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深海天然气水合物钻探取样中的“桩效应”分析: 2013年; 建立了天然气水合物钻探取样过程中"桩效应"的数学模型,通过解析分析,提出了取样高度的隐式解。分析了取样筒内径和样品与取样筒之间摩擦系数对取样高度的影响。参数分析表明,岩层的内摩擦角和粘聚力对取样高度也有很大的影响。取样深度对取样率的影响较小。; 朱杰然; 关键词：天然气水合物

南海天然气水合物取样技术现状及发展建议被引量：6: 2020年; 为了进一步完善南海天然气水合物钻探取样技术,在前期取样工具研发和现场试验的基础上,分析了南海取样环境和天然气水合物特性对天然气水合物钻探取样技术的需求,总结了天然气水合物取样技术的现状,分析了取样工具研发过程中工具尺寸、低温保温、密封阀和取样作业方式等方面遇到的技术难点,提出了满足实际需求采取的技术措施,研制了适用于南海天然气水合物取样的绳索保温保压取样工具,并探讨了天然气水合物取样技术今后的研究方向。研究结果为南海天然气水合物取样技术的进一步发展和完善提供了技术参考。; 任红; 关键词：天然气水合物

天然气水合物保温保压取心工具研制及现场试验被引量：16: 2018年; 天然气水合物一般赋存在深海海底浅层地层中,受扰动易分解,采用常规取心工具难以取得样品,为此进行了天然气水合物保温保压取心工具的研制与现场试验。采用三维设计软件设计了绳索式天然气水合物保温保压取心工具整体结构,介绍了伸缩插入式、活塞射入式、冲击器冲击式和马达旋转式4种类型取心工具的具体结构和工作原理;为使研制的取心工具具有保持温度和压力、压力补偿、快速打捞和减小取心扰动等功能,研究了保温保压取心关键技术。通过室内模拟分析保压密封阀、保温筒、压力补偿装置、岩心管、绳索打捞回收装置等关键部件,证明保压密封阀可保压30.0MPa,保温筒采取填充隔热复合材料二氧化硅气凝胶的方式,受环境温度的影响减小,其他部件的性能也都符合设计要求。南海LW3区块天然气水合物赋存区2口井13回次的取样试验结果表明,研制的绳索式天然气水合物保温保压取心工具能够成功取心,为国内天然气水合物的自主勘探取心提供了技术支撑。; 任红裴学良吴仲华周广清杨启贞许俊良; 关键词：天然气水合物保温保压取心工具

天然气水合物岩心带压转移装置研制与现场试验被引量：9: 2018年; 天然气水合物对温度压力条件的变化很敏感,温度或压力的扰动会导致烃类气体逸出,固体水合物趋于崩解。因此,在钻探获取天然气水合物岩心后,为将岩心在带压情况下转移和保存,必须配备一套与保温保压取心工具配套的岩心转移装置。在研发保温保压筒与转移仓之间压力平衡和岩心转移技术后,设计了一套采用液压缸拉动与压差推动岩心管相结合的岩心带压转移装置。室内和现场试验证明,带压转移装置控制灵活、耐压能力强、密封性好,能够实现天然气水合物岩心从水合物赋存区向实验室的带压转移,可为国内天然气水合物的自主勘探取样提供技术支撑。; 裴学良任红吴仲华许俊良周洪国孙艳军; 关键词：天然气水合物岩心

超深水NGH无隔水管取样钻柱非线性静力学分析被引量：4: 2017年; 绳索式钻探取样系统取样过程中,钻柱受到海流、波浪、岩土、钻井船漂浮及其他载荷因素的影响,其静态特性非常复杂,具有几何非线性与接触非线性的特点。鉴于此,考虑海洋环境载荷及海底岩土等对取样钻柱的作用,建立了完整的取样钻柱力学分析模型,研究取样钻柱非线性静力学特性,分析不同外界因素对取样钻柱静力学特性的影响规律。分析结果表明:超深水天然气水合物取样钻柱等效应力和最大弯矩均位于钻柱顶部迎流处,钻柱的最大弯曲变形发生在其顶端1/3偏下位置;海流流速、拖曳力系数及作业水深的增加均使得钻柱弯矩和弯曲变形增大。研究结果可为无隔水管取样钻柱的受力分析和现场施工提供参考。; 高光海仇性启董辉许俊良韩来聚; 关键词：静力学

南海超深水天然气水合物取样钻柱扭转振动分析: 2016年; 南海超深水天然气水合物钻探取样过程中,取样钻柱在海流、岩层及钻头波动等作用下将发生扭转振动,影响钻柱内部取样工具正常作业。根据钻柱结构特点及环境因素对钻柱作用特点,建立了与取样工况更加符合的钻柱扭转振动力学分析模型。采用数值求解方法,对取样钻柱进行了扭转振动特性分析。结果表明,取样海域钻柱以第1阶共振为主,共振振幅较大;钻柱从顶部到底部振动剧烈程度逐渐增加,底部共振振幅远大于顶部共振振幅;扭矩增加,钻柱共振振幅增大;不同岩层阻尼作用下,钻柱共振振幅变化较大。; 高光海仇性启董辉许俊良任红; 关键词：天然气水合物钻柱扭转振动动力响应

南海超深水取样钻柱纵向粘滑振动分析: 2016年; 针对南海超深水天然气水合物取样钻柱纵向粘滑振动问题,推导了纵向振动微分方程,采用非线性弹簧单元模拟了钻柱与岩层之间的粘滑摩擦。通过数值求解得到了钻柱纵向振动频率及振动位移,探讨了钻压、钻铤长度及作业水深对钻柱纵向振动的影响。结果表明：钻柱低阶振动频率所对应外载激励周期为1.5~4.0s,接近南海波浪运动周期,钻柱发生低阶共振几率较大;钻压的增加,使得钻柱振动位移减小;钻铤长度及作业水深的增加使得钻柱振动频率减小、振动位移增加,南海环境下钻柱更易发生低阶共振;钻柱发生1阶共振时振动位移约为近频率振动位移的8倍,共振危害程度较大。; 高光海仇性启董辉许俊良任红; 关键词：钻柱振动频率

深海实尺寸顶张力立管固有振动特性分析被引量：1: 2018年; 为了研究深海实尺寸顶张力立管的固有振动特性,建立了立管固有振动分析模型,并通过有限单元法编程求解,计算分析了立管顺流向及横流向振动固有频率及振型,同时分析了顶张力、海流流速及内流密度的变化对立管固有振动特性的影响规律。研究结果表明:立管顺流向振动固有频率高于横流向;立管顺流向与横流向振动固有振型不同,且均不是标准正弦曲线;顶张力的变化对立管振动固有频率及振型具有较大影响;海流流速的变化主要影响立管顺流向振动固有频率及振型;内流密度的变化主要影响立管振动固有频率及顺流向振动固有振型。研究结果可为深海顶张力立管复杂动态分析及精确设计提供参考。; 高光海崔运静仇性启束奇; 关键词：振动频率振型

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国家高技术研究发展计划(SS2013AA090602)