30米天然气水合物保真采样器的设计
30米天然气水合物保真采样器的设计【摘要】:随着石油等不可再生能源的消耗,人类把目光投向了海底未开采的资源一天然气水合物,它存在于几千米海底的沉积物中,在低温高压下形成冰晶状固体。
【学位授予单位】:浙江大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2008
【分类号】:TH766
【目录】:
- 摘要3-4
- Abstract4-7
- 第一章 绪论7-16
- 1.1 课题的背景7-8
- 1.2 国内外目前采样器的发展现状8-13
- 1.2.1 保压取芯器PCS9-10
- 1.2.2 保压取样筒PCB10-12
- 1.2.3 HYACE系统12-13
- 1.3 课题的意义和目的13
- 1.4 课题的主要研究内容13-16
- 第二章 采样器系统设计研究16-44
- 2.1 采样器工作原理16-18
- 2.2 主要材料的选用18-19
- 2.3 压力容器设计准则19-22
- 2.3.1 壁厚设计准则19-21
- 2.3.2 封头设计准则21-22
- 2.4 保真筒结构设计及壁厚计算22-24
- 2.4.1 保真筒体的结构设计——分段制造与对接22-23
- 2.4.2 保真筒壁厚计算23-24
- 2.5 保真筒螺纹设计研究24-33
- 2.5.1 螺纹连接结构静力学仿真模型的建立25
- 2.5.2 螺纹连接静力学分析结果25-29
- 2.5.3 形状改变比能准则(第四强度理论)29
- 2.5.4 螺纹连接非线性有限元模型建立29-32
- 2.5.5 螺纹连接非线性有限元分析结果和研究32-33
- 2.6 活塞设计及校核33-34
- 2.6.1 活塞斜面正应力校核33
- 2.6.2 活塞厚度计算33-34
- 2.7 密封舱壁厚计算34-36
- 2.7.1 密封舱设计计算34
- 2.7.2 密封舱仿真建立和结论34-36
- 2.8 支撑环的设计36-38
- 2.8.1 支撑环剪切校核37
- 2.8.2 支撑环挤压校核37-38
- 2.9 密封舱筒体下端部设计38-41
- 2.9.1 挤压校核38-39
- 2.9.2 剪切校核39
- 2.9.3 密封舱筒体下端部抗弯校核39-40
- 2.9.4 下端盖设计40-41
- 2.10 下翻盖设计41-42
- 2.10.1 翻盖厚度计算41
- 2.10.2 正应力校核41
- 2.10.3 翻盖位置计算41-42
- 2.10.4 O形圈的选用42
- 2.11 下封口密封性能的下密封舱样品入口端引水冲洗技术42-43
- 2.12 导流装置半圆式连接结构的设计43-44
- 第三章 采样器取样仿真与压杆稳定校核44-78
- 3.1 水中自由下落高度确定44-48
- 3.1.1 取样管内摩擦力计算44
- 3.1.2 取样管外摩擦力计算44
- 3.1.3 刀头迎风面阻力计算44-45
- 3.1.4 活塞排水阻力45
- 3.1.5 自由落体阶段采样器运动方程确定45-48
- 3.2 采样器插入沉积物深度计算48-60
- 3.2.1 采样器取样过程受力分析48-49
- 3.2.2 管侧总摩擦阻力计算49-50
- 3.2.3 管端总阻力计算50
- 3.2.4 采样器合阻力计算50-51
- 3.2.5 运动控制方程确定51
- 3.2.6 取样过程计算参数设定(表3-1)51-52
- 3.2.7 单因素条件下,取样效果影响规律52-60
- 3.2.8 采样器操作参数选择60
- 3.3 采样器采样过程压杆稳定校核60-62
- 3.4 仿真计算结果与分析62-78
- 第四章 沉积物采样器与土作用阻力模型试验研究78-85
- 4.1 试验系统78-80
- 4.2 试验步骤及试验记录80-81
- 4.3 试验结论及分析81-85
- 第五章 蓄能器选型85-89
- 5.1 设计保证85
- 5.2 设计计算85-89
- 第六章 全文总结与展望89-92
- 6.1 全文总结89-90
- 6.2 论文创新点90-91
- 6.3 工作展望91-92
- 参考文献92-96
- 致谢96
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