THE SLUMP RETENTION OF N-2000 HIGH-RANGE WATER-REDUCING AND RETARDING ADMIXTURE

N-2000 is an admixture for concrete, with a low slump loss, high range water-reducing ratio and long-time retarding. The N-2000 is made up of naphthalene-sulfonic-maldehyde polycondensation (NSMP) and ATMP. Its characteristic results from the synergistic effects of NSMP and ATMP. The results show that when 0.7%-1.2% of N-2000 is added to concrete (by mass of cement), the water reducing ratio is up to 20%-30%, and the slump of fresh concrete can be retained for 2 hours without significant loss. N-2000 can not only improve the workability of fresh concrete but also increase the strength of the hardened concrete, especially early strength. It is also proved to have a good compatibility with various cements.

东昆仑库木库里盆地典型湖泊水量蒸发损失估算

湖泊水量蒸发损失估算对于应对干旱区水资源短缺及湖泊生态环境保护具有重要意义。计算分析了过去20 a东昆仑库木库里盆地典型湖泊实际蒸散发(ET)的时空变化特征,并基于经验公式估算了湖泊蒸发损失水量,同时利用随机森林模型,识别了影响湖泊水量蒸发损失变化的潜在因子。研究发现:(1)2001-2020年东昆仑库木库里盆地的阿牙克库木湖、阿其克库勒湖和鲸鱼湖的年ET整体呈现先增加后减少又缓慢增加的波动下降趋势,波峰和波谷均分别出现在2004年和2012年左右,空间上表现为ET整体下降而湖泊边缘呈上升趋势。(2)3个典型湖泊的ET在年内呈倒U形变化,其中阿牙克库木湖的ET在6月达到峰值,其他2个湖泊的ET均在7月达到峰值。(3)2001-2020年3个典型湖泊的蒸发水量均呈不显著的增加趋势,其中阿牙克库木湖的蒸发水量最高,平均约为10.33×10^(8)m^(3)·a^(-1),阿其克库勒湖的蒸发水量次之(4.54×10^(8)m^(3)·a^(-1)),鲸鱼湖的蒸发水量最低(3.33×10^(8)m^(3)·a^(-1))。(4)结合随机森林模型分析显示,湖泊面积是影响湖泊蒸发水量的重要因素,经向风速、最高气温和降水的增加等因素也是驱动蒸发变化的重要原因,累计贡献率超过45%。

抗高温抗盐水基降滤失剂的合成与性能评价

针对现有水基钻井液用降滤失剂抗高温和抗盐能力不足的问题,提出以腐植酸钠(Na Hm)、N,N-二甲基丙烯酰胺(NNDMA)、二甲基二烯丙基氯化铵(DMAAC)、对苯乙烯磺酸钠(SSS)为单体,过硫酸铵为引发剂,通过水溶液自由基聚合制备了一种抗高温抗盐降滤失剂。采用正交实验确定最佳反应条件:m(Na Hm∶NNDMA∶DMDAAC∶SSS)=2∶6∶2∶2,单体浓度30%,引发剂加量1.0%,反应温度65℃。利用红外光谱、热失重、核磁共振氢谱及环境扫描电镜对产物进行了结构表征和分析,证明四元聚合物制备成功,并通过抗高温、抗盐性能评价以及和市面常用产品对比,实验发现所合成的降滤失剂具有良好的抗高温抗盐性能,230℃老化16 h后,中压滤失量为5 m L,高温高压滤失量为22 m L,抗Na Cl 25%,抗Ca Cl21.5%,在高温高盐水基钻井液中具有广阔的应用前景。

