张力腿平台(Tension Leg Platform,TLP)是深水油气开发的一种重要模式,TLP的表层导管是深水油气井的重要持力结构。与目前常规深水探井表层导管不同的是,TLP表层导管存在群桩下入、井间干扰、工作周期长、环境载荷复杂等特点。目前我国南海深水A区块设计采用TLP模式开发,亟需开展TLP开发模式下表层导管安装方法和稳定性的相关研究,为TLP表层导管设计和施工提供科学依据。目前国内外对于TLP的研究主要集中在平台结构设计和平台稳定性等方面,对于TLP表层导管的群桩下入井间干扰、TLP表层导管承载力和油气生产过程中表层导管的稳定性方面缺乏理论分析和模拟实验研究。本文依据目标区域的海底土特性,在水下井口间距、作业时效和费用等方面开展了系列研究,优选了喷射法作为该区域下入TLP表层导管的方法。结合理论分析、数值模拟、现场实验等研究方法,开展了TLP表层导管下入对海底土扰动范围研究、TLP表层导管喷射安装设计方法研究、多种工况下TLP井口稳定性分析等研究工作,建立了TLP表层导管喷射下入过程中的弹塑性区应力位移模型、基于喷射扰动的TLP群桩表层导管承载力计算模型、TLP多井槽开发模式与表层导管承载力降低系数的函数关系模型,取得了TLP表层导管安装的设计方法。结合我国南海A区块的TLP实例,应用本文的表层导管安装设计方法,经理论计算,推荐该区块TLP表层导管下入深度为70米,二开安全等候时间为2.5小时。对表层导管强度及稳定性分析的研究结果表明,该TLP井口稳定性仅在千年一遇重现期环境载荷,井口偏移2%的钻井状态下不能满足要求,其他情况下均可以保证安全作业。本文的研究成果已应用到该TLP的钻井设计中,为该项目的工程设计和将来的施工提供了理论指导。