循环等离子体击穿受载煤体电学响应及孔隙结构演化规律

煤层增透是提高瓦斯高效抽采效率、降低瓦斯灾害事故的关键,以物理放电为基础的等离子体是煤层增透的有效手段之一。但以往的研究集中在单次击穿煤体孔-裂隙结构的表征,忽略了等离子体对煤体的极化效应,对循环等离子体作用下受载煤体电学性质及孔隙结构的演化特征缺乏深入研究。为此,对多个煤样进行了循环等离子体击穿实验,结合高压衰减棒和罗氏线圈监测了击穿煤体过程中的电压、电流波形,并分析了预击穿周期、等离子体击穿周期、波峰个数、峰值电压、峰值电流及能量转化效率等电学参数的变化规律;采用低场核磁共振方法测试了击穿1次、5次、10次、15次、20次条件下小孔、中孔、大孔及微小裂隙的演化规律;结合几何分形理论对击穿煤体渗流孔分形维数进行了探讨。研究结果表明,预击穿周期仅有首次放电是千微秒级别,之后会“断崖式”下降至几十微秒,而等离子体击穿周期则随着击穿次数的增加呈现出“阶梯式”的增长;能量转化效率维持在28.7%~55.9%,呈现出先快速增加后趋于平稳的趋势,说明等离子体对煤体电学性质的极化效应是有限的;煤体内部中孔、大孔的增长幅度最为明显,部分微小裂隙结构会实现从无到有的突破,表明等离子体对瓦斯的渗流会有显著的改善效果;分形维数在击穿后呈现出降低的趋势,则从孔-裂隙空间维度的角度证实了击穿煤体内原本孤立的孔隙结构会被裂隙沟通;孔隙率与能量转化效率变化趋势的相似性表明等离子体对煤体电学性质产生了影响,煤体电学性质发生改变后又会对等离子体通道的分布产生影响。

NaCl溶液对电脉冲致裂煤体孔隙结构影响的实验研究

利用搭建的高压电脉冲致裂煤体增渗实验系统,对蒸馏水和不同浓度NaCl溶液浸泡后的贵州林华无烟煤进行电脉冲击穿实验,并结合扫描电镜、能谱分析和压汞分析等测试方法,研究了不同浓度NaCl溶液处理后,电脉冲击穿煤体的孔隙结构变化特征。实验结果表明,煤体在NaCl溶液浸泡的过程中,大量的导电离子Na+和Cl-进入煤体内部的原生孔隙裂隙,有效的改善了煤体的导电性,与蒸馏水浸泡的煤体相比,NaCl溶液浸泡的煤体在电脉冲击穿后破碎的程度更充分。同时,随着NaCl浓度的增加,电脉冲击穿煤体的比表面积、孔容、孔径以及孔隙度均有一定程度的增加,特别是大孔和中孔孔容增加显著,孔隙的连通性变好,有效地改善了煤体孔隙结构。

H_2O和CH_4在煤表面竞争吸附机理

为从微观上探讨H_2O和CH_4在煤表面竞争吸附的机理,构建C30H14(9个苯环)代表煤局部表面,通过密度泛函理论分析甲烷分子,水分子和煤局部表面之间的相互作用。结果表明,水分子在煤表面的吸附比甲烷分子在煤表面的吸附更加稳定,二者以最稳定吸附构型吸附时的吸附能分别为-13.23 kJ/mol和-10.13 kJ/mol.当甲烷分子与已吸附水分子的煤表面作用时,甲烷分子吸附能显著下降,吸附平衡距离增大,表明水分子能迫使甲烷吸附到不稳定位置。水分子和甲烷共存时,水分子处于吸附状态,甲烷分子处于脱附状态且总能量最低,进而从分子水平表明水和甲烷竞争吸附时水处于主导地位。

