FCS-108型天然气水合物孔底冷冻取样器的研制及试验研究
发布时间：2023-04-02 02:21
本文对FCS-108型天然气水合物孔底冷冻取样器进行了研制及试验研究,试验的成功证明了取样器研制的成功。并通过改变天然气水合物孔底冷冻取样器的冷冻及保冷方式,进一步提高了干冰冷源的保温效果。 首先, FCS-108型天然气水合物孔底冷冻取样器冷冻机构的研制。对取样器的主要机构冷冻机构进行了设计与性能分析,并对天然气水合物取样器冷冻能量进行计算分析。 其次,对FCS-108型天然气水合物孔底冷冻取样器进行现场试验研究,200米深的孔底冷冻取样实验成功取得冷冻岩样且取样器各项技术参数的平稳运行,证明了FCS-108型天然气水合物孔底冷冻取样器研制的成功。 最后,通过改变FCS-108型天然气水合物孔底冷冻取样器的冷冻及保冷方式,进一步提高干冰冷源的保温效果。通过试验结果和模拟分析结果的对比分析表明经过改进FCS-108型天然气水合物孔底冷冻取样器的冷冻及保冷方式,取样器的保冷效果更好。 本文的研究为天然气水合物孔底冷冻取样器的设计提供了新的思路,对天然气水合物的勘探和开发有一定的推动作用。
【文章页数】：85 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
内容提要
第1章 绪论
1.1 天然气水合物的基础知识
1.1.1 天然气水合物的结构
1.1.2 天然气水合物的组成
1.1.3 天然气水合物形成的条件
1.2 本课题研究目的和意义
1.3 天然气水合物保真取样器的研究现状
1.3.1 国外研究现状
1.3.2 国内研究现状
1.4 本文研究的主要内容
第2章 FCS-108 型天然气水合物孔底冷冻取样器的研制
2.1 孔底冷冻取样器的总体结构研究
2.1.1 取样器设计要求
2.1.2 总体结构设计
2.1.3 取样器工作原理
2.2 冷冻能量计算分析
2.2.1 水合物地层热物性
2.2.2 冷冻能量
2.2.3 实际干冰、酒精的体积可将岩心冷却的最低温度
2.2.4 采用钢管时的最低冷却温度
2.3 悬挂差动机构
2.3.1 悬挂差动机构结构组成
2.3.2 悬挂差动机构工作原理
2.4 单动机构
2.4.1 单动机构结构组成
2.4.2 单动机构工作原理
2.4.3 轴承的选择
2.5 控制机构
2.5.1 控制机构结构组成
2.5.2 控制机构工作原理
2.6 冷冻机构
2.6.1 冷冻机构结构组成
2.6.2 冷冻机构工作原理
2.6.3 排气阀的设计
2.6.4 排气阀弹簧选择
2.6.5 上保压弹簧设计
2.7 保压机构
2.7.1 保压机构结构组成
2.7.2 保压机构的工作原理
2.7.3 球阀的选择计算
2.7.4 扭簧计算
2.8 现场试验
2.8.1 实验目的
2.8.2 试验目标地层
2.8.3 试验方法
2.8.4 试验的准备工作
2.8.5 试验步骤
2.8.6 试验结果
2.9 取样器改进意见
本章小结
第3章 FCS-108 型天然气水合物孔底冷冻取样器保温效果的研究
3.1 FCS-108 型天然气水合物孔底冷冻取样器保温效果的有限元模拟分析
3.1.1 模型的简化
3.1.2 模型的建立和网格划分
3.1.3 降温过程的模拟分析
3.1.4 升温过程的模拟分析
3.2 FCS-108 型天然气水合物孔底冷冻取样器保温效果的试验研究
3.2.1 试验的目的和意义
3.2.2 试验装置冷冻能量计算分析
3.2.3 试验装置的组成
3.2.4 试验样品的选择
3.2.5 实验步骤
3.2.6 实验结果分析
3.2.7 模拟分析结果与室内试验结果的对比分析
本章小结
第4章 结论与展望
4.1 结论
4.2 论文创新点
4.3 展望
参考文献
攻读学位期间发表的学术论文
致谢
中文摘要
ABSTRACT
本文编号：3778337
【文章页数】：85 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
内容提要
第1章 绪论
1.1 天然气水合物的基础知识
1.1.1 天然气水合物的结构
1.1.2 天然气水合物的组成
1.1.3 天然气水合物形成的条件
1.2 本课题研究目的和意义
1.3 天然气水合物保真取样器的研究现状
1.3.1 国外研究现状
1.3.2 国内研究现状
1.4 本文研究的主要内容
第2章 FCS-108 型天然气水合物孔底冷冻取样器的研制
2.1 孔底冷冻取样器的总体结构研究
2.1.1 取样器设计要求
2.1.2 总体结构设计
2.1.3 取样器工作原理
2.2 冷冻能量计算分析
2.2.1 水合物地层热物性
2.2.2 冷冻能量
2.2.3 实际干冰、酒精的体积可将岩心冷却的最低温度
2.2.4 采用钢管时的最低冷却温度
2.3 悬挂差动机构
2.3.1 悬挂差动机构结构组成
2.3.2 悬挂差动机构工作原理
2.4 单动机构
2.4.1 单动机构结构组成
2.4.2 单动机构工作原理
2.4.3 轴承的选择
2.5 控制机构
2.5.1 控制机构结构组成
2.5.2 控制机构工作原理
2.6 冷冻机构
2.6.1 冷冻机构结构组成
2.6.2 冷冻机构工作原理
2.6.3 排气阀的设计
2.6.4 排气阀弹簧选择
2.6.5 上保压弹簧设计
2.7 保压机构
2.7.1 保压机构结构组成
2.7.2 保压机构的工作原理
2.7.3 球阀的选择计算
2.7.4 扭簧计算
2.8 现场试验
2.8.1 实验目的
2.8.2 试验目标地层
2.8.3 试验方法
2.8.4 试验的准备工作
2.8.5 试验步骤
2.8.6 试验结果
2.9 取样器改进意见
本章小结
第3章 FCS-108 型天然气水合物孔底冷冻取样器保温效果的研究
3.1 FCS-108 型天然气水合物孔底冷冻取样器保温效果的有限元模拟分析
3.1.1 模型的简化
3.1.2 模型的建立和网格划分
3.1.3 降温过程的模拟分析
3.1.4 升温过程的模拟分析
3.2 FCS-108 型天然气水合物孔底冷冻取样器保温效果的试验研究
3.2.1 试验的目的和意义
3.2.2 试验装置冷冻能量计算分析
3.2.3 试验装置的组成
3.2.4 试验样品的选择
3.2.5 实验步骤
3.2.6 实验结果分析
3.2.7 模拟分析结果与室内试验结果的对比分析
本章小结
第4章 结论与展望
4.1 结论
4.2 论文创新点
4.3 展望
参考文献
攻读学位期间发表的学术论文
致谢
中文摘要
ABSTRACT
本文编号：3778337
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