葡萄提取物作为环保型降滤失剂的室内研究与评价

本文针对现有的天然材料降滤失剂抗温能力不足的问题,我们寻找了一种抗高温的绿色材料—葡萄提取物(GE),并首次评价了GE的降滤失性能及降滤失机理。首先利用傅里叶变换红外光谱(FT-IR)表征了GE的结构,热重实验(TGA)表明了其具有较好的热稳定性。随后通过中压滤失和高温高压滤失实验评价了GE在高温条件下对基浆降滤失性的影响,并利用Zeta电位、粒径分布、扫描电镜(SEM)实验分析了GE的降滤失机理。实验结果表明,170℃老化16h后,含有3%GE基浆的中压(API)滤失量为12.8mL,小于15mL,120℃高温高压(HTHP)滤失量为24.0mL,优于常用降滤失剂羧甲基淀粉(CMS)、聚阴离子纤维素(PAC)和国外聚合物降滤失剂Driscal,与磺酸盐共聚物(DSP-2)的降滤失效果相当。GE具有优异的降滤失性能主要通过氢键作用和静电作用强烈吸附在膨润土表面,增加了膨润土的zeta电位绝对值,提高了膨润土在高温下的电稳定性,使得膨润土高温不易聚结,减小了膨润土的粒径,更好地促进了膨润土的分散,且滤饼表面光滑。GE分子结构含有苯并六元杂环,这种结构使得分子链刚性强,在高温条件下不易发生蜷曲变形,使其在高温170℃下保持了优异的降滤失性能。此外,GE的生物毒性EC50为133690mg/L,大于30000mg/L,GE的生物降解性BOD5/CODcr为32.75%,大于5%,表明了它是无毒且易生物降解。

水基钻井液用抗高温耐盐降滤失剂的制备与性能评价

针对深井和超深井钻探中水基钻井液在高温高盐环境下性能衰减的问题,通过自由基聚合法合成了一种新型抗高温耐盐降滤失剂。通过引入2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸、丙烯酰胺和对苯乙烯磺酸钠作为单体,并使用N,N'-亚甲基双丙烯酰胺作为交联剂,优化了聚合条件。结果表明,在最优单体浓度2.0 mol·L^(-1)、最优单体配比n(AMPS)∶n(AM)=4∶1和最佳反应温度80℃的条件下,合成的降滤失剂HTSR展现出优异的降滤失性能,其降滤失率达到75.2%,并在200℃的高温条件下保持了较低的滤失量(7.8 mL)。此外,HTSR在8%NaCl溶液中的滤失量仅为8.6 mL,表现出良好的抗盐性能。热重分析结果显示,HTSR在270℃之前的质量损失较小,具有出色的热稳定性。红外光谱分析进一步证实了其化学结构的正确性。研究成果为高温高盐环境下水基钻井液的降滤失剂设计提供了新的思路,对提高深井和超深井钻探的钻井液性能具有重要意义。

聚羧酸高性能减水剂优化研究

目前我国配制混凝土使用的外加剂种类繁多,聚羧酸高性能减水剂因其具有低掺量、高减水率、节约成本、高工作性能及适用范围广等优点,在我国各大型工程项目得到使用。随着机制砂混凝土与石屑混凝土出现,对聚羧酸高性能减水剂的要求越来越高,配制适用工程需求的石屑混凝土迫不及待,聚羧酸高性能减水剂作为配制石屑混凝土的主要材料之一,其性能优化研究值得我们去开展。

水不分散材料对水泥浆抗水侵性能影响

川渝地区页岩气储层嘉陵江组裂缝性地层发育、地层水活跃,在钻井过程中出现较为突出的漏失问题,对钻井周期产生很大影响,制约了页岩气井的安全高效开采。针对页岩气井出现的漏失问题,对水不分散水泥浆体系进行研究,对5种多糖类聚合物和有机聚合物材料进行水不分散性能评价,优选出关键材料种类及配比,形成适用于含水漏失层封堵的低密度水不分散水泥浆体系,结合平衡压力堵漏工艺,保证水泥浆注替至漏失层后不被地层水冲散,实现漏失地层的有效封堵,为后续施工创造了条件。低密度水不分散水泥浆体系在川渝地区Z203H6-X页岩气漏失井中成功应用,地层承压当量密度由0.99 g/cm^(3)提高到1.21 g/cm^(3),后续结合堵漏浆强化堵漏,地层承压当量密度提升至1.81 g/cm^(3),为川渝地区页岩气井含水裂缝型地层漏失问题提供了一种技术手段。

