基于近红外光谱技术的含节子木材抗弯性能研究

针对含节子木材力学特性不确定,不易判断其是否可用的现状,提出一种通过检测含节子木材的抗弯性能来对含有节子的木材是否可用进行评判的方法。选取在东北地区占到总森林面积15%~20%的常见树木蒙古栎为试验对象,首先采用目标检测算法对木材表面含节子区域进行识别;然后对识别的区域进行光谱提取,并构建定量预测模型;最后通过深度学习对含节子木材的力学性能进行分析。试验结果表明,提出的基于连续投影的支持向量机算法(Successive Projections AlgorithmSupport Vector Machine,SPA-SVM)预测模型对木材抗弯性能具有优秀的预测能力,其试验结果指标决定系数R2=0.96,均方根误差RMSE=0.58,相对分析误差RPD=5.09。该预测模型能非常准确地对含节子木材的抗弯性能进行预测,预测结果与真实数值误差较小,符合试验要求标准,预测结果可以为木材是否使用提供依据。

局限性常染色体隐性遗传性少毛症

报告1例局限性常染色体隐性遗传性少毛症。患儿女,1岁。头发稀疏1年。皮肤科检查:头发弥漫性稀疏,散在分布断发,头发色淡、干枯、卷曲、触之易断。头皮可见弥漫性毛囊角化过度性肤色丘疹,部分丘疹周围有淡红斑。全外显子基因检测示患儿DSG4基因有1个纯合突变。皮肤镜检查:镜下可见较多念珠状发,散在分布断发,断面毛糙,散在分布黑点征及细软的毛干。诊断:局限性常染色体隐性遗传性少毛症。

渤海密集丛式热采井钻完井配套技术研究

中海石油渤海油田稠油储量丰富,探明地质储量占渤海油田总储量的56%。由于稠油黏度高、流动性差,导致其开发难度大,动用程度低。在利用350℃高强度蒸汽吞吐密集丛式热采井有效动用稠油储量的钻完井过程中面临着诸多问题,如平台/井口空间受限、小井距防碰风险高、低成本井身结构设计难、防砂有效期短、多轮次注采安全控制难等。通过攻关研究,初步形成了包括国产随钻陀螺仪主动轨迹调控、高造斜率过程井身剖面优化、工程地质一体化过断层安全钻进、蒸汽吞吐固井、全生命周期管材选型、注采一体化井口、防砂有效性综合评价及耐高温长效防砂管柱和关键工具研发等为一体的渤海密集丛式热采井钻、完井配套技术。研究成果有助于渤海稠油规模化效益开发。

高Cl^(-)环空保护液中超级13Cr油管点腐蚀行为研究

目的 研究超级13Cr管材在油气井服役环境中的点腐蚀失效机制,分析超级13Cr马氏体不锈钢在高温、高Cl^(-)环空保护液、超临界H_(2)S/CO_(2)环境中的点腐蚀失效行为,明确其适用性,并提出相应的腐蚀控制措施。方法 通过分析失效油管的宏观形貌、显微组织、腐蚀形貌及腐蚀产物,判断超级13Cr油管现场失效的原因,结合高温高压反应釜模拟井下腐蚀环境,从平均腐蚀速率、点腐蚀速率等方面揭示超级13Cr油管的点腐蚀失效机理。结果 该超级13Cr材质管柱在受到H_(2)S/CO_(2)污染的环空保护液环境下会发生点腐蚀穿孔失效;通过观察现场失效油管发现,在受到腐蚀性气体污染的高Cl^(-)环空保护液环境中,油管外壁发生了明显的局部腐蚀,油管腐蚀由外壁向内壁扩展,发生了严重的点腐蚀穿孔,并具有一定的H_(2)S应力腐蚀开裂(SCC)特征;在环空保护液环境下,失效油管表面有Cr、O、Cl、S离子聚集,腐蚀受到CO_(2)-H_(2)S共同影响;模拟腐蚀实验结果显示,超级13Cr油管在腐蚀性气体污染的海水基环空保护液环境下具有点腐蚀敏感性,蚀坑深度为80.346μm,点腐蚀速率达到10.34 mm/a。结论 超级13Cr油管在环空保护液中具有优异的抗均匀腐蚀能力,但在受到H_(2)S/CO_(2)污染的高Cl^(-)环空保护液环境中具有明显点腐蚀倾向,建议环空保护液用淡水配制,并进行除氧处理。

