30米天然气水合物保真采样器的设计

发布时间：2020-05-29 10:19

【摘要】： 随着石油等不可再生能源的消耗,人类把目光投向了海底未开采的资源一天然气水合物,它存在于几千米海底的沉积物中,在低温高压下形成冰晶状固体。本文主要针对海底沉积物中的天然气水合物的采集取样,研制一套天然气水合物的保真取样系统。目前的天然气水合物采样系统不具备对采集的沉积物样品保压效果,且使用重力活塞原理的采样器采样深度浅。本文设计的采样器可望解决上述两大问题。 全文共分六章: 第一章首先介绍了天然气水合物的背景知识,然后分析了天然气水合物采样器在国内外的发展现状,最后提出了课题研究的目的意义和主要内容。 第二章先介绍采样器的工作原理,然后对各个部件进行结构和尺寸上的设计和校核,特别是对三个重要部件的仿真计算。在螺纹连接处使用两种原理对螺纹进行仿真校核。 第三章是对采样器采样过程中采样深度、阻力变化、采样速度在不同配重、初速度、海底底质、保真筒内外径的情况下的影响做了建模及仿真计算。并对保真筒进行了压杆稳定分析。 第四章是通过采样器与土作用的阻力模型试验来对第三章中的阻力变化仿真计算进行校核,发现第三章的仿真情况比较真实。 第五章围绕压力补偿系统中的蓄能器的选型计算进行研究,通过计算选出适合的蓄能器的型号。 第六章总结全文,阐述本论文的研究成果,并提出下一步的研究方向。
【图文】：

从而获得保压样品;该装置装有释压阀与气体分离装置接口，以分离提取样品中的溶解气体。采样器总体结构如图2一1所示，其中的重力活塞式取样机构在下放时与现有重力活塞式采样器相似。该装置主要由保真取样筒(含保真筒、密封舱、衬筒等)、吊放架(含夹板、活塞及主缆等)、重锤机构(含重锤、重锤缆、杠杆等)、导流装置以及配件(蓄能器、双向阀)等组成。杠杆钉一主缆}万二」劝奋夹板蓄能器重锤缆重锤导流装置锁舌密封舱保真筒体活塞图2一1保真采样器总体结构重锤到达海底后，触动杠杆上抬，松开释放缆，使得保真筒在整个采样器自重作用下自由地插入沉积物中，而活塞则在接近海底后在其吊放缆的作用下仅以绞乍的放缆速度下降，，相对于自山落体的保真筒上升。由于活塞与衬筒之间有较好的密封，因而在活塞的下方可以形成局部真空，使样韶:更顺利地进入衬筒内，

样机构和释压阀与气体分离装置接口三部分。1)保真取样筒保真取样筒(如图2一2所示)可以自由落体插入海底，对海底表层的松软沉积物直接进行保真取样，样品最大容量217升，最大取样深度30米，最大工作水深4000米(最高保持压力4OMPa)，利用设备自带的压力补偿器保持样品压力，并通过隔热材料镀层被动保温。保真取样筒由衬筒、保真筒、连接头与密封舱四部分构成。衬筒包括6根外径为中100mm，壁厚为smm
【学位授予单位】：浙江大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2008
【分类号】：TH766

【参考文献】

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本文编号：2686783