等离子体对煤体选择性破碎的实验与数值模拟分析

为了研究等离子体冲击作用下煤体内部的裂隙扩展规律,利用自主搭建的等离子体冲击实验平台,并通过实验和数值模拟相结合的方法对等离子体冲击作用下煤体的破碎规律进行了研究。实验中以等离子体破碎的煤体为对象,并结合三维可视化软件Dragonfly提取了红柳烟煤在等离子体作用下的裂隙相、矿物相,深入分析了等离子体冲击后煤体内部裂隙沿着不同方向的扩展规律。并以数值模拟软件Comsol Multiphysics为基础分析了等离子体冲击作用下含矿物煤体内部的电场强度分布规律。实验结果表明,等离子体冲击作用下在煤体内部形成相互贯通的空间裂隙网络,且裂纹呈现出由电极中心向四周发散的状态,在靠近电极的两端破碎效果较好,表明煤体的破碎效果与电场的集中程度正相关,电场越集中,能量越大,破碎效果越好。此外,裂隙在轴向和平面上均具有沿着矿物分布的特征,说明在等离子体作用下矿物与煤体分界面处产生了电场的畸变,引发了应力的集中,矿物的分布对裂隙存在着诱导作用。通过数值模拟验证了煤体中矿物和孔隙的存在对电场存在的影响规律,结果表明电场强度会在介电常数不同的介质中发生畸变,当电场穿过高介电常数的介质时会在介质内部形成较低的场强,当电场穿过低介电常数的介质时会在介质内部形成较高的场强。数值模拟得到的电场畸变的结果是对实验结果补充说明,实验所得到的结论是数值模拟宏观结果的体现与验证。

石油氧化产物中羟值的测定与研究

文章介绍了一种测定石油氧化物中羟值的简便方法——乙酰化法。该方法利用乙酰化试剂酯化石油氧化产物中的羟基,然后用氢氧化钠溶液中和酯化和水解过程中生成的乙酸,通过样品和空白样消耗氢氧化钠溶液的体积之差来求得羟值。该方法具有操作简便、快速、准确等优点,可用于常规方法无法测量的复杂混合物中羟值的测定。

等离子体致裂煤岩增透技术及研究进展

高效增透是解决非常规天然气(煤层气、页岩气、致密气等)开采及降低瓦斯灾害事故发生概率的关键,以物理放电为基础的等离子体具有能量密度大、破坏性强、温度高、重复性可靠、致裂范围可控等特征,受到业界高度关注。从电破碎和液电效应2种等离子体作用方式出发,系统地回顾了等离子体致裂增透煤岩技术的研究进展;从致裂原理、对煤岩体微观孔隙和宏观裂隙结构的作用效果等多个角度,对比分析了电破碎和液电效应的不同;研究了等离子体对原位条件下煤体渗透率的影响规律;总结出电破碎和液电效应2种作用方式在致裂煤岩领域的应用现状,指明了当前等离子体在非常规天然气开采领域中的瓶颈问题,并提出等离子体与其他增透措施进行联合使用的新思路。

浅议企业如何实施合作双赢战略

按照建立现代企业制度的要求,通过企业间的相互参股、控股、合并、兼并、重组等方式,形成真正意义上的经济利益共同体,使企业间的根本利益紧紧地捆绑在一起,才能形成坚不可摧、牢不可破的合作双赢局面.也只有构筑牢固、稳定、长远的战略伙伴关系,才能变单一合作为全方位的合作,变简单合作为深层次的合作,以资本为纽带,全面引进、吸收、消化企业间先进的经营、管理、科技、营销等市场经济的新知识、新经验,最终达到双赢目的.那么,在实施合作双赢过程中,什么样的企业之间才能合作?怎样进行合作?下面就企业如何实施合作双赢战略谈谈个人浅见.

