摘要：二硫化钨(WS_(2))作为一种典型的二维过渡金属硫化物具有宽阔的层间距(6.2Å,1Å=0.1nm)和多电子转化反应储钠机制,是一种具有高理论比容量和快速钠离子反应动力的钠离子电池负极材料。但其在实际储钠过程中,2H相结构的WS_(2)固有的电子导电性较差,转化反应带来较大的相结构转变和体积变化,以及充放电过程中还原中间产物多硫化钠(NaS_(x),0<x<2)存在溶解和穿梭效应,还原产物硫化钠(NaS_(2))导电性低等问题,导致WS_(2)的实际电化学性能不太理想。针对上述问题,本文介绍了WS_(2)的基本结构特征,简述了目前存在的主要合成方法和改性手段,研究者们通过水热/溶剂热和高温硫化等方法来进行纳米结构设计、与碳材料复合和引入第二相构建异质结构以提升WS_(2)的电化学性能。最后总结了WS_(2)材料的主要改性手段和已取得的成果,在未来WS_(2)储钠材料的研究方向中,将纳米结构设计、与碳材料复合、构建异质结、掺杂异相原子和增加活性位点等多种改性策略结合来制造可以实现快速充放电且结构稳定的高倍率性能WS_(2)材料是研究重点。

摘要：有效应力及其作用时间是控制岩石孔隙和裂缝变形的重要外部因素。页岩储层的多尺度孔隙结构特征及孔缝配置关系使得其应力敏感时间效应具有特殊性,然而,以往研究尚未考虑有效应力加载及卸载时间对页岩应力敏感行为的影响。以川南威荣气田龙马溪组页岩气藏为研究对象,钻取不同孔缝发育程度的页岩样品,设计并测试了变有效应力状态下变加载及卸载持续稳定时间对岩样渗透率的影响实验。结果表明:1)有效应力从5 MPa升至35 MPa时,微裂缝岩样和基块岩样渗透率分别降低了66.82%和27.19%,卸载过程中渗透率恢复率为74.73%和79.82%。页岩渗透率越低,有效应力滞后效应越显著;2)恒定有效应力加载持续稳定时间从2.5 h延长至10.0 h,应力敏感系数增加3.76%∼80.17%,且当有效应力较小时的时间效应更显著。研究认为,页岩组分及多尺度孔缝结构是导致其孔缝变形行为差异性的主因。基于实验研究结果,推荐页岩样品老化处理为6.0 h,提出了优化页岩储层敏感性评价实验方案和优化气井工作制度的建议。

摘要：密封是决定牙轮钻头寿命的关键,由于被动密封磨损严重,限制了牙轮钻头转速及寿命的提高。通过分析具有主动排砂功能的螺旋组合密封结构的基本原理,并结合流固耦合基础理论,建立了相应的控制方程。通过有限元仿真和试验相结合的方法研究了螺旋组合密封的性能。在有限元仿真部分,建立了仿真模型,利用ANSYS仿真软件对螺旋组合密封进行了流固耦合仿真研究,通过螺旋密封的流场压力分析单螺旋密封的排砂作用,通过螺旋组合密封中O型圈的接触压力分析螺旋组合密封的密封能力。设计了未加压单螺旋密封圈排砂性能验证试验来验证单螺旋密封的排砂能力,设计了加压螺旋组合密封性能验证试验来研究螺旋组合密封性能,通过室内台架模拟真实钻井工况研究螺旋组合密封的实际应用情况。仿真结果与试验结果均表明,单螺旋密封圈的排砂作用可行,螺旋组合密封具有良好的密封能力。

摘要：在管道封堵机器人中大变形橡胶筒是实现密封的核心部件,其在使用中常出现密封失效和撕裂失效等问题.为了明晰上述原因和解决问题,本文中研究了不同橡胶材料以及不同橡胶筒轴向长度、径向长度和倾斜边角等结构参数对管道封堵机器人的静态密封特性影响.基于橡胶材料的高弹性和大变形特性,进行了橡胶筒的多阶段变形力学分析.对橡胶材料进行单轴拉伸压缩试验,得到橡胶材料的本构关系参数.建立管道封堵机器人橡胶筒密封特性分析的有限元计算模型,通过多因素分析方法,获得橡胶筒关键结构参数的最优方案.并设计了室内试验来进一步确定最优橡胶筒材料.研究结果表明集中在橡胶筒肩部的应力直接影响橡胶筒的形变损伤.经过橡胶筒的密封效果对比分析后得出最优的橡胶筒结构为轴向长度180 mm、径向厚度55 mm、倾斜边角28°,橡胶材料硬度为85 HA.

