海油陆采平台冲刷防护及断面稳定性试验解析

摘要：受时代发展、科学技术发展的影响，人们在生活中对于各种能源的需求逐渐提升。现阶段陆地中的油气资源在不断的开采下已经逐渐枯竭，因此对于油气的开采逐渐由陆地转为海洋领域。通过勘察得知，在一些距离较近的浅海区具有油田资源，但是因为其区域不能设置采油平台进行油田的开采，主要以海油陆采的形式进行油田的开采。但是建设海油陆采平台需要注意对其冲刷防护，提高断面的稳定性，文章围绕海油陆采平台的冲刷防护，对其断面的稳定性进行试验，通过具体工程的分析，从而提出面对冲刷防护的具体措施。

关键词：海油陆采平台；冲刷防护；断面稳定性

随着科学技术的不断发展，现阶段在陆地中进行油气的开采已经不能满足人们的基本需求，因此，近年来人们已经将油气开采的地域转向海洋[1]。由于一些地域的限制，通过建设海油陆采平台的形式开采油气资源，不断提高油气资源储备，是进行油气开采的主要形式。但是面对海水的冲刷，海油陆采平台需要不断提高自身的稳定性，进行冲刷防护。为此，文章中笔者针对海油陆采平台的冲刷防护，通过具体试验，对其断面稳定性进行了分析。

一、工程概况

某油田进海路与海油陆采平台地处于渤海东北部的浅海区，平时水深为3m左右。此工程进行施工的主要目的是对现有的油探路与井台对其进行强度的加固、提高，此工程的前端海油陆采平台以及进海路由于缺乏海堤的保护，再加上此区块长时间受海浪的侵蚀，导致进海路海底高程最深为-2.86m，海油陆采平台海堤高程已经达到-4.60m。经过具体的水深策略得知，从该海域修建了临探路与井台之后，导致部分海底发生了显著的变化，并且其路面标高过低，导致出现混凝土断裂、井台的顶端部分塌陷等现象。

二、进行试验的基本目的

进行本次实验的主要目的是为了在原来断面的基础上，对进海路、海油陆采平台的冲刷防护、断面稳定性进行试验，并提出相应的解决措施。

三、该海域水质条件

（一）设计水位

该工程的潮高基准面以国家高程基准面为准；该工程的设计高水位为1.58m；低水位为-0.78m；该工程的极端高水位为3.52m。

（二）该工程水域的波浪要素设定

在此工程中所涉及波高采取浅水区的极限波高，其海底高程为-1.60～-4.51m，该地区海域的海底坡度在1.17～161%。之间，按照相关规定要求，本次试验中所设计波高以水深0.60倍为准进行设定，其波浪的周期取数值为8.1s，最后在试验内容为基准，该工程所处水域的波浪要素如表一所示。

四、试验实质

本次试验是在相关要求的基础上，对进海路、海油陆采平台的冲刷防护以及断面平台的稳定性进行试验研究。

五、试验所需仪器与流程

（一）试验所需仪器

1.造波体系。

此次试验的主要试验场所是长为40m、宽为1.3m，高度为1.3m的不规则形水槽。在水槽中其中一端设置不规则造波机[2]。在造波机的作用下所形成的波高最大值为0.25m，利用相关的控制系统对波高的数据信息进行反馈，对波高进行调整，在此基础上弱化造波板在经过二次反射的同时，影响试验的结果。在水槽的另外一端设置消能设备，设置其反射率要小于等于4%。

2.测试设备。

在进行断面稳定性试验的过程中，对波高进行测量需要不同的电容式浪高仪进行共同测量，进行波压力的测试要分别选用直径为20mm的压力传感器，进行数据的收集与整理需要使用应用最为广泛的SG2000系统进行。在进行试验时，利用相关设备对波高与液压力同时进行观察，并且收集数据，对其进行对比。所采用的浪高仪规定的标准量程是025m，并且其经常测试的仪器性能十分稳定，并且数据的精确度较高，十分适合试验中所需数据的收集与整理。

（二）设置试验模型的比例尺

根据相关规程的要求规定，断面物理模型的长度需要比例尺λ不可以超过39，模型中所需要的原始入射液以及不规则波的波高大于等于3cm，谱峰值周期要大于0.9s，在试验水槽以及其结构尺度的相关数值规定，全面了解试验所涉及的条件，选择比较小的试验模型比例尺。

该工程中的进海路以及海油陆采平台的断面试验，其中所涉及到的比例尺长度是受波浪与水槽等因素影响的。由于试验中的波浪要素为极限波高，考虑造波机自身的性质与能力，因此，确定此次模型试验所需长度比例尺λ=24。

根据相关规程的规定，进行模型试验所得结论要真实的反映出与原型相对应的物理相关参数与问题。所以，在分析波浪和栈桥作用时，要以重力为主要的设计原理，并且确定时间比例尺λT=λL1[]2=5。

（三）实施测试过程

以本次试验确定的相关内容，对该工程的海油陆采平台的冲刷防护以及断面稳定性实施试验，在此基础上提出解决方案。

在试验的过程中，首先采用小波对断面产生作用，随后在对不同的情况进行试验。

在相关规定要求的基础上，对原型波浪进行模拟，其产生作用的过程要大于2个小时，同时在此次试验的过程中，对于不同情况的试验产生作用的时间分别是25min、2min。

六、通过试验得出结论并提出意见

在海油陆采平台、进海路工程的冲刷防护与断面稳定性的模拟试验中，通过试验分析可以得出以下结论：

1.海油陆采平台的抛石护底的长度应进行调整，改为6m。

2.在海底高程1.1m的坡度处进行2.7吨的扭工字块体加护。

3.在进海路面两端的砼块断面修改为斜坡形式的块断面。

通过此次试验得知，该工程的海油陆采平台断面稳定性较高，其护底块石的稳定性与宽度与规定要求相符。如果在工程中只是摆放单层的扭工字块体，那么其自身的护面抛石被海浪吸出的可能性较大，并且为了避免泥沙的冲刷，由此提出建议，全面增加护底块石的稳定性与宽度[3]。

综上所述，针对海油陆采平台在冲刷防护、断面稳定性的相关问题，文章中笔者针对其进行了试验分析，并且提出建议，为今后海油陆采平台的稳定性提供技术支持，为我国油气能源的发展奠定了坚实的基础。

参考文献：

[1]东野大鸣. 海油陆采平台冲刷防护及断面稳定性试验研究[D].中国海洋大学，2015.16.

[2]王顺华，刘波，魏光虎. 海油陆采平台护底方案优化研究——以胜利油田垦东12区块3号平台为例[J]. 海岸工程，2015，04：70-76.

[3]纪现壮. 滩海陆岸进海路及平台的质量控制[J]. 石油工业技术监督，2015，04：37-39.

作者简介：朱虹（1983年），女，汉族，天津人，亿力机械设计顾问（深圳）有限公司天津分公司。