黄河中游多沙粗沙区水土流失治理面临的关键问题与发展对策

黄河中游多沙粗沙区是黄土高原乃至全国水土流失最为严重、生态环境最为脆弱的地区之一。根据黄河流域生态保护和高质量发展国家战略对水土保持的新需求,在总结黄河多沙粗沙区土壤侵蚀状况、水土流失治理现状与成效基础上,分析了目前水土流失治理面临的关键问题,提出了构建区域水土流失防治新格局、建立多沙粗沙区水土保持空间管控制度、加强水土保持重大基础科技问题及关键技术研究、创新生态治理与乡村振兴融合发展模式、加快推动水土保持体制机制创新等对策建议。

超高水材料充填减灾减损绿色开采理论与技术进展及展望

深部煤层安全高效开采与生态环境保护是当前煤炭资源绿色开采的重大难题之一。充填开采对于防治深井动力冲击灾害、减少地表下沉、保护生态环境具有显著成效,其中超高水材料水体积比高,充填开采具有工艺简单、适应性强、用料少、充填率高等特点,可有效解决地面环境保护与煤炭资源开采破坏之间的突出矛盾,符合煤炭资源减灾减损绿色智能开采新发展理念的要求。在总结充填开采技术研发背景与发展历程的基础上,阐明了超高水材料充填开采的技术原理、工艺流程及材料性能;重点从充填开采地表沉陷控制“充填体—煤柱”及“充填体—支架—煤体”协同承载等方面揭示了充填开采动力灾害防治机理;提出了减灾减损绿色开采动力灾害防治、智能化感知、地表形变监测与预计及充填装备智能化控制等关键技术,在山东义能煤矿成功进行了超高水材料充填开采实践,并实现了“三下”深部煤层安全高效智能绿色开采。为推进生态文明建设与环境保护,实现现代化矿井减灾减损绿色开采,展望了超高水材料充填开采研究方向为:深化深部超高水材料充填开采岩层控制基础理论、提高超高水材料充填开采技术智能化水平,创新超高水充填与煤系共伴生资源协同开采技术体系,联合超高水材料充填开采与碳捕获、封存及再利用技术,优化智能化绿色开采监测评估体系与方法,为实现深部资源绿色化开采提供科学依据。

一种高耐热低羟基含磷环氧树脂的合成及性能研究

本文以萘醌、DOPO、酚醛环氧树脂及异氰酸酯为原料,合成了一种高耐热低羟基含磷环氧树脂。将其与酚醛及苯并噁嗪树脂混胶后,浸在玻纤布中经压板固化后,通过示差扫描量热(DSC)测试了板材的玻璃化转变温度T_(g);采用平板电容法测试了树脂的介电性能,并测试了树脂的吸水率、阻燃性能、羟基当量等。结果表明,板材的玻璃化转变温度T_(g)高于170℃,板材具有较低的介电常数和介质损耗,D_(k)<3.50,D_(f)<0.01,吸水率<0.2%,阻燃达到V0级,作为覆铜板的基础树脂材料时,具有低介电、低介损、高T_g、低吸水、V0级阻燃等优良的综合性能。

