+7 343 22 600 22
(круглосуточно)

ПОДВОДНЫЕ ДИНАМИЧЕСКИЕ ИСПЫТАНИЯ СВАЙ

6 Мая 2014

Динамические испытания свай под высоким давлением в процессе их подводной установки применяются уже на протяжении нескольких десятков лет. Однако раньше свайные молоты, а также акселерометры и тензометрические преобразователи, которые используются для сбора данных, как правило, располагались над водой. Для проведения динамических испытаний под высоким давлением при глубоководном бурении требуются подводные датчики. Проведение измерений под водой оказывается достаточно сложным из-за необходимости в водонепроницаемых преобразователях, кабелях и соединительных элементах, из-за сложностей в обращении с тяжелыми кабелями и их физическом воздействии на другое оборудование, например телеуправляемый подводный аппарат.

GRL Engineers, Inc. недавно провели подводные динамические испытания под высоким давлением на газовом месторождении Liwan-3, расположенном в восточной части Южно-Китайского моря, с использованием оборудования Pile Dynamics, Inc. Центральная технологическая платформа газового месторождения поддерживается стальным опорным основанием на восьми опорных фермах. На рисунке 1 показано 31 375-тонное основание (69 025 кип), которое было спущено на воду и готово к использованию. Крановая баржа Lanjing, находящаяся в собственности COOEC (China Offshore Oil Engineering Co., Ltd.), грузоподъемностью 7 500 т (16 500 кип) использовалась для установки опоры для центральной технологической платформы на глубине 190 м (623 фута). Каждая угловая опорная ферма была закреплена на дне с помощью четырех вертикальных 158-метровых окаймляющих свай, представляющих собой стальные трубы с наружным диаметром 2743 мм (108 дюймов) и толщиной стенки от 50 до 100 мм (приблизительно 2-4 дюйма) общим весом 754 т (1660 кип). Сваи забивались на всю длину на заданную глубину 135 м (443 фута) для обеспечения необходимой несущей способности каждой приблизительно 130 МН (29200 кип).

На основе анализа инженерно-геологических скважин было установлено, что на дне находится глина (от преимущественно слабой до очень плотной), а под ней песок (от средней плотности до плотного) и песчаный ил (от плотного до очень плотного).

Рисунок 1: Готовое к использованию стальное опорное основание на восьми опорных фермах

Две сваи успешно прошли испытания под водой, которые были проведены с помощью осциллографического анализатора забивки свай. Подводные кабели и датчики показаны на рисунке 2. Обе тестовые сваи забивались молотом Menck MHU 1200S (вес молота 66 т или 145 кип, номинальная энергия удара 1200 кДж – 885 тыс. футо-фунтов). На первоначальную глубину 12 м (39 футов) относительно границы ила сваи погружались под воздействием собственного веса; после нескольких слабых ударов свая быстро опустилась и остановилась на глубине 72 м (236 футов). После этого сваи забивались в обычном режиме на глубину 135 м (443 фута) при залоге от 120 до 140 ударов на полметра (6-7 ударов на дюйм).

Рисунок 2: Оборудование для проведения динамических испытаний под высоким давлением

А) Осциллографический анализатор забивки свай
B) Подводный кабель
C) Подводные тензорные преобразователи и акселерометры
D) Соединительный элемент для осциллографического анализатора забивки свай
E) Стальной провод для натягивания троса

Данные, полученные с осциллографического анализатора забивки свай, удовлетворяли всем требованиям по качеству. Анализ проводился с помощью программного обеспечения CAPWAP. Полученные результаты (рисунок 3) на завершающем этапе первоначальной установки свай показали суммарную несущую способность в 49 МН (11000 кип). Проверка на осциллографическом анализаторе забивки свай требовалась из-за опасений, что отказ свай может произойти при погружении на уровень 110 м (360 футов), где начинается слой плотного песка. Благодаря полученным данным проектировщик смог убедиться, что после установки свай долгосрочное сопротивление будет соответствовать требуемому в 130 МН (29200 кип) при условии, что нижний конец сваи будет погружен на уровень 135 м (443 фута). Поэтому повторные испытания не понадобились.

Подводные датчики, кабели и соединительные элементы сработали надежно и обеспечили получение данных высокого качества. Специалисты GRL уверены, что такая технология может регулярно применяться при установке свай даже на большую глубину.

Рисунок 3: Данные CAPWAP:
A) Измеренная сила и скорость на оголовке сваи;
B) Сравнение измеренной силы и вычисленной силы на оголовке сваи;
C) Смоделированные данные по статической нагрузке;
D) Сопротивление на боковой поверхности сваи в зависимости от глубины на основе анализа CAPWAP

Авторы статьи:

Liqun Liang, Ph.D., P.E., Pile Dynamics Inc.
Robin Givet, P.E., GRL Engineers Inc.
Alan M. Wang, Ph.D., Installation Division, Offshore Oil Engineering Co., Ltd.

Переведено с английского оригинала, опубликованного в Информационном бюллетене PDI-GRL №72 - май, 2013,
с разрешения компании Pile Dynamics, Inc.

ПОДВОДНЫЕ ДИНАМИЧЕСКИЕ ИСПЫТАНИЯ СВАЙ

Принимаю условия соглашения и даю своё согласие на обработку персональных данных и cookies.
Согласен