Surface treatment of titanium dioxide nanopowder using rotary electrode dielectric barrier discharge reactor

Titanium dioxide (TiO2) nanopowder (P-25;Degussa AG) was treated using dielectric barrier discharge (DBD) in a rotary electrode DBD (RE-DBD) reactor.Its electrical and optical characteristics were investigated during RE-DBD generation.The treated TiO2 nanopowder properties and structures were analyzed using x-ray diffraction (XRD) and Fourier-transform infrared spectroscopy (FTIR).After RE-DBD treatment,XRD measurements indicated that the anatase peak theta positions shifted from 25.3° to 25.1°,which can be attributed to the substitution of new functional groups in the TiO2 lattice.The FTIR results show that hydroxyl groups (OH) at 3400 cm-1 increased considerably.The mechanism used to modify the TiO2 nanopowder surface by air DBD treatment was confirmed from optical emission spectrum measurements.Reactive species,such as OH radical,ozone and atomic oxygen can play key roles in hydroxyl formation on the TiO2 nanopowder surface.     

象山隧道液压凿岩台车开挖斜孔掏槽施工技术

新建的龙岩至厦门单线铁路象山隧道断面比较小,使用液压凿岩台车开挖,斜孔掏槽方案受到很大限制。本文介绍了使用液压凿岩台车钻爆开挖象山隧道,选择斜孔掏槽方案实现快速开挖,为类似的隧道工程施工提供经验。     

地应力条件下的凿岩爆破数值模拟

为了研究地应力对凿岩爆破的影响,采用DDA方法模拟爆炸应力波作用下考虑地应力条件时的单孔和多孔凿岩爆破破岩过程。模拟发现,随着初始地应力水平的增加,裂纹扩展半径和破岩区域面积减小,裂纹发育主方向趋于地应力的最大主应力方向,初始地应力对裂纹的抑制和引导作用明显;初始地应力水平的增加,对拉伸裂纹的抑制作用更为显著,从而降低了拉伸破坏对爆破破岩的贡献。模拟也表明,在初始地应力存在的条件下,通过对爆破载荷和炮孔布置进行针对性的优化,可以克服地应力带来的影响,并取得预期的爆破效果。本研究对地应力条件下的凿岩爆破工程具有理论和参考意义。     

受老空水威胁工作面巷道防治水实践

针对高庄煤矿3_上1104回风巷为沿空掘巷,巷道掘进期间受3_上1102老空水威胁,掘进开采存在严重的水患安全问题,采用超前打设疏水孔的方案来治理老空水威胁,对巷道采用调向增大护巷煤柱厚度等措施实现巷道安全快速掘进,探放水期间无淹巷情况发生,探放水后巷道顶板和上帮无淋水现象发生。     

无黏土相盐水储层钻开液体系构建及其抗污染性能评价

采用NaCl/KCl/HCOONa复配欠饱和盐水作为钻开液的基础液相,自研的聚合物VIS-B作为流型调节剂,可酸溶的改性淀粉STA作为体系的降失水剂,Dua及Jqw作为暂堵材料,构建了一套无黏土相钻开液体系。该体系在密度1.10~1.28 g/cm^3间稳定可调,抗温可达130℃,具有较高的低剪切速率黏度和较好的润滑性能,且能有效抵抗各类储层污染物的污染,满足了Missan油田不同储层段的作业需求。     

汽车密封件双料一体旋转模具设计

针对PP+TPE汽车密封件设计了大型双料一体旋转注射模,介绍了二次合模的精确定位、可控注射系统、顶出平衡设计。该模具技术能够使两种性能完全不同的材料按照指定区域分布,并且达到塑件尺寸的精度需求,实现同时与钣金、玻璃、塑件等不同材质的零件进行复合配套。本项目实施后,在模具精度、寿命等方面接近或部分达到国外同类产品先进水平,而价格仅为国外产品的40%,性价比优势明显。     

