本文關(guān)鍵詞：天然氣水合物取心用冰封保壓機(jī)構(gòu)承壓能力研究

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【摘要】：保壓取心技術(shù)是天然氣水合物調(diào)查研究必備的關(guān)鍵技術(shù)。然而,2002年以來(lái),全球重要水合物勘探航次,保壓取心平均成功率不足60%;較低的取心率嚴(yán)重妨礙了對(duì)天然氣水合物地層的精準(zhǔn)研究,保壓取心技術(shù)亟待改進(jìn)。現(xiàn)有保壓取心器依靠球閥或翻板閥封閉取心管下端實(shí)現(xiàn)密封保壓,在井內(nèi)富含固體顆粒物的惡劣環(huán)境里,球閥或板閥難以可靠密封,甚至不能關(guān)閉導(dǎo)致取心失敗。于是提出了用于天然氣水合物冰封保壓取心的構(gòu)想:在井內(nèi)原位將取心器通道內(nèi)少量鉆井液或部分巖心凍結(jié)形成冰閥,封閉巖心管下端進(jìn)行密封保壓。由于不需要球閥等運(yùn)動(dòng)部件,沒(méi)有精密配合表面,無(wú)需常規(guī)密封件,因而冰封保壓機(jī)構(gòu)對(duì)井內(nèi)富含固體顆粒物的復(fù)雜環(huán)境適應(yīng)能力強(qiáng),有利于從根本上大幅度提高天然氣水合物保壓取心成功率。本文主要試驗(yàn)內(nèi)容及取得結(jié)果如下:1.設(shè)計(jì)加工三種不同內(nèi)壁結(jié)構(gòu)的冰閥管,研究不同內(nèi)壁結(jié)構(gòu)對(duì)冰閥承壓能力的影響。結(jié)果表明,冰閥管內(nèi)壁采用多道環(huán)槽型結(jié)構(gòu)能有效提高冰閥的承壓能力。2.研究鉆井液冰閥長(zhǎng)度、固相種類、粒徑及濃度、冰閥管表面銹層等因素對(duì)冰封保壓機(jī)構(gòu)的影響。結(jié)果表明,直徑58mm,長(zhǎng)度85mm的鉆井液冰閥的承壓能力可達(dá)25MPa,其承壓能力會(huì)隨冰閥長(zhǎng)度的增加而增大;鉆井液中固相顆粒的存在會(huì)加強(qiáng)鉆井液冰閥的承壓能力;冰閥管內(nèi)壁鐵銹并不會(huì)影響冰閥的承壓能力;低溫將縮短冰閥的形成時(shí)間并加強(qiáng)冰閥的承壓能力,若應(yīng)用于祁連山脈天然氣水合物永凍土地層,安全系數(shù)大于4,可以滿足保壓取心的密封要求。3.研究海冰閥密封失效的原因;膨潤(rùn)土質(zhì)量濃度對(duì)海冰閥保壓性能的影響;含有膨潤(rùn)土的海冰閥的長(zhǎng)度、冷凍溫度等因素對(duì)冰封保壓機(jī)構(gòu)的影響。結(jié)果表明,由純海水形成的海冰閥密封能力較差,添加鈉基膨潤(rùn)土可以顯著提升海冰閥的密封性能;膨潤(rùn)土質(zhì)量濃度為7%,長(zhǎng)度為80mm的海冰閥的承壓能力可達(dá)47MPa,承壓能力隨冰閥長(zhǎng)度增加而增大,降低冷凍溫度將縮短海冰閥的形成時(shí)間并加強(qiáng)冰閥的承壓能力,若應(yīng)用于南海神狐地區(qū)天然氣水合保壓取心時(shí),安全系數(shù)將大于2。4.設(shè)計(jì)并建立蒸發(fā)直冷式冰封保壓機(jī)構(gòu)試驗(yàn)平臺(tái),驗(yàn)證蒸發(fā)直冷式冰封保壓機(jī)構(gòu)的可行性;在模擬井中模擬天然氣水合物取心時(shí)井下環(huán)境,考慮到冰閥形成過(guò)程中取心管與孔壁間隙中流體的冰凍情況,設(shè)計(jì)了雙層管絕熱層并檢測(cè)其絕熱效果。結(jié)果表明,采用蒸發(fā)直冷式冰封保壓機(jī)構(gòu)可以縮短冰閥形成時(shí)間;采用雙層管絕熱層,大大減少冷量傳遞,可以有效防止取心器與井壁凍結(jié)。
【學(xué)位授予單位】：吉林大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號(hào)】：P634;P618.13

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1 許紅,劉守全,王建橋,蔡乾忠;國(guó)際天然氣水合物調(diào)查研究現(xiàn)狀及其主要技術(shù)構(gòu)成[J];海洋地質(zhì)動(dòng)態(tài);2000年11期

