[发明专利]一种简易井口架结构及施工方法

说明书

技术领域

本发明属于海洋工程领域浅海边际油田井口架结构型式及其安装方法的创新。

背景技术

海洋石油开发中，为降低成本，各国对海上生产没施进行了优化和简化，比较典型的是海上轻型平台和筒形基础平台。

轻型平台有单腿、两腿和三腿结构型式。单腿轻型平台有别于传统导管架平台的最大特点，在于它都采用钻井的隔水导管或者更大直径(如3m)的单腿柱环套其外作为平台的腿柱型式，腿柱的下端位于泥面以上，腿柱用3根或4根斜撑支持并辅以必要的横撑，用桩固定于海床。从而大大减少了平台腿柱和桩的用钢量和海上施工量，相应地使平台造价为之降低。此类平台配有单层至三层的上部甲板，作为单井平台或配以计量分离器、井控、化学药剂注入等设备可支持4-6口井的生产。它们都与已有的中心平台配合使用，或者依托近岸的陆上终端设施进行生产。

筒型基础平台是简易平台的一种。在浅海导管架平台中，桩的用钢量约占平台结构用钢量的一半，平台的海上打桩和安装费用约占造价的一半，所以，改革传统桩基对降低平台造价具有重要意义。筒型基础是在压差式沉入桩的长期应用基础上发展而来的，当平台沉放于海床就位时，先靠其自重将筒基的底端压入泥中一定深度并形成底端密封；然后，用泵抽汲使筒体内外产生压力差，从而将筒基压入泥中直到预定深度。

发明内容

为了缩短浅海边际油田平台结构的海上安装工期，并降低费用，本发明提供一种浅海边际油田井口架结构，在一定程度上可以实现平台的基本功能。该结构由于构造简单、重量轻等特点，可通过钻井船上的大钩或小浮吊直接实现海上安装。在本发明中隔水套管替代了原来的导管架，既可起隔水套管作用，又可以替代传统导管架作为上部组块的支撑，从而优化了结构形式，降低了结构重量，并充分开发了传统隔水套管的多重功能，在简化海上安装程序的同时，达到缩短海上安装工期、降低安装费用的目的。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：简易井口架结构由吸力式筒形基盘、隔水套管导向柱、隔水套管、上部组块组成。其中吸力式筒形基盘采用吸力式安装，并在基盘环面外均布6个隔水套管导向筒，而基盘内设有三个独立的腔室，通过焊接为一体。其安装过程是各部分结构用驳船或其它方法运到施工海域，而各部分结构重量不但比传统结构轻，且结构紧凑、灵活，因而可在海上进行组合式安装。钻井船上的大钩或小浮吊先将吸力式筒形基盘沉放，筒形基盘依靠自重初始入泥达到密封条件后，通过抽取筒形基盘内的水，使之贯入海底土壤中，并在沉放过程通过控制腔室的压力完成基盘调平。随后安装隔水套管导向柱，完成后再将隔水套管通过隔水套管导向柱逐一打入海床中，最后用钻井船大钩或小浮吊把上部组块装与隔水套管对接。而隔水套管导向柱可以根据工程计算要求，在隔水套管打入以后可以将它拆卸，实现隔水套管导向柱的重复使用。

本发明的有益效果是，隔水套管替代传统导管架，不但降低了结构自身的用钢量，还充分发挥了传统结构新的功能；海上安装过程不需要使用大型浮吊，用钻井船大钩或小浮吊既可安装，降低了对施工资源的要求；而结构机动灵活，安装简易，使得海上安装工期缩短；因此可显著降低工程费用。

附图说明

以下结合附图及实施例对本发明作进一步说明。

图1是本发明结构总图；

图2是本发明吸力式筒形基盘安装到位图；

图3是本发明隔水套管导向柱安装完成图；

图4是本发明隔水套管安装完成图；

图5是本发明上部组块安装完成图。

其中：1-吸力式筒形基盘；2-隔水套管导向柱；3-隔水套管；4-上部组块；5-土壤；6-水面。

具体实施方式

简易井口架结构见图1，由吸力式筒形基盘1、隔水套管导向柱2、六根隔水套管3、上部组块4组成。简易井口架结构部件用驳船运到施工海域。

驳船在钻井船或小浮吊附近拖锚定位后，用钻井船大钩或小浮吊将吸力式筒形基盘1从驳船上起吊，使之入水，在吊钩的扶正下将吸力式筒形基础1缓慢放置至泥面，依靠自重使吸力式筒形基础1初始入泥，达到桩土密封条件后，通过潜水泵抽取基盘内的水，使其贯入海底土壤5中。在贯入过程中，通过控制泵阀向吸力式筒形基盘内的独立腔室注水或排水来测整其水平度，完成安装的基盘在位见图2。之后钻井船大钩或小浮吊进行隔水套管导向柱2与吸力式筒形基盘1的组装安装，安装完成见图3。沿着隔水套管导向柱2安装隔水套管3，通过打桩锤或钻井船钻机将隔水套管3逐一装入海床中，完成后将隔水套管外壁与吸力式筒形基盘1中的导向筒内壁之间进行灌浆固定，见图4。最后钻井船大钩或小浮吊将上部组块4与隔水套管3对接，完成简易井口架的整体安装，见图5。