适用于深水浅层非成岩天然气水合物固态流化开采的伞式工具

摘要：

为了解决已有的天然气水合物(以下简称水合物)采掘工具不适用于大规模、大范围矿层开采而影响开采效率和经济性的问题,基于水合物固态流化开采法的技术思路及工艺特点,设计研发了一种可用于破碎并收集水合物的伞式工具;依据开采工况建立了该伞式工具的三维结构模型,并通过仿真对其进行了稳态力学模拟分析,进而对其开采效果进行了预估.研究结果表明:①伞式工具处于工作状态时,工具整体不会发生失稳现象,最大应力处发生在刀翼与外管杆的连接处,其应力值小于该处所用材料的屈服强度,其余部位的应力值也均在所使用材料的屈服极限内;②该工具刀翼发生侧偏时,结构上有可能产生形变从而影响开采范围,但不会影响旋转破碎水合物;②在开采扭矩的动力传递中,钻杆最大等效应力值小于材料的抗扭强度,且整体并没有发生扭曲变形,仅产生了可忽略的位移量;④采用伞式工具进行水合物开采,其日采掘量可满足经济性要求,具有用于水合物商业化开采的潜力.

关键词：天然气水合物、固态流化开采、伞式工具、破碎、设计、结构力学分析、稳态、经济可行性

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资助基金：中国博士后科学基金面上项目2017M623061;石油天然气装备教育部重点实验室开放基金项目OGE201702-13

在线出版日期：2019-05-06（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共7页

页码：133-139