火电厂高温高压部件热弹塑性结构分析方法

对于火电厂中大、中型汽轮发电机组的承压部件，汽轮机转子上的叶轮与叶片，燃气轮机的叶轮与叶片，各种发动机中处于燃烧室附近的机械零部件以及焊接加工零件等，由于温度效应使材料的弹性模量、泊松比和屈服极限等力学性能都将发生变化，从而引起的热应力、塑性流动和随温度变化的屈服准则等都相互耦合在一起，这实际上是一个热弹塑性状态下构件的应力与应变分析问题。本文运用参变量变分原理建立起处理这一类问题的数值变分原理及其相应的有限元形成，实质上从数学上说，是将原问题转化为处理普通弹塑性状态下结构分析问题的参数二次规划法。     

陨石高压矿物学研究为地球板块俯冲带高压相转变机制提供新认识

橄榄石是石陨石和地幔的主要造岩矿物之一,它在高温高压条件下转变为高密度的似尖晶石(wadsleyite)和尖晶石(ringwoodite,林伍德石)矿物多形.橄榄石的高压相转变机制对认识地球和星球内部物质组成、结构以及地球动力学等具有极其重要的科学意义.高温高压实验研究表明,橄榄石的高压相转变可以经由颗粒边界成核生长,或沿晶体内部特殊方位成核生长而转变为高压相.然而,过去在天然岩石(受冲击陨石)中,仅发现通过颗粒边界物质扩散作用形成的林伍德石多晶集合体,一直未能观测到在橄榄石晶体内部发生的林伍德石片晶状成核生长的相转变现象.     

二氧化碳溶解气对原油粘度的影响

利用高温高压油-气-水混合液粘度测量装置对原油及含二氧化碳气原油的粘-温特性进行了实验研究，测量了不同气油比条件下油-气混合液的粘度，分析了二氧化碳溶解气对原油粘度的影响。结果表明，在相同压力下，原油及其混合液粘度与温度存在指数关系，原油粘度与压力基本呈线性关系。在同-温度下，油-气混合液的粘度在达到泡点压力之前随着压力的升高而降低；在达到泡点压力之后，随压力的升高而增大；油-气混合液的粘度随气油比增加而减小；油-气混合液的泡点压力随着含气量的增加和温度的升高而增大。     

抗高温高密度水基钻井液体系的室内实验研究

为了满足当前深井、超深井逐步向深层次开发的需要,在分析评价各种抗高温水基钻井液处理剂的基础上,优化研制出一种以OCL-JB为主要降滤失剂的抗210℃高温的高密度水基钻井液体系,并对体系的性能进行评价。实验结果表明,新型抗高温、抗盐降滤失剂OCL-JB抗温性好,能与多种处理剂配伍;OCL-JB主要是通过吸附作用,增大粘土颗粒的zeta电位和水化膜来提高泥浆中粘土微粒的聚结稳定性,控制钻井液高温高压滤失量。所研制的抗高温高密度(2.3 g/cm3)钻井液经过210℃高温后性能稳定,具有良好的高温高压流变性能和滤失造壁性能,抑制能力和抗污染能力强,润滑性好。     

抗高温低聚物KGDP的研制及在深井钻井中的应用

基于分子结构优化设计和单体优选,合成了抗高温抗盐低分子量聚合物KGDP,评价了其分子链热稳定性和在水基钻井液基浆中的抗温抗盐降黏效果,并将其应用于我国目前井底温度最高的2口深井——胜科1(236℃)和泌深1井(241℃)中。结果表明:新研制的低分子量聚合物KGDP分子链热稳定性强,热解温度在330℃以上;在水基钻井液基浆中的抗温能力达240℃以上,降黏效果优于国内外同类降黏剂;在胜科1井的超高温、高矿化度、高固相含量的苛刻条件下以及泌深1井241℃的极高温度下发挥了流型调节作用,有效控制了钻井液的黏度、切力,确保了这两口超高温深井的顺利施工。     

