Design and Manufacture of a Wax Injection Tool for Investment Casting Using Rapid Tooling

A rapid wax injection tool of a gearbox shift fork was designed, simulated, and manufactured using rapid prototyping and rapid tooling technology to save time and cost of producing wax models used for the investment casting process. CAE simulation softwares, in particular, MoldFlow, are used to get wax injection moulding parameters such as filling parameters, temperature profiles, freeze time, speed, and pressure. The results of this research were compared with conventional wax model production methods. The criteria of such comparison were based upon parameters such as time, cost, and other related characteristics, which resulted in saving of 50% in time and 60% in cost. In this research, design, assembly, and wax injection operation of the wax tool took 10 days. Considering the fact that wax melting temperature is as low as 70℃ and injection pressure of 0.5 MPa, the tool suffers no damage due to the thermal and pressure stresses, leading to the mass production of wax models.     

地下储气库注采井温度压力耦合分析

地下储气库进行循环注气、采气作业,引起注采井筒温度、压力分布的交替变化,准确预测井筒温度、压力分布是优化设计管柱的基础。基于气体质量、动量、能量平衡方程和地层-流体径向非稳态传热模型,考虑气体的焦耳-汤姆逊效应,得到了井筒气体温度、压力、密度和流速的耦合微分方程组,采用四阶龙格-库塔方法数值求解。通过实例分析了注采工况下井筒的温度、压力分布特征及影响因素,并与Well Cat软件计算结果相比较,结果表明注气井口温度、注气压力、注采流量和作业时间影响井筒的温度压力分布。注气中,注入压力对井底压力的影响最大,对井底温度的影响很小;采气中,井口温度随流量的增加而增大,井口压力随流量的增大而减小;作业早期温度、压力随时间变化较大。     

井眼水动力学条件对地层的损害机理分析

本文使用DSE动态污染试验装置,对影响地层损害的几个井眼水动力学参数,如压力差、滤失时间、泥浆温度、环空泥浆上返速度和钻具转速等进行了实验分析,并进行了动态和静态污染对比试验,其试验结果对于损害机理分析、动态污染室内评定标准的制定以及生产实践都具有重要意义。     

基于模流分析选定节能射出成型参数

基于已有研究,找出射出成型制程消耗能量之简易估算式直交表数学模型及重要参数因子．以一中央进胶单模穴之圆形薄板为模具．利用田口实验,使用Moldex3D模流分析软件仿真实际射出成型制程,并以消耗能量简易数学模型估算各实验组之耗能．为了同时得到高质量（低体积收缩率、低总位移）及低耗能之制程参数,以薄板模具之体积收缩率、总位移量为质量特性。探讨比较各实验组之质量及耗能．分析本案例,在保压时间1—2S、模温25～35℃时．可得到既节能又高质之制程加工参数．与相仿之高质量产品的制程能源消耗比较表明,本案之节能成效可提升43％．     

M42高速钢粉末级配规律和注射成形工艺参数优化

研究了M42高速钢粉末的粒度级配对粉末振实密度的影响规律,并采用正交试验法研究了注射温度、注射压力、注射流量、保压压力及其交互作用对注射坯质量的影响．试验结果表明,粗细粉末进行级配能够有效提高粉体的堆积密度．与-400目粉末相比,＋140目与-400目的原料粉末通过级配,振实密度可提高44．3％～56．4％．注射工艺参数正交试验发现注射温度、保压压力及其交互作用对注射坯质量的影响最为显著．试验确定的标准长方体弯曲试样最佳注射工艺参数为：注射温度160℃、注射压力82MPa、注射流量42％及保压压力31MPa．     

