深度計算及控制方法成為海上石油 勘探開發(fā)技術(shù)中的一個亟待解決的問題。

發(fā)明內(nèi)容

針對上述問題，本發(fā)明的目的是提供一種束狀三井共用大尺寸導(dǎo)管入泥深度計 算及控制方法。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采取以下技術(shù)方案：一種束狀三井共用大尺寸導(dǎo)管入 泥深度計算方法，其包括以下步驟：

步驟100：計算每根內(nèi)部隔水導(dǎo)管所能夠承受的軸向載荷能力N，由下式確定：

N＝min(N₁，N₂)

其中，N₁表示內(nèi)部隔水導(dǎo)管由海底土確定的軸向承載能力，N₁＝f·A+q·A₁-G；

f為海底土側(cè)向單位面積摩擦力，Mpa；

A為內(nèi)部隔水導(dǎo)管側(cè)面積，m^2；

q為海底土樁端單位面積阻力，Mpa；

A₁為內(nèi)部隔水導(dǎo)管橫截面積，m^2；

G為內(nèi)部隔水導(dǎo)管自重；

N₂表示內(nèi)部隔水導(dǎo)管的軸向臨界失穩(wěn)承載能力，N2=EIπ24l2;]]>

EI為結(jié)構(gòu)抗彎剛度；

l為內(nèi)部隔水導(dǎo)管泥線以上長度；

步驟200：考慮內(nèi)部隔水導(dǎo)管的軸向承載能力N時，確定大尺寸導(dǎo)管不發(fā)生失穩(wěn) 時的最小入泥深度H_min，該最小入泥深度H_min滿足如下的公式：

其中，m為大尺寸導(dǎo)管的外經(jīng)，m；

δ為大尺寸導(dǎo)管的壁厚，m；

γ_鋼為大尺寸導(dǎo)管鋼材的密度，t/m³；

f_浮為大尺寸導(dǎo)管在海水中的浮力系數(shù)；

f為大尺寸導(dǎo)管的側(cè)壁單位摩擦力，t/m²；

L為井口到海底泥面大尺寸導(dǎo)管的長度，m；

u為內(nèi)部隔水導(dǎo)管承受載荷能力的縮減系數(shù)，取0.5~0.8；

A₁為地區(qū)控制系數(shù)，根據(jù)現(xiàn)場試驗取得；

N為每根內(nèi)部隔水導(dǎo)管所能承受的軸向載荷，t。

在水面處加兩個斜支撐來控制所述大尺寸導(dǎo)管的橫向位移，兩個所述斜支撐與 所述大尺寸導(dǎo)管通過連接板及螺栓連接于水面處，所述螺栓強(qiáng)度大于所述斜支撐本 體強(qiáng)度；兩個所述斜支撐平面內(nèi)相互垂直，與所述大尺寸導(dǎo)管成30°夾角，與海平 面成60°夾角，兩個所述支撐下部插入泥土穩(wěn)定。

所述斜支撐材質(zhì)與所述大尺寸導(dǎo)管相同，直徑不小于21in，壁厚不小于1.5in。