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CO2驱采出井缓蚀阻垢剂的复配及其性能研究

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CO2驱采出井缓蚀阻垢剂的复配及其性能研究

作者：同航西南石油大学

学位级别：硕士

在CO2驱油过程中,注入井筒的CO2溶于地层水生成的碳酸会对井筒管材与井下设备造成严重的腐蚀,且地层水中含有易成垢的离子也会使井下设备结垢。油气井井筒的腐蚀穿孔与结垢会造成井下设备的损坏、管线堵塞等严重问题,从而使得整个油田... 详细信息

在CO2驱油过程中,注入井筒的CO2溶于地层水生成的碳酸会对井筒管材与井下设备造成严重的腐蚀,且地层水中含有易成垢的离子也会使井下设备结垢。油气井井筒的腐蚀穿孔与结垢会造成井下设备的损坏、管线堵塞等严重问题,从而使得整个油田的产量急剧下降甚至报废停产,给油气田带来巨大的经济损失,这已成为制约CO2驱采油发展的重要问题之一。采用添加缓蚀剂与阻垢剂来控制油套管腐蚀结垢是一种效果非常显著的方法,而缓蚀剂与阻垢剂的性能强烈依赖于腐蚀结垢环境,并且多种试剂之间会存在协同与拮抗作用,每一种缓蚀剂阻垢剂的应用都需要根据实际应用环境进行评价。因此,本文针对某油田CO2驱采出井井筒的腐蚀与结垢复配出一种性能良好的缓蚀阻垢剂,主要包括以下几点:（1）采用量子化学计算与分子动力学模拟研究了缓蚀剂与阻垢剂分子的前线轨道分布、全局反应活性、局部反应活性与吸附行为,得出了6种缓蚀剂分子与5种阻垢剂分子的量化参数、局部反应活性位点及发生吸附反应时的能量参数,从理论计算角度得出缓蚀剂异喹啉季铵盐（FIQ-C）与阻垢剂烯丙基聚乙氧基磺酸铵（APES）的性能最好。（2）采用电化学测试与静态阻垢测试研究了缓蚀剂与阻垢剂的性能,从实验角度筛选出性能最好的缓蚀剂为异喹啉季铵盐（FIQ-C）阻垢剂为烯丙基聚乙氧基磺酸铵（APES）,并得出了浓度、温度对缓蚀剂与阻垢剂性能的影响规律。（3）采用电化学测试与静态阻垢测试研究了复配试剂的缓蚀协同效应与阻垢协同效应,得出了复合缓蚀阻垢剂对碳钢的缓蚀作用机理与阻垢作用机理,并得出复合缓蚀阻垢剂的配方为缓蚀剂（FIQ-C）:阻垢剂（APES）=2:1。（4）采用静态高温高压釜研究了模拟工况下复合缓蚀阻垢剂对H级杆、N80、P110三种材质在不同相态下的防护效果,并辅以SEM、EDS腐蚀产物分析测试手段,得出了复合缓蚀阻垢剂在模拟工况下的缓蚀性能良好,加入后三种钢材的腐蚀速率均小于0.045 mm/a;采用静态阻垢测试对比了模拟地层水溶液中阻垢剂与复合缓蚀阻垢剂的阻垢率,得出了复合缓蚀阻垢剂的阻垢率高达95.27%,缓蚀性能与阻垢性能均达到行业标准要求。本文研究成果为CO2驱采出井井筒管材的腐蚀防护与结垢控制提供参考,对解决CO2驱采出井中的腐蚀与结垢问题具有重要的理论意义和实际应用价值。

关键词： CO2驱腐蚀结垢缓蚀阻垢剂量子化学计算分子动力学性能测试

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改进的单级风扇单音噪声解析预测模型

推进技术 2020年第6期41卷 1258-1267页

作者：同航乔渭阳丁松黎霖王良峰西北工业大学动力与能源学院陕西西安710129

针对单级轴流风扇单音噪声的声模态与声功率(PWL)预测,基于早期的二维叶栅噪声解析预测模型,开发了改进的三维单级风扇噪声解析预测模型。主要目的是可以通过该预测方法快速、准确地给出声场信息以优化风扇设计方案。该模型由模拟转子... 详细信息

