高性能碳基储能材料的设计、合成与应用

电化学储能器件的性能很大程度上决定于其电极材料。碳材料具有来源广泛、化学稳定性好、易于调控、环境友好等优点，被广泛应用于各类能量存储系统，但仍存在能量密度低、倍率性能差等问题。本文从碳材料孔结构调控、杂原子掺杂、与金属氧化物复合三个角度，综述了构建高性能碳基储能材料的设计合成策略，介绍了其在锂/钠离子二次电池、超级电容器等领域的研究进展，对几种方法策略的优缺点进行了总结，并对未来的研究方向进行了展望。本文对高性能碳基储能电极材料的设计开发具有积极意义。     

变形铝合金表面锆基化学转化膜的研究现状

化学转化膜是金属表面主要的处理方法之一，具备良好的附着力和耐蚀性，能为铝合金提供一定的临时防护。传统的六价铬酸盐化学转化膜在日渐严苛的环保压力下已经逐渐淘汰，取而代之的是近几年发展迅猛的三价铬及无铬锆基化学转化膜。铝合金可分为铸造铝合金和变形铝合金，按照所含主要合金元素和热处理状态可分为若干个系列和型号。本文选取几种典型的变形铝合金，综述了不同铝合金微观组织对转化膜成膜过程的影响，化学转化液添加剂、预处理和后处理工艺对转化膜性能的调控及作用机理，以及几种典型商业钝化剂在变形铝合金表面的应用。总结了目前变形铝合金表面锆基化学转化膜仍面临的问题和发展趋势，未来化学转化膜需在满足新型铝合金发展要求的基础上，通过不同有机、无机添加剂以及外场作用对转化膜的成膜均一性、完整性进行调控，以提高转化膜的综合性能。     

针对易漏砂岩地层防井漏材料粒径优化设计

为解决易漏失砂岩地层频发的井漏问题,采用巴西劈裂试验研究方法,测试不同粒径组合方式下防井漏材料对于井壁抗拉强度的强化效果。通过对比岩样孔喉尺寸和钻井液中防井漏材料的颗粒粒径,分析砂岩经不同粒径防井漏材料钻井液处理后的岩样抗拉强度测试结果,得到以下结论:相较于水润岩样的抗拉强度,防井漏材料明显起到强化井壁的效果,从而提高地层承压能力;未经粒径优化设计的防井漏材料有可能无法强化井壁,从而造成井漏问题无法缓解和钻井材料资源浪费等问题;钻井液中防井漏材料颗粒粒径范围越广,井壁强化效果越明显;若要达到最佳防井漏效果,使得地层承压能力最高,建议钻井液在进行防井漏材料粒径组合优化设计时,应考虑将防井漏材料的平均颗粒粒径约等于岩样平均孔喉尺寸。研究结果可为维持易漏失砂岩地层的井壁稳定、缩短非生产时间和安全高效钻井提供参考。     

Mo-Ni-P纳米粒子催化剂的制备与表征

采用二次纳米自组装方法合成大孔容构架式结构的氧化铝载体及催化剂。通过加入不同表面活性剂A、B改善Mo-Ni双金属活性组分的负载方式,制备Mo-Ni-P纳米自组装氧化铝催化剂。通过BET对催化剂进行表征,结果表明,A系列催化剂的最大孔容和比表面积分别为0.49 cm3/g和211 cm2/g,孔道集中分布在10~60 nm之间,所占的比例平均在50%以上;B系列催化剂最大孔容和比表面积分别为0.41 cm3/g和202 cm2/g,孔道集中分布在6~30 nm之间,所占的比例平均为55.72%。并且A、B系列催化剂在0~6 nm和60~100 nm之间的孔分布也有10%以上的分布。由此可知,表面活性剂可以与金属形成一种稳定的自组装体,从而提高活性金属在载体上的分散性,并且这种多极孔存在的Mo-Ni-P纳米粒子催化剂适用于渣油等重油的加氢处理。     

