井架結構裂紋風險分析及修復后安全評估

張士超，曹義威，王 鵬，徐光鵬，吳奇兵，陳小偉

(中海油安全技術服務有限公司，天津 300450)

0 引 言

模塊鉆機井架作為海洋石油鉆完井作業的重要工程結構，其結構完整性直接影響鉆完井作業安全[1-3]。井架在鉆完井作業時主要承受2種工況：頻繁的起下鉆作業等準靜態工況；偶然的大噸位解卡作業等動載工況。其中，循環的起下鉆工況長期作用會使井架結構產生疲勞裂紋，這種裂紋發生及擴展速率緩慢，可以在進行八大件年檢及井架無損探傷等定期或不定期檢驗中提前發現。而大噸位解卡等作業所帶來的沖擊載荷會產生意想不到的結構裂紋，這種裂紋尺寸大，不可預見，對井架結構承載能力的影響尤為嚴重，需引起足夠的重視。

某海洋平臺模塊鉆機井架在鉆井作業過程中遭受突發載荷，致使井架主結構產生了尺寸較大的穿透性裂紋。為保證其滿足后續鉆井作業的安全順利進行，在進行井架整體強度分析及裂紋擴展風險分析后，對井架進行加固修復，并對修復部位局部強度進行校核并全面評估井架結構修復后承載能力，確保其滿足作業載荷要求。

1 井架裂紋缺陷概述

該模塊鉆機井架為K形前開口井架，井架高度為46.4 m，額定載荷為3 150 kN，在某次鉆井作業過程中，突然出現較大噸位沖擊載荷，導致井架晃動較大，后經現場檢查發現：井架右側后立柱的腹板出現裂紋及變形，裂紋長度約450 mm；腹板出現鼓出現象，鼓出部位長度約800 mm，鼓出高度約20 mm；……