文档名：深水天然气水合物开采立管力学特性数值模拟研究
深水天然气水合物作为新兴的非传统能源,拥有巨大的储量和开发潜力.天然气水合物开采立管是水合物从海底运输到水面平台的关键设备,外部海洋环境载荷及内部水合物分解多相流共同作用将会造成天然气水合物开采立管产生复杂的变形,甚至威胁其安全.为了研究深水天然气水合物开采过程中生产立管力学响应特性,建立了考虑内部天然气水合物多相流相变和外部海洋环境载荷的水合物开采立管力学分析模型.该模型通过有限元方法进行离散,并采用Newmarkβ法进行求解.以天然气水合物固态流化开采工艺为例,分析了井筒内天然气水合物分解规律及立管位移、应力响应特性.研究成果表明:水合物在立管中部开始分解产生气体,造成管内压力降低.两端固定连接且没有浮力块配置的水合物生产立管,应力由顶部向底部降低,最大应力始终出现在顶端连接部位.随着水合物含量增加以及生产排量降低,立管位移降低,中下部应力明显增加.水合物开采立管位移和应力随着风速和海流流速增加而增加,随着海流流速增加允许水合物立管安全生产作业的窗口逐渐减小.研究成果可以为深水天然气水合物立管的安全生产及操作提供指导.
作者：曾松 毛良杰 李隽
作者单位：西南石油大学油气藏地质及开发工程国家重点实验室成都610500中国石油勘探开发研究院北京100083
母体文献：第十六届全国水动力学学术会议暨第三十二届全国水动力学研讨会论文集
会议名称：第十六届全国水动力学学术会议暨第三十二届全国水动力学研讨会
会议时间：2021年10月29日
会议地点：江苏无锡
主办单位：中国力学学会,中国造船工程学会
语种：chi
分类号：TE8TE6
关键词：天然气水合物 开采立管 力学特性
在线出版日期：2022年5月27日
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