滩海油田进海路结构优化及防护研究
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浅海区域进海路新技术的应用与探索老168井组于2008年3月起修筑进海路、海油陆采平台,2009年2月投入钻井开发,2010年9月整体建成投产。
平台面积3万平方米,进海路2.67千米。
建设过程中,我们统筹实施勘探、开发、工程的一体化研究,一体化部署,一体化设计、一体化运行,实现了工程建设、钻井施工、井网调整、新井投产同步进行,建设周期缩短了1年,多项指标开创了中石化滩海油田产能建设的历史新高,是勘探开发工程一体化建设的精品工程。
老168进海路起点自老163海油陆采平台,终点至拟建老168海油陆采平台。
该海域属黄河三角洲淤积带,根据沿路的地质剖面图(附图1)可知,进海路所经之处,淤泥质软土层较厚,约在10m~16m,抗剪指标较低,压缩性,工程性差,含水量较高,对构筑物边坡稳定极不利,同时地层层底高程-19.65~-25.54m以上的土均为欠固结土,其下土层为正常固结土或超固结土,软弱土层固结度和强度增长缓慢,工后沉降将较大,将对工程投产后产生严重影响,因此必须对软弱地基采取合理的处治。
围绕老168新区产能建设项目实施科技攻关,在施工现场大搞技术与管理创新,节约了工程投资,确保了工程建设安全、质量与进度。
1.探索并实施“浅海区域进海路施工安全管理模式”创建平安工地该工程大部分工序均需在海上施工,而该海域在风暴潮与天文大潮相迭加时常使海面迅速升高,导致海水外溢而泛滥成灾。
本区是受风暴潮影响的重灾区,一年四季都可受到风暴潮增(减)水的威胁和危害。
因此海上应急预案是安全工作关注的重点。
工程施工中,我们多次组织应急预案演练。
从天气预报到人员、设备管理、避风港设置等方面形成了一套完整的安全管理模式。
由于安全管理到位,在施工过程中,未发生任何安全事故。
2.探索并实施了“袋装砂被、砂肋软体排质量全程监管模式”创建优质工程袋装砂被工艺第一次在黄河三角洲地区应用,冲填用砂全部采用海运,砂被冲填至设计要求后再铺设在海床上,为控制好冲填质量,我们采取了全过程控制的方法,对每一块砂被面积的计算和缝制过程进行监督,对运来的每船砂进行量方,在砂被的冲填现场控制砂量,以保证饱满度。
一、前言大港油田滩浅海位于渤海湾西部,北起涧河,南至泗女寺河,海岸线长146公里,水深0~5米,矿权面积2758平方公里,自南向北依次为埕海油田、滨海油田和新港油田。
其中,于2007年1月开发的埕海油田位于河北黄骅海域,面积396.75平方公里,上报石油探明储量1.33亿吨,天然气三级储量78.9亿立方米。
埕海油田滩浅海油气资源开发面临着水深较浅、淤泥厚、承载力低、稳定性差、回淤严重、潮差大、风暴潮频繁、冬季冰情严重等复杂环境条件,其效益开发需要系统性管理创新,以有效破解其技术、项目管理、运营管理难题。
面对困难,大港油田公司坚持自主研究、自主设计、自主建造、自主运营的“四个自主”总体工作思路,科学谋划,大胆创新,精心组织,建立起自主开发工程技术管理体系、项目管理体系和高效的运营管理模式,成功实现效益开发,油气产量逐年递增,已发展成为中国石油开发海洋油气资源的成功典范。
(如图1所示)陆海一体化打造滩浅海油气开发“大港品牌”创造单位:中国石油大港油田分公司第四采油厂主 创 人:周立宏 王宏伟创 造 人:高志勇 边 锋 陈长伟 马晓东[摘 要]当前,加大油气资源勘探开发和增储上产力度,已成为深入推进能源革命、确保我国能源安全的重要举措。
大港油田以滩浅海油气资源开发为着力点,坚持“自主研究、自主设计、自主建造、自主运营”的总体工作思路,科学谋划,统筹协调陆海资源,制定先滩涂、后浅海“两步走”开发战略,通过创新构建“人工岛+海洋平台”的陆海一体化模式,有效破解了开发技术、项目建设和运营管理三大难题,成功打造了滩浅海油气资源效益开发“大港品牌”,实现了滩浅海油气开发“从0到1”的突破,为我国滩浅海油气资源开发提供了可借鉴、可复制、可推广的经验模式。
[关键词]油气勘探开发;滩浅海油气资源;增储上产;能源安全图1 滩浅海油气田开发建设历史进程特稿SPECIALS国企管理2024.236二、实施背景(一)保障国家能源安全的自觉行动2004年以来,我国石油对外依存度开始逐年攀升,国家能源安全形势愈加严峻。
66油气井在作业时具有成本高、环境差、风险大的特点。
要是油气井在钻井施工时钻遇浅层气,就会增加钻井作业的风险系数,严重时还会出现安全事故,这对资源环境以及工作人员的生命安全都存在的极大的隐患,但由于浅层气的分布较为广泛,约占油气田总数的20%,因此石油企业要加强对浅层气资源的勘探和开采,避免出现资源浪费的现象,因此本文就从钻井工艺、固井工艺等方面对浅层气进行勘探开采,促使浅层气开采出更多石油。
一、浅层气对滩浅海采油平台的影响浅层气是深埋在1500m以内的炳烃气体,具有非常高的工业开采价值,由于浅层气分布层位浅、压力大,在钻井作业过程中要是出现施工不当或者管理不当的问题,就会对滩浅海采油平台产生影响,在开展钻井作业时出现井涌、井喷等现象,严重时还会出现井眼报废、平台地表塌陷等诸多危害。
另外浅层气压力高时,在自由喷发过程中会带出储气层沙土,储气层孔渗越好、气流量越大,就越容易出沙土,随着喷发的时间变长,孔口就会逐渐加深扩大,强烈的浅层气喷发对滩浅海采油平台就会产生严重的干扰,尤其是在气、水的作用下,会将采油平台引起大量的土体上涌,这些因素都会影响滩浅海采油平台的采油速度和效率,因此在采油施工前,要注重浅层气对滩浅海采油平台的影响,有效缓慢的控制释放浅层气,让浅层气对滩浅海采油平台的影响降到最低。
