天然气水合物保真取样技术的研究

【摘要】：现在大多勘探机构均是通过采集海底表层的沉积物来分析是否存在天然气水合物，但是由于天然气水合物特殊的物理学性质，当岩心提升到常温常压的海面时，其中含有的天然气水合物组分会全部或大部分分解，达不到原位勘探目的。为了能获取保持在原始条件下的沉积物岩心，科学家们开始研制新型勘探设备——保真取样器。 本论文通过对海底沉积物特性、高压容器特性、保温方法、样品转移等的分析，提出了高取样率低扰动技术、保真取样准则及取样器安全性准则；并在此基础上，设计出了一种新型的天然气水合物保真取样器。海试结果表明，按此设计的取样设备，完全能满足我国天然气水合物保真取样的需要。 全文共分七章。 第一章介绍了天然气水合物资源背景，分析了天然气水合物保真取样技术及其勘探取样设备在国内外的发展现状，以及发展趋势。最后介绍了课题研究的目的、主要内容和意义。 第二章通过对海底沉积物地质特性的分析，了解了沉积物特性对取样的影响；并在此基础上，对样品取样率及扰动进行研究，提出了采用活塞式取样、冲击式取样、取样管结构优化，提高了取样率，减小了对样品的扰动。 第三章主要分析了保真取样器在取样过程中的保压原理；提出压力补偿器的主动补压设计准则；及保温技术。 第四章介绍了取样器安全性准则，主要包括保真取样器稳定性理论及取样器释放参数的定性分析及新型销轴式连接方式。 第五章介绍了天然气水合物保真取样器的结构，原理，关键技术。 第六章主要是保真取样器的试验分析研究。 第七章总结全文，给出了本课题的研究成果，提出了进一步研究的方向。 【关键词】：天然气水合物 沉积物 保真 取样器
【学位授予单位】：浙江大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2006
【分类号】：P744.4
【目录】：

• 第一章 绪论8-21
• 1.1 课题背景8-10
• 1.2 国内外研究现状10-19
• 1.2.1 扰动型取样设备12-13
• 1.2.2 低扰动型取样设备13-15
• 1.2.3 保真取样设备15-19
• 1.3 课题研究的目的和意义19-20
• 1.4 课题的主要研究内容20-21
• 第二章 样品的高取样率及低扰动技术研究21-33
• 2.1 天然气水合物沉积物特性21-24
• 2.1.1 沉积物分类21-22
• 2.1.2 沉积物物理性质22-23
• 2.1.3 力学性质23-24
• 2.1.4 物理和力学性质的关系24
• 2.2 样品的高取样率技术研究24-30
• 2.2.1 “桩效应”机理分析26-28
• 2.2.2 冲击式取样研究28-30
• 2.3 样品低扰动取样设计30-32
• 2.4 本章小结32-33
• 第三章 样品的保真技术研究33-43
• 3.1 取样器的特性33
• 3.2 耐压要求33-36
• 3.3 自动密封保压技术36-37
• 3.4 主动补压技术37-39
• 3.4.1 取样前后取样器的体积变化38
• 3.4.2 蓄能器补偿原则38-39
• 3.5 保温技术39-40
• 3.6 样机保真性能试验40-42
• 3.7 本章小结42-43
• 第四章 取样器安全性技术研究43-50
• 4.1 取样器总体结构分析43-44
• 4.2 压杆稳定性分析44-46
• 4.3 释放参数分析46-47
• 4.3.1 自由落体高度分析46-47
• 4.3.2 取样倾斜角分析47
• 4.4 销轴式连接方式47-49
• 4.5 本章小结49-50
• 第五章 天然气水合物保真取样器设计方案50-60
• 5.1 取样器的结构和工作原理50-54
• 5.2 取样器关键技术54-59
• 5.2.1 密封承载技术54-55
• 5.2.2 保真取样筒的锁定与解锁55-56
• 5.2.3 缆绳匹配56-57
• 5.2.4 水下调头技术57-58
• 5.2.5 抗污技术58-59
• 5.3 本章小结59-60
• 第六章 天然气水合物保真取样器试验研究60-73
• 6.1 陆地动作试验60-65
• 6.1.1 动作试验的目的和任务60
• 6.1.2 动作试验方案60-61
• 6.1.3 动作试验61-65
• 6.2 压力试验65-70
• 6.2.1 压力试验的目的和任务65
• 6.2.2 压力试验方案65-67
• 6.2.3 压力试验方案67-70
• 6.3 海上试验70-72
• 6.3.1 样机海试70-72
• 6.3.2 天然气水合物保真取样器海试72
• 6.4 本章小结72-73
• 第七章 全文总结73-76
• 参考文献76-81
• 附录81-85
• 致谢85

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