[发明专利]一种水下爆破硬质地层使自升式平台桩靴入泥的作业方法

说明书

本发明公开了一种水下爆破硬质地层使自升式平台桩靴入泥的作业方法，包括以下步骤：1)根据桩靴结构进行爆破点位布设，爆破点位布设包括中心位置加密布设的若干爆破点位，同心均匀间隔布置的多层环，每层环上的部分爆破点位加密分布，剩余呈均匀间隔分布；爆破点位布设深度呈V形，中间深，两侧浅；2)确定爆破参数；3)水下爆破施工，①进行钻孔作业；②进行装药作业；③根据步骤1)的爆破点位布置由内向外依次进行水下爆破；④一个桩腿位置的硬质地层水下爆破完成后，重复步骤①‑③，完成其余桩腿位置硬质地层的水下爆破；4)就位自升式平台，根据已经爆破的点位坐标进行自升式平台定位，然后由拖轮拖航至指定地点，进行桩腿下入作业。

技术领域

本发明涉及一种水下爆破硬质地层使自升式平台桩靴入泥的作业方法，属于海洋石油开发技术领域。

背景技术

海上钻井采油作业主要采用三种平台方式进行钻采作业，分别为导管架平台、自升式平台、半潜式平台。导管架平台又称桩式平台，是由打入海底的桩柱来支承整个平台，能经受风、浪、流等外力作用，此平台主要应用于水深十几米的浅海区域，像渤海湾地区。半潜式钻井平台，又称立柱稳定式钻井平台，大部分浮体没于水面下的一种小水线面的移动式钻井平台，作业时前部重量悬浮于水面上，由船锚用于固定其位置，主要用于水深较大的作业范围。自升式平台带有能够自由升降的桩腿，作业时桩腿下伸到海底，站立在海床上，利用桩腿托起船壳，并使船壳底部离开海面一定的距离，主要用于水深几十米至上百米钻井作业。

自升式平台在海上进行作业时，需要将桩腿入泥一定深度才能达到足够的承载能力，桩腿下入的过程中，桩腿下端的桩靴需要不断地挤压、破坏地层，当遇到硬质地层时极有可能会出现无法刺穿或者突然迅速刺穿两种情况。当桩靴无法刺穿硬质地层时桩腿无法下至预定地层，桩腿承载力不足容易导致危险；当桩靴遇到硬质地层时桩腿突然迅速穿刺会造成单个桩腿下沉速度较快，其余桩腿速度跟不上，从而造成平台歪斜无法继续下入的状况。

在现有技术中，为克服上述自升式平台桩腿入泥可能存在的问题，在桩靴周边一圈采用焊接的方式增加裙边式结构(如图1所示)，裙边钢板上部焊接筋板与桩靴连接，以提高裙边的强度。该方法增大桩靴承载面积，将桩靴的下表面增大并增加刚性支撑结构，使桩靴能够在硬质地层位置进行停留并提供足够的承载能力。然而，该方法仍存在以下弊端：1、增大桩靴表面提高在硬质地层的承载能力，却仍具有被穿刺的风险，如地层突然出现穿刺的情况，容易出现安全事故。2、增大桩靴表面面积是通过焊接作业方式进行加固，长期浸泡在海水中容易出现腐蚀开裂的情况，在检查不到位的情况进行作业容易出现桩靴受力不均衡的问题。3、增加的裙边式钢板焊接作业、维修保养都会面临作业困难，高空作业等高危作业，提高作业的风险性。

发明内容

针对上述问题，本发明的目的是提供一种水下爆破硬质地层使自升式平台桩靴入泥的作业方法，该作业方法在自升式平台未就位前对硬质地层进行爆破作业，破坏硬质地层，使其失去硬质地层的特性，降低其承载能力，使其更容易均匀进尺刺穿，防止出现桩腿不能继续刺穿或者突然刺穿的情况。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案，一种水下爆破硬质地层使自升式平台桩靴入泥的作业方法，包括以下步骤：

1)根据桩靴结构进行爆破点位布设，

爆破点位布设包括中心位置加密布设的若干爆破点位，同心均匀间隔布置的多层环，每层环上的部分爆破点位加密分布，剩余呈均匀间隔分布；爆破点位布设深度呈V形，中间位置深，两侧浅；

2)确定爆破参数；

3)水下爆破施工；

①进行钻孔作业；

②进行装药作业；

③根据步骤1)的爆破点位布置由内部向外侧依次进行水下爆破；

④一个桩腿位置的硬质地层水下爆破完成后，重复步骤①-③，完成其余桩腿位置的硬质地层的水下爆破；