等壁厚螺杆钻具橡胶衬套失效研究

与常规壁厚螺杆钻具相比,等壁厚螺杆钻具以其输出功率大,输出扭矩稳定等优点获得业内认可。随着等壁厚螺杆钻具的逐步推广使用,等壁厚橡胶衬套失效问题也日益突出。橡胶衬套失效以后,螺杆钻具输出性能降低,使用寿命也减小,这对钻井速度和钻井效益都有较大影响。基于热力学原理、Principal strain疲劳算法,建立螺杆马达定转子数值模型,研究了井深、过盈量及粗糙度对橡胶衬套热力学行为的影响,并运用Fe-safe疲劳分析预测橡胶衬套寿命。研究结果表明,等壁厚橡胶衬套主要失效形式为疲劳失效;通过等壁厚与常规壁厚橡胶衬套对比分析可知,等壁厚橡胶衬套较常规壁厚橡胶衬套有更好的密封性能,且对静液柱压力敏感程度更低。对等壁厚橡胶衬套进行设计时,应重点考虑过盈量对橡胶衬套磨损的影响,以确保螺杆钻具安全高效工作。     

碳酸盐岩高压高产气井异常产能资料解释方法

塔X01井是在塔中北坡缝洞型碳酸盐岩储层发现的第一口高产气井,由于特殊的储层特征,压力计难以下至储层中部,造成压力资料品质很差,影响了产能的准确评价。利用前人对气液两相垂直井筒压力研究成果,对异常资料进行甄别,形成生产数据计算并校正出井底压力方法,计算误差0.2%。基于Firoozabadi和Katz理论,建立了考虑高产时气体高速脉冲流动的碳酸盐岩高压高产气井产能方程,利用约束优化算法对其进行求解,并进行了实例应用,结果表明,该井无阻流量比常规方法计算小10%左右。获得的三项式产能方程及其求解方法,更符合研究区的矿场实际。     

考虑温度影响的饱和土有效应力原理

热-力耦合是当今岩土工程领域颇为关注的研究课题之一,是涉热岩土工程问题(如能源地下工程、放射性废料处置、输油及热力管道和热法地基处理等)的理论基础。经典土力学中有效应力原理描述了饱和土体在荷载作用下土骨架和孔隙流体之间的压力分布,但针对热-力耦合作用下土骨架及孔隙水之间的压力分布及其变化的研究罕有报道。该文从饱和土体宏观热固结响应出发,结合经典的有效应力原理,分析加热对土骨架和孔隙水的影响,推导考虑温度影响的有效应力和孔隙水压力表达式,建立考虑温度影响的饱和土有效应力原理,探讨不同位移边界和排水边界条件下有效应力和孔隙水压力的分布变化。结果发现:在热-力耦合作用下,土体的总应力、超静孔隙水压力和有效应力均随温度变化而变化;加热引起的温度应力和热孔压随时间变化而变化,影响土体的压缩性和强度,并进一步影响固结压缩过程和压缩量。该研究结果可为热固结理论推导及其他涉热岩土工程问题分析提供技术支撑。     

非等分叶片间距叶片式机油泵的内流场分析与试验研究

基于RNG k-ε湍流模型,利用计算流体动力学软件,对不同叶片间距配置的叶片式机油泵稳定工况下的内流场进行数值模拟,得到了稳态流量特性曲线,并与性能试验结果进行对比。考虑不同叶片间距配置的影响,对内流场监测点的压力脉动进行频域分析,结果表明:与等分叶片间距配置相比,非等分配置时泵出口和压油腔内部压力脉动能量幅值在基频倍数频率处有所降低,并且在三次谐波处降低明显。对试验样机进行压力脉动试验和噪声试验分析,结果表明:与等分叶片间距配置相比,非等分叶片间距配置能够降低叶片式机油泵的压力脉动,三次、四次谐波的噪声值有所降低。     

基于生命周期的原镁生产过程碳足迹分析

镁资源及其镁质材料是我国国民经济发展的重要物质基础.采用碳足迹分析方法,定量核算与分析中国原镁生产过程中的碳足迹及生态压力动态变化过程,以期为镁产业绿色发展提供依据.结果表明:1) 2010～2015年中国原镁生产过程中的碳足迹总体上逐年增加,且增长趋势不断加大; 2)研究期间原镁生产过程产业的碳排放压力与碳足迹生态压力总体呈上升趋势且基本一致,环境压力逐步增大,表明林地与草地碳汇的增长速度已不能满足原镁生产过程中能源消费碳排放的增加速度; 3)由于2015年全球镁市场低迷、需求缩减,导致中国原镁减产,因此碳排放压力和碳足迹生态压力较2014年有所降低; 4)为了使中国镁产业健康可持续发展,需要进一步推动节能减排新技术以减少能源消耗,增加林地与草地面积以增加碳汇储量,进一步完善碳排放交易市场以启动碳排放交易,平衡环境与发展之间的相互关系以改善生产环境.     