二、滩浅海浅气层的关键技术1.钻井工艺优化钻井工艺优化是指在钻井时,对工程的工序、参数等方面进行优化,确保浅层气的封固质量达标。
要想优化钻井工艺,就要做到以下几点:(1)精准浅层气井段的位置,要是不能明确浅层气的精准位置,就要在作业时安装分流器,一旦出现安全隐患,就会及时终止作业,同时还要考虑钻井的装备能力,一定要确保钻井封固套环空;(2)井眼要是扩大,就会让水泥浆逐渐变多,其附加量的误差也会逐渐变大,这对整体封固效果产生了严重的影响,因此在钻井时,要防止井眼扩大;(3)环空的空间缝隙大,就会让泥浆泵的排量受到限制,环空清洗就会变得较为困难,进而就会导致水泥浆与套管的界面无法胶结,且气体还容易在水泥浆与套管的界面上窜美,因此要充分保证泥浆泵充分循环,同时还要确保携带岩屑,从而保证井眼能够得到充分的清洁;(4)为了保证固井的质量,要将浅层气套管中的扶正器加密,让水泥在顶替过程中,其套管活动中范围有1-2m,确保水泥浆中套管环中的钻井液得到彻底的清洗,进而提高顶替效率。
滩海人工岛采油集输设施不均匀沉降分析及防护建议发布时间:2021-08-26T11:13:16.900Z 来源:《工程管理前沿》2021年4月第12期作者:张志富[导读] 滩海陆岸及人工岛采油集输生产平台主要靠吹砂建成,周围存在海水、人工养殖区等水体,地基稳定差,张志富中国石油冀东油田公司南堡油田作业区河北唐山 063200摘要:滩海陆岸及人工岛采油集输生产平台主要靠吹砂建成,周围存在海水、人工养殖区等水体,地基稳定差,下沉明显,工艺设备设施、建筑物基础下沉快,不均匀下沉较常见,对工艺设施影响较大。
本文介绍分析了常见的不均匀下沉情况以及防护建议。
关键词:滩海人工岛;采油设施;不均匀沉降;分析;建议引言滩海陆岸及人工岛采油和集输设施沉降速度大,不均匀沉降较常见,致使设备设施倾斜或产生形变应力,影响安全运行。
因此分析讨论产生不均匀沉降的原因,针对具体原因制定相应的监测、预防、治理措施,为日后设计和管理指明方向,是本文的主要初衷。
1 概述人工岛和滩海陆岸地基情况特殊,其围堤采用袋装砂斜坡堤结构,岛心采用吹填砂形成,土层由砂质粉土层、淤泥质粉质粘土层粘质粉土层、粉砂层等构成,地下450mm-2000m,不同程度出现渗水,土的流变现象最为普遍,主要表现在沉降变形、蠕变、冲蚀变形。
各种工艺设施按照《建筑地基基础设计规范》、《建筑桩基技术规范》、《建筑地基处理技术规范》等技术规范标准设计建造,投用后通过监测发现一定程度的下沉,一般在控制范围内的整体下沉对设备设施影响不大,但不均匀下沉,则会导致管线发生弯曲,计量间出现倾斜侧移,房体出现裂缝等现象,不但影响设备设施的使用,甚至带来较大安全隐患。
下面从人工岛和滩海陆岸设备设施地基运行情况,阐述产生不均匀下沉的原因。
2 场站主要沉降情况及分析人工岛和和滩海陆岸采油和集输设施常见的不均匀沉降表现在,单井井口流程倾斜弯曲、计量间单井流程倾斜弯曲、阀组及流程倾斜弯曲、外输管线倾斜弯曲、集输各种容器类的管线倾斜弯曲、外输管线上下或左右S型变形、抽油机倾斜、计量间悬空或滑移、护坡外输管线裸露悬空、房屋基础下沉墙体开裂等。
新型进海路主体结构——桥涵式桩板组合结构X栗 勃(胜利油田石油开发中心胜发管理区生产室,山东东营 252400) 摘 要:本文通过对桩板组合结构进海路修建存在的问题进行分析,提出一种新型结构,能够实现过水,确保道路稳定性能提高,对生态环境起到了保护作用。
关键词:桥涵式;桩板组合结构;进海路 中图分类号:U 416.216 文献标识码:A 文章编号:1006—7981(2012)08—0082—021 概况垦东12区块位于胜利油区新滩油田东部的浅海地带,大部分位于0~7m 水深海域内。
新滩油田属典型的滩海油田,位于黄河三角洲国家级自然保护区内,北、东、南三面环海,西临孤东、红柳油田,距离KD18脱水沉降站约10km 。
垦东12区块已探明石油地质储量1759×104t,规划设计油井91口,设计年产油能力18.4×104t 。
为满足本区块的生产、作业及工艺管线敷设,采用建进海路及海油陆采平台。
垦东12区块进海路三条总长5km ,海底高程由-0.5m 渐变至- 3.2m ,路上均有油气集输管线和电缆、光缆敷设。
三条进海路分别连接四座海油陆采平台。
1号陆采平台,面积180m ×57m ,海底高程为- 1.5m,2号陆采平台,面积119m ×56m,海底高程为- 2.4m,3号陆采平台面积120.1m ×46m,海底高程为- 3.2m 。
2 已实施工程存在的问题修建进海路及海油陆采平台是滩海油田开发的基础工程。
以往进海路及海油陆采平台常用结构为抛石结构、抛石混合结构等,这种常规的结构存在:断面尺寸较大,抛石量大,防护结构较大,若地基土层较差时,沉降量较大,易产生不均匀沉降,路面容易出现坍塌,整体稳定性差。
对海流及风暴潮的抗冲击性看,传统结构的抛石易被海流冲刷和淘空,工程后期维修费较高。
适应性较差,一般适应于1~2m 的水深,当水深增加后,其稳定性存在问题,施工亦有一定的困难。
滩海潮间带区域管桩路堤工艺研究中图分类号: u656 文献标识码:a 文章编号:1 .前言根据油田近几年的开发模式,在沿海浅海滩涂逐渐开始进行大规模的投资建设,进行油区开采。
在这几年的进海路及海油陆采平台建设中,在抛石路堤、板桩路堤等方面的设计参数及现场的施工工艺已经相当成熟。
但是抛石路堤、板桩路堤的适应性比较有限,抛石路堤适应较浅水域。
板桩路堤目前仅在2m左右的水深比较成功。
但在投资方面,这两种形式投资较大。
针对现在油田以经济效益为中心,高速、优质地开发和利用资源的原则。
各沿海二级单位将会以较小的投资进行采油的基础建设。
针对这种情况,设计院通过孤东北大堤加固工程管桩透水堤路管桩成功施工的情况,结合板桩组合路堤结构形式。
