氧化钇掺杂铁薄膜的制备及热稳定行为

为研究氧化钇掺杂强化在薄膜中的应用,通过双靶磁控共溅射方法,制备了氧化钇弥散铁薄膜,利用X射线衍射仪、X射线荧光光谱仪、扫描电子显微镜和纳米压痕仪表征其结构、成分、形貌和纳米硬度.采用真空封管退火技术对薄膜进行热退火处理.实验结果表明,成功制备的铁基薄膜钇、氧元素弥散程度较好,在500℃真空退火处理后,铁薄膜的纳米硬度显著提高;随着氧化钇掺杂量的增多,纳米硬度增长率提高.该真空热处理方法为改善氧化物弥散强化合金的力学性能提供了借鉴.     

CO2分压对碳钢海底管道CO2/H2S腐蚀的影响

目的：研究 CO2分压对 CO2/H2S腐蚀的影响规律,为海底管道材料的选择提供参考依据。方法采用高温高压反应釜进行腐蚀模拟实验,对腐蚀前后的试样进行称量,计算腐蚀速率。通过SEM观察腐蚀产物膜形貌,通过 XRD 分析腐蚀产物膜成分。结果当 CO2/H2S 分压比较高（1200）时, CO2分压为0.3、0.5、1.0 MPa对应的腐蚀速率分别为1.87、3.22、5.35 mm/a,随着CO2分压升高,腐蚀速率几乎呈线性增大趋势。当CO2/H2S分压比较低（200）时,CO2分压为0.3、0.5、1.0 MPa对应的腐蚀速率分别为3.47、3.64、3.71 mm/a,CO2分压变化对腐蚀速率的影响并不显著。当CO2/H2S分压比较高（1200）时,腐蚀产物以FeCO3为主,腐蚀受CO2控制;此时低CO2分压下的腐蚀产物膜较完整致密,高CO2分压下的腐蚀产物膜局部容易破裂,对基体保护性下降,因此腐蚀速率随CO2分压升高而增大。当CO2/H2S分压比较低（200）时,腐蚀产物以FeS为主,腐蚀受H2S控制;此时在不同CO2分压条件下,腐蚀产物均较完整致密,因此腐蚀速率相对较低,并未随着CO2分压升高显著增大。结论 CO2分压对CO2/H2S腐蚀速率的影响与CO2/H2S分压比密切相关,海底管道材料选择不仅要考虑CO2分压的影响,还要考虑CO2/H2S分压比的影响。     

基于光纤光栅传感网络的电梯健康状态监测系统

针对传统大型电梯钢架结构健康监测手段的传感器布线复杂、传感器退化快等问题,提出了一种基于光纤光栅式传感器构成的准分布式光纤传感网。首先阐明了光纤光栅应力、温度传感器的基本原理,采用“空分复用+波分复用”的方式构建电梯钢架结构的光纤光栅远程传感监测系统,设计应变和位移传感器阵列,并研究了光纤光栅应变计和位移计的解调算法。然后使用电梯钢架结构实物模型搭建相应的试验系统,安装光纤光栅应变计和位移计准分布式网络进行测试,并开发配套的电梯钢接结构运行健康状态监测软件,试验测试结果表明,系统能够实时响应,稳定性良好。该系统为室外大型竖行和斜行电梯的安全运行提供了实时监测数据和安全预警功能,可为其“按需维保”提供大数据支撑。     

半稠密光流法的图像跟踪匹配算法

针对传统光流法图像特征缺失、边界及遮挡等处容易导致目标跟踪质量降低或丢失的问题,提出一种半稠密光流法实现图像特征的稳定跟踪。首先计算出图像中像素梯度变化较大的像素区域;其次利用时变图像灰度的时空梯度函数来计算像素的速度矢量,进而实现像素区域的跟踪;最后将状态向量作为剔除跟踪失败的依据,保留跟踪质量优良的像素区域。结果表明,该算法能有效地提高图像特征跟踪能力,保证图像中重要信息不丢失,同时保证运算速率。     

南海某海底管道腐蚀原因分析

海底管道发生泄漏的原因有多种,例如外力损伤、内部腐蚀等。南海某油田海底管道在投产几年后发生了腐蚀泄漏,通过对海底管道泄漏前的生产数据进行管道失效长度分析、冲蚀分析和腐蚀速率模拟计算,给出了该管道发生腐蚀泄漏的原因,为以后海底管道的安全运行提供借鉴。     

超高速电梯振动状态远程监控系统的设计

基于压电传感器和多通道动态信号解调仪,设计了超高速电梯振动状态远程监控系统.这一系统利用光纤链路将压电振动加速度传感器所检测的振动数据长距离传输至数据中心,构成远程监控网络.在设计中,利用线性弹簧-阻尼系统构建超高速电梯的水平振动模型,并开发相应的数据采集和软件分析系统.通过试验表明,这一超高速电梯振动状态远程监控系统的重复性、稳定性良好,能够实现实时响应,可以对振动进行快速傅里叶变换分析,计算得到各阶谐振频率和幅度,试验结果与理论预期一致.     