基于CO_(2)提高采收率的海上CCUS完整性挑战与对策

利用CO_(2)提高海上油气田的采收率,既能提高油气资源利用率,又有利于区域CO_(2)的捕捉封存,但海上油气井长期安全性是CCUS的关键因素,理论和技术亟待完善。在分析、总结国内外海上油气田CCUS井筒完整性关键技术的基础上,分析了制约浅海油田CCUS井筒完整性的技术挑战,研究了碳封存井固井、碳封存套管外腐蚀研究及预防、碳封存水岩反应井筒堵塞及井筒环境监测诊断等方面的技术,并从国家“双碳”目标、EOR/EGR技术需求及国内外新进技术经验等方面展望了我国浅海油气田CCUS的开发前景。虽然我国已初步具备开展海上CCUS的能力,仍需要在高韧性防CO_(2)腐蚀水泥浆体系、低成本防腐选材、井筒高效除垢解堵工艺、CO_(2)泄漏监测技术和地下圈闭三维应力场研究等方面加强技术攻关,以提高我国的CCUS应用水平。

液控智能分采技术及其在渤海油田的应用

为了满足海上水平井和大斜度井分层开采控制需求,实现远程智能分采和不动管柱分层调配、酸化、测试测压等目的,通过多级智能流量控制阀、多孔穿越过电缆封隔器、可穿越式定位密封、可穿越式隔离密封、多线缆保护器及地面控制系统等关键工具研发或优化,创新形成了液控智能分采工艺管柱和技术。该技术通过地面控制系统远程控制N+1根液控管线,实现井下N个生产层位的生产调节和控制,适用于垂深4000 m、分层数6层以内的油井分采控制,满足水平井、大斜度井和深井不动管柱调配需求。渤海C油田C19井的现场应用结果表明,该技术解决了C19井3个开发层位之间流体性质差异大、层间矛盾突出等问题,投产产量达到配产要求。该技术实现了水平井和大斜度井的分层开采与控制,为渤海油田剩余油挖潜提供了更多的技术手段。

渤海超大位移井水平段裸眼延伸极限预测及影响因素分析

为解决渤海复杂地质条件下浅层超大位移井到底能打多远的问题,文中综合考虑岩屑、井筒环境、水化效应对井壁稳定性的影响,建立了海上超大位移井水平段裸眼延伸极限预测模型,分析了不同因素对水平段裸眼延伸极限的影响,并进行了因素敏感性和钻井方案优化措施分析。结果表明:考虑岩屑影响的水平段裸眼延伸极限明显小于不考虑岩屑影响的延伸极限;水平段裸眼延伸极限随破裂压力当量密度、钻井液稠度系数、钻杆转速、温度增量的增加而增大,随钻井液密度、钻井液流性指数、机械钻速、固相(岩屑)密度、固相体积分数、压力增量、水化应力的增加而减小,随钻井液排量的增大先增大后减小。敏感性分析结果表明,破裂压力当量密度、钻井液流性指数、钻井液稠度系数对延伸极限的影响较大。通过优化各参数取值,可改善钻井液性能,提高井筒清洁能力,合理控制钻进参数,从而延长超大位移井水平段裸眼延伸极限,为平台位置优选、井网布置、复杂结构井开发方式选择提供帮助。

