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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

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“集成化”油气钻采与集输虚拟仿真实验中心建设研究与实践

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科技与创新 2024年第3期 140-143页

作者：辛艳萍刘坤郭瑾山东石油化工学院石油工程学院山东东营207061

基于石油与天然气工程领域的发展现状,以创新型应用人才的培养为目标,立足于新工科教育理念对高等教育的新要求,对油气钻采与集输虚拟仿真实验中心建设和教学改革进行创新改革与实践。整合升级“集成化、模块化、校企结合、虚实结合”... 详细信息

基于石油与天然气工程领域的发展现状,以创新型应用人才的培养为目标,立足于新工科教育理念对高等教育的新要求,对油气钻采与集输虚拟仿真实验中心建设和教学改革进行创新改革与实践。整合升级“集成化、模块化、校企结合、虚实结合”的虚拟仿真实验平台,构建了“一个中心、三种模式、四个层次、五个模块”的虚拟仿真实验教学的创新体系,开发“线上线下、共建共享”的虚拟仿真实验教学资源,通过持续改进创新“信息化、多维度”的考核评价体系构建了重点突出、特色鲜明的油气钻采与集输虚拟仿真实验教学模式。

关键词：新工科油气钻采与集输仿真实验改革与实践

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超支化高分子水基钻井液仿生润滑机理

天然气工业 2024年第7期44卷 120-131页

作者：许林王晓棠王晓亮胡南琪许明标韩银府位中伟丁梓敬浙江海洋大学石油化工与环境学院贝尔法斯特女王大学化学化工学院长江大学石油工程学院荆州嘉华科技有限公司

随着定向钻井技术的发展,水基钻井液润滑性逐渐成为确保定向井钻进的关键指标,设计新型钻井液润滑材料已成为油田化学领域的研究热点和重点。为探究超支化高分子水基钻井液仿生润滑机理,首先采用发散法合成了第1.5代超支化聚丙烯酸乙二... 详细信息

随着定向钻井技术的发展,水基钻井液润滑性逐渐成为确保定向井钻进的关键指标,设计新型钻井液润滑材料已成为油田化学领域的研究热点和重点。为探究超支化高分子水基钻井液仿生润滑机理,首先采用发散法合成了第1.5代超支化聚丙烯酸乙二胺基丙烯酸十八酯G1.5 P(EDA—MA—OA),然后进行了合成产物结构、微观形貌与热稳定性检测及其强化水基钻井液润滑性能评价,最后系统分析了超支化高分子与膨润土粒子的吸附行为。研究结果表明:①G1.5 P是粒径分布在几十纳米的分散性粒子,具有良好的热稳定性,热解温度集中在214℃;②以G1.5 P为润滑添加剂,构建的水基钻井液润滑系数为0.068,具有良好降摩减磨性;③G1.5 P呈“分子刷”状吸附于亲水材料表面,不仅改变了表面润湿性,而且还可促进膨润土粒子聚结形成致密、韧性的泥饼;④基于超支化高分子强化水基钻井液润滑的构效关系,提出了一种水基钻井液边界—固体润滑新模型,即超支化高分子促进在钻具与井壁摩擦副间形成低剪切强度泥饼,以泥饼结构内摩擦代替钻具刚性外摩擦,实现钻井液降摩减磨功能。结论认为,该认识完善了水基钻井液润滑添加剂的设计思路,为新型高性能润滑处理剂设计及超滑水基钻井液的开发提供了理论与技术支撑。

关键词：水基钻井液超支化高分子润滑添加剂摩擦副边界—固体润滑构效关系分子刷

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埕北凹陷沙河街组构造-沉积响应特征与油气勘探意义

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海洋地质前沿 2024年第3期40卷 22-30页

作者：郝冉冉吴智平王永诗武群虎王蛟中国石油大学(华东)地球科学与技术学院青岛266580 中国石油化工股份有限公司胜利油田分公司东营257000 山东石油化工学院石油工程学院东营257000

通过三维地震、岩芯、测井、录井资料,以“源-沟-汇”思想为指导,分析了埕北凹陷沙河街组构造断裂体系演化及其沉积响应特征,梳理了不同构造演化阶段沉积体系发育类型与时空展布。研究表明,沙河街组沉积期埕北断层、埕子口断层具有典型... 详细信息

