FCS-108型天然氣水合物孔底冷凍取樣器的研制及試驗研究

【摘要】： 本文對FCS-108型天然氣水合物孔底冷凍取樣器進行了研制及試驗研究,試驗的成功證明了取樣器研制的成功。并通過改變天然氣水合物孔底冷凍取樣器的冷凍及保冷方式,進一步提高了干冰冷源的保溫效果。 首先, FCS-108型天然氣水合物孔底冷凍取樣器冷凍機構(gòu)的研制。對取樣器的主要機構(gòu)冷凍機構(gòu)進行了設(shè)計與性能分析,并對天然氣水合物取樣器冷凍能量進行計算分析。 其次,對FCS-108型天然氣水合物孔底冷凍取樣器進行現(xiàn)場試驗研究,200米深的孔底冷凍取樣實驗成功取得冷凍巖樣且取樣器各項技術(shù)參數(shù)的平穩(wěn)運行,證明了FCS-108型天然氣水合物孔底冷凍取樣器研制的成功。 最后,通過改變FCS-108型天然氣水合物孔底冷凍取樣器的冷凍及保冷方式,進一步提高干冰冷源的保溫效果。通過試驗結(jié)果和模擬分析結(jié)果的對比分析表明經(jīng)過改進FCS-108型天然氣水合物孔底冷凍取樣器的冷凍及保冷方式,取樣器的保冷效果更好。 本文的研究為天然氣水合物孔底冷凍取樣器的設(shè)計提供了新的思路,對天然氣水合物的勘探和開發(fā)有一定的推動作用。 【關(guān)鍵詞】：天然氣水合物 冷凍取樣器 試驗研究 模擬分析
【學(xué)位授予單位】：吉林大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2009
【分類號】：P744.4
【目錄】：

• 內(nèi)容提要4-8
• 第1章 緒論8-25
• 1.1 天然氣水合物的基礎(chǔ)知識8-16
• 1.1.1 天然氣水合物的結(jié)構(gòu)8-10
• 1.1.2 天然氣水合物的組成10-13
• 1.1.3 天然氣水合物形成的條件13-16
• 1.2 本課題研究目的和意義16
• 1.3 天然氣水合物保真取樣器的研究現(xiàn)狀16-24
• 1.3.1 國外研究現(xiàn)狀16-21
• 1.3.2 國內(nèi)研究現(xiàn)狀21-24
• 1.4 本文研究的主要內(nèi)容24-25
• 第2章 FCS-108 型天然氣水合物孔底冷凍取樣器的研制25-57
• 2.1 孔底冷凍取樣器的總體結(jié)構(gòu)研究25-30
• 2.1.1 取樣器設(shè)計要求25
• 2.1.2 總體結(jié)構(gòu)設(shè)計25-27
• 2.1.3 取樣器工作原理27-30
• 2.2 冷凍能量計算分析30-34
• 2.2.1 水合物地層熱物性30-32
• 2.2.2 冷凍能量32-33
• 2.2.3 實際干冰、酒精的體積可將巖心冷卻的最低溫度33-34
• 2.2.4 采用鋼管時的最低冷卻溫度34
• 2.3 懸掛差動機構(gòu)34-36
• 2.3.1 懸掛差動機構(gòu)結(jié)構(gòu)組成34-35
• 2.3.2 懸掛差動機構(gòu)工作原理35-36
• 2.4 單動機構(gòu)36-37
• 2.4.1 單動機構(gòu)結(jié)構(gòu)組成36-37
• 2.4.2 單動機構(gòu)工作原理37
• 2.4.3 軸承的選擇37
• 2.5 控制機構(gòu)37-39
• 2.5.1 控制機構(gòu)結(jié)構(gòu)組成37-38
• 2.5.2 控制機構(gòu)工作原理38-39
• 2.6 冷凍機構(gòu)39-45
• 2.6.1 冷凍機構(gòu)結(jié)構(gòu)組成39
• 2.6.2 冷凍機構(gòu)工作原理39-40
• 2.6.3 排氣閥的設(shè)計40
• 2.6.4 排氣閥彈簧選擇40-43
• 2.6.5 上保壓彈簧設(shè)計43-45
• 2.7 保壓機構(gòu)45-49
• 2.7.1 保壓機構(gòu)結(jié)構(gòu)組成45-46
• 2.7.2 保壓機構(gòu)的工作原理46-47
• 2.7.3 球閥的選擇計算47
• 2.7.4 扭簧計算47-49
• 2.8 現(xiàn)場試驗49-55
• 2.8.1 實驗?zāi)康?/span>49
• 2.8.2 試驗?zāi)繕?biāo)地層49
• 2.8.3 試驗方法49
• 2.8.4 試驗的準(zhǔn)備工作49-50
• 2.8.5 試驗步驟50-55
• 2.8.6 試驗結(jié)果55
• 2.9 取樣器改進意見55-56
• 本章小結(jié)56-57
• 第3章 FCS-108 型天然氣水合物孔底冷凍取樣器保溫效果的研究57-76
• 3.1 FCS-108 型天然氣水合物孔底冷凍取樣器保溫效果的有限元模擬分析57-62
• 3.1.1 模型的簡化57-58
• 3.1.2 模型的建立和網(wǎng)格劃分58-59
• 3.1.3 降溫過程的模擬分析59-61
• 3.1.4 升溫過程的模擬分析61-62
• 3.2 FCS-108 型天然氣水合物孔底冷凍取樣器保溫效果的試驗研究62-75
• 3.2.1 試驗的目的和意義62
• 3.2.2 試驗裝置冷凍能量計算分析62-65
• 3.2.3 試驗裝置的組成65-68
• 3.2.4 試驗樣品的選擇68-69
• 3.2.5 實驗步驟69-71
• 3.2.6 實驗結(jié)果分析71-73
• 3.2.7 模擬分析結(jié)果與室內(nèi)試驗結(jié)果的對比分析73-75
• 本章小結(jié)75-76
• 第4章 結(jié)論與展望76-78
• 4.1 結(jié)論76
• 4.2 論文創(chuàng)新點76
• 4.3 展望76-78
• 參考文獻78-80
• 攻讀學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文80-81
• 致謝81-82
• 中文摘要82-84
• ABSTRACT84-85

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