边际油田开发

摘要外挂井口槽平台导管架安装调平作业包括主作业船就位、地面调查及处理、吊装就位、调平作业等施工内容。本文结合绥中36-1外挂井口槽导管架WHPE安装项目，对外挂井口槽平台导管架安装调平技术、安装调平所需设备及主要工艺过程进行了详细的论述。

　　关键词边际油田开发，外挂井口槽导管架平台，调平技术，安装工艺

　　Abstract: hacking the slot platform the leveling an installation catheter homework assignments include the ship in place, ground investigation and handling, hoisting in place, the leveling construction such as homework content. This paper SuiZhong 36-1 the plug-in installation project WHPE slot catheter frame, the foreign hang slot platform catheter an installation leveling technology, equipment installation and the main technology for flat process are discussed in detail.

　　Keywords: marginal oilfield development, plug the well's mouth slot catheter frame platform, leveling technology, the installation process

　　

　　中图分类号：TE54文献标识码：B

　　

　　1 引言

　　我国海洋石油资源储备丰富，开采潜力巨大。近数十年来，随着科学技术的不断发展，现代化工业生产对石油需求量日益增加，对海洋平台的需求越来越大。而对于新增海洋石油平台，不管是建造还是安装都受到油田开发成本和油田产量等因素的限制。所以在原有平台增加外挂井口槽平台是增加现有海洋石油平台产量切实可行的方法。外挂井口槽平台的设计不仅节约了平台建造成本，而且还大大降低了油田开发成本。

　　平台安装是一个庞大而系统的工程[1]。作为一个石油生产平台的支撑结构，桩基式导管架的成功安装对于最终组块的能否成功安装或成功投产，起着关键性的作用，而对导管架安装是否成功影响最大的因素，无疑是导管架的水平度。如果导管架的水平度不能满足要求，将对后面的钻井作业、组块安装、组块设备的正常使用产生严重影响。绥中36-1E/G外挂井口槽平台项目是海洋石油工程股份有限公司安装公司2010年承揽的海上安装工程项目。项目在外挂井口槽平台导管架安装时，一次性满足了规范所要求的水平度。避免以往类似项目因为导管架安装水平度不满足规范要求而影响后续施工作业，并降低了不必要的船舶资源成本。该项目的成功施工，完善了中国海洋石油外挂平台槽导管架海上安装工程的施工工艺。

　　

　　2 导管架调平作业工艺现状

　　我公司目前安装的导管架全部为桩基式导管架，水深在10米~200米不等。导管架的水平度按照详细设计规格书的要求为：不超过导管架工作点平面对角线距离的5‰。由于种种原因，部分导管架在下水后，都需要进行调平，而对于水深不同的导管架，其调平方式也不同。对于深水导管架（采用裙桩形式的导管架），其调平工作相对容易操作，调平时可采用调平器来完成[2]。浅水导管架调平作业通常是：当导管架的水平度在允许误差范围内时，可直接插桩、打桩、最后进行调平作业。当导管架水平度超过允许误差范围时，在打桩过程中需要控制打桩顺序，适当调整。当打完桩后测量，通过浮吊及调平索具将导管架低点吊起，使导管架水平度满足技术规格书的要求，再固定[3]。

　　

　　3 调平作业影响因素

　　结合外挂井口槽平台安装位置的特殊性及其结构形式的多样性，通过对不同项目外挂井口槽导管架施工工艺及导管架水平度的分析对比，影响导管架水平度的主要因素包括以下几方面：

　　（1）海底地貌

　　海底泥沙在波浪和海流的作用下可能发生运动[4]。导管架安装位置海域地貌经过长时间海流及波浪的冲刷也会发生不同程度的变化。其中冲刷过程主要分为局部冲刷、整体冲刷和海床整体移动。这种冲刷既是自然的地质过程，也是已存在的结构物干扰了靠近海底的自然流态而形成的。冲刷会使基础失去垂直和水平支撑，造成沉垫基础出现超量沉降和基础构件的超载而导致导管架水平度失衡。

