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基于差示扫描量热法的费托蜡非等温结晶动力学

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中国石油大学学报（自然科学版） 2024年第2期48卷 209-216页

作者：谢浩东张帆张胜振陈胜利北京低碳清洁能源研究院北京102211 中国石油大学(北京)化学工程与环境学院北京102249 中国石油大学(北京)机械与储运工程学院北京102249

以滴熔点为113、104、92、83、78和73℃的6种窄馏分费托蜡为研究对象,采用差示扫描量热法(DSC)研究其在不同冷却速率下的非等温结晶过程,应用Jeziorny法和莫志深法对结晶动力学参数进行理论预测,通过Kissinger方程计算非等温结晶活化能... 详细信息

以滴熔点为113、104、92、83、78和73℃的6种窄馏分费托蜡为研究对象,采用差示扫描量热法(DSC)研究其在不同冷却速率下的非等温结晶过程,应用Jeziorny法和莫志深法对结晶动力学参数进行理论预测,通过Kissinger方程计算非等温结晶活化能。结果表明:不同蜡样品的非等温结晶过程相似,并且结晶过程依赖于冷却速率;所采用的动力学模型与试验数据吻合良好,Avrami指数n平均值在1~2之间,说明结晶过程为二次成核,成核后生长形成棒状或纤维状晶体;蜡样品的非等温结晶活化能越小或冷却速率越快,越容易发生结晶。

关键词：费托蜡差示扫描量热法非等温结晶结晶动力学结晶活化能

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基于粒子群算法的瞬变电磁检测小车结构优化

石油机械 2024年第3期52卷 117-125页

作者：卫伟赵弘中国石油大学(北京)机械与储运工程学院

利用瞬变电磁法进行管道移动检测的过程中,经常由于检测设备抖动造成检测信号的误差或检测失败。为此,设计了一款可搭载瞬变电磁检测设备的自动检测小车。基于检测小车和埋地管道检测的工作要求,进行可变线圈搭载平台和减震机构设计,并... 详细信息

利用瞬变电磁法进行管道移动检测的过程中,经常由于检测设备抖动造成检测信号的误差或检测失败。为此,设计了一款可搭载瞬变电磁检测设备的自动检测小车。基于检测小车和埋地管道检测的工作要求,进行可变线圈搭载平台和减震机构设计,并利用解析法对弹簧阻尼器的刚度系数和阻尼系数进行优化。基于ANSYS Workbench软件对上摆臂和车轮连接件进行拓扑优化。基于减震机构的关键零件下摆臂对整体性能的影响,利用CCD中心组合试验法,进行仿真试验设计取得数据,并利用响应面法得出最大应力和质量与下摆臂设计参数的映射关系。采用粒子群算法对映射关系进行优化设计,获得最大应力和质量最小时的下摆臂参数。优化结果表明:采用Adams对优化后的检测小车进行运动学仿真,小车平台质心在竖直方向上位移和速度的峰值分别降低约55.7%和26.5%,均值分别降低约67.9%和24.2%,波动的次数也明显减少,检测小车性能显著增强。所得结论可为检测小车设计提供理论参考,对管道缺陷检测领域具有一定的工程意义。

关键词：埋地管道瞬变电磁检测检测小车粒子群算法优化设计仿真分析

基于VC-SVM与粒子群算法的卡钻智能预测方法

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石油机械 2024年

作者：刘子豪宋先知朱硕叶山林张诚恺马宝东祝兆鹏中国石油大学(北京)石油工程学院中石油江汉机械研究所有限公司中国石油大学(北京)机械与储运工程学院

在油气钻探过程中，由于井下条件复杂、地层认识不清等因素，导致卡钻事故频发，严重制约钻井效率，目前国内外学者所研究的卡钻预测方法在准确性、时效性及迁移性等方面仍存在不足。本文提出了一种融合集成学习思想与智能优化算法的卡... 详细信息

