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天然气水合物开发模拟实验装置评价与最优化研究

作　者: 安莹
导　师: 赵仕俊
学　校:
专　业: 控制工程
关键词: 天然气水合物 开采方法 模拟实验 实验模型 优化设计
分类号: TE319
类　型: 硕士论文
年　份: 2012年
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内容摘要


天然气水合物是一种备受世界各国关注的新能源。目前国内外天然气水合物研究主要是室内的物性测试和开发模拟实验研究。因此，天然气水合物开发模拟实验装置的研究对将来更加深入广泛的开展天然气水合物研究具有重要意义。本课题大量查阅了天然气水合物开发实验装置和测试技术的国内外最新资料，基于已掌握的机械、电子、信息、传感器及相关测试技术，通过分类与比较研究，弄清了目前国内外天然气水合物开发实验仪器与测试技术的发展水平。研究表明，国内外现有的天然气水合物开采方法可分为传统开采法和新型开采法两类，传统开采方法包括降压法、热激发法和化学试剂法，新型开采方法包括CO2置换法、压裂法、固体开采法和混合法。通过对不同类型开采方法的天然气水合物开发模拟实验装置的资料进行详细分析，研究了天然气水合物不同开采方法的试验技术，完成了对现有天然气水合物开发模拟实验技术的综合评价。根据天然气水合物开采模拟实验装置的特点和发展趋势，提出了天然气水合物开采模拟实验装置的优化设计方案，以此可作为天然气水合物研究课题设计和实验室建设的重要参考依据。优化设计的天然气水合物CO2置换模拟实验装置，详细分析了它的模块结构和功能以及实验流程。本装置的主要功能是模拟CO2气态、液态和乳化液态置换反应的实验，其设计优点是可对强化置换开采方法CO2乳化液置换法进行详细全面的实验研究，为实际应用提供理论数据。本研究成果为深入广泛的开展天然气水合物研究进行的课题设计、仪器设计和实验室建设奠定基础，从而把我国天然气水合物实验测试技术水平推进到世界先进水平。因此，对天然气水合物开发模拟实验装置的研究不仅具有重要的科学价值，同时具有重要的工程应用价值。

全文目录


摘要  4-5
Abstract  5-10
第1章 绪论  10-15
  1.1 课题研究的目的和意义  10-11
  1.2 国内外 NGH 开发模拟实验装置现状  11-12
  1.3 课题主要研究内容  12-13
    1.3.1 研究目标  12-13
    1.3.2 研究内容  13
    1.3.3 技术路线  13
  1.4 论文组织结构  13-15
第2章 天然气水合物简介  15-21
  2.1 天然气水合物结构和性质  15-18
    2.1.1 天然气水合物结构  15-16
    2.1.2 热力学性质  16-17
    2.1.3 动力学性质  17-18
  2.2 NGH 开发技术的发展  18-21
    2.2.1 实验室模拟技术  19
    2.2.2 开采技术  19-21
第3章 天然气水合物开采方法探讨  21-30
  3.1 概述  21-22
  3.2 热激发法  22-23
  3.3 降压法  23-24
  3.4 化学试剂法  24-25
  3.5 CO2置换开采法  25-26
  3.6 压裂开采法  26
  3.7 固体开采法  26-28
  3.8 混合开采法  28-30
第4章 天然气水合物开发模拟实验技术  30-71
  4.1 概述  30-31
  4.2 降压法开发模拟实验装置  31-47
    4.2.1 国内主要实验装置  31-40
    4.2.2 国外主要实验装置  40-47
  4.3 热激发法开发模拟实验装置  47-54
    4.3.1 注热开发实验装置  47-51
    4.3.2 微波作用实验装置  51-54
  4.4 注化学试剂开发模拟实验装置  54-56
  4.5 CO2置换法开发模拟实验装置  56-61
  4.6 超声波作用  61-64
  4.7 综合性典型实验装置  64-69
  4.8 模拟实验技术发展趋势  69-71
第5章 天然气水合物开发模拟实验装置综合评价  71-84
  5.1 实验装置的功能  71-75
  5.2 实验装置技术特性  75-76
  5.3 实验装置系统结构分析  76-84
    5.3.1 高压反应系统  76-78
    5.3.2 供给系统  78-79
    5.3.3 控制器选择  79
    5.3.4 检测测量系统  79-81
    5.3.5 数据采集系统  81-83
    5.3.6 软件设计  83-84
第6章 天然气水合物 CO2置换开采模拟实验装置优化设计  84-92
  6.1 设计目的和意义  84
  6.2 技术要求  84-85
  6.3 装置设计  85-92
    6.3.1 实验流程设计  85-89
    6.3.2 技术参数  89-90
    6.3.3 技术特征  90
    6.3.4 实验步骤  90-92
第7章 结论与展望  92-94
  7.1 论文总结  92
  7.2 论文创新点  92-93
  7.3 课题研究展望  93-94
参考文献  94-100
致谢  100

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中图分类: > 工业技术 > 石油、天然气工业 > 油气田开发与开采 > 基础理论 > 模拟理论与计算机技术在开发中的应用
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