提出了一项新工艺,管板组合路堤。
2 管桩路堤特点管桩用于滩海防护工程中是近几年国内一项新兴的施工工艺,主要在广东、浙江、上海、江苏等省份推广应用,在山东应用得还比较少。
而管桩路堤结构则在国内属于首创。
其主要是由高强管桩、挡板(桩)、横向联系梁、路堤内抛级配块石填充形成稳定联合体。
相对传统抛石路堤、板桩组合路堤,管板路堤具有抗冲能力及整体稳定性更强,而费用较低的更低。
但是对施工工艺水平要求却大大提高。
虽然我单位进行过类似的板桩路堤、管桩透水堤施工,但这次的管桩路堤是结合二者进行改进的一项新工艺,该工艺的许多相差参数需要在工程实践中比较、分析,以确定最优化的设计、施工方案。
通过kd12产能建设2#、3#进海路及海油陆采平台施工工艺研究,我们已基本掌握了管板路堤工艺施工特点。
3 工艺流程及操作要点3.1管桩的打桩作业流程具体操作施工过程及技术要点如下:3.1.1打桩船定位打桩作业船航行至作业区后,在离定位系统1.5~2.0m范围内停船,根据水深、水流和波浪等自然条件确定打桩船的驻位位置,调整打桩船至合适的位置,将四个角的锚桩落下将船只锚固稳定后,实施整套打桩作业程序。
3.1.2定位钢管桩沉桩在已定位的打桩船上吊装设备配合振动锤吊起定位钢管桩,在管桩轴线的两侧约0.5m~1.5m处将定位管桩停放稳定后开启振动锤,将定位钢管桩打下,定位钢管桩的高程控制在高出工程桩顶设计高程0.5~1.0m之间,四根钢管桩的高程应大致相等。
《油气田地面工程》(第38卷)2019年总目录页码题名作者(期)行业论坛01油气田地面生产系统提质增效助力上游业务高质量发展■汤林云庆(1)07输气管道泄漏检测技术发展及适应性■周兆明张佳杨克龙张露露(1)01大型油气田地面工程优化设计方法研究进展■李杰训(2)01气液两相流集输管汇偏流问题研究■陈海宏李清平姚海元李焱宫敬(3)01阿拉伯联合酋长国油气市场开发形势分析■高飞肖程释蔡正茂(4)01油气管道腐蚀防护系统技术研究与展望■方艳梁晶张云李梦荧(5)01美国水源地旁油气运输管道事故分析及启示■王逍梁永图(7)08三元复合驱CaCO3/SiO2混合垢结垢行为研究■孙云龙邢晓凯(7)01两化融合战略发展思路在天然气管道外部风险防控平台化管理体系中的应用■郑坤姚力立陈敬东谢毅王小平(10)01油水两相管流宏微观流动特性进展研究■刘莹莹李晓平刘楠楠宫敬李愚李立(11)08天然气智慧管网调度运行技术的探索与实践■卢建明刘承松韩士英(11)12非金属管道在大庆油田应用的适应性及运维措施■夏蓉(11)01智能化技术发展对油气管道行业的启示■徐葱葱刘冰张妮谭笑张巍马江涛李云杰(12)06国内外氢气长输管道发展现状及分析■蒋庆梅王琴谢萍屈向军(12)试验研究13溶解氧及除氧剂对聚合物溶液黏度和长期热稳定性的影响■王继良刘敏卢大艳谢祥恩白俊李阳洁(1)18油井酸化返排液的导电性能及其影响因素分析■丁文刚冯浦涌王业飞汪洋刘瑞东杨震(1)23湿饱和蒸汽计量仪表检测装置分析与优化■谈建平张建华刘世疆张奇文赵旭(1)07海上油田配聚用水除铁剂优选评价■孟祥海赵鹏韩玉贵张晓冉(2)12应用显色萃取法测定塔里木油田采出液中残余缓蚀剂的浓度■熊新民南楠石鑫董琴刚柳楠(2)15考虑地震力的深水导管与海底土纵向耦合振动研究■陶磊赵虹宇邓嵩朱硕耿浩然王相纪梦楠(2)22新型燃煤烟气CO2吸收剂与双热泵耦合CO2捕集工艺试验研究■陆诗建高丽娟赵东亚朱全民张金鑫李欣泽(2)30三元复合驱采出液稳定机理研究■张朋飞李翔(2)07高压釜高速冲刷腐蚀实验腔内流场数值模拟■孟岚(3)13相变加热炉机械自动清垢技术研究■韦振光刘继刚辛旻叶鑫锐武达峰(3)19橇装除硫装置处理零散区块油田含硫采出水试验研究■王庆吉(3)23电位滴定法测定稠油的酸值■张汉沛杨帆潘修俊杨华(3)06直接电加热过程海底管道热力学特性研究■陈景皓张健王凯高辉陈家庆(4)12满洲里土壤模拟溶液温度对X80管线钢应力腐蚀行为的影响■张文建刘宏宇祝宗祥肖鹏陈玉忠董帅(4)17液态CO2注入橇泄压过程动态模拟■刘本旭唐祖友王清岭陈军(4)21海底输气管道泄漏点压力变化特性的模拟研究■高建丰周韶彤何笑冬李本祥(4)06热碱洗涤法处理试油井场落地油泥砂工艺参数优化试验■杨博丽李泽锋达引朋(5)11外腐蚀复合凹陷状态下X80管线钢的残余应力演变特征■田野罗金恒徐春燕邹斌朱丽霞赵新伟(5)01基于鱼骨图-层次分析法对离心泵泄漏事故致因的研究■高建丰周韶彤何笑冬(6)05配注系统管件内驱替液表观黏度变化模拟研究■李龙臧铭浩陶小平程佳侯磊卢亚涛(6)11一体化装置工厂验收测试(FAT)技术研究■宋宇宸岳巍王思博沈楠(6)15基于层次分析法的转油站系统能效评价体系研究■司志梅段志刚钱钦常泰黄作男(6)13滩海人工岛对拉板桩进海路运行期稳定性影响因素分析■郝晓东牟永春苏春梅谭慧明王旭东(7)19酸洗除垢作业中硫化氢吸收剂性能评价方法探讨■方培林权宝华杨凯林文兴陆文龙(7)24注入管线黏度损失原因分析及治理对策研究■周钢(7)01分流型管汇偏流现象的数值模拟研究■陈海宏李清平姚海元(8)07基于喉嘴距的液固射流泵泵效数值分析■王小兵屈平亮苏宏益(8)13弱碱性油田采出水缓蚀阻垢剂的研制及性能评价■亓树成丁湘华田波王春张玉萍王少根(8)19一体化预分水装置在稠油油田的现场试验■党伟(8)23RTP非金属管道沿程水力摩阻计算研究■李晓伟霍富永朱国承矫捷何利民(8)01砂性土壤柴油饱和度特征曲线测量实验研究■王逍刘胜利梁博文(9)08南堡油田余热回收利用试验的应用及潜力分析■赵金龙吴鹏叶鹏许腾泷(9)12注空气驱油工艺燃爆实验研究■赵利庆杨国骏李红波樊春峰耿荣燕梁昌晶(9)18附加荷载对人工岛护坡稳定性影响研究■范思冬(9