抽油杆疲劳寿命计算研究

抽油杆是有杆抽油中三抽设备的关键部件之一。其服役寿命直接影响油井的产量、失效概率以及修井作业的成本,准确预测其疲劳寿命具有十分重要的意义。对直井和定向井分别建立了计算抽油杆轴向载荷的数学模型,计算出了抽油杆所受的轴向力。同时,建立了疲劳寿命的预测模型,计算了不同形状裂纹的几何形状因子和应力强度因子。并根据以上理论,编写了计算机程序,能计算有初始裂纹和无初始裂纹抽油杆柱的疲劳寿命。采用Forman模型预测抽油杆疲劳寿命,其特点是在Paris模型的基础上考虑了应力比R,计算结果更加准确。同时,分析比较计算结果可得:裂纹初始长度对抽油杆柱的使用寿命影响较大。文中给出的方法简单,精度较高,便于工程应用。     

(Ce_(0.67)Tb_(0.33))MgAl_(11)O_(19)荧光粉的溶胶-凝胶法合成及发光性能

采用溶胶凝胶法合成（Ｃｅ０．６７Ｔｂ０．３３）ＭｇＡｌ１１Ｏ１９绿色荧光粉。利用ＴＧ－ＤＴＡ和ＸＲＤ等实验技术，研究了荧光粉的形成过程，找出了最佳合成条件，并对其粉体形貌和发光性能进行研究。结果表明，用溶胶凝胶法合成的（Ｃｅ０．６７Ｔｂ０．３３）ＭｇＡｌ１１Ｏ１９是一种性能优良的荧光粉。     

油气井工程中地应力场反演研究的发展

在石油勘探开发中,地应力研究区块较大,而测量的已知参数信息量少,直接用有限元数值模拟所得的结果往往与实际情况有较大的偏差,这些问题成为地应力理论分析和数值模拟的“瓶颈”。为此提出将反演理论引入油气勘探开发的“深部”复杂地层地应力研究,并详细论述了地应力场反演研究在油气井工程中的应用和发展。将岩土工程反演理论和有限元数值模拟相结合,引入油气井工程深部地层中地应力分布与勘探井、开发井准确定井位以及生产井中套管损坏机理的研究中,将在该领域突破理论和方法上的研究“瓶颈”。最后对于推动地应力场反演理论在油气井工程深部地层中的应用与发展,提出了研究中应解决的关键技术问题。     

含微裂纹油井套管的抗内压断裂强度预测

API 5C3抗内压屈服设计的基本原理是管内壁屈服即失效,实际上,管内壁开始屈服并不会丧失密封和结构的完整性,内壁屈服在实际试验和现场应用中都体现不出来,爆裂能真实体现套管丧失密封的完整性.当裂纹深度大于管壁厚的5%时,失效形式是一种裂纹扩展失稳,应采用基于断裂力学理论的裂纹失稳断裂公式来预测套管的断裂压力,并与ISO的韧性爆裂压力对比,以二者中小者为准.ISO10400:2007给出了油井套管的JIC值,由JIC和油井套管临界应力强度因子KIc的关系可求得油井套管的KIC值,根据KIC与预测断裂压力的失效评估图(failure assessment diagram,FAD)就可以预测出不同裂纹深度油井套管的抗内压断裂强度.FAD为油井套管的抗内压设计提供了一种重要的参考依据.     

钻铤双台阶螺纹接头尺寸偏差对接触特性的影响

提出了双台阶螺纹接头预紧力的计算方法。基于ANSYS分析平台开发了集参数化几何模型、网格划分、约束及载荷施加于一体的石油钻铤双台阶螺纹接头自动建模程序。考虑材料非线性和接触表面非线性,对标准螺纹接头进行了弹塑性接触应力应变分析,给出了预紧载荷、拉伸载荷和内外压工况下接头的应力应变云图及螺牙面的接触应力曲线。同时分析了公接头存在尺寸偏差时接头应力应变的变化规律,为确定合适的接头长度偏差及螺纹偏差提供了理论依据。     

电解液化学保护锂金属电池负极的研究进展

锂金属电池被认为是最具潜力的高能量密度储能器件之一,但是锂金属电池负极低库仑效率及不可控的枝晶生长等问题阻碍了其商业化进程.在锂金属电池中,电解液会直接参与固态电解质界面膜(SEI)的形成,对锂金属负极的库仑效率、枝晶生长等产生重要影响.传统LiPF6基酯类电解液中,锂金属库仑效率低,且锂枝晶现象严重.近年来通过电解液添加剂、溶剂、锂盐以及锂盐浓度等途径调控电解液化学,在锂金属负极保护上取得了显著效果.例如,采用与锂金属负极兼容性更佳的醚类溶剂,可以降低电解液与锂金属的反应性;采用多种添加剂与新型锂盐复配可以有效抑制锂枝晶的形成;采用高浓度锂盐电解液,可以形成稳定SEI膜等.本文综述了锂枝晶的生长原理以及通过溶剂、锂盐、添加剂和高浓度电解液等策略调控电解液化学保护锂金属电池负极的研究现状,总结了各种途径的优势及局限性.并对锂金属电池电解液的发展提出了新的见解,以激发新的策略面对锂金属电池后续的挑战.     

纳米级ZnO—TiO2复合粉体的制备及其性能表征

利用ＺｎＳＯ４和Ｔｉ（ＳＯ４）２为原料,在合成纳米ＴｉＯ２粉体的基础上,将ＴｉＯ２微粉分散在（ＮＨ４）２ＣＯ３溶液中,进一步将ＺｎＣＯ３的形成沉淀出来,于３００℃煅烧２ｈ,即可制得纳米级ＺｎＯ－ＴｉＯ２复合粉体,其粒径约３０－９５ｎｍ。     

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石油钻柱在钻进过程中,工作环境恶劣,在井位、地质条件及钻进参数等综合因素的影响下,不仅承受着由交变载荷引起的应力突变,还承受着钻具涡动和振动引起的巨大冲击载荷。钻柱在井下既自转又反转,尤其在斜井或大环歇井中时,偏心反转和工作载荷产生的较大交变弯曲应力常造成钻柱疲劳破坏。为此,文章在用动力学观点初步分析了钻柱失效机理的基础上,应用断裂力学等相关知识,对钻柱进行了三轴应力分析,并提出了考虑钻柱进动与反进动的疲劳寿命计算模型。该模型能反映运动状态对寿命的影响,可用于无裂纹钻杆和有裂纹钻杆疲劳寿命预测,计算结果对钻柱的合理使用及预防钻柱失效有较好的指导意义。     

长余辉蓄光玻璃的制备及其性能研究

利用传统陶瓷制备方法合成了SrAl2O4:Eu,Dy长余辉发光粉体,该磷光体主发射波长位于520nm,余辉时间长达8h以上。并以硼硅酸盐低熔点玻璃为底材,掺杂该发光粉体,在一定温度下烧成,结果制得长余辉蓄光玻璃。研究还表明,烧成温度对该玻璃的发光性能影响较大,随着温度的升高,发光强度及余辉时间明显下降。