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弯管内可控万向铰接柔性管动力学特性研究

振动与冲击 2024年第5期43卷 173-181页

作者：林志强罗敏王晶徐亭亭李巧珍东北石油大学机械科学与工程学院黑龙江大庆163318 东北石油大学数学与统计学院黑龙江大庆163318

针对弯管内可控万向铰接柔性管随机动态接触问题,以弯管和可控铰接柔性管为研究对象,采用哈密顿原理结合多体系统动力学理论,引入刚体运动坐标系描述可控铰的运动约束,以管-管接触模型描述可控万向铰接管和弯管的动态接触,建立了弯管内... 详细信息

针对弯管内可控万向铰接柔性管随机动态接触问题,以弯管和可控铰接柔性管为研究对象,采用哈密顿原理结合多体系统动力学理论,引入刚体运动坐标系描述可控铰的运动约束,以管-管接触模型描述可控万向铰接管和弯管的动态接触,建立了弯管内可控万向铰接柔性管多体系统接触非线性动力学的数值计算方法。以超短半径水平井造斜段柔性钻具为例,根据贝克休斯公司的钻具动力学特性标准,对柔性钻杆的振动特性进行了评价,研究了不同转速和不同钻压对柔性钻杆动力学特性的影响。研究结果表明:横向振动是导致柔性钻具可能失效的主要因素;柔性钻杆的横向振动剧烈程度随着转速的增加而减小,随着钻压的增加而增大。

关键词：柔性管哈密顿原理多体系统动力学可控万向铰动态接触

超支化絮凝剂对废弃油基钻井液的絮凝效果评价

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化工进展 2024年第8期43卷 4738-4747页

作者：刘金刚刘庆旺范振忠王洋洋周明东北石油大学石油工程学院黑龙江大庆163318

油基钻井液受地层土等劣质固相的不断侵入,流变性能严重恶化,采用溶剂萃取、热蒸馏等技术难以有效处理,会造成资源浪费。为实现对废弃油基钻井液的再生利用,本文选取超支化聚合物作为絮凝主剂,进行季铵化和疏水改性,制得具备良好选择性... 详细信息

油基钻井液受地层土等劣质固相的不断侵入,流变性能严重恶化,采用溶剂萃取、热蒸馏等技术难以有效处理,会造成资源浪费。为实现对废弃油基钻井液的再生利用,本文选取超支化聚合物作为絮凝主剂,进行季铵化和疏水改性,制得具备良好选择性的油溶性絮凝剂;通过红外光谱、热重分析等方法测定了絮凝剂分子的结构与热稳定性,探究了絮凝剂加量对钻井液密度、固相含量和流变性能的影响,通过zeta电位和矿物组分分析,进行了絮凝剂的絮凝机理分析。结果表明:絮凝剂加量1.0‰时,可有效絮凝、沉淀钻井液体系中的劣质固相,对两种油基钻井液废液处理后固相清除率可达到80.6%和63.8%,处理后钻井液密度分别为0.733g/cm^(3)和0.745g/cm^(3),其配伍性和流变性能满足钻井要求,可实现钻井液的再生循环利用。

关键词：油基钻井液钻屑絮凝剂超支化聚酰胺胺再生循环

基于1D-WCWKCNN的痕量甲烷气体浓度检测

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光谱学与光谱分析 2024年第3期44卷 829-835页

作者：阚玲玲朱富海梁洪卫东北石油大学电气信息工程学院黑龙江大庆163318

可调谐激光吸收光谱(TDLAS)技术在检测甲烷气体浓度过程中,甲烷气体透射光强二次谐波信号幅值与痕量甲烷气体浓度值成正比关系。如何准确和快速筛选目标甲烷透射光强二次谐波信号幅值至关重要。通过光电探测器获取1 000个甲烷气体透射... 详细信息