摘要：煤炭地下气化是对传统物理采煤技术补充的新一代化学采煤技术。气化过程中井筒受到高温和内压载荷的共同作用。针对煤炭地下气化生产井井身结构特点,基于传热理论建立了环空喷淋注水降温条件下的井筒瞬态温度计算模型,结合井筒压力模型基础上,根据弹性力学及壁圆筒理论建立了套管–水泥环–地层围岩组合体温度应力场计算模型。结果表明:高温时,井筒各部分因热膨胀或热收缩受限制而使井筒应力增加。在自然降温条件下套管、水泥环的理论计算最大应力分别为2640.6、151.3 MPa,均超过本身材料许用压应力,在不考虑温度时,套管、水泥环轴向应力分别只有28.4、15.0 MPa,远小于考虑温度时的结果;在环空注水降温方式下,通过控制喷淋腔温度能够有效降低井筒应力;随着套管内压增大,井筒应力也随之增大,且套管内压变化会造成套管和水泥环应力方向发生改变,在对其进行强度校核时需要分情况讨论;在水泥环两侧交面处的应力落差一般较大,水泥环性能参数也与井筒应力密切相关,随着水泥环弹性模量降低或泊松比增加套管-水泥环的应力随之降低,即胶结性能好,高韧性、高泊松比性能的水泥环材料能够降低套管-水泥环应力。上述研究认识可以为煤炭地下气化生产井结构设计及生产工艺提供借鉴。

摘要：古盐都边坡失稳直接威胁新建S316线和既有S311线的道路安全。采用现场调查、钻探、室内试验等手段研究古盐都高边坡稳定性。研究表明,岩层层面、节理j1和j3为边坡稳定性的控制结构面;坡体破坏诱发因素为坡脚岩体开挖,支护措施不及时;坡体开挖边坡变形,坡顶岩体卸荷拉裂,沿层面分离,形成平行于坡面规模大的拉裂缝;边坡变形机制为后退式剪切破坏,破坏运动形式为滑移崩塌。

摘要：针对海上油田伴生气直接燃烧或排放造成的资源浪费和环境污染问题,开展了海上伴生气处理利用的研究工作。就现有伴生气处理技术、运输方式及接收终端等进行详细介绍和对比,并对伴生气处理方法涉及的关键技术进行梳理,提出了未来海上伴生气处理方法与技术研究领域的研究重点和发展方向。基于海上油田伴生气处理中存在的产量较小、加工外输成本大及就地利用供能不足等特点,提出建造海底伴生气储库,借鉴陆地天然气储气库提出在海上枯竭油气藏改造成伴生气储库的设计流程,建立了海上伴生气储气库的注采气流程。研究中较为详细地论述了伴生气处理的相关技术,并提出建造海底伴生气储库解决海上油田伴生气处理利用问题,研究内容可供同行参考且对保护环境和提高能源利用率具有重要意义。

摘要：海洋平台在海水腐蚀和海浪流等循环载荷的耦合作用下极易发生腐蚀疲劳断裂。采用自主设计的海水间歇供水循环系统模拟干湿比为1∶1的海水干湿交替环境,研究了空气环境、全浸环境、干湿交替环境和应力比0.1、0.3和0.5对高强度钢EH690钢疲劳裂纹扩展的影响。基于试验获得的a-N曲线和da/dN-ΔK曲线,发现在裂纹扩展前期,EH690钢在干湿交替环境与全浸环境中的裂纹扩展速率为空气中的3倍左右,呈现出显著的疲劳裂纹扩展加速现象;对于给定的应力强度因子,疲劳裂纹扩展速率随着应力比的增大而增大;拟合得到不同环境和应力比下CT试件的Pairs常数;通过扫描电镜从微观角度分析EH690高强钢的腐蚀疲劳裂纹扩展机理。本文研究结果为实际海洋平台的腐蚀疲劳寿命评估提供了可靠的试验数据参考。

摘要：以燃油发动机驱动的山地物探钻机在钻井时噪声大,尾气排放严重,钻井效率低,拆装、搬运不便。为解决上述问题,以电能驱动代替燃油机驱动,提出了山地物探电动钻机模块化设计方案。基于模糊综合评价法,开展了电动钻机驱动电机和传动方式的定量评价,确定其驱动电机为永磁同步电机,传动方式为链轮链条传动,同时通过对比优选出电动钻机的减速器、支撑部件和导向部件分别为涡轮蜗杆减速器、π形底盘和单桅杆。在此基础上,采用有限单元分析方法进行了电动钻机的安全性分析,结果表明:钻机的最大应力出现在π形底盘连接桅杆的直角处,其值小于钻机材料的许用应力,钻机的结构安全,且电机电路安全可靠。钻井实验结果表明:自主设计的山地物探电动钻机较现有山地物探钻机质量减小了57%,钻井作业时噪声低,无尾气排放,可提供的最大提升力和扭矩分别超过设计标准的71%与6.25%,表明其整体性能符合要求。研究结果为绿色高效的油气勘探装备的研发提供了参考。

摘要：针对服装、包装等加工行业中须将人工测量的纸质图纸或模型样件的尺寸信息录入计算机并转换成电子加工图纸而导致的加工周期长、生产效率低的问题,提出了一种基于机器视觉的平面加工机床控制系统,以实现对纸质图纸或模型样件的快速检测。采用“ARM+DSP”方式搭建了主从式运动控制系统,设计了系统各部分功能模块。构建了“工控机+工业CCD (charge coupled device,电荷耦合器件)相机+光源控制”的视觉检测系统,结合FAWS (feature adaptive wavelet shrinkage,自适应特征的小波收缩)算法和麻雀搜索算法提出一种改进的FAWS算法进行图像降噪,并采用Canny算法进行图像边缘检测,实现图像轮廓的准确提取。设计了图像轮廓提取、轮廓数据转换为加工数据、数据通信等处理程序,实现了基于机器视觉的快速检测以及在系统加工过程中的人机交互。最后,对系统进行了实验测试,对实际加工效果进行了评价。结果表明,采用所研制的平面加工机床控制系统不仅能显著提高生产效率,而且能减小图像轮廓的误差。其性能稳定可靠,具有一定的工程实用价值。