摘要：提升换热介质的换热性能是高效开采地热资源的有效手段之一。添加纳米级金属氧化物可有效提升流体的换热能力,而纳米颗粒种类、质量分数、粒径、分散剂质量分数等物性参数以及流速对纳米流体换热性能具有重要影响。采用球形纳米CuO和Al_(2)O_(3)(粒径20~50 nm)作为换热介质,十二烷基苯磺酸钠(SDBS)作为分散剂配制纳米流体,利用自主搭建的纳米流体基础换热实验装置进行室内换热实验,优选纳米流体参数。此外,通过自主搭建循环流动换热实验装置,以湖北英山某水热型地热井中地热水作为热源,讨论了在现场实际热源边界条件下,流速对纳米流体和去离子水的换热性能影响规律。结果表明:(1)CuO纳米流体换热性能优于Al_(2)O_(3)纳米流体;(2)纳米流体的换热性能与纳米颗粒质量分数呈负相关关系,CuO质量分数为1%时纳米流体升温效率最高,在150 s内温度可由25℃上升到79.2℃,同时间内比去离子水高4.1℃,同时,随着纳米颗粒质量分数的增加,纳米流体与热源界面的润湿性减小;(3)纳米流体换热性能随着纳米颗粒粒径增加呈现先增加后减小的趋势,在纳米颗粒粒径为40 nm时纳米流体换热性能最佳;(4)纳米流体的换热性能与分散剂质量分数呈负相关关系,当分散剂质量分数为1%时换热性能最佳;(5)层流状态下纳米流体的换热性能与流速呈负相关关系;在湍流状态下纳米颗粒运动状态逐渐剧烈,有利于纳米流体传热。研究成果可为纳米流体应用于地热换热从而提升地热系统的换热效率提供依据,并为纳米流体参数以及流速参数的选择提供理论依据。

摘要：能源是经济社会长期稳定发展的有力保障。同时,我国也进入了生态文明建设的关键时期。为实现此目标,亟需建设清洁、低碳、高效、多元的现代能源体系。干热岩型地热作为一种新兴的环境友好型资源,有望推进能源结构转型。开发干热岩需要建立增强型地热系统,其核心是向储层钻井并压裂形成一定规模的裂缝网络,构建井间循环回路来提取热能发电。20世纪70年代以来,多个发达国家先后进行干热岩资源开发尝试,然而受到人工热储建造和诱发地震防控等关键技术的限制,成功运行的EGS工程屈指可数。近些年来,干热岩资源的优越性和规模化开发可行性进一步得到国际社会的认可,投入建设的EGS数量总体上不断增加。水力压裂是建造人工热储的核心技术手段之一,水力裂缝的形态直接决定了换热体积和取热效率。本文在分析国内外典型EGS压裂案例的基础上,总结了干热岩水力压裂的工艺特点。此外,结合几种较为流行的理论模型和我国首例EGS工程——共和盆地恰卜恰干热岩试采工程的实际情况,简要阐述了干热岩压裂与诱发地震之间的关系。最后从压裂工艺、智能化开发、微地震监测矩张量反演等方面为干热岩水力压裂向更深层次发展提出建议。

摘要：水平定向钻进（HofizontNDirecfionl Drilling，简称HDD）是采用安装于地表的钻孔设备。对于大直径管道来说，工程竣工后在钻孔和管道之间要留下300mm-400mm的环状间隙。要对泥浆固结后进行应力应变的分析，前提是要知道环空泥浆的固结时间。而传统测量环空泥浆的固结时间的方法存在着很多问题与缺陷，这也导致了时间检测上面误差较大，从而耽误了研究泥浆固结后受力分析的最佳时间。因此，弄清泥浆固结时间的变化规律非常必要，而目前国内在判定泥浆固结时间的方法上仍处于空白阶段。针对这一状况．本人设计采用两种方法进行固结时间的判定，通过湿度传感器测量环空泥浆间隙的水蒸气含量进行泥浆固结时间的判定。

摘要：阐述了新型机械式冲击器的结构和工作原理,对冲击器的冲锤运动规律、内六方凸轮具体设计进行了详细论述。该冲击器结构简单,对复杂工况适应能力强,克服了液动式、气动式冲击器因气密性而导致冲击器失效的问题,具有广泛的推广应用前景。