天然气水合物钻探取心保真技术研究

发布时间：2020-11-14 11:48

　　 随着传统能源的逐渐减少,人类对非传统型气体能源的需求越来越大,而天然气水合物作为一种清洁、优质、高效、低成本和少污染的理想生态能源,必将逐渐成为一种重要而清洁的潜在能源,因而对天然气水合物的开发意义重大。 天然气水合物取样机构中,最重要的就是保温保压筒,即保真筒。能否取到原位点的样品,关键就看保真筒能否保持住样品的温度和压力。目前国内外还没有特别理想的保温保压取心器。 本课题确定了天然气水合物取心机构中保真筒的选材;并在减轻“桩效应”的前提下,通过最小理论取心直径确定了取心筒的长度;然后针对现有保真筒只能保压不能保温,以及下密封结构密封性能不好、造成保真筒应力集中等缺点进行了保温及保真筒下密封结构设计;在保温机构确定后进行了强度上的计算与校核,最终确定了保真筒的密封保压结构;对保真筒的受力情况进行了数值模拟以及室内实验,来确保筒体的强度并把实验数据与理论计算数据进行对比,确定实验的可靠性以及设计筒体壁厚时采用中径公式的正确性;从而保证结构强度、安全性等要求,进而进行结构优化。
【学位单位】：中国石油大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2009
【中图分类】：P744.4
【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 课题背景
    1.2 天然气水合物的简介
        1.2.1 NGH结构
        1.2.2 NGH组成及性质
        1.2.3 成藏条件
        1.2.4 次生灾害
    1.3 研究现状
        1.3.1 国外开发研究现状
        1.3.2 国内开发研究现状
        1.3.3 钻探取心保真筒的研究现状
    1.4 研究目的及意义
    1.5 研究内容
第二章 NGH海底取样技术
    2.1 海底表层地质取样技术
        2.1.1 海底表层地质取样技术的特点
        2.1.2 海底表层取样器类型
    2.2 海底钻探取样技术
        2.2.1 保压取心器的主要技术指标
        2.2.2 各种保压取心器的组成及工作原理
    2.3 小结
第三章 NGH保真技术研究
    3.1 保真筒参数确定
    3.2 保真筒保温保压结构的确定
        3.2.1 保温结构
        3.2.2 自动密封保压结构
    3.3 取心筒工作原理
    3.4 小结
第四章 保真筒应力模拟及实验
    4.1 建模
        4.1.1 平盖封头的厚度
        4.1.2 半球形封头的厚度
    4.2 加载与求解
        4.2.1 施加约束载荷
        4.2.2 求解应力场分布
    4.3 计算模型的理论应力
    4.4 应力分布云图分析
    4.5 保真筒应力实验
第五章 保真筒传热过程模拟
    5.1 计算对流传热系数
    5.2 计算温度场分布
    5.3 优化传热模型
        5.3.1 分析模型的保温性能
        5.3.2 结构优化
    5.4 小结
结论与展望
    1 结论
    2 展望
参考文献
附录1 保真筒应力实验
攻读硕士学位期间取得的学术成果
致谢

【引证文献】

相关博士学位论文 前1条

1 赵江鹏;天然气水合物钻控泥浆制冷系统及孔底冷冻机构传热数值模拟[D];吉林大学;2011年

相关硕士学位论文 前1条

1 赵宗彬;天然气水合物钻探取样保真系统力学行为数值研究[D];中国石油大学;2011年

本文编号：2883440