盐穴地下储气库水溶造腔管柱的动力稳定性试验研究

摘要

针对建设盐穴地下储气库在实施单井油垫法水溶造腔过程中经常出现的造腔管柱破损和失稳问题,开展了水溶造腔管柱的动力稳定性试验研究,结合现场调研和理论分析结果,揭示出管柱抗弯刚度、悬伸长度及过流面积等是影响管柱动力稳定性的关键参数.据此设计出悬臂管动力失稳物理模型试验装置,开展了水溶造腔管柱磨损和动力失稳的试验研究.试验中观察到5种力学响应现象:①水锤现象;②静力屈曲:③混沌运动;④“类悬臂管”受迫振动;⑤不同端部条件影响现象.试验结果表明,引起水溶造腔管柱液—固耦合失稳现象的主要原因包括:①造腔水流的波动性易引起水锤和受迫振动现象,超长的受限空间悬臂结构管柱易“放大”这种现象;②过大的造腔注水流量可能引起造腔管柱发生静力屈曲或混沌运动;③造腔管柱结构和力学特性对造腔管柱系统的稳定性和安全性有着重要影响.