多级脉冲超声波激励含水煤体瓦斯解吸特征的试验研究

为进一步明确多级脉冲超声波对含水煤体瓦斯解吸特征的影响,利用含瓦斯煤体超声波激励试验系统,分析了超声波持续激励不同饱水度煤体以及多级脉冲激励饱水煤体条件下,煤的孔隙结构及瓦斯解吸的变化规律,揭示出多级脉冲超声波激励含水煤体促解增流机制。结果表明:随超声波功率和煤体饱水度的增加,煤的平均孔径、比表面积和总孔容均增大;超声波功率为1 000 W时,与干燥煤体相比,煤的比表面积和总孔容增幅由煤体25%饱水度的4.369%、3.504%分别增加到100%饱水度的7.699%、8.992%;煤的瓦斯解吸量与时间呈Langmuir型关系,煤的瓦斯解吸量、解吸率均与超声波功率、煤体饱水度呈正相关性;与干燥煤体相比,煤的瓦斯解吸量增幅、解吸率增幅均随煤体饱水度增加呈线性增大趋势,超声波激励对饱水煤体的孔隙改造及瓦斯解吸影响效果最好。随超声波多级脉冲次数增加,饱水煤体的比表面积、总孔容以及瓦斯解吸量、解吸率均增大;与1 000 W超声波激励相比,煤的比表面积及总孔容增幅与多级脉冲次数呈正幂函数关系,煤的瓦斯解吸量及解吸率增幅由多级脉冲1次的2.745%、4.598%分别增加到3次的27.222%、11.106%,与多级脉冲次数呈正线性关系。多级脉冲超声波激励含水煤体产生的振动和空化复合效应,使煤基质发生疲劳损伤,强化了煤的孔隙改造效果,并加剧瓦斯分子动能,进而促进煤体瓦斯解吸,现场可通过研发多级脉冲超声波发射器结合水力化技术增透煤层抽采瓦斯。

多级脉冲爆燃压裂作用过程耦合模拟

针对多级脉冲爆燃压裂作用过程瞬态性、多场耦合复杂性,建立多级脉冲爆燃压裂过程耦合求解方法,并进行模拟计算和矿场应用分析。将多级脉冲爆燃压裂作用过程分解为火药爆燃加载、压挡液柱运动、射孔孔眼泄流、裂缝起裂和裂缝延伸5个子系统,基于给定的基本假设建立各子系统的动力学模型,并借助节点系统分析方法得出多级脉冲爆燃压裂过程耦合求解方法,既可定量计算合理装药量,又可对爆燃压力、裂缝形态进行定量动态预测。通过模拟计算分析了多级脉冲爆燃压裂过程中爆燃压力、压挡液气液界面位移、裂缝长度的变化规律,并将全过程按时间分为5个阶段。矿场应用结果表明:基于该方法开展的多级脉冲爆燃压裂在设计药量下可成功压裂油层并降低破裂压力,确保后期措施顺利进行。

多级脉冲气体加载压裂技术

多级脉冲气体松弛岩层地应力、压裂地层的过程中，裂缝内爆燃气体压力分布影响裂缝起裂扩展。应用叠加原理将作用于油水井壁裂缝的复杂载荷分解为单个简单载荷，通过设定与时间相关的气体压力分布函数，根据弹性力学、线弹性．断裂力学理论推导油水井射孔后高地应力约束条件下裂缝尖端应力强度因子，得到了爆燃气体压裂井壁岩层起裂扩展条件，该条件可以反映裂缝内随时间变化的气体压力梯度对裂缝形态的影响。算例分析和现场对比试验结果表明，多级脉冲气体加载压裂与单级高能气体压裂相比，起裂压力升高，止裂压力降低，对地层作用时间显著延长，得到的岩层裂缝长度是后者的。2～3倍，与水力压裂联作可显著降低地层破裂压力，进一步提高和改善地层渗透性。

