稀土正铁氧体Sm0.8Tb0.2FeO3单晶的生长及性能

利用光学浮区法生长Sm_0.8Tb_0.2FeO₃单晶, 采用劳尔背衍射仪对样品质量进行检测并定向。测试了c-切Sm_0.8Tb_0.2FeO₃单晶在零场冷却模式的磁温曲线, 发现其自旋重取向温度范围为360~400 K。总结以前的工作发现Sm_1-xTb_xFeO₃系列材料的自旋重取向温度随着稀土铽(Tb)含量的增加而线性减小, 这表明Sm_1-xTb_xFeO₃系列材料中Fe³⁺-Re³⁺之间的超交换作用发生变化。热膨胀测试结果发现Sm_0.8Tb_0.2FeO₃存在三个温度转变区域: ~250 K、350~480 K和 ~700 K。250 K发生的不正常相变是由于铁离子弱铁磁矩诱导的稀土离子磁矩方向的改变造成的, 350~480 K是由于在这一温度范围发生铁离子自旋重取向, 而~700 K发生的相变是由于铁离子自旋由反铁磁有序到顺磁无序的磁转变。     

井筒零液流研究

零液流量气提流动是产水气井中一类独特的持液流动现象,是井筒中长时间积存形成了液柱,而气体流速又不足以将液体带出井筒所致,表现为井筒中存在两相流气提区,而井口处的液体流量为零。其现场意义在于:它相当于积液气井气举排水过程中始喷点的概念。建立了该流动现象的流型划分标准、压降和持液率计算数学模型,并自行设计建立可视化实验台架模拟该物理现象。实验采用先进测试手段采集得到其流型图片以及压降、井口压力、注气量、持液率等数据。通过理论计算与实验数据对比,验证该理论模型的正确性。最后给出算例模拟计算实际气井零液流量气提流动和无滑脱气液两相流动,从而得出规律性认识。该研究成果对于指导严重积液气井气举排水采气设计有着积极意义。     

巴西 BM-C-33 区块深水优快钻井技术研究与应用

BM-C-33区块位于巴西Campos盆地,水深2600~3000m,钻井设备要求高;盐膏层厚度200~2000m,井身结构复杂;石英含量高导致硬地层机械钻速慢,窄密度窗口地层漏喷严重。由于深海油气田钻井风险高、开发成本大,迫切需要进行优快钻井研究降低开发成本。文章通过优选钻井平台等装备,确保了钻井作业效率和安全。通过优选钻井液体系及优化井身结构,解决了盐岩层蠕变和海底低温条件下易形成水合物的难题。利用涡轮+孕镶钻头等高效破岩技术,解决了盐下硅质碳酸盐岩（Lagoa Feia A组）可钻性差的问题。采用精细控制井底循环当量密度并配合有效的堵漏技术,解决了盐下碳酸盐岩储层Lagoa Feia B和C组的密度窗口窄的难题。巴西BM-C-33区块的应用结果表明,优快钻井配套技术大幅降低了钻井周期和成本,可以为国内深水钻井施工提供借鉴。     

基于真实裂缝试验装置的液液重力置换试验研究

为了解裂缝性地层发生液液置换过程中流体在裂缝中的真实流动形态,通过扫描现场实际露头裂缝,构建了真实的裂缝空间,根据裂缝性地层液液重力置换机理,利用可视化井筒-地层耦合流动试验装置进行了钻井液与模拟地层流体的可视化重力置换试验,分析了裂缝宽度、井口回压、钻井液密度、钻井液黏度和地层流体黏度对定容性地层液液置换量的影响规律,并根据量纲分析理论回归了置换量与各影响因素的关系。结果表明:裂缝宽度、井口回压和钻井液密度增大,置换速率和置换量均增大;钻井液和地层流体黏度升高,置换速率和置换量均减小;循环当量密度相同时,采用低密度钻井液加回压的方式,置换量较小。这表明,裂缝两端的压差是发生液液置换的主要原因,而钻井液与地层流体的密度差与黏度差是导致裂缝两端产生压差的主要因素。      

负荷传感转向系统

负荷传感转向液压系统能够按照转向油路的要求,优先向其分配流量,无论负载压力大小,方向盘转速高低,均能保证供油充足,因此转向动作平滑可靠。     

多层合采智能井井筒温度场预测模型及应用

智能井多层合采过程中为了优选温度监测设备和确定测点位置,需要准确预测井筒温度剖面。根据智能井多层合采过程中的井筒内流体流动特征,考虑流体经过流量控制阀时,节流效应对井筒内流体流动参数的影响,建立了含流量控制阀的单油管多层合采井筒温度预测模型,并结合生产井的工况进行了数值模拟。模型预测结果表明,井筒温度随产层产出液性质、产液量、产层厚度、产层配比和地层温度梯度的变化呈规律性变化;与各产层单独开采相比,合采时的井筒温度高于各产层单独开采时的平均温度,且合采时的温度梯度最低。为了有效应用多层合采井筒温度场预测模型,基于流量控制阀处温度测量误差最小的原则,提出了温度传感器指标及测点的优选方法;基于井筒温度、温度梯度及流量控制阀处温降变化规律,提出了产层温度异常的解释方法。多层合采智能井井筒温度场预测模型为多层合采智能井温度测量装置的优选和温度变化规律的解释提供了理论依据。      

