基于Visual Basic编程的深井有杆泵设计

针对西部油田井深、温度和压力高的特点,展开深井有杆泵采油技术研究。研究过程中用实际井温度压力数据对温度压力模型进行对比,选择合适的深井温度压力计算方法。杆柱设计过程中考虑深井中常用玻璃钢杆柱的情况,针对深井载荷较大的特点,以整体杆柱质量最轻为第一目标,结合Visual Basic编程手段,提出一套深井有杆泵程序设计方法;并对现场深井进行有杆泵优化设计。结果表明:设计方案与实际生产数据相比,能使载荷明显减小,满足深井生产要求,为深井有杆泵设计提供方便。     

软岩公路隧道二次衬砌支护时间的优化研究

软岩隧道围岩变形速率快、持续时间长,变形量大,使得二衬最佳支护时间的确定成为传统新奥法在软岩隧道应用的难点。基于充分利用围岩自承能力的新奥法理念,对现场多个Ⅳ级围岩断面初期支护变形监测数据进行统计分析,得出二次衬砌的最佳支护时间段为初期支护后22 d~26 d。采用拟合回归分析,得出油坊坪隧道的合理二衬支护时间为初期支护施作以后第24 d。借助FLAC3D内嵌蠕变模型对二衬支护时间进行验证,分析不同支护时机下支护结构的受力特征。结果表明:在蠕变计算计算第25 d以后混凝土喷层和锚杆已发生破坏或者错位,在初支以后第24 d进行二衬支护,二衬拱顶所分担的荷载为马上进行二衬支护的17.5%,周边为8.2%,下降明显,则监测数据分析所得二衬支护时机是合理的,适当提前施作二衬支护是有利的。     

压裂中顶底板对缝高控制作用的数值模拟研究

裂缝在缝高方向的延伸会导致裂缝有效长度的降低,影响压裂效果;也可能直接穿过水层,造成压裂施工的失败。因此,基于FEPG有限元平台,利用网格开裂技术,开展了煤层气井压裂数值模拟研究,对垂向裂缝起裂、扩展及穿层的全过程进行分析。数值模拟结果表明:煤层气井压裂过程中,控制裂缝是否向隔层扩展主要取决于作业的净压力与隔层水平地应力差之间的关系;与储集层岩石力学性质相比,储集层的地应力剖面是影响裂缝垂向扩展范围的主要因素;T型缝、工型缝等复杂缝是由储集层的岩石力学性质和地应力共同作用的结果。这对于提高现场煤层气井水力压裂的效果具有重要的指导意义。     

深部咸水层二氧化碳沿断层泄漏的运移规律研究

以深部咸水层二氧化碳地质封存为背景,基于多组分多相流运移理论,对咸水层储存二氧化碳沿断层泄漏的运移规律进行研究。建立二维多岩相结构模型,通过数值方法分析二氧化碳在断层通道和上覆岩层中的运移规律,以及运移过程中二氧化碳相态的变化特征,并对断层的渗透率进行敏感性分析。结果表明,深部咸水层二氧化碳在浓度差和压力差作用下沿断层通道向上覆岩层运移。二氧化碳的密度比水小,重力差使二氧化碳受到向上的浮力,因此在岩层中二氧化碳的分布特征整体上呈类似漏斗的形态。随着泄漏的进行,二氧化碳不断驱替断层通道中的水分,密度减小;随着两相流变成单相流,断层通道逐渐被蒸干。此外,断层渗透率是整个泄露过程中流体运移的重要影响因素。     

基于广义Hoek-Brown准则隧道围岩抗力系数研究

基于广义Hoek-Brown准则,并引入罗德参数ξ反映中间主应力的影响,在研究隧道围岩力学性质的基础上,推导出围岩抗力系数公式;并运用于工程实践。讨论在不同ξ及不同埋深条件下,抗力系数的变化规律。由研究结果可知,围岩抗力系数随着ξ的增大逐渐减小;随隧道埋置深度增加而减小。     

