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1.
运用天然气水合物含油气系统理论,对天然气形成、分解这一复杂动态物理化学过程的研究进展进行了论述,分析了天然气水合物含油气系统的研究进展、存在问题和发展趋势,得到以下结论:大多数天然气水合物气源与生物降解密切相关;影响天然气水合物温度-压力临界曲线的主要因素为天然气、孔隙水的组分,地温梯度和冻土厚度不改变天然气水合物温度-压力临界曲线;天然气水合物含油气系统关键时刻的静态要素和动态过程以及两者之间的耦合关系在天然气水合物含油气系统中起重要作用。天然气水合物含油气系统研究不仅为天然气水合物成藏过程提供了理论依据,也为天然气水合物的勘探开发提供技术支持。 相似文献
2.
In the current study, the development of the silicate structure of synthetic calcium silicate hydrates with different calcium contents was followed by in-situ infrared (IR) spectroscopy and correlated to the in-situ phase development evaluated by X-ray diffraction (XRD). A baseline correction method initially developed for X-ray diffractograms was successfully adapted for the complex background of the fingerprint region in in-situ IR, which significantly contributed to signal quality and reproducibility. The development of separate silicate infrared bands could be monitored over 24 h of reaction. These bands could be assigned to oligomeric and dimeric species based on their time and stoichiometry-dependent development. It was clearly shown that the main peak of the dimeric silicate species was overlooked in the literature. The correlation of time-dependent events to in-situ XRD revealed that changes in the unit cell of calcium silicate hydrate are related to silicate polymerization. The results were compared to 29Si-MAS-NMR, which highlighted the benefits of in-situ IR spectroscopy. 相似文献
3.
海域试开采区域含水合物沉积物的粒度分析结果表明水合物沉积物骨架由粗、细颗粒混合构成,通过开展多组低温、高压三轴排水剪切试验研究细颗粒含量和密度对含甲烷水合物沉积物和无水合物沉积物的强度和变形特性的影响。试验结果表明,含水合物沉积物抗剪强度及剪胀性都随细粒含量提高而显著增强。这是由于细颗粒含量增加改变了颗粒间水合物的样貌和分布特征,形成了由水合物包裹着粗颗粒-细颗粒的团簇状集合体。然而,细颗粒含量对无水合物沉积物的强度和变形特性的影响却表现出相反趋势。另外,含水合物沉积物的剪胀关系可以使用修正剑桥模型中的剪胀关系式进行描述。结果表明,剪胀关系的拟合曲线依赖于水合物饱和度的大小。通过对比研究发现,天然水合物和实验室合成水合物试样在较高饱和度时的峰值摩擦角大小及其伴随水合物饱和度的增长趋势存在差异,这种差异主要来源于水合物在沉积物骨架颗粒孔隙中不同的赋存模式及分布特征。 相似文献
4.
天然气水合物储层泥质细粉砂挡砂介质堵塞规律与微观挡砂机制 总被引:1,自引:0,他引:1
中国南海海域部分天然气水合物储层中地层砂为高泥质含量细粉砂,开采防控砂难度较大。针对高泥质细粉砂挡砂机制问题,使用粒度中值为10.13 μm的泥质细粉砂样品,模拟单向气液携砂流动条件,使用绕丝筛板、金属烧结网、金属纤维、预充填陶粒4类挡砂介质在20~80 μm挡砂精度下进行挡砂模拟实验,采用显微成像系统观察挡砂介质内部及表面砂粒沉积与堵塞动态,分析介质流通性能和挡砂性能变化,总结堵塞规律、微观挡砂机制与形态及其控制因素。研究结果表明,不同类型和精度的挡砂介质对泥质细粉砂的堵塞总体呈现堵塞开始、堵塞加剧和堵塞平衡3个阶段。随着驱替进行,挡砂介质渗透率逐渐降低,幅度会高达90%以上;同时过砂速度减缓,最终过砂率为5%~10%。根据堵塞规律和微观图像分析,提出了粗组分分选桥架、局部砂团适度挡砂、整体砂桥阻挡等挡砂介质对泥质细粉砂的3种微观挡砂机制。以粗组分分选桥架挡砂机制为主的挡砂工况下,挡砂介质堵塞渗透率较高,但过砂率超过15%,挡砂效果较差;以整体砂桥挡砂机制为主时,过砂率在10%以下,挡砂性能较好,但各类挡砂介质的堵塞渗透率不足1 D,流通性能较差。局部砂团适度挡砂机制为主时介质挡砂性能及流通性能介于两者之间。挡砂介质对天然气水合物储层泥质细粉砂的微观挡砂机制和形态受挡砂介质类型、精度、地层砂特征以及流动条件等因素控制,其规律对于水合物泥质细粉砂防控砂优化有指导意义。 相似文献
5.
水合物开采通过打破固相水合物相平衡状态使其分解为水和气体,含水合物沉积物(gas hydrate-bearing sediment,GHBS)固相组分减少使孔隙体积增大,土骨架间胶结作用弱化,产生的水和气显著改变孔隙压力,造成沉积物软化和体积收缩。基于GHBS三轴压缩试验,考虑水合物降压分解过程对GHBS变形特性的影响,将固相骨架分为惰性土骨架和可分解的水合物固相,引入随水合物饱和度变化的压缩参数,建立了能够描述GHBS应力和水合物分解耦合作用、体积应变随时间变化的分析模型。该模型能够描述降压速率、降压幅值及水合物分解速率对GHBS变形特性的影响,结果表明:降压速率增大,降压阶段体积应变速率增大,达到相平衡时间缩短,降压开采时应综合考虑开采过程中储层变形速率和开采效率间的关系;不同粒径组成的沉积物水合物分解速率存在差异,分解速率对储层变形速率影响明显;降压开采稳定孔压影响储层最终沉降量,降低稳定孔压可以提高开采效率,但最终变形量增大。 相似文献
6.
