[發明專利]一種自升式平臺的壓載刺穿后船體調平方法和裝置

有效

• 申請號: 202010711443.7
• 申請日: 2020-07-22
• 公開（公告）號: CN111959711B
• 公開（公告）日: 2022-08-02
• 發明（設計）人: 宋林松;劉洪波;鄒付兵;黎劍波;王飛;魏紅球;劉芝亮
• 申請（專利權）人: 中海油田服務股份有限公司
• 主分類號: B63B79/10
• 分類號: B63B79/10;B63B79/20;B63B35/44;B63B39/00;G06F30/23;G06F119/14
• 代理公司: 北京安信方達知識產權代理有限公司 11262
• 代理人: 解婷婷;龍洪

本申請實施例公開了一種自升式平臺的壓載刺穿后船體調平方法和裝置，該方法包括：自升式平臺在壓載及調平船體的過程中，通過應變傳感器實時檢測樁腿結構應力狀態的變化；基于樁腿結構應力狀態的變化對自升式平臺的有限元模型進行一次或多次重構，并獲取重構后的有限元模型；采用重構后的有限元模型模擬船體調平過程，并獲取模擬過程中的平臺船體及樁腿應力最優參數；根據模擬過程中的平臺船體及樁腿應力最優參數實施調平船體作業，并利用樁腿應變在線監測裝置采集船體調平過程中樁腿結構應力狀態的變化，以監控船體調平過程中樁腿結構應力狀態的變化是否小于預設的應力閾值。該實施例方案避免或減少了調平船體過程中對平臺結構的二次損傷。

技術領域

本文涉及海洋石油鉆井平臺作業技術，尤指一種自升式平臺的壓載刺穿后船體調平方法和裝置。

背景技術

自升式鉆井平臺(自升式平臺或平臺)是海上移動平臺的一種，因其定位能力強、作業靈活、可移動性能好、價格低廉等特點，是近海油氣勘探開發中的主力裝備。據統計，全球自升式平臺約占移動式鉆井裝置總數的60％以上，為石油勘探開發做出了巨大貢獻。隨著海洋石油開發技術的發展，自升式平臺水深適應能力從60米擴大到122米甚至更深海域，隨之而來的是需要面對更加復雜的海底地質情況。刺穿是自升式平臺在作業期間經常遭遇的意外，很多情況下導致平臺結構受損，造成重大經濟損失。刺穿(Punch-through)俗稱踩雞蛋殼，是自升式平臺在預壓載過程中遇到上硬下軟的海底地層時，上部硬地層被樁靴刺破后，出現的一種無法控制的樁靴快速沉降的現象。

針對這種現象，自升式平臺預壓載通常的做法是：平臺船底離開水面大約1米到2米之間，船體重量通過升降裝置齒輪傳遞給樁腿，通過在壓載艙內灌滿海水來增加樁腿和樁靴施加給海底地層的壓力，用以模擬平臺可能遇到的最大重量荷載和環境荷載。但由于壓載過程中船體的壓載艙內都有壓載水，一旦發生刺穿，樁腿及船體與樁腿接觸部位的載荷過大，易造成樁腿和船體結構或相關設備的損壞。且損傷的樁腿及其他結構都被包圍在船體結構內，不容易通過直接的方法較精確地測量損傷程度。因此在船體傾斜、樁腿可能發生損傷的情況下，如何較準確地檢測相關結構是否損傷及損傷程度，并根據實際的結構狀態提出安全調平平臺的操作方法，以減少降船過程中及后續惡劣天氣對平臺結構的損傷，使得平臺可以快速脫險，保證人員及設備的安全成為現在亟需解決的問題。

發明內容

本申請實施例提供了一種自升式平臺的壓載刺穿后船體調平方法和裝置，能夠準確地檢測平臺樁腿結構是否損傷，為安全地調節平臺提供了技術基礎，避免或減少了調平船體過程中對平臺結構的二次損傷。

本申請實施例提供了一種自升式平臺的壓載刺穿后船體調平方法，所述自升式平臺包括樁腿應變在線監測裝置，所述方法可以包括：

所述自升式平臺在壓載及調平船體的過程中，通過所述應變傳感器實時檢測樁腿結構應力狀態的變化；

基于所述樁腿結構應力狀態的變化對所述自升式平臺的有限元模型進行一次或多次重構，并獲取重構后的有限元模型；

采用所述重構后的有限元模型模擬船體調平過程，并獲取模擬過程中的平臺船體及樁腿應力最優參數；

根據所述模擬過程中的平臺船體及樁腿應力最優參數實施調平船體作業，并利用所述樁腿應變在線監測裝置采集船體調平過程中樁腿結構應力狀態的變化，以監控船體調平過程中樁腿結構應力狀態的變化是否小于預設的應力閾值。

在本申請的示例性實施例中，所述基于所述樁腿結構應力狀態的變化對所述自升式平臺的有限元模型進行一次或多次重構，并獲取重構后的有限元模型可以包括：

根據所述自升式平臺壓載刺穿地層過程中的平臺參數以及包括所述樁腿結構應力狀態在內的自升式平臺監控數據重構關于所述自升式平臺的有限元模型；