管道清管器运行速度控制技术研究进展

随着对管道安全问题和降本增效理念的逐步重视，管道清管操作已成为全世界油气管道运行中必不可少的作业规程，清管器的运行速度是需要重点控制的参数之一，当其处于合理区间内时（原油管道1~5m/s，天然气管道2~7m/s），清管效果最佳。本文基于对管道清管数学模型的研究，首先论述了不同的被动控制方法，认为该方法较为灵活，应用广泛，对不同入口条件下清管器速度的准确计算是能否控制清管器速度处于合理区间的关键；然后对不同的主动控制方法进行了研究，研究表明：射流清管器速度控制的核心是旁通率的优选，其依赖于压降系数、皮碗与管壁间摩擦力的准确计算，建立简便可靠的摩擦力工程计算模型将有助于射流清管技术应用的进一步推广；最终本文对清管器智能调速技术进行综述和展望，指出发展稳定可靠的国产智能调速技术是未来重点研究方向。     

CO_2-水-岩作用对致密砂岩性质与裂缝扩展的影响

基于CO_2水溶液浸泡致密砂岩实验和室内压裂模拟实验,研究了CO_2-水-岩作用对致密砂岩性质和裂缝扩展的影响,并通过CO_2水溶液浸泡试样裸眼段考察CO_2在压裂过程中的化学作用。研究结果表明:CO_2水溶液浸泡后,方解石和白云石含量显著降低,钾长石和斜长石被溶蚀生成高岭石;石英和黏土矿物含量升高,但伊利石和绿泥石含量降低;溶蚀孔隙数量增多,孔径变大,孔隙度和渗透率增大;抗张强度降低,且平行层理降低幅度大于垂直层理;相比于滑溜水压裂,超临界CO_2压裂的破裂压力降低14.98%,形成的水力裂缝数量增多,裂缝形态更复杂;CO_2水溶液浸泡裸眼段后,超临界CO_2压裂的破裂压力相比于未浸泡情况降低21.61%,且水力裂缝多点起裂,裂缝复杂程度进一步提高。实验证明CO_2的物理和化学特性能有效提高CO_2压裂裂缝的复杂性。     

旋流分离-颗粒床耦合气固分离装备旋流场静压分布

针对一种集旋风分离器和内置颗粒床优势于一体的新型耦合气固分离装备在无灰负荷及固定床操作条件入口环形空间、分离空间和灰斗内静压场进行研究。结果表明，静压沿周向为非对称分布，轴向为非均匀分布，径向则呈中心低两侧高分布；且存在着静压分布的降压区(0?~180?，以入口处为0?)和增压区(180?~360?)；装备中心的负压及旋流作用在轴向高度H=6.41D(D为旋风壳体内径)以下对静压的影响不再显著；内置颗粒床外壁附近存在“滞留层”，有利于提高装备的分离性能。根据实验数据给出了静压周向分布和静压轴向分布的经验公式。     

采出水配伍性及结垢趋势评价方法与展望

综述了国内外油田水配伍性实验原理及评价方法,包括静态配伍性实验和动态配伍性实验,并对比评价了各种方法在工程实际应用中的优缺点。同时描述了垢的形成机理并提出了几种不配伍性导致的结垢趋势评价方法,分别是静态模拟实验法、动态模拟实验法、计算机预测法。最后展望了结垢趋势预测的最佳方式,需全面考虑热力学、流体力学以及结晶动力学等因素,注重水的结垢速率研究,从而开发更通用更准确的结垢预测模型是今后发展的方向。     

车用尿素的发展问题及趋势分析

随着人们的环保意识越来越强,雾霾、PM2.5等词汇出现的频率也越来越高。治理雾霾已经上升到国家层面,其中机动车尾气排放是雾霾的重要来源,车用尿素在尾气减排的重要性不可忽视,本文从环保和市场角度分析车用尿素未来的发展趋势。