在海上石油天然气的开发中,为了最大化地利用现有的平台和资源,降低开发成本,提高边际油田的开发效益,可以利用具有可回接功能的井口进行开发。导管架平台在原井口位置就位作业较易损坏原预留井口,因此现场采取先对原井位进行补下基盘作业,然后进行导管架就位作业。为保证补下基盘作业安全,必须研究补下基盘作业过程中的水下基盘结构强度和就位误差。本文分析了水下基盘在下入过程中海流载荷与波浪载荷下的摆动特性,并利用海洋工程模拟软件模拟了水下基盘在下入过程中与导管架的碰撞作用。针对A气田现场条件和海洋环境载荷情况,设计了适用于该气田的水下基盘。基于结构弹塑性分析基本理论,建立了水下基盘的有限元力学分析模型,校核了极限海况和工作海况下的水下基盘结构强度。根据水下基盘强度校核结果设计并优化了定位桩尺寸。根据桩体与粘性土、砂性土和成层土的相互作用关系,建立了定位桩极限承载力计算模型,并分别计算出满足垂直撞击力和横向撞击力的定位桩最小入泥深度。结合A气田所在海域土质参数和水下基盘参数确定了满足稳定性要求的定位桩最小入泥深度。针对水下基盘安装误差问题,利用有限元模型进行了模拟分析。模拟计算结果显示:A气田极限工况下的横向碰撞力为1432.17kN。按照安装导管架产生1568kN的水平碰撞力计算,安装工况条件下船体晃动小于3度时,水下基盘就位精度满足要求。A气田水下基盘在极限海况和工作海况下的强度均满足作业要求。直径为Φ1066.8mm(42in),壁厚为38.1mm(1.5in)的定位桩极限海况下的最大等效应力为228.1MPa,强度满足水下基盘就位安装要求。在水平受到1568kN的冲击力时定位桩最小入泥深度为27.9m。综合考虑横向和竖向撞击力的影响,推荐A气田水下基盘定位桩最小入泥深度27.9m。研究结果为水下基盘的合理设计及准确定位提供理论依据及技术支持。