页岩气藏注CO2渗透率界限及开发参数优化研究

根据页岩气井的现场生产情况,压裂水平井产量会迅速下降,注CO2技术是改造储层提高产量的有效手段。连续驱替与吞吐式注入作为注CO2提高页岩气采收率的两种常见方式,却在相同页岩气藏中驱替效果存在差异。为了对不同储层条件下注CO2开发方式进行优选,本文基于现场页岩气藏实际情况建立了双孔介质气藏机理模型,并通过建立采收率影响因素的正交试验,分析了渗透率、孔隙度、储层厚度、CH4和CO2最大吸附量以及Langmuir压力等的影响规律。将渗透率作为主控因素,划分了五个不同渗透率条件,进行直接驱替与吞吐注CO2模拟,并针对不同CO2注入驱替开发方式进行了布缝模式、井位排列、闷井时间等开发参数优化。结果表明：不同渗透率条件下两种开发方式驱替效果不同,以0.001mD为界限,渗透率低于0.001mD时,直接驱替效果更优;渗透率高于0.001mD时,选择吞吐式注CO2为宜;针对连续注气,交叉布缝模式具有更高的采收率,在多井同产同注时,应将生产井置于内部;另外,吞吐式注气应该选择较短的焖井时间来节约成本获得更好的经济效益。     

塔河凝析油防蜡剂的研制及防蜡效果评价

高含蜡原油加防蜡剂是改善原油低温流动性能和防止原油在管输过程中结蜡的主要方式之一.塔河油田凝析油析蜡点较高,在冬季地温较低时管道内有大量蜡结晶析出,给管道的安全运行带来隐患.根据塔河凝析油的基本物性,研制了高分子防蜡剂SMAE18,考察了该防蜡剂的最佳加剂条件,并对其在不同条件下的防蜡效果进行了室内实验评价.实验结果表明:该防蜡剂对塔河凝析油具有较好的防蜡效果,但异常降温和短时间的高速剪切作用使其防蜡效果严重降低.加剂塔河凝析油的析蜡点从23℃降为18℃,黏度也下降了30.1%,说明SMAE18防蜡剂也有效地改变了塔河凝析油的低温流动性能.     

基于替代模型的油藏注采参数多目标优化设计

针对水驱油藏生产过程中合适的注采参数选取难的问题,提出了以净现值和累产油量为目标函数的多目标优化注采参数设计方法。采用基于粒子群算法的最小二乘支持向量机作为替代模型代替数值模拟,并用带精英策略的非支配排序多目标优化遗传算法对注采参数进行优化。以某区块两注两采模型为例,选取生产井井底压力和注水井注入量为优化变量,通过粒子群算法优化的最小二乘支持向量机构建替代模型,在优化过程中代替数模,再利用非支配排序遗传算法对注采参数进行优化。对比分析替代模型和数值模拟优化设计的结果,其误差在3%以内,并在注采参数优化时间上得到了明显提升。     

煤裂解特性研究

讨论了加热时间、温度和热速率对煤裂解行为的影响。探讨了煤裂解的单一反应模型和多重反应模型，测定了两种模型的动力学参数，研究了用四氢化萘预处理对煤快速热解的主要影响因素。     

新型甜面酱生产工艺研究

研究甜面酱、豆酱各自不同的生产工艺过程,分析它们各自的感官、理化和卫生指标,综合各种数据找出各自最佳的生产工艺及参数,并结合数据开发研究新型黄豆甜面酱的生产工艺方法。结果表明:黄豆面酱原料配比10∶1,浸泡时间60m in,蒸煮时间常压4h,或0.2Mpa30m in,制曲温度37℃,盐水用量为原料的90%,浓度约为12%,温度45℃,前发酵温度42℃,发酵时间前期约40天;后发酵温度38℃,发酵时间约30天。同时进行成曲及半成品配比实验,结果表明黄豆甜面酱采用半成品配比要比成曲配比效果更好。     

