基于改进电压扰动法的光伏MPPT

光伏发电系统MPPT控制的根本目的是能够稳、快、准地找到光伏电池的最大功率点,并保持最大功率输出状态。分析了电压扰动法的优劣,得到扰动步长的控制和环境突变时工作点的变化会对误判造成影响。为避免误判,采用自寻优化方法来改进传统的电压扰动法,不仅缩短了响应时间,还降低了振荡,大大提高了能量的转换效率。最后通过仿真实验验证了改进的效果。     

含不同腐蚀缺陷输油管道抗震性能分析

为对比分析含有不同单点腐蚀缺陷的输油管道的抗震性能,采用有限元软件ADINA建立地震作用下的架空管道与内部流体的液固耦合模型。通过对比不同腐蚀深度和不同腐蚀位置下管道的位移、应力峰值及特殊点处的位移、应力情况,分析腐蚀深度及内外腐蚀对管道抗震性能的影响,从而对实际工程中的管道设计及检修起到一定的指导意义。分析表明,对于管道,外腐蚀比内腐蚀对管道的抗震性能影响更大;随着腐蚀深度增加,管道的应力的涨幅越来越大;无论是内腐蚀还是外腐蚀,当管道腐蚀深度超过管壁厚度的70%时,在地震作用下管道都有破坏危险。     

液化天然气加气站低温潜液泵进口管路布置讨论

针对液化天然气加气站因储气罐与低温潜液泵相对位置不当引起液化天然气输送不畅的问题,通过分析管道倾斜程度对输送液化天然气气液两相流的影响,提出了正确设计两者相对位置的垂直-水平设置管路的方法。     

利用三维多项式曲面拟合的子体波形主成分分析剥离火成岩强屏蔽

火成岩对地震波具有极强的屏蔽和吸收作用,并常形成强反射,造成火成岩下伏地层的地震资料品质变差。为了剥离火成岩强反射,可根据解释的火成岩层位信息设置相应的时窗宽度,通过搜索纵、横向地震波形特征准确获得火成岩层位,实现局部层拉平,再利用子体波形主成分分析(PCA)剥离火成岩强反射。基于此,采用三维多项式曲面拟合代替Wheeler变换实现局部层拉平,形成了基于三维多项式曲面拟合的子体波形PCA火成岩强屏蔽剥离技术,避开了Wheeler变换在实际应用中由于火成岩反射同相轴无法拉平而带来的重构地震信号局部失真问题。同时,在剥离过程中无需引入振幅阈值控制,对于火成岩反射振幅横向变化快的问题,只要在设置的子体窗口范围内火成岩反射振幅变化不大,就可以提取该子体窗口的火成岩强反射,并通过滑动子体窗口,在横向剥离火成岩强反射,提高了方法的实用性。模型测试和实际资料应用表明,该方法剥离的火成岩强屏蔽横向连续性强,能够较准确地剔除火成岩强反射界面的综合响应,在一定程度上削弱了火成岩对下伏地层反射波的屏蔽作用,提高了对地震弱反射的识别能力,为弱信号的能量补偿和后续处理奠定了基础。     

基于压力的马氏漏斗黏度在线检测方法

针对马氏漏斗黏度手动测量方法存在的工作量大、测量精度低、监测不连续等问题,从马氏漏斗黏度检测的原理、结构、算法等方面研究钻井液的在线检测过程,基于液位高度与液柱压力的关系,提出了一种钻井液马氏漏斗黏度的在线检测方法,并研制了一套实验装置。通过仿真模拟和中原油田钻井现场试验,验证了测试系统的准确性,系统精度达到±1 s。综合分析钻井液马氏漏斗黏度的影响因素,从溢流口形状、漏斗改造工艺和液位检测精度等方面优化在线检测方法,实验装置的钻井液密度测量误差低于3%,黏度测量误差低于2%。提出的马氏漏斗黏度在线检测方法及其实验装置可较好完成对常规钻井液的密度和马氏漏斗黏度的在线检测,具有较好的适应性和较高的自动化程度。在满足检测精度的前提下,在线检测方法和实验样机可较好代替现场人工检测,提高了油田的智能化水平。      

基于离散元法的砾岩地层三棱齿切削破岩数值模拟

三棱齿因具有强抗冲击性与高耐磨性,可提高PDC钻头在砾岩地层中破岩效率及寿命,但在砾岩地层中的破岩机理及破岩效果不明确,导致砾岩地层中三棱齿PDC钻头设计缺乏理论依据。针对上述问题,基于离散元法建立了三棱齿切削破碎砾岩的数值仿真模型,研究不同砾石与胶结物基质黏结强度差情况下砾岩破岩形式与过程,并分析了三棱齿直径及后倾角对三棱齿切削力及砾岩破碎过程中岩石裂纹拓展的影响。结果表明:在黏结强度差大于70 MPa时,砾石会直接被剥离,而强度差小于40 MPa时,砾石直接被破碎;2种黏结强度差情况下,三棱齿直径为16 mm,后倾角为15 °时,切削破碎砾岩效率均能达到最高。该研究对三棱齿PDC钻头设计具有理论意义。     

