海油陸采平臺沖刷防護及斷面穩定性試驗解析

摘要：受時代發展、科學技術發展的影響，人們在生活中對于各種能源的需求逐漸提升。現階段陸地中的油氣資源在不斷的開采下已經逐漸枯竭，因此對于油氣的開采逐漸由陸地轉為海洋領域。通過勘察得知，在一些距離較近的淺海區具有油田資源，但是因為其區域不能設置采油平臺進行油田的開采，主要以海油陸采的形式進行油田的開采。但是建設海油陸采平臺需要注意對其沖刷防護，提高斷面的穩定性，文章圍繞海油陸采平臺的沖刷防護，對其斷面的穩定性進行試驗，通過具體工程的分析，從而提出面對沖刷防護的具體措施。

關鍵詞：海油陸采平臺；沖刷防護；斷面穩定性

隨著科學技術的不斷發展，現階段在陸地中進行油氣的開采已經不能滿足人們的基本需求，因此，近年來人們已經將油氣開采的地域轉向海洋[1]。由于一些地域的限制，通過建設海油陸采平臺的形式開采油氣資源，不斷提高油氣資源儲備，是進行油氣開采的主要形式。但是面對海水的沖刷，海油陸采平臺需要不斷提高自身的穩定性，進行沖刷防護。為此，文章中筆者針對海油陸采平臺的沖刷防護，通過具體試驗，對其斷面穩定性進行了分析。

一、工程概況

某油田進海路與海油陸采平臺地處于渤海東北部的淺海區，平時水深為3m左右。此工程進行施工的主要目的是對現有的油探路與井臺對其進行強度的加固、提高，此工程的前端海油陸采平臺以及進海路由于缺乏海堤的保護，再加上此區塊長時間受海浪的侵蝕，導致進海路海底高程最深為-2.86m，海油陸采平臺海堤高程已經達到-4.60m。經過具體的水深策略得知，從該海域修建了臨探路與井臺之后，導致部分海底發生了顯著的變化，并且其路面標高過低，導致出現混凝土斷裂、井臺的頂端部分塌陷等現象。

二、進行試驗的基本目的

進行本次實驗的主要目的是為了在原來斷面的基礎上，對進海路、海油陸采平臺的沖刷防護、斷面穩定性進行試驗，并提出相應的解決措施。

三、該海域水質條件

（一）設計水位

該工程的潮高基準面以國家高程基準面為準；該工程的設計高水位為1.58m；低水位為-0.78m；該工程的極端高水位為3.52m。

（二）該工程水域的波浪要素設定

在此工程中所涉及波高采取淺水區的極限波高，其海底高程為-1.60～-4.51m，該地區海域的海底坡度在1.17～161%。之間，按照相關規定要求，本次試驗中所設計波高以水深0.60倍為準進行設定，其波浪的周期取數值為8.1s，最后在試驗內容為基準，該工程所處水域的波浪要素如表一所示。

四、試驗實質

本次試驗是在相關要求的基礎上，對進海路、海油陸采平臺的沖刷防護以及斷面平臺的穩定性進行試驗研究。

五、試驗所需儀器與流程

（一）試驗所需儀器

1.造波體系。

此次試驗的主要試驗場所是長為40m、寬為1.3m，高度為1.3m的不規則形水槽。在水槽中其中一端設置不規則造波機[2]。在造波機的作用下所形成的波高最大值為0.25m，利用相關的控制系統對波高的數據信息進行反饋，對波高進行調整，在此基礎上弱化造波板在經過二次反射的同時，影響試驗的結果。在水槽的另外一端設置消能設備，設置其反射率要小于等于4%。

2.測試設備。

在進行斷面穩定性試驗的過程中，對波高進行測量需要不同的電容式浪高儀進行共同測量，進行波壓力的測試要分別選用直徑為20mm的壓力傳感器，進行數據的收集與整理需要使用應用最為廣泛的SG2000系統進行。在進行試驗時，利用相關設備對波高與液壓力同時進行觀察，并且收集數據，對其進行對比。所采用的浪高儀規定的標準量程是025m，并且其經常測試的儀器性能十分穩定，并且數據的精確度較高，十分適合試驗中所需數據的收集與整理。

（二）設置試驗模型的比例尺

根據相關規程的要求規定，斷面物理模型的長度需要比例尺λ不可以超過39，模型中所需要的原始入射液以及不規則波的波高大于等于3cm，譜峰值周期要大于0.9s，在試驗水槽以及其結構尺度的相關數值規定，全面了解試驗所涉及的條件，選擇比較小的試驗模型比例尺。

該工程中的進海路以及海油陸采平臺的斷面試驗，其中所涉及到的比例尺長度是受波浪與水槽等因素影響的。由于試驗中的波浪要素為極限波高，考慮造波機自身的性質與能力，因此，確定此次模型試驗所需長度比例尺λ=24。

根據相關規程的規定，進行模型試驗所得結論要真實的反映出與原型相對應的物理相關參數與問題。所以，在分析波浪和棧橋作用時，要以重力為主要的設計原理，并且確定時間比例尺λT=λL1[]2=5。

（三）實施測試過程

以本次試驗確定的相關內容，對該工程的海油陸采平臺的沖刷防護以及斷面穩定性實施試驗，在此基礎上提出解決方案。

在試驗的過程中，首先采用小波對斷面產生作用，隨后在對不同的情況進行試驗。

在相關規定要求的基礎上，對原型波浪進行模擬，其產生作用的過程要大于2個小時，同時在此次試驗的過程中，對于不同情況的試驗產生作用的時間分別是25min、2min。

六、通過試驗得出結論并提出意見

在海油陸采平臺、進海路工程的沖刷防護與斷面穩定性的模擬試驗中，通過試驗分析可以得出以下結論：

1.海油陸采平臺的拋石護底的長度應進行調整，改為6m。

2.在海底高程1.1m的坡度處進行2.7噸的扭工字塊體加護。

3.在進海路面兩端的砼塊斷面修改為斜坡形式的塊斷面。

通過此次試驗得知，該工程的海油陸采平臺斷面穩定性較高，其護底塊石的穩定性與寬度與規定要求相符。如果在工程中只是擺放單層的扭工字塊體，那么其自身的護面拋石被海浪吸出的可能性較大，并且為了避免泥沙的沖刷，由此提出建議，全面增加護底塊石的穩定性與寬度[3]。

綜上所述，針對海油陸采平臺在沖刷防護、斷面穩定性的相關問題，文章中筆者針對其進行了試驗分析，并且提出建議，為今后海油陸采平臺的穩定性提供技術支持，為我國油氣能源的發展奠定了堅實的基礎。

參考文獻：

[1]東野大鳴. 海油陸采平臺沖刷防護及斷面穩定性試驗研究[D].中國海洋大學，2015.16.

[2]王順華，劉波，魏光虎. 海油陸采平臺護底方案優化研究——以勝利油田墾東12區塊3號平臺為例[J]. 海岸工程，2015，04：70-76.

[3]紀現壯. 灘海陸岸進海路及平臺的質量控制[J]. 石油工業技術監督，2015，04：37-39.

作者簡介：朱虹（1983年），女，漢族，天津人，億力機械設計顧問（深圳）有限公司天津分公司。