)07障碍物条件下的甲烷水平喷射火燃烧特性研究■李玉星刘鹏耿晓茹刘翠伟张亦翔王建国(10)14聚氨丙基/甲基硅倍半氧烷微球改善合成蜡油流变性研究■杨飞张晓平代抒彤李传宪姚博穆中华(10)25基于残差修正的冬季天然气日负荷预测模型■付川刘刚赵忠德郝迎鹏刘四洋(10)31卧底管-悬链线立管严重段塞流判定数学模型■王春生蔡明钰王新刚安晓芳(10)15LNG槽车贫富液切换安全装车动态模拟研究■刘景俊李学涛唐建峰王玉娟刘鑫博王冬旭(11)21瞬变电磁信号聚焦及管道壁厚检测试验研究■杨勇王观军王安泉刘超刘海波(11)26基于FLUENT的90°弯管内水环流动特性研究■吴君强蒋文明杨娜张倩杜仕林刘杨陈义美来兴宇(11)33海上油田三次采油用聚合物对采出液油水分离特性的影响评价■魏强代红成杜大委(11)09基于群体平衡模型的竖直管内水合物浆液流动特性模拟研究■姚淑鹏李玉星王武昌宋光春施政灼王小玉刘帅(12)16胜利清河稠油溶气降黏特性研究■李保平李传宪顾晨晨(12)20气体阀门内漏声发射信号特征提取方法研究■张璐莹张宏远徐洋姜智通蒋鹏(12)27天然气管道水下泄漏扩散试验研究■张亦翔宋存永朱建鲁李玉星单卫光(12)32X60钢矫顽力与应力关系实验研究■蒋毅李玉坤董增瑞吴涛陈帅王鄯尧张洁崔兆雪(12)原油集输处理·天然气集输处理28高含水原油物性及流动规律研究■吴停庞永莉白剑锋王智李昂吴海浩(1)35PIPEPHASE在站内复杂生产管网优化中的应用■李海荣成志军杨占军(1)40新型天然气过滤分离器内部流场模拟研究■贾晓林刘林远谈文虎胡锦黄翼翔(1)45管道结构对分输站混合气发热量测定影响研究■刘琦盛峰徐赫男秦继磊(1)50天然气过滤分离器紧急泄放系统设计■郝振鹏王磊宋悦曹阳(1)55一步法脱烃技术在英台气田开发中的应用■马铭石少敏徐洋(1)34太阳辐射影响下工艺管道及设备设计温度探讨■董勇涂多运肖芳余洋陈俊文祝疆(2)41基于电磁感应加热原理的油田生产系统加热新技术■曾黎(2)27辽河稠油SAGD开发地面工艺关键技术■卢洪源(3)34组合式旋流反应器单体排布方式数值优化■曹莹莹(3)26单管集油穿心电加热工艺应用及完善■崔智程(4)30含聚采出液电脱水处理实验研究■张超(4)35保温隔热油管在地面常温集油工艺中的研究与应用■苗彦平范秀芹朱治国李栋王军许双龙魏红曼(4)40塔河油田二号联酸气回注工艺设计及过程模拟分析■赵德银姚彬姚丽蓉汤晟(4)46气提负压闪蒸稳定工艺模拟研究与效益分析■丁凯邓道明何卓黄璞赵天葳(4)53某深水气田乙二醇脱盐系统影响因素分析与措施■王正勇李文英刘玉军张长智(4)58致密气田地面集输集中加热节流工艺■刘月勤刘静怡徐立昊(4)16海上稠油导热油蒸汽发生器加热技术■鲁瑜何江波(5)19苏丹6区稠油破乳剂筛选和应用研究■李杰冀璐刘元东周新宇(5)24基于遗传算法优化双管掺水集油工艺参数■才浩楠王世海黄文才王子墨柴彦强杨永(5)28陆上老油田集输系统整体简化优化技术应用■芦程何晓连参军吴建华凌建磊梁昌晶(5)34气提法处理甲醇工艺冷凝液回收利用技术研究■张俊庆石怀兵唐翠兰于伟(5)38气液聚结器的尺寸估算■涂多运董勇汤国军余洋陈俊文祝疆(5)43气田集输系统安全性量化分析■杨锦林李连群(5)28长北气田二期地面集输工艺技术研究■杨光赵一农韦玮李琛(7)29电脱水器绝缘棒圆柱绕流数值模拟研究■于进杜炘洁(8)36三元复合驱集输系统除垢技术措施■王雪松(8)40YC天然气输气站泄漏后果数值模拟分析■程智勇(8)22喇南中块地面系统精细优化简化■孟令尊(9)26延长气田集输工艺探索与实践■王晓光(9)31原油稳定轻烃产品主要质量指标的控制■李延春(9)36LNG工厂原料天然气预处理工艺技术的初选■陈以文王芳张帆戴爱国(9)37考虑气液比影响的原油采输流场等效剪切速率计算方法■林新宇周洪亮张磊孙嘉远(10)43基于关联规则分析算法的集输系统泵能耗研究■范路马坤李振泉高立新史瑶刘纳吴晓岳宇王武昌(10)49海况倾斜条件下DMR液化工艺中绕管式换热器运行可靠性研究■孙崇正李玉星韩辉朱建鲁王少炜刘亮(10)57天然气大流量计量检定工艺主动控制方法研究■温凯殷雄郭哲杨璟辰宫敬(10)64基于多米诺效应的输气站场保护层分析研究■齐峰蒋宏业徐涛龙古芃(10)69收缩-扩张喷管内高含硫天然气超声速流动特性研究■边江曹学文牟林升宋晓丹褚奇(10)39天然气站场运行参数测量优化研究与实现■傅敏伍淑辉宋晓健范劲松(11)44离心泵小流量管道优化设计■辛真刘红波陈士臣王钰郭春雷孙翠林党娜(11)49液化烃泵—泵温压联控密闭输送工艺■刘红波辛真孙雪莹王钰高秀宝(11)水处理与注水工程59支化聚醚提高滤膜对含聚污水抗污染性能室内实验■施鹏来洋韦栋方申文(1)65海洋平台注水缓冲罐存在的问题及改进措施■井元彬(1)45孤岛油田污水管网清垢解堵工艺应用■高生伟徐婧文王恒强初伟许浩伟张锡波(2)49新疆油田超稠油净水除硅一体化技术研究■袁鹏(2)53页岩气井区压裂集中供水方案的研究与设计■李强杨明华万传华邓勇(2)39注水泵矢量控制消回流技术研究■冯建设郭煜锴程颢郑刚(3)43杏北油田聚驱污水腐蚀原因分析■钱慧娟(3)47稠油采出水纳滤脱盐技术的适应性研究■杨萍萍郑帅梅俊(3)51喇嘛甸油田污水平衡问题及对策■王元(3)63塔里木某油田典型注水水质分析及工艺措施研究■陈国泉(4)68风城特稠油采出水处理系统设计与应用效果分析■张志庆(4)72液力平衡式增压泵的故障原因分析及工艺设计改进建议■杨丽峰杨丽明任淼淼(4)76一种小规模立体化注水站设计■程忠钊(4)20滤料板结层的形成与破板结方式探讨■古文革孙琦(6)25海外油田生活营地污水处理设备的研究及应用■阮锋郑秋生(6)29某原油终端厂污水处理工