钢带封隔器胶筒护箍喇叭口优化设计

钢带骨架封隔器是扩张式封隔器中承载能力最高的一种。约束钢带膨胀变形的护箍喇叭口是影响钢带性能的关键因素。通过对钢带骨架封隔器胶筒工作原理及结构特点的分析,在深入研究钢带护箍几何关系和力学构成的基础上,提出了基于渐开线和椭圆理论的钢带骨架胶筒设计理念,对护箍喇叭口的型面进行了优化设计。通过室内试验和现场应用达到了很好的设计效果,为该类封隔器的优化设计提供了理论借鉴。     

截面形状对疏水性微肋阵内减阻特性的影响*

在截面为圆形、菱形和椭圆形微肋阵内涂覆不同性能的疏水性涂层,形成疏水性微肋阵。去离子水在疏水性微肋阵内表面的接触角分别为99.5°、119.5°和151.5°。测试去离水以不同流速流经疏水性试验段流道内压力降和摩擦阻力系数。试验结果表明,在相同的接触角和流量下,圆形微肋阵内压力降最高而椭圆形最低;当接触角为99.5°,雷诺数Re低于600时,椭圆形微肋阵内减阻率要高于菱形和圆形微肋阵,当Re>600时前者要低于后两者。随着接触角的增大,圆形内减阻率要明显高于菱形和椭圆形微肋阵,菱形和椭圆形微肋阵在低Re下较为接近,在高Re下前者的减阻率要高于后者;表面疏水性处理能够显著降低摩擦阻力,同时推迟流动分离和尾流区转捩,因此对于分离较早、压差阻力较大的微肋阵的减阻效果更加明显。     

微细铜丝在水中自然对流换热

采用实验与数值模拟相结合的方法分别研究了封闭空间内水平放置的直径为39.9、65.8、119.1 μm的微细铜丝（微丝）在水中的对流换热,分析了微丝表面自然对流换热特性及机理。实验通过焦耳加热的方法测量了不同直径微丝在水中自然对流的传热系数及Nusselt数。同时建立三维不可压数学模型对微丝在水中的自然对流进行数值模拟,并将计算结果与实验值进行了对比。研究表明,数值模拟结果与实验值基本吻合,微丝在水中自然对流的传热系数随直径减小而显著增大,Nu则明显减小,且Nu随热通量增加的变化率也随直径减小而明显降低;微丝表面边界层厚度随直径减小而变薄,但边界层厚度与微丝直径的比值则逐渐增大;另外,对比微丝与常规尺度圆管表面自然对流的流场、温度场以及边界层分布,发现相同温差下微丝表面自然对流换热的边界层与常规尺度下沿壁面由底部向上发展的形状不同,而是沿微细丝表面呈椭圆形包裹于其上,因此削弱了表面对流换热强度,导致温度场呈现出较明显的导热特征。     

加工精度的多样本统计分析

利用电子千分尺对不同加工方法产生的多个样本总体进行单独采样，测得的数据通过多路数据采集器实时送入计算机，采用编程软件Visual C＋＋对多个样本进行对比统计，可以鲜明地比较出各种样本分布的差异，从而反映不同加工方法的质量状况。     

基于荧光法纸基器件在体外疾病检测中的应用进展

在发展中国家的贫困地区,由于缺乏医疗设备,很多疾病的诊断只能依靠医疗工作者根据病人的症状进行估诊,往往延误了治疗。每年仍有多达五亿的疟疾患者由于未显示出病症而没能在感染早期被诊断出来,导致更多人被传染。因此,这些地区的居民亟需操作简单、廉价实用、可随身携带、无需辅助器材(如电、泵、光学器件等)的纸基器件检测常见疾病。纸基器件常用的检测方法有比色法、荧光法、化学发光法、电化学法、电化学发光法等。不同的检测方法可实现疾病的早期诊断以及食品质量检测和环境监测。因此,纸基器件的高检测速率、高选择性、高灵敏性,以及相对较低的成本和无污染优势,使其受到体外检测及相关应用检测的青睐。然而,纸基器件检测仍存在一些问题,尚待突破。例如,如何提高纸基器件检测的多样性、稳定性、重复性以及检测设备的便携性等。在不同的检测方法中比色法是最直观、最常用的一种方法,该方法通过显色反应,利用肉眼观察进行半定量分析,但通常会因为检测者的视觉感官不同而产生误差。该方法的局限性在于易受光线的影响,灵敏度和选择性不及电化学法。荧光法的选择性好、检出限低,但是在检测器件的便携性上还有很大的发展空间。化学发光法、电化学法以及电化学发光法在检测灵敏性、选择性上有一定的优势,但是限于电极易污染以及背景信燥比高等原因不能得到广泛应用。因此,近年来,除了对纸基器件的材料性质和器件性能有所研究外,研究者在高通量快速检测多种疾病检测应用中也取得了较好的成果。本文归纳了建立在荧光纸基器件方法上的发展应用,分别对荧光材料包括有机染料、量子点、金属纳米簇、上转换纳米颗粒、碳点等进行介绍,举例说明其在体外检测中的应用。例如,核酸检测、蛋白检测、细胞检测等,同时也指出了其在应用中的不足。因此,设计新型的稳定型、高量子产率、抗漂白性、低毒、生物相容性好、斯托克位移较大的光学材料,需要更多研究者的参与。最后,本文展望了作为疾病早期预防诊断的荧光纸基器件的应用前景。     

