Pebax/a-MoS2/MIP-202混合基质膜的制备及CO2分离性能

为了获得高性能的CO₂/N₂分离膜,把空气中氧刻蚀的二硫化钼（a-MoS₂）和金属有机框架材料MIP-202通过机械力化学反应制备的双功能填料作为分散相,聚醚嵌段酰胺（Pebax-1657）作为连续相,采用溶液浇铸法制备了Pebax/a-MoS₂/MIP-202混合基质膜。采用FT-IR表征了填料的化学结构,借助ATR-FTIR、SEM、TG和力学性能测试表征了混合基质膜的化学结构、微观形貌结构、热稳定性和物理力学性能。研究了水含量、双功能填料配比、含量、膜两侧压差和操作温度对膜气体分离性能的影响,并考察了模拟烟道气（CO₂/N₂体积比15/85）条件下混合基质膜的长时间运行稳定性。结果表明：在温度为25℃、膜两侧压差为0.1 MPa的操作条件下,a-MoS₂与MIP-202质量比为5∶5和双功能填料含量为6%（质量）时,膜的气体分离性能达到最优,CO₂渗透性和CO₂/N₂选择性分别为380 Barrer和124.7,超过了2019年McKeown等提出的上限值。连续测试360 h后,混合基质膜的性能没有明显降低,其平均CO₂渗透性和CO₂/N₂选择性分别为358 Barrer和120.1。这主要是由于a-MoS₂和MIP-202协同提高了膜的气体分离性能。     

顺南井区高温高压防气窜尾管固井技术

顺南井区井温超高,地层压力系统复杂,气层异常活跃,防气窜固井难度大,导致固井质量不合格。为解决气体窜通和水泥石高温强度衰退的难题,开展高温高压防气窜固井优化研究。通过优化外加剂,得到了新型胶乳液硅防气窜水泥浆体系。研究结果表明,用粒径为0.18、0.125或0.09 mm的硅砂复配,能够克服178℃下水泥石高温强度衰退的难题;胶乳水泥浆体系加入液硅后,防气窜能力增大;加入纤维可以使水泥石弹性模量降低48%,抗冲击性好;水泥浆呈直角稠化,具有较好的防气窜能力。优化前置液结构,使用加重隔离液技术实现低速紊流顶替。为防止水泥浆失重导致气层不稳,替浆后反循环洗井并尽快进行环空憋压,实现以快治窜。同时,配套抗高温气密封固井工具与附件,以保证防气窜固井质量。顺南井区φ177.8 mm尾管防气窜固井质量得到良好改善,为该工区高温高压防气窜固井提供重要的技术支撑。      

部分压开页岩气井产能递减分析

水力压裂技术已广泛应用于增加页岩气井的产量,由于实际页岩储层厚度普遍较大,以现有的压裂技术难以完全压开储层。因此,针对页岩气解吸、扩散和渗流特征,建立了部分压开页岩气井产能模型,分别运用Laplace变换、Fourier变换和Duhamel原理,并通过Stehfest数值反演求解产能模型,绘制了部分压开页岩气井产能递减曲线,并分析了压开程度、解吸系数、无因次储容系数、无因次解吸时间、裂缝中心位置对产能递减曲线的影响。研究表明:页岩气井的产量随着压开程度增加而增大;吸附气解吸量随着解吸系数的增大而增大,由于吸附气的解吸,气井产量递减越慢;无因次解吸时间越小,页岩气解吸发生得越早;裂缝中心越靠近储层中心,部分压开页岩气井产量递减越慢。因此,对页岩气井实施压裂时,应该尽量增大储层的压开程度并且尽量使压开裂缝中心靠近储层的中心位置。     

SPEEK/PSI半互穿网络共混膜的制备及其CO2分离研究

为了获得高性能的气体分离膜,实现烟道气中CO₂/N₂高效分离回收,以磺化聚醚醚酮（SPEEK）和聚琥珀酰亚胺（PSI）为原料,己二胺为交联剂,原位交联反应制备富含氨基的半互穿网络共混膜,在膜内构建CO₂传递通道和亲和位点,并采用红外光谱对共混膜的结构进行表征。研究水含量、PSI用量和进料气压力对膜气体分离性能的影响,在混合气条件下考察其气体分离性能和长时间运行稳定性。研究结果表明：SPEEK与PSI两相界面相容性较好,它们之间存在较强的相互作用,且呈半互穿网络微结构;PSI含量为60%（质量）时,纯气和混合气条件下CO₂渗透性分别为652和601 Barrer,对应的CO₂/N₂选择性为67.6和60.3,优于纯SPEEK膜,且超过2008年的Robeson上限;共混膜运行360 h后,CO₂渗透性和CO₂/N₂选择性仍然稳定。这主要是因为SPEEK与PSI形成富含氨基的半互穿网络微结构后,一方面提供了CO₂促进传递载体;另一方面,增强了共混膜的保水性能,形成大量CO₂传递水通道。     

