水力压裂裂缝壁面上热流密度函数的推导

许多压裂的油气井都具有较高的地层温度 .为了获得最佳的压裂效果 ,在压裂设计计算时应该考虑裂缝中温度变化对压裂液流变特性和滤失速度等的影响 .因此 ,需要建立水力压裂裂缝中的温度场模型 ,用于计算施工过程中裂缝中压裂液的温度随时间和位置的变化 .根据热能平衡方程 ,建立起了滤失和非滤失裂缝缝面附近地层中温度的偏微分方程 ,然后借助于拉普拉斯变换和逆变换 ,获得了这两种情况下 ,裂缝壁面上的热流密度函数 .通过算例分析发现 ,裂缝壁面上的热流密度随注液时间的增加而减小 ;对于滤失性裂缝壁面 ,压裂液的综合滤失系数和地层的孔隙度越高 ,热流密度越低 .     

热能"搬运"技术与产品不断升温

近年来,一种特殊的取暖设备越来越多地出现在高楼大厦和别墅群里,这就是热泵——一种高科技的热能“搬运”技术与设备。热泵的工作原理与制冷机实际上是相同的,两者的不同之处在于使用目的:制冷机利用吸收热量而使对象变冷,达到制冷的目的;而热泵则利用排放热量向对象供热。热泵是一种利用高位能使热量从低位热源流向高位热源的节能装置。顾名思义,热泵也就像泵那样,可以把不能直接利用的低位热源(如空气,土壤,水中所含的热能,太阳能,工业废热等)“搬运”转换为可以利用的高位热能,从而达到节约部分高位能(如煤,燃气,油,电等)的目的。热泵虽然消耗了一定的高位能,但它所供给的热量却是所消耗的高位能和吸取的低位能之和,故采用热泵装置可以节约高位能。目前气源热泵、地源热泵、水源热泵在国内的应用日益广泛,热泵技术产品的产业化和市场化进程正在不断升温,本文逐一介绍以飨广大读者和投资者。     

Thermochemical Water Splitting for Hydrogen Production Utilizing Nuclear Heat from an HTGR

A very promising technology to achieve a carbon free energy system is to produce hydrogen from water, rather than from fossil fuels. Iodine-sulfur (IS) thermochemical water decomposition is one promising process. The IS process can be used to efficiently produce hydrogen using the high temperature gas-cooled reactor (HTGR) as the energy source supplying gas at 1000℃. This paper describes that demonstration experiment for hydrogen production was carried out by an IS process at a laboratory scale. The results confirmed the feasibility of the closed-loop operation for recycling all the reactants besides the water,H2, and O2. Then the membrane technology was developed to enhance the decomposition efficiency. The maximum attainable one-pass conversion rate of HI exceeds 90% by membrane technology, whereas theequilibrium rate is about 20%.     

深埋引水隧洞极硬岩TBM掘进及辅助破岩技术

秦岭深埋长距离引水隧洞极硬岩强度达到300 MPa以上，已成为制约隧洞掘进机(tunneling boring machine, TBM)高效施工的主要难题。针对秦岭引水隧洞极硬岩掘进施工问题，该文提出了基于TBM掘进隧洞的热能-机械耦合破岩方法，开展了有关微波、等离子体、火焰炬、水射流和钻孔劈裂的破岩试验以及数值计算和搭载设计，提出了5类辅助TBM破岩方法的适用性和搭载设计。研究结果表明：秦岭深埋引水隧洞岭南TBM掌子面岩体高含量石英吸收微波能力差、黑色极性矿物颗粒小，岩体微波劣化效应不显著，必须通过钻孔植入黑色极性矿物，增强岩体微波劣化效应；等离子体破岩方法采用超高电场密度能够产生显著的电力作用和热能破岩效果，可以将刀盘滚刀作为电极进行设计；火焰炬切割技术简单、易操作，但必须采取人工降温和热屏蔽措施；超高压水射流和钻孔超强劈裂破岩方法适用于掌子面岩体强度大于400 MPa, TBM掘进每日进尺小于1 m的工况。