自升式平台使用建议_自升式平台优点

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自升式平台使用建议

（CPOE-5自升式钻井平台南堡105-3井就位和插桩感言）

环渤海湾浅海地带受不同水动力因素影响，海床冲蚀类型不一样,海底地貌地形复杂，地层沉积不均匀，岩性也有很大差别。特别是冀东曹妃甸海域，地处渤海顶部，由渤海海峡过来的海流直接面对冲蚀，后往两侧转向形成沿岸环流，造成区域内海底多横向沙丘和沟壑,古河道纵布，形成了近距离范围内地层沉积深度不一和岩性差异，极不利于自升式平台的使用选择和规范性插桩。近二年来，我公司自升式平台在该海域作业曾出现过多次高风险插桩使用事例，平台安全令人担忧，插桩不正常现象令人费解。主要现象包括：

1）、据现场所做海调资料分析，海床顶部不是最终持力层，但是桩腿却压载不入，只能处于简单站立海床状态下维持打井。近两年在冀东海区打井已出现过几次这样的事例，桩靴式平台和孤立桩式平台都出现过这种现象，因由解释不清，实在是另人担忧和操心。按照常规理论，对于无桩靴孤立桩腿平台，若插桩太浅（小于桩径），地层抗风倾力矩小，极不安全;另外，资料解释海床表面为一鸡蛋壳硬层（上硬下软），在穿不过的情形下勉强升起投入作业，作业期间风浪荷载冲击摇摆和钻机振动影响极易造成桩腿刺穿。

2）、同一井位处普遍认为属同一岩性层位，但实际插桩时各桩插入深度却不一样，而且是产生了类似今年元月中旬CPOE-5钻井平台在南堡105-3井位插桩中出现的首桩×12m（拔桩会有困难）、右尾桩×2.9m、左尾桩×4m插入深度不均匀和严重深度偏差现象。海调资料中反映12．20m为持力层，承载力为88吨/平方米；2.1M处承载力为16吨/平方米；2.1-4.5M处承载力为32吨/平方米，而CPOE-5实际压载操作对地压力已高达近48吨/平方米，按道理插到12米左右应该是正常的，最起码后部两艉桩插入深度相同或许让人便于理解和放心一点。这种插桩现象作业中极有刺穿风险，插深不一和插不到预定深度现象实在令人费解,能否升起作业一时难已表态决策，安全无把握令事业部主管领导非常担忧和操心。

3）、相同海区有些井位作业平台和钻井平台都出现过插入过深和拔桩困难现象。如:CPOE-63在南堡1-10作业,左尾桩插深34.27米,出现了拔桩困难。

4）、老井位频繁重对井口作业问题。这与早期在该井位作业过的平台相比，相同桩靴和相同桩腿间距很容易造成后上平台重蹈老孔，极有滑移折坏桩腿的可能。

为此，根据自己多年来海上工作经验，对以上自升式平台使用现状提出自己以下看法和建议。

1、对桩腿插入深度的理解。胜利钻井院对CPOE-61/5/6/7/8等平台的桩靴尺寸及设计插入深度确定一部份主导思想是从拔桩难易程度考虑的，另外也重点考虑了防滑移和风浪荷载抗倾因素。墨西哥湾桩靴自升式平台设计入泥深度一般为10英尺，英文解释是设定的极限入泥深度，从抗滑移和抗倾覆角度分析是否意指最小入泥深度尚待探讨。胜利钻井院设计的桩靴式平台设计中做过简单站立海床状态抗倾安全校核，视认为是安全的；而上海708所设计的CPOE-1平台当初设计中却没做过这种状态稳性计算，视认为是不安全的，即不允许在这种状态下使用。所以，建议：

⑴、桩靴式平台插深至少≥桩靴高度，起码满足防淘空和抗滑移要求。当桩靴裸露在海床上时，认为不适宜在此作业。若要坚持在此作业，只能是短期作业行为，并在桩靴周边投砂袋防护，防止海流淘空桩腿下陷。

⑵、孤立桩式平台，为防淘空滑移，经验认为插入深度至少≥2-2.5倍桩径；当插不下去（≤桩径）时，因秋冬季季风影响及夏季台风影响，认为该季节不适合在此井位作业，无安全保障。这种平台使用原理是插入越深，周边摩擦支撑力越大，地层抗倾复力矩也越大。需要重复强调的是，要充分考虑这种平台的抗倾力矩偏小的先天性不足，当插不下去时，主观上认为平台在该井位不适应，应坚持不能在这种状态下使用。

