埕岛油田平台桩基础加固施工工艺改进 桩基础施工工艺流程
摘要:埕岛油田特殊的海况和不稳定的海底条件作用，造成平台桩基础出现振动、倾斜等现象，严重的影响了海上平台安全生产运行。为解决该安全隐患，设计要求对海上平台导管架与桩管之间的环型空腔内灌注水泥浆加固。施工一段时间后发现存在漏浆、空洞等问题，本文主要介绍了改进后的灌浆工艺施工设备和方法，研制了新型导管架封堵器，确保平台桩基础的施工质量。
关键词:导管架；灌浆；封堵器；施工工艺
前言
随着胜利油田的开发逐步从陆地向海上转移，每年都有各种新的海上平台建造施工。但是埕岛油田地处黄河口滩海交界地带，海洋环境、浅层工程地质、海底动力地貌条件十分复杂，在强烈的水动力因素与不稳定的海底条件作用下，平台和独立桩出现振动、倾斜等现象，严重的影响了海上平台的安全生产运行。施工设计要求对海上平台的导管架与桩管之间的环型空腔内灌注水泥浆，使桩管与导管架形成整体，提高整个平台桩基础的稳定性及持久性。我公司自94年承担海上平台建造施工任务以来，严格按照设计要求进行施工，现已完成几十座固定平台和三座移动平台，以及两座中心平台组的施工。其中固定平台的导管架桩灌浆施工工艺也在不断的改进。
存在的问题
经过一段时间后的生产实践，发现施工方法存在以下问题：
.导管架内部安装的矩形封堵器，在插桩管时，由于不能保证桩管下落的垂直度，容易损坏矩形封堵器与桩管的密封面，封堵器密封不严密，水泥浆泄漏浪费严重，很难保证平台桩基础与导管架形成整体。
.从导管架顶部将配制好的水泥浆直接浇注，导致水泥浆在导管架内部的环形空腔内产生一定压力，且导管架内部有水，水泥易分散，容易形成空洞现象。
上述的问题都会降低平台桩基础抵御海流等的冲击能力，使平台运行存在较为严重的安全隐患。
建议及改进
我们根据实际施工情况研制了一套灌浆专用设备，设计了一种海上平台导管架环腔封堵器，获得了实用新型专利（专利号：02212434.9）。经过海上试验后，制定了相应的灌浆工艺，满足了平台桩基础加固施工的设计要求。
1主要设备
该施工工艺中主要包括强制搅拌机、二次搅拌机、泥浆泵、封堵器、水罐、水泵等。在整套设备中，封堵器是一个关键部件，它能够为灌浆提供一个密闭的环形空间，确保水泥浆不从导管架底部泄露。该封堵器由橡胶密封体与钢骨架经硫化加工成型结合为一整体。其纵向剖面为“J”形结构形式。其橡胶密封体接触桩管的部分是弧形接触面，并且由上向下弯曲成一角度；其橡胶密封体的根部为圆柱面，并且与圆柱管形的钢骨架内壁结合为一整体。与原来的矩形封堵器相比较，结构整体增加了弹性，有效地提高了密封质量，并采用骨架及密封橡胶一体化的结构形式，取代原螺栓连接骨架及密封橡胶的方式，大大提高了密封件的承压能力，经过试验可耐压0.3MPa。另外还减少现场安装的工作量，提高工作效率。“J”型封堵器密封示意图见图1。
2 工作原理及主要技术指标
施工时首先利用上料机构（强制搅拌机自带）把水泥送至强制搅拌机内，与一定比例的水进行搅拌，制成设计要求的水泥浆，然后进入二次搅拌机，经过管道供给泥浆泵，以保证泥浆泵的连续灌注。用泥浆泵将水泥浆通过高压注浆管道和预先安装在导管架外侧的注浆管线输送到导管架环型空间，环形空间底部的封堵器封堵水泥浆，防止其从底部泄露。泥浆泵的输送压力迫使环型空间内的海水从导管架顶部溢出，直至导管架顶部溢出的水泥浆的密度达到1.8 g/cm3为止。
（1）工作能力：6m3/h
（2）输送压力：2Mpa
（3）输送距离：100m
（4）电源容量：55Kw
（5）重量：3450kg
3 灌浆工艺流程
我们根据原工艺中的不足，制定新工艺流程如下：
3.1落实平台加固相关资料，施工设备装船，固定。
3.2用海水对平台桩与导管架形成的环型空间进行冲洗10分钟以上，清除环型空间的油脂及其他任何会降低连接强度的物质，检验封堵器是否封堵严密。
3.3冲洗检验合格后，用不低于425#合格水泥配制相对密度不小于1.85的水泥浆，（用淡水配制），以6m3/h的速度连续灌浆，并随机测试溢出水泥浆的比重。
3.4从泥浆泵灌入环型空间的水泥量，不应小于环型空间体积的1.5倍。
3.5 灌浆完毕后将灌浆管封堵。
3.6 异常情况处理方法
3.6.1灌浆管损坏：a、更换 b、将原管封堵，加装新的灌浆管。
3.6.2 发现漏浆，由潜水员水下进行封堵：a、导管底部全部裸露在水中，可用胶带放入环型空间底部，连接后冲气封堵；b、导管底部部分裸露在水中，可用棉纱、木头进行封堵。
3.6.3 封堵工序完工后，冲注水泥干粉（300mm左右，代沉淀）。
3.6.4 沉淀24小时后，进行水冲实验，合格后按正常方法灌注水泥浆。
现场使用情况
海上导管架平台桩灌浆工艺在胜利油田中首次应用。该工艺设计合理，严格按照《海上固定平台规划、设计和建造的推荐方法》（SY/T4802-92）和《海上固定平台入级与建造规范》（中国船级社）中的相关要求设计。目前已在埕岛油田已先后完成了CB4A、CB12A等10组井口的灌浆，工程质量达到设计要求。根据浅海油田目前的发展，大部分平台导管架桩都要进行灌浆施工，该工艺将得到广泛应用，为埕岛油田海上石油开采发挥巨大作用。
参考文献
1. 《浅海固定平台建造与检验规范》中国船级社2004版
2. 《浅海钢质固定平台结构设计与建造技术规范》SY/T4094-95
3. 徐灏，机械设计手册 。机械工业出版社1992