分布式光纤测温技术及其在稠油开采中的应用

分布式光纤测温技术利用光纤后向喇曼散射光谱的温度效应和光时域反射技术实现温度测量,它是一种利用既是传输介质,又是传感介质的光纤进行实时测量空间温度场分布的传感系统。文章介绍了分布式光纤测温系统进行井温测量的工作原理、系统构成及在稠油注蒸汽井中进行测量的测试工艺和现场应用。该系统具有良好的测量精度和分辨率,可以在不影响温度场原始分布的情况下实现实时快速的测量。     

涡轮钻具叶片电解加工流场设计及优化

为了提升叶片性能,涡轮钻具叶片设计愈加复杂,传统加工工艺已不适于加工制造涡轮钻具叶片。为此,提出使用电解加工技术加工涡轮钻具叶片,并应用数值模拟方法对影响电解加工精度的电解液流场进行仿真分析。模拟仿真了电解液在理想化流道模型、叶片阴极流道模型以及近轮廓流道模型中的流场分布。研究结果表明:用叶片阴极模型和近轮廓模型代替传统的理想化模型,也可更好地模拟实际加工流场;改变电解液入流角的大小可以改善传统的理想化模型,可以更好地模拟实际加工流场;改变电解液入流角的方向可以改善入口流线紊乱情况,但效果并不明显,也不能使电解液均匀分布;增加出口导流段可以使电解液分布更加均匀,改善入口流线紊乱状况;叶盆阴极流场使用竖直导流、叶背阴极流场使用相切导流可以获得更好的流场分布效果;使用近轮廓模型作为电解加工流道,可以获得最优的电解液流场分布,但是此流道模型需要预先粗加工阳极工件,成本较高。研究结果可为涡轮钻具叶片的电解加工提供理论指导。     

4种轴承钢在水基泥浆中摩擦学性能研究

在油气井钻井过程中,大量井下工具在水基泥浆特殊环境中工作。井下工具中轴承部件工作条件苛刻,往往容易损坏,从而导致整个系统的失效。研究选取GCr15、9Cr18、G20CrNiMo、Cr4Mo4V等常用轴承钢为研究对象,制成盘销试样,在FALEX摩擦磨损试验机上模拟井下特殊工况,研究不同载荷、不同速度下试样的摩擦因数、磨斑直径及磨损形式。结果表明:水基泥浆中,当转速一定时,随载荷的增大GCr15、G20CrNiMo、Cr4Mo4V的摩擦因数变化不大,9Cr18的摩擦因数随载荷的增大而增大。当载荷一定时,GCr15、G20CrNiMo、Cr4Mo4V的摩擦因数随着转速升高而略微降低,9Cr18的摩擦因数整体上随转速的增大而增大。GCr15、G20CrNiMo和Cr4Mo4V的磨损形式主要为腐蚀磨损和磨粒磨损,但GCr15的腐蚀更严重。高速重载条件下(40 N,100 r/min),9Cr18的磨损形式由磨粒磨损转变为黏着磨损。     

坩埚下降法生长钨酸镉单晶的光学均匀性

采用垂直坩埚下降法生长出大尺寸CdWO₄单晶, 通过DSC/TG、XRD、电子探针、透射光谱和X射线激发发射光谱对单晶进行了测试表征, 分析了单晶生长过程中熔体挥发情况和单晶化学成分变化, 研究了所生长单晶的光学均匀性的变化规律. 结果表明, CdWO₄单晶生长过程存在比较严重的熔体挥发, 且熔体中CdO比WO₃更加易于挥发; CdWO₄单晶的化学组成存在不同程度缺Cd的特征, 初期生长晶体的n(Cd)/n(W)比相对高, 后期生长晶体的n(Cd)/n(W)比持续减小, 相应地单晶在380~550nm区域的光透过率略有降低, X射线激发发光强度有所降低, 且发光波长出现略微红移的趋势. 通过提高多晶料纯度、减少熔体挥发和氧气氛退火处理, 可以改善坩埚下降法生长CdWO₄单晶的光学均匀性.     