不同链长石油羧酸盐和不同碳数纯烃之间的界面张力

实验考察了由平均碳数为23.16、26.01、28.70的大庆原油馏分油经氧化、皂化制备的石油羧酸盐A、B、C与正庚烷、正十二烷、正十六烷之间45℃下的界面张力(动态界面张力稳定值)与水相盐度的关系。石油羧酸盐在水相中的质量浓度为1g/L。对于每一种烷烃,随着石油羧酸盐平均碳数增大,产生超低界面张力所需的盐度范围缩小,最低界面张力对应的盐度(最佳盐度)减小;而对于每一种石油羧酸盐,随着烷烃碳数增大,产生超低界面张力的盐度范围扩大,最佳盐度增大但相互间差别减小。从达到的界面张力值、盐度范围和盐度值来看,对于正庚烷、正十二烷、正十六烷,较适宜的表面活性剂分别是石油羧酸盐A、B、C。研究结果表明,在超低界面张力体系中,石油羧酸盐的平均碳数与烷烃碳数之间、烷烃碳数与盐度之间有一定的对应关系;在石油羧酸盐的应用中,原油的EACN值和油藏矿化度都必须考虑。图6参5。

低透难抽煤层等离子体致裂增透机制及研究进展

瓦斯抽采是实现灾害防治与瓦斯资源化利用的根本措施,但我国大多数煤层渗透率低、瓦斯吸附性强、抽采难.以物理放电为基础的等离子体技术,以其快速可控、洁净增渗等特性,在煤层增透领域受到高度关注,对提高瓦斯抽采效率与防治瓦斯灾害具有重要应用价值,但其增透机制尚不明确.本文在多年研究工作的基础上,从电破碎的角度出发,回顾了等离子体致裂低渗煤体的发展历程,并从等离子体对煤体微观官能团结构、孔隙结构以及宏观裂隙结构等多个角度出发,深入分析了等离子体击穿煤体的基础理论,并总结了等离子体对煤体内瓦斯的解吸及渗流的影响规律及其主要影响因素,结合笔者所在研究团队多年来的研究工作及国内外最新研究进展,指出了当前等离子体技术在低渗煤层应用中亟待解决的瓶颈问题和方向,并提出了等离子体技术结合其他增透技术联合使用的新思路,在面向深地瓦斯资源开发与灾害防治方面具有重要科学意义.

煤体电破碎过程中的电压与电流波形特性

为了研究煤样电破碎过程中的电压与电流波形变化特性,通过自主搭建的煤岩电破碎实验系统研究了煤样电破碎过程中典型的电压与电流波形,测试了煤样厚度对电破碎过程中电压与电流的影响规律,分析了峰值电流、电击穿延时、瞬时功率随煤样厚度的变化特征,探讨了放电过程中煤样的沉积能量随时间的变化关系以及能量转化率与煤样厚度的变化关系.结果表明:相同击穿电压条件下,峰值电流与煤样厚度呈反比,电击穿延时则随着煤样厚度的增加而增加,瞬时功率与煤样厚度无明显关系.煤样厚度对于沉积能量的影响较为显著,沉积能量在起始阶段增长迅速,然后逐渐变慢,最终趋于稳定.相同击穿电压条件下,存在最优煤样厚度能够使煤样中沉积能量转化效率达到最大值.

高压电脉冲对烟煤微观孔隙结构的影响作用

煤体微观孔隙结构特征对瓦斯解吸流动至关重要,本文利用高压脉冲放电碎煤实验系统,对山西红柳煤矿的烟煤进行高压电脉冲击穿实验,结合扫描电镜和液氮吸附法分析煤样击穿前后孔裂隙的表面形态特征和孔结构的分布特征。同时在分形理论的基础上,应用盒子覆盖法分析了扫描电镜图像的分形特征,结合FHH方程计算了击穿前后煤样孔隙的液氮吸附分形维数值。研究表明:经过高压电脉冲的击穿,煤样表面形成新生裂隙并构成裂隙网络,扫描电镜图像分形特征证实了表面粗糙度提高;与电脉冲击穿前相比,击穿后煤样的吸附滞后现象更明显,孔容和孔面积有一定程度的增加,孔隙结构特别是微孔区域的孔结构得到较大改善;击穿前后的煤样都具有分形特征,煤样低压段的分形维数值在电脉冲击穿后降低,击穿后煤样的表面变得更加光滑,煤样高压段的分形维数值在电脉冲击穿后升高,说明部分封闭孔在电脉冲击穿下发展成半封闭孔,促进煤体瓦斯解吸流动。