　　（2）外挂井口槽导管架平台结构形式

　　受油田储量因素和平台使用功能的不同以及依附旧平台井口区域位置、钻井设备位置等条件的影响，外挂井口槽平台导管架形式分为2腿和4腿形式。因此外挂井口槽平台结构形式的差异也必然会影响到结构物重心位置的分布，导管架偏心较为严重将会直接影响到外挂井口槽导管架吊装就位后的水平度的变化。

　　（3）吊装索具

　　外挂井口槽导管架设计重心位置与实际重心位置存在误差，导致吊装索具受力不均，直接影响外挂井口槽导管架起吊后的水平度，间接影响了下放至设计位置的水平度要求。另外索具制作误差及受成本因素制约采用新、旧索具搭配吊装都会影响导管架吊装水平度。

　　（4）外部条件因素

　　为提高外挂井口槽平台导管架安装就位精度，通常情况下在新导管架就位之前，在原有导管架主腿位置需要安装一套与新增外挂井口槽导管架导向柱相匹配的限位导向装置——DOCKING结构。新增外挂井口槽导管架吊装下水后由于导管架导向柱与DOCKING喇叭口间隙较小，导致水平度调平也受到一定程度的限制和影响。

　　

　　4 绥中36-1WHPE外挂井口槽平台导管架调平工艺

　　绥中36-1油田位于渤海辽东湾南部海域，现有生产设施分I期(试验区)和Ⅱ期(新区)两期建成。为了提前实施E、G平台的调整井方案。E、G平台分别增加16口调整井，但两个平台原有35个井槽已全部用完。针对以上情况并充分考虑利用现有设施，以减少改造工作量和投资为原则，实现早打井早见产的目的，决定在绥中36-1WHPE和WHPG平台东侧新增两个桩腿加挂井槽。本文仅以WHPE外挂井口槽平台导管架施工调平为例，如图1 外挂进口槽平台示意图所示，简述外挂井口槽导管架安装调平技术研究与应用。

　　4.1 施工准备

　　（1）安装限位结构Docking

　　在进行新增外挂平台的钻修井作业时，需要将原有平台的钻修井机通过滑道梁从原来位置滑移至新平台井口区域，而滑道梁滑移至新井口区域安装的位置误差，直接影响到新外挂平台的就位精度。为了控制滑道梁的位置误差，以满足外挂槽井口平台导管架安装规格要求，需要在新旧导管架之间安装一套限位导向装置Docking。如图2 Docking装置所示。

　　（2）水下障碍物清理

　　由于原有平台已建成投产多年，且平台周边水下地貌情况较为复杂，为保证顺利、安全、高效且最大程度降低其对导管架下水就位后水平度的影响及后期对钢桩、隔水套管插桩、打桩工作的影响，在新增外挂井口槽导管架吊装下水之前就必须对导管架就位位置水下进行了地貌探摸，并对存在的一些废弃障碍物进行清理[3]。




                    　　

　　

　　（3）安装新、旧平台之间水平拉筋管

　　根据新增WHPE外挂井口槽导管架自身结构特点及重心位置分布，新增外挂井口槽导管架在吊装下水后，由于限位结构Docking插尖部分与导管架喇叭口部分存在一定的间隙，所以在浮吊主钩卸力、新增外挂井口槽导管架防沉板触泥过程中，导管架自身将缓慢向重心位置一侧倾斜。水平拉筋管的焊接很好的解决了这一问题，如图3所示。从而最大限度满足了外挂井口槽平台导管架安装的水平度。

　　4.2 外挂井口槽导管架吊装就位

　　新增外挂井口槽WHPE导管架设计吊装重量为439吨，主作业船为德瀛号浮吊，吊装时采用四钩吊装形式，如图4所示。其中1号、3号大钩连接导管架辅助吊点，2号、4号大钩（联钩状态）分别连接导管架主吊点，如图5吊装索具配置所示。浮吊起吊并旋转吊机扒杆吊装外挂井口槽导管架下水到设计位置。

　　

　　

　　4.3外挂井口槽导管架调平

　　外挂井口槽导管架吊装下水就位后，需要对导管架水平度进行测量，在新增导管架辅助吊点、主吊点及旧平台导管架临近位置附件选取6个测量点，再以旧平台导管架为参考物选取基准点，通过测量6个测量点相对标高来分析判断新旧导管架之间的水平标高及新导管架就位后的水平度。

