海上隔水导管过导向槽遇阻处理方法

＊聂斌 宋吉明 程忠

（中海油能源发展股份有限公司工程技术深圳分公司 广东 518067）

引言

目前世界海上油田开发受经济技术等因素限制绝大多数位于水深小于300m的沿海大陆架，而浅海油田又大多采用钢制导管架平台模式，如若总承包某个浅海平台的海上安装项目，导管架的海上打桩技术是必不可少的一个环节[1]。隔水导管可打入性，主要取决于土质条件、导管配置、锤击效能等[2]。

南海东部海上钻井常见φ609.6mm和φ508mm隔水导管打桩作业，在打桩前需要将隔水导管通过若干层导向槽下至泥线附近，在经过导向槽时常常会发生遇阻，本文以陆丰7-2平台A/B井下φ609.6mm隔水导管为例，提出隔水导管经过导向槽时可以借鉴的方法和经验。

1.基本情况

陆丰7-2导管架平台水深106m，平台槽口分布为4×6，槽口间距2.286m×2.286m，水下共有4层导向槽，导向槽外径710.4mm，内径660.4mm（如表1所示），A井和B井设计φ609.6mm隔水导管打桩作业至226m，入泥深度77m，φ609.6mm隔水导管带穿刺引鞋（以下简称“引鞋”），引鞋外带有加强筋和硬质合金齿，硬质合金齿属于高硬度合金钢，其较高的硬度可以帮助引鞋进入较硬地层，减少打桩作业工期，提高钻井效率[3]，加强筋是6mm×6mm方筋焊接在引鞋外。引鞋外径621.6mm，各层导向槽与引鞋之间环空间隙19.4mm，理论上可以顺利下入。实际上，A井在下隔水导管期间，在1-4层导向槽都有不同程度的遇阻，尝试旋转、大范围晃动、拉导链居中等方式，最终将隔水导管下至泥线附近，打桩至设计深度。通过对A井进行总结分析，B井采取合适措施，最终快速通过。通过对陆丰7-2平台2口井的分析总结，对海上同类型下隔水导管遇阻有借鉴意义，对其他特殊情况（如导向槽严重形变、导向槽上有硬物遮挡等等）不具参考价值。

表1 陆丰7-2平台各层导向槽数据

2.遇阻原因分析

隔水导管在海面以上导向槽不存在无法通过的情况，因为在通过水上导向槽时有专人密切观察，实时扶正调整。导向槽遇阻都发生在海面以下，根本原因是导向槽与隔水导管不在同心圆上，偏心导致引鞋没有完全进入导向槽喇叭口（以下简称“喇叭口”）而产生遇阻现象。偏心问题有很多方面的因素：

(1)井口不是完全居中

陆丰7-2导管架平台配备模块钻机，虽然移井架过程有对中措施，但是无法做到绝对居中，开始下隔水导管后，若再进行微调，一旦操作过多极可能引发设备损坏和隔水导管蹩卡。

(2)吊卡存在偏斜

顶驱左右吊耳存在高度误差，在安装好打桩锤后，还需要从顶驱吊耳位置挂2根钢丝绳用来悬挂吊卡，在下隔水导管过程中，吊卡下的隔水导管串整体会出现偏斜的情况。

(3)各层导向槽偏心

导向槽是为了保证隔水导管在下入过程中尽量居中，在工程建造时与导管架一起安装，在安装、运输、就位过程中都会有不同程度的影响，导致最终的各层水上、水下导向槽存在一定的偏心情况，如果偏心较为严重，引鞋一部分在喇叭口外侧时，下隔水导管遇阻量会持续增加，无法正常下入。

(4)海上波浪、洋流的影响

由于海上天气海况影响，海水波浪、洋流会对隔水导管产生一个推力，导致隔水导管在水下被推至下游方向，产生偏斜，不利于通过下一层导向槽。由于洋流在水下无法直观察觉，只能观察涌浪的方向，在恶劣天气海况下，涌浪对隔水导管的下入影响较大。

3.处理遇阻解决措施

(1)旋转顶驱

如果隔水导管本体弯曲度较高、吊卡偏斜严重，旋转可以改变偏斜方向，可以尝试通过遇阻导向槽，但是一般情况下不会发生肉眼可见的隔水导管本体明显弯曲，吊卡严重偏斜问题，所以旋转通过遇阻导向槽的可能性低。