氢作为一种清洁能源,越来越受到人们的重视,氢能利用技术的需求日益迫切。氢能的利用关键挑战在于氢气的储运,促进剂作用下氢气水合物可使氢气在相对温和的温压条件下安全、长期地储存,为储氢提供了一种选择。水合物储氢因其安全环保的特性具有巨大的工业化应用潜力,其目前工业化应用的两个关键问题即为储氢密度与储氢速率。本文首先回顾了氢气水合物的研究历程,阐述了几种常见氢气水合物的相平衡数据,然后归纳了不同晶型氢气水合物的储氢密度,最后总结了物理方法强化与化学方法强化对水合物储氢速率的影响,通过对近年来水合物储氢评估与总结,提出了当前水合物储氢存在的问题与未来研究方向,以期为水合物储气的工业化应用和氢气水合物的研究提供参考。 相似文献
7.
在物理模拟实验中对水合物微观赋存模式和饱和度进行准确控制和评价尚存在技术困难,仅依赖实验技术研究含水合物沉积物声学特性、建立储层参数解释模型存在局限性。采用基于有限元的数字岩石物理技术,针对悬浮、接触和胶结三种典型的水合物微观赋存模式分别建立多孔介质的三维电-力-声多物理场耦合模型,考察了微观赋存模式和水合物饱和度对多孔介质声速和衰减的影响规律,对比了声速数值模拟与理论模型计算结果,建立了声波衰减参数与水合物饱和度之间的关系式。研究结果表明:(1)对于三种水合物赋存模式,由于水合物相比孔隙水具有更高的弹性模量,多孔介质的声速随着水合物饱和度的增大而增大;水合物的存在导致声波在传播过程中遇到更多不连续的声阻抗界面,声衰减随着水合物饱和度的增大而近似线性增大;(2)悬浮和接触赋存模式条件下,水合物饱和度对多孔介质的声速和衰减影响规律基本一致;对于相同的水合物饱和度,胶结模式条件下含水合物多孔介质具有更高的声速和更小的声衰减;(3)通过合理选择参数值,利用权重方程与Lee改进的Biot-Gassmann Theory(BGTL)模型估算的含悬浮和接触模式水合物多孔介质的声速较为准确;通过等效介质理论模型C计算的含胶结模式水合物多孔介质的声速更为准确。研究结果可为获取复杂条件下含水合物沉积物的声学特性提供数值建模方法,为基于声波测井数据的水合物储层精细评价提供理论支撑。 相似文献
8.
过去的几十年中,对于水合物的研究不单单集中在抑制天然气水合物的生成上,基于水合物的生成利用技术也得到了广泛的研究。基于水合物的生成利用技术是环保和可持续的新技术,利用不同气体生成水合物相平衡条件的差异,可用于气体分离、置换开采。由于水合物具有较高的气体浓度,可用于气体的存储。利用水合物较高的化解潜热,可将其用于蓄冷。本文综述了国内外水合物技术的研究应用现状,分析了水合物技术在气体分离与存储、溶液浓缩分离、蓄冷、二氧化碳(CO2)置换开采等领域有前景的研究方向。但是其水合反应速率慢、生成压力高、后期分离困难,极大地限制了水合物利用技术的工业应用。展望了水合物技术未来的研究发展方向,开发安全、高效和环保的水合物促进剂,开发高效水合物反应设备,开发连续水合物工艺,以便早日实现工业应用。 相似文献
9.
高压低温的工况环境会使天然气集输管道内形成水合物,造成管路堵塞等事故,为了抑制水合物的生成,一般向集输管道内注入醇类物质,常用的有甲醇等,合理的注醇量可以提高经济效益。众多学者对甲醇的合理注入量进行了许多理论研究,多数研究都是通过半经验公式预测计算处注醇量。根据某油田天然气处理厂的实际工艺流程,建立贴近于现场的模型,分别通过增加计算单元模块来分析进气量、环境温度、注醇位置对注醇量的影响情况,为实际生产中所需注入量的确定带来参考依据。模拟计算后可知,甲醇的加入可以适当的通过提高水露点来预防集输管线中水合物的产生;原料气的进气压力对注醇量的影响较小,而注醇量随着进气量的波动而变化幅度较大;相比于一次注醇的方式,采用二次注醇的方式可以让甲醇在管道内分散更均匀,进而提高抑制效果,减少甲醇的使用量。 相似文献
10.
CO2气体水合物形成热力学性质是实施海水淡化、沼气纯化、碳捕集和封存、能源利用、天然气储存等技术的关键。采用恒容温度搜索法,在温度272.75~294.35 K,压力0.35~4.50 MPa的范围内,探究了四种季铵盐促进剂对CO2气体水合物相平衡的影响。结果表明,相同条件下,季铵盐作用下CO2水合物的相平衡温度由高到低分别为:四丁基氟化铵(TBAF)>四丁基溴化铵(TBAB)>四丁基氯化铵(TBAC)>苄基三乙基氯化铵(TEBAC)。基于Clausius-Clapeyron方程,计算了不同体系的相变潜热,探讨了其对水合物稳定性的影响。可以看出,水合物的相平衡压力对数与温度倒数呈线性关系,其中,TBAF、TBAB作用下的CO2水合物相变潜热相接近且明显高于其他季铵盐,说明其促进效果最好,所对应的水合物生成条件也最为温和。利用Chen-Guo模型,结合PR状态方程和改进Joshi经验活度模型,分别计算了TBAF、TBAB、TBAC和TEBAC作用下CO2水合物热力学相平衡数据,计算结果与实验数据吻合良好,最大平均相对误差为7.50%。 相似文献