艺改进及优化■孙喜鹏(6)33二元复合驱采出水处理工艺小型试验■陶小平李海涛蒋程彬郭锋(6)39延长油田污水处理工艺升级改造研究■宋群华李国勇王超(6)33三元复合驱采出水过滤罐在线清垢技术研究■刘杨(7)39甲醇污水预处理装置技术改造及效果■邵思想刘霄鹏张项博邱奎(7)44油田采出水中含油硅泥处理工艺技术优化试验■云庆庆孙森李学军陈弘毅(7)50油田采出水微生物处理橇装一体化技术研究■王庆吉裴艳玲卢晓平陈明月韩京恩(7)45油田注水管网能耗优化控制■辛胜超梁永图(8)51防止油田采出水过滤罐滤料流失的措施分析■古文革赵秋实陈忠喜(8)55某气田采出水水质特性及处理现状分析■刘宏彬(8)42电容法脱盐效率影响因素的COMSOL软件数值计算及分析■王小兵焦雨健吕卓琳(9)48HDPE内衬穿管技术在伊拉克格拉夫水管理项目的应用■唐文辉金永青敬蜀龙陈希黄玉良(9)38元坝低温蒸馏站产出水深度处理工艺研究■张磊王伟何海(12)44油田脱水站能耗分析与预测■鲍云波吕莉莉(12)49复合场动态反冲洗技术在聚驱采出水双滤床过滤工艺试验与应用■刘书孟董喜贵于忠臣孙冰苗宝林(12)储运工程68管道穿跨越数字化设计技术■杨威马红昕詹胜文安朋亮(1)74长输管道EPC项目HSE风险分析与防范措施■董光泉董嘉琪(1)60坍塌作用下埋地管道数值分析■娄彦鹏(2)65盐穴储气库地面工程技术要点研究■刘岩程林(2)70埋地穿路钢质管道承受竖向载荷的计算方法■李明关沂山(2)56含复合凹陷油气管道的安全评估现状■田野朱丽霞丁融高涛罗金恒宋成立(3)60通球指示器带压拆装工具的研究与应用■叶丹朱万春(3)65长宁页岩气田数字化管道建设创新与实践■宁永乔(3)48基于SPS的负压汽化过程控制与分析■于双马贵阳刘静(5)55原油储罐全程含水分析仪的研制与应用■宋丽梅张京婧姚华李琳陈艳霞吴宗武(5)45壁面微沟槽对输油管道阻力特性影响的数值研究■李恩田袁康刘洋樊刘通吕晓方(6)51原油储罐静压倒罐投产的可行性研究■于进张永斌杜炘洁张建昌(6)55输气管道调压系统压力参数设置探讨■李广群孙立刚李佳(6)61Web GIS在石化企业地下管线信息系统中的应用研究■韩文毅(6)54改进型鱼骨图和层次分析法在油库火灾爆炸事故分析中的应用■高建丰王焱金卷华何笑冬周韶彤(7)60长输管线压缩机Burgmann干气密封国内维修技术探讨■马宏军(7)67基于北斗卫星定位系统的双模数传输卤管道巡检系统■喻海榕陈钧李莲香顾汉清(7)60大口径油气管线固定球球阀四阀座结构设计■张明(8)65基于有限元法的含蜡原油管道停输过程温降数值模拟■李玉春李中义张弼王姝萌(8)70靖西二线天然气管道漏磁内检测技术及应用■付晓东张永健戈新锐任凤王茜(8)52中俄原油管道沿线冻害分布特征研究■王伟张喜发杨风学冷毅飞吕岩(9)59基于胶凝原油可压缩性的含蜡原油管道停输再启动模型研究■王健杨天雪翟宇佳孙云鹏陈夏欢(9)65基于优化运行数据库的干线天然气管网优化研究■徐育斌冷绪林安云朋刘少山董平省(9)69西南某管道顺序输送航煤质量指标分析■韩东刘静左志恒王乾李苗廖小花梁永图(9)76基于管网运行优化的浙江管网增输能力研究■刘承松章艺卢建明李玉(9)75典型长距离凝析气田混输管道平稳运行数值分析■孟岚赵雪峰冯涛谈庆旬梅树雄(10)84湿气混输管道瞬态输送数值模拟研究■李志刚胡其会王红红王武昌肖文生王鸿雁(10)90兰成原油管道掺混长庆原油常温输送研究■梁博张思杨(10)98LNG储罐贫富液混装过程的动态研究■付俊涛(10)53改变输量对输气管线积液量的影响■苏越李晓平孟凡华陈磊薛杨(11)60直流杂散电流对埋地管道电位干扰研究■秦永祥史笑雨崔艳雨丁清苗(11)66多年冻土区埋地输油管道应力分析■徐文彪(11)55管道开放能力评价指标体系■刘颖李明刘长林杨生红(12)61采用当量管径计算顺序输送变径管路混油量的方法■李永军朱国承徐笑鸥(12)65西南山区管道某典型滑坡变形演化研究■余东亮王庆王爱玲吴东容吴森(12)70基于ANSYS模拟的管道堵塞预测分析■邱春斌孙向东冷绪林王国锋(12)电力电信·计量自控80发电机局部放电在线绝缘监测系统在海上平台的应用研究■周新刚封园刘英雷孔冰刘爱明朱梦影(1)84基于无人机巡检四类井模式的构建■赵松(1)88油气管道无外电阀室零能耗通信设备间研究■刘桂志司辉陈浩(1)77西南油气田城市燃气业务SCADA系统中一体化RTU应用研究■夏太武齐安彬唐柳怡(2)83标准表法检定体积管的不确定度评估与分析■谢强(2)87智能仪表的故障诊断与维护■赵鹏睿李雨蒙(2)69涪陵页岩气田无人值守集气站建设■汪宏金邢克夏钦锋(3)75移动式量油检定计量装置的研制与应用■苗彦平朱治国李栋王军王厚兵邓明许双龙(3)59新疆石西油田电网优化运行研究■赵新(5)63蒙古国塔木察格油田配电网结构优化与展望■郭建军(5)68智能变电站火灾报警系统的应用■谷克明(5)73基于ETAP的LNG接收站配电系统谐波分析与治理■董洪稳(5)64基于PLC的采油平台吊机集中电控系统设计及应用■段平安张海荣沈月文(6)69南疆利民管道阀室内埋地管线阴极保护漏电检测分析■李晓波刘宗胜王民谢锡林王荫刚(6)72温度在线监测技术在油田变电设备中的应用■田庆书姜莉孟媛(7)76无线通信技术在油田信息化建设中的应用■王鹤(7)80油田电网自动化主站公共图形绘制标准化探讨■张建国(7)83远距离低压电动机动力电缆选择■赵恺(7)75全景红外成像预警雷达在大庆油田采油八厂的应用■余丽(8)78环空找水仪流量测量可靠性设计及应用研究■张志刚(8)83LNG罐区仪表选型及测量管理系统设计■王继峰(8)86聚合金硅绝缘子在油田电力线路中的应用■熊春宇(8)80沙特阿美油气