1-残雪WHPB气田表层隔水导管快速打桩交流汇报--杜明锋

残雪WHPB平台隔水导管快速打桩交流汇报杜明锋2020年3月7日汇报内容1•隔水导管应用现状2•项目背景3•作业准备4•实施过程5•总结隔水导管应用现状-概念及施工方式3对于浅水海域的开发井来说,通常采用锤人法进行钻井隔水导管施工。在进行ODP方案设计时一般需要提供钻井隔水导管人泥深度数据。在钻井施工过程中需要提供锤击数和贯入深度数据。在现场钻井隔水导管锤人施工过程中,一般根据海底土资料和打桩设备情况进行贯入深度计算。对于浅水海域的探井来说,一般采用钻人法下钻井隔水导管，即用钻头钻出井眼。下人导管并固井的方法,该方法适合大多数海底土地层。1、钻入法2、锤入法3、喷射法对于深水海域的钻井来说,一般采用喷射法下隔水导管。喷射方式下隔水导管,就是利用水射流和管串的重力,边喷射开孔边下导管,喷射钻至预定深度后,静止管串,利用海底浅层土的粘附力和摩擦力稳固住导管,然后脱手送人工具并起出管内钻具,从而完成隔水导管的安装。钻井隔水导管:从海上钻井平台（导管架平台）下到海底浅层的套管，主要功能是隔离海水，形成钻井液循环通道，同时作为海上钻井井口的持力结构。在海上石油的勘探开发中，钻井隔水导管对于整个石油的勘探、开采起着重要的作用。隔水导管应用现状-设计原则4•考虑一定的腐蚀余量、按照工况对导管强度及稳定性进行校核，确定隔水导管本体直径、壁厚、钢级、接头类型和材质。结构受力分析包括静力分析和动力分析，以静力分析结果为设计依据。导管结构设计•根据土壤力学参数、结构设计结果及浅部地层破裂压力,确定隔水导管最小人泥深度。•锤入法应进行单桩锤入过程模拟及群桩可锤入性分析，隔水导管端部持力层应选择中等密实或密实砂层、硬粘土层、碎石类土层或风化岩层等土层。入泥深度设计•锤入法：a、土体不排水抗剪强度大于120kpa；b、隔水导管不发生弯曲失稳时能够承受的最大轴向载荷大于锤击程中产生的动载。•钻入法：地质情况不熟悉、岩面起伏较大或地下障碍物较多时适用。施工方式设计汇报内容1•隔水导管应用现状2•工程背景3•作业准备4•实施过程5•总结项目背景-残雪WHPB项目简介6黄岩一期残雪WHPB油田位于上海市东南方向约420km，舟山市东南方向310km的东海大陆架上，西南距天外天中心平台（TWT-CEP）22.90km，南距残雪WHPA油田16.20km。气田群所处海域水深92～108.30m，海底平缓，底质为细砂。CX-WHPB平台水深93m。前期开发CX-B1H、B2H、B3H三口井，表层24″（Ø660.4mm）隔水导管全部采用钻机打桩方式完成。承钻平台为海洋石油942平台。汇报内容1•隔水导管应用现状2•工程背景3•作业准备4•实施过程5•总结8作业准备-前期地质研究与调查专项研究9作业准备-桩管串结构设计管串设计要求：依据《西湖油气田24″隔水导管入泥深度研究》，要求24″隔水导管入泥深度约60米左右；13-3/8″套管承托环需在泥面以下5m；飞溅区到平台采油甲板之间为3根涂敷黄色防腐漆桩管。根据上述要求，隔水导管按照入泥70m、水深93m、补心海拔46m推算，单井下入顺序：1根24″隔水导管（焊接深穿刺打桩鞋）+3根普通24″隔水导管+1根24″隔水导管（带承托环）+7根普通24″隔水导管+3根24″隔水导管涂敷黄色油防腐漆+2根送入隔水管描述外径（″）内径（″）重量（t）接头类型上扣扭矩（bf-ft）钢级（PPF）准备数量（根）带穿刺桩靴桩管24224.5多头螺纹扣40000245.563普通桩管24224.5多头螺纹扣40000245.5642带防腐漆桩管24224.5多头螺纹扣40000245.5612带支撑环桩管24224.5多头螺纹扣40000245.563作业准备-隔水管选择10焊接连接1•焊接方式相比各种接头的连接需要更多的作业时间，影响作业时效，同时还会出现拒锤等情况；•海上现场焊接受环境影响较大,并不能全天候作业;•焊接会由于各种原因易造成焊接缺陷,可能发生焊缝开裂等重大安全事故。