為了實(shí)現(xiàn)海底水合物的原樣取心,論文在調(diào)研了國(guó)內(nèi)外不同取心保真器的基礎(chǔ)上,結(jié)合課題組多年的研究經(jīng)驗(yàn),主要從取樣長(zhǎng)度,保溫分析和保壓研究方面入手,運(yùn)用理論分析、實(shí)驗(yàn)和模擬研究的方法對(duì)海底天然氣水合物保真器進(jìn)行了結(jié)構(gòu)研究。論文將取樣管貫入海底進(jìn)行取樣的過(guò)程模擬為球形孔擴(kuò)張過(guò)程,基于球形孔擴(kuò)張理論,通過(guò)對(duì)“樁效應(yīng)”影響下能夠取得的海底天然氣水合物樣品長(zhǎng)度進(jìn)行理論的研究,得到了基于球形孔擴(kuò)張理論的可取樣品長(zhǎng)度的數(shù)學(xué)表達(dá)式,提出改善“樁效應(yīng)”的建議論文綜合考慮各種傳熱方式對(duì)水合物取樣過(guò)程進(jìn)行了熱量計(jì)算,結(jié)果表明所提出的高真空絕熱結(jié)構(gòu)能夠滿足海底取樣需求,并進(jìn)行了驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)。在此基礎(chǔ)上完成了對(duì)保真器的數(shù)值模擬,結(jié)果表明高真空杜瓦結(jié)構(gòu)能夠滿足保溫要求,但是保真器兩端冷量流失比較嚴(yán)重,應(yīng)該引起足夠重視。論文以O(shè)型圈為研究對(duì)象,利用有限元模擬軟件ANSYS對(duì)O型圈的材料特性以及預(yù)緊時(shí)的壓縮率進(jìn)行了模擬研究,得出了不同材質(zhì)O型圈在不同壓縮率下的最大初始接觸壓力和其分布規(guī)律。并且通過(guò)對(duì)數(shù)據(jù)的處理得到了一般情況下求解初始最大接觸壓力的數(shù)學(xué)表達(dá)式,完善了O型圈最大接觸壓力理論,為保真器橡膠O型密封圈選材和設(shè)計(jì)提供了... 

【文章來(lái)源】：中國(guó)石油大學(xué)(華東)山東省 211工程院校 教育部直屬院校

【文章頁(yè)數(shù)】：87 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 課題背景
    1.2 天然氣水合物簡(jiǎn)介
        1.2.1 天然氣水合物分布
        1.2.2 天然氣水合物成藏條件
        1.2.3 天然氣水合物分類
        1.2.4 天然氣水合物物理性質(zhì)
    1.3 天然氣水合物取樣保真設(shè)備簡(jiǎn)介
        1.3.1 海底表層取樣
        1.3.2 鉆探取心
    1.4 課題研究?jī)?nèi)容
第2章 鉆探取樣保真器取樣長(zhǎng)度研究
    2.1 "樁效應(yīng)"機(jī)理
    2.2 圓孔擴(kuò)張理論
        2.2.1 理論模型
        2.2.2 基本假定
        2.2.3 基本方程
        2.2.4 圓孔擴(kuò)張理論彈塑性解
    2.3 取樣長(zhǎng)度公式推導(dǎo)
    2.4 天然氣水合物取樣長(zhǎng)度
    2.5 減緩"樁效應(yīng)"措施
    2.6 小結(jié)
第3章 保真器保溫結(jié)構(gòu)研究
    3.1 傳熱方式
        3.1.1 熱傳導(dǎo)
        3.1.2 熱對(duì)流
        3.1.3 熱輻射
    3.2 保真器絕熱結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
        3.2.1 保真器結(jié)構(gòu)
        3.2.2 被動(dòng)保溫類型
    3.3 傳熱計(jì)算
        3.3.1 固體導(dǎo)熱率
        3.3.2 稀薄氣體導(dǎo)熱
        3.3.3 高真空絕熱
        3.3.4 保真筒熱量計(jì)算
    3.4 保真器傳熱實(shí)驗(yàn)研究
        3.4.1 實(shí)驗(yàn)?zāi)康?br>        3.4.2 實(shí)驗(yàn)裝置
        3.4.3 實(shí)驗(yàn)原理
        3.4.4 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容
        3.4.5 數(shù)據(jù)處理
        3.4.6 實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析
    3.5 小結(jié)
第4章 保真器傳熱模擬研究
    4.1 ANSYS10.0熱分析流程
        4.1.1 有限元模型的建立
        4.1.2 溫度載荷的確定
    4.2 熱分析結(jié)果
        4.2.1 筒體溫度分布云圖
        4.2.2 傳熱模擬結(jié)果分析
    4.3 小結(jié)
第5章 保真器保壓技術(shù)研究
    5.1 保真器保壓分析
    5.2 O型橡膠密封圈
        5.2.1 O型圈的密封原理
        5.2.2 O型橡膠密封圈硬度
        5.2.3 壓縮量對(duì)密封效果的影響
    5.3 橡膠材料在ANSYS程序中的參數(shù)設(shè)定
        5.3.1 橡膠Mooney-Rivlin本構(gòu)模型及材料系數(shù)定義
1和C₂的關(guān)系">        5.3.2 橡膠材料硬度與C₁和C₂的關(guān)系
1和C₂的確定">        5.3.3 不同硬度橡膠材料常數(shù)C₁和C₂的確定
    5.4 保真器密封結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
        5.4.1 設(shè)計(jì)形式的選定
        5.4.2 活塞桿密封結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
    5.5 O型圈密封機(jī)構(gòu)的有限元分析
        5.5.1 接觸分類
        5.5.2 ANSYS接觸分析簡(jiǎn)介
        5.5.3 計(jì)算中的幾個(gè)假設(shè)
        5.5.4 ANSYS接觸分析步驟
    5.6 結(jié)果分析
        5.6.1 硬度對(duì)初始密封壓力的影響
        5.6.2 壓縮率對(duì)初始密封壓力的影響
        5.6.3 O型圈內(nèi)應(yīng)力分布
        5.6.4 各種工況下最大接觸壓力
        5.6.5 橡膠O型圈計(jì)算選取
    5.7 小結(jié)
第6章 保真器整體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
    6.1 保真器整體結(jié)構(gòu)
    6.2 保真器選材
結(jié)論與展望
    1 結(jié)論
    2 展望
參考文獻(xiàn)
附錄
攻讀碩士學(xué)位期間取得的學(xué)術(shù)成果
致謝



本文編號(hào)：2914000