玛湖致密砾岩油藏注烃类气混相驱油藏数值模拟

玛湖凹陷地区衰竭式开发直井初产高、递减快,常规注水开发不适应,通过注烃类气转换开发方式,可以大幅提高采收率。利用细管法测定注气试验区最小混相压力为41.71 MPa,玛湖地区目前地层压力条件下普遍可以实现混相驱;根据玛湖地区储层特征及地质力学参数,同时将天然裂缝及人工描述参与模拟,优化裂缝展布形态,建立了三维压裂缝网模型;基于压后缝网模型开展布井方式、注气速度及气驱油藏动用规律研究。结果表明,水力压裂平均缝网长轴173.90 m,最长846.90 m,短轴6.44 m;采油井部署井轨迹距顶2/3厚位置,气体波及范围更大;以维持混相为目标优化注气量,设计前10 a水平井单井日注气5.5×10⁴ m³,后10 a日注气4.0×10⁴ m³,试验区采收率可达22.5%;注入烃类会优先沿着采油井压后长压裂缝驱替,优先动用该区域原油,造成注气波及范围不均匀;随着烃类气体的注入,沿驱替前沿原油黏度大幅降低,同时,由于注入烃类气体与原油发生混相,通过蒸发气驱作用,注气5 a后采油井SRV范围内剩余原油黏度明显增大。此研究可以有效指导玛湖注烃类气体提高采收率试验现场开发技术政策制定。     

塔河油田强底水砂岩油藏CO2/N2驱提高采收率机理

塔河油田强底水砂岩油藏开发后期,受强非均质性和底水锥进影响,大部分水平井出现了点状水淹,导致低产低效井增多,油藏含水率不断上升,井间剩余油动用难,且该油藏具有高温、高盐特点,常规提高采收率技术难以取得较好开发效果。因此,本文主要通过高温高压三维物理模型进行油藏的模拟,采用注CO2/N2（体积比为7:3）混合气提高强底水砂岩油藏采收率。一方面,CO2与原油易混相,能够大幅度地提高驱油效率;另一方面,N2具有较好的压锥效果,在一定程度上抑制了强底水快速锥进,提高油藏的波及系数。这样使“驱油”与“压锥”进行有机结合,大大提高了油藏采收率。同时,对比不同注气方式、不同注气速度和不同注采部位等驱油条件,优选注气参数。实验结果表明：注入CO2/N2后地层原油体积膨胀了21%,粘度降低了24.9%;CO2/N2混合气与原油的最小混相压力为39.62 MPa;优选出了最佳的注入参数：注气速度为1 mL/min（提高采收率幅度为14.25%）、注气方式为水气交替注入（提高采收率幅度为15.8%）、注采部位为高注低采（提高采收率幅度为14.5%）。研究结果为塔河油田强底水砂岩油藏CO2/N2混合气驱先导试验提供可靠实验依据。     

基于注塑过程数据的制品尺寸合格性判定

针对注塑生产过程中人工质量检测存在的效率低、成本高等问题,提出了一种基于注塑加工过程数据来对产品尺寸是否合格进行预测判定的方法。先对清洗后的数据集采用5折交叉验证筛选出LR(logistic regression)模型、SVM(support vector machine)模型等5个分类模型,再以ROC(receiver operating characteristic)曲线和AUC(area under curve)值作为性能评估指标,综合比较和分析了5个分类模型在不同特征选取方法下的分类性能。结果表明：基于树模型特征选取与LR分类模型组合对本文的数据集表现出了优良的分类性能,准确率可达96.42%,具有一定的工程应用价值。     

海上M稠油油田吞吐后续转驱开发方案研究

针对目前渤海地下原油黏度大于350 mPa·s的非常规稠油水驱采收率较低,且考虑到吞吐轮次及平台寿命的问题,开展吞吐后续转驱开发方式研究。以海上M稠油油田为例,利用油藏数值模拟方法对蒸汽吞吐转蒸汽驱、热水驱及多元热流体吞吐转多元热流体驱、热水驱等4种转驱方式的转驱时机及注采参数进行优化设计及对比分析。结果表明,蒸汽吞吐转蒸汽驱开发效果最好,多元热流体吞吐转多元热流体驱略差。蒸汽驱最优注入参数为：转驱压力5 MPa左右,采注比1.3,井底蒸汽干度0.4,注入温度340℃,注汽速度240 m³/d。     