传统艺术品鉴定与保护的FTIR应用

FTIR光谱技术具有灵敏、可靠、量化和非接触等特点,对艺术品的无损鉴定、实体修复、数字化信息提取与存档、图像再现等文化传承具有非常重要的意义。以近年来研究实例,简要介绍FTIR光谱在艺术品鉴定与保护研究中的应用。

污泥热水解-厌氧发酵系统性能优化研究

“热水解预处理+厌氧发酵”作为污泥处理的主要技术之一,其规模化工艺优化尤为重要,为此开展了中试规模研究,分析在30 min条件下不同温度(150℃、160℃、170℃和180℃)和160℃条件下不同时间(15 min、30 min、45 min和60 min)的热水解处理对污泥的理化性质及其厌氧发酵产沼气性能的影响。研究结果表明,污泥经不同温度和不同时间热水解处理后固体物质溶出、流变性能改善、沉降性变好,溶解性固体(DS)含量为原泥的4.6~6.4倍,化学需氧量(COD)溶出率提高21.3%~30%,产沼气提升35%以上,可为热水解预处理工业化应用提供参考。

机械手滑觉反馈系统研究

随着机械手在各领域工作范围逐渐扩大,针对机械手提取物体过程中易发生滑落的问题,同时基于智能医疗仿生手的实际需要,在机械手上运用PVDF压电薄膜传感器的方式,通过检测机械手与目标物体的触滑觉信号,达到使用反馈系统作用以最小力夹持目标物体,实现对目标物体的稳定抓握。为避免夹持力大小不当使目标物体滑动跌落或者夹坏损伤,还增设信号调制电路以保证检测的信号稳定精确。通过该研究可以极大程度的减小功耗、防止损毁目标物体、实现稳定夹取,经实验结果分析可以辨别对物体的触摸及物体的滑动,保证以恰当力提升目标物体。

FTIR光谱研究汉画像石拓片

汉画像石拓片作为重要的文化遗产,具有历史考证和艺术研究的意义,承载着文化传承和考古发现的价值。通过深入研究和保护这些拓片,可以更好地了解和传承汉代精神文化遗产,揭示出汉代的汉代文化、工艺技法、建筑艺术和社会历史,弘扬汉代艺术和文化成就。对汉瓦当拓片的不同形态位置、不同拓制阶段进行FTIR光谱研究,发现不同形态位置的FTIR吸收峰的峰形、峰位则表现出明显的变化,这些变化说明了拓片色料着色方式和色料成分与拓片纸张存在复杂的分子间相互作用,研究结果从分子光谱学角度对拓片的材料组成、微观形貌等各种信息的获取及利用提供科学依据。

扇贝壳有序结构的FTIR研究

经过千万年的自然选择,扇贝壳进化出了周期性有序结构,独特结构赋予其的性能,以帮助自己在自然界中会更好地生存。以扇贝壳优异的力学性能及珍珠光泽,近年来在建筑及装饰材料上得到广泛应用。对扇贝壳有序结构的不同形态位置进行FTIR光谱研究,发现不同形态位置珠光层其主要成分碳酸钙,而FTIR吸收峰的峰形、峰位则表现出明显的变化,这些变化说明了生物矿化材料中有机基质对无机晶体的配位作用,研究结果从分子光谱学角度对此类仿生材料的生成应用提供参考。

新型光电探测技术在精确制导武器上的应用研究(特约)

精确制导武器是现代战争中的主战武器,采用光电制导的精导武器具有分辨能力强、命中精度高的优势,在对地对海、防空反导、空间攻防等领域得到广泛应用。随着光电制导武器在现代战争中的作用愈发突出,其相应的对抗手段也在不断发展,使其面临的作战环境日趋复杂,光电制导系统需不断增强对复杂作战环境的适应能力。在对红外、可见光、激光半主动等光电探测技术在制导武器中的应用现状总结基础上,分析了当前技术对抗恶劣自然天气、复杂背景、人为干扰等作战环境能力的不足。针对当前发展的多光谱探测、偏振成像、激光三维成像、量子探测等新型技术,介绍目前研究进展和成果,主要包括多光谱/多谱段成像对抗真假目标和识别伪装、偏振成像对抗雨雾等恶劣自然天气、激光三维成像在对抗复杂背景和穿透遮蔽等方面的应用优势和研究进展。最后,系统分析了当前新型探测技术应用存在的问题和需要突破的关键技术,并建议从基础器件研发、信息处理和目标特性研究等方面着力,通过基础技术和应用技术的联合攻关,推进新型探测技术的制导应用取得突破。