卡簧接头2•卡簧接头的主要优点在于能够有效的减少接管的作业时间，卡簧接头的抗疲劳性能相比螺纹接头稍差,但其具有良好的抗剪切能力,可以在冬季冰区作业时保证更好的性能,故更多的应用于渤海海域；卡簧接头在自升式钻井平台承钻的探井应用广泛，经过保养后能重复使用。多头螺纹扣3•可以减小隔水导管的最大外径,更有利于打桩作业;•螺纹接头采用吊卡起吊,可以提高作业时效;•特殊螺纹接头具有较好的机械性能,有效地保障作业安全。11作业准备-螺纹接头示意图新加坡原装进口至国内、采用焊接的方式与桩管本体连接，现场安装密封圈，上扣扭矩40000bf-ft。12作业准备-提升环示意图接头厂家原厂设计制造，有重量轻、上卸扣快、承载能力高等特点，极大的提高了下桩管速度，提高了作业时效。13作业准备-打桩锤方式选择海洋石油942钻井平台游车最大提升高度约32.5m、24″（Ø660.4mm）桩管导管单根长度约12m，为便于上扣，套管下入时方余约1.5m，由于安装打桩锤预留空间不超过19m。满足有限上海分公司撰写的《隔水管管打桩新方法》中提及的不拆卸顶驱大型打桩锤进行打桩作业。顺利实现了不拆顶驱直接安装，节省了大量的设备拆装时间，提高了作业时效。14作业准备-打桩设备清单名称单位数量规格柴油筒式打桩锤D80-32台2D80-32重量：24吨，打击能量266830~171085N.M24替打短节个2使用于多头螺纹扣Piledrivingmonitor套2数据采集系统，可记录打桩进尺，总锤击量，每锤单击能量等各长度缆/索条各型若干19米吊索2根，2.5m、3.6m、4.6m分别4、2、4根，1.3m替打短锁4根各吨位卸扣各各型若干25t、35t卸扣分别12、4个柴油动力源台2套管钳动力源，一用一备下24″桩管工具个/套各型若干套管钳、吊卡、补心、卡瓦、安全卡瓦、手动背钳接箍防腐工具套各型若干足量的防腐胶带15作业准备-打桩顺序选择残雪WHPB平台槽口分布为了使群桩效应引起的应力能够得到进一步消散，以及尽量避免塑性区的影响，对本油田来说适宜采用从中心向外围的锤入施工线路。尽可能采用整排施工顺序。本次打桩作业的顺序为B3H→B1H→B2H。汇报内容1•隔水导管应用现状2•工程背景3•作业准备4•实施过程5•总结17实施过程-a、安装打桩锤目前海上钻井打桩作业使用的柴油打桩机一般分为打桩锤体和吊笼两部分，其中锤体包括起落架，启动导向架，锤导向架，泵体保护架；吊笼装置包括导向套筒，桩帽、替打短接等。本次使用的D80-32打桩锤重24t，一般作业平台均采用拆解、分吊至钻台再组装的方式进行安装。海洋石油942钻井平台船尾3#吊车大钩吊装能力为50t，采用一次调运安装的方式，提高了作业时效。18作业准备移开转盘补芯，安装隔水导管24＂补芯和24＂套管大钳。在甲板上预先把要下的导管装上提升环。操作步骤用吊车把导管单根吊到钻台大门，扣上吊卡，安装止动销。用游车缓慢提起并下入井内到上扣高度，座卡瓦，安装安全卡瓦；打开吊卡，卸下提升环,准备吊下一根隔水导管；吊下一根隔水导管，重复上述步骤，将所吊隔水管公扣对入坐卡隔水管母扣，打背钳后上扣并紧扣，上提隔水管串，下放至上扣高度，安全坐卡，打开吊卡，卸下提升环,准备吊下一根隔水导管；重复上述步骤直接下隔水管至泥线，继续下桩管直至管串自进停止；安装替打短节，将打桩锤重量下压至管串上，直至管串停止自进，转入锤击进尺状态，本次桩管串自进10m左右。实施过程-b、下桩管至打桩深度19实施过程-c、打桩至设计入泥深度桩管串停止自进、确保稳定之后，转入锤击进尺作业。打桩施工步骤如下：1.游车上提打桩锤到合适的高度；2.下放游车，隔水导管进入替打短节并顶到替打短接，此时打桩锤在吊笼内停止向下移动，平衡杆及吊笼沿着自身的导轨向下移动，同时下降起落架，使起动钩控制桩锤的上活塞；3.上提游车，提升起落架沿着打桩锤导轨上移动，带动起动钩提起上活塞；4.