(2)使用钢丝绳/吊带纠正隔水导管居中

在使用钢丝绳/吊带拉隔水导管居中时，方位选择很重要，如果方位选择错误，只会适得其反。现场在考虑方位时，通常根据隔水导管在转盘面补心的偏移的反方向来拉，忽略了涌浪对隔水导管产生偏移的影响。在井口和吊卡轻微偏移叠加影响下，隔水导管有可能在转盘面显示居中良好，甚至朝其他方向偏移都是可能的。

根据在陆丰7-2平台A/B井的实践经验来看，A井完全没有考虑涌浪的影响，导致花费较长时间从各个方位不断尝试纠正隔水导管，B井在对A井总结后，发现了这一问题，通过在涌浪风向的上/下方尝试拉隔水导管居中，顺利通过遇阻点。

假设在下入过程中，导向槽近乎同心圆，涌浪风向为0°。在涌浪的作用下，隔水导管整体会朝着180°方向贴近导向槽，此时应该朝0°方向拉钢丝绳/吊带进行居中扶正，才能顺利通过。

假设在下入过程中，涌浪风向为0°，在涌浪作业下，隔水导管在水下部分会朝着180°方向贴近导向槽。水上、水下导向槽的偏心方向有太多可能性，举例4个典型方向说明问题：①如果水上、水下导向槽偏心方向在0°/180°，导向槽偏心力和涌浪的力正好方向相同，此时在转盘面上应该朝180°方向拉导链，才能顺利通过。②如果水上、水下导向槽偏心方向在180°/0°，导向槽偏心力和涌浪的力正好相反，两个力的大小最终决定了隔水导管的偏移方向，拉导链的方向有可能是0°，也有可能是180°。③如果水上、水下导向槽偏心方向在90°/270°、270°/90°，同理，拉导链的方向有可能是225°/135°。

根据以上假设并推而广之，水上、水下导向槽偏心方向从0°/180°～360°/540°之间变化时，导向槽和涌浪力的合力可以是0～360°之间变化，但是考虑实际情况：导向槽对隔水导管产生的偏心力其实是被动形成的，喇叭口本身就是为了防止导向槽偏心而引导隔水导管引鞋进入导向槽的辅助装置，涌浪对隔水导管的偏心力是主动形成的，最大的变量其实是涌浪对隔水导管的作用力。因此，考虑隔水导管在导向槽遇阻时，应该优先往涌浪方向的上、下方拉方位进行居中，其次再考虑±45°方向拉正居中。

(3)大范围晃动隔水导管

在下隔水导管至导向槽遇阻时，大范围晃动隔水导管也是一个参考方法，但是前提也是必须先确定一个方位，并且把补心吊出来。该方法对方位的要求较低，因为晃动过程中隔水导管会产生较强的摆动，但是对下放速度要求更高，因为引鞋会在喇叭口附近晃动，只有引鞋全部进入喇叭口才能顺利进入导向槽。

(4)控制遇阻量

控制遇阻量主要为了保护导向槽，避免报废。隔水导管在引鞋没有完全进入喇叭口内时，下放遇阻会持续增长，应该立即上提重新下放；如果通过前述几个方法缓慢下放，虽有遇阻但是遇阻量没有增加，说明引鞋正在通过喇叭口，应该在控制遇阻量的前提下缓慢下放隔水导管，当引鞋通过喇叭口进入导向槽时，悬重会瞬间回归正常悬重。

图1 隔水导管引鞋过水上导向槽喇叭口

4.结束语

（1）海上打桩前下隔水导管，会尽可能减少偏心情况发生，但是无法避免。

（2）建议提前2m控制下放速度。A井在第3层导向槽的预定深度提前1.2m处遇阻，遇阻量较大，B井提前2m控制下放速度，控制遇阻量不超过2-5klbs。

（3）当通过水下导向槽时，如果引鞋不在导向槽喇叭口内，下入过程就会产生遇阻无法通过，如果强行下压过多，则会导致导向槽喇叭口受压变形，更严重的后果是槽口报废，增加修复槽口的时间和费用。

（4）在隔水导管通过导向槽时要保持充分耐心，不能因为一有遇阻就上提，导致引鞋刚进入喇叭口又被提出来，影响后续判断和重复工作量。