液氮冷却煤变形-破坏-渗透率演化模型及数值分析

如何定量评估液氮冷却后煤储层的渗透率演化是液氮冷却增透煤储层技术的关键。为分析液氮注入煤后的变形、破坏和渗透率演化过程,将煤视作弹脆塑材料,其变形过程包括弹性变形、脆性跌落和残余塑性流动3个阶段,结合单元强度退化指数、扩容指数和Mohr-Column准则,建立了考虑围压对煤单元峰后力学行为影响的本构模型。根据煤岩单元变形过程,将煤岩单元渗透率演化分成2个阶段,即弹性压缩煤岩单元渗透率减小阶段及煤岩单元破坏后的渗透率增加阶段。分析了单元弹性变形、剪切破坏和拉破坏与渗透率之间的关系。煤岩单元弹性压缩和拉伸引起单元内孔隙空间的变化,进而影响单元渗透率;煤岩单元剪切破坏在单元内形成共轭剪切带,在剪切带内的流体流动服从平行板定律,给出了基于单元体应变的剪切带宽度和渗透率计算公式;煤岩单元拉破坏在单元体内形成"十"字型裂隙,在裂隙内的流动也服从平行板定律,给出了基于单元体应变的裂隙宽度和渗透率计算公式。结合热传导理论建立了液氮冷却煤层的温度-变形-破坏-渗透率演化模型,并在FLAC下利用Fish函数方法予以实现。数值算例研究了液氯注入辽宁王营子矿某煤层气抽放井后煤层的变形、破坏和渗透率演化过程。结果表明:1)煤受液氮冷却作用后发生体积收缩,越靠近钻孔温度梯度越大,收缩变形越大,温度拉应力越大,越容易破坏,形成拉破坏区。液氮注入冷却10d后的拉破坏区约0.65m宽。2)在拉破坏区,单元内形成了贯通的裂隙,单元体渗透率显著增长,液氮冷却10d的单元渗透率最大增长幅度可达1.97×105倍。3)远离钻孔区域,拉应力也使得煤的渗透率有所增加,增加幅度为1%~14%,远小于破坏区。4)随着冷却时间增加,破坏区域扩大,但增长速率逐渐减缓,这表明在工程实践中冷却时间过长,不一定能取得更好的冷裂效果。5)液氮冷裂的主要影响区域在1.0m左右,但实际工程中钻孔内压力、煤岩体内水的相变等对煤岩的实际变形和破坏也有很大影响,从而使得液氮冷裂的影响区域更大。6)模型能较好地反映液氮冷却煤体变形-破坏-渗透率演化过程,从而为评估液氮冷却煤岩增透效果提供一种简便、可行的方法。     

暴雨温度骤降下沥青路面有限元分析

基于热弹性层状理论,采用ANSYS建立沥青路面三维有限元模型,对暴雨温度骤降情况下沥青路面温度作用和荷载作用进行耦合分析,研究该环境影响下沥青路面力学响应规律的变化,并将结果与高温作用下沥青路面响应规律比较.结果表明沥青路面结构在受到暴雨作用温度骤降情况下,沥青路面竖向变形值、竖向压应力变小;沥青路面路表由压应力变为拉应力,并使沥青层层底拉应力减小;暴雨骤降使沥青路面最大剪应力增大.     

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。     

水平旋转圆筒表面局部对流换热特性实验

以旋转圆筒型热工设备为研究对象,设计了大直径水平旋转圆筒实验装置.利用微型热电偶,测量了高格拉晓夫数(1×108)下圆筒表面各个方位角处空气热边界层的温度分布.实验结果表明:旋转对圆筒表面0°和180°处的局部对流传热系数的影响有明显差异;旋转使得圆筒表面温度和局部对流传热系数的分布不均匀,尤其当旋转雷诺数大于临界雷诺数时的影响尤为突出.确定了临界雷诺数的准则数关联式.     

