镁热还原SiO材料及其电化学性能

硅基负极材料以其高容量、来源丰富、绿色环保等优点,成为理想的下一代锂离子电池负极材料。但纯硅的体积膨胀过大,限制了硅负极的应用。氧化亚硅(SiO)作为一种含硅负极,具有比纯硅更小的体积效应和更好的循环性能。目前氧化亚硅主要的问题之一是其首次库仑效率低,对此利用镁热还原反应,使氧化亚硅部分还原,同时控制产物中硅晶粒大小,用金属Al代替部分Mg,得到了硅晶粒粒径约为25 nm的复合材料,再通过沥青包覆得到最终碳包覆材料MgAl-SiO/C。通过对比镁热反应前后材料电性能,发现镁热反应后材料首效提高,但容量降低,循环性能变差;最终复合材料首次效率可达83. 7%,可逆容量1 471. 3 mAh/g。     

平行管式水力喷射泵反循环冲煤粉装置设计

水力冲煤粉法会导致冲煤粉液体漏失严重,不仅污染地层,而且增大了排液采气的困难,而机械捞煤粉又存在效率低等问题。为此,通过对煤层气井下管柱结构的分析,在不影响井底煤层结构的前提下,提出了平行管式水力喷射泵反循环冲煤粉技术,并设计出水力喷射泵负压反循环冲煤粉装置。该装置可以有效地解决现场的冲煤粉问题,并且可以保护煤层不受破坏。通过水力计算得出煤粉颗粒直径与煤粉颗粒自由沉降末速度以及排煤粉所需工作泵最低排量的关系,并算出煤粉从453.52 m井深上升到地面所需要的时间约为0.47 h。     

硅基负极的研究进展及其产业化

硅基负极材料因其高的比容量成为下一代锂离子电池负极研究的重点。通过概述硅基负极材料的研究进展,针对硅基材料在充放电过程中体积变化大、电池容量衰减快等缺点,从硅源的改性、硅碳复合材料的设计、氧化亚硅材料的改性等方面对其电化学性能进行提升;针对硅基材料的产业化现状及其制约因素,介绍了陕煤研究院在核壳结构硅碳负极材料,包埋结构硅碳负极材料,凹陷结构硅碳负极材料方面的研究进展及其产业化成果,并对硅基材料的研究方向和产业化进展进行了展望。     

煤层气井专用井口装置额定工作压力计算

从压裂施工需要和煤层气井关井压力2个方面进行井口压力理论分析和计算,并以晋城和韩城地区煤层气井为研究对象,计算了700 m深煤层理论破裂压力,与实际动态测井数据比较,说明理论计算结果是可信的,为设计煤层气专用井口装置提供了理论依据,并提出正常生产的井口装置设计额定公称压力为14 MPa。     

基于Matlab的53型双圆弧齿轮减速器优化设计

针对53型双圆弧齿轮减速器传动比小,不能满足低冲次采油需要的问题,建立了齿轮参数的约束条件,应用Matlab软件对双圆弧齿轮减速器进行优化设计,并用该软件中的优化工具箱fmincon找出了齿轮参数的最优解。结果表明,优化后的齿轮结构体积减小了22.86%,即齿轮的质量约减小22.86%,减速器中心距由标准的1 000 mm变为921 mm;优化设计提高了传统抽油机53型减速器的传动比,达到了降低抽油机冲次和在较低成本下提高采油效率的目的。