针对单级轴流风扇单音噪声的声模态与声功率(PWL)预测,基于早期的二维叶栅噪声解析预测模型,开发了改进的三维单级风扇噪声解析预测模型。主要目的是可以通过该预测方法快速、准确地给出声场信息以优化风扇设计方案。该模型由模拟转子粘性尾迹,求解静子表面非定常载荷以及模拟管道噪声传播三个部分组成,并采用单级轴流风扇噪声试验数据对该解析预测模型的结果进行了验证。与试验数据相比较,该解析预测模型1BPF单音噪声预测结果误差同时给出了合理的周向与径向模态声场模拟结果。与传统的叶轮机噪声解析预测模型相比,该方法不仅考虑了三维几何,还可以模拟出管道内的声场结构,计算方法更为合理,噪声预测结果也更为可靠,具有很好的工程应用价值。

关键词：风扇叶轮机械单音噪声解析预测模型管道声学

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单级风扇声模态相关性研究及其影响

推进技术 2021年第6期42卷 1285-1292页

作者：同航许坤波王良锋乔渭阳西北工业大学动力与能源学院陕西西安710129 南京工程学院机械工程学院江苏南京211167 中国空气动力研究与发展中心高速空气动力研究所四川绵阳621000

航空发动机轮毂比的增加使得处于"截通"状态的管道声模态数目急剧增加,为了提高风扇管道宽频噪声模态识别及分解技术的准确性,需要对管道声模态相关性进行分析研究。以一台单级低速轴流风扇实验台为实验对象,研究了单级风扇的模态相关... 详细信息

航空发动机轮毂比的增加使得处于"截通"状态的管道声模态数目急剧增加,为了提高风扇管道宽频噪声模态识别及分解技术的准确性,需要对管道声模态相关性进行分析研究。以一台单级低速轴流风扇实验台为实验对象,研究了单级风扇的模态相关性以及声场相关性。进一步结合参考传声器模态分解法和互相关模态分解法,对比了模态相关性对管道进口声功率级产生的影响。结果表明,管道模态相关性对入射声波影响较小,对反射声波影响较大。因此,在高精度模态分解实验中,有必要考虑到模态相关性,并采用更加合理的模态分解技术。

关键词：风扇相关性模态分解管道声学传声器阵列

风扇三维设计阶段宽频噪声快速评估方法及运用

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航空学报 2023年第24期44卷 83-97页

作者：同航张良吉高瑞彪陈伟杰乔渭阳西北工业大学动力与能源学院西安710129

针对风扇三维设计阶段,本文开发了一种快速宽频噪声预测方法,用于预测风扇的转/静干涉宽频噪声水平。该方法目的在于可以在风扇三维设计阶段中,对风扇的气动性能进行计算后,快速地得到风扇的宽频噪声频谱与特性。本文的风扇三维阶段宽... 详细信息

针对风扇三维设计阶段,本文开发了一种快速宽频噪声预测方法,用于预测风扇的转/静干涉宽频噪声水平。该方法目的在于可以在风扇三维设计阶段中,对风扇的气动性能进行计算后,快速地得到风扇的宽频噪声频谱与特性。本文的风扇三维阶段宽频噪声模型是基于定常雷诺平均方程(RANS)的半解析模型,该模型通过定常计算流体力学(CFD)方法提取声源上游叶片尾迹湍流信息,进而与解析模型耦合,从而实现快速预测出风扇宽频噪声水平。首先,对文中的快速宽频噪声预测模型进行了介绍;然后,通过1台环形叶栅声学试验平台的试验数据对该模型的解析部分进行了考核;最后,利用快速宽频噪声预测模型分别对1台单级轴流风扇和1台双级轴流风扇开展了气动性能与声学性能的预测评估工作。结果显示,声源来流的湍流分布形式与上游叶片二次流有直接关系。另外,当风扇的实际工作状态点远离设计点时,宽频噪声水平会明显增加。