通过三维地震、岩芯、测井、录井资料,以“源-沟-汇”思想为指导,分析了埕北凹陷沙河街组构造断裂体系演化及其沉积响应特征,梳理了不同构造演化阶段沉积体系发育类型与时空展布。研究表明,沙河街组沉积期埕北断层、埕子口断层具有典型幕式构造演化特征。沙三段沉积期表现为强烈断陷幕,埕北断层活动强烈,陡坡带沿大型古沟谷发育扇三角洲沉积体系;西斜坡沿断槽型沟谷发育三角洲沉积体系;沙二—沙一段沉积期为走滑改造断陷幕,埕北断层活动明显减弱,埕子口断层活动相对较强,陡坡带和西斜坡沿物源通道均继承性发育三角洲沉积体系。勘探实践验证了砂体发育区为构造-沉积响应的结果,为研究区油气勘探指明方向。

关键词：埕北凹陷沙河街组构造演化沉积体系油气勘探

摇动半径与中心抬刀对电火花加工效果影响的试验研究

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机械科学与技术 2024年第2期43卷 232-237页

作者：李殿新刘建勇张慧杰杨晓宇北京石油化工学院机械工程学院北京102617

为了提升电火花加工系统的性能,开发出基于PC平台、能够实现高速复杂抬刀、多轴联动摇动加工的电火花成形加工数控系统。在中心抬刀模式下,加入摇动半径分别为30μm、60μm、90μm的摇动模式,对比了不同模式下的试验结果。在90μm摇动... 详细信息

为了提升电火花加工系统的性能,开发出基于PC平台、能够实现高速复杂抬刀、多轴联动摇动加工的电火花成形加工数控系统。在中心抬刀模式下,加入摇动半径分别为30μm、60μm、90μm的摇动模式,对比了不同模式下的试验结果。在90μm摇动模式下,对比了中心抬刀与非中心抬刀下的试验结果。结果表明:随着摇动半径的增大,加工时间变长、加工蚀除率下降、加工后孔的直径和深度变大但孔的直径偏差变小、底部圆角半径变小、电极损耗率下降,但表面粗糙度基本相同;中心抬刀会延长加工时间、降低加工蚀除率、减小孔直径并降低孔的直径误差、减小电极损耗率,对底部圆角直径、加工深度、表面粗糙度的影响不大。

关键词：电火花加工摇动模式中心抬刀电极损耗加工精度

变桨轴承用42CrMo钢疲劳裂纹扩展试验及螺栓孔裂纹扩展特性研究

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塑性工程学报 2024年第9期31卷 197-206页

作者：张洪伟吉康康曹钢苗学林张家麒北京石油化工学院机械工程学院北京102617

以风电变桨轴承用材料42CrMo钢为基础,从轴承应力集中部位取紧凑拉伸试样(CT试件),在不同载荷和应力比条件下进行CT试件的疲劳裂纹扩展试验,对裂纹扩展过程进行Paris疲劳裂纹扩展模型的数据拟合,由试验数据拟合得到Paris模型参数C和m;利... 详细信息

以风电变桨轴承用材料42CrMo钢为基础,从轴承应力集中部位取紧凑拉伸试样(CT试件),在不同载荷和应力比条件下进行CT试件的疲劳裂纹扩展试验,对裂纹扩展过程进行Paris疲劳裂纹扩展模型的数据拟合,由试验数据拟合得到Paris模型参数C和m;利用ABAQUS与FRANC3D软件联合仿真,将试验与仿真得到的不同应力比和不同载荷下的循环次数与裂纹长度进行对比,两者的吻合度较高。通过对风电变桨轴承危险部位进行建模,建立变桨轴承螺栓孔子模型,在危险部位建立初始裂纹进行疲劳裂纹扩展数值模拟,研究不同长深比以及不同角度的疲劳裂纹的扩展规律,结果表明:随着长深比a/b的增大,在裂纹增长同样长度的情况下,所需循环次数减小,初始裂纹形状及角度均对裂纹扩展规律有较大影响。

关键词：变桨轴承疲劳裂纹扩展应力强度因子螺栓孔有限元

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水平井定向喷砂射孔工具设计与动力学分析

中国石油大学学报（自然科学版） 2024年第4期48卷 109-114页

作者：周卫东李罗鹏中国石油大学(华东)石油工程学院山东青岛266580

基于水力喷砂射孔技术,结合重力定向原理,设计水平井定向喷砂射孔工具,动力学分析与地面验证试验表明喷枪轴线与井筒轴线存在偏心时能够可靠定向,建立定向偏角与喷枪偏转动力矩、过盈配合阻力矩、液柱压力导致的密封件阻力矩以及轴承旋... 详细信息

