基于裂缝重构评价酸蚀对碳酸盐岩应力敏感性的影响

碳酸盐岩的脆性较强,应力敏感性实验会对岩心产生不可逆破坏,导致无法利用同一岩心评价酸蚀前后的应力敏感性差异,评价结果对比性较差.针对该问题,基于裂缝重构技术建立了一套评价酸蚀对碳酸盐岩应力敏感性影响的方法,对酸蚀前后的裂缝缝面进行特征扫描并重构,利用有限元方法开展了有效应力作用下裂缝闭合规律的研究,并模拟了有效应力下酸...     

等离子喷涂Mo/8YSZ功能梯度热障涂层结构优化与热力耦合模拟计算

目的研究不同结构参数对Mo/8YSZ热障涂层系统残余应力的影响因素。方法设计Mo/8YSZ功能梯度热障涂层,并利用ANSYS有限元软件建立了等离子喷涂Mo/8YSZ功能梯度热障涂层的数值模型,模型中考虑了材料热物理性能参数随温度变化,研究粘结层、过渡层及陶瓷层厚度对Mo/8YSZ功能梯度热障涂层残余应力的影响规律。结果随着径向距离的增大,粘结层与陶瓷层界面的残余应力逐渐由压应力变为拉应力,并且在涂层边缘位置,径向残余拉应力达到最大值。在0~12 mm路径范围内的同一位置,伴随着陶瓷层厚度的增加,粘结层与陶瓷层界面位置的轴向残余应力无明显变化,且轴向残余应力的数值几乎为0;在6~12.5 mm路径范围内的同一位置,伴随着陶瓷层厚度的增加,其剪切残余应力逐渐增大。在基体与粘结层界面边缘0.5 mm处存在着与其他位置相比更大的应力突变。粘结层与陶瓷层的厚度参数比控制在4∶10~4∶13时,涂层具有最低的热失配。过渡层与陶瓷层的厚度参数比控制在1∶4时,涂层具有最低的热失配。当功能梯度热障涂层的过渡层采用50%Mo与50%8YSZ复合而成时,将粘结层、过渡层及陶瓷层三者的厚度比值控制在16∶10∶40~16∶13∶52,涂层具有最低的热失配。结论通过设计功能梯度热障涂层,并合理调控热障涂层系统的结构参数,可进一步减小喷涂构件的残余应力和应力突变情况,提升基体与涂层的结合强度。     

超音速等离子喷涂ZrO2涂层的缺陷分析与力学性能

采用超音速等离子喷涂技术(SAPS)在Q235钢基体表面制备了ZrO₂涂层。利用扫描电镜(SEM)、能谱仪(EDS)、X射线衍射仪(XRD)分别对ZrO₂涂层微观形貌、物相组成、元素分布进行了检测和分析,同时利用维氏硬度计对ZrO₂涂层硬度进行了测量,分别得出了涂层、涂层与基体连接处、基体的硬度值。结果表明:利用超音速等离子喷涂技术所制备的ZrO₂涂层表面存在大量颗粒凸起和孔洞。涂层截面存在形状为“马蹄形”、“弯月形”、“椭球形”以及“不规则多边形”的孔洞和横向裂纹缺陷,孔隙率为13%。在高温作用下,涂层中Zr元素发生扩散,由涂层顶部至底部Zr元素含量上升,且基体表面出现少量Zr元素。涂层材料在喷涂过程中发生相变,由单斜相转为四方相。涂层、涂层与基体连接处、基体显微硬度分别为740.51、205.79、189.33 HV0.2,涂层与基体连接处相比于基体材料表面的显微硬度提高。     

沥青质沉积风险预测方法研究及应用

沥青质的沉积会发生在油气生产过程的各个环节中,在油藏内的沥青质沉积会增大油气开釆难度,影响产量,在井筒内的沉积会导致井筒堵塞,增加修井难度。目前,沥青质沉积的预测采用的是实验的方法,往往耗时长、效率低、成本高。本文针对目前沥青质沉积预测的研究不足,在大量调研国内外研究现状的基础上,通过模拟井筒的温度压力场以及沥青质沉积相图,建立了一套沥青质沉积预测模拟及风险等级评定方法。针对渤海油田的一口单井,进行了实例计算。此方法快速方便,准确性高且无需实验研究,节省投入,可作为沥青质沉积的一种快速预测手段,为油田投产前及油田开发生产过程中的沥青质伤害预防、伤害判断及伤害解除提供参考依据。     