关键词：风扇气动声学管道声学转-静干涉宽频噪声半解析方法气动-声学一体化设计

结合生态网络解析白洋淀浮游生物生态位和种间联结性特征

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环境科学 2024年

作者：霍笑康王永刚周灵同王书航姜霞陈珂王鹏飞青海省生态环境监测中心兰州理工大学生命科学与工程学院中国环境科学研究院湖泊水污染治理与生态修复技术国家工程实验室国家环境保护湖泊污染控制重点实验室

为了解白洋淀浮游生物群落结构及其优势种的生态位特征，于2022年春季（3月）、夏季（7月）和秋季（9月）对白洋淀浮游生物进行采样调查。通过构建生态网络图并结合非度量多维尺度分析（NMDS）解析3个季节浮游生物群落结构变化特征，并... 详细信息

为了解白洋淀浮游生物群落结构及其优势种的生态位特征，于2022年春季（3月）、夏季（7月）和秋季（9月）对白洋淀浮游生物进行采样调查。通过构建生态网络图并结合非度量多维尺度分析（NMDS）解析3个季节浮游生物群落结构变化特征，并运用改进的Levins公式和Petraitis指数评估了浮游生物优势种的生态位宽度和生态位重叠度，通过卡方检验和种间联结性系数判断总体和优势种种间联结度。结果表明，浮游生物在整个淀区的生态位宽度较窄。浮游动物以轮虫为主，浮游植物主要是硅藻门、蓝藻门和绿藻门。浮游生物的群落变化具有明显的季节性特征。与夏秋季相比，春季浮游生物种类较少，种间联通度较低。夏季浮游动物优势种重叠度高，种间竞争加剧，而浮游植物的种间重叠在3个季节均处于较低水平。夏秋季节浮游植物各优势种种间的联结性均呈显著正联结关系（W>χ2 0.05），群落结构稳定。浮游动物和浮游植物的跨域生态网络在秋季表现出较高的负相关性比例，尤其在浮游动物的桡足类和枝角类与浮游植物的绿藻门和蓝藻门之间。白洋淀浮游生物的物种丰富，季节性差异明显，优势种以窄生态位为主，浮游生物群落总体处于较稳定的状态，桡足类和枝角类与绿藻和蓝藻之间存在较强的捕食关系。

关键词：白洋淀浮游生物生态网络生态位种间联结

分布式波浪前缘静子叶片对单级轴流风扇单音噪声影响的数值研究

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推进技术 2021年第10期42卷 2237-2248页

作者：同航丁松向康深卯鲁秦乔渭阳西北工业大学动力与能源学院陕西西安710129

为了适应逐年严苛的适航噪声标准,改善飞机噪声环境,突破航空发动机降噪技术的瓶颈,有必要开发新的降噪手段以指导叶轮机械降噪设计。采用URANS与FW-H方程混合方法,通过将波浪前缘构型运用在叶片流动损失较大、声源强度较强的部分后,进... 详细信息

为了适应逐年严苛的适航噪声标准,改善飞机噪声环境,突破航空发动机降噪技术的瓶颈,有必要开发新的降噪手段以指导叶轮机械降噪设计。采用URANS与FW-H方程混合方法,通过将波浪前缘构型运用在叶片流动损失较大、声源强度较强的部分后,进一步观察其气动性能和降噪效果。研究表明:与基准叶片相比,分布式波浪前缘静子叶片可以在1BPF(Blade Passing Frequency)时降低风扇入口声功率级0.67~1.9dB,2BPF时降低风扇入口声功率级1.87~4.18dB,3BPF时降低风扇入口声功率级2.4~6.8dB,同时,总压比最高提升0.027%,等熵效率最高提升0.28%。因此,分布式波浪前缘静子叶片在叶轮机械降噪方面有很好的运用前景。

关键词：波浪前缘叶片单音噪声声类比理论风扇 FW-H方程混合模型

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富水软弱地层中隧道围岩加固技术分析

福建交通科技 2022年第10期 97-100页

作者：梁松林覃家培同航黄翰文裴庆富广西路建工程集团有限公司南宁530001

针对富水软弱地层中隧道围岩易发生大变形的特点,依托于广西某隧道,对注浆加固、超前小导管支护以及管棚预加固技术进行研究,分析了3种加固方式组合下的地表沉降规律。研究结果表明:在双线隧道开挖完成后,隧道正上方的地表变形呈U形槽,... 详细信息

