利用预应力固井方法预防水泥环微环隙研究

深层页岩气水平井环空带压问题较为普遍,套管-水泥环界面处微环隙是导致环空带压的主要原因。针对该问题,运用力学实验手段和数值模拟方法,分析了预应力固井条件下微环隙的产生与发展,明确了不同预应力条件下水泥环耐受压裂段数。结果表明:套管内压越小,水泥环保证密封完整性时可承受的循环载荷次数越多;循环载荷作用下微环隙宽度为30.89μm是发生气窜的临界值。预应力固井显著降低了初次塑性变形量,增大了塑性变形增量;考虑预应力作用下套管产生的径向预应变,预应力固井技术显著降低了微环隙的宽度,增加了多级压裂过程中水泥环密封完整性的耐受压裂段数。预应力值越高,微环隙出现前的耐受压裂段数越多;压裂段数相同的情况下,预应力越大水泥环微环隙越小。现场应用结果表明,采用预应力固井技术及低弹性模量水泥浆,可以有效缓解深层页岩气水平井套管环空带压现象。研究结果可为页岩气水平井固井提供技术支持。     

高阶煤煤层气现场含气量测试影响因素研究

提高煤层气现场含气量测试的准确度,能够为煤层气储量计算奠定良好基础,也能推动煤层勘探开发工作的高效开展。分析了煤层气现场含气量测试方法,计算了高阶煤煤层气现场含气量校正系数,探讨了影响含气量测试的主要因素。     

聚合物梯度材料的构筑及性能研究

聚合物梯度材料是成分或结构在某一维或多维方向上连续或准连续变化的具有复合功能的聚合物基材料。其梯度结构赋予了材料独特的优势,如：可调控成分的空间分布、可避免界面应力和兼容多种性能等。聚合物梯度材料连续变化的性能可满足多种使用需求,在航空航天、生物医药、电子信息、机械工程等领域都有广泛的应用。本文根据梯度的变化维度将其分为一维、二维和三维聚合物梯度材料,分别介绍了三种材料的制备方法、性能优势及应用领域。一维聚合物梯度纤维的梯度折射率提高了光纤传输的速度和距离,有助于光通信领域的发展。二维聚合物梯度材料主要分为涂层和薄膜材料,可通过表面修饰和场梯度的方法制备梯度结构,得到的梯度表面可提供一种高通量的平台来研究和优化材料与生物之间的相互作用。三维聚合物梯度材料包括聚合物梯度交联网络材料、聚合物梯度填充复合材料和聚合物梯度结晶材料,梯度结构可提高其力学性能、改善应力集中,拓展了聚合物在机械工程和生物医用领域的应用。最后,对聚合物梯度材料的制备、表征及应用等方面存在的挑战做出展望。     

发动机缸体压铸工艺数值模拟及合金成分优化

根据发动机缸体的结构特点,在铸造ADC12铝合金成分的基础上,调节铝合金中Fe、Cu、Mn的含量,通过提高Fe含量,降低Cu含量来降低合金的成本,最后通过ProCAST软件对发动机缸体的充型凝固过程进行数值模拟。结果表明,根据铸件的温度场、充型流动情况、凝固场、固相率、铸件缩松、缩孔所在位置及孔隙率,模拟结果优化了铸件的压铸工艺参数。在浇注温度为680℃、模具初始温度为240℃、压射速度为12 m/s的条件下,调节成分后的发动机缸体模拟方案更优。     

关于中腔自密封阀门牵制螺栓的研究

随着中国工业化、城镇化加快发展，能源供应保障任务艰巨，在“双碳”目标下以节能降耗提高超超临界机组整体效率为代表的二次再热技术在各大电厂广泛应用，二次再热管道参数具有低压和高温的特点，本文主要介绍了阀门中腔自密封结构特点和工作原理，以及出现低压高温工况的原因，分析计算了低压高温工况下牵制螺栓的载荷，给出了牵制螺栓设计要点和设计理论。