　　此时浮吊主钩逐渐卸力，待导管架防沉板触泥稳定后，通过测量人员测量结果及反馈的信息，调整浮吊主钩吊重，提升导管架较低点一侧位置的吊点，保持吨位，待导管架再次稳定后继续测量，重复上述步骤直到外挂井口槽导管架水平度满足施工规格书要求，至此完成外挂井口槽导管架的调平工作。然后在浮吊主钩配合下，完成水平拉筋管焊接破口的打磨预处理、

　　及与新旧平台之间的焊接固定工作。

　　4.4导管架水平度复测

　　在完成水平拉筋管的焊接检验、导管架主桩的插桩、打桩及部分皇冠板的安装作业之后，导管架水平度将不再受其他影响因素的干扰而产生变化。因此，现场施工人员对外挂井口槽导管架水平度又重新进行了复测，测量结果满足技术规格书要求，即导管架水平度合格，如图6水平度复测数据。

　　5 结束语图6水平度复测

　　（1）外挂井口槽导管架的安装调平技术为海洋工程基础理论提供了坚实基础，将对浅水区边际油田开发，尤其是两腿导管架平台的广泛应用奠定了基础；

　　（2）在改善外挂井口槽导管架施工调平工艺的同时，调平作业的实施也受浮吊钩头数量和位置的影响制约，因此尽可能选用多钩浮吊配合海上导管架施工作业也是保障施工质量的重要保障条件之一；

　　（3）绥中36-1E/G外挂井口槽项目WHPE新增外挂导管架调平方法的应用，为后续外挂井口平台的海上安装工作提供了新的思路及方式方法，改良了两腿导管架的安装工艺，为后续的组块安装及钻井工作创造了有利条件；

　　

　　参考文献

　　[1] Ernest J.Henley[美]，Hiromitsu Kumamoto[日]，温和中.可靠性工程和风险分析[M].北京：原子能出版社，1995。

　　[2] 侯金林.导管架调平与灌浆系统[J].中国海上油气，2000，12（4）：20~22。

　　[3] 周守为，曾恒一，蔡振东.海洋石油工程设计指南[M].北京：石油工业出版社，2007，8 。

　　[4] 孙意卿.海洋工程环境条件及其荷载[M].上海：上海交通大学出版社，1989。

　　

　　The Study and Application of Exerior Well Head Platform Leveling Techniques

　　

　　Wang biao，Tian Hong-xing, Han Shi-qiang, Wang wei，

　　 (Offshore Oil Engineering Company, Tianjin Tanggu 300452)

　　

　　Abstract

　　Exterior well head platform of jacket leveling procedure include derrick barge position, geological investigation and treatment, lifting and installation of structural, leveling measures operation and so on. In this paper, take for an example of SZ36-1 WHPE exterior well head platform describing the equipment of leveling measures operation, critical techniques and the main technology process.

　　

　　

　　 Key words: Marginal oil fields exploration，Exterior well head platform，leveling techniques, Installation technics

　　

　　

　　作者简介：

　　王彪：男，助理工程师，1985年生，2007年毕业于承德石油高等专科学校，任绥中36-1E/G调整项目海上施工经理，现在海洋石油工程有限公司安装公司工作。主要从事海洋石油工程安装设计及施工管理。

　　田红星：男，工程师, 1979年生,2003年毕业于上海交通大学港口及近海工程系,任海洋石油工程股份有限公司安装公司生产部经理，现在海洋石油工程股份有限公司安装公司工作。主要从事海洋石油工程安装工程项目管理。

　　韩士强：男，助理工程师, 1982年生,2004年毕业于承德石油高等专科学校, 任绥中36-1E/G调整项目经理，现在海洋石油工程股份有限公司安装公司工作。主要从事海洋石油工程安装设计及项目管理。

　　王玮：男，助理工程师，1985年生，2008年毕业于中国石油大学（华东），任绥中36-1E/G调整项目工程师，现在海洋石油工程有限公司安装公司工作。主要从事海洋石油工程安装设计及施工管理。

　　注：文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。