825合金在含单质硫高温高酸性环境中的局部腐蚀行为

在132℃、H_(2)S分压4.8MPa、CO_(2)分压1.6MPa、氯离子质量浓度42750mg·L^(-1)的气田模拟地层水中,通过腐蚀挂片试验研究了825合金在含单质硫(每升地层水中包裹合金的单质硫质量为10g)与不含单质硫条件下的局部腐蚀行为。结果表明:在不含单质硫条件下825合金几乎不发生腐蚀,腐蚀6d时的腐蚀速率仅为0.0077mm·a^(-1);添加单质硫腐蚀3d时腐蚀速率达到0.0552mm·a^(-1),合金发生了严重的局部腐蚀,随腐蚀时间的延长,合金表面局部腐蚀坑面积、腐蚀坑最大深度和腐蚀速率增大。在不含单质硫条件下合金表面腐蚀产物极少,主要为FeCO_(3),在含单质硫条件下,随着腐蚀时间的延长,表面腐蚀产物增多,主要为FeCO_(3)与FeS;单质硫在高温下发生歧化反应产生H^(+)和S^(2-),使825合金表面腐蚀产物膜破裂,从而加剧了局部腐蚀。

通井规携屑性能研究结构及参数优化

针对一体化井筒准备作业中岩屑通过通井规效果差,导致通井规携屑能力低的问题,以携屑能力为性能指标,采用正交试验法对通井规进行结构优化设计,得到了最优结构参数:过流道深度6 mm、过流道螺旋角度80°、过流道宽度40 mm、扶正套锥角11°;同时以最优结构参数对通井规作业参数进行优选,优选出最佳作业参数:循环排量1.1 m^(3)/min、转速60 r/min。研究结果表明,对通井规结构参数优化和作业参数优选,提高了通井规携屑能力,为通井规结构参数和工况参数的优化研究提供了参考,具有指导和借鉴意义。

复合压电薄膜生物相容性及电输出性能与兔骨髓间充质干细胞的成骨分化

背景:可控的压电效应能促进组织的再生与修复,压电材料在负重组织工程领域应用广泛。目的:制备一种可促进骨组织再生的压电薄膜材料,探究其结构表征、电输出性能、生物相容性及其电输出对兔骨髓间充质干细胞成骨分化的影响。方法:以聚3-羟基丁酸酯4-羟基丁酸酯(poly-3-hydroxybutyrateco/4-hydroxybutyrate,P34HB)为原料,加入质量比分别为0%,5%,10%,15%,20%的锡钛酸钡钙(Ba0.94Ca0.06Sn0.08Ti0.92O3,BCST)粉末,以二氯甲烷为溶剂,通过真空干燥方法制得150-200μm厚度BCST/P34HB压电薄膜材料,经油浴极化后,检测其表面形貌、物相组成、压电系数和开路电压,以及BCST/P34HB在110 Hz、0.25 N力幅度下的电输出对兔骨髓间充质干细胞增殖和成骨分化的影响。结果与结论:①扫描电镜、X射线衍射、水接触角、压电系数检测及电输出性能测试显示,当BCST质量比增加至20%时,BCST/P34HB压电薄膜有着良好的压电性能(d33=5.9 pC/N)及电输出性能(180 mV),更接近500 mV的合适电刺激成骨范围;②活死染色显示,与兔骨髓间充质干细胞共培养第1天,15%组与20%组显示出较少的红色荧光;当培养到第5天时,各组绿色荧光数量较第1天明显增多,10%组、15%组和20%组未见红色荧光,仅0%组和5%组有少量的红色荧光;③阿尔玛蓝染色显示,与兔骨髓间充质干细胞共培养第1,3,5天,随着时间的增加,各组细胞都呈现出增长的趋势,当培养到第5天时,20%组的细胞量明显高于0%组(P<0.05);④成骨诱导第10天,碱性磷酸酶染色结果显示20%组的染色阳性率明显高于0%组(P=0.0001);成骨诱导第21天,茜素红染色和钙结节定量分析显示出了与碱性磷酸酶染色相似的趋势,与0%组相比,15%组和20%组均显示出明显的差异(P<0.01,P<0.0001);⑤结果表明,20%BCST/P34HB薄膜具有良好的压电性能、电输出性能、生物相容性及促骨髓间充质干细胞成骨分化能力。