钻井机器人的连续油管钻压和钻速控制模型

连续油管钻井机器人利用机身内外的钻井液压力差作为动力源，可在牵引连续油管的同时加载钻压。以钻井机器人为基础，建立连续油管钻柱动力学模型，并推导出通过钻井液排量控制钻压和钻速的单参数控制数学模型；对钻井机器人引入调速回路，建立具有调速功能的钻柱动力学模型；在溢流阀调定压力大于机身内外压差时，推导出利用钻井液排量和节流阀流通面积两种参数控制钻压、钻速的数学模型，在溢流阀调定压力小于机身内外压差时，推导出利用钻井液排量、节流阀流通面积和溢流阀调定压力3种参数控制钻压、钻速的数学模型；以11.43 cm（4.5英寸）井眼为例，对上述3种数学模型进行了分析。分析结果表明：钻压、钻速随钻井液排量的增加基本呈线性增加，在钻井液排量大于0.005 m³/s时，钻井机器人能够向前爬行，在钻井液排量大于0.005 7 m³/s时，钻头能够正常钻进；调节节流阀流通面积和溢流阀调定压力，可以在一定范围内无级调钻压和钻速；3种控制方法相结合，可以实现小排量、大钻压，及大排量、小钻压等钻井参数的控制。以控制模型为基础，针对不同井下工况建立钻进工艺的专家数据库，以钻井机器人为"大脑"，结合井下随钻测量数据就能够实现闭环控制，自动钻进。     

Two-level intelligent modeling method for the rate of penetration in complex geological drilling process

The rate of penetration (ROP) model is of great importance in achieving a high efficiency in the complex geological drilling process. In this paper, a novel two-level intelligent modeling method is proposed for the ROP considering the drilling characteristics of data incompleteness, couplings, and strong nonlinearities. Firstly, a piecewise cubic Hermite interpolation method is introduced to complete the lost drilling data. Then, a formation drillability (FD) fusion submodel is established by using Nadaboost extreme learning machine (Nadaboost-ELM) algorithm, and the mutual information method is used to obtain the parameters, strongly correlated with the ROP. Finally, a ROP submodel is established by a neural network with radial basis function optimized by the improved particle swarm optimization (RBFNN-IPSO). This two-level ROP model is applied to a real drilling process and the proposed method shows the best performance in ROP prediction as compared with conventional methods. The proposed ROP model provides the basis for intelligent optimization and control in the complex geological drilling process.     

转底炉处理赤泥工艺技术

为了综合利用氧化铝冶炼产生的赤泥，探索在转底炉中直接还原赤泥、磨矿磁选获得高品位直接还原铁。通过实验室试验摸索了转底炉还原工艺参数，并在转底炉工业试验线进行了工业试验。实验室结果表明，赤泥还原后的直接还原铁(DRI)金属化率可达88.6%，磁选后的铁品位可达82.1%，磁选后的铁回收率可达88.9%。工业试验中，转底炉还原后，产品金属化率平均为69.2%，将还原后的DRI磁选获得高品位的DRI产品，磁选后DRI的铁品位为72.8%，磁选后铁回收率达到了85.2%,初步打通了在转底炉中还原赤泥、磁选的工艺路径。     

精密磨床转台静压轴承的强健化设计

针对精密磨床转台静压轴承性能仿真数据与其回转精度实测数据不一致的问题，为提高转台静压轴承的设计水平，提出了静压轴承的强健化设计方法。该方法考虑了轴承结构参数在轴承全生命周期内的变化，分析了半径间隙、油腔尺寸、节流比及润滑油黏度在设计、加工、装配和服役4个阶段的变化规律，重点研究了半径间隙在各阶段对轴承性能造成的影响，给出了转台静压轴承的强健化设计流程。通过一个径向轴承的设计实例对该强健化设计方法进行了说明，并将设计结果与传统设计进行了对比。对比的指标是轴承在4个阶段的刚度、承载力和温升，这3个指标对轴承回转精度有直接影响。研究表明：进行强健化设计后，在生命周期内静压轴承的刚度和承载力的变化量为10%~27%，温度的变化量为0.5%~1.6%，较传统设计更能保证转台回转精度的稳定。