过筛管爆燃压裂技术

针对海上油田筛管完井的油井常规酸化压裂措施受平台空间局限的问题,研发了过筛管爆燃压裂工艺。运用火药参数优化分析方法,研发了径向燃速为3.57 mm/s(环境压力为6.0 MPa),火药力为669 kJ/kg,耐温可达178 ℃(48 h)的HY-1推进剂火药;利用筛管孔眼压降和压挡液柱井斜模型,编制了高精度筛管完井爆燃压裂模拟软件;进行了地面打靶实验和井下打靶试验,结果显示,火药安全用量不大于3.2 kg/m,且井下峰值压力小于46.8 MPa与地层压力之和时,可达到既能压开储层又不破坏筛管的效果,2口试验井分别取得2.7倍和3.0倍增油的显著效果。过筛管爆燃压裂技术可为海上油田筛管完井的油井的增产增效提供新的技术方向。     

页岩油藏单相流体低速渗流特征

页岩油气的有效动用条件及可动性评价方式与常规油气相比存在明显差异,为探究页岩油在微纳米孔隙中的渗流特征,采用低速渗流实验对国内外典型页岩区块潜江凹陷、济阳坳陷、美国鹰滩储层单相流体的低速非达西渗流规律进行了研究。研究结果表明:页岩油低速渗流特征主要受液固界面的边界层效应、滑移长度和渗流通道的影响。潜江凹陷渗流曲线呈下凹形特征,压力梯度越小,液固界面作用力越强,非线性段越明显;济阳坳陷受岩心微裂缝发育影响明显,低压力梯度时无机孔、微裂缝等大孔隙是主要流动通道,表面粗糙度及迂曲度低,随压力梯度增大,小孔及有机孔中流体参与流动;鹰滩储层受矿物组成与孔隙结构影响,渗流特征呈现2段斜率不同的线性段,随压差增大渗流阻力增加。该研究明确了微纳米孔隙中页岩油低速渗流的主要特征及影响机制,为制订页岩油开发方案,指导页岩油高效开发提供了理论依据。     

铸铁表面双光束激光熔覆温度场与应力场分析

为了减少熔覆开裂,提高熔覆质量,本文采用一定光束间距的并联双光束激光对铸铁表面进行熔覆,建立熔覆过程三维热力耦合模型,分析双光束激光熔覆热/力特征变化。计算结果表明,双光束激光在提高熔覆效率的同时,相邻两熔道彼此进行预热与缓冷,减小了激光熔覆过程中急剧升温与冷却产生的巨大温度梯度,降低熔层和结合区的残余应力水平,进而达到抑制裂纹产生的效果。1 800 W-1 400 W功率组合、光束间距为12.5 mm是较为理想的参数组合。     

饶阳凹陷任丘潜山油藏油源对比及有效烃源岩成藏贡献

为进一步研究饶阳凹陷任丘潜山油藏的原油来源及烃源岩的成藏贡献，根据原油和烃源岩的饱和烃气相色谱-质谱分析数据以及生物标志物特征，对潜山原油进行了详细分析，确定了其与烃源岩的亲缘关系，并通过地质条件分析解释了混源成藏的原因，最终确定了混源油的混源比例。C₂₉甾烷20S/（20S+20R）参数反映任丘潜山油藏原油基本为成熟原油，Pr/Ph、G/H、S/H、C₁₉/C₂₃等生物标志物参数表明任丘潜山油藏存在3种类型原油，分别为A类、B类和C类。3类原油生物标志物参数呈现规律性变化，并且空间分布亦存在一定规律性。A类为马西洼槽沙河街组三段中—下亚段（沙三段中—下亚段）烃源岩单一来源的原油，主要分布于任丘潜山北部偏东地区的奥陶系储层中。B类和C类原油为任西洼槽沙河街组一段下亚段（沙一段下亚段）和马西洼槽沙三段中—下亚段烃源岩混合来源的原油，其中B类原油中来自沙三段中—下亚段烃源岩的原油占比为60%~70%，其次为来自沙一段下亚段烃源岩的原油，主要分布于任丘潜山北部偏西地区的元古界雾迷山组和寒武系府君山组储层中。C类原油则以沙一段下亚段烃源岩贡献为主，来自沙三段中—下亚段烃源岩的原油占比较低，为30%~40%，集中分布于任丘潜山油藏南部地区的元古界雾迷山组储层中。整体上，沙一段下亚段烃源岩对任丘潜山油藏原油的贡献北低南高，而沙三段中—下亚段烃源岩则为北高南低。