可调谐激光吸收光谱(TDLAS)技术在检测甲烷气体浓度过程中,甲烷气体透射光强二次谐波信号幅值与痕量甲烷气体浓度值成正比关系。如何准确和快速筛选目标甲烷透射光强二次谐波信号幅值至关重要。通过光电探测器获取1 000个甲烷气体透射光强信号样本,解调该透射光强信号获得二次谐波信号。人工在获得多种痕量甲烷气体透射光强和通过透射光强解调二次谐波信号时,存在噪声和人为操作对二次谐波信号的幅值产生影响,从而造成人工筛选二次谐波信号的时间增加。针对传统TDLAS技术筛选痕量甲烷气体二次谐波信号过程中存在高额时间成本的问题,提出了一种基于宽卷积和宽卷积核一维卷积神经网络(1D-WCWKCNN)的痕量甲烷气体浓度检测方法。首先,借助甲烷气体数据集训练1D-WCWKCNN模型,根据训练结果不断调整模型参数。其次,利用宽卷积层和宽卷积核一维卷积层对痕量甲烷气体二次谐波信号进行特征提取,使网络进行一次卷积后能够获得甲烷气体浓度信号中更长序列以及该序列边界信息与气体浓度之间的特征关系。甲烷透射光强二次谐波信号通过6层卷积层提取该信号与甲烷气体浓度关系的深层特征,然后通过6层最大池化层保留该信号与甲烷气体浓度关系的主要特征,再经过Flatten层将前一层处理的痕量甲烷气体透射光强二次谐波信号数据进行一维化处理。最后,根据训练好的1D-WCWKCNN模型通过Dense层输出痕量甲烷气体浓度。利用基于1D-WCWKCNN的痕量甲烷气体浓度检测模型代替了TDLAS技术中人工花费高额时间成本筛选二次谐波信号进行拟合直线对痕量甲烷气体浓度检测的过程。在实际实验中验证了该方法的有效性,实验结果表明利用该方法能够对50~1 000 mg·L^(-1)的痕量甲烷气体浓度进行有效检测,其准确度达到99.85%,与其他方法相比该方法信号特征提取能力强,检测甲烷气体精度高。该方法有助于气体检测领域中待测气体浓度信号的筛选。

关键词：痕量甲烷气体检测 TDLAS技术宽卷积核一维宽卷积

采油单螺杆泵动态力学特性及疲劳寿命预测研究

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中国机械工程 2024年第8期35卷 1358-1365页

作者：祖海英孙金山叶卫东李大奇东北石油大学机械科学与工程学院大庆163318

针对常规采油螺杆泵定子橡胶疲劳失效的问题,以油田常用的GLB120-27型单螺杆泵为研究对象,开展了50℃油浸工况下定子橡胶材料疲劳试验,获取了橡胶材料的疲劳性能参数,并构建了疲劳寿命预测模型。运用ABAQUS软件对螺杆泵进行动态力学特... 详细信息

针对常规采油螺杆泵定子橡胶疲劳失效的问题,以油田常用的GLB120-27型单螺杆泵为研究对象,开展了50℃油浸工况下定子橡胶材料疲劳试验,获取了橡胶材料的疲劳性能参数,并构建了疲劳寿命预测模型。运用ABAQUS软件对螺杆泵进行动态力学特性有限元分析,基于数值模拟得到应力应变响应结果和定子橡胶材料单轴拉伸试验应力应变拟合表达式,计算了疲劳危险位置点应变能释放率的范围。利用构建的疲劳寿命预测模型对不同过盈量条件下的螺杆泵进行了疲劳寿命预测研究。结果表明,随着过盈量的增加,疲劳寿命呈指数函数下降,通过与某采油厂近5年单螺杆泵平均工作寿命的对比,发现基于裂纹扩展方法预测得到的螺杆泵定子橡胶疲劳寿命可以满足工程预测精度要求。

关键词：螺杆泵动态力学特性定子橡胶疲劳寿命预测

含电动汽车和光伏的配电网演化动态博弈调度策略

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太阳能学报 2024年第5期45卷 316-323页

作者：闫丽梅曾家威徐建军彭程赵书琪贾莹东北石油大学电气工程信息学院大庆163318

针对大规模电动汽车的无序充电行为可能导致电网出现的三相不平衡问题,基于演化动态博弈模型,提出一种考虑三相负荷平衡和光伏消纳的电动汽车充电调度策略。首先,基于电动汽车接入时段的主观性以及光伏出力和负荷的不确定性,引入游牧集... 详细信息