一种等效微分环节反馈滤波电容电压实现有源阻尼的方法

常规的微分实现方法在直接用于反馈滤波电容电压实现有源阻尼时易放大高频噪声,影响进网电流质量以及阻尼效果。为此,提出采用负带通滤波器串联滞后校正环节来实现等效微分环节。该方法在用于反馈滤波电容电压实现有源阻尼时,不仅能够有效地抑制LCL滤波器的谐振尖峰,还对高频噪声具有抑制作用。所提策略解决了常规微分实现方法反馈LCL滤波器状态量实现有源阻尼放大高频噪声的问题。通过搭建一台实验样机,验证了所提策略的有效性。     

普通离子液体润滑剂的润滑成膜性能研究

目前离子液体在机械润滑研究领域受到重视,但对离子液体润滑成膜能力的研究还不多.利用纳米级膜厚测量仪考察几种具有不同阳离子侧链长度的普通磷酸盐离子液体在不同压力下的成膜能力,同时利用相近粘度的硅油作为对比对象,探讨离子液体的润滑失效及抗压能力.结果表明,在卷吸速度较高时,这几种离子液体的润滑行为符合弹流润滑规律,而在较低...     

利用低硅铁尾矿制备地质聚合物的研究

以低硅铁尾矿为主要原料,添加偏高岭土为硅铝校正料,在NaOH和水玻璃复合碱激发的作用下制备地质聚合物。探讨不同硅铝摩尔比[n(SiO2)/n(Al2O3)]、液固比、碱激发剂模数及养护方式对地质聚合物强度性能的影响,并采用X-射线衍射分析、傅里叶红外光谱仪分析和扫描电子显微镜分析对最佳参数制备出的地质聚合物3d、7d和28d试样进行表征。结果表明,当硅铝摩尔比[n(SiO2)/n(Al2O3)]为2.75、液固比为0.30、碱激发剂模数为1.4及养护方式为室温封袋养护时,制备出的地质聚合物28d强度达到72.3MPa。微观分析表明,试样内部存在大量无定形的N—A—S—H和C—S—H凝胶相,将多种矿物晶体紧密胶结在一起,并填充在颗粒的孔隙之间,形成结构致密的整体,增强试样的力学性能。     

海洋油气油管套管特殊螺纹接头评价技术研究

油管套管管柱在服役过程中,螺纹连接通常是管柱安全的薄弱环节,随着油气开采的环境条件、油井深度、井底压力和温度等油气井钻采范围的不断深入和扩大,对油管套管螺纹连接性能提出了更高要求。本文通过分析油管套管特殊螺纹接头的结构特点和密封机理、特殊螺纹接头评价内容、评价技术方法,比较不同评价技术方法的优缺点,以及评价技术研究与分析,针对海洋油气开发和钻采工艺特点,提出了油管套管特殊螺纹接头的技术特点组合优化创新设计,并通过理论计算、有限元模拟、优化设计验证、“API RP 5C5+特殊试验评价方法”全尺寸实物性能试验,初步制定了满足海洋油气特殊螺纹油管套管产品的产品结构,为海洋深水油气开采防泄漏保安全提供了保障,具有重要的推广应用价值。     

钨酸镉单晶的坩埚下降法生长

以高纯CdO,WO3为初始原料,应用高温固相反应合成CdWO4多晶料.采用垂直坩埚下降法生长CdWO4单晶,生长单晶时炉体温度为1 350～1400℃,固液界面温度梯度为30～40℃/cm,坩埚下降速率为0.5～1.5mm/h.生长的透明的CdWO4单晶尺寸达φ40mm×70mm.用X射线衍射、透射光谱和X射线激发发射光谱等进行了单晶性能的表征.结果表明:CdWO4单晶具有良好的晶格完整性:单晶的吸收边位于325nm左右,在380～900nm区域的光透过率达70%左右.CdWO4单晶X射线激发发射光的峰值波长位于470nm.     

多关节仿手指结构的灵活软体执行器

在目前的研究中心,软体夹持执行器一般采用气动的形式进行控制,具有延展性的优点。在这一特征的改进与提升下,通过模仿人手多关节的特点,开发了一种由多种软复合材料构成的新型软体执行器,通过围绕空腔缠绕的细线施加的环向束缚,提高驱动部分的径向驱动力。因此在保持原有柔软性的前提下,可以通过提高主体部分的弯曲角实现夹持性能的提高。并建立D-H运动学模型,对本结构的位姿进行了较为准确的描述。最后通过实验测量了各关节的弯曲角与机构的夹持性能,证明该结构设计在实际应用中是可被广泛应用的。