悬索桥抖振响应随跨度的非线性演变分析

设计了11组不同跨度悬索桥有限元模型.通过风洞实验得到主梁截面的气动三分力系数,运用Matlab工具箱生成B类风场脉动风速时程后得到桥梁抖振力.在此基础上,分析了结构动力特性的变化规律、计算了按几何线性和几何非线性考虑的11个模型的抖振响应.结果表明,随着跨度增大,悬索桥3个方向的自振频率逐渐降低,抖振位移均方根逐渐增大.对于竖向与扭转响应,线性与非线性均方根之间的差值均随跨度逐渐增大;对于侧向响应,两者之间的差值随跨度变化较小,表明几何非线性主要影响了悬索桥竖向和扭转方向上的抖振响应.为探索抖振响应随主跨跨度的演变规律,首先通过频谱分析得到各主要模态的共振响应和背景响应的贡献,然后分析了2类贡献的变化规律,最后拟合得到了主要模态的抖振位移均方根随跨度的变化公式.以一座实际桥梁为数值算例计算了其抖振响应,并将结果与本文拟合公式进行了对比,验证了拟合公式的实用性,可快速估算悬索桥在B类风场中的抖振响应.

基于UPS关键元器件的智能监控技术研究与样机测试验证

针对地铁系统严苛的运行环境,为提高不间断电源(UPS)系统维护维修效率,提出了一种UPS智能监控技术设计方案,通过对UPS系统铝电解电容、IGBT等关键元器件运行情况进行实时监测,采集其相关数据,然后对这些数据进行分析研究,根据相关数学模型计算UPS相关部件的剩余使用寿命数据,智能监控UPS系统的健康状况,对影响UPS系统健康状况的情况进行预警提醒,根据设计方案,采用模块化设计、防尘设计,研制出了相应的样机,样机的运行能正确显示UPS系统各关键部件的运行状况、剩余使用寿命等相关信息,能正确显示整机的运行信息,可以实时掌握UPS系统的健康状况,提高UPS系统的维护维修效率,降低维护维修成本,保障地铁系统电力供应的稳定、可靠,实现预期目标。

深层碳酸盐岩完井方式优化研究——以安岳气田灯影组X井为例

安岳气田灯影组储层埋藏深、温度高、非均质性强、缝洞发育,施工难度大,完井投资大,对单井产量及开采年限要求高,完井方式选择应有利于发挥气井产能并保证其长期投产。为此,文章结合安岳气田灯影组储层特征,对裸眼完井、衬管完井和射孔完井三种方式进行了适应性评价,分析了射孔参数和衬管参数对水平井产能的影响规律,并给出了保证气井产能的射孔完井和衬管完井参数优化方案。结论认为:从施工安全角度考虑,推荐射孔完井,从打开完善程度和完井成本考虑,推荐裸眼完井;射孔完井推荐孔密20孔/m,相位角60°;衬管完井推荐孔密20孔/m,孔径15 mm。文章研究成果对深层碳酸盐岩储层安全高效完井,保证气井产能具有一定的支撑作用。

基于实验测试的完井管柱力学分析方法及应用

井筒温度效应对完井管柱力学性能会产生一定的影响,"三高"气井完井管柱力学完整性是保障气井安全高效开采的重要前提。为此,本文通过实验测试获取了不同材质管柱的力学性能随温度变化的真实值,将高温下管柱强度衰减率引入管柱力学分析中,以四川盆地两口"三高"气井为例对比分析了考虑温度效应和不考虑温度效应情况下完井管柱三轴力学安全系数变化情况。结果表明:110SS材质油管屈服强度平均衰减率为0.073%/℃,2532-110材质油管屈服强度平均衰减率为0.075%/℃;考虑温度效应后,完井管柱三轴安全系数会降低;选择钢级更高的完井管柱有助于抵消温度效应对管柱强度的影响。提出的考虑温度效应的完井管柱力学设计方法有助于保障"三高"气井完井管柱力学完整性。

