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天然气水合物保温保压绳索取心硕士论文

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天然气水合物保温保压绳索取心钻具设计 【关键词】 天然气水合物; 保温保压; 绳索取心; 【英文关键词】 Natural Gas Hydrates; Pressure and Temperature- Preservation; Wire Line core tool; 【中文摘要】 天然气水合物是一种在低温和高压条件(一般为 0℃,10MPa)下形成的具有能 量密度大、 储量大和分布广等特点的新型洁净替代能源。 天然气水合物研究以成为当代能源 工业发展的又一大热点。 天然气水合物的取样技术是实施其勘探与开发的关键性技术。本 文通过研究天然气水合物的性质,建立天然气水合物保温保压绳索取心取样方法的理论基础, 进而设计出天然气水合物保温保压绳索取心钻具样机。 本文研究的主要内容: 1、对天然气 水合物的研究,介绍天然气水合物的赋存的特性、分布区域、物理力学性质、温压特性等。2、 通过对天然气水合物的特性分析得出其对勘探的特殊要求,既在一定温度及压力下取心。保 证岩心的完整,防止天然气水合物的分解。3、调研国内外有关天然气水合物保真取样器的理 论基础、应用范围、技术优势、工艺方法、关键技术、发展现状及不足等。4、通过以上的 分析研究制定总体方案,包括保温与保压的方法选择、取心钻进方法的选择、对现有绳索取 心钻具的改进、需达到的设计参数、功能部件的组成、钻具适用条件等。5、整个取心钻具 的机构设计,包括每个机构的零件及其尺寸确定。 保温保压绳索钻具关键部位的计算校核, 6、 包括冲击机构的计算校核、悬挂环的计算校核、... 【英文摘要】 Gas hydrate, which is formed by some water molecules and natural gas molecules under the low temperature and high pressure(normally 0℃,10MPa),is a new type of substituted energy. The research of gas hydrate becomes the hotspot of the development of the geosciences and the energy industry of the present age. Natural gas hydrate sampling technique is the implementation of its exploration and development of key technologies. This article through the study of natural gas hydrate in nature, building insulation o... 摘要 5-6 Abstract 6 第 1 章 绪论 9-22 1.1 课题背景 9-11 1.2 论文研究的目的及意义 11-12 1.3 保温保压取样器研究现状 12-20 1.3.1 国外研究现状 12-19 1.3.2 国内研究现状 19-20 1.4 论文研究主要内容 20-22 第 2 章 天然气水合物保温保压绳索取心钻具总体设计 22-32 2.1 取心钻进方法的选择 22-25 2.1.1 钻进方法的选择 22-23 2.1.2 取心方法的选择 23-25 2.2 天然气水合物保温保压绳索钻具结构功能与参数 25-27 2.2.1 保温保压绳索取心钻具功能要求 25-26 2.2.2 绳索取心保温保压取样器基本参数 26-27 2.3 绳索取心保温保压取样器总体结构设计与工作原理 27-32 2.3.1 总体设计 27-30 2.3.2 绳索保温保压取样器工作原理 30-32 第 3 章 保温保压绳索取样器关键部位设计 32-55 3.1 捞矛机构、安全脱卡、弹卡定位设计 32-33

冲击机构设计 33-35 悬挂机构设计 35 投球控制机构设计 35-36 到位报信机构设计 36-37 岩心堵塞报警机构设计 37-38 单动机构与内管保护机构设计 38-39 3.7.1 单动机构 38 3.7.2 内管保护机构设计 38-39 3.8 密封保压机构设计 39-46 3.8.1 球阀机构 39-42 3.8.2 密封机构 42-43 3.8.3 蓄能器 43-44 3.8.4 压力补偿阀 44-45 3.8.5 取样筒设计 45-46 3.9 保温机构设计 46-54 3.9.1 保温隔热材料 46-47 3.9.2 半导体制冷机构 47-52 3.9.3 单向排气阀 52-53 3.9.4 保温对钻井工艺的要求 53-54 3.10 导正机构设计 54-55 第 4 章 钻具关键部位的计算校核 55-72 4.1 重锤水阻力计算 55-59 4.1.1 水冲击阻力计算 55-58 4.1.2 冲击参数选择 58-59 4.2 悬挂环抗冲击计算 59-60 4.2.1 抗压强度计算 59 4.2.2 抗冲击强度计算 59-60 4.3 投球控制机构弹簧与内管保护机构缓冲弹簧的计算校核 60-66 4.3.1 控制弹簧 60-63 4.3.2 缓冲弹簧 63-66 4.4 半导体制冷机构的计算校核 66-68 4.5 取样筒压力容器的计算校核 68-72 第 5 章 半导体制冷过程的数值模拟 72-75 5.1 数值模拟的理论基础 72-73 5.2 数学建模及分析 73-75 第 6 章 总结和建议 75-78 6.1 总结 75 6.2 本设计的改进点 75-76 6.3 以后设计的改进建议 76-78 致谢 78-79 3.2 3.3 3.4 3.5 3.6 3.7

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