冲液对电火花加工电极损耗的影响研究

为了研究冲液对电火花成型加工电极损耗的影响,应用流体力学方法,采用k？e湍流模型,建立了盲孔内花键电极的流体力学有限元数学计算模型,分析了电极附近流速矢量场、速度场、压力分布情况。仿真结果表明：采用右侧向持续循环冲液方式时,在电极左侧形成了负压区;电极周围工作液流速相对较小;在电极面向冲液方向150o范围内所承受的压力较其它部位大;上下两齿对冲液形成了分流的作用,并且在左侧齿尖位置的流速要高于其它部位,加速上下两齿左侧的电极损耗。     

基于耕地压力指数和GM（1,1）模型的区域粮食安全状况研究——以甘肃省天水市为例

在分析天水市1996-2005年耕地、人口、粮食动态变化的基础上,计算最小人均耕地面积和耕地压力指数,运用GM（1,1）模型对未来15 a天水市耕地压力指数进行了预测。研究结果显示：1996-2005年,虽然天水人均耕地面积持续减少,但由于耕地生产率不断提高,粮食产量和人均占有量在持续增加,最小人均耕地面积和耕地压力指数呈现降低的趋势,但是耕地压力指数始终在1之上。未来15 a耕地压力指数将进一步降低,耕地生产力的供给水平高于食物消费水平,区域粮食安全隐患较小。     

基于改进生态足迹的区域生态安全评价研究——以山东省长岛县为例

应用生态足迹方法和能值理论探讨了区域生态安全评价问题,提出了生态压力指数概念及计算方法,计算了山东省长岛县2003-2008年间的生态足迹、生态承载力、生态赤字、生态压力指数。分析表明,生态占用和生态承载力均呈上升趋势,生态赤字明显,生态压力指数呈上升趋势。目前长岛县生态安全等级属于Ⅳ级,处于不安全状态,生态需求与生态供给矛盾日益突出。运用改进的生态足迹方法评价区域生态安全,增强了评价的客观性、准确性和尺度性。提出的区域生态安全评价方法为长岛县生态安全管理提供科学依据和指导。     

高超声速飞行器等离子鞘套中的电磁波传播

高速飞行器再入时表面形成的等离子鞘套对飞行器的通讯联络、飞行控制产生不可忽略的影响,导致“黑障”现象。采用压力权函数修正的迎风型矢通量分裂格式(modified advection upstream splitting method by introducing the pressure based weight functions, AUSMPW+),求解Navier Stokes方程组,计算了包覆流场中的电子密度及等离子鞘套对电波的衰减,并且根据电磁窗口装置原理图,对非均匀磁化等离子体中的电波传播进行了仿真。结果表明,增强磁场可明显减小磁窗内的电子密度,有效降低等离子体鞘套对电磁波的衰减。     

修正的页岩气等温吸附模型

针对Langmuir 等温吸附方程及修正的双朗格缪尔模型（D-Langmuir）在研究非均质吸附介质页岩等温吸附 时,对实验数据拟合精度及稳定性不高的问题,展开了新的等温吸附方程研究,研究中将吸附系统内不同吸附介质 的吸附特征转化为系统内压力的实际作用效果,对D-Langmuir 模型进行压力修正,得到新的、适用于多吸附介质的 P-Langmuir 等温吸附模型。将以上模型应用于渝东南渝页1 井共21 个样品的等温吸附实验数据的拟合,结果表明： Langmuir 模型平均误差在-0.012 0～80.021 2 m3/t;D-Langmuir 模型平均误差在-0.003 64～0.021 20 m3/t;P-Langmuir 等温吸附模型相关系数的平方0.992 5≤R2≤0.999 8,平均误差在-0.003 25～0.003 21 m3/t,相比于Langmuir 方程及 D-Langmuir 方程,P-Langmuir 模型拟合精度更高,稳定性更好,对更准确地评价页岩吸附气量具有一定的实际意义。