2 方銀霞;;可燃燒的冰 天然氣水合物[J];船舶物資與市場(chǎng);2000年06期

3 程思海,張欣,趙祖斌;天然氣水合物專題研討會(huì)簡(jiǎn)介[J];巖礦測(cè)試;2001年04期

4 ;天然氣水合物──未來(lái)的新能源[J];焊接技術(shù);2001年04期

5 ;天然氣水合物——未來(lái)的新能源[J];化工建設(shè)工程;2001年01期

6 吳川;21世紀(jì)新能源——天然氣水合物[J];中國(guó)海上油氣.地質(zhì);2001年04期

7 金翔龍;天然氣水合物的研究現(xiàn)狀和未來(lái)展望(提綱)[J];天然氣地球科學(xué);2001年Z1期

8 王勝杰,韓小輝,郝妙莉,劉芙蓉;冰點(diǎn)以下天然氣水合物的生成動(dòng)力學(xué)研究[J];天然氣地球科學(xué);2001年Z1期

9 史斗;中國(guó)天然氣水合物研究揭開新的一頁(yè)——第160次香山學(xué)術(shù)討論會(huì)評(píng)述[J];天然氣地球科學(xué);2001年Z1期

10 吳克勤;;海底藏著巨量“天然氣”——天然氣水合物將成為21世紀(jì)新(?)源[J];海洋世界;2001年08期

中國(guó)重要會(huì)議論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

1 欒錫武;;天然氣水合物的上界面[A];中國(guó)地球物理·2009[C];2009年

2 雷興林;何麗娟;;神狐海域天然氣水合物形成聚集過(guò)程的數(shù)值模擬研究[A];中國(guó)地球物理2010——中國(guó)地球物理學(xué)會(huì)第二十六屆年會(huì)、中國(guó)地震學(xué)會(huì)第十三次學(xué)術(shù)大會(huì)論文集[C];2010年

3 盧振權(quán);;天然氣水合物開發(fā)利用前景淺析[A];第四屆全國(guó)青年地質(zhì)工作者學(xué)術(shù)討論會(huì)論文集[C];1999年

4 吳應(yīng)湘;;天然氣水合物的性質(zhì)、勘探及開采[A];西部大開發(fā) 科教先行與可持續(xù)發(fā)展——中國(guó)科協(xié)2000年學(xué)術(shù)年會(huì)文集[C];2000年

5 雷懷彥;王先彬;鄭艷紅;;天然氣水合物研究戰(zhàn)略與“西氣東輸”相關(guān)的問(wèn)題[A];西部大開發(fā) 科教先行與可持續(xù)發(fā)展——中國(guó)科協(xié)2000年學(xué)術(shù)年會(huì)文集[C];2000年

6 韓月旺;蘇現(xiàn)波;;天然氣水合物的研究進(jìn)展[A];瓦斯地質(zhì)研究與應(yīng)用——中國(guó)煤炭學(xué)會(huì)瓦斯地質(zhì)專業(yè)委員會(huì)第三次全國(guó)瓦斯地質(zhì)學(xué)術(shù)研討會(huì)[C];2003年

7 許紅;劉守全;吳琳;蔡乾忠;閆桂京;孫和清;吳志強(qiáng);李剛;龔建明;;國(guó)際天然氣水合物調(diào)查研究實(shí)踐與資源經(jīng)濟(jì)戰(zhàn)略對(duì)策[A];中國(guó)地質(zhì)學(xué)會(huì)礦產(chǎn)地質(zhì)勘查專業(yè)委員會(huì)第四屆第一次學(xué)術(shù)研討會(huì)礦產(chǎn)地質(zhì)勘查論文集[C];2003年

8 陳多福;L.M.Cathles;;天然氣水合物穩(wěn)定性及對(duì)海底天然氣排放的控制[A];中國(guó)地球物理.2003——中國(guó)地球物理學(xué)會(huì)第十九屆年會(huì)論文集[C];2003年

9 王淑紅;顏文;;天然氣水合物的三大環(huán)境效應(yīng)[A];中國(guó)礦物巖石地球化學(xué)學(xué)會(huì)第九屆學(xué)術(shù)年會(huì)論文摘要集[C];2003年

10 張永勤;孫建華;趙海濤;劉秀美;王漢寶;;天然氣水合物保真取樣鉆具的試驗(yàn)研究及施工方案研究[A];海洋地質(zhì)、礦產(chǎn)資源與環(huán)境學(xué)術(shù)研討會(huì)論文摘要集[C];2006年

