SHMP与CMC复合分散剂液体磁性磨具性能研究

为了提高水基液体磁性磨具的抗沉降稳定性能并研究其对工件的光整加工性能,以羰基铁粉为磁性颗粒,绿碳化硅为磨粒,以同时达到低沉降率及适合的零场黏度为研究目标,在调查羧甲基纤维素钠(CMC)、六偏磷酸钠(SHMP)两个单体分散剂影响水基液体磁性磨具稳定性单因素实验结果的基础上,采用极端顶点法确定两种分散剂和纳米SiO_2混合的最佳分散剂配比,对其分散机理进行了初步的研究,并研究了其对硬铝(YL12)工件表面光整加工能力。实验结果表明,当m(SHMP)∶m(CMC)∶m(纳米SiO_2)=0.225∶0.055∶0.72时,水基液体磁性磨具沉降率的综合最优值为3.34%、零场黏度的综合最优值为265.07mPa·s;通过加工实验,工件的表面粗糙度值从初始0.388μm降到0.090μm.研究得到以下结论:复合分散剂SHMP与CMC比单一使用一种分散剂分散效果好,提高水基液体磁性磨具的稳定性提升,且其加工效果良好,被加工工件的表面粗糙度大大降低,镜面效果明显,且加工后的再分散性良好。     

液体磁性磨具光整加工法及其磨具的性能研究

液体磁性磨具光整加工法是利用液体磁性磨具的磁流变特性开发的表面光整加工方法。介绍了液体磁性磨具光整加工法的工作原理,阐述了液体磁性磨具的磁特性、流变性及稳定性。     

黄原胶添加量对液体磁性磨具稳定性的影响

液体磁性磨具对小孔的光整加工是一种新型的精密加工方法,磨具的稳定性对于保存和加工效果有着重要影响。为了提升液体磁性磨具的稳定性,提出了利用黄原胶改性固体颗粒的方法,制备了若干种不同配比的以黄原胶为活性剂改性固体颗粒的液体磁性磨具,测量其沉降率及黏度,观察固相颗粒的微观形貌。并对单个固相颗粒进行受力分析,从微观角度讨论活性剂的添加量对磨具稳定性的影响。加入黄原胶,磨具的稳定性提升,加工实验后的小孔的粗糙度有一定的降低。研究成果对液体磁性磨具的配制具有一定的指导作用。     

镝铁氧体的表面修饰对磁性液体性能的影响

纳米磁粒子能否与硅油形成稳定的分散体系是制备硅油基磁性液体的关键。阐述了用共沉淀法制备的粒径约14.2nm的镝铁氧体磁粒子,经不同的表面活性剂修饰后分散于二甲基硅油中,根据分散体系的稳定性和磁性能,考察磁粒子表面的修饰效果对分散体系稳定性和磁性能的影响。用傅立叶红外光谱仪(FTIR)分析了磁粒子与表面活性剂的亲和方式、用振动样品磁强计(VSM)对磁性液体的磁性能进行测试。实验结果表明,在粒径一定的条件下,镝铁氧体磁性液体的稳定性和磁性能主要由使用的表面活性剂种类、修饰方式及用量决定,还与磁性液体中主要组分之间的配比有关。     

高分散Fe3O4磁性液体的制备和表征

制备高分散稳定的磁性颗粒是研究磁性液体的磁性、流变性能以及其它物理性质的实验基础.用化学共沉淀法制备了高分散的Fe3O4煤油基磁性液体,通过X射线衍射、透射和扫描电镜等实验技术,对纳米Fe3O4 颗粒的形态和结构进行了表征,并用Bayesian统计理论计算了颗粒的尺寸分布,静态磁场下磁性液体显示了良好的超顺磁性和胶体系统的稳定性.     

离子型磁性液体稳定性的提高及体积分数测定

研究了离子型磁性液体的制备过程,通过重力沉降和离心处理来提高磁性液体的稳定性。样品处理前后的TEM图像和粒径分析表明,离心处理可以有效去除离子型磁性液体中大微粒和团聚体,改善粒径分布的多分散性,使其长期稳定存在。通过密度的测量分析表明,Fe(NO_3)_3处理后的CoFe_2O_4纳米微粒表面包裹有极薄的抗酸蚀层,微粒的形貌、粒径无明显变化,利用蒸干法可以准确确定水基离子型磁性液体的体积分数。     

离子型磁性液体稳定性的提高及体积分数测定

研究了离子型磁性液体的制备过程,通过重力沉降和离心处理来提高磁性液体的稳定性。样品处理前后的TEM图像和粒径分析表明,离心处理可以有效去除离子型磁性液体中大微粒和团聚体,改善粒径分布的多分散性,使其长期稳定存在。通过密度的测量分析表明,Fe(NO_3)_3处理后的CoFe_2O_4纳米微粒表面包裹有极薄的抗酸蚀层,微粒的形貌、粒径无明显变化,利用蒸干法可以准确确定水基离子型磁性液体的体积分数。     

