井下原位测量装置推靠机构力学分析及仿真

为进一步提高井下原位测量装置推靠机构的传动性能,采用复数矢量法建立了井下原位测量装置推靠机构的数学分析模型,推导出了各构件的位置方程、速度方程及加速度方程,并在运动学分析解得各部件的加速度的基础上又进行了各部件的动态静力学分析,得到推靠系统各杆件运动参数,真实反映推靠系统的实际运动状况。通过MATLAB建立推靠机构数学分析模型,得出该模型运动学特性理论变化曲线,当θ1=29.3°时,推靠机构推靠杆推靠最大行程达到257mm。基于ADAMS仿真平台,建立了推靠机构的运动学仿真模型,并进行了运动学分析。将得到仿真分析结果与数学分析模型进行对比,验证了所建立的井下原位测量装置推靠机构运动学数值分析模型与运动学仿真分析的正确性,为井下原位测量装置推靠机构的优化设计提供了依据。

井下原位加热强化开采冰冻型水合物实验

基于青海等多年冻土区地质特点及环境条件,运用井下原位加热技术,在冰点以下进行纯降压法、纯电加热法、降压联合电加热法和热吞吐法的冰冻型甲烷水合物开采实验,分析冰冻型水合物的分解特性,探究降压幅度、加热模式以及热吞吐加热时间对开采效果的影响,并评价不同开采方法下对于冰冻型水合物的商业化开采价值。研究结果表明:要实现冰点以下冰冻型水合物的持续分解,必须额外注入热量,而热量主要依靠冰、水合物以及多孔介质颗粒之间的导热进行传递;纯降压法不能消除水合物自保护效应,无法实现冰冻型水合物的有效分解;采用持续电加热和降压联合电加热的井下原位加热技术对于破坏冰点以下冰冻型水合物的自保护效应更具优势;纯电加热法和热吞吐法无法完全分解冰冻型水合物,且纯电加热法的产气速率最慢,累积产气量最低;热吞吐法中对流强化传质作用造成明显的水合物二次生成,阻碍了水合物的快速分解。在原位井下加热的基础上,降压驱动力对于冰冻型水合物的分解起到了明显促进作用。对原位井下加热开采的能量收益效率分析,综合能量效率、热效率、获得最大能量的时间以及水合物分解率等指标,认为降压联合电加热法对于冰冻型水合物的商业化开采更有优势。

Fe0协同生物麦饭石的PRB系统井下原位处理煤矿酸性废水

针对煤矿酸性废水(AMD)具有污染组分多、危害程度严重、地面处理成本高等特点,以固定SRB污泥的生物麦饭石作为PRB活性填料,并添加Fe0构建生物-非生物协同去污的新型PRB井下原位修复系统,对AMD开展了连续动态、变负荷的模拟修复研究。实验结果表明,3个动态柱对p H均具有较强的调节能力,同时仅以麦饭石作为活性填料的PRB-3对Fe2+、Mn2+、NH3-N具有较好的去除效果,最大去除速率分别为45.77、9.23和12.10 mg/(L·d);以Fe0协同生物麦饭石的PRB-2在碳源充足时对SO2-4、Fe2+、Mn2+、NH3-N最高去除速率分别为552.29、57.64、14.51和7.05mg/(L·d),而相同条件下只以生物麦饭石作为活性填料的PRB-1对上述污染物的最高去除速率分别为446.62、57.20、10.87和3.53 mg/(L·d);应用PRB-2系统处理AMD不仅可以实现多种污染物的同步去除,还能实现无外加碳源的井下原位长效修复。

麦饭石+铁屑处理煤矿酸性废水试验研究

针对多组分煤矿酸性废水(AMD)污染程度严重、治理费用高的特点,选取麦饭石、铁屑作为AMD井下原位处理的试验材料,开展了动态土柱试验研究。试验结果表明,由麦饭石及铁屑复合组成的1#柱对AMD的去除效果明显好于仅由麦饭石组成的2#柱,其对Fe2+、Mn2+、SO42-、COD的平均去除率分别为99.9%、64.5%、60.0%、53.8%,出水p H为8.0。该方法为AMD的井下原位廉价处理及麦饭石的新应用提供了参考。

纯化天然气水合物螺旋分离器流场与性能分析

基于海洋天然气水合物固态流化开采方法的井下原位除砂提纯回填工艺,本文结合试采所得水合物浆体特征,设计用于解决设备磨损、储层坍塌等问题的井下除砂螺旋分离器,利用CFD数值模拟方法研究了入口速度和水合物体饱和度对井下除砂螺旋分离器流场和性能的影响,得到了随着入口速度增加,流场中流体的速度急剧增大,特别是切向速度、分离效率增加。当分离效率为70%以上,分离器内压降急剧增大,表明分离器内部的能量损耗不断增加;随着入口水合物体积分数的增加,螺旋分离器内流场变化微小,水合物分离效率降低,砂分离效率增加;分离效率为80%以上,压降逐渐降低。说明该分离器的最佳操作区为入口速度范围为3~5m/s,水合物入口体积分数15%以下。研究结果表明:本螺旋分离器具有极佳的除砂效果;切向速度是决定分离器分离性能的关键速度,处理量的增大有利于水合物的提纯;海底水合物储层中水合物饱和度变化对螺旋分离器分离效率具有一定的影响,但螺旋分离器对其具有一定的适应能力;揭示了水合物井下螺旋分离器除砂的分离机理,为其设计提供了一定的依据,为海洋水合物储层开采防砂提了一种新的技术及装备。

“大陆第一钻”主孔穿越地层4501．39米

9月27日凌晨4时，位于江苏省东海县境内的“中国大陆科学钻探第一井”主钻孔打入地下4501．39米，超过4500米大关，完成5000米计划深度的90％以上，向国庆献上一份厚礼。