站场变电所工程的空调通风系统设计■李洪涛李胜利宋永胜田涛李军郝庆(9)854G网络在油田数据传输的应用前景■王继峰(9)89油气站场自动控制系统火气探测覆盖率分析■李模刚陈忱杨伟刘昳蓉鲁毅(9)93基于ZigBee及4G的地灾数据传输方案在智能管道中的应用■姜翔飞(9)96新疆油田阴极保护电位数据通信方式研究■文松青尤立华刘远东王银强栾翔(9)100偏远油气井北斗短报文数据传输系统的建构与应用■姚彬(9)71海上平台电站方案优选研究与实践■马金喜陈丰波郝铭邹昌明周新刚高国强(11)76UPS蓄电池监测系统在无人值守平台的应用■段平安蔡涛成明郭建萍(11)81FGS在石化装置中的应用分析及其海外应用实例■赵恺张睿涵王一斌(11)数字油田78油田站场三维模型成果共享应用研究■孙崇亮赵雪峰(12)82三维看板系统在数字化油气田的应用研究■王传平冯学章雷江辉孟亮王佳佳乌嵘韩英泽(12)88大庆油田无人值守变电站的微机综合自动化系统改造■王同强(12)完整性管理92华北油田BaSO4阻垢剂防垢效果评价■朱倩底国彬林俊岭许传欣(1)99不同类型水下生产控制系统设备可靠性对比分析■陈景皓刘奇邹林曲世豪万波(1)105水溶性咪唑啉缓蚀剂对X80管线钢的缓蚀性能研究■姜志超杨燕彭浩平徐洪敏陈虎(1)110氢通量技术在缓蚀剂效果评价中的应用■汪沈阳方艳董训长胡庆祥陈庆国(1)91美国液体管道完整性标准API Std1160—2013变更简析■赵磊茹克建李光照马亮于方涌(2)96姬塬油田管道TEM检测技术的研究及应用■胡建国董立超张荣辉麻宇杰韩雪张婷(2)102天然气深冷装置CO2腐蚀研究■黄学庆黄婷轩贝雨航许斌(2)79具有腐蚀缺陷的输气管道的可靠性分析■孙萍萍(3)82美国管道焊接标准API Std1104—2013变更简析■张春河肖大伟卢凯锋张东辉张伟张维祯(3)80管道热收缩带热熔胶熔融情况对黏结性能的影响■那骥宇李爱贵毛天宇刘金霞赫连建峰韩冰(4)86国产化FSM设备在高含硫气田输气管道上的应用■王清岭郭西水黄雪松尹依娜伍丹丹(4)78渤海SZ油田注聚管线腐蚀对注入体系性能的影响研究■张晓冉宋鑫连正新肖丽华韩玉贵(5)82旋转气流法内涂层防腐技术在冀东陆上油田集输管道中的应用■李国民颜腊红宋兆军王伟李文(5)87大庆至齐齐哈尔输气管道内腐蚀分析与对策■袁涛(5)73柴达木盆地盐渍土环境管道防腐层质量及腐蚀分析■李春雨王杰曹军峰李巍乔柏翔(6)80不同含水率土壤环境对X80管线钢腐蚀影响研究■许延军(6)86基于PCA-WNN模型的油田回注水管道腐蚀速率预测■于淼(6)87减缓北Ⅰ-1深冷装置硫化氢腐蚀机理研究■代勇程佳(7)90安塞油田管道修复体系建设与研究■解析李莹王义杨晓辉张明马相阳(7)94管道完整性管理过程中管道中线数据的应用与优化■刘翼王波彭强成海军李跃东解金良(7)98基于极限学习机及磁记忆技术的管道缺陷分类方法研究■王宇万勇杨勇戴永寿(7)90庆咸段埋地输油管道腐蚀检测及防护■许延军(8)95天然气集输管道内腐蚀分析及防护■张玉香何鹏程李程朱琳(8)104埋地天然气管网土壤腐蚀的风险分析■朱庆杰胡士明陈艳华李雪赵炫皓万永华(9)109兼有降黏功能的缓蚀剂在高温高含CO2/H2S环境中的适应性评价■方建波葛睿石锐赵国仙薛艳唐海飞李丹平宋洋(9)105含体积型缺陷管道的剩余强度分析■张足斌王婷婷焦震(10)110地铁干扰对埋地管道的外腐蚀影响及风险评价方法研究■张文艳傅江王小平(10)118基于实时图像的X90钢交流腐蚀形貌发展规律研究■张守鑫李自力杨超巫明娟史红霞(10)124大庆油田埋地管道完整性管理的应用■张宝良姬宗江张飞鹏何树全刘博昱(10)129基于检测数据的油气集输管道失效故障树建立■王观军陈丽娜陈健飞王安泉韩庆(10)92甬台温管道杂散电流干扰防治措施■罗勇周斌张海雷(12)97高压直流干扰下管线钢在西南土壤中的腐蚀规律研究■熊娟张文艳杜艳霞许振昌秦润之(12)103某天然气压气站紧急停车系统的SIL验证方法■杨放李国斌魏广锋王明东(12)综合技术106基于差异矩阵的石油工程HSE管理差异性分析■熊静宜梁伟张来斌雷文章万又铖(2)86NFPA20规范对消防泵选型和安装的要求■王树乾邱宏宇梅欢(3)89码头装卸油作业防溢油方案实施优化■谢飞(3)93基于倾斜摄影测量技术的三维建模在油田规划中的应用■杨风学(4)97美国结构设计规范体系简介■刘文涛(4)91油气管道物料分类编码体系研究■乔冉刘凌(5)96采油与地面工程运行管理系统商业智能体系的建设及应用■王晓冬(5)92碳酸盐岩油田橇装设备一体化供货模式初探■吴廷友孙晖(6)96杏北油田生产系统节能管理与绩效评价平台的开发与应用■王青春(6)101缅甸某油库利用标贯锤击数确定桩基参数的方法探讨■任海宾(6)107新疆油田地面建设工程项目可视化协同平台的设计与实现■石峰张德君王利君王传平(6)104海洋平台立管的涡激振动抑制研究■王小兵王学兵李武生(7)110海上平台含油污泥减量化处理工艺设计及应用■王岩松张子臣陈卫江(7)114可视化云协同系统在新疆油田某项目审图过程中的应用■马赟王乙福雷江辉王传平(7)101油田设备信息化管理现状分析及优化建议■张宇(8)105聚丙烯酰胺胶体配注工艺评价■范洪娟(8)108航拍制作正射影像图用于油田规划用地实践研究■董锦辉(8)114引用BIM技术集成化建造35kV变电所的探讨■王名洲(8)115新型围油栏快速收放清洗装置的设计与应用■谢飞(9)121油田地面工程辅助前期咨询资料管理系统分析■孙崇亮(9)124大庆外围油田钻井“以电代油”应用分析■杨旭升(9)128管道共振的危害及解决措施■杜震昊(9)133基于平板电脑的外业采集核查系统在油田测绘中的应用■丁国峰(9)136站库管理信息化平台的开发与实现■侯新举宋大钊(9)85输油气站场区域化创新管理模式探讨■李毅王磊周代军贾彦杰舒浩纹廉明明(11)90HAZOP分析在委内瑞拉油田改扩建工程中的应用■徐子健王晓红李凌雁施晓萌高志永李明(11)95液态烃原级标准装置及量传溯源技术■高军(11)101长输管道防腐补口施工质量的数字化管理■朱炜代炳涛黄秀娟高龙盘胜辉(11)107数字化工厂移交系统在油气田工程建设中的研究和应用■张锋江飞董江洁李英杰王伟王佳佳崔新强(11)111油田含油污泥减量及无害处理技术研究■李日宁路浩佟海松(12)116滑坡稳定性预测中勘察方法的综合运用■张允亭(12)122冷凝式油田加热炉的研制与应用■杨笑松程伟(12)。
