石油钻机基础现场作业工艺研究

摘要：本文主要对石油钻机基础现场作业工艺进行了研究。先简单介绍了石油钻机基础现场作业的工艺流程，然后探讨了石油钻机井架的施工工艺并对基础坑防线和开挖、基础坑地基处理、构建模板、基础填平以及基础测量等几种具体施工工艺进行了详细描述。

关键字：石油钻井、现场作业、钻机基础、现场管理

中图分类号：TE922文献标识码： A

随着近几年来我国科学技术的不断进步，我国石油钻机发展历程也由从国外引进或者是仿制外国钻机设备和技术进入了自主研发阶段，并且在自主研发过程中，我国石油钻机设备和技术水平也取得了巨大进步，到目前为止，我国自主研发的石油钻机已经基本能够满足如湖泊、农田地、山前地段、沙漠、戈壁等地质、地势，地貌情况比较复杂的各种恶劣环境的工作需要。下文，就将对我国石油钻机基础现场作业工艺进行简单研究。

一、石油钻机基础现场作业工艺流程

在石油钻机基础现场作业施工中，首先要根据整个基础现场作业的基本设计要求对所要施工区域的地形地貌和地质进行详细勘察，确定所需施工钻井位置以及施工大门方向，然后，根据设计图纸所规定具体尺寸对所需施工井口进行基础放线，放线工作完毕之后开始正式施工。在施工过程中，需要重点注意两个施工阶段，一个是地基的挖掘阶段，另一个是基坑坑底铺垫阶段。在挖掘地基时，需要针对不同地基采用不同挖掘方法，对于大面积基础的挖掘，可以使用挖掘机进行挖掘，在挖掘时只需要注意一些挖掘细节，不要对现场地层造成太大破坏影响地基稳定性即可；而对于一些面积较小的基础尤其是条型基础的挖掘，则不能利用挖掘机进行挖掘，而应该利用人工配合专门的小基础挖掘设备进行挖掘施工，以此来避免对现场地层或者是地质的破坏，保证地基的承载能力能够满足设计要求，不会影响接下来的连续施工[1]。

为了满足钻机基础施工要求，基础挖掘工作进行完毕之后，还要在设计要求基础上结合已挖掘基坑具体情况对基础坑底进行铺设铺垫层或者是直接夯实等加固处理。在此施工过程中，需要对混凝土搅拌工作高度重视，严格控制混凝土的质量。首先，混凝土应该严格根据钻机基础施工设计要求的标号对混凝土进行合适配比，混合搅拌；在混凝土搅拌完毕之后，要用专用运输车根据不同基坑的不同需要，将配比好的混凝土直接送到不同的基坑施工现场，然后，要立即在混凝土输送泵的配合下对基坑进行浇筑作业，避免因为混凝土部分凝固影响最终施工基坑施工质量。

基坑作业之后，就应该进行排水施工的建设，首先，应该根据施工现场的具体情况，浇筑混凝土散水面层，然后在散水面层的基础上构造混凝土排水沟，保证施工过程中排水工作的顺利进行。最后，当一切施工建设都进行完毕，需要对所有的施工建设进行检查，如果发现质量不达标或者是构造不合理的施工建设，则需要及时进行整改，确定无误之后，对现场进行清理，竣工交付。

二、石油钻机井架施工工艺探讨

石油钻机井架的施工是钻机起升设备装置中最重要的组成部分，对于整个石油钻机的基础施工状态有着最直接的影响，所以在对井架进行施工时，一定要严格重视其施工建设是否满足设计的基本要求，井架本身在下列几项中又是否达到施工安全标准。

1、保证井架的可靠性

井架本身不仅要能够承受水平最大载荷，更重要的是要能够承受垂直载荷的最大限度，以保证钻机能够安全稳定运行，保证工作的顺利进行。同时，除了在水平和垂直载荷上要能够满足工作的需要，另外在工作载荷以及自然载荷中也要能够承受最大限度载荷，以保证整个井架的可靠性指标达到满足施工基本要求。如表1所示，即为自然载荷满足8级风的井架构件可靠性指标，可供参考[2]。

