岩土力学 ›› 2026, Vol. 47 ›› Issue (5): 1777-1787.doi: 10.16285/j.rsm.2025.0577CSTR: 32223.14.j.rsm.2025.0577
陈祥胜1, 2,施锡林3,李银平3,丁海滨1, 2,罗如平1, 2
CHEN Xiang-sheng1, 2, SHI Xi-lin3, LI Yin-ping3, DING Hai-bin1, 2, LUO Ru-ping1, 2
摘要: 准确揭示盐腔压力和温度演化规律是分析盐穴储氢库稳定性和密闭性安全的必要条件。基于循环注采作用下腔内热- 流-固耦合效应,建立了腔内温度和压力演化模型,提出了围岩温度影响区范围和热应力计算方法。模型的有效性和准确性得到了加拿大Melville盐穴储库现场温度和压力监测数据的验证,吻合度高达90%以上。研究结果表明:循环注采作用下盐穴储氢库腔内温度随时间呈浪花形周期性变化,函数关系为分段的双指数函数;腔内压力随时间呈异形锯齿波周期性变化,函数关系为分段的线性函数与双指数函数。二者首先经历同步上升(注氢)或下降(采氢)阶段,注采停止后转向同步稳定阶段,各阶段持续时间主要由注采压力、流量以及围岩对流换热效应控制。日注采模式下,同步稳定阶段的压力在短期内变化极其缓慢,压力将演变为梯形波周期性变化。循环注采期间围岩因腔内温度变化将派生出热应力和附加位移,8~16 MPa的单一注采工况下,盐腔温度波动影响范围主要集中在腔壁围岩5 m范围之内。由于氢气的热传递和对流换热效率最高,注采氢在围岩中的温度影响区大于其他能源存储气体。
中图分类号: TU 452| [1] | 舒 才,王宏图,施 峰,胡国忠,. 基于两能态吸附热理论的煤层瓦斯流动热-流-固多场耦合模型[J]. , 2017, 38(11): 3197-3204. |
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