复杂水力裂缝网络延伸规律研究进展

随着天然裂缝性储层、煤层气、页岩气、致密砂岩气、致密油和复杂岩性低渗透油气藏勘探开发进程的加快,大规模体积压裂实践及微地震裂缝实时监测技术对水力裂缝延伸模拟提出了巨大挑战。复杂网络裂缝延伸受储层岩性、岩石力学性质、地质力学和天然裂缝特征等影响,文中综述了天然裂缝对水力诱导裂缝延伸影响的国内外研究进展。水力诱导裂缝与天然裂缝相交前、相交时和相交后的复杂力学行为决定了水力诱导裂缝的复杂延伸规律：水力裂缝尖端逼近时,诱导应力场会导致胶结天然裂缝张性或剪性脱粘;相交时,天然裂缝可能出现剪切破裂导致压裂液大量滤失、或水力裂缝穿过天然裂缝沿原方向延伸、或转向沿天然裂缝延伸并在其端部或弱结构点起裂;相交后,可能出现多个裂缝尖端同时延伸的情况,形成复杂网络裂缝。真三轴压裂测试系统结合工业CT扫描、声发射装置、X-衍射等是研究复杂网络裂缝形成机理的主要试验手段;而非常规裂缝模型和扩展有限元方法（XFEM）是模拟复杂网络裂缝延伸的主要数值手段。XFEM是处理含裂纹等不连续问题的最有效方法,并具有有限元方法的所有优点,考虑到裂缝内流体压力是水力裂缝延伸的驱动力,故基于XFEM的渗流-应力-裂缝延伸全耦合研究是未来体积压裂复杂网络裂缝延伸模拟的重要发展方向。     

井下电视测井仪研制

以视频图像作为可视化测井技术,通过对高温、高压、密封防护和视频信号无中继地远距离传输等技术难题的解决,成功开发了深井井底摄像测井系统,生动地显示了井底状况.详细分析了该系统实现的关键技术和解决方案.现场试验获得了井底状况,图像清晰.该系统性能稳定,在温度110℃、25 MPa压力下正常工作长达5 h,总体性能指标达到了设计要求.     

钆掺杂铌酸钾的制备及其光催化降解罗丹明性能

以氢氧化钾、氧化铌和硝酸钆为原料,采用水热法合成了结晶度高、掺杂不同含量的稀土元素钆的K4Nb6O17光催化剂纳米片。借助XRD、SEM、TEM和XPS等手段对其结构和形貌做了表征,考察了钆掺杂铌酸钾复合材料对有机染料罗丹明的降解性能。结果表明,钆的掺杂提高了铌酸钾的结晶度,钆掺杂量为0.5%（物质的量分数）的铌酸钾具有最佳的光催化活性,30 mg催化剂可对质量浓度为20 mg/L的罗丹明溶液（100 mL）快速降解。     

钢管自应力自密实高强混凝土中长柱受压性能试验研究

为提高钢管内混凝土的密实度,减小混凝土的收缩,以保证钢管与混凝土更好地工作,满足实际工程需要,文中提出采用钢管自应力自密实高强混凝土柱,考虑初始自应力、长细比和混凝土强度等因素的影响,设计制作16个钢管自应力自密实高强混凝土中长柱试件,通过轴心受压试验,考察试件的破坏形态,实测试件的荷载-纵向变形曲线、荷载-挠度曲线和极限承载力,分析了各参数对试件轴心受压力学性能的影响。研究表明：大部分中长柱的破坏形态均为弯曲失稳破坏;初始自应力提高5MPa,钢管自应力自密实高强混凝土中长柱极限承载力提高19%,并改善了延性;长细比由5增大至12,试件的极限承载力降低16.9%;混凝土强度提高36.3%,钢管自应力自密实高强混凝土中长柱极限承载力提高16.3%。基于试验结果,参考国内相关规范,建立钢管自应力自密实高强混凝土中长柱轴心受压稳定承载力计算公式,可供工程设计参考。     

城市管道现场组对施工控制

针对在位管道通过弯头、过渡管组对连接的情况,尤其是大口径管道组对过程中,弯头的角度、位姿以及过渡管切割控制不当,直接影响整个工程的工期和效益。为此以全站仪测量数据为基础,建立圆柱模型,进行圆柱面拟合,进而确定弯头角度及位姿;确定过渡管的端面方程,解算出过渡管的尺寸及管口形状,并绘制打印管口外圆展开图为过渡管切割提供依据。与拉线测量控制方法相比,实现了现场组对施工的有效控制,提供了施工的指导依据,易于操作且效率高。     