针对大规模电动汽车的无序充电行为可能导致电网出现的三相不平衡问题,基于演化动态博弈模型,提出一种考虑三相负荷平衡和光伏消纳的电动汽车充电调度策略。首先,基于电动汽车接入时段的主观性以及光伏出力和负荷的不确定性,引入游牧集群和定居集群之间的演化动态博弈方程;然后,考虑用户侧和电网侧双方利益关系,设计以最小化电动汽车充电费用、三相负荷不平衡度和无功需求为目标的调度优化模型;最后,通过对某商业区配电网算例进行仿真求解,对比分析三相有功曲线、三相无功曲线以及荷电状态曲线的变化趋势。算例结果表明,该调度策略可有效降低三相不平衡度,满足无功补偿的需求以及改善用户充电成本。

关键词：光伏发电配电网电动汽车功率控制负荷管理无功补偿演化动态博弈

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液滴撞击单丝铺展特性的数值研究

化工学报 2024年第6期75卷 2233-2242页

作者：黄斌丰生杰傅程张威重庆科技大学石油与天然气工程学院重庆401331 东北石油大学石油工程学院黑龙江大庆163318

液滴撞击单丝现象在石油与天然气处理过程中广泛存在,研究液滴撞击单丝的铺展特性对于提高化工设备的热质传递效率有重要意义。基于VOF方法建立液滴撞击单丝的数值模型,系统研究了初始速度、初始直径、撞击偏心距、撞击角度对液滴铺展... 详细信息

液滴撞击单丝现象在石油与天然气处理过程中广泛存在,研究液滴撞击单丝的铺展特性对于提高化工设备的热质传递效率有重要意义。基于VOF方法建立液滴撞击单丝的数值模型,系统研究了初始速度、初始直径、撞击偏心距、撞击角度对液滴铺展因子的影响。结果表明,增加初始速度能加快铺展因子增长速率并延长其最大铺展因子的保持时间。减小液滴的初始直径显示出更高的铺展因子;缩短撞击偏心距有助于液滴的更充分铺展,控制在0.2R以内时铺展效果最佳;减小撞击角度也可促进液滴更充分地铺展,其中铺展因子曲线在不同撞击角度下存在一个铺展转换点。此外液膜中心与两侧压差驱动液滴快速铺展,直至达到最大铺展长度后停止。研究结果可为含有丝网填料的化工设备的优化设计提供理论参考。

关键词：液滴碰撞铺展因子铺展机制数值模拟

金属有机框架MIL-101(Fe)用于增强光催化降解含油污水中的原油

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燃料化学学报（中英文） 2024年第4期52卷 607-618页

作者：梁宇宁王宝辉李硕辉迟伟蒙毕明春刘雨萱王一然姚明张天赢陈颖东北石油大学化学与化学工程学院石油与天然气加工重点实验室黑龙江大庆163318 大庆油田生产测试分公司黑龙江大庆163318

利用溶剂热法合成了一种稳定的金属有机框架(MOF)MIL-101(Fe),并作为一种新型光催化剂提高了油田废水中原油的降解性能。通过对反应条件的优化,确定了以下最佳参数:暗反应时间为30 min,光反应时间为30 min,p H值为5.5,催化剂量为150 mg... 详细信息

利用溶剂热法合成了一种稳定的金属有机框架(MOF)MIL-101(Fe),并作为一种新型光催化剂提高了油田废水中原油的降解性能。通过对反应条件的优化,确定了以下最佳参数:暗反应时间为30 min,光反应时间为30 min,p H值为5.5,催化剂量为150 mg/L,反应温度为303.15 K。在这些反应条件下,去除率达到了94.73%。本研究是铁基MOFs在油田废水光催化降解中的应用。MIL-101(Fe)在温和的酸性条件下表现出良好的稳定性,并且可以有效地循环利用。这些发现为利用MIL-101(Fe)作为一种很有前途的工业应用材料,通过光催化降解从受油污染的水中去除原油提供了有价值的见解。

