近钻头旋扭冲击器结构设计与试验

PDC钻头在深井高硬度、研磨性较强的地层钻进时会出现蹩钻、跳钻现象,从而导致钻头机械钻速低、进尺少、经济效益差等问题。为提高钻头机械钻速,克服深井高硬地层普遍存在的粘滑现象,开展了近钻头旋扭冲击器设计研究工作。结合流体力学对工具进行结构优化设计,通过建立三维模型,运用模拟软件对工具结构流场进行有限元仿真分析,确定了工具结构参数。试制样机开展室内及现场的性能测试,样机各项功能正常,达到设计指标,满足现场应用要求。可为后期现场应用及工具的进一步优化改进提供借鉴。     

螺旋埋弧焊管全管体扩径工艺与性能研究

随着管道建设对管材性能一致性要求的提高,以及全位置自动焊工艺对管材几何尺寸精度更高的要求,需要研究改进螺旋焊管制备工艺。开展了X80钢级Φ1 219 mm×22 mm螺旋埋弧焊管全管体扩径工艺试验,对比分析了扩径前后管体的几何尺寸、残余应力及力学性能变化。结果显示,随着扩径量的增加,管体尺寸精度大幅提高,在扩径率为0.75%时,管体不圆度降低了20%,周长一致性提高了71%,噘嘴量减少35.4%,管体切断后对应的两个管端直径差值在1 mm之内;扩径可以进一步降低管材成型焊接形成的整体内应力以及表面应力,使得螺旋埋弧焊管残余应力一定程度减小;扩径后管材强度和屈强比略有上升,韧性略有下降,管材强度的一致性大幅提高,管材相关性能指标优于设计及施工标准要求。结果表明,X80钢级Φ1 219 mm×22 mm螺旋埋弧焊管扩径工艺技术是可行的。     

低碳结构钢的氢脆行为研究

采用宏观、微观、纳米等手段,开展低碳钢在酸性环境中氢诱导作用对其力学性能影响进行研究。从研究结果可以看出,氢浓度和腐蚀扩展速率存在一定关系,低碳钢暴露于富氢酸性环境28天后,体积弹性模量显著降低。通过微观结构分析,发现氢渗透引起的大晶粒的变形、裂纹和氢鼓包是性能下降的主要原因。此外,通过在不同时间对试样的不同区域进行纳米压痕,确定了氢对晶粒纳米弹性和纳米硬度性能的影响。在宏观、微观和纳米层面上对受到氢损伤钢的力学性能的进一步研究,将对低碳结构钢的维护和使用寿命预测提供一种新途径。     

输气钢管内壁椭圆形坑失效原因分析

为分析某输气用X52QS钢级无缝钢管内壁椭圆形凹坑失效原因,通过力学性能测试、金相检测、化学成分分析、扫描电镜（SEM）、物相（XRD）分析等手段,对该凹坑产生原因进行综合分析。结果发现,凹坑区的C、Cr、Mo、Ti、B等元素含量高于正常区,且偏聚在凹坑区;C、B元素含量超标,化学成分不均导致凹坑区金相组织不均匀,使凹坑区发生微观原电池反应,凹坑区成为阳极被腐蚀而减薄;此外,凹坑内表面的CaCO3和SiO2含量较高,造成凹坑区垢下腐蚀;凹坑区表面膜疏松造成浓差电池,在介质冲刷等共同作用下会加速腐蚀,凹坑区壁厚持续减薄,最终形成更大的椭圆形凹坑。最后对样管最薄凹坑剩余厚度进行计算,发现已无法满足设计压力要求,建议换钢管或者降低设计压力后二次利用。     

气驱技术对油套管性能的新要求

为有效补充地层能量、大幅提高采收率,保持油田高效开发和持续稳产,国内外油田陆续开展了气驱试验。气驱技术在保持油田高效开发和持续稳产的同时,也延长了油田生命周期,但井筒完整性是制约气驱技术发展的关键因素之一。通过分析气驱井油套管失效情况,从全生命周期角度,提出了保证井筒完整性措施以及气驱工艺下油套管选材思路,并指出在注气井或采出井采用耐蚀合金连续油管和非金属连续油管,可兼顾防腐和气密封功能,将是气驱工艺的发展方向。     

