發(fā)布時(shí)間：2018-12-26 17:26

【摘要】：鹽巖體是國(guó)際上公認(rèn)的儲(chǔ)存能源的理想介質(zhì),在我國(guó),鹽巖礦床地下儲(chǔ)庫(kù)作為“西氣東輸”工程的配套工程,主要用來(lái)應(yīng)對(duì)因?yàn)榧竞蜃兓鶎?dǎo)致的調(diào)峰不協(xié)調(diào)和突發(fā)事件中的應(yīng)急供氣。其它國(guó)家鹽巖儲(chǔ)庫(kù)通常建設(shè)在深埋的鹽丘中,且大多屬垂直儲(chǔ)庫(kù),但我國(guó)鹽巖礦床的特征為:鹽巖層數(shù)相對(duì)較多,單層厚度較薄、軟弱夾層較多,直接應(yīng)用國(guó)外建造垂直型鹽巖儲(chǔ)庫(kù)的工藝,必然會(huì)穿過(guò)較多的夾層,一方面儲(chǔ)庫(kù)建造的復(fù)雜程度和難度不斷增加,另一方面在后期運(yùn)營(yíng)中,儲(chǔ)庫(kù)的穩(wěn)定性同樣會(huì)受到極大的影響�；谖覈�(guó)鹽巖礦床的特點(diǎn),本文以層狀鹽巖礦床中水溶造腔為背景,通過(guò)實(shí)驗(yàn)和數(shù)值模擬相結(jié)合的方式對(duì)鹽巖水平溶腔的造腔過(guò)程中的傳熱—對(duì)流—傳質(zhì)耦合作用下流體運(yùn)移進(jìn)行研究,研究成果對(duì)工程實(shí)踐有一定的指導(dǎo)意義。主要研究?jī)?nèi)容如下:(1)建立與工程中鹽巖水平溶腔相似的圓柱形腔體模型。本文采用量綱分析法中的π定理建立相似準(zhǔn)則,并確定工程與模型的相似比,根據(jù)相似比確定實(shí)驗(yàn)中的管柱參數(shù)和流量大小等,為了利于觀測(cè)實(shí)驗(yàn)中的流體運(yùn)移情況,模型腔體采用有機(jī)玻璃制成,實(shí)驗(yàn)過(guò)程與實(shí)際工程中的注水排鹵工藝相同,完成實(shí)驗(yàn)前的準(zhǔn)備工作。(2)流體運(yùn)移示蹤劑法實(shí)驗(yàn)�？紤]不同套管間距、注水流量、鹽水濃度、循環(huán)方式以及射流方式五種工藝條件下的流體運(yùn)移規(guī)律差異。得出鹽巖水平溶腔流場(chǎng)分布從上到下依次為:緩沖擴(kuò)散區(qū)、對(duì)流擴(kuò)散區(qū)和飽和沉淀區(qū)。緩沖擴(kuò)散區(qū)為鹽巖溶蝕的主要區(qū)域,對(duì)流擴(kuò)散區(qū)是高濃度鹽水與低濃度鹽水的混合的主要區(qū)域,飽和沉淀區(qū)的鹽水濃度幾乎接近飽和,所以此區(qū)域的鹽巖溶解速度很小�；谖宸N工藝對(duì)水平溶腔流體運(yùn)移的綜合評(píng)價(jià),建議套管間距為20 m,注水流量為150 m3/h,循環(huán)方式采用正循環(huán),射流方式采用單孔射流,較有利于鹽巖水平溶腔的建造。同時(shí)實(shí)際工程中要采取一定的措施合理控制上溶,且在設(shè)計(jì)管柱系統(tǒng)在水平鹽巖層中的位置時(shí),在保證留有底板的前提下,管柱系統(tǒng)盡量選擇鹽巖層較低層位,以滿足腔體穩(wěn)定性和對(duì)鹽巖層空間利用率的最大化。(3)THC耦合作用下鹽巖水平溶腔造腔期流體運(yùn)移數(shù)值模擬。通過(guò)FLUENT軟件對(duì)造腔期的流場(chǎng)、濃度場(chǎng)和溫度場(chǎng)進(jìn)行數(shù)值模擬,研究不同套管間距、注水流量和循環(huán)方式三種工藝條件下,THC耦合作用下的流體運(yùn)移規(guī)律,得出巖鹽水平溶腔流場(chǎng)分布規(guī)律:從中心管注入的淡水明顯的向腔體上部偏轉(zhuǎn)運(yùn)移,進(jìn)入腔體頂部的緩沖擴(kuò)散區(qū),然后遇到腔體上壁面限制后,沿上壁面運(yùn)移,緩沖擴(kuò)散區(qū)的流速最大,飽和擴(kuò)散區(qū)的流速最小,對(duì)流擴(kuò)散區(qū)的流速居中。巖鹽水平溶腔濃度場(chǎng)分布規(guī)律:除了注水口區(qū)域的鹽水濃度較低以外,其它區(qū)域的鹽水濃度均較高。巖鹽水平溶腔溫度場(chǎng)場(chǎng)分布規(guī)律與濃度場(chǎng)分布規(guī)律相似�；谔坠荛g距、注水流量和循環(huán)方式三種工藝對(duì)THC耦合作用下的鹽巖水平溶腔流體運(yùn)移的綜合影響,建議套管間距為20 m,注水流量為150 m3/h,循環(huán)方式采用正循環(huán),較有利于鹽巖水平溶腔的建造。(4)鹽巖水平溶腔腔體邊界擴(kuò)展規(guī)律研究。注水開(kāi)采初期,腔內(nèi)流體流動(dòng)主要集中在進(jìn)水口與出水口之間,注入淡水對(duì)出水口的左端區(qū)域擾動(dòng)幾乎很小,該區(qū)域的流體流速極小,溶鹽高度極小。隨著注水時(shí)間的增長(zhǎng)及溶解的進(jìn)行,注水口的鹽巖溶解高度明顯高于出水口,且注水口上部鹽巖溶解高度為整個(gè)溶腔內(nèi)溶鹽高度最大的位置,其它位置的鹽巖溶解高度逐漸減小。在100天注水時(shí)間內(nèi),鹽巖水平的溶腔形狀由開(kāi)始的扁平型變成楔型。注水周期內(nèi),隨著溶解的不斷進(jìn)行,出水口流速明顯降低,但降低的速率逐漸減小;腔內(nèi)以及出水口的濃度隨注水時(shí)間的增加呈逐漸增大的規(guī)律,然后隨注水時(shí)間的增長(zhǎng)逐漸趨于平穩(wěn);腔內(nèi)以及出水口的溫度隨注水時(shí)間的變化規(guī)律與濃度的變化規(guī)律相似。
[Abstract]:......
【學(xué)位授予單位】：太原理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類(lèi)號(hào)】：TD31

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2392445