盐穴地下储气库水溶造腔管柱的动力稳定性试验研究

发布时间：2018-03-15 20:43

  本文选题：盐穴地下储气库　切入点：水溶造腔管柱　出处：《天然气工业》2016年07期 　论文类型：期刊论文

【摘要】：针对建设盐穴地下储气库在实施单井油垫法水溶造腔过程中经常出现的造腔管柱破损和失稳问题,开展了水溶造腔管柱的动力稳定性试验研究,结合现场调研和理论分析结果,揭示出管柱抗弯刚度、悬伸长度及过流面积等是影响管柱动力稳定性的关键参数。据此设计出悬臂管动力失稳物理模型试验装置,开展了水溶造腔管柱磨损和动力失稳的试验研究。试验中观察到5种力学响应现象:(1)水锤现象;(2)静力屈曲;(3)混沌运动;(4)"类悬臂管"受迫振动;(5)不同端部条件影响现象。试验结果表明,引起水溶造腔管柱液—固耦合失稳现象的主要原因包括:(1)造腔水流的波动性易引起水锤和受迫振动现象,超长的受限空间悬臂结构管柱易"放大"这种现象;(2)过大的造腔注水流量可能引起造腔管柱发生静力屈曲或混沌运动;(3)造腔管柱结构和力学特性对造腔管柱系统的稳定性和安全性有着重要影响。
[Abstract]:In order to solve the problems of failure and instability of cavity string in the process of single well oil cushion method in the construction of underground gas storage in salt cavern, the dynamic stability test of water solution cavity string is carried out, and the results of field investigation and theoretical analysis are combined. It is revealed that the bending stiffness, elongation and flow area of the pipe string are the key parameters affecting the dynamic stability of the pipe string. Based on this, a physical model test device for the dynamic instability of the cantilever tube is designed. The experimental study on wear and dynamic instability of water-soluble cavity string has been carried out. Five mechanical response phenomena: 1) water hammer phenomenon and 2) static buckling are observed. (3) chaotic motion: 4) "cantilever tube" forced vibration (5) different end conditions are observed. The results of the experiment show that. The main reasons for the liquid-solid coupling instability of the water-soluble cavity string include: (1) the fluctuation of the water flow in the cavity will easily lead to the phenomenon of water hammer and forced vibration. Extra long confined space cantilever structure string is easy to "magnify" (2) too large water injection rate may cause static buckling or chaotic motion of cavity string / string structure and mechanical properties of cavities string system. The stability and safety have important effects.
【作者单位】： 中国科学院武汉岩土力学研究所岩土力学与工程国家重点实验室;中国科学院大学;
【基金】：国家自然科学基金项目“盐穴储气库单井水溶造腔夹层垮塌机理与动态控制”(编号:51274187)
【分类号】：TE972.2

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