滩海油田进海路断面结构优化及防护措施研究〖摘要〗本文对进海路结构断面及防护方案进行了优化,并对各方案进行了稳定性计算、物理模型试验及经济技术分析,从各方面论证了优化结构断面及防护方案的优越性,为该海域已建工程的防护方案和待建工程的设计方案选择提供了重要的参考依据。
〖关键词〗石油工程,安全防护,结构,经济1 前言KD22进海路工程位于黄河入海口滩海海域的北部,包括1800m长的进海路和1座海油陆采平台,海域水深在1.5m~4.0m,平面位置图如图1所示。
由于受油藏规模的限制,胜利孤东滩海海域的石油开发模式不能采用“滩涂围地”模式,同时受水深的限制,也无法采用“海洋平台”开发模式。
于是就产生了“进海路+海油陆采平台”开发模式,首先修筑进海路,然后以进海路为依托修筑海油陆采平台,通过海油陆采方式降低勘探开发成本。
但是国内外对海洋建筑物的研究方向主要集中在深水区域,深水构筑物建造技术比较成熟。
进海路、海油陆采平台位于水深较浅区域,修筑相对容易,未引起人们重视,加上其服务面窄,修筑主要属于油田企业行为,因此致使此类构筑物发展缓慢。
尽管胜利油田已有多年的建设使用经验,提出了护坡抛石路、板桩路、箱型石笼路等结构形式,但由于防护困难和建造费用高,制约了这种开采模式的发展。
在这种形势下,对KD22进海路进行了断面结构优化及防护研究,探求适合于胜利孤东滩海油田水文地质条件下的进海路优化结构形式,其主要内容有四部分:KD22进海路结构优化、各结构方案稳定性计算、进海路典型断面物理模型试验、技术经济分析。
图1:KD22进海路工程平面位置图2 KD22进海路结构优化2.1自然环境海洋环境方面,本地潮汐属不正规半日潮类型;由于该海域沿岸滩涂广阔,地势平坦,在浅水区极易形成强烈的风暴潮灾害;海区位于半封闭的渤海内部,其海浪主要为渤海海面的风成浪,因此本海区的波浪受风变化规律控制,一般天气,波浪不超过1.5m,大的寒潮波高一般在3m以上。
地质条件方面,本海区地貌主要为海、陆相交替沉积的滨海水下三角洲,地势整体较平缓,局部起伏较大,为冲淤形成的海底冲沟和海底小土丘;根据钻探资料,Kd22进海路地基土层主要为粉土,该土为中压缩性土,超固结、强度较高,工程性能较好,表层土承载力可达到130kpa。
通过对垦东22进海路工程所在海域的海洋环境条件、地质条件的整理分析,确定了设计波浪参数,即波浪周期:T=8.1s,波高:极端高水位:H=3.3m,设计高水位:H=2.142m,设计低水位:H=0.726m。
根据此环境条件及本地工程实践情况,提出了三种结构方案,即板桩路方案(原设计方案)、大膜袋固化土方案和小跨度栈桥式进海路方案。
2.2 板桩路设计方案断面图如图2所示,此进海路形式为专利技术,所用材料仅为块石和混凝土预制件。
采取“构件陆上预制,海上组装,先筑墙,后充填,桩深扎,梁定位,板挡毛石,将桩板梁和毛石四者有机地锁定成一整体,用人工的方法,在海底之上沉积出一条露出水面的钢筋混凝土构件护坡的毛石坝,再在坝上充填加高,即形成进海路。
图2:板桩路断面示意图(图中平面尺寸单位为c m,标高尺寸单位为m)该方案的优点为工程量少,结构简单,造价较低,机械化施工,施工速度快,不需要专门设备;但此进海路也存在很多问题,整个工程基本是石块和混凝土块件堆砌而成,石块和混凝土的用量大;内部缺少很好的横向连接,尤其是在施工期间遇到大风浪时易造成局部失稳,逐渐扩大到整体破坏,整体稳定性没有保证。
2.3 大膜袋装固化土方案[1]断面如图3所示,进海路以固化水泥土充填大型土工布膜袋为堤心,栅栏板做路堤防护。
(30公分厚栅栏板,空隙率37%,垫层为单层抛石)。
膜袋为机织土工布,长度在20-40m之间,厚度为50-60cm。
固化土中固化剂含量在10%-12%左右。
在相邻两层充填袋之间空隙处用袋装碎石找平。
栅栏板经计算厚度为30 cm,垫层为单层块石。
护底块石稳定重量经计算为60kg,可采用袋装固化土代替块石,护底层宽5m,厚0.4m。
路面为c20混凝土块体。
500+1.200图3:大膜袋装固化土方案断面图(图中平面尺寸单位为c m,标高尺寸单位为m)此种形式的进海路采用了大膜袋装固化土结构,强度高,整体稳定性好,对软基础适应性强;工程所在地淤泥土丰富,可就地取材制备固化土;施工速度较快,造价低,施工期间安全可靠。
缺点是堤底的装固化土膜袋较长(12.20m),需要特殊机具进行填装施工。
2.4 小跨度栈桥式进海路方案考虑到施工情况提出一种小跨度梁桥方案。
如图4所示,此方案与一般桥梁相似,由预应力混凝土简支板、柔性排架墩台组成。
结合目前进海路使用特点、浅海环境及施工条件等因素,认为选用10-13m小跨径预应力板方案比较适宜。
此方案采用预应力板跨径为标准跨径10m,单车道净宽4米。
上部采用c40混凝土的先张法预应力空心板,可大批预制,强度高,比较适合海上环境;路面按单车道设计,预制板宽2m,桥面由两排板组成。