110SS碳钢油管和140ksi碳钢套管在钻井液中的腐蚀及电偶腐蚀行为

通过挂片失重腐蚀试验,研究了110SS碳钢油管及140ksi碳钢套管在聚磺钻井液中的腐蚀行为以及模拟井下油管、套管互相接触时的电偶腐蚀行为。结果表明:在120℃、密度为2.35g/cm^(3)的聚磺钻井液中,单独的110SS碳钢油管及140ksi碳钢套管的腐蚀速率极其轻微,分别为0.0078、0.0064 mm/a,最大点蚀深度分别为11.9、4.0μm。二者耦合腐蚀10、30 d后,腐蚀速率分别为0.0054~0.0049 mm/a、0.0033~0.0032 mm/a,均属于轻微腐蚀且腐蚀速率均随试验时间延长而减小,其次,二者的腐蚀速率差值逐渐减小;点蚀速率分别为0.1095~0.2482 mm/a、0.3906~0.0462mm/a,110SS碳钢的点蚀速率增大,140ksi碳钢点蚀速率减小。腐蚀产物中主要含有Fe_(x-1)S_(x)及SiO_(2)附着物,这表明110SS碳钢油管和140ksi碳钢套管之间的电偶腐蚀效应极小,且未以均匀腐蚀而以点蚀的方式体现。

基于准稳态实验方法研究橡胶材料的热传导性质

采用准稳态方法探讨测量橡胶材料导热系数的最佳实验条件,当在加热电压为18V,测量时间间隔为60s时,橡胶导热系数的测量值λ=(0.64±0.030)W/(m·K),与相关文献给出的参考值误差非常小.在满足测量精度的前提下,准稳态法具有操作简便、耗时少、实验条件容易达到,得出的结果更加准确.

施工中断多年后箱梁腹板裂缝对结构的影响分析

为了研究施工中断并放置了多年的特殊连续刚构桥箱梁裂缝对桥梁的影响,根据复工前检测的腹板斜向裂缝情况,建立3种不同模型进行数值计算对比分析。研究表明:梁体自重作用下损伤模型和基准模型挠度无明显差异;车道荷载作用于2号跨时,损伤模型Ⅱ、Ⅲ主梁最大竖向挠度、纵桥向最大拉应力均未有明显变化,但纵桥向最大压应力、主压应力增大明显;车道荷载作用于1、3号跨时,两种损伤模型的最大竖向挠度未见有明显变化,但两种损伤模型主压应力、主拉应力增大明显;随着损伤程度的加大,自振频率呈下降趋势,但3种模型在同一阶次的自振频率及振型均无明显变化;综合对比分析可知:现有腹板裂缝对结构整体刚度未见明显影响,但裂缝处应力明显增大,若裂缝继续发展将导致桥梁整体刚度下降、承载能力降低。

川东地区膏盐层井壁失稳数值模拟

四川盆地东部地区膏盐岩广泛发育,钻井过程中易发生蠕变卡钻、掉块、井漏、井径扩大等复杂情况,不利于油气藏的高效安全开发。针对川东地区不同层组的膏盐岩进行取样分析,结合X衍射组分分析实验,明确膏盐层组分特征,并总结井壁失稳特征,建立复合膏盐层井筒数值模型,模拟分析膏盐层蠕变规律及影响因素,并通过楼探1井进行验证。结果表明:①楼探1井中三叠统雷口坡组与下三叠统嘉陵江组膏盐岩以硬石膏为主,受硬石膏吸水膨胀影响易发生井壁掉块、井径扩大复杂情况,深部中寒武统高台组则是以盐岩为主的复合膏盐层,低密度钻井液下易受盐层蠕变影响,导致缩径卡钻。②膏盐层井壁位移与温度呈正相关关系,地层温度越高井壁缩径越严重;钻井液密度增加,盐岩的缩径情况减弱,且在低钻井液密度时调节钻井液密度效果更明显。③建立的数值模型计算结果与楼探1井的实际工况相符合。结论认为:根据充分考虑了地层温度与矿物组分的钻井液密度图版来设计钻井液密度、及时处理膏盐层钻井液污染、配合大循环路径循环钻井液,可以有效保障川东地区膏盐层井壁稳定性钻井。