新型抗温耐盐聚合物降失水剂的制备及性能研究

针对目前降失水剂耐温抗盐能力不足、综合性能差等问题,以改性nano-SiO_(2)、AMPS、AM、MA和SSS为原料,通过自由基水溶液共聚法制备了一种新型水溶性聚合物基纳米SiO_(2)复合物P(AAMS)/nano-SiO_(2)来提高固井水泥浆高温高盐环境下的控失水能力,从而提高固井质量,保障油气资源的高效安全开采。利用红外、核磁等手段表征了P(AAMS)/nano-SiO_(2)的结构,并对P(AAMS)/nano-SiO_(2)水泥浆体系的控失水、耐温、抗盐及其他基本施工性能进行评价。结果表明,P(AAMS)/nano-SiO_(2)可明显提高水泥浆在高温高盐环境下的控失水能力,当P(AAMS)/nano-SiO_(2)掺量为0.9%时,其水泥浆在120℃下的失水量为44 mL;在含10%~30%NaCl盐水的水泥浆中,P(AAMS)/nano-SiO_(2)掺量为1.2%时,水泥浆的失水量仍小于50 mL,能满足固井施工要求,对水泥石的力学性能、稠化性能等其他基本工程性能无不利影响。

小麦智能烘干仓储一体机设计与试验

针对大规模农场晒粮无场地、储粮损失大的问题,设计了小麦智能烘干仓储一体机。与传统存储方法进行对比试验,对储粮效果与经济效益进行了比较分析,结果表明:小麦智能烘干仓储一体化机能够实现高水分小麦安全存储,较传统方法存储净减损率为6.74%,质量减损率为2.98%,减损效果明显;较传统方法存储节约成本61.87元/t,且不受传统晾晒场地和天气条件的限制;小麦可在蜡熟末期收获,小麦籽粒千粒质量提高约1.16g,可增加小麦产量约300kg/hm^(2),增产效果明显。

ST1井茅口组碳酸盐岩堵漏技术研究

茅口组碳酸盐岩储层堵漏难点在于碳酸盐岩地层天然致漏裂缝的壁面比较光滑,堵漏材料难以在裂缝内“驻足”堆积。只有实现在裂缝通道纵深位置有效进行“封口”、“封喉”、“封腰”、“封尾”才能提高井筒承压能力和地层承压能力。

高速永磁屏蔽电机摩擦损耗分析与计算

基于3D流体场模型和有限元体积法,针对高速永磁屏蔽电机进行转子表面介质摩擦损耗计算和敏感性因素分析,研究转子转速、介质轴向流速、屏蔽套表面粗糙度对气隙内介质摩擦损耗的影响规律。基于一台额定转速36000 r/min的电机结构,对半径比为0.896~0.930的窄气隙泰勒-库埃特-泊肃叶(TCP)流进行仿真分析,得到摩擦阻力系数与水轴向流速、转子转速的关系,并采用非线性拟合的方法得出不同轴向流速和转子转速的摩擦损耗系数经验公式。随后,搭建试验平台测量摩擦损耗,对比试验测得与仿真求得的摩擦损耗大小以及数值仿真与经验公式计算的摩擦损耗系数,误差在5%范围内,满足工程要求,验证了数值仿真分析和经验公式的准确性。

抗高温抗复合盐支链型聚合物降滤失剂的合成及其性能

针对深井钻探中钻井液处理剂抗温抗复合盐性能不足的问题,以丙烯酰胺(AM)、2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸(AMPS)、N-乙烯基己内酰胺(NVCL)、二甲基二烯丙基氯化铵(DMDAAC)、烯丙醇聚氧乙烯醚(APEG)为单体,以过硫酸钾和亚硫酸氢钠作为氧化还原体系进行自由基共聚反应,合成了一种支链型聚合物降滤失剂(PAANDA)。通过实验优化确定了最优合成条件为:n(AM)∶n(AMPS)∶n(NVCL)∶n(DMDAAC)∶n(APEG)=50∶20∶5∶10∶15,反应温度为50℃,反应时间为4 h,引发剂用量为0.3%。利用傅里叶红外光谱(FT-IR)和核磁共振氢谱(1H-NMR)确定了聚合产物的分子结构,通过热重分析(TGA)测得PAANDA热分解温度大于300℃,表明其具有良好的热稳定性。同时,应用于水基钻井液中,进一步评价PAANDA对水基钻井液流变和滤失性能的影响。结果显示,当PAANDA加量为2.0%时,180℃老化后API滤失量为4.0 mL,高温高压滤失量为22.6 mL(180℃),同时具有抗复合盐能力,抗盐钙能力优于国外同类产品Driscal D。