基于水力喷砂射孔技术,结合重力定向原理,设计水平井定向喷砂射孔工具,动力学分析与地面验证试验表明喷枪轴线与井筒轴线存在偏心时能够可靠定向,建立定向偏角与喷枪偏转动力矩、过盈配合阻力矩、液柱压力导致的密封件阻力矩以及轴承旋转阻力矩之间的力学模型。结果表明:偏心距与喷枪自重是提升定向精度的关键因素,而密封件与转轴之间的过盈配合是阻碍定向的关键因素;设计条件下其最大阻力矩占比可达68.4%,地面射孔试验的孔眼与基准位置的偏离角度为2°~4°,喷枪定向效果良好;变更射孔位置时无论拖动还是转动,喷枪均都能够自如地回到初始位置,且打压后喷枪稳定性较好,不存在无序转动、摆动现象。

关键词：水力喷砂射孔定向射孔重力定向力学模型

软骨修复用聚乙烯醇/壳聚糖复合水凝胶的制备及体外性能研究

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化工新型材料 2024年第6期52卷 228-233页

作者：董梦真王鹏粼管洁居瑞军陶月康举北京石油化工学院机械工程学院北京102617 北京石油化工学院新材料与化工学院北京102617

以聚乙烯醇和壳聚糖为原料,利用冻融循环法,通过调节聚乙烯醇和壳聚糖的配比、冻融循环次数以及搅拌时间,采用正交试验制备出多组复合水凝胶,进行综合性能评价。结果表明:采用15%聚乙烯醇+1.5%壳聚糖混合搅拌4h,冻融循环5次制备的复合... 详细信息

以聚乙烯醇和壳聚糖为原料,利用冻融循环法,通过调节聚乙烯醇和壳聚糖的配比、冻融循环次数以及搅拌时间,采用正交试验制备出多组复合水凝胶,进行综合性能评价。结果表明:采用15%聚乙烯醇+1.5%壳聚糖混合搅拌4h,冻融循环5次制备的复合水凝胶具有较强的抗拉强度,适宜的含水率和溶胀率以及良好的血液相容性,对细胞无毒性且适合细胞生长,是一种具有应用前景的软骨修复组织工程材料。

关键词：聚乙烯醇壳聚糖复合水凝胶软骨修复

类乙二胺四乙酸螯合纤维素及其对水中重金属离子的吸附性能

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高分子材料科学与工程 2024年第3期40卷 110-117页

作者：申华张文杨露丁保宏沈阳化工大学理学院辽宁沈阳110142 辽宁石油化工大学石油化工学院辽宁抚顺113001

为了改善纤维素对重金属的吸附去除性能,文中采用高碘酸钠选择性氧化纤维制得双醛纤维素,通过Schiff碱反应,将乙二胺接枝到纤维素骨架,再将溴乙酸取代到氨基上,获得含有氮和氧配位原子的类乙二胺四乙酸螯合纤维素(EDTA-CL)。表征了其形... 详细信息

为了改善纤维素对重金属的吸附去除性能,文中采用高碘酸钠选择性氧化纤维制得双醛纤维素,通过Schiff碱反应,将乙二胺接枝到纤维素骨架,再将溴乙酸取代到氨基上,获得含有氮和氧配位原子的类乙二胺四乙酸螯合纤维素(EDTA-CL)。表征了其形貌和结构,考察了其对水中Cd^(2+)和Pb^(2+)的吸附性能。EDTA-CL吸附Cd^(2+)和Pb^(2+)的最佳pH范围为4.5~6;EDTA-CL对Cd^(2+)和Pb^(2+)的吸附在20 min内达到了平衡;EDTA-CL对Cd^(2+)和Pb^(2+)的吸附容量分别为236.1 mg/g和382.6 mg/g,氮和氧配位原子的引入大大提高了对Cd^(2+)和Pb^(2+)的吸附容量;EDTA-CL对Cd^(2+)和Pb^(2+)的吸附过程符合Langmuir和准二级动力学模型;EDTA-CL可以重复多次使用。

关键词：螯合纤维素镉铅吸附