磁性液体稳定性测试方法研究

磁性液体的稳定性是其一项重要性质,而现有的稳定性测试方法需要专用仪器,测试过程复杂,成本高.利用磁性液体的磁化特性,提出了一种基于并联谐振电路检测在重力场作用下磁性液体稳定性的新方法.采用磁性液体作为电感线圈的芯体,利用磁液中磁性微粒浓度决定线圈电感值的特性,通过测量不同位置线圈电感的变化即可推测出磁性微粒浓度分布和稳定性,并采用调频式并联谐振的集成电路测量电感的变化值.新方法具有成本低、测试方便快捷等优点,为磁性液体稳定性判定提供了新的途径.     

磁流变液沉降稳定性改进及对流变性能的影响

对影响磁流变液沉降稳定性的颗粒表面性质、固／液界面性质和大小颗粒之间相互作用等因素进行了实验研究和探讨,实验结果表明：磁流变悬浮液体的稳定性取决于固相颗粒这间的静电排斥作用或固－液界面分子构型所产生的空间阻效应;对于颗粒径度较大的分散体系,通过改善粒子表面的结构,依靠体系的结构力学性质改善粗大颗粒悬浮液体的沉降稳定性。     

磁性液体的性质及应用

本概述了磁性液体的组成和研究状况，对磁性液体的稳定性进行了分析；简述了磁性液体的制备的方法，磁性液体将会有它广阔的应用前景。     

黏度对纳米颗粒悬浮液稳定性的影响

对不同基液制备的SiO2纳米颗粒悬浮液稳定性进行了实验观察，并在此基础上，深入讨论了颗粒的当量直径、基液动力黏度等因素对悬浮液稳定性的影响，得到了一些有意义的结论．基液动力黏度对悬浮液的稳定性起决定性作用．     

苏里格气田胺基聚合物防塌钻井液体系

 为解决苏里格气田水平井钻遇泥页岩地层存在的水化膨胀缩径和严重造浆问题,开发了一种强抑制胺基防塌钻井液体系.室内性能评价实验表明,该钻井液体系具有良好的抑制性、很强的抗温、抗钙、抗污染能力,对气层伤害很小,属于清洁水基钻井液体系.在苏里格气田现场应用3 口井取得了良好的效果,表明该钻井液体系有利于提高苏里格气田泥页岩地层井壁的稳定性,解决泥页岩地层钻井液流变性难控制的难题,实现保护储层的要求,能够满足苏里格气田钻井的需要.     

一种新型抗高温有机土的研制及性能评价

有机土是油基钻井液中一种重要处理剂,主要功用是增粘提切。目前采用传统方法制备的有机土在高温下容易分解失去功效,解析出来的表面活性剂会降低油包水乳化钻井液的电稳定性,通过优选季铵盐和采用螯合技术合成一种高温稳定的有机土XNORB。评价结果表明,有机土XNORB不但在柴油和白油中具有良好的分散性能和增粘效果,而且能在220℃的高温基本保持稳定,对乳状液的稳定性无不良影响,其性能明显优于现有国产有机土,与美国产品VG—69性能相当。     

Decreased stability of methane hydrates in marine sediments owing to phase-boundary roughness

Below water depths of about 300 metres, pressure and temperature conditions cause methane to form ice-like crystals of methane hydrate. Marine deposits of methane hydrate are estimated to be large, amassing about 10,000 gigatonnes of carbon, and are thought to be important to global change and seafloor stability, as well as representing a potentially exploitable energy resource. The extent of these deposits can usually be inferred from seismic imaging, in which the base of the methane hydrate stability zone is frequently identifiable as a smooth reflector that runs parallel to the sea floor. Here, using high-resolution seismic sections of seafloor sediments in the Cascadia margin off the coast of Vancouver Island, Canada, we observe lateral variations in the base of the hydrate stability zone, including gas-rich vertical intrusions into the hydrate stability zone. We suggest that these vertical intrusions are associated with upward flow of warmer fluids. Therefore, where seafloor fluid expulsion and methane hydrate deposits coincide, the base of the hydrate stability zone might exhibit significant roughness and increased surface area. Increased area implies that significantly more methane hydrate lies close to being unstable and hence closer to dissociation in the event of a lowering of pressure due to sea-level fall.     