Competitive Cr3+ occupation in persistent phosphors toward tunable traps distribution for dynamic anti-counterfeiting

Red/near infrared (NIR) long persistent phosphors have received extensive attentions in biomedical, food inspection, iris recognition, biological imaging, etc. Herein, a new phosphor, Li₂ZnGe₃O₈:Cr³⁺, is reported with deep red persistent luminescence peaking at 708 nm. By adjusting the Cr³⁺ doping concentration, the competitive site occupation at [ZnO6] and [GeO6] polyhedral enables different traps behaviors including trap types, trap concentration and trap depth, which in turn leads to different afterglow duration time from 2 to 20 h. The persistent luminescence mechanisms originated from different trap models have been discussed, and it is found that they can cooperate or inhibit each other, enabling different luminescence depending on time. The dynamic anti-counterfeiting applications have been demonstrated, which provides a new way to rationally designing for multi-functional luminescent materials.     

Electrochemical investigation of La0.4Sr0.6TiO3 synthesized in air for SOFC application

Journal of Applied Electrochemistry - La-doped titanate materials have been widely investigated as alternative Ni-free anodes for solid oxide fuel cells (SOFCs). In this study, La0.4Sr0.6TiO3 (LST)...     

Preparation and tribological behavior of polytetrafluoroethylene/metal mesh composites with sandwich structure

Polytetrafluoroethylene (PTFE) owns an excellent self-lubricating performance, but its wear rate is very high due to the large-scale spalling of the matrix in the friction. In this paper, A new kind of PTFE composites with sandwich structure was prepared by layer-press technology, whose middle layer is filled with metal mesh. The influence of the mesh structure and mesh density of middle metal layer on tribological properties of composites were researched in detail. The results revealled that the metal mesh located in the composites can efficiently prevent the large-scale spalling of PTFE, which induces the sample of PTFE/500# plain woven dutch metal mesh (PTFE-500#PWD) to have a lower wear rate (9 × 10⁻⁵ mm³/Nm) and COF (0.106) under the fixed experimental condition. The prepared PTFE/metal mesh composites reveal excellent anti-friction and anti-wear performance, which can be used to fabricate a new kind of self-lubricating materials.     

车桥用水性单组分底面合一防锈涂料的制备与研究

针对车桥防护涂层的涂装特点,采用热融合接枝技术制备了一种稳定共融的水性单组分底面合一树脂新体系,并以该树脂为主要成膜物,通过正交实验优化涂料配方制备了车桥用水性单组分底面合一防锈涂料,阐述了其制备工艺并探讨了催干剂体系、防锈颜料体系和增稠触变体系对涂料以及涂膜性能的影响。     

计及源荷不确定性的独立型交直流混合微网多能源协调优化调度

传统独立型交直流混合微网的可再生能源供电比例高,但储能和其他可控电源容量有限,易出现切负荷或弃风弃光现象.首先,为提高系统的供能可靠性和可再生能源的消纳水平,设计出一种基于氢储系统实现交流、直流、氢气、热力与天然气能源系统深度耦合的能量枢纽结构;其次,为实现设计系统的多能源协调优化调度,构建出一种计及源荷不确定性的两阶段鲁棒优化模型,模型中第一阶段确定所有能源转换和存储设备的运行状态,第二阶段确定最恶劣场景及各设备出力方案,并且可利用不确定度参数灵活调整调度结果的保守性;然后,基于强对偶理论和大M法将优化模型转换为具有混合整数线性形式的主问题和子问题,并采用列与约束生成算法求解;最后,算例分析结果表明所建模型的合理性,求解算法的有效性以及调度结果的鲁棒性和经济性.