下部结构采用钢筋混凝土柔性排架桩墩台基础,排架由打入高强预应力混凝土管桩,顶端加钢筋混凝土盖梁组成。
高强预应力混凝土管桩、盖梁可预制生产,高强预应力混凝土管桩密实度好,强度高,耐久性强,适合于海上环境。
图4:小跨度栈桥式进海路方案(图中平面尺寸为c m)该方案优点是大量采用预制件,机械化生产,海上作业量小,施工速度快;使用建筑材料少,仅为预应力管桩和预应力空心板;不改变当地流场流态,栈桥式进海路对海域环境的污染和破坏程度较小;问题是此形式栈桥与一般跨海大桥不同,目前尚无建设经验;若桥面板可漫水,则波浪的垂向力和冲击力会对面板造成不利影响,影响整体稳定性;若不漫水则预应力管桩则要加粗加高,造成造价增加。
2.5推荐方案根据施工难易程度、技术成熟情况、使用期间稳定性能及经济因素考虑,确定推荐的优化方案为:大膜袋装固化土方案(如图3所示)。
3板桩路方案和大膜袋固化土方案的稳定性计算KD22进海路由岸边向海中推进,在典型断面处平均水深已达2.4m ,波浪作用是影响其稳定性的控制条件,因此需要对其进行稳定性验算。
3.1直立式进海路(板桩路方案)结构稳定性进海路首先打入板桩联体,然后安装带肋挡板和定位梁,整体共同形成直立式结构,因此将按直立式结构对KD22进海路进行稳定计算。
考虑到进海路使用周期较短,因此只按持久状况对设计高水位进行验算,即取设计高水位+1.57m ,对应的设计波高为H=2.142m ,波浪周期为T=8.1s 。
通过计算设计高水位的水平波浪力和水平波浪力对堤底的力矩,按交通部《防波堤设计与施工规范》中直立堤的有关抗滑稳定性、抗倾稳定性的公式进行校核,得出KD22板桩进海路在设计高水位情况下不能满足抗滑稳定性要求,能够满足抗倾稳定性要求。
计算中有两点需要说明:(1)在抗滑计算时,未计入板桩联体入土桩尖的有利作用,因带肋挡板入土较浅,也未计入土抗力的有利作用,因此抗滑力计算结果偏于保守。
(2)因《海港水文规范》中无波浪对潜堤的作用力公式,因此KD22进海路水平波浪力计算参照了《海港水文规范》中波浪对直墙式建筑物的作用的计算公式,此公式是否适用于漫水进海路计算,将在模型试验中验证。
3.2 斜坡式进海路(大膜袋装固化土方案)结构稳定性KD22进海路优化后采用斜坡式方案(大膜袋装固化土方案),经计算,护面栅栏板厚度达到27cm ,护底袋装固化土(或块石)重量达到60kg 就能满足稳定要求。
当斜坡堤的坡度系数m=1.5-2.5时,栅栏板的厚度可按下式计算:0.270.610.13/0.235b d Hh Hmγγγ+=- 式中:H 为波高,采用设计高水位波高值;γ为海水重度,b γ为混凝土重度;d 为水深;m 为坡度系数。
计算结果为h=0.27m ,取0.3h m =。
护底重量计算如下:斜坡堤前最大波浪底流速可按m ax V =计算,计算结果为Vmax=1.64m/s ,然后按《防波堤设计与施工规范》确定堤前护面底块石的稳定重量,见下表:故选取的护底块石稳定重量为60kg (采用60kg/袋的袋装固化土代替)。
4 进海路典型断面物理模型试验[2]模型试验是针对板桩路方案、大膜袋固化土方案和小跨度栈桥式进海路方案3种断面进行的。
由于KD22进海路路面顶标高为+1.2m 低于设计高潮位+1.57m ,因此进海路受海浪荷载作用与潜堤相似,计算结果尚不能完全确定进海路的整体和护面稳定性,因此需要通过断面模型试验进一步验证。
试验过程中,每种水位对应的试验均重复三次,以确保结果正确。
试验目的有三个:(1) 验证KD22板桩路断面在设计高潮位时所受的波浪力。
(2) 验证KD22进海路大膜袋固化土方案在设计波浪作用下的护面块体及护底块石稳定性。
(3)测量小跨度栈桥式进海路方案的桥面板在不同水深、波高作用下所受的波浪力,为栈桥式进海路的设计提供基础数据。
本次模型试验在大连理工大学港口、海岸与近海工程国家重点试验室的波流水槽内进行。
水槽长69m ,宽2m ,深1.8m 。
水槽配有从美国MTS 公司引进的不规则造波机、自行研发的微机控制与数据采集系统和两台0.8m3/s 轴流泵的双向造流系统。
不规则造波机性能先进,可生成周期在0.5s-5.0s 之间的规则波和不规则波。
通过实验得出了三种断面的以下试验结论。
4.1 板桩路方案试验模型得出的稳定极限水平力为:30.40.4714.288kg ⨯=,即140N 。
将试验结果换算到实际每延米断面,1401000/528K N ⨯=,即每延米进海路断面所受波浪力为28KN 。
按交通部《防波堤设计与施工规范》中直立堤的有关公式校核,抗滑稳定性应满足p o G P F γγγ≤,左端式=1.0 1.32836.4/kN m ⨯⨯=,右端式=97.6/kN m ,左端式 < 右端式,故KD22进海路抗滑稳定满足要求。
此结果与按照《海港水文规范》中波浪对直墙式建筑物的作用的计算公式得出的结果相反。
在设计高水位情况下,试验结果表明进海路抗滑稳定满足要求,而规范结果为进海路抗滑稳定不满足要求,且试验得出的水平波浪力结果较规范结果小53KN 。
这是因为,规范中水平波浪力计算以直墙式建筑物不越浪或越浪量较小为假设条件,建筑物后水体按静水处理,即此部分水体对建筑物只有静水压力作用。
由于进海路路面顶标高较低,在设计高水位时整个路体浸在水下,因此波浪作用时越浪量较大,波浪将越过进海路继续向前传播。
因此波浪不仅对进海路正面存在动水压力作用,对进海路背面也存在动水压力作用,这是与规范假设的不同之处,也是结果相差的原因。
因此得出结论,进海路在设计高水位的波浪作用下抗滑稳定性满足要求。
4.2 大膜袋固化土方案试验结论根稳定性计算结论一致,如表2:表24.3 小跨度栈桥式进海路方案栈桥式进海路是一种新型结构形式,目前正处在理论探索阶段,没有被应用到实际工程。