低剂量辐射诱导小鼠睾丸细胞中IRE1α和XBP1 mRNA及其蛋白的表达

目的:检测小鼠睾丸细胞中肌醇需求酶1α(IRE1α)和X盒结合蛋白1(XBP1)mRNA和蛋白的表达,探讨IRE1-XBP1通路激活在低剂量辐射(LDR)诱导小鼠睾丸细胞内质网应激中的作用。方法:50只健康雄性ICR小鼠,随机分为10组,经75 mGy X射线全身照射后不同时间(0、3、6、12和24h)及不同剂量(0、50、75、100和200mGy)X射线照射后12h处死,分别采用实时定量PCR法和Western blotting法检测小鼠睾丸细胞中IRE1α、Total-XBP1(T-XBP1)和Spliced-XBP1(S-XBP1)mRNA表达水平及蛋白表达强度。结果:75mGy X射线照射后0~24h,小鼠睾丸细胞中IRE1α、T-XBP1和S-XBP1mRNA(除了3h时T-XBP1和S-XBP1mRNA)表达水平均随时间延长而升高,并在6h时达到峰值,而后逐渐降低;与0h组比较,6、12和24h组IRE1αmRNA、6和12h组T-XBP1mRNA及S-XBP1mRNA表达水平均明显升高(P<0.05或P<0.01)。与0h组比较,不同时间组IRE1α和S-XBP1蛋白表达强度升高,6和12h组IRE1α蛋白表达强度升高最明显,24h组S-XBP1蛋白表达强度升高最明显,而T-XBP1蛋白表达强度稍有降低。0~200mGy照射后12h,小鼠睾丸细胞中IRE1α、T-XBP1和S-XBP1mRNA表达水平升高,75mGy X射线照射后升高达峰值后逐渐降低,甚至降至0mGy以下;与0mGy组比较,75和200mGy组小鼠睾丸细胞中IRE1α、75mGy组小鼠睾丸细胞中T-XBP1和S-XBP1mRNA表达水平明显升高(P<0.05或P<0.01)。与0mGy组比较,75mGy组IRE1α和S-XBP1蛋白表达强度升高,75和200mGy组小鼠睾丸细胞中S-XBP1蛋白表达强度升高最明显,而T-XBP1蛋白表达强度无明显变化。结论:LDR可诱导小鼠睾丸细胞中IRE1α和S-XBP1mRNA表达水平和蛋白表达强度增加,从而激活内质网应激中的IRE1-XBP1信号通路。

镁骨组织工程支架的打印制备及性能特征

背景:传统的镁支架制备方法包括铸造法、粉末冶金法和激光加工等,但制备的支架在孔隙连通性、结构复杂性、个性化等方面存在缺陷。因此,探索多孔镁支架可控制备的新方法具有重要研究意义。目的:采用3D打印技术制备多孔镁支架,并研究其性能。方法:利用气动挤出式3D打印系统,将高稳定性的浆料(由镁粉、2-羟乙基纤维素、聚乙二醇、三油酸甘油酯、氨水、去离子水、无水乙醇组成)挤出打印成形,再结合保护气氛下高温烧结,实现镁支架的可控制备。通过扫描电镜观察支架微观形貌,X射线衍射测定物相组成,排水法测定支架孔隙率,万能材料试验机测量支架的力学性能。将镁支架浸泡于生理盐水中30 d,定期检测支架降解速率及浸泡液pH值。结果与结论:(1)多孔镁支架由规则的圆柱状丝条堆积而成,丝径与孔隙均为(450±50)μm,微观结构中均匀分布微米级孔洞,形成二级孔隙,支架孔隙率为(65.0±2.5)%,抗压强度达(0.87±0.15)MPa,支架物相主要为镁;(2)随着浸泡时间的延长,多孔镁支架的降解不断进行,降解速率逐渐趋于平稳,平均降解速率为(10.0±0.2)mm/年;0-5 d,随着浸泡时间的延长,浸泡液的pH值逐渐增大;5 d后趋于平稳,pH值保持在10.5±0.2;(3)结果表明,3D打印技术为多孔镁支架的可控制备提供了新方法。