倾斜式波纹翅片管传热及流动阻力性能比较试验

对新开发的空气冷却器倾斜式波纹翅片管与传统的国产平直翅片管的传热性能及流动阻力性能进行了对比试验,给出了相应的传热系数曲线和流动阻力系数曲线,并分析了产生该试验结果的原因及理论依据。当空气流经该新型倾斜式波纹翅片管时,由于该翅片管能使气流产生强烈的扰流,破坏气流的边界层,导致掠过翅片管束的气流紊流程度加剧,从而提高了翅片管外空气膜传热系数。由试验结果可知,该新型倾斜式波纹翅片管与平直翅片管的j／f值相比,有较大的提高,表明新型倾斜式波纹翅片管的传热及流动性能优于国产平直翅片管,具有较高的工程应用价值,因此新型倾斜式波纹翅片管具有较好的推广应用前景。     

油田注入水与地层水结垢程度评价方法

针对传统的垢物质量分析法(称重配伍性实验)只能表征注入水与地层水混合后悬浮物含量的变化,缺乏结垢程度定量评价的方法及标准,为改进传统的垢物质量分析方法,从定性、定量两方面研究了注入水与地层水结垢的类型及结垢强度,提出悬浮垢、沉降垢和总垢等概念,建立了油田注入水与地层水结垢综合评价参数和标准;以渤中28-2S油田馆陶组注入水与明化镇组地层水为例,利用X-射线衍射、扫描电镜和光学显微镜等研究垢的类型和含量。研究结果表明,渤中28-2S油田注入水与地层水严重不配伍,配伍程度评价综合指数为3.33;注入水与地层水混合后结垢程度综合指数为3.87,结垢程度为中等偏强,易形成CaCO_3垢;总垢实测垢量为27.5数94.0 mg/L,注入水与地层水混合体积比1∶1时的结垢量最大,沉降垢是总垢的主要来源。结垢程度评价方法具有科学性和客观性,可用于评价油田各类流体间结垢程度。     

柴油机连杆疲劳失效的影响因素分析

运用有限元方法与疲劳寿命预测理论,对柴油机连杆在疲劳耐久性试验条件下的三维应力分布和疲劳寿命进行了数值模拟。通过对比连杆疲劳试验与寿命预估结果,结合连杆疲劳断口的微观分析,表明残余压应力使疲劳裂纹源的位置向连杆次表层推移,对高强度连杆的疲劳寿命具有重要影响。     

基于低周热疲劳试验条件的活塞寿命预测研究

为了预测铝合金活塞在高温蠕变影响下的低周热疲劳寿命,根据活塞低周热疲劳试验反求确定其热边界条件,运用有限元法计算其温度场及应力场。考虑材料性能的温度效应,采用疲劳分析软件FE-FATIGUE中的E-N方法进行活塞低循环热疲劳寿命预测,经试验验证,软件预测与试验结果基本吻合。     

K418与42CrMo异种金属的激光穿透焊接

实验研究了连续波Nd∶YAG激光焊接速度、侧吹保护气流量和离焦量等参量对激光穿透焊接K418和42CrMo焊缝成形的影响。结果表明,K418与42CrMo激光穿透焊接有X形和T形两种典型的焊缝形貌,且焊缝形貌是不对称的。随着焊接速度的提高,焊接线能量降低,焊缝尺寸变小,且焊缝上部尺寸变化比下部尺寸变化慢,焊缝形貌由X形过渡到T形。当离焦量在瑞利长度范围内时,焊缝正面宽度变化很小;当离焦量超出瑞利长度范围时,在足够高的激光功率密度下,焊缝正面宽度快速增加。在激光功率为3 kW,侧吹保护气角度为35°条件下,通过优化焊接速度、侧吹保护气流量和离焦量等参量可以得到最佳焊缝质量。