Nb掺杂Gd合金的大磁热效应和显微硬度增强

在氩气气氛中用熔炼法制备了Gd100-xNbx(x=0,1,2,3,5)系列合金,铸锭经1273K均匀化退火96h后水淬至室温。结果表明:Gd100-xNbx系列合金仍保持纯Gd的六方相结构;Nb掺杂合金的居里温度比纯Gd均低2K,在居里点附近发生的磁性转变为二级相变,5T外场下的最大磁熵变约为纯Gd的85%。通过少量Nb(≤5at%)掺杂后,Gd100-xNbx系列合金的显微硬度明显得到提高,与纯Gd相比,显微硬度最大提高幅度达～53%(x=5)。含少量Nb的Gd100-xNbx合金具有较大的磁熵变和较好的加工性能,是一类有很大应用潜力的室温磁致冷材料。     

压裂工况下近井筒地应力及套管载荷分布规律研究

为了研究水力压裂工况下套管损坏机理及套管载荷影响因素,开展了储层岩石力学参数测试,建立了套管–水泥环–地层–裂缝的多场耦合有限元分析模型,分析了水力压裂扩展时近井筒地应力及套管载荷的分布规律及影响因素。研究结果表明,储层中天然裂缝的存在引起水力裂缝的非均匀扩展,套管承受非均匀载荷;当储层地应力差增加、弹性模量降低时,近井筒地应力及套管载荷增加;天然裂缝数量及天然裂缝分布形态对近井筒地应力及套管载荷的影响较为复杂。研究结果为页岩储层优化固井设计及压裂设计、减少套管损坏问题提供了理论依据。     

致密油层水平井缝间干扰因素及干扰界限

多缝压裂所造的裂缝虽起增产作用,但缝间干扰现象更明显,而且各参数的相互干扰很难全面分析确定。建立压裂裂缝数值模型模拟确定各参数的相关性,研究影响裂缝干扰的主次因素,确定不同储层条件下的干扰界限。研究认为:在其他参数一定时,缝间干扰随原油流度和压力系数的增加而增加;裂缝长度对缝间干扰很小,可以忽略不计。研究成果对水平井压裂裂缝参数优化具有重要指导意义。     

基于数字信道化的正弦信号快速测频方法

数字信道化接收机已经在电子战等领域得到了广泛的应用,正弦信号的快速准确测频在通信侦察中有重要意义。首先分析了基于DFT多相滤波器的信道化接收机高效结构,然后讨论了一种简化的快速测频方法,提出了将信道化处理的思想引入到快速测频问题中的解决方案。理论分析和仿真结果表明,该方案集合了信道化接收机和原始快速测频算法的优点,能够简化计算,提高原始测频算法的测频精度,适用于对测频速度要求较高但对精度要求不高的场合。     

大尺寸致密砂岩露头水力压裂物理模拟实验

针对沙河子组致密砂岩露头,首次系统开展了50 cm×50 cm×50 cm及以上尺寸岩样的真三轴水力压裂物理模拟实验,在进一步弱化边界效应的前提下,探究了天然裂缝、地应力条件、暂堵工艺等因素对裂缝扩展的影响机制,创新了试件压后裂缝三维形态构建方法.研究结果表明:含天然裂缝岩样,当水平地应力差在9 MPa以下时,天然裂缝产状为压后裂缝形态的关键影响因素,当水平地应力差在12 MPa以上时,天然裂缝产状影响弱化,易形成单一裂缝;无天然裂缝岩样,常规压裂均为单一裂缝,高黏压裂液压后裂缝面相对平直;暂堵后,采用高黏压裂液压裂,易在原裂缝两翼均形成封堵,产生新缝;水平地应力差越大,暂堵压裂新裂缝转向半径越小,距离原裂缝位置越近,改造效果越差.研究结果为致密砂岩现场压裂方案设计提供了有效指导.     

