冻土区天然气水合物钻井泥浆冷却系统设计及关键参数计算

【摘要】：泥浆冷却技术是天然气水合物钻探的关键技术之一,低温泥浆可以抑制天然气水合物在钻进和提钻过程中分解,有利于钻获水合物实物样品。新型天然气水合物钻井泥浆冷却系统主要包括载冷剂制冷器、翅片管式换热器、温度监测与记录和防冻装置4部分。制冷机组采用变频启动,减小了野外施工中配套发电机的功率,大幅度降低油料消耗;翅片管式换热器中泥浆与载冷剂对流换热,换热面积大,换热效率高;温度监测与记录装置对4个关键节点的温度进行监测和记录,同时防冻装置可防止泥浆在换热器中结冰堵塞,影响正常使用。运用传热学和流体力学理论对泥浆与载冷剂对流换热过程进行计算,在满足制冷要求的前提下,换热器换热面积是10.58 m2,管路压力损失为0.34 MPa。 【作者单位】： 中国地质科学院勘探技术研究所;
【关键词】： 天然气水合物 钻探 取心 低温泥浆 泥浆冷却 换热面积 压力损失
【基金】：中国地质调查局地质大调查项目“天然气水合物勘查与试采专项”(GZHL20110321)
【分类号】：P634
【正文快照】： 0前言天然气水合物是碳氢分子和水分子在低温、中高压条件下形成的笼状结构结晶化合物[1~3],具有埋藏浅、能量密度大、分布范围广、储量大等突出优点[4~6]。钻探取心是鉴别天然水合物、探明水合物储量最直接、最准确的手段,为今后大规模开采提供依据[7]。在冻土区天然气水合物

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