水平井多级脉冲气体加载压裂及产能评价

基于三向地应力和气体压力作用下水平井筒周围围岩的受力特点,通过引入加权函数,并采用与时间相关的爆生气体压力分布方程,应用弹性力学、断裂力学理论给出了多级脉冲气体加载压裂水平井裂缝尖端应力强度因子计算式,建立了多裂缝起裂扩展准静态方程,该方程可以模拟爆生气体驱动下缝长、缝宽的变化过程。根据产能方程分析了不同裂缝参数对产能的影响。结果表明,多级脉冲气体加载压裂可沿着水平井筒轴线产生多条径向裂缝,裂缝沿着与射孔相位一致的方向延伸直到止裂,止裂后裂缝会发生一定程度的闭合形成残余缝宽;不同的裂缝条数会产生不同的最终缝长;多级脉冲气体加载压裂水平井能够显著增加油井产量,裂缝的长度对油井产量的增加起决定作用,在现场施工中应对此压裂工艺进行优化设计与控制,增加裂缝长度,减少裂缝条数。

多级脉冲高能气体压裂裂缝动态扩展分析

在分析高能气体井下流动规律的基础上,建立了裂缝内高能气体流动质量、动量守恒方程,并确定了其边界条件,应用半解析法定性分析了裂缝入口处气体加载速率与爆燃气体压力在裂缝内分布的关系。基于断裂力学中的动态能量释放率分析法,考虑裂尖动态响应情况,分析高能气体作用下裂缝起裂和扩展。通过设定井下多级脉冲气体压力历程曲线,在离散时间域内,气体流动方程和动态能量释放率方程联合迭代求解,可以计算裂缝扩展速度及裂缝扩展长度,并得到裂缝起裂、止裂压力与时间。算例分析进一步表明:多级脉冲高能气体压裂裂尖动态响应对裂缝扩展结果影响的显著性,与准静态结果相比,止裂时间提前,止裂压力升高,裂缝长度明显减少。

多级脉冲气体加载压裂裂缝扩展及增产效果分析

多级脉冲气体加载压裂松弛岩层地应力、压裂地层的过程中,通过引入加权函数,应用弹性力学、断裂力学理论建立了多裂缝条件下裂缝起裂扩展模型,并采用与时间相关的爆生气体压力分布方程,模拟了爆生气体驱动下缝长、缝宽的变化过程,分析了不同裂缝参数对产能和表皮系数的影响。结果表明,裂缝起裂后向前延伸直到止裂,止裂后裂缝会发生一定程度的闭合;不同的裂缝条数会产生不同的最终缝长;多极脉冲气体加载压裂能够显著增加油井产量,降低储层表皮系数,裂缝的长度对油井产量的增加起决定作用,在压裂弹能量一定的情况下应该设计增加裂缝长度,减少裂缝条数。实现了对多级脉冲气体加载压裂的优化与控制。

多级脉冲深穿透射孔技术研究与应用

多级脉冲射孔技术利用两级推进剂燃爆时产生峰值不连续的高温、高压气流,形成多级脉冲多次冲击射孔孔眼前沿的裂缝使其有效延伸至地层深处,较单独的射孔更能有效的增大油层向井眼的泄流面积,增加油气产量。通过6m水泥靶的地面射孔试验、P-T测试和多口井的现场应用及井下鹰眼检测,证明该技术不但能形成理想的多级脉冲,延缝半径可达3m以上,而且射孔枪和套管无损伤,对油井增产效果显著。

多级脉冲序列控制Boost变换器

针对开关DC-DC变换器的非线性控制问题,提出多级脉冲序列控制方法,并对工作于电感电流断续模式的多级脉冲序列控制Boost变换器进行分析。多级脉冲序列控制策略通过在若干连续开关周期内,产生能量等级不同的控制脉冲信号所组成的脉冲序列,实现对DC-DC变换器功率电路的控制。分析了多级脉冲序列控制的基本原理和工作过程,并对多级脉冲序列控制断续工作模式Boost变换器进行了稳态工作特性分析和稳定性分析。与已有的脉冲序列控制相比,采用多级脉冲序列控制的Boost变换器在具有快速动态响应能力的同时,能够有效减小稳态工作时的输出电压纹波。仿真和实验结果验证了控制策略的可行性以及理论分析的正确性。

