本發(fā)明涉及一種井口保護(hù)架及施工技術(shù)，特別是關(guān)于一種具有臺階式筒柱和直徑大于15m吸力樁結(jié)構(gòu)的井口保護(hù)架及施工技術(shù)。

背景技術(shù)：

隨著近海邊際油氣田開發(fā)的需要，井口平臺和井口保護(hù)架得到了廣泛應(yīng)用。常規(guī)導(dǎo)管架式井口平臺或井口保護(hù)架采用梁柱式空間框架結(jié)構(gòu)的上部平臺，下部采用導(dǎo)管架結(jié)構(gòu)與鋼樁基礎(chǔ)承載環(huán)境荷載，導(dǎo)管架上需要為隔水套管設(shè)置多層水平導(dǎo)向結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)形式復(fù)雜，連接剛度較弱，對隔水套管強(qiáng)度要求較高。這種常規(guī)導(dǎo)管架式結(jié)構(gòu)形式對建造要求較高，需要在專業(yè)的海工碼頭建造，然后拖拉裝船或用大型浮吊吊裝上駁船，用大型駁船運(yùn)輸至安裝海域。導(dǎo)管架與上部平臺海上安裝需要使用大型浮吊，鋼樁打入需要使用打樁錘，且需要與導(dǎo)管架灌漿連接，海上安裝費(fèi)用高昂。對于海上油氣田開發(fā)，采用傳統(tǒng)導(dǎo)管架式井口平臺方案，開發(fā)總費(fèi)用高，投資回報(bào)率低，甚至導(dǎo)致油氣田無開發(fā)價(jià)值。

本專利申請正是在這一背景下提出了一種臺階筒柱式井口保護(hù)架及施工技術(shù)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的主要目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)存在的上述缺點(diǎn)，而提供一種臺階筒柱式井口保護(hù)架及施工技術(shù)，通過采用箱型甲板代替?zhèn)鹘y(tǒng)平臺的上部組塊結(jié)構(gòu)，減少了卷管使用數(shù)量，降低了建造難度，裝船運(yùn)輸時(shí)固定方案簡單，固定結(jié)構(gòu)用鋼量少；通過采用上部筒柱和下部筒柱，簡化了井口保護(hù)架支撐結(jié)構(gòu)，海上安裝時(shí)可提供浮力，降低了對浮吊的要求，筒柱內(nèi)設(shè)置有隔水套管護(hù)管，使隔水套管免受環(huán)境荷載，且在有需要時(shí)下部筒柱頂蓋上可開洞增加井口導(dǎo)向；樁基礎(chǔ)采用超大直徑吸力樁，海上運(yùn)輸時(shí)可自浮，海上安裝不需要大型浮吊，井口保護(hù)架可重復(fù)利用，經(jīng)濟(jì)效益高。

本發(fā)明的目的是由以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：

一種臺階筒柱式井口保護(hù)架，包括有上部結(jié)構(gòu)和下部結(jié)構(gòu)，其特征在于所述上部結(jié)構(gòu)自上而下由箱型甲板與支撐柱組成，所述箱型甲板與所述支撐柱通過焊接方式連接，所述下部結(jié)構(gòu)自上而下由立柱、上部筒柱、下部筒柱和樁基礎(chǔ)組成，所述立柱、所述上部筒柱、所述下部筒柱和所述樁基礎(chǔ)之間均通過焊接方式連接，所述立柱位于所述支撐柱下方，并通過用焊接方式連接。

所述支撐柱、所述上部筒柱、所述下部筒柱內(nèi)設(shè)置有隔水套管護(hù)管。

所述下部筒柱頂蓋上可開洞增加井口導(dǎo)向。

所述樁基礎(chǔ)采用直徑大于15m的吸力樁。

所述臺階筒柱式井口保護(hù)架的施工技術(shù)，包括以下步驟：

⑴ 井口保護(hù)架建造完成后，在下部結(jié)構(gòu)的吸力樁底部臨時(shí)封板，用碼頭吊機(jī)豎直吊裝下部結(jié)構(gòu)至異形甲板駁槽口處，使下部結(jié)構(gòu)自浮于水中，用固定件將吸力樁在異形甲板駁槽口處焊接固定；用碼頭吊機(jī)吊裝箱型甲板和支撐柱至另一條小型駁船，并焊接固定；由拖輪分別拖航異形甲板駁和小型駁船至安裝海域，并進(jìn)行水面定位；

⑵ 用異形甲板駁上的門吊鉤住下部結(jié)構(gòu)，切除下部結(jié)構(gòu)中的樁基礎(chǔ)與異形甲板駁槽口處的固定件，向吸力樁內(nèi)注水，至吸力樁內(nèi)部筒蓋入水后，拆除吸力樁底部封板，門吊鉤頭繼續(xù)下放，吸力樁依靠其自重入泥，達(dá)到樁土密封條件后，用水泵抽取吸力樁內(nèi)的水，使吸力樁在負(fù)壓作用下貫入海底土壤中；