针对富水软弱地层中隧道围岩易发生大变形的特点,依托于广西某隧道,对注浆加固、超前小导管支护以及管棚预加固技术进行研究,分析了3种加固方式组合下的地表沉降规律。研究结果表明:在双线隧道开挖完成后,隧道正上方的地表变形呈U形槽,且与隧道的水平距离越远,沉降越小。当左右线隧道掘进30 m后,上方地表变形趋于稳定;对富水软弱围岩采用注浆加固并形成3 m、4 m和5 m的加固圈时,地表沉降变形分别减小8.5%、14.6%和20.8%。当超前小导管、管棚预加固与注浆加固相结合时,地表沉降变形更小,且三者同时使用时,地表变形能减小74.7%。

关键词：富水软弱围岩隧道施工围岩加固地表沉降

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面向对象的文化景观基因概念格算法

地球信息科学学报 2024年第3期26卷 604-619页

作者：胡最吴雪同传统村镇文化数字化保护与创意利用技术国家地方联合工程实验室衡阳421002 衡阳师范学院地理与旅游学院衡阳421002

文化景观基因(简称景观基因)是反映传统聚落丰富的历史文化信息与传统文化特征的功能单元,在推动传统聚落保护及其优秀文化资源的深度开发与利用方面有着广泛的应用前景。针对结合空间数据挖掘方法分析传统聚落景观特征的相关研究缺乏,... 详细信息

文化景观基因(简称景观基因)是反映传统聚落丰富的历史文化信息与传统文化特征的功能单元,在推动传统聚落保护及其优秀文化资源的深度开发与利用方面有着广泛的应用前景。针对结合空间数据挖掘方法分析传统聚落景观特征的相关研究缺乏,论文结合概念格空间数据挖掘原理提出了景观基因概念格。在此基础上,通过将传统聚落定义为对象,将景观基因定义为概念格的属性,论文设计了面向对象的景观基因概念格分层构造算法(Object-oriented Layered Conceptual Lattice,OOLCL)。论文选取湖南省现存的30个保存较为完好的历史文化名村和名镇为实验对象,同时与经典的Bordat算法进行对比,以此测试OOLCL算法的性能。结果表明,在属性数量大于对象数量的条件下,OOLCL算法通过对象与对象两两之间属性的交集运算减少了算法冗余度,平均时间耗费减少66.61%,显著提升了概念格的构造效率。这说明OOLCL算法能较好地适用于复杂的传统聚落文化要素特征及其相互关系的判别与分析处理,本文对今后结合GIS和空间数据挖掘方法分析传统聚落的重要传统文化特征具有较好的借鉴意义。

关键词：传统聚落形式概念分析概念格空间数据挖掘 OOLCL算法面向对象景观基因传统文化特征挖掘

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铁磁性电极条件下T形双量子点结构中马约拉纳束缚态的解耦现象

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物理学报 2024年第5期73卷 304-315页

作者：代雪峰贡同东北大学理学院沈阳110819

通过将马约拉纳束缚态侧耦合到主通道中的量子点,从理论上研究了T形双量子点体系的输运性质.结果表明,调整侧耦合量子点能级和量子点-马约拉纳束缚态耦合方式,可以在线性输运区观察到马约拉纳束缚态与T形双量子点解耦的现象.引入铁磁性... 详细信息

通过将马约拉纳束缚态侧耦合到主通道中的量子点,从理论上研究了T形双量子点体系的输运性质.结果表明,调整侧耦合量子点能级和量子点-马约拉纳束缚态耦合方式,可以在线性输运区观察到马约拉纳束缚态与T形双量子点解耦的现象.引入铁磁性电极后,电导平台的出现或损坏明显依赖于体系中磁场与电极极化方向的差异,而马约拉纳束缚态的解耦现象仍然稳固.本工作有助于进一步诠释T形双量子点体系中马约拉纳束缚态的解耦现象,为深入认知以及探测马约拉纳束缚态提供理论支持.

关键词： Andreev反射马约拉纳束缚态量子点解耦

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