2、对加大压载量的主张。CPOE-5/6/7/8/61等均属于胜利钻井院设计的自升式平台，设计压载量偏小，只考虑了不利角度风浪荷载影响,没有充分考虑钻井作业中钻机振动对地层承载力的影响（设计者认为大钩允载450T中已含其因素）。钻井过程悬臂梁伸出后所受风暴影响、跳钻、处理事故等震动力非常大，平台摇摆厉害，应增加振动力影响地层安全系数，仅依赖大钩允载450T中那点安全容余量是微不足道的，应增大压载量≧1.15倍目前操作的最大压载量。按照CPOE-6操船手册解释，平台设计作业工况承重最大的左尾桩承压3270.3T,而手册中规定远洋拖航全船预压仅为3145.8T（偏小）,左艉桩对地压力仅为3336T，就对地比压讲，压载时值和作业时值相比安全系数仅为1.02,太小。重载拖航全船预压2564T,左艉桩对地压力3355.6T,与作业工况时对地比压比较安全系数仅为1.026。手册中注明舱室最大压载容量为3639T，而船中部左右舷5#、6#压载舱及艏部11#压载舱却未注明使用,造成现场操作时实际压载量偏小。从升降机构安全角度分析，厂家介绍升降系统每腿静态支撑力为4256T，而实际现场操作时远洋轻载拖航压载支撑力才达2886T，油田移位重载拖航压载支撑力才达2906T，都偏保守，还有很大的支撑容余量可用。可启用5#、6#、11#压载舱同时压载，加大压载量使桩靴尽量插到预定深度，同时提高压载对地比压/钻井作业对地比压安全系数和压载量/钻井可变载荷量承载安全系数。为便于正确指导现场操作，这需与胜利钻井院设计者商量尽快修改操船手册事宜。

3、对插桩前桩靴中压满水的坚持。包括从青岛拖航始公私下场合我已坚持过多次，也反复与钻井院设计者强调过，后续姊妹平台CPOE-6的操船手册中已对桩靴中压水做了修改规定，这除了能提高支撑状态桩靴自身强度和降低重心提高拖航稳性外，还能增大压载时对地比压顺利到达预定地层深度。单个桩靴内容积98方，桩靴底面积为70米²，单位面积能增加对地压力1.4吨/米²，可贵之处其力是通过下部桩靴压水获得而不是通过上部船体压载舱施加获得，对升降机构没有影响。已见过的国内外自升式平台桩靴都压水使用，而且规定未经ABS同意不得随意将水排出，只有在极浅水域为降低平台就位吃水时才临时将桩靴水排出。

4、海调工作的重要性。

1）加大海洋调查钻孔的工作量。从安全角度出发，平台使用应侧重稳健和保守，充分的海底钻孔取样土壤工程力学分析是不可缺少的。因平台桩间距不大（横向间距37.5m，纵向间距41.5M），习惯认为同一井位同一深度地层应视为同一岩性地层，插桩情况应当相仿。插桩深度若出现差异，除多往操作中压载不均匀和不充分方面考虑外，另外也应多分析一下地层岩性不一样的原因。外海域野猫初探井及大型自升式平台使用，当井位座标确定后，一般要求有几条桩腿就贴近钻几个样孔，充分分析海床岩性和不均匀性。我们作业的井位一般只钻一个孔，分析不充分，不具备参比性。冀东打井作海调时，应提出承包商的建议，海底物探一个井位周边几海里内可统一做一次，但工程地质钻孔须加大工作量，当明确了后期作业平台尺度和就位方向以后，应贴近桩腿预插桩 处多钻几个地质样孔，以供充分分析使用。当分析岩性无差异后，若仍出现插不下去或插桩深度不均匀现象时，应视为海底有障碍物（比如说常见的海底渔民抛弃的锚，海工施工废弃的料物，原作业过得平台丢弃的套管、钻杆及隔水管固井施工返出的多余水泥固结等因素）造成，应认为该平台不适合在该井位作业。海调资料是唯一的科学依据，不以此为判定标准而强行升船作业，即认为是违章冒风险作业，特别是海床表层插不下去和中间有中硬夹层具有刺穿风险时更应增强这种意识。

2）提高海洋调查钻孔资料的精确度。甲方委托施工单位做地质钻孔时应尽量贴近井位，偏离太远时没有参考性和指导意义，往往现实操作结果与资料提示差距很大，让操作者捉摸不定，是造成事业部风险插桩使用的根本原因。当井位确定后海上钻孔GPS定位误差不超过1.5米，目前各专业化海调施工队伍资质、仪器方法先进性、实验室化验手段都无可置疑，资料准确性还是可靠的，实际插桩深度数据于海调资料预示深度存有极大差别是由原钻孔位置和实际井位变更后距离相差太远地层岩性差异造成的。若以后仍出现井位变更这种现象，事业部不要急于拖航，早通知早决策，要求甲方提前贴近井位补做海调，条件不满足时另选井位。