一种免刻度的高温高压液体声速透射测量方法及装置

常用的高温高压液体声速透射测量方法及装置采用"固定"的探头间距,测量前需要刻度探头间距(液体层厚度)和探头零时(如有晶片保护壳),使用不便。基于微分形式的速度定义和恒压舱设计,开发一种可保持测试液体温度、压力恒定的"变"探头间距的透射测量新方法和装置。通过由多个探头间距增量和走时增量比值的平均值或者应用图解法确定声速,能够避免探头零时和探头间距的刻度问题。应用结果表明,新方法测量的蒸馏水以及Na Cl盐水溶液声速值与标准值和文献报导值的相对偏差小于0.5%,精度较为可靠。     

深水合成基钻井液高温高压流变特性

合成基钻井液(synthetic-based mud,SBM)是用于海洋深水油气资源开发的重要工作流体,其高温高压流变特性直接影响着深水油气井建设及后续生产.以南海B气田群合成基钻井液为典型体系,检测了合成基钻井液高温高压流变参数,分析了体系高温高压(high temperature high pressure,HTH...     

Effects of Ti additive on HPHT diamond synthesis in Fe-Ni-C system

Diamond crystals with low nitrogen concentration were synthesized from the Fe-Ni-C system with Ti additive at high pressure and high temperature （HPHT） in a china-type cubic high pressure apparatus （CHPA）. The synthesis pressure range was 4.8-5.2 GPa, and the temperature range was 1420-1600 K. The lowest synthesis pressure for diamond fell first and then rose with the increase of Ti additive. The color, shape, surface morphology and nitrogen impurity concentration of the synthesized diamond crystals were characterized using optical microscopy （OM）, scanning electron microscopy （SEM） and micro Fourier transform infrared （FTIR） spectrometry. The results show that the Ti additive has significant effects on color, growth rate, crystal shape, surface morphology and nitrogen impurity con- centration of the synthesized diamond crystals. The color of diamond crystals synthesized without Ti additive is yellow, while that with Ti additive becomes light and nearly colorless. The growth rate without Ti additive is higher than that with Ti additive. The crystal shapes of as-grown diamond crystals vary with the increase of Ti additive. The {111} crystal faces become dominant and some {311} crystal faces appear with the increase of Ti additive. The concentration of nitrogen impurity in diamond crystals without Ti additive is higher than that with Ti additive.     

X65钢在CO2/H2S介质中的高温高压腐蚀行为

利用高温高压釜,通过失重法、SEM、XRD以及电子探针进行微观结构分析,对90、120、150℃时X65钢在模拟油气田CO2/H2S环境中的腐蚀行为进行研究.结果表明:在实验条件下,X65钢发生严重的CO2/H2S腐蚀.随着温度的升高,腐蚀速率呈上升再下降的趋势(120℃时为最大值).表面都生成了FeCO3为主的腐蚀产物膜;CO2/H2S腐蚀的协同作用形成了钢表面独特的点蚀和台地腐蚀特征.CO2/H2S腐蚀是各种因素相互作用的结果.     

高温高压下α-Si3N4的相变

在压力为5.2～5.7GPa,温度为1100～1300℃,保温保压时间为15min的条件下,对添加有Y2O3、Al2O3助剂的α-Si3N4微粉进行了高温高压烧结实验,以探索α-Si3N4的相变.对样品进行了X射线衍射、扫描显微观察及密度测量.实验结果表明,α→β相转变开始于1100～1200℃之间,其相转变程度随温度、压力的升高均有所提高,在5.7GPa/1300℃时,发生完全的相转变.相转变完成的烧结样品由长柱状β-Si3N4晶粒组成,晶粒间相互交错,结构均匀致密,断面有明显的晶粒拔出现象.根据实验数据拟合了大致的两相相界方程,并讨论了相关的相变机制.