水射流破碎南海含水合物沉积物数值模拟研究

潘栋彬^1,2，陈晨^1,2,3，杨林^1,2，靳成才^1,2，李曦桐^1,2，刘书源^1,2，陈勇^1,2，朱江^1,2

1. 吉林大学建设工程学院2. 自然资源部复杂条件钻采技术重点实验室3. 超硬材料国家重点实验室

摘 要：为研究高压水射流切割、破碎南海天然气水合物储层的过程,采用著名的LS-DYNA显示动力分析有限元程序,对淹没状态下,水射流破碎海底含水合物沉积物过程进行数值模拟研究,研究了不同射流速度对高压水射流作用下含水合物沉积物破碎效果的影响规律。随着射流速度的增大,冲蚀深度逐渐增大,两者呈线性递增关系。含水合物沉积物冲蚀体积是轴向冲蚀与径向冲蚀共同作用的结果,射流速度越大,对含水合物沉积物的轴向与径向冲蚀作用增强,加大了含水合物沉积物冲蚀体积递增速率。

关键词：天然气水合物;高压水射流;数值模拟;冲蚀深度;冲蚀体积;