冀北赤城红旗营子杂岩的地质特征及意义

运用野外地质填图、岩石地球化学分析以及同位素年龄等方法探讨冀北赤城红旗营子杂岩的岩石组合、构造属性、变质演化以及时代归属等特征,为重新划分冀北赤城的红旗营子群提供依据。结果显示红旗营子杂岩由云州表壳岩及其内部的退变榴辉岩、蛇纹岩(蛇纹石化方辉橄榄岩)和蛇纹石化(橄榄)大理岩等透镜状构造岩块组成,它们一起经历了晚古生代(321~326 Ma B.P.)区域角闪岩相变质事件。其中,云州表壳岩的岩性主要为石榴黑云斜长片麻岩,原岩是形成于大陆岛弧环境的泥质(含泥质)砂岩,沉积作用发生在晚古生代(340~369Ma B.P.),属于晚古生代沉积-变质地层;石榴黑云斜长片麻岩之中的退变榴辉岩、蛇纹岩(蛇纹石化方辉橄榄岩)和蛇纹石化(橄榄)大理岩等构造岩块应属"外来"的洋壳残片,成因上可能与古亚洲洋的洋壳向南俯冲消减有关。赤城红旗营子杂岩的岩石组合、构造属性、变质演化以及同位素地质年代学等特征明显不同于冀北其他地区的红旗营子群,冀北红旗营子群需要重新划分。     

利用示踪剂资料讨论塔河缝洞性油藏井间连通方式

探讨塔河油田缝洞型碳酸盐岩油藏多缝洞系统的井间连通方式。针对缝洞型碳酸盐岩油藏井间储集层复杂的特点,通过示踪剂曲线特征分析油藏井间连通方式,从峰型、主峰高宽比、主峰拟面积和注水推进速度4个方面评价曲线特征与连通方式之间的关系,结果表明塔河油田主要有单一连通型和复合连通型2种连通方式,其中以单一连通型为主,占73.5%。典型井分析说明连通方式与单井所处的地质条件有关。     

大直径扩底嵌岩桩抗拔承载性状试验与分析

为了了解大直径扩底嵌岩桩在高层建筑中的抗拔承载力及影响因素,以深圳某高度为660 m的超高层工程为背景,采用自平衡法对3根大直径扩底嵌岩抗拔桩进行加载试验。在试桩试验的基础上,建立了扩底抗拔嵌岩桩数值模型,并进行了三维有限差分数值计算及参数化分析,数值计算结果与试桩试验结果吻合较好,表明建立的模型可以较好的模拟大直径扩底嵌岩桩的抗拔工作特性。同时讨论并分析了大直径扩底嵌岩抗拔桩的桩身轴力、桩身等直径段和扩底处侧摩阻力的分布特征,研究了扩大头周围岩体弹性模量、扩径比和扩底高度对抗拔承载力的影响。结果表明,扩径比的增大对大直径嵌岩桩的抗拔承载力影响较大,扩大头周围岩体弹性模量和扩底高度的影响相对较小。     

湿式共振栅阻力特性的实验研究

为研究湿式共振栅阻力特性,根据桩柱群绕流理论,建立了不同规格尺寸的共振栅的平均阻力系数的计算模型.在自制实验平台上对共振栅的阻力特性进行了实验.通过理论与实验相结合的方法,获得了用于分析不同类型共振栅阻力系数的计算模型.结果表明:随着风速的增加,有、无喷雾时共振栅的阻力系数的理论与实验数值均下降.当速度为4～7 m/s时,下降趋势不明显,基本趋于稳定;当速度大于7 m/s时,理论值高于实验值20％.该研究验证了计算模型的有效性.     

2019年微纳米力学热点回眸

 微纳米尺度下材料的力学性能与样品的尺寸和表界面等物理量密切相关，因此纳米材料的力学性能可以在很大范围内进行高效的调节，使得纳米材料能够拥有超轻、超硬、以及高断裂强度和高韧性等卓越的力学性能。从尺度缺陷效应和生长机理、屈曲机理分析和应用、界面力学性能和应用、生物和软物质力学性能、软体机器人、机器学习等方面盘点了微纳米力学2019年取得的研究成果。