多级脉冲射孔技术在海上油田裸眼水平井B-××井中的应用

为确保平湖油田后续油气产量的稳定,以裸眼水平井B-××井为研究对象对油藏的开发效果进行射孔完井设计。通过分析射孔和增效压裂程度对水平井产能的影响,优选了适合该井况的射孔枪、弹架和射孔参数,并对增效火药装药量、装药结构以及施工管柱进行优化设计。在已知井筒能够承受最高压力的情况下,计算出了需要的火药量,提出了一种适合该油田B-××井的多级脉冲射孔方案。现场应用表明,该方法地层压裂效果显著,测试结果超过预期产量,而且安全性能良好,验证了多级脉冲加载压裂技术的优势。该井一次点火成功,为今后裸眼水平井完井射孔参数的优化设计提供了一定的设计依据。

多级脉冲爆燃压裂破岩机理研究

介绍了多级脉冲爆燃压裂技术的作用原理和技术特点,并通过理论计算推导出了多级脉冲爆燃压裂的设计方法,对提高现场压裂效果将起到积极的指导作用。

多级脉冲复合射孔技术产能效果分析

复合射孔工艺技术是一项集射孔完井与高能气体压裂于一体的高效完井技术,是利用炸药爆炸与发射药燃烧两种能量结合作用的原理而设计的。起爆之后,导爆索爆轰起爆射孔弹,射孔弹以微秒的速度先行完成射孔过程,聚能射流射穿套管及水泥环,并在地层中形成一定长度的孔道,被点燃的发射药装药以毫秒级的速度形成一定高温、高压和加载速率的脉冲气流,沿已经射开的孔道冲击加载,使射孔孔道以裂缝的形式延伸扩展,形成多条裂缝,可部分解除钻井、固井、射孔等作业过程对地层所造成的污染,改善近井地带渗透性能,从而提高油气井完善程度,达到射孔完井和增产、增注的目的。多级脉冲复合射孔是逐渐发展和完善起来的一种特殊射孔工艺,一定程度上可以提高采油井的采油强度,可以使注水井的注入强度在一定程度上有所增强,具有良好的应用效果。

低渗透油藏注水井水力多级脉冲酸化工艺及应用——以姬塬油田为例

针对姬塬油田注水井注水压力高,欠注严重,常规酸化效果差,有效期短的问题,提出一种水力多级脉冲酸化工艺:首先优化缓速酸酸液体系,再运用多级脉冲造缝,最后挤入酸液实现水井增注。根据姬塬油田的物性和储层伤害原因,优选出了一种缓速酸酸液体系:8%HCl+3%HF+2%HBF_(4)+3%HEDP+3%乙酸+1.5%聚环氧琥珀酸钠(缓蚀剂)+0.5%OB-2(助排剂)。该酸液体系配伍性好,在常温和60℃时静置12h,无沉淀物和悬浮物出现;在60℃条件下经过8h的溶蚀,最终溶蚀率达到了33.25%,有较好的溶蚀速率,表明该酸液体系有较好的溶蚀性能;该酸液对Ca^(2+)、Fe^(3+)和Mg^(2+)的抑制率超过85%,具有很好的沉淀抑制性;岩心驱替实验表明,该酸液体系能明显改善地层渗透率。缓速酸液体系在姬塬油田X井进行了现场试验,注水压力由22.3MPa下降到18.9MPa,累计增注量已达4804m^(3),降压增注效果明显。

开关DC/DC变换器多级脉冲调节控制方法

提出了一种新型的开关DC/DC变换器控制方法——多级脉冲调节(MPA)控制方法。MPA控制器在每个开关周期起始时刻根据变换器的输出电压误差,在强弱等级不同的多级脉冲中选取一个作为该周期的有效控制信号。文中分析和讨论了MPA控制原理,研究了工作于电流断续模式的MPA控制Buck变换器的工作过程和小信号模型。分析结果表明,MPA控制具有优异的鲁棒性、瞬态特性和稳态特性。仿真和实验结果验证了理论分析的正确性。

