天然气水合物沉积物等效变弹性模量损伤本构模型

论文摘要

准确描述水合物沉积物的变形规律和力学性质是经济安全开发天然气水合物资源的重要前提。天然气水合物沉积物受到有效围压和水合物含量等多种因素的影响从而表现出应变软化和应变硬化两种力学特性。为精确描述其变形特性,基于复合材料细观力学混合率理论和岩石孔隙损伤理论,考虑岩石统计损伤,考虑水合物含量、围压和沉积物内部孔隙变化对天然气水合物沉积物力学性质的影响,结合水合物沉积物的微元强度统计分布规律,建立了天然气水合物沉积物等效变弹性模量损伤本构模型,并建立了全部参数的确定方法。与已有实验研究结果对比表明,该模型不仅可以很好描述水合物沉积物的变形规律和力学特性,且具有模型参数易于确定、便于使用的优点。所建模型可用于水合物沉积物破碎工艺选择中的破碎模拟和破碎成孔中的孔稳定性分析评估,对非成岩天然气水合物的经济安全开采具有一定推动作用。

论文目录

• 1 等效变弹性模量模型
•   1.1 含天然气水合物沉积物的等效弹性参数
•   1.2 弹性模量变化分析模型
• 2 损伤本构模型建立
•   2.1 基本表达式
•   2.2 微元强度的度量
• 3 损伤本构模型参数确定方法
•   3.1 Weibull分布模型参数确定
•   3.2 等效弹性参数模型参数确定
• 4 模型验证及对比
• 5 结论

文章来源

类型: 期刊论文

作者: 祝效华,孙汉文,赵金洲,张烈辉,张爽

关键词: 天然气水合物,本构模型,统计损伤,屈服强度,力学响应

来源: 石油学报 2019年09期

年度: 2019

分类: 工程科技Ⅰ辑

专业: 石油天然气工业

单位: 西南石油大学机电工程学院,中国石油集团安全环保技术研究院有限公司

基金: 国家自然科学基金项目(No.51674214),四川省青年科技创新研究团队项目(2017TD0014),四川省科技计划国际合作计划项目(2016HH0008)资助

分类号: TE31

页码: 1085-1094

总页数: 10

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