[发明专利]一种束状三井共用大尺寸导管入泥深度计算及控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种海上石油勘探技术，特别是关于一种束状三井共用大尺寸导管 入泥深度计算及控制方法。

背景技术

目前，在海上石油的勘探中，束状三井的技术属于较为前沿的新兴技术。如图 1所示，束状三井结构指的是大尺寸导管1内部布置三个井口，井口内的三根隔水 导管2与大尺寸导管1构成一个整体结构，此时外部大尺寸导管1与内部隔水导管 2共同承受来自顶部防喷器及其他井口压载。因此，对于大尺寸导管1的入泥深度 计算就要考虑内部隔水导管2的受力特点。由于束状三井共用大尺寸导管1的入泥 深度对于整个石油的勘探、开采起着重要的作用，如果入泥深度过小，就会造成井 口的失稳、下陷等海上复杂事故；如果入泥深度过大，就会造成经济上的浪费。以 前，对于大尺寸导管1入泥深度选择一般根据作业海域前期已钻井的资料，凭经验 进行选择确定。而有些海域的区域海底土性质变化很大，这样凭经验进行大尺寸导 管1入泥深度选择会带来很大的风险。另外，随着水深的增加，大尺寸导管1承受 巨大的横向载荷作用，会产生很大的横向位移，不能够满足海上作业的要求。因此， 如何确定束状三井共用大尺寸导管1的合理入泥深度计算及控制方法成为海上石油 勘探开发技术中的一个亟待解决的问题。

发明内容

针对上述问题，本发明的目的是提供一种束状三井共用大尺寸导管入泥深度计 算及控制方法。

为实现上述目的，本发明采取以下技术方案：一种束状三井共用大尺寸导管入 泥深度计算方法，其包括以下步骤：

步骤100：计算每根内部隔水导管所能够承受的轴向载荷能力N，由下式确定：

N＝min(N₁，N₂)

其中，N₁表示内部隔水导管由海底土确定的轴向承载能力，N₁＝f·A+q·A₁-G；

f为海底土侧向单位面积摩擦力，Mpa；

A为内部隔水导管侧面积，m^2；

q为海底土桩端单位面积阻力，Mpa；

A₁为内部隔水导管横截面积，m^2；

G为内部隔水导管自重；

N₂表示内部隔水导管的轴向临界失稳承载能力，N2=EIπ24l2;]]>

EI为结构抗弯刚度；

l为内部隔水导管泥线以上长度；

步骤200：考虑内部隔水导管的轴向承载能力N时，确定大尺寸导管不发生失稳 时的最小入泥深度H_min，该最小入泥深度H_min满足如下的公式：

其中，m为大尺寸导管的外经，m；

δ为大尺寸导管的壁厚，m；

γ_钢为大尺寸导管钢材的密度，t/m³；

f_浮为大尺寸导管在海水中的浮力系数；

f为大尺寸导管的侧壁单位摩擦力，t/m²；

L为井口到海底泥面大尺寸导管的长度，m；

u为内部隔水导管承受载荷能力的缩减系数，取0.5~0.8；

A₁为地区控制系数，根据现场试验取得；

N为每根内部隔水导管所能承受的轴向载荷，t。

在水面处加两个斜支撑来控制所述大尺寸导管的横向位移，两个所述斜支撑与 所述大尺寸导管通过连接板及螺栓连接于水面处，所述螺栓强度大于所述斜支撑本 体强度；两个所述斜支撑平面内相互垂直，与所述大尺寸导管成30°夹角，与海平 面成60°夹角，两个所述支撑下部插入泥土稳定。

所述斜支撑材质与所述大尺寸导管相同，直径不小于21in，壁厚不小于1.5in。