电梯运行状态远程监控软件的设计

针对已开发的基于光纤光栅传感网络的电梯运行状态监测硬件系统,开发了相应的电梯运行状态远程监控软件.在开发中,根据硬件环境设计通信协议和定义命令,根据系统功能需求设计面向光纤光栅应力计、位移计及温度计的专业界面,并设计面向用户的直观模拟环境,提供现场实时监测情况.这一远程监控软件通过以太网端口实时接收来自多通道信号解调仪的波长数据,快速解算出监测点的应力、位移、温度,具有较高的可靠性和稳定性.     

基于MEMS技术的电梯轿厢振动传感网络研究

电梯物联网是物联网技术重要的应用领域,电梯安全事故发生频繁,大多与不良维护密切相关,电梯运行中轿厢的振动幅度、振动方向和振动的时间分布是反映其电梯系统工作状态的重要参数,能对电梯故障进行快速预警,并初步估计故障类型。微机电系统（Micro-Electro-Mechanical System,MEMS）传感器具有体积小、坚固耐用、成本低廉等特点,随着技术进步,其测量精度和速度也在快速提升,是近年来物联网系统迅速发展的重要动力。研究了基于MEMS技术的轿厢三轴振动实时测量方法,测量带宽大于1 kHz,并基于LoRa技术建立了电梯振动检测无线传感网络,可将联网电梯的轿厢三轴振动信息可靠传达云端服务器,实现了对电梯实时可靠的振动监测与危险预防。     

陵水17-2气田深水水下生产系统工程设计关键技术北大核心CSCD

陵水17-2气田位于琼东南盆地深水陆坡区,其水下生产系统设计面临大高差、大跨距、海底低温等带来的井位分散、远距离油气水多相混输系统中水合物防控、液塞控制、水下远程通信和供电以及安全运行等挑战。本文通过对7口探井转开发井的可行性分析,确定了气田的井位布置方案,并确定了水下4井式从式双管管汇的水下生产系统应用模式;开展了从油藏-井筒-水下井口-海管的流动安全保障分析,确定了海管及立管的最大气速,使海管及立管的内径比常规设计小了一个等级,并基于不同抑制剂浓度下水合物生产相平衡曲线,制定了水合物的防控策略;通过对深水远程通信及供电分析,论证了采用电力载波通信和常规低压交流供电方式的可行性;针对深水长距离回接立管中存在较多可燃物可能导致事故升级的问题,提出了将水下隔离阀位置设置在平台浮箱上,降低了事故风险及工程投资;此外还探索了应对气田开发后期井口产水量高问题的水下气液分离与增压技术。本文相关成果为陵水17-2气田的成功开发提供了技术支持,也为推动深水水下生产系统的工程应用和技术的深入研究、助力中国深水油气田自主开发提供了参考。     

深水半潜式生产平台全时在位腐蚀防控安全保障技术研究——以陵水17-2气田“深海一号”能源站为例北大核心CSCD

陵水17-2气田开发工程是中国首个自主设计的深水气田开发工程。为了保障陵水17-2气田半潜式生产平台——“深海一号”能源站的全生命周期安全生产,降低半潜式生产平台坞修频率,最大限度提高生产时率,基于系统性安全原则,提出了全寿命周期设施腐蚀预测及材料选择、长寿命涂层选型、“牺牲阳极+外加电流”联合阴极保护等系统性防腐设计方案;基于风险防控原则,提出了应对半潜式生产平台阴极保护不足的张紧式外加电流阴极保护在位延寿方案,并论证了其有效性。本文提出的深水半潜式生产平台长寿命防腐系统性解决方案能够支持“深海一号”能源站30年不回坞全时在位安全运行,对中国其他深水油气田全时在位系统化腐蚀防控具有一定指导和借鉴意义。