新一代高性能柔性直流背靠背技术及工程应用

[目的]广东电网区域由于负荷密集,网架结构复杂,电气联系紧密,长期存在大面积停电风险、交直流相互影响、短路电流超标三大问题,难以满足未来电源负荷发展和系统灵活调控的需求。[方法]为解决上述问题,在广东电网核心区域建设高性能柔性直流背靠背工程,研究并采用新一代高性能柔性直流背靠背技术。在复杂电网柔性直流互联控制,高可靠、高性能换流阀研发,绿色高效换流站设计等方面开展了深入研究,实现了柔性直流背靠背技术升级。[结果]工程成功实现了异同步潮流自动控制,大幅降低了控制保护系统链路延时,研制出了高性能、高可靠性柔性直流换流阀,并在换流站降噪、降损、节水等方面做了优化设计,建成换流站全景感知系统,实现了智慧运维。目前该工程运行良好。[结论]广东电网直流背靠背工程解决了多直流馈入受端电网长期以来面临的三大稳定问题,增强了粤港澳大湾区电力长期安全可靠供应能力。

AGM起停蓄电池高温寿命测试失效分析

对单格电解液量有差异的AGM起停蓄电池进行SAE J2801测试,并且期间通过在电池单格内置温度传感器的方式收集电池内部温度。单格电解液量减少25 ml会使70 Ah AGM起停蓄电池的SAE J2801寿命减小3~4个单元。而且电池失效时,内部温度明显上升,最高可达99.9℃。

硫酸盐防腐型聚羧酸高性能减水剂对混凝土性能的影响

为提升混凝土的强度,保证工程质量,分析硫酸盐防腐型聚羧酸高性能减水剂对混凝土性能的影响。以G4216线屏山新市至金阳段高速公路工程为例,采用P·O 42.5级水泥作为主材料,配合粉煤灰、中细砂、碎石以及硫酸盐等制备5种硫酸盐防腐型聚羧酸高性能减水剂掺量水泥浆以及混凝土样本,并对水泥浆流动性能、混凝土力学性能、混凝土抗硫酸盐性能分别实行试验。结果显示:硫酸盐防腐型聚羧酸高性能减水剂掺量越大,效果越佳,能够辅助水泥浆的塑化以及水泥基材的保塑;但是,当掺量达到2.0%时,水泥浆的保塑效果将受到影响,并且会造成混凝土抗碳化性能的下降;样本Y3的质量损失率和抗压强度腐蚀系数最低,分别为0.3%和0.2%左右;Y3样本在试验工程中的各项应用情况均满足标准结果,其对标判定结果均合格,满足工程需求。

新型油井水泥低滤失高温缓凝剂的室内研究

为了满足高温高压深井及超深井固井对油井水泥缓凝剂抗高温性能的要求，利用2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸（AMPS）和有机羧酸（TA）合成了油井水泥高温缓凝剂SA。通过正交实验分析可知，单体配比、反应温度是影响SA缓凝效果的主要因素；合成SA的最佳条件：单体配比AMPS：TA为19：2，引发剂浓度为0．5％，反应温度为55℃，反应时间为13h，pH值在6～7之间。通过对掺有缓凝剂SA的水泥浆进行性能评价，可知SA的高温缓凝效果明显，此外，SA还可以改善水泥浆的流动性，并具有优良的降滤失效果。通过对缓凝剂SA进行红外光谱分析，表明SA属于AMPS—TA二元共聚物。通过测定SA的玻璃化转变温度，证明SA二元共聚物的热稳定性良好。

脂肪族高效减水剂性能研究与应用

本文通过对脂肪族减水剂多方面性能试验数据分析,说明脂肪族羟基磺酸盐缩合物高效减水剂不仅减水增强效果显著,而且对混凝土流动性具有良好保持性,提出研究与应用脂肪族减水剂具有广阔的推广前景。