回采进路大直径空孔掏槽爆破数值模拟研究

传统掘进爆破方式仅有单一的自由面,四周的夹制作用非常强,爆破效率低下,无法充分发挥炸药能量和中深孔爆破的优势。大直径空孔掏槽爆破通过在进路爆破掏槽孔周围布置空孔作为第二自由面以及改变应力场的分布,从而提高爆破效率。运用LS-DYNA对大直径空孔掏槽爆破进行爆破成腔过程分析,得出:在装药量减少情况下,爆破进尺可以达到3.0～3.2m,比传统的爆破进尺2.5 m提高了16%～25%。在金川二矿区一工区Ⅰ盘的现场工业试验表明,大直径空孔掏槽爆破的爆破进尺达到3.0～3.3m,能够显著提高爆破效率。     

松北致密气藏压裂裂缝扩展形态及压裂参数优化

松北深层致密气藏沙河子储层属超深致密气藏、纵向呈多小层分布且小层发育薄。为了提高单井产量,针对沙河子组储层水平应力差大,天然裂缝不发育等不利条件,开展基于沙河子储层物理模拟和相关数学模拟的基础研究,建立了沙河子组致密气藏复杂裂缝判断图版并形成对应的体积压裂工艺优选技术,实现了不同区块、不同岩性储层的针对性改造。现场试验14口井,5口井试气产量超过10×10⁴ m³,压后工业气流井占比71%,整体提高了松北深层气井的开发效果。研究成果为大庆油田勘探储量的提交以及有效开发提供了有力的技术支撑,同时对国内其它相似油田的开发生产具有借鉴指导意义。     

大跨高强预应力混凝土箱梁零号块早期温度场及应力分析

连续刚构箱梁桥零号块直接与桥墩浇筑,用以继续其他节段施工和预应力张拉的基础,防止其开裂是重要管控之一。大体积混凝土早龄期开裂的主要原因是水泥水化热及环境温度产生的拉应力大于当时的允许抗拉强度,研究其温度场及温度应力用以防止开裂。通过预埋温度传感器实测实际工程箱梁零号块水化温升,再利用有限元ABAQUS联立子程序模拟温度场,继而分析由温度产生的应力。结果表明：水化温升时程曲线细分为6个阶段,温降速率大致为温升速率的1/6;前一周温升变化大,降低入模温度、延长保温保湿养护、降低水化热、布置冷却水管可有效防止开裂;内表温差时程曲线呈波浪型经历与温升相同的变化趋势;组合指数模型可以很好地拟合非绝热条件下水化温升时程曲线;进一步提高有限元模拟精度还需考虑水化率温度依赖性及各参数的实测时变性;顶板及腹板靠近横隔板处的中部位置在浇筑后一周左右由于温度变幅大形成了最高的拉应力,这两处部位最易开裂。这些结论可为工程施工提供损伤控制和优化理论。     

大型钢管混凝土组合拱肋温度场及效应分析

钢管混凝土组合结构受温度的影响是多方面的，研究其从结构成型至服役全过程的温度分布规律及温度效应，对该结构的设计、施工和运营维护十分重要。通过对全尺寸钢管混凝土从混凝土硬化开始至成型后一段时间的温度进行实时监测，分析温度场规律，再建立有限元模型分析由温度产生的效应。结果表明：钢管混凝土内表温差易引起脱空现象，特别是水化热峰值结束后10 h左右，该段时间需要做好保温措施；太阳辐射产生的温度最大可达到15℃，显著影响着钢管混凝土的温度分布；截面径向温度呈两端低中间高的抛物线型非线性分布；钢管混凝土表面的应变与温度保持异步变化；外包混凝土浇筑后，在其水化热峰值时刻，管内混凝土应力最大达到3 MPa左右，钢管的应力可达到36 MPa，外包混凝土直至硬化完成，最大应力也不到2 MPa。这些结论可为钢管混凝土组合结构的设计、施工优化与病害消除提供借鉴和参考。