当起落架装置上的起动钩碰到上碰块时，起动钩自动脱钩使上活塞下落而捶击隔水导管；5.锤击至合适方余，接一根隔水管重复上述动作，直至将隔水导管锤入至设计深度，期间在打桩至防腐桩管时，接箍需要进行防腐处理。20实施过程-防腐、切割、焊接在本次残雪WHPB打桩作业关于飞溅区的防腐作业，采用了改进过的防腐工艺，防腐步骤如下：清除接箍处防腐漆（陆地完成），使用两杆焊枪同时烘烤桩管表面至60℃以上；烘烤过的表面涂抹防腐胶；将防腐胶带环绕捆绑在防腐胶上，并使用焊枪烘烤至防腐胶带紧贴在管壁上；补涂桩管表面防腐漆，恢复打桩作业。本次采用了先进成熟的防腐工艺，将防腐作业时间由4hr直接缩短至20min之内，极大的提高了作业时效。在井口甲板提前就位切割焊枪、电焊枪及扶正楔块，打桩至设计深度后，观察桩管稳定之后，按照设计进行切割桩管、电焊扶正楔块作业，提高了作业时效。起甩送入桩管后转入下口井打桩作业。21实施过程-注意事项在甲板上提前将提升环安装在隔水管母扣上；当桩管靠自身重量和打桩锤重量无法进尺时，首先用最低锤击能量（空档）进行试打，如果进尺较低，小于或等于0.25米，再启动桩锤开始打桩作业，锤击期间根据每0.25米的锤击数谨慎提高锤击能量；并且在打桩过程中严密监视每锤入泥距离，发现锤击能量不变，桩管入泥速度过快时，及时减小锤击能量。严防在打桩过程中因锤击能量提高过快造成人为溜桩；严格控制打桩锤的打击能量，从0～4档慢慢循次渐进，严防打斜；提前将防腐胶带、油漆及焊枪准备至转台提前将套管厂家及焊工人员叫上转台保证作业零衔接；22实施过程-注意事项提前在防喷器甲板拉好导向，以便拉拽隔水管；最后2根送入桩管上扣扭矩35000bf-ft，送入的隔水导在下一口井的第1、2#普通隔水管中使用（方便作业）。井口甲板提前就为切割焊枪、电焊枪及扶正楔块，切割隔水导管时转台与井口甲板相互沟通，顶驱过提10klbs才能动切割抢，切割期间做移井架准备；准确丈量方余及残余导管长度，保证数据准确性及泥挂器的位置；提前做好应对拒锤的解决方案；23实施过程-遇见的复杂情况及处理3#吊车故障，无法转运打桩锤:最后利用1#吊车、3#吊车、折臂吊及顶驱共同完成转运打桩锤至钻台；隔水管下入过程中遇阻:1、B3H井偏移较大通过移动井架（每次移完井架后，不拆除猫道机滑道导链）；2、B1H井偏移很小，司钻通过相对运动原理遇阻立即上提，然后顺势下放，尝试2次通过，然后再不影响下入的同时稍移动井架；拆甩替打短节时，由于长期受力使得链接销钉弯曲难以拔出，建议每打一口井后在切割导管及移井架期间及时检查销钉，发现异常及时更换；汇报内容1•隔水导管应用现状2•工程背景3•作业准备4•实施过程5•总结总结-取得的成果25本次B1H、B2H、B3H井打桩作业仅用时28.75h，无非生产时间，比设计时间提前了61.01h（2.54d），节省费用高达380余万元人民币，同时B2H井以8.25小时刷新了中海油单井打桩的最短纪录；3口井隔水导管最大偏移度均小于0.5°，满足设计工程质量控制标准。上图为发表在中国海洋石油总公司网站的残雪WHPB打桩破纪录相关报道。26总结-地质调查层位入泥深度（m）土质描述顶层地层10.00.8松散的粉质细砂20.810.9非常软到稍硬的粉质粘土310.920.8中密实到密实的粉质细砂420.824.5稍硬到硬的粉质粘土524.533.4密实的砂质粉土633.443.8密实的粉质细砂和细砂743.889.1硬到坚硬的粉质粘土分析上表及上图可以得出以下结论：1.上表为CX-WHPB气田平台厂址完成的孔深为120m的取样钻孔土层概括，桩靴深度土质为粘土；2.上图为该平台厂址取得的5个重力样概括，从上图可以看出土层不排水抗剪切强度大于240kpa，满足锤入法大于120kpa的要求；3.根据西湖油气田隔水导管入泥深度研究报告，井口载荷为125吨时，入泥60m满足后续作业要求；4.D80-32桩锤最大输出能量为266830N.m，根据入泥深度研究报告，满足设计