关键词： MIL-101(Fe) MOF 光催化溶剂热油田废水降解

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基于特征强化U⁃Net的地震速度反演方法

石油地球物理勘探 2024年第2期59卷 185-194页

作者：张岩孟德聪宋利伟董宏丽东北石油大学计算机与信息技术学院黑龙江大庆163318 东北石油大学人工智能能源研究院黑龙江大庆163318 东北石油大学物理与电子工程学院黑龙江大庆163318

基于深度神经网络的地震速度反演方法面临的挑战是:时间域地震数据与空间域模型信息间语义映射的弱对应关系导致多解性;神经网络将地震数据映射到速度模型过程中缺少有效引导,易受噪声干扰,影响反演精度。为此,提出一种基于特征强化U‑Ne... 详细信息

基于深度神经网络的地震速度反演方法面临的挑战是:时间域地震数据与空间域模型信息间语义映射的弱对应关系导致多解性;神经网络将地震数据映射到速度模型过程中缺少有效引导,易受噪声干扰,影响反演精度。为此,提出一种基于特征强化U‑Net的地震速度反演方法。首先,通过多炮地震数据特征叠加使输入网络的地震时间序列信号与对应速度模型之间的空间关系更加明确;其次,基于多尺度特征融合的思想设计具有不同尺寸卷积核的模块,以增强网络对有效特征的学习能力;然后,利用注意力门引导网络,增强网络重点关注的特征;最后,结合瓶颈残差和预激活的思想,在网络中加入预激活瓶颈残差,避免梯度消失和网络退化。实验表明,该方法在地震速度反演方面具有更高的精度,并在抗噪声测试中效果较好,具有一定的泛化能力。

关键词：地震速度反演深度学习注意力多尺度特征融合特征强化

Co掺杂诱导Co_(x)P-Ni_(2)P双金属位点与酸协同作用实现高效加氢脱氧

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燃料化学学报（中英文） 2024年第9期52卷 1327-1335页

作者：司明浩王帅苟晓梅宋华东北石油大学化学化工学院黑龙江大庆163318

高效加氢脱氧催化剂的开发是生物油提质升级的关键。以介孔SiO_(2)为载体,在Ni_(2)P活性相基础上,通过Co掺杂制备了Co_(x)P-Ni_(2)P双金属位点与酸性位点并存的Co_(x)P-Ni_(2)P/SiO_(2)-y催化剂(y为初始P/(Ni+Co)物质的量比),采用XRD、... 详细信息

高效加氢脱氧催化剂的开发是生物油提质升级的关键。以介孔SiO_(2)为载体,在Ni_(2)P活性相基础上,通过Co掺杂制备了Co_(x)P-Ni_(2)P双金属位点与酸性位点并存的Co_(x)P-Ni_(2)P/SiO_(2)-y催化剂(y为初始P/(Ni+Co)物质的量比),采用XRD、BET、XPS、H_(2)-TPR、NH3-TPD、Py-FTIR和TEM技术表征了催化剂的结构和化学性质,并以间甲酚为模型化合物,考察了Co掺杂以及P/M物质的量比对Ni2P/SiO_(2)催化剂加氢脱氧性能的影响。结果表明,Co的掺杂不仅新增了活性位点Co_(x)P,还优化了Ni_(2)P的电子结构,进而提高了催化剂的加氢脱氧(HDO)活性。在Co_(x)P-Ni_(2)P/SiO_(2)-y催化剂中,P/M物质的量比为0.5的Co_(x)P-Ni_(2)P/SiO_(2)-0.5催化性能最好,在275℃,2 MPa,1 h的反应条件下,间甲酚转化率达到98.7%,对脱氧产物甲基环己烷(MCH)的选择性达到95.6%,且Co_(x)P-Ni_(2)P/SiO_(2)-y催化剂上的HDO反应过程以先加氢后脱氧(HYD)路径为主。

关键词：生物油加氢脱氧磷化镍 Co掺杂间甲酚