专利名称：一种新型简易井口架结构及施工方法
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，各国对海上生产设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井口架下部、隔水套管、上部组块组成。其中井口架下部包含有隔水套管护管和一个吸力桩筒形基础，吸力桩筒形基础采用吸力式安装，并在吸力桩筒形基础环面外均布4个隔水套管导向柱。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井口架下部沉放，吸力桩筒形基础依靠自重初始入泥达到密封条件后，通过抽取吸力桩筒形基础内的水，使之贯入海底土壤中。完成后安装接桩平台，将隔水套管通过隔水套管护管逐一打入海床中，完成后吊走接桩平台，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。本发明的有益效果是，隔水套管替代传统导管架结构，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，用钻井船上的大钩或小浮吊即可安装，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；同时该井口架结构受到的水面波浪力小，抗冰能力强。
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是本发明井口架下部安装完成图；图3是本发明隔水套管安装完成图；图4是本发明上部组块安装对接图。其中1-吸力桩筒形基础；2_隔水套管护管；3_隔水套管；4_井口架下部；5-上部组块；6_水平支撑；7_斜撑；8_ 土壤；9_水面。
具体实施例方式如图1所示，简易井口架结构见图1，由吸力桩筒形基础1、隔水套管护管2、隔水套管3、上部组块5、水平支撑6和斜撑7组成。将预制完成的简易井口架结构在码头进行吊装装船，主要分为三部分来进行吊装，分别为隔水套管3、井口架下部4和上部组块5。如图2所示，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抛锚定位后，用钻井船大钩或小浮吊将井口架下部4从驳船上起吊，使之入水，在吊钩的扶正下将井口架下部4缓慢放置至泥面，依靠自重使井口架下部的吸力桩筒形基础I初始入泥，达到桩土密封条件后，通过潜水泵抽取吸力桩筒形基础I内的水，使其贯入海底土壤中。井口架下部4安装完成。如图3所示，安装接桩平台，安装完成后通过打桩锤或钻井船钻机将隔水套管3沿着隔水套管护管2逐一打入海床中，隔水套管3全部打入到位后，将隔水套管3外壁与隔水套管护管2内壁之间进行灌浆固定，完成后吊走接桩平台。如图4所示，用钻井船大钩或小浮吊将上部组块5与隔水套管3组对并焊接，完成简易井口架的整体安装。
权利要求
1.一种新型简易井口架结构及施工方法，由吸力桩筒形基础、隔水套管护管、隔水套管和上部组块组成，其特征在于吸力桩筒形基础采用吸力式安装，安装方式是采用吸力贯入法和打桩法或钻井法两者相结合，完成部件(吸力桩筒形基础、隔水套管)的安装，并在吸力桩筒形基础环面外均布4个隔水套管导向柱，于隔水套管替代了原来的导管架，既可以起到隔水套管的作用，又可以代替传统导管架作为上部组块的支撑，隔水套管通过隔水套管护管打入海床，实现上部组块与隔水套管对接，隔水套管对上部组块形成支撑。
2.根据权利要求1所述的一种新型简易井口架结构及施工方法，其特征在于所说的井口架结构受到的水面波浪力小，抗冰能力强。
3.根据权利要求1所述的一种新型型简易井口架结构及施工方法，其特征在于所说的安装方式采用吸力贯入法和打桩法或钻井法两者相结合，完成吸力桩、筒型基础、隔水套管的安装。
全文摘要
一种新型简易井口架结构及施工方法，由井口架下部、隔水套管和上部组块组成，其特征在于隔水套管替代了原来的导管架，既可起隔水套管作用，又可以作为上部组块的支撑。钻井船上的大钩或小浮吊先将井口架下部沉放，吸力桩筒形基础贯入海底土壤中后，将隔水套管通过隔水套管护管逐一打入海床中。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。这种新简易井口架结构的有益效果在于隔水套管替代传统导管架，降低了结构自身的用钢量；可通过钻井船上的大钩或小浮吊实现海上安装，降低了对施工资源的要求；而且结构机动灵活，安装简易，使得海上安装工期缩短，可显著降低工程费用；同时该结构受到的水面波浪力小，抗冰能力强。
文档编号E02B17/00GK103046521SQ20111030624
公开日2013年4月17日 申请日期2011年10月11日 优先权日2011年10月11日
发明者不公告发明人 申请人:天津市海王星海上工程技术有限公司