深部砂岩力学实验及储层开采出砂影响规律

为研究深部储层砂岩在高温、高压、高应力状态下的开采出砂规律及主控因素,以克深区块为研究对象,开展了相应的岩石力学实验和数值模拟分析。实验岩心取自该区块致密砂岩储层,通过实验获得了高温高压下岩石的弹性模量、内聚力和内摩擦角等参数及其变化规律。结合实验结果和该地区地质特征,建立了深部砂岩储层直井开采热流固耦合模型,并利用有限元软件进行求解;通过分析储层Mises应力、等效塑性应变等参数变化特征,结合出砂判别标准,得到了不同开采条件下的出砂影响规律。采用正交试验设计方法进行了出砂敏感性因素分析,获得了其出砂的主控因素。研究结果表明：水平地应力的非均匀程度对储层开采出砂的影响最大,岩石胶结强度和生产压差的影响次之,地层温度变化影响相对较小。     

多功能乳化蜡的制备

介绍了乳化蜡的形成原理以及市场应用前景,并研究了乳化蜡的制备工艺条件,其中乳化剂的种类及其用量、乳化温度、搅拌速度、乳化时间等是影响乳化蜡稳定性的主要因素。得出在选用复合乳化剂用量为7%,乳化温度为85℃,在1000r/min的搅拌速度下,乳化30min,可以制备出稳定性以及分散性好的乳化蜡。     

ASP复合驱注采参数优化设计

根据正交设计方法和模糊数学原理 ,在室内试验及数值模拟研究的基础上 ,考虑到各项技术和经济指标的综合影响 ,建立了基于模糊综合评判模型的复合驱注采参数优化设计模型。同时 ,以孤东油田七区西Ng5 4- 6 1层复合驱试验为例 ,对化学剂组合方式、配方浓度、段塞尺寸、注采速度、注入方式、注入时机等参数进行了优化。综合分析表明 ,该方法能够用尽可能少的方案寻求各参数间的最佳协同效应 ,且便于决策。     

海上稠油油藏蒸汽吞吐注采参数正交优化设计

以渤海油田某稠油油藏为典型区块,根据海上油田特点建立基础方案,运用正交试验设计和数值模拟方法对该区块蒸汽吞吐过程中的注汽强度、注汽速度、井底蒸汽干度、蒸汽温度、焖井时间和产液速度进行研究,并采用直观分析法和方差分析法对试验结果进行分析。结果表明,该区块蒸汽吞吐的最优生产方案为注汽强度为20t/m,注汽速度为250m3/d,井底蒸汽干度为0.5,蒸汽温度为340℃,焖井时间为5d,产液速度为200m3/d,并得到了各注采参数对开发效果的影响程度大小依次为注汽强度井底蒸汽干度产液速度注汽速度蒸汽温度焖井时间。该结果对于海上矿场蒸汽吞吐注采参数的优化具有一定的指导意义。     

改性石蜡的乳化研究

以58# 全精炼石蜡为原料,采用无催化技术进行氧化,氧化温度130 ℃,氧化时间2 h,氧化后的石蜡物性与天然蜂蜡相近。将氧化后的石蜡进行乳化,研究了乳化剂用量、乳化温度、乳化时间、搅拌速度等参数对乳液粒径的影响。结果表明：在乳化温度为90 ℃,乳化时间为40 min,搅拌速度为1 000 r/min,使用硬脂酸与三乙醇胺复配的乳化剂时,获得了乳化效果最佳的乳化蜡。     

多孔介质中蜡沉积规律的实验研究

多孔介质的本身及原油流动特征的复杂性,决定了研究含蜡原油在多孔介质中的蜡沉积规律的困难性。与地面管流状态下蜡沉积规律的实验方法不同,从满足油藏应用出发,结合油层物理理论,提出了等效毛细管的概念,利用天然岩心的油-油驱替实验结果,计算得到高含蜡原油在多孔介质中蜡沉积量、沉积速度等相关参数,实现了多孔介质中的蜡沉积规律的定量化表征。结果表明多孔介质中的蜡沉积量与岩心渗透率的降低比存在较好的线性关系,且随着原油注入PV数的增加,蜡的累计沉积量逐渐趋于稳定。而温度越低,蜡的沉积速度越快,对储层的伤害出现的时间越早,最终的损害程度也最大。