多封隔器完井管柱优化研究

多封隔器裸眼分段完井管柱在高磨地区大规模使用,封隔器间密闭环空压力变化对管柱受力影响大,同时,完井封隔器的完全有效坐封是保障气井井筒完整性的关键点。为此,基于井筒传热机理,建立了多层环空瞬态温度计算模型,结合温度变化效应和体积变化效应,建立了封隔器间密闭环空压力变化计算模型,分析了改造和生产过程中多封隔器间密闭环空压力变化情况,并对完井管柱开展了三轴力学校核。结果表明,改造时,多封隔器间密闭环空压力会降低,生产时,多封隔器间密闭环空压力会升高;考虑多封隔器间密闭环空压力变化后,管柱三轴安全系数会不同程度的降低;基于多封隔器完井管柱结构特征和封隔器坐封原理,优化了完井管柱结构和施工工艺。研究成果对完井管柱结构设计、保障气井井筒完整性具有一定的支撑作用。

四川盆地二叠系永探1井火山岩气井完井测试井壁稳定性实验

四川盆地二叠系永探1井火山岩气井,在完井试油过程中地层垮塌,返出大量火山岩碎屑,堵塞井筒及地面流程,严重影响了完井测试。为进一步优选后续完井方式,高效开发此类气藏,在分析储层岩石矿物组分、微观孔隙结构、岩石力学参数的基础上,基于Von-Mises剪切破坏理论,进行了完井试油及生产过程中井壁稳定性的研究。研究结果表明:(1)工区火山岩下部储层黏土矿物含量高,裂缝、微裂缝发育,经工作液作用后,易发生黏土矿物膨胀、颗粒分散、运移,引起井壁失稳;(2)不同工作液影响了岩石力学参数,进而影响到井壁稳定性,经改性聚磺试油工作液作用后的储层,直井井壁上岩石最大剪切应力均方根存在大于井壁岩石剪切强度均方根的井壁不稳定点;(3)火山岩下部储层火山岩碎屑产出的临界日产量为1.13×10^(4)m^(3);(4)模拟气井日产量介于1.42×10^(4)~28.35×10^(4)m^(3)时,折算年碎屑产出量介于270.3~2183.2 kg,折算井筒沉砂高度介于12.7~102.5 m,易对生产造成影响。结论认为,实验室结果为此类火山岩气藏的高效开发奠定了基础,火山岩气井完井试油及生产过程中,应通过优化工作液配方、控制生产压差、优选完井方法等方式保障井壁稳定,充分发挥气井产能。

个性化膝关节抗生素骨水泥占位器的设计及临床应用

背景:膝关节假体周围感染是全膝关节置换后最严重的并发症之一,二期翻修目前被公认为是治疗的"金标准"。在二次手术的间隔期置入抗生素骨水泥占位器,不仅可以增加抗生素浓度,还可以增加患者关节活动功能。目前占位器的制作方法各不相同,存在关节面贴合度低、制作精度低、结构不稳定和强度低等缺点,无法更好的贴合患者的生理结构。如何设计出个性化占位器且维持术后膝关节稳定是占位器临床应用中的难题。目的:利用有限元分析方法设计个性化占位器结构,采用3D打印技术制作抗生素骨水泥占位器并应用于临床。方法:基于全膝关节置换患者膝关节CT数据,运用Mimics医学图形处理软件对假体、股骨、胫骨进行重建。根据手术截骨量、假体外形设计个性化占位器结构,利用有限元法分析占位器在不同步态的受力情况,采用3D打印技术快速制作抗生素骨水泥占位器硅胶模具并应用于临床。结果与结论:①根据患者手术截骨量、膝关节假体外形设计了股骨侧占位器与胫骨侧占位器,为防止占位器脱位,加深了胫骨侧占位器的凹槽深度(4-6 mm)与前端高度(10-14 mm);②有限元分析结果表明,股骨侧占位器屈曲90°时最大应力值为13.6 MPa,胫骨侧占位器屈曲90°时最大应力值为7.99 MPa,受力合理,占位器的结构强度满足要求;③采用3D打印技术制作抗生素骨水泥占位器的硅胶模具,制作的占位器表面更加光滑,配合度增加;④临床结果显示,个性化抗生素骨水泥占位器具备良好的关节活动能力与稳定性;⑤说明该方法制作的占位器快捷、简单,节约手术时间,为膝关节占位器的临床应用提供了新的选择。