长北气田CB21-2井长水平段煤层防塌钻井液技术实践与认识

CB21-2井是一口壳牌中国勘探与生产有限公司长北气田二期开发井,地处工区边缘,储层地质复杂,特别是下二叠统山西组煤层易碎、易塌,水平井段更为突出。为此,基于长北气田和苏里格气田普遍应用的低伤害钻井液体系,重点考虑泥岩、碳质泥岩、煤层交替出现的水平井段安全钻井的需要,研制了适合该区块的有机盐加重钻井液体系（0.2%～0.3%提切剂+0.1%～0.2%提黏剂+0.3%～0.5%降失水剂+0.1%～0.2%抗盐降失水剂+0.5%～1.0%G301-SJS+18%～20%有机盐+4%～5%无机盐+高效润滑剂+防腐剂+除氧剂+缓蚀剂+石灰石）,CB21-2井第2条分支钻穿多套煤层,没再出现卡钻等井下复杂情况,平均井径扩大率只有1.0%。由此总结出该区山西组长水平段煤层防塌技术对策：①钻井液密度提高至1.22 g/cm³,平衡地层坍塌压力;②提高钻井液抑制性,防止地层水化膨胀;③强化钻井液体系封堵能力,封堵煤层裂缝,降低钻井液滤失量;④控制钻井液流变性,保持井眼清洁和润滑性。     

铝合金材料切削用织构刀具性能研究

对铝合金材料切削用织构刀具的性能进行了综合对比研究。分析了在切削液条件下微/纳织构刀具的切削效果,并以此为基础对织构刀具干切削铝合金材料时的织构尺度范围进行了重新界定。实验结果表明,切削液条件下刀具表面的微/纳织构均能够改善刀具的切削效果,使刀具的切削力下降,且纳米织构效果好于微米织构;干切削铝合金材料时,刀具表面织构的尺度可扩展至微米级,但当织构宽度超过30μm后,刀具表面织构的效果变差。上述实验结果出现的原因为润滑条件下微米织构不宜存储切削液,而干切削时切屑材料又易于嵌入,恶化了刀具表面的材料黏附现象。     

人机交互中视觉语言的灰度轮廓权向量差分唇形特征模型

该文结合函数变形模型和灰度轮廓向量模型的特点,给出了一种维数少、有效性高的视觉语言特征—灰度轮廓权向量差分唇形特征模型。该特征融合了嘴唇图像的形状变化信息和灰度信息,能够较完善地描述嘴唇的变化。同时,得出了一种新的视觉特征提取算法。仿真结果表明,该算法与传统的函数变形模型相比,总的特征提取准确率提高了5个百分点,每个发音图像序列特征提取的准确率提高了1.6至9个百分点,每帧图像的特征提取时间由4.6495秒下降到0.4455秒。对“1”至“10”数字发音的嘴唇图像序列进行识别,获得了较高的识别率。因此,灰度轮廓权向量差分唇形特征是一种精炼、描述性强、适合于唇读识别的视觉语言特征,该算法能自动地完成模型的训练和视觉特征的提取,是一种有效的特征提取算法。     

GaAs/AlN异构集成太赫兹倍频器芯片

针对太赫兹GaAs肖特基二极管倍频器芯片散热能力差导致输出功率低的问题,开展了GaAs/AlN异构集成太赫兹倍频器芯片研究。通过稳态热仿真发现,将肖特基二极管芯片衬底由GaAs替换为热导率更高的AlN可以降低结温。对芯片衬底替换工艺开展了研究,获得了GaAs/AlN异构集成太赫兹二极管。分别对基于GaAs衬底二极管和基于GaAs/AlN异构集成二极管的162 GHz倍频器开展功率性能测试对比。测试结果表明:装配GaAs衬底二极管的倍频器输入功率为200 mW时,输出功率最高为43.6 mW;而装配GaAs/AlN异构集成二极管的倍频器输入功率提高到316 mW,输出功率为72.4 mW。肖特基二极管由GaAs衬底替换为AlN衬底后耐受功率(输入功率)提高了约58%,倍频效率由21.8%提升至22.9%,输出功率也相应提升,验证了相比GaAs衬底肖特基二极管,GaAs/AlN异构集成太赫兹二极管的散热性能及耐受功率具有明显的优越性。