XJ70DB电动修井机的研制与应用

鉴于柴油机驱动修井机存在废气排放量大,噪声污染严重,工作效率低,以及安全隐患多等技术缺陷,研制了XJ70DB电动修井机。整机采用模块化设计,主要包括电驱绞车模块、液压控制模块和电气控制模块。其中,电驱绞车采用双速电机加齿轮减速箱传动方案,以双速电机变极调速取代机械换挡调速,操作方便,结构简单,运行可靠,噪声低。采用盘式刹车与绞车电机能耗制动联合刹车技术,刹车准确可靠,启停平稳。电气控制系统采用PLC集中控制,为修井作业创建了数字化、自动化和信息化平台,全面提升修井机自动化水平。23口井的现场试验结果表明,该电动修井机具有节能环保、安全高效、自动化程度高及操作方便等优点。     

地应力方向对椭圆套管强度的影响规律分析

在考虑套管初始椭圆度和非均匀水平地应力作用位置的基础上,通过建立套管-水泥环-地层受力模型,采用弹塑性有限元方法对具有初始椭圆度套管的抗挤毁强度与非均匀水平地应力作用位置的关系进行分析,并与绝对圆形套管数值分析结果进行对比。研究结果表明,套管抗挤毁强度与非均匀地应力的作用方向有关。当最大水平地应力作用方向与套管长轴方向平行时,初始椭圆度将增大套管的抗挤毁强度;当最大水平地应力作用方向与套管长轴方向垂直时,初始椭圆度将降低套管的抗挤毁强度。可以通过合理正确地利用地应力的作用位置来提高套管的抗挤毁强度,进而延长套管的使用寿命。     

海洋水文气象综合数据采集器的研制

针对海洋环境监测工作的实际需要,以高性能单片机C8051F120为核心研制了一种海洋水文气象综合数据采集器。采集器采用成熟的工业级集成电路芯片和元器件、配备X5043看门狗芯片,保证了系统可靠性和稳定性;采用交流电和太阳能电池双供电模式,应用B1203LS有效降低了系统功耗;配备有线/无线通讯接口,实现数据的远程传输。现场应用表明,其运行稳定可靠、维护管理简单,具有较大的实用价值和应用前景。     

海洋管道多点提吊的有限元分析

建立了海洋管道多点提升的有限元模型,考虑了管土作用的非线性和倾斜绳缆对提升的影响,引入了土体吸力的作用,并增加了对绳缆的模拟,运用ANSYS软件对海洋管道多点提吊的各个阶段进行了模拟计算,同时运用实例分析对所建模型进行了验证。分析结果表明,土体吸力对离地点附近管道的弯矩影响较大,对管道变形几乎没有影响;在提吊初期,管道的最大弯矩对土体吸力的大小较为敏感,最大弯矩随土体吸力的增大而增大,随着提吊高度的增加,土体吸力对最大弯矩的影响逐渐消失。     

微藻超临界甲醇直接酯交换法制备生物柴油

以规模化养殖的小球藻为原料,采用超临界甲醇酯交换法开展了制备生物柴油的实验研究。通过对原料藻粉的主要组成和实验产物的元素、化合物组成及基本理化特性进行分析,考察了不同工艺条件对产率的影响。结果表明,在甲醇与湿藻（50%含水量）配比为8∶1（mL∶g）、反应温度260℃、反应压力8 MPa和停留时间10 min的条件下,微藻生物柴油产率高达9%以上,具有与石化柴油接近的理化性质和成分组成。     

TA2钛材的激光相变硬化复合低温气体渗氮工艺

为了提高TA2钛合金的耐磨性和耐蚀性,采用激光相变硬化-气体渗氮工艺对TA2钛进行表面改性。利用体视光学显微镜、透射电镜和X射线衍射仪对TA2激光相变硬化-气体渗氮层进行表面形貌、微观组织和相组成分析;利用显微硬度计对两种复合改性层的显微硬度进行测试。结果表明:TA2钛表面经激光相变硬化后,可实现430℃低温渗氮。此条件下晶粒得到细化,亚结构和缺陷密度的增加有利于氮元素和晶内扩散,相变组织与氮势梯度具有良好的对应关系。通过改善渗层的组织结构和化学成分分布状态,获得了性能优良的TA2钛表面硬化层。     

套管修复焊接残余应力三维有限元模拟

套管修复是一种重要的在役焊接修复技术,然而在操作过程中由于内压和温度场的影响会不可避免地产生焊接残余应力,对应力腐蚀开裂造成很大的影响。本文采用有限元法对套管修复产生的焊接残余应力进行研究,编写了套管修复纵向双工焊接和环向焊接的移动热源子程序,与套管内压进行耦合计算,得到了套管温度场及应力场分布规律。结果表明,环焊缝焊接接头处产生的环形应力最大,轴向应力次之,径向应力最小。内管上纵焊缝区域的残余应力很小,对内管强度不产生影响。在套管纵焊缝和环焊缝的T型接头处的应力水平较高,已经达到材料屈服强度,成为最薄弱环节,应该引起足够的重视。     

L415/316L复合管免充氩焊接接头组织与性能

对L415/316L复合管进行了充氩和免充氩焊接,采用光学显微镜、电子探针对焊缝组织及主要合金元素分布进行了分析,并采用硬度计测定了接头硬度分布。结果表明,是否采用氩气保护对L415/316L复合管焊接接头组织、化学成分及硬度没有影响。不锈钢层组织为奥氏体和少量铁素体,过渡层为板条状马氏体和类固溶体奥氏体。过渡层焊缝硬度明显高于碳钢层和不锈钢层。背部采用保护剂焊接可以代替传统的充氩焊接,以提高焊接效率。     

Al/Cu系金属间化合物价电子结构计算与界面反应预测

应用固体与分子经验电子理论,计算了Al-Cu系各相的价电子结构、键能、结合能、形成焓和有效生成热,并应用计算结果对Al/Cu固相界面的扩散反应进行了预测。结果表明,在Al/Cu固相界面扩散反应的初始阶段,Cu为限制元素,根据初生相有效生成热判据,Al2Cu相在Al/Cu界面最先生成;随界面缺陷消失和Al2Cu相层形成,界面有效元素浓度不断提高,热力学驱动力将超过动力学限制,在保温时间足够长情况下,后续相将按照热力学驱动力的大小依次生成Al4Cu9、AlCu、Al3Cu4、Al2Cu3,界面反应生成相预测结果与实验结果吻合。     

扫描速度对激光熔覆Ni基WC合金涂层组织与性能的影响

在45钢表面激光熔覆镍基WC合金涂层,分析扫描速度对熔覆层的成型、组织和性能的影响。采用金相显微镜、扫描电镜、显微硬度仪和摩擦磨损试验机对熔覆层的显微组织、化学成分、相组成以及耐磨耐蚀性进行分析测试。结果表明,熔覆层组织致密,与基体有良好的冶金结合。扫描速度增大,熔覆层出现裂纹的倾向增大,底部柱状晶外延生长层宽度减小,组织晶粒细化,相组成种类几乎没有变化,显微硬度增大,耐磨耐蚀性提高。当扫描速度为200 mm/min时得到成型性及耐磨耐蚀性优良的熔覆层。