5、对拔桩困难的思维。对桩腿支撑式平台使用，有时桩腿插不下去着急，有时插得太深了也着急，插桩最大入泥深度同时应核算后期拔桩是否容易，不能只着急眼前插桩升平台作业，而不顾忌后期桩腿拔桩困难还是容易。经验验证，平台在海上滞留时间越长，泥沙沉积效应越大，吸浮力越强。多年经验教训证明，孤立桩入泥深度建议≤25m，当大于30m时拔桩就困难，特别是黄河口淤泥砂海区（渤海5号、渤海7号都发生过）。对桩靴式平台讲，桩靴入泥超过12米时拔桩就困难（胜利5/6/7/9号及勘探2号、渤海8号在埕北海区打井都发生过），太深后需借助于内外喷冲乃至吸泥方法才能将桩拔出。我们的平台均属于中小型自升式平台，型深小（≤5.2m），干舷低（≤1.7m），储备浮力小，提供的拔桩力小，易造成拔桩困难。另外，当拔桩困难频繁做平台升降操作时，会极易磨损齿轮、齿条及升降机构（升降系统设计使用寿命为18次/年×20年），甚至出现数天乃至更长时间连续在风浪中漂浮拔桩作业的过程，费时间，低效益，劳民伤财，平台苦经折腾。这种地层因插入太深拔桩困难，应视为该平台不适合在此井位作业。

6、对老井位重上作业的观点及看法。历史上曾出现过多次老井位重对井口作业而导致桩靴偏离原平台遗留插孔（即桩靴一半骑在新地层，一半插到老孔，呈不均匀插桩状态。），造成桩腿滑移折弯事故。原孔 越深、地层越硬、或中间夹有滑移层时更为危险。南堡105-3井，一个井位曾先后有4座平台（胜利六号，胜利九号，CPOE-61和CPOE-1平台）作业过，今年元月份又由CPOE-5平台仍在原来的同一个方向重返 原井位钻井，是不值得推行的，应该根甲方说明这种情况对自升式平台的危害性，以后不能规划这种打-撤-打-撤-打无长远规划的勘探开发方案。另外，建议公司在制订自升式平台使用限定条件和操作规程中，禁止和规范自升式平台重上老井位的使用和操作。自升式平台频繁重对老井口作业不应提倡，必要时应选用坐底式或底垫类自升式或大尺寸桩靴式自升式平台（效仿ROC赵东做法），尽量避开原孔插桩。提出这个议题的关键之处是胜利九号自升式钻井平台是CPOE-61和CPOE-5/6/7/8的母型船，腿间距相当，若同一井位多平台多层次插桩，滑移可能性很大，既使未造成桩腿折断，也会造成桩腿在圆井中偏置，桩腿升降偏磨，齿轮齿条偏咬。为安全操作，若孔不深时也可效仿国外做法采取一些简便的处理办法，比如说当前任平台 撤走后，甲方应及时安排施工队伍做老孔投砂充填处理工作。

7、目前装备发展存在的弊端。个人认为我们公司的平台桩靴形状和尺寸太单一，不利于针对不同的地层进行使用选择。同样在冀东曹妃甸海区，为何中海油的底垫式平台和中石化胜利的大脚式平台（胜利5/6号大脚型自升式钻井平台在冀东海区使用非常成功，其桩靴对地比压都小于18吨/M²）就能适应呢？值得深思和组织论证。从生产发展的眼光来看，一个大的海上钻井公司应具有不同类型的各种性能的平台，其中包括自升式平台桩靴类型、尺度和形状。CPOE-5/6/7/8/9/10钻井平台满载荷压载情况下，对地比压达到近50吨/M²，而冀东海区该种强度地层深度大约在13米以后，有点太深。表层土强度达30吨/米²地层深度大约在3.2米以下，其上土层强度只有十几吨，这种地层分布形式在该海域很有普遍性。个人看法是，据目前渤海湾勘探开发形势对平台的需求性分析，各研制1-2条承载力小于20吨/米²和30吨/米²以下的自升式钻井平台还是很有必要的。

搞生产要讲究安全第一。不出事大家都高兴，出事都是不情愿的，出了事就要牵连领导，这是中国目前的国情。其实，当平台插桩出现以上情况时主管领导最忧心，事业部主管领导更是饭不思，觉不眠。但是，法律是无情的，法律和纪律的效力仅是惩罚，而从不顾及你过去所做的贡献而降低对人们的处罚度。自升式平台使用是件高风险的作业，七十年代前事故统计数据中自升式平台事故率占各类海上钻井装置事故率的60%以上，只是因为这种平台在近海水深范围内移动性好和适用范围广才持以不断发展和延续。国内外历史上曾因插桩压载操作不当出现过多次刺穿和滑移导致平台倾复事例，本人在胜利海上工作也曾遇到过多次类似的风险，建议以后平台使用在以上所述安全无把握情况下不能创侥幸运作使用。一次没出事，不代表以后不出事，虽前几次就位在桩未插下去情况下也曾成功坚持过钻井作业，但绝对不能作为经验之谈和持续照做下去。安全第一，照章办事，随着公司各类自升式平台不断扩展和使用增加，建议公司尽快组织讨论并制定相应企业内部使用标准，以指导事业部对平台正确选择使用和规范操作，减轻现场使用压力。

——孙献蔚 2008年1月