表1自然载荷满足8级风井架构架可靠指标

2、满足施工需要

井架安装中要仔细考虑井架本身的工作高度、下方空间以及钻台面积的预留问题，以满足石油钻机施工需要。在工作高度预留上，尽可能让工作高度高一些，因为井架工作高度越高，起下立根长度就越长，就越能够节省工作时间，加快工作效率。井架下方空间也必须留出能够满足天车安装，并有效保证进行起下钻操作时，游动系统设备运行能够畅通无阻。在钻台预留问题上，则要保证钻台上能够顺利安置工作所需设备和工具以及工人能够安全便捷施工。

3、拆卸方便

除了要保证井架快速、高效安装，同样也需要保证井架能够快速、安全拆卸。因为整个石油钻井工程并不止钻机作业这一项施工，在整个工程当中，不能因为某一些或者是某一项施工建设而耽误整个工程施工进展，所以，井架的拆卸也应该方便快捷，并能够快速移运，保证接下来施工的顺利进行。

三、石油钻机基础现场作业具体工艺研究

1、基础坑挖掘施工

基础坑的挖掘施工，首先要根据施工设计确定井位和大门方向，然后，再进行基础坑放线，放线时，也要严格按照设计图纸的尺寸要求，将井口桩作为基准进行放线并划出基坑线，基坑线的偏差，必须控制在5mm以内。放线之后，要再一次对基坑线进行尺寸核对，确认无误之后方可以进行基础坑挖掘施工。在挖掘施工中，不能破坏井口桩，也尽量不要破坏施工现场的地层地质，以免给施工带来不必要影响，同时，挖掘出来的泥土，也要放置在至少距离基础坑0.5m以外的地方。

2、基础坑地基处理

在基础坑挖掘完之后，要根据施工现场地质的特点对基础坑进行后期处理，对于湖泊、沙漠等软弱性和素填土超过1m高的地基需要进行进一步的处理，使其满足设计图纸的施工要求。同时，在对基础坑的地基进行处理之后，还应该对基础进行最后的整平和夯实。在对基础进行处理的时候，根据钻机施工的具体要求，可以采用毛石砼现浇基础或者是钢筋砼基础，这就需要根据设计的不同，分别进行浇筑混凝土保护层或者是配置钢筋。

3、构建模板

构建模板主要有两个过程，先是设计制作模板，然后是安装模板。在设计制作模板阶段，基于钻机基础高度小但是体积却比较大的特点，应该设计专用的钢模板，并采用螺栓进行连接，这样，就可以保证模板能够灵活的进行安装和拆卸，并可重复使用。但是，在设计过程中要对模板质量、尺寸及衔接缝进行严格控制，以保证施工质量。在模板安装过程中，应该先核对地基垫层标高以及基础中心线，保证模板安装的准确性，保证截面尺寸偏差在10mm以内，相邻两个模板表面高度差在2mm以内，表面平整度应该控制在5mm以内[3]。

4、基础整平

基础施工最后一个阶段就是基础整平，常用的方法为使用混凝土整平机进行整平，常见的整平机主要有DBS振动式手扶整平机、WRS辊子式整平机、WSH振动式整平机等几种类型。在基础整平阶段，可以根据基础施工的具体情况，从其中选择最合适的整平机。同时，在对基础整平过程中，为了保证整个工程的施工质量，基础表面的平整度应该控制在3mm以内。

5、测量基础

为了保证整个基础施工能够满足设计要求，基础施工之后要在混凝土凝固之前对基础表面平整度以及基础平面尺寸进行测量，表面平整度偏差应该控制在3mm以内，基础平面的边界距离井口中心尺寸偏差应该控制在10mm以内，如果超出偏差限度，则应该及时进行整改，使其满足施工设计要求。

结束语：

钻机基础施工对于整个钻井工程来说有着极为重要的作用，所以我国除了重视对于石油钻机的科研和开发之外，还应该重视起对于石油钻机基础现场作业工艺的研究，通过提升石油钻机基础施工的工艺水平来充分发挥出钻机工作能力，大力推动我国石油钻井技术发展，提高石油钻井工程质量。

参考文献：

[1] 赖永星.石油井架结构可靠性分析与蒙特卡罗实现[J].新疆石油天然气，2010（4）.

[2] 张阳春.国内外石油钻采设备技术水平分析[M]．石油工业出版社，2011（5）.

[3] 罗超.浅论我国石油钻机技术现状和发展策略[J].石油矿场机械，2011（3）.