羟基单体对丙烯酸酯聚合物乳液及其乳胶粉性能的影响

通过添加功能单体甲基丙烯酸－β－羟丙酯（HPMA）和甲基丙烯酸（MAA）制备软核硬壳的丙烯酸酯聚合物乳液及其可再分散乳胶粉。重点讨论羟基单体HPMA用量对软核硬壳丙烯酸酯乳液和乳胶粉再分散液的成膜性、再分散稳定性和耐水性等性能的影响。实验结果表明,HPMA添加量为1.2%左右时,在保证再分散稳定性的同时,制备得到的丙烯酸酯原乳液和可再分散乳胶粉的成膜性好,耐水性达到最优;吸光度测试显示HPMA添加量小于等于1.2%时,乳胶粉再分散稳定性好,分散度高达90%,吸光度平均变化小于10%;差示扫描量热（DSC）测试显示丙烯酸酯聚合物乳液胶膜有6 ℃和30 ℃两个玻璃化转变温度（Tg）,乳胶粒子具有软核硬壳结构;扫描光学显微镜（SEM）测试显示原乳液和乳胶粉再分散液成膜性能优异,合成的原乳液在成膜的过程中发生了微相分离,进一步说明合成的乳液具有软核硬壳结构;傅立叶转换红外线光谱（FTIR）显示丙烯酸酯聚合物乳胶粉与原乳液红外谱图基本吻合,说明在一定的干燥条件下,喷雾干燥前后乳胶粒的化学结构不发生明显的变化。     

超高温抗盐聚合物降滤失剂的研制及应用

针对当前国内外超高温水基钻井液高温稳定性及滤失性调控技术难题,研制出超高温抗盐聚合物降滤失剂HTP-1,对其作用机制进行分析,并在胜科1超深井和泌深1超深井进行应用试验。HTP-1的作用机制主要有两方面,一是在黏土颗粒上的吸附量大并且吸附牢固,在化学环境和温度改变情况下吸附量变化小,二是改善钻井液体系中的颗粒粒径级配、降低滤饼的渗透率和改善其可压缩性;HTP-1抗温达240℃,抗盐超过20%,在各种基浆中的降滤失效果优于国内外同类处理剂,可以满足超深井超高温钻井需要。     

甲基葡萄糖苷钻井液研究

以廉价的淀粉代替葡萄糖作为主要原料 ,直接与甲醇反应合成了甲基葡萄糖苷 (MEG) ,并对合成样品的部分理化性能、在粘土上的吸附规律、生物降解特性以及对岩心半透膜效率的影响规律等进行了测定。用合成的甲基葡萄糖苷配制了淡水、盐水和饱和盐水 3种钻井液配方 ,并对 3种配方的常规性能、高温性能、抗污染性能和活度进行了室内评价。结果表明 ,用淀粉合成的甲基葡萄糖苷 ,在理化性能上与用葡萄糖制备的试剂样品接近 ,用其配制成的钻井液具有活度低、高温稳定性好、流变性易调整和抗污染能力强等特点 ,且具有改善页岩膜效率的作用 ,无毒 ,易生物降解 ,是理想的环保型钻井液体系。     

纳米颗粒对高温高压钻井液性能的影响

随着油气行业对深部储层的不断勘探,对钻井液的性能要求越来越高。纳米颗粒的添加可以提高高温高压钻井液特定性能。同传统钻井液添加剂相比,纳米颗粒能够有效改善钻井液的流变性,降低滤失量,提高热稳定性、润滑性,以应对高温高压油藏条件。基于纳米颗粒优异的热性能、机械性能、化学性能以及与基液相容性,对金属纳米颗粒、碳基纳米颗粒、二氧化硅纳米颗粒在耐高温高压钻井液中的应用进行了论述。同时,讨论了纳米颗粒在高温高压条件下对钻井液性能的影响,阐述了纳米颗粒的形状、尺寸和添加浓度是影响其性能的关键因素。将纳米颗粒作为高温高压钻井液添加剂也为降低其环境影响和生产成本提出了新思路。     

高温高压水基钻井液静态密度研究

高温高压条件下,水基钻井液的密度不再是一个常数。而过窄的安全泥浆密度窗口是钻高温高压油气井遇到的最大的问题之一。采用高温高压静密度测定装置和常规钻井液性能测定仪器,研究了自来水和低、中、高三种密度水基钻井液的静态密度随温度和压力的变化规律,并回归了其关系式,建立起了钻井液静态密度随温度和压力而变化的数学模型,并对影响高温高压下水基钻井液静态密度变化的因素进行了分析。得出了温度对水基钻井液的密度影响最大,压力对其影响较小的结论。根据实验数据提出了随着温度的升高,压力对钻井液的密度变化影响变大的观点。     

泡沫钻井流体稳定井壁机理分析与评价技术探索

采用泡沫流体钻进过程中,容易发生井壁失稳,但性能良好的泡沫流体对稳定井壁仍具有一定的积极作用。目前,针对泡沫钻井流体井壁稳定性的评价手段较为匮乏。通过对泡沫钻井流体的抑制性能和封堵性能进行实验评价,形成一套井壁稳定性评价方法,可以为评价泡沫钻井流体稳定井壁性能提供一定的技术参考。结果表明,所研究的泡沫钻井流体具有良好的抑制性和封堵性,化学抑制和物理封堵相结合,形成一定的稳定井壁性能。最后,对泡沫钻井流体稳定井壁机理进行阐述。