跨隔完井管柱封隔器中心管断裂原因分析

对某井封隔器中心管断裂事故进行了调查研究,对该井断裂的封隔器中心管和另外一口井用过的同型号封隔器中心管进行了对比试验,对封隔器受力状态进行了分析。试验结果和受力分析表明,进行双封隔器跨隔作业时,井口环空所加平衡压力不能作用到跨隔管柱的环空。在储层改造过程中,井口高压使封隔器处的内外压差超过其最大坐封压力,首先使封隔器中心管与外筒锁紧机构失效后发生相对运动,随后使中心管C形卡瓦锁紧部位和下端外螺纹接头大端螺纹消失部位发生塑性变形,导致中心管从外螺纹接头大端螺纹消失处的应力集中部位断裂。对封隔器产品质量存在的问题和完井工艺方面存在的问题提出了改进建议。     

加热功率对三角形微肋阵内流动与对流换热特性的影响

建立了三角形微肋阵对流换热性能测试系统, 以去离子水为工质对三角形微肋阵(d=247 μm, H=500 μm)的流动及对流换热特性进行了实验研究, 测试并得到了去离子水流经三角形微肋阵时压力降、阻力系数f及Nusselt数(Nu)等参数在不同Reynolds数(Re)及加热功率P下的变化规律, 分析了加热功率对于三角形微肋阵流动阻力及对流换热特性的影响机理。实验结果表明, Re为0~250范围内, 随加热功率增加三角形微肋阵阻力系数明显增大, 增加幅度最高可达200%以上;当Re>250时, 不同加热功率对阻力系数的影响显著减弱;而当Re>600时, 阻力系数几乎不再随加热功率增加而发生变化。当Re<250时, 随加热功率增加三角形微肋阵Nu逐渐增大, Nu增加幅度最高可达75%以上, 即加热功率增加可以强化对流换热;然而当Re>250时, 受三角形背风区旋涡演变的影响, Nu随加热功率增加而逐渐减小。     

不同截面疏水性微肋阵内减阻特性

采用疏水液处理紫铜微肋阵表面,分别在截面为圆形、菱形和椭圆形微肋阵实验段内形成接触角分别为99.5°、119.5°和151.5°(水为工质)的疏水性表面,实验测试各个工况下流道内流动阻力和压力降,分析了不同截面形状对疏水性微肋阵内减阻特性的影响规律。结果表明,当接触角增大时,压力降变化率在微肋阵内的变化规律随截面形状的改变而发生变化;同一接触角下,椭圆形微肋阵内压力降变化率随流量增加而逐渐减小,而菱形和圆形微肋阵则先减小后保持常数。相同Reynolds数(Re)下,3种截面实验段中减阻率均随接触角的增大而增加。接触角相同时,椭圆形微肋阵内阻力系数变化因子随Re的增大而逐渐减小;菱形和圆形则先减小后保持常数,接触角为151.5°时最小阻力系数变化因子分别为50.81%和58.68%。     

WELLCAT软件的三超气井完井设计优化

塔里木库车山前气井的超高温超高压超深特点使油套管的安全性面临着严峻的挑战,传统的油套管校核方法难以适应三超气井的设计要求。为此,对Wellcat软件进行了深入挖潜,发现通过油套管的安全校核,可 以对压裂液、完井液、油管等因素进行参数优化,确定最佳的完井液密度和压裂液参数,给出最优化的油管配置,合理控制泵压、排量和油套压等参数,达到优化完井设计的目的。WELLCAT软件不仅提高了油套管校核的精度和效率,而且能对试油完井的参数设计进行系统优化,确保试油完井作业过程的井筒完整性。