高温高压下G3镍基合金油管酸化腐蚀的力学性能

低渗透“三高”(高温、高压、高酸气含量)油气田开发过程中,普遍都会实施一体化管柱酸化增产作业,但其中一些油气井在酸化、生产过程中频繁出现管柱失效的问题。为了探究相关管材在酸液环境中的腐蚀行为和力学性能下降的原因,采用高温高压循环流动测试仪并辅以金相显微镜、SEM、EDS及力学性能测试技术,采用高温高压釜失重实验、力学性能测试对现场常用的P110管材、G3镍基合金管材进行了腐蚀评价及拉伸力学性能实验,评价其在生产及不同注酸工况下的腐蚀状况、腐蚀行为以及力学性能的变化规律。研究结果表明:①在生产和酸化工况下,镍基合金钢的腐蚀速率远小于碳钢;②随着注酸强度的增加,镍基合金钢和碳钢腐蚀速率增大,并且均大于NACE RP0775-2005标准规定的0.076mm/a;③随着注酸强度的增加,镍基合金钢表面点蚀坑增多,腐蚀产物膜变厚,并且在10%、20%浓度酸液中的试样表面出现了腐蚀产物膜剥落的现象;④酸化后碳钢及镍基合金钢的力学性能降低,降低程度随酸液浓度、酸化时间的增加而趋于显著,并且镍基合金钢降低程度比碳钢更明显。结论认为:①酸化施工应采用酸化管柱和生产管柱分开的方式进行酸化作业,也可采用合理控制酸化时间的方式进行防护;②开采过程中推荐使用镍基合金油管材料。

方钻杆旋塞阀强度失效分析

针对某型方钻杆旋塞阀在西北某油田现场施工过程中屡次出现的断裂失效现象,结合现场使用工况以及相关标准,采用断口宏观形貌分析、金相分析、扫描电镜分析、能谱分析、化学成分分析、硬度测试、拉伸力学性能测试以及冲击韧性测试等试验对该型旋塞阀断裂材质因素、环境因素及力学因素进行了研究,并提出改进措施,降低旋塞阀可靠性风险。结果显示:方钻杆旋塞阀的材质及力学性能合乎设计与国家标准要求,制造缺陷在可控范围内;该断裂的性质为机械与应力腐蚀综合作用下的多源疲劳断裂。导致事故的主要原因是在腐蚀介质以及超深井剧烈交变载荷下,由于方钻杆旋塞阀设计不合理以及现场防护措施不足造成的。建议对旋塞阀进行结构优化以及增加防腐蚀措施。

CO2吞吐井套管腐蚀规律及极限吞吐轮次研究

部分老油田进入高含水开发后期,为提高采收率,在注水开发中陆续配套实施了二氧化碳吞吐工艺,使得采出液中二氧化碳含量升高,对井筒管柱造成严重腐蚀,引起管柱强度降低,腐蚀穿孔甚至管柱断裂事故时有发生。为此,基于电化学腐蚀的热、动力学原理和管柱力学相关理论,结合现场实际工况,考虑温度、压力、含水率、CO2分压、流速、井斜角、pH值等因素的影响,采用腐蚀预测模型计算得到了二氧化碳吞吐井不同阶段的腐蚀速度。建立了腐蚀后剩余强度计算方法及极限吞吐轮次计算方法,开展了大量模拟计算,得到了在该吞吐井腐蚀条件下注气、焖井、放压和生产4个阶段的套管腐蚀规律、剩余壁厚及该井的极限吞吐轮次。