探讨单片机的应用和发展趋势

单片机作为现代电子技术发展的一个典型产品,在多个电子产品领域中都有着广泛应用。现本文就分别从应用和发展这两个层面来谈谈单片机技术,以供交流。     

微型FBG-MEMS压力传感器在静压桩贯入过程测量中的应用

为研究静压桩在贯入过程中受力特性及后期的残 余应力分布特征,通过刻槽法在模 型桩身安装光纤光栅(fiber Bragg grating,简称FBG)传感器,及安装于桩端的微型硅压 阻式土压力传感器,测得了桩端阻力和桩侧摩阻力等随贯入深度的变化规律,通过试验明确 了均质黏性土中静压桩的贯入特性。试验结果表明:光纤光栅传感技术能够较好的满足黏性 土中静压沉桩特性的测试需求,成功测得沉桩阻力的分布及变化规律;在均质黏性土中沉桩 时,桩侧阻力与桩端阻力的所占比例是变化的。在沉桩初期,桩侧阻力所占比例较小,而在 沉桩中后期,侧摩阻力所占比例不断增大,但桩端阻力所占比例仍高于桩侧阻力所占比例; 桩侧摩阻力存在退化现象,且退化程度和退化速率随贯入深度的增加逐渐减小;桩身施工残 余应力随深度的增加先增大后减小,其中性点约在距桩顶9D处,而桩侧残余摩阻力随深度的 增加呈先增大后减小的趋势,由负摩阻力逐步转变为正摩阻力。研究结果可为黏性土地基静 压桩的工程实践提供借鉴与参考。     

夹持式封装低温敏FBG应变传感器的设计

设计了一种两端夹持式封装的低温敏FBG应变传感器.利用金属内、外管产生的膨胀差值引起的光栅波长变化量,与热膨胀和热光效应引起的光栅波长变化量抵消,实现温度补偿,金属内、外管隔及隔温套管与夹持支座内部均采用粘结剂连接后实现对光纤光栅的封装.标定试验表明:该传感器的温度灵敏度为0.78 pm/ ℃,是裸光纤光栅温度灵敏度的7.2%,大大降低了对温度的灵敏性,应变灵敏度系数为1.377 pm/ ℃.     

静压桩贯入试验增敏型FBG传感器的研制及应用

介绍了光纤光栅的基本原理及优点,设计了基于光纤光栅技术的增敏型应变传感器,并对其工作特性进行了分析。应用增敏型光纤光栅传感器,测试了静压桩贯入过程中模型桩的桩身应力变化。试验结果表明,使用光纤光栅传感器对模型试验中静压桩贯入过程桩身应力监测时需进行增敏。增敏型光纤光栅传感器为模型试验中静压桩贯入过程监测及分析提供了一种新的工具,是监测模型桩静压贯入过程的理想器件。     

基于硅压阻式传感器与光纤传感的静压桩贯入模型试验应用研究

将微型硅压阻式土压力传感器、孔隙水压力传感器及增敏微 型光纤光栅(fiber Bragg grating,FBG)应变传感器应用于静压桩贯入模型试验中,很好地测试了静 压桩贯入过程桩端 阻力、桩身轴力、桩土界面土压力和孔隙水压力。初步试验表明,微型硅压阻式土压力传感 器、孔隙水压 力传感器及增敏微型FBG应变传感器应用在静压模型桩贯入过程中,实现了贯入过程的桩端 阻力、桩身轴 力、桩土界面土压力和孔隙水压力的实时监测;桩身轴力和桩土界面有效侧向压力均随贯入 深度的增加而 增加,但同一深度处侧向压力逐渐减小。为静压桩贯入测试方法提供了参考依据,对进一步 研发室内试验微型传感器具有参考价值。