维生素预防冠状动脉造影术后对比剂肾病的Meta分析

目的:通过Meta分析评价维生素预防冠状动脉造影术后对比剂肾病(CIN)的作用。方法:检索Pub Med、MEDLINE、Cochrane Library Central Register of Controlled Trials、Clinical Trails.gov数据库中关于CIN预防的相关文献,检索时间均从建库至2016-12。按纳入标准、排除标准选择符合条件的随机对照研究(RCT),并提取数据。采用Rev Man 5.3统计软件行Meta分析。结果:共纳入11项RCT,患者1 810例,其中维生素类组有951例,安慰剂组有859例,各研究平均年龄在60~73岁,男性比例45.9%~92.2%。Meta分析结果显示,维生素类组CIN发生率明显低于安慰剂组(RR=0.54,95%CI:0.39~0.73);与安慰剂组相比,维生素类组维生素类药物的使用可使冠状动脉造影术后CIN发生率降低46%。使用维生素C患者的CIN发生率较安慰剂组明显降低(RR=0.58,95%CI:0.37~0.90);与安慰剂组相比,维生素C可以使冠状动脉造影术后CIN发生率下降42%。结论:维生素类药物可使冠状动脉造影术后的CIN发生率降低46%,其中维生素C可使CIN发生率下降42%。

带压作业可通过式堵塞器设计与试验

带压作业作为页岩气开采的新技术,对降低生产成本、提高油气井稳产率起到关键作用。但带压作业在斜井或水平井作业过程中,至少需要下入两次及以上堵塞器才能完成整个不压井起管柱作业,且第二次下堵塞器作业必须通过第一个堵塞器工作筒,然而,现有的堵塞器并不具备可通过性功能。因此,为解决带压作业管内压力控制问题提出了一种可通过式堵塞器。为满足工具的使用要求,对可通过式堵塞器主要部件进行了材料筛选对卡瓦牙、卡瓦牙本体进行了强度校核。最后通过室内试验对可通过式堵塞器的可通过性、可坐封性以及密封性均进行了验证,证明了该工具及配套工作筒的可行性,为可通过式堵塞器国产化迈出了重要一步。

钻井液作用下膏盐层井径变化规律研究

川东地区膏盐岩广泛发育,钻井过程中膏盐岩的蠕变、溶解易导致缩径卡钻、井径扩大等复杂情况,严重阻碍了油气藏的安全、高效开发。通过水基钻井液下膏盐岩溶解试验,明确了氯离子含量、温度对膏盐岩溶解的影响规律。综合考虑膏盐岩的溶解与蠕变作用,建立了膏盐岩井径缩径率图版,分析氯根离子浓度、温度对井径缩径率的影响规律。研究表明,水基钻井液对膏盐岩具有不可忽略的溶解作用,低Cl^(-)浓度、临界地层温度时膏盐层井径扩大率可达到9.65%(24 h)。钻井液溶解与膏盐岩蠕变双重作用下,氯根离子浓度越小、温度越低,膏盐层井径缩径速率越小;使用欠饱和水基钻井液体系,合理优化氯离子浓度,及时处理膏盐层钻井液伤害,可以有效降低膏盐层井眼缩径风险。

N-长链碳酰基-L-苯丙氨酸单甲基聚乙二醇酯的合成及其性质研究

以L-苯丙氨酸、长链烷基(C12/C14/C16/C18)酰氯和聚乙二醇单甲醚(MPEG,Mn=350,550,750,1000 g/mol)为原料,合成了一系列新型非离子型表面活性剂N-长链碳酰基-L-苯丙氨酸单甲基聚乙二醇酯(Rn-LMPEG),系统研究了表面张力、界面张力和土壤吸附性与其结构之间的关系。结果表明:随着MPEG分子量的增大,Rn-L-MPEG的表面张力逐渐下降;随着酰氯中烷基链的增长,Rn-L-MPEG的表面张力呈现增大趋势,系列表面活性剂中R12-L-MPEG1000具有最低的表面张力28.11 mN/m;Rn-L-MPEG的界面张力随分子结构变化的规律同表面张力;随着MPEG分子量的增大,Rn-L-MPEG的饱和吸附量逐渐增大,随着酰氯中烷基链的增长,Rn-L-MPEG的饱和吸附量呈现下降趋势。