牛樟树水提物中促进樟芝无性产孢的效应物鉴定及其添加量优化

为明确牛樟树水提物（aqueous extract of Cinnamomum kanehirae Hay,CWE）中促进樟芝（Antrodia cinnamomea）深层发酵无性产孢的效应物。首先,采用醇沉法及不同有机溶剂分级萃取法对CWE进行分离,并以产孢量为检测指标,考察不同组分对樟芝无性产孢的影响。结果表明,30 μg/mL的CWE醇沉上清氯仿萃取物LFE和50?μg/mL的醇沉上清乙酸乙酯萃取物YZE对樟芝无性产孢有明显的促进效果,且LFE的促进效果明显优于YZE,表明效应物主要存在于LFE和YZE中。随后,采用液相色谱-质谱联用仪对CWE不同萃取组分进行成分分析,并结合不同组分对樟芝产孢的影响效果,确定主要效应物为赤藓糖醇。最后,考察赤藓糖醇（纯度98%）对樟芝深层发酵性能的影响,结果表明,赤藓糖醇对樟芝无性产孢有显著促进效果,且在最佳添加量（1.0?μg/mL）下,产孢量较对照组提高55.17%;同时,1.0 μg/mL赤藓糖醇显著促进樟芝深层发酵菌丝体生长及胞内多糖的合成,生物量和胞内多糖产量较对照组分别提高18.65%和260.13%,但对三萜的合成无显著影响。     

基于FEM与SPH耦合算法的单颗磨粒切削玻璃的动态过程仿真

采用有限元法(FEM)与光滑质点流体动力学法（SPH）耦合算法,假设以圆锥作为磨粒的形状,以玻璃为工件材料,进行了单颗金刚石磨粒的三维磨削仿真。仿真结果表明：磨粒的挤压使工件材料向前方及两侧流动而产生隆起,且磨屑发生粉末化现象;沟槽的实际宽度远大于磨粒的切削宽度,断裂裂纹向沟槽两侧扩张,裂纹扩展一段后就停止不前而残留下来,成为残留裂纹。该方法可以较好地解决传统有限元法进行脆性材料磨削仿真时容易发生单元畸变的问题,验证了FEM与SPH耦合算法应用于脆性材料磨削仿真研究的可行性。     

变截面导流筒换热器入口流场均化性能数值仿真

采用变截面导流筒真实三维实体模型,通过数值模拟的方法,以流体流动均匀性和压降作为综合衡量依据,研究了变截面导流筒装置中关键结构参数的变化对其内部流体流动均匀性和流体流动阻力的影响规律,得出了导流筒的结构参数L,H,θ与壳程进口处流体流动状况的对应关系,证实了在适当范围内调整上述结构参数,不仅可以提高壳程进口处流体流动均匀性,而且可以有效降低壳程流体的压力损失。从导流筒换热器的流体流动均匀性和壳程压降角度出发,推荐L,θ,H的取值范围分别是:L=50~70 mm,θ=7°~12.5°,H=50~100 mm。研究结果为变截面导流筒换热器优化设计提供了参考依据。     

Fe-Co/LDHs催化剂的制备及催化氧化含硫废碱液

本文基于催化空气氧化模拟含硫废碱液和真实石化企业含硫废碱液,以水铝钙石为载体,利用浸渍法制备Fe-Co复合氧化物非均相负载型催化剂（Fe-Co/LDHs）,并优化催化剂制备条件和反应条件。当催化剂中n(Fe):n(Co)=9:1（摩尔比）、总金属负载率为25%、焙烧温度为600℃时,制备的催化剂效果最好;处理6000 mg/L的模拟含硫废碱液时,每升添加10 g催化剂,在75℃下曝气量为2.5 L/min时效果最佳,3 h脱硫率可达到96.7%;而处理相同浓度的实际含硫废水时,3 h脱硫率可达92.4%,且循环使用10次后催化效果无明显下降。结果表明Fe-Co/LDHs催化剂的催化活性优异且稳定,具有较好的应用前景。     

凹凸棒石吸附地下水中氨氮的实验研究

采用甘肃和安徽明美矿物公司的凹凸棒石进行模拟地下水氨氮去除实验研究。结果表明,在氨氮浓度为10mg/L的条件下,凹凸棒石吸附氨氮的平衡时间为3h,凹凸棒石用量3.00g,最佳pH值约6～7,20℃有利于凹凸棒石对氨氮的吸附,正交实验表明,影响吸附因素大小的顺序为:pH值氨氮初始浓度凹凸棒石用量温度。对吸附等温线进行线性拟合,符合Langmuir等温式,饱和吸附量分别为4.06mg/g和4.54mg/g。为凹凸棒石作为一种处理地下水材料提供了数据和理论依据。