我国煤层渗透率低且地质条件复杂,采用常规油气储层改造的开发方式难度大、技术适应性差。近年来,基于应力释放的煤层气改造新方法“煤层气水平井水力喷射造穴”很好地解决了这一技术瓶颈问题,但是造穴卸压—增渗的作用机制及其主控地...我国煤层渗透率低且地质条件复杂,采用常规油气储层改造的开发方式难度大、技术适应性差。近年来,基于应力释放的煤层气改造新方法“煤层气水平井水力喷射造穴”很好地解决了这一技术瓶颈问题,但是造穴卸压—增渗的作用机制及其主控地质因素尚不明晰。为此,考虑了煤岩层理和天然裂隙的影响,采用有限元—离散元耦合方法(Finite-Discrete Element Method,FDEM)建立了煤层气水平井扇形洞穴完井数值模型,探究了造穴后岩体的应力演化历程和储层的卸压—增渗机制,并对比分析了不同储层参数(孔隙压缩系数、储层强度、弱面强度和地应力场)对应力释放的影响规律。研究结果表明:(1)围岩演化过程为造穴后岩体收缩,储层发生应力重构,围岩强度逐渐降低,岩体内部发生新生裂隙萌生和原生裂隙扩展,形成开挖损伤区和应力释放区;(2)参数敏感性分析表明孔隙压缩系数是决定造穴完井储层适应性的关键,弱面强度、储层强度和地应力场分布决定了围岩的应力演化模式和裂缝扩展形态;(3)造穴卸压后储层增渗机制为穴周裂缝提升导流能力,储层应力释放提升基质渗透率。结论认为,模型首次综合考虑了地层特点、造穴过程和煤岩裂隙的影响,研究结果揭示了煤层造穴后的应力演化过程及其卸压、增渗作用机制,深化了对煤层气水平井洞穴完井增产机理的认识,对我国煤层储层改造具有重要的工程参考价值。展开更多
金属半导体异质混合结构是一种特殊的压阻结构,其具有高于传统MEMS压阻式压力传感器的压阻性能。鉴于此,设计和研究了一种由掺杂单晶硅和金属铝混合形成的MEMS异质结构压力传感器。首先结合理论模型和ANSYS有限元模拟仿真分析了硅铝异...金属半导体异质混合结构是一种特殊的压阻结构,其具有高于传统MEMS压阻式压力传感器的压阻性能。鉴于此,设计和研究了一种由掺杂单晶硅和金属铝混合形成的MEMS异质结构压力传感器。首先结合理论模型和ANSYS有限元模拟仿真分析了硅铝异质结构传感器的灵敏度特性,然后通过MEMS工艺制作了硅铝异质结构压力传感器芯片,并对其进行了封装与测试。实验结果表明,硅铝异质结构压力传感器的灵敏度可达到0.116 8 m V/(V·k Pa),而利用参考结构能够明显减小环境温度对其性能的影响。在此基础之上,本文采用基于遗传算法改进的小波神经网络对传感器的温度漂移和非线性误差进行了补偿,补偿后硅铝异质结构压力传感器的测量误差小于±1.5%FS。展开更多
为解决光伏发电储能困难,受环境影响且不稳定的问题,提出一种基于氮化镓的光伏三端口储能逆变系统。该系统采用交错并联的BUCK-BOOST三端口变换电路实现最大功率点跟踪(Maximum Power Point Tracking,MPPT)扰动观察法,同步整流技术、串...为解决光伏发电储能困难,受环境影响且不稳定的问题,提出一种基于氮化镓的光伏三端口储能逆变系统。该系统采用交错并联的BUCK-BOOST三端口变换电路实现最大功率点跟踪(Maximum Power Point Tracking,MPPT)扰动观察法,同步整流技术、串联谐振软开关技术以及选用第三代半导体氮化镓作为功率MOS管,降低了电能损耗,解决了电磁干扰大、出现电磁兼容性等问题,提高了太阳能的利用率并且延长了蓄电池的使用寿命,具备灵活升降压和功率双向流动的特点,结构简单,相对于传统多级变换器提高了功率密度,更适用于光伏储能微网系统。最后,用MATLAB/Simulink仿真模拟并分析不同光照强度下系统的工作状态,仿真结果验证了所提独立光伏三端口逆变系统的正确性及其有效性。展开更多
文摘我国煤层渗透率低且地质条件复杂,采用常规油气储层改造的开发方式难度大、技术适应性差。近年来,基于应力释放的煤层气改造新方法“煤层气水平井水力喷射造穴”很好地解决了这一技术瓶颈问题,但是造穴卸压—增渗的作用机制及其主控地质因素尚不明晰。为此,考虑了煤岩层理和天然裂隙的影响,采用有限元—离散元耦合方法(Finite-Discrete Element Method,FDEM)建立了煤层气水平井扇形洞穴完井数值模型,探究了造穴后岩体的应力演化历程和储层的卸压—增渗机制,并对比分析了不同储层参数(孔隙压缩系数、储层强度、弱面强度和地应力场)对应力释放的影响规律。研究结果表明:(1)围岩演化过程为造穴后岩体收缩,储层发生应力重构,围岩强度逐渐降低,岩体内部发生新生裂隙萌生和原生裂隙扩展,形成开挖损伤区和应力释放区;(2)参数敏感性分析表明孔隙压缩系数是决定造穴完井储层适应性的关键,弱面强度、储层强度和地应力场分布决定了围岩的应力演化模式和裂缝扩展形态;(3)造穴卸压后储层增渗机制为穴周裂缝提升导流能力,储层应力释放提升基质渗透率。结论认为,模型首次综合考虑了地层特点、造穴过程和煤岩裂隙的影响,研究结果揭示了煤层造穴后的应力演化过程及其卸压、增渗作用机制,深化了对煤层气水平井洞穴完井增产机理的认识,对我国煤层储层改造具有重要的工程参考价值。
文摘金属半导体异质混合结构是一种特殊的压阻结构,其具有高于传统MEMS压阻式压力传感器的压阻性能。鉴于此,设计和研究了一种由掺杂单晶硅和金属铝混合形成的MEMS异质结构压力传感器。首先结合理论模型和ANSYS有限元模拟仿真分析了硅铝异质结构传感器的灵敏度特性,然后通过MEMS工艺制作了硅铝异质结构压力传感器芯片,并对其进行了封装与测试。实验结果表明,硅铝异质结构压力传感器的灵敏度可达到0.116 8 m V/(V·k Pa),而利用参考结构能够明显减小环境温度对其性能的影响。在此基础之上,本文采用基于遗传算法改进的小波神经网络对传感器的温度漂移和非线性误差进行了补偿,补偿后硅铝异质结构压力传感器的测量误差小于±1.5%FS。
文摘为解决光伏发电储能困难,受环境影响且不稳定的问题,提出一种基于氮化镓的光伏三端口储能逆变系统。该系统采用交错并联的BUCK-BOOST三端口变换电路实现最大功率点跟踪(Maximum Power Point Tracking,MPPT)扰动观察法,同步整流技术、串联谐振软开关技术以及选用第三代半导体氮化镓作为功率MOS管,降低了电能损耗,解决了电磁干扰大、出现电磁兼容性等问题,提高了太阳能的利用率并且延长了蓄电池的使用寿命,具备灵活升降压和功率双向流动的特点,结构简单,相对于传统多级变换器提高了功率密度,更适用于光伏储能微网系统。最后,用MATLAB/Simulink仿真模拟并分析不同光照强度下系统的工作状态,仿真结果验证了所提独立光伏三端口逆变系统的正确性及其有效性。