⑶ 用小型浮吊與打樁錘將隔水套管沿著筒柱內(nèi)設(shè)置的隔水套管護(hù)管打入至海底土壤下設(shè)計(jì)深度；

⑷ 切除上部結(jié)構(gòu)中的支撐柱與小型駁船之間的固定件，用小型浮吊吊裝支撐柱與下部結(jié)構(gòu)立柱組對焊接；切除上部結(jié)構(gòu)中的箱型甲板與小型駁船之間的固定件，然后用小型浮吊吊裝箱型甲板與支撐柱組對焊接。

本發(fā)明的有益效果：本發(fā)明由于采用上述技術(shù)方案，通過采用箱型甲板代替?zhèn)鹘y(tǒng)平臺的上部組塊結(jié)構(gòu)，減少了卷管使用數(shù)量，降低了建造難度，裝船運(yùn)輸時(shí)固定方案簡單，固定結(jié)構(gòu)用鋼量少；通過采用上部筒柱和下部筒柱，簡化了井口保護(hù)架支撐結(jié)構(gòu)，海上安裝時(shí)可提供浮力，降低了對浮吊的要求，筒柱內(nèi)設(shè)置有隔水套管護(hù)管，使隔水套管免受環(huán)境荷載，且在有需要時(shí)下部筒柱頂蓋上可開洞增加井口導(dǎo)向；樁基礎(chǔ)采用超大直徑吸力樁，海上運(yùn)輸時(shí)可自浮，海上安裝不需要大型浮吊，井口保護(hù)架可重復(fù)利用，經(jīng)濟(jì)效益高。

下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對本發(fā)明做進(jìn)一步說明。

附圖說明：

圖1為本發(fā)明結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本發(fā)明吸力樁底部封板示意圖；

圖3為本發(fā)明下部結(jié)構(gòu)裝船固定示意圖；

圖4為本發(fā)明上部結(jié)構(gòu)裝船固定示意圖；

圖5為本發(fā)明拖航過程示意圖；

圖6為本發(fā)明吸力樁貫入過程示意圖；

圖7為本發(fā)明施工過程中隔水套管打入示意圖；

圖8為本發(fā)明支撐柱安裝示意圖；

圖9為本發(fā)明箱型甲板安裝示意圖。

圖1中主要標(biāo)號說明：

1—箱型甲板；2—支撐柱；3—立柱；4—上部筒柱；5—下部筒柱；6—隔水套管護(hù)管；7—吸力樁；8—異形甲板駁；9—門吊；10—槽口；11—小型駁船；12—拖輪；13—小型浮吊；14—封板。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖和實(shí)例，對本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)的描述。

如圖1所示，本發(fā)明包括有上部結(jié)構(gòu)和下部結(jié)構(gòu)，上部結(jié)構(gòu)自上而下由箱型甲板1與支撐柱2組成，箱型甲板1與支撐柱2通過焊接方式連接，下部結(jié)構(gòu)自上而下由立柱3、上部筒柱4、下部筒柱5和吸力樁7組成，立柱3、上部筒柱4、下部筒柱5和吸力樁7之間均通過焊接方式連接，立柱3位于支撐柱2下方，通過用焊接方式連接，吸力樁7為直徑16m吸力樁。支撐柱2、上部筒柱4、下部筒柱5內(nèi)設(shè)置有隔水套管護(hù)管6，下部筒柱5頂蓋上可開洞增加井口導(dǎo)向。

如圖2-9所示，本發(fā)明臺階筒柱式井口保護(hù)架施工技術(shù)，包括以下步驟：

⑴ 井口保護(hù)架建造完成后，在下部結(jié)構(gòu)吸力樁7底部使用封板14進(jìn)行臨時(shí)密封（見圖2），用碼頭吊機(jī)豎直吊裝下部結(jié)構(gòu)至異形甲板駁槽口10處，使下部結(jié)構(gòu)自浮于水中，用固定件將下部結(jié)構(gòu)與異形甲板駁8焊接固定（見圖3）；用碼頭吊機(jī)吊裝箱型甲板1和支撐柱2至另一條小型駁船11，并焊接固定（見圖4）；由拖輪12分別拖航異形甲板駁8和小型駁船11至安裝海域，并進(jìn)行水面定位（見圖5）；

⑵ 用異形甲板駁8上的門吊9鉤住下部結(jié)構(gòu)，向吸力樁7內(nèi)注水，至吸力樁7內(nèi)部筒蓋入水后，拆除吸力樁7底部的封板14，門吊9的鉤頭繼續(xù)下放，吸力樁7依靠其自重入泥，達(dá)到樁土密封條件后，用水泵抽取吸力樁7內(nèi)的水，使吸力樁7在負(fù)壓作用下貫入海底土壤中（見圖6）；

⑶ 用小型浮吊與打樁錘將隔水套管沿著筒柱內(nèi)設(shè)置的隔水套管護(hù)管6打入至海底土壤下設(shè)計(jì)深度（見圖7）；

⑷用小型浮吊吊裝支撐柱2與下部結(jié)構(gòu)立柱3組對焊接（見圖8），然后吊裝箱型甲板1與支撐柱2組對焊接（見圖9）。

以上所述，僅是本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并非對本發(fā)明作任何形式上的限制，凡是依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)實(shí)質(zhì)對以上實(shí)施例所作的任何簡單修改、等同變化與修飾，均仍屬于本發(fā)明技術(shù)方案的范圍內(nèi)。