茶多酚对动脉粥样硬化大鼠血管内皮的保护作用

目的通过复制大鼠动脉粥样硬化(Arteriosclerosis,AS)模型,观察茶多酚对AS大鼠血管内皮功能的影响.方法将40只Wistar大鼠随机分为正常组(NC组)、模型组(AS组)、茶多酚低剂量组(TPL组,0.2 g/κg)、茶多酚高剂量组(TPH组,0.4 g/κg),9周后测定血管内皮依赖性舒张功能.结果 1)血管内皮依赖性舒张功能:AS组与NC相比,大鼠胸主动脉血管环在10-9~10-4mol/L浓度的Ach溶液中血管内皮舒张率明显降低(P0.01);TPL,TPH与AS组相比,大鼠胸主动脉血管环在10-9~10-4mol/L浓度的Ach溶液中内皮舒张率明显升高(P0.05);2)血管内膜/中膜厚度比:AS组与NC相比,内膜/中膜厚度比明显增大(P0.01),具有统计学意义;TPL,TPH与AS组比较,内膜/中膜厚度比明显降低(P0.01);3)主动脉形态学观察:AS组大鼠动脉壁可见多处隆起于内膜表面的典型粥样斑块;动脉内皮细胞脱落,内膜增厚、断裂;中膜平滑肌明显萎缩,排列不规整.NC组无形态学改变,其他各组改变较轻,未见粥样斑块形成.结论茶多酚具有保护血管内皮细胞的功能.     

温度对发泡水泥抗压能力和延性的影响

为了解决建筑外墙保温材料对防火等级要求高以及节能环保的现实工程问题,采用普通硅酸盐水泥为胶凝材料,以双氧水为发泡剂,配以聚丙烯纤维制备了符合建筑防火要求的新型建筑保温材料——发泡水泥。研究分析了不同温度下发泡水泥的抗压强度以及延性。研究表明:37℃环境发泡水泥内部气泡小而密;42℃环境发泡水泥气泡大,气泡间距小。发泡水泥制备的温度环境对发泡水泥的密度,抗压能力以及延性影响较大,37℃环境发泡水泥抗压能力以及延性优于42℃环境发泡水泥。     

油藏润湿性影响因素综述

岩石表面润湿性是影响油、水在岩石孔隙中分布、流动的一个主要因素。岩石润湿性直接制约着油、水两相相对渗透率、毛细管力以及石油采收率。从岩石表面矿物组成、原油的组分、地层水、注入水的离子含量和离子组成、pH以及温度等方面讨论了油藏岩石的润湿性的影响因素。     

镁粉尘云最低着火温度及抑制技术的实验研究

为评价镁粉着火燃烧危险性及惰性粉体对镁粉着火燃烧的抑制作用,采用Godbert-Greenwald恒温炉装置研究了喷粉压力、浓度、粒径及惰性粉体Ca CO3、Si O2对镁粉尘云最低着火温度的影响。结果表明:喷粉压力为0.03 MPa时,最有利于镁粉着火燃烧;镁粉尘云的最低着火温度随浓度的增加而降低,存在最小危险浓度,5.45 kg/m3;高于此浓度,镁粉尘云的最低着火温度几乎不变;镁粉粒径减小,其最低着火温度降低;镁粉尘云最低着火温度随Ca CO3、Si O2含量的增加而先升高后趋于稳定;惰性粉体浓度低于52%时,Ca CO3的抑制效果强于Si O2;高于52%时,Si O2的抑制效果强于Ca CO3;当炉体温度高于630℃时,Ca CO3与Si O2对镁粉的抑制效果较弱。     

大尺度湿大气原始方程组对黏性系数的连续依赖性

考虑定义在柱形区域上的大尺度湿大气原始方程组, 用微分不等式技术和能量估计的方法给出该方程组解的先验界, 并证明该方程组对黏性系数的连续依赖性.