中國(guó)重要報(bào)紙全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

1 毛彬;天然氣水合物開發(fā)的利與弊[N];中國(guó)海洋報(bào);2004年

2 張衛(wèi)東;天然氣水合物：一朵帶刺的玫瑰[N];中國(guó)石化報(bào);2005年

3 記者 安豐;國(guó)家應(yīng)加強(qiáng)天然氣水合物勘查[N];地質(zhì)勘查導(dǎo)報(bào);2005年

4 記者胡創(chuàng)偉、張勇;臺(tái)灣西南海域發(fā)現(xiàn)“天然氣水合物”[N];人民日?qǐng)?bào)海外版;2002年

5 記者　江書程;天然氣水合物將走進(jìn)我們生活[N];中國(guó)石油報(bào);2006年

6 張浩;俄研究天然氣水合物開采技術(shù)[N];科技日?qǐng)?bào);2008年

7 趙艷霞;青島所天然氣水合物實(shí)驗(yàn)室擴(kuò)建[N];地質(zhì)勘查導(dǎo)報(bào);2009年

8 記者 張立;我國(guó)成功申辦第八屆國(guó)際天然氣水合物大會(huì)[N];中國(guó)礦業(yè)報(bào);2011年

9 通訊員 楊惠晴 特約記者 曹雪晴;青島所建部天然氣水合物重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室[N];中國(guó)國(guó)土資源報(bào);2012年

10 記者 王少勇;第八屆國(guó)際天然氣水合物大會(huì)終身成就獎(jiǎng)和青年獎(jiǎng)揭曉[N];中國(guó)國(guó)土資源報(bào);2014年

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1 Muhammad Irfan Ehsan;巴基斯坦近海莫克蘭增生楔含水合物地層地震響應(yīng)特征研究[D];中國(guó)地質(zhì)大學(xué)(北京);2016年

2 李廣才;地震疊前AVO反演與天然氣水合物識(shí)別研究[D];中國(guó)地質(zhì)大學(xué)(北京);2015年

3 程傳曉;天然氣水合物沉積物傳熱特性及對(duì)開采影響研究[D];大連理工大學(xué);2015年

4 朱一銘;天然氣水合物沉積物靜動(dòng)力學(xué)特性研究[D];大連理工大學(xué);2016年

5 王元;天然氣水合物孔底冷凍數(shù)值模擬及繩索取樣鉆具的研究[D];吉林大學(xué);2017年

6 鄔黛黛;南海天然氣水合物的早期成巖作用和地球化學(xué)特性研究[D];浙江大學(xué);2008年

7 馬立杰;利用衛(wèi)星遙感探測(cè)海域天然氣水合物[D];中國(guó)科學(xué)院研究生院（海洋研究所）;2005年

8 郭威;天然氣水合物孔底冷凍取樣方法的室內(nèi)試驗(yàn)及傳熱數(shù)值模擬研究[D];吉林大學(xué);2007年

9 賈瑞;天然氣水合物熱管式孔底快速冷凍機(jī)構(gòu)及蒸汽法試開采試驗(yàn)研究[D];吉林大學(xué);2013年

10 王志遠(yuǎn);含天然氣水合物相變的環(huán)空多相流流型轉(zhuǎn)化機(jī)制研究[D];中國(guó)石油大學(xué);2009年

中國(guó)碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

1 高偉;天然氣水合物相平衡及其表面張力影響研究[D];東南大學(xué);2005年

2 張凌;天然氣水合物鉆進(jìn)時(shí)井內(nèi)溫度分布模型研究[D];中國(guó)地質(zhì)大學(xué);2003年

3 盛堰;水深通信技術(shù)在海底天然氣水合物成藏環(huán)境監(jiān)測(cè)中的應(yīng)用[D];華南理工大學(xué);2010年

4 劉健;天然氣水合物鉆探取樣保真器結(jié)構(gòu)研究[D];中國(guó)石油大學(xué);2010年

5 鄒常偉;青海南祁連木里地區(qū)天然氣水合物評(píng)價(jià)方法對(duì)比研究[D];中國(guó)地質(zhì)大學(xué)(北京);2015年

6 陳曉慶;置換結(jié)合降壓法開采天然氣水合物的實(shí)驗(yàn)研究[D];大連理工大學(xué);2015年

7 欒奕;南海北部神狐海域天然氣水合物的地球物理識(shí)別及成因機(jī)理探討[D];中國(guó)科學(xué)院研究生院(海洋研究所);2015年

8 李攀峰;基于天然氣水合物勘探的海水溶解甲烷地球化學(xué)特征和提取技術(shù)研究[D];中國(guó)地質(zhì)大學(xué)(北京);2012年

9 張志冰;海水中甲烷濃度原位地球化學(xué)探測(cè)系統(tǒng)的研發(fā)與應(yīng)用[D];中國(guó)地質(zhì)大學(xué)(北京);2013年

10 梁裕揚(yáng);瓊東南盆地天然氣水合物成礦地質(zhì)條件分析及識(shí)別新方法應(yīng)用[D];中國(guó)地質(zhì)大學(xué)（北京）;2011年

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