天然气水合物钻井泥浆冷却系统研究及优化

【摘要】：在天然气水合物钻探中,低温泥浆可以抑制水合物分解,对钻获水合物样品十分重要。吉林大学研制的泥浆冷却系统换热器选择同轴套管式对流换热的冷却方式,载冷剂与泥浆全程逆流。在青海祁连冻土带天然气水合物科学钻探项目中,泥浆冷却系统能够快速冷却泥浆,并将泥浆温度动态维持在低温范围内,达到了设计要求,对钻获天然气水合物样品起到重要的作用。为今后能够为水合物勘探提供更加有力的技术支持,对传热机理与换热器结构进行了进一步研究,设计了三层套管式换热器,换热面积和对流换热系数均大幅度提高,经理论计算与数值模拟,新型换热器换热效率显著提高,满足设计要求所需换热长度明显降低,同时降低了泥浆冷却系统的能量消耗和设备体积。 【作者单位】： 中国地质科学院勘探技术研究所;吉林大学建设工程学院;
【关键词】： 天然气水合物 泥浆冷却系统 换热器 同轴套管 三层套管 换热效率 换热长度
【基金】：中国地质调查局地质大调查项目“青藏高原冻土带天然气水合物调查评价”(项目编号:1212010818055) 中国地质调查局天然气水合物勘查与试采专项“陆域天然气水合物试采技术与工程”(项目编号:GZHL20110326)
【分类号】：TE254
【正文快照】： 取心钻探是勘探天然气水合物最直接、最准确的方法,也是验证其他勘查方法(如地球物理、地球化学等)的必要手段[1]。在水合物取心钻探过程中,钻头破碎岩石、钻杆与孔壁间的摩擦等会产生热量,钻井泥浆温度的升高不利于水合物样品的获取,容易引起塌孔等事故[2]。在陆域冻土带天然

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