井筒屏障完整性及其优化设计——以CO2吞吐井为例

随着我国各大油田进入开发中后期,老井“二次采油”甚至“三次采油”所引发的井筒完整性问题频发。现场老井完整性建设不足,增产措施带来的苛刻工况造成井筒管柱腐蚀严重,威胁管柱服役寿命以及井筒完整性,给油田造成极大的经济损失的同时也给油气田安全运行带来隐患。为此,结合我国油气田开发现状,分析了现有井筒完整性标准的不足和重点研究方向。介绍了腐蚀完整性管理概念,并在此基础上,以CO2吞吐井为例提出了基于井筒腐蚀风险与载荷风险双重作用的井筒屏障优化方法,确定了吞吐井的失效敏感区域和服役寿命。结果显示:实例井极限吞吐轮次为7轮;油管失效敏感区域为800~1 500 m,套管失效敏感区域为1 700~2 000 m,建议在失效敏感区域进行重点防护。该研究为各油田依据自身实际情况,本着“全局把控,重点防护,经济有效”的思想开展井筒屏障设计,延长老井免修期,建立科学性、适用性、效益性的完整性管理体系具有重要意义。

闸板防喷器活塞杆的断裂失效分析

针对某油田闸板防喷器活塞杆在使用过程中发生的断裂失效,采用金相显微镜、扫描电镜(SEM)、MTS液压万能伺服试验机、夏比摆锤冲击试验机等方法对活塞杆的化学成分、金相组织、拉伸力学性能、冲击性能以及断口宏微观形貌进行了研究,确定了裂纹源的位置及形成机理,并对断裂失效的原因进行了分析。结果表明:活塞杆的拉伸力学性能未达到石油行业标准要求,材料的热处理工艺也未达到国家标准要求,致使材料内部产生裂纹,裂纹在交变载荷的作用下扩展,最终导致活塞杆在抗应力比较薄弱的连接槽处产生解理疲劳断裂。

基于机电回路相关比灵敏度的DFIG并网系统机电模式抑制

机电模式(EOM)是与同步发电机(SG)机械暂态强相关的振荡模式,对SG轴系和电网稳定影响较大。为了抑制EOM,可以调节SG出力以减小机电回路相关比(ρ),但需要以灵敏度为依据。双馈感应风电机组(DFIG)并网后,需要联立SG和DFIG以建立系统状态矩阵,增加了抑制EOM的难度。针对DFIG并网电力系统,筛选出EOM。将ρ对控制参数的灵敏度,展开为对参与因子的灵敏度。考虑参与因子由特征向量组成,补充后者幅值和相位约束,得到特征向量灵敏度的唯一解。考虑SG出力间接影响节点电压和特征值,引入潮流雅可比矩阵的逆,建立特征值和特征向量对SG出力的灵敏度。最终首次提出ρ对SG出力灵敏度的解析表达。结果验证了所提灵敏度的准确性。调节SG出力后,危险机电模式19,20的ρ减小约13%,验证了所提算法对EOM的抑制效果。

钻井时效对长水平段页岩气井套管磨损影响因素分析

深层页岩气井钻井施工时,由于水平段长度及钻井作业周期均比较长,套管磨损现象相对严重,不合理的钻井设计还会加剧套管的磨损,导致套管强度下降,严重威胁页岩气井的安全经济生产。为此,基于磨损效率模型,建立了相应的磨损预测计算方法,重点探讨了页岩气水平井钻井时磨损的影响因素与规律,并给出相应的减磨防磨方案,保障钻井施工安全。研究表明:总进尺量与磨损量成正比;过低的机械钻速会明显增加磨损量;造斜段狗腿度与套管磨损量成正比;磨损量会随着井斜角的增加而增加,但增加速度会逐渐减小。