高功率CO2激光器输出窗热效应的研究

高功率CO2激光器输出窗不可避免地要吸收谐振腔的激光能量,在其内部产生非均匀温度场的分布,并引起输出窗发生热形变。输出窗的热效应改变了CO2激光器谐振腔的品质因数,影响激光器的稳定性和输出光束的质量。对于输出窗准确的温度场和热形变场研究是解决热透镜效应的关键。利用半解析方法对CO2激光器在TEM00工作模式下,输出窗的温度场及热形变量场进行研究。研究方法和所得结论具有普适性,可以应用到其它具有轴对称性热模型产生的温度场、热形变分析工作中。     

CO2激光对玉米种子萌发及幼苗生长发育的影响

采用功率密度18mW/mm2CO2激光辐照萌动玉米种子,研究了其对玉米种子萌发及幼苗生长发育的影响。试验结果表明,不同时间CO2激光辐照萌动的玉米种子对种子发芽率及其出土后幼苗生长发育状况及幼苗的生理生化代谢均有不同程度促进作用,其中30s处理对幼苗影响不明显,60s和90s处理对玉米幼苗都有显著的促进作用。     

三工河低渗油藏注CO_2驱替机理及开发可行性优化设计

莫北三工河深层低渗非均质强水敏油藏注水开发效果较差。为探索更有效提高采收率技术,以莫109区块为目标区,开展了水驱后注CO_2提高采收率可行性研究。首先进行流体相态测试和模拟,分析了地层原油注CO_2相态配伍性和混相程度;然后模拟油藏高温高压条件下注水和注CO_2驱油效率对比长岩心实验;最后在实验基础上运用多组分模型数值模拟技术,在历史拟合基础上对CO_2驱注采参数进行优化设计。结果表明,通过5口注水井转注CO_2,10 a内原油阶段采出程度比水驱增加7.15%,目标区注CO_2比注水具有更好的提高采收率潜力和开发可行性。     

稠油油藏CO_2吞吐合理吞吐轮次

冀东油田高浅北区稠油油藏高含水油井自2010年底实施CO_2吞吐控水增油以来,取得良好效果。但首轮吞吐失效后,面临吞吐增油量逐轮减少、换油率下降、吨油成本不断上升的问题。为了有效提高吞吐措施效果,在明确CO_2吞吐控水增油机理和主要注采参数优化的基础上,以高浅北区某典型底水稠油油藏为例,考虑不同构造位置、水平井轨迹差异及不同采出程度,进行CO_2吞吐合理吞吐轮次数值模拟研究。研究表明:多轮吞吐效果主要受构造位置、井轨迹及含油饱和度的影响,高部位物性好的油井实施5轮次吞吐效果较好;腰部采出程度相对较低的油井可实施4轮吞吐;采出程度相对较高的油井、边部中部位油井可实施3轮次吞吐。矿场实践证实,该方法可减少无效措施工作量,实现多轮吞吐经济效益最优化。     

催化裂化催化剂上金属元素对CO氧化的影响

采用污染Fe、Ca和浸渍稀土元素La、Ce等方法改变老化剂的化学组成,在500~600℃反应温度下,考察催化裂化催化剂对CO氧化的影响。结果表明:Fe和CeO_2能够促进CO的氧化,且催化剂中Fe和CeO_2含量越高,对CO氧化过程促进越明显;Ni,V,La_2O_3对CO氧化的影响较小,但CO的转化率随着催化剂上这些组分含量的增加而提高;Ca对CO的氧化略有抑制作用。     

超临界二氧化碳射流中的颗粒跟随及影响因素

超临界二氧化碳射流具有破岩速度高、门限压力低等优势,加入磨料颗粒形成超临界二氧化碳磨料射流,将取得更高的冲蚀切割效率。为研究超临界二氧化碳磨料射流可行性,采用数值模拟方法,对比分析了单个颗粒在超临界二氧化碳等流体射流中的运动特征,揭示了流体温度、磨料粒径对颗粒跟随运动的影响规律。结果表明,与相同条件下在水与压裂液射流中相比,磨料颗粒在超临界二氧化碳射流中运动规律相似,但初始滑脱速度较大、跟随能力较弱,获得的喷射速度与撞击靶件壁面速度较高,表明超临界二氧化碳具有良好的颗粒携带能力;流体温度升高、磨料粒径增大均会使颗粒滑脱速度增大、削弱跟随运动效率,但同时也降低了喷嘴外流场中颗粒所受运动阻力,显著提高了喷射速度与撞击壁面速度。由此可知,对于石英、陶粒等常用磨料材质,在常规储层温度(60~140℃)与粒径范围(20~70目)内,超临界二氧化碳磨料射流可有效形成并进行高效冲蚀切割作业。     

常减压原油混炼装置的多目标协同优化

本文基于遗传算法开发了一套多目标协同优化策略,用以优化运行中的常减压原油混炼装置,同步优化了其经济效益、加热炉能耗和二氧化碳排放量三个目标函数,并且研究了三个目标函数之间的相互关系。本次研究通过软件集成实现优化算法的运行,当计算出最大经济效益、最小加热炉能耗和最小二氧化碳排放量时,即获得了Pareto解集,从而解决了炼厂的实际问题。优化结果表明,在维持现有加热炉负荷和二氧化碳排放量的基础上,通过调节原油混炼比,经济效益仍有较大的增长趋势。     

桑托斯盆地Jupiter油气田富含CO2油气藏形成机制

桑托斯盆地Jupiter油气田油气藏中富含CO₂,气层与油层流体成分存在明显差异,油气藏相态及形成机理没有取得共识。采用四参数方框图法、流体组分三角图、φ₁值、Z₁以及Z₂等多参数法对Jupiter油气藏相态进行综合判识,认为Jupiter油气藏为带油环凝析气藏。油气藏中凝析油与原油具有相似的分子地球化学特征,Pr/Ph比值为1.58~1.88,C₂₆三环萜烷/C₂₅三环萜烷比值为1.15~1.22,甾烷以C₂₇甾烷占优势,藿烷/甾烷比值大于4, TPP比值大于0.5,全油碳同位素在-25‰左右。地球化学参数说明二者来源于白垩系Upper Barremian-Lower Aptian阶湖湘烃源岩。凝析油与原油具有相似的成熟度,均为生烃高峰的产物。烷烃气来自于Upper Barremian-Lower Aptian阶湖湘烃源岩,为生烃高峰——凝析油前期阶段的产物。CO₂为火山幔源型CO₂,大量CO₂后期注入形成的蒸发分馏作用,对早期形成的油气藏进行改造,形成了现今带油环凝析气藏的面貌。地球化学参数证实了蒸发分馏作用的存在,无机CO₂的注入丰富了蒸发分馏作用理论。     

CO激光器电极材料的研究

本文研究了几种金属材料:铝、磷铜、无氧铜、银铜、不锈钢、镍和钽做为CO激光器电极对激光气体稳定性的影响.通过对放电后电极表面附着物的分析,得到了电极表面变化的信息,并可以以此为依据来选择合适的电极材料.我们发现钽是一种较好的CO激光器电极材料.     

高功率封离式选支CO激光器

用制冷机冷却封离式选支CO激光器,在-37℃～26℃温度范围内,测量了激光单线输出功率与温度的关系,在-37℃时,最强单线(5.340μm)功率高达10.2W,获得了82条谱线,在5.085～6.116μm波长范围内标识出74条线。