复杂井矿的多级脉冲携砂延缝复合射孔技术研究

本文介绍了一种新型射孔工艺——长夹层多射孔层段多级脉冲携砂延缝复合射孔,阐述了该工艺中的特点与技术难点,该射孔工艺的实施能为老井的挖潜改造提供一种好的途径。

多级脉冲增效射孔技术

介绍了下挂式多级脉冲增效射孔和外套式多级脉冲增效射孔技术的作用原理、产品特点及技术指标。该设计采用了火工品中的隔板点火技术与延时技术,并对增效药剂的综合性能进行改进,从而达到了将高能气体压裂与一体式增效射孔有机融合的效果,井上与井下试验结果表明该技术获得了最大的射孔穿深和很好的压裂效果。

多级脉冲增效射孔技术研究

介绍了多级增效射孔技术原理，以及下挂式和外套式2种多级脉冲增效射孔器产品结构。给出了多级脉冲增效射孔枪内装药量和二级增效火药量的参考计算公式，在参考了欧文公司和中原油田一体式增效射孔数据和经验的基础上，确定出产品的点火延迟期。产品耐温160℃，48h；耐压60MPa；点火延迟期≥25ms；峰值压力50-120MPa。该技术可以使新井增产，也可以解除老井油流裂缝的污染。给出了井下试验测试曲线。已申请国家发明专利。

多级脉冲高能气体压裂造缝机理研究

提出了多级脉冲高能气体压裂与单级脉冲高能气体压裂之间的差异,并在一定程度了完善了单级气体压裂的不足,关键在于其压裂机理的独特性,即根据不同燃速燃料爆燃产生的高能气体的交互作用将地层压开,产生多条长裂缝。从多方面考虑影响高能气体在裂缝中的扩展因素,着重描述了气体通过裂缝时的速度与成缝是否成功之间的关系,进而为裂缝中高能气体中压力的分布奠定了基础,得出:随时间增加,裂缝内气体压力逐渐趋于一个稳定状态,达到裂缝扩展末期。另外,依据前人的结论给出了裂缝的扩展速度方程,以及在不同条件下所对应的泊松比所得出的裂缝扩展速度方程。

基于多级脉冲充电的最优充电模式

针对锂离子电池在充放电过程中的不同阶段以不同极化反应为主的特点,提出一种基于锂离子电池简单改进的等效电路模型的多级脉冲充电方式。同时,通过分析消除电池极化反应的机制,结合电池快速充电的基本原理,提出计算锂离子电池多级脉冲充电方式的最优充电模式的方法,为多级脉冲充电方式的科学合理性提供了理论依据和实验基础。与传统的多级恒流充电方式相比,锂离子电池的充电时间缩短13.3%,并有效提高了充电容量,减小充电能量。实验结果验证了所提出方法的有效性。

多级脉冲增效射孔技术

介绍了两种新型的增效射孔技术，分别是下挂式多级脉冲增效射孔和外套式多级脉冲增效射孔。采用了火工品中的隔板点火技术与延时技术，并对增效药剂的综合性能进行改进．从而达到了将高能气体压裂与一体式增效射孔有机融合的效果．取得了最大的射孔穿深和很好的压裂效果。

基于多级脉冲特征集融合的行人重识别方法

针对提取监控视频中行人的时空特征相对困难和使用步态这一时空特征进行小样本学习后,准确率相对较低的问题,提出一种基于多级脉冲特征集融合的行人重识别方法(MSSF)。首先,通过脉冲卷积提取基于步态图像帧的局部行人脉冲特征,在此基础上,将局部脉冲特征映射为具有全局行人属性的脉冲特征集;接着通过融合不同深度级别的脉冲特征集来表征行人的时空多维特征,并使用水平金字塔进一步提取更具区分度的特征;最后,通过时空梯度反向传播优化网络参数。实验在CASIA-B数据集上进行,在小样本学习后,跨视角正确率最高达到了71.7%,提升4.91%,验证了所提方法的有效性。