在油气钻探过程中，由于井下条件复杂、地层认识不清等因素，导致卡钻事故频发，严重制约钻井效率，目前国内外学者所研究的卡钻预测方法在准确性、时效性及迁移性等方面仍存在不足。本文提出了一种融合集成学习思想与智能优化算法的卡钻智能预测方法。根据实际井场的卡钻数据，基于合理的标签标定方法，将标签准确定位于卡钻发生前而非卡死点，通过参数相关性分析、表征意义分析、时效性以及可信性分析优选了7个输入参数；使用了随机森林、支持向量机和BP神经网络三种算法建立了卡钻预测模型，并对比了各模型在卡钻与非卡钻样本比例严重不均时（卡钻与非卡钻比例1：117）的表现；优选SVM模型作为卡钻预测基模型，使用集成学习的思想加以改进，并采用粒子群算法同时对多个SVM分类器进行超参数优化，简化了调参过程的同时实现了耦合寻优。最终以某区块10次卡钻样本进行训练测试，改进后的模型可有效寻找不同类别卡钻的超平面，迁移预测虚警率可控制在9%，漏警率不到7%，有效预测了每一次卡钻的大部分数据点。本研究有望提高现场钻井风险预警效率，为保障油气井安全高效钻进提供支撑。

关键词：卡钻智能预测机器学习投票分类器粒子群算法耦合寻优

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面向铣削场景的电主轴数字孪生调试方法研究

制造技术与机床 2024年第5期 199-204页

作者：周正飞张凤丽牛晓彤孙雪皓王金江中国石油大学(北京)机械与储运工程学院北京102249

数控机床电主轴作为机床关键功能部件之一,其工作性能直接影响数控机床的加工效果。电主轴加工前的调试工作,对于提升机床加工效率和工作性能具有重要意义。文章建立了面向铣削场景的电主轴数字孪生调试方法,针对控制效果受运行工况、... 详细信息

数控机床电主轴作为机床关键功能部件之一,其工作性能直接影响数控机床的加工效果。电主轴加工前的调试工作,对于提升机床加工效率和工作性能具有重要意义。文章建立了面向铣削场景的电主轴数字孪生调试方法,针对控制效果受运行工况、敏感参数变化影响导致调试结果可靠性降低的问题,分析系统特性与运行场景特点,构建铣削场景模型,并将运行场景注入孪生模型内,结合基于模型的整定算法与手动调优策略,研究数字孪生驱动的虚拟调试方法。以主轴电机速度环控制参数为例,对PI参数进行虚拟调试优化,对比实验测试数据得出在缩短调试时间的同时也降低稳态误差48%、缩短响应时间13%,从而验证了所提方法的有效性和现场应用的可行性。

关键词：电主轴场景模拟虚拟调试数字孪生

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基于石墨柔性压力传感器的实践教学方案设计

实验技术与管理 2024年第3期41卷 238-243页

作者：陈孝喆高荣科于连栋中国石油大学(华东)控制科学与工程学院山东青岛266580

该文通过石墨柔性压力传感器课程设计,使学生学习了先进的柔性传感器设计理念,并让他们发挥主观能动性进行自主创作。该课程设计涉及电子工程、材料科学、机械工程等多学科知识,着重开展了石墨柔性压力传感器、电阻检测与控制电路以及... 详细信息

该文通过石墨柔性压力传感器课程设计,使学生学习了先进的柔性传感器设计理念,并让他们发挥主观能动性进行自主创作。该课程设计涉及电子工程、材料科学、机械工程等多学科知识,着重开展了石墨柔性压力传感器、电阻检测与控制电路以及数值模拟上位机三大模块的设计。这一课程设置符合智能感知工程新专业人才培养的发展趋势,通过这一课程的学习,能够培养学生发现问题、解决问题的能力,有利于复合型、创新型、应用型专业人才的培养。

关键词：智能感知工程传感器课程设计柔性压力传感器教学改革

基于超音速膨胀凝结的油田伴生气脱二氧化碳研究

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中国石油大学学报（自然科学版） 2024年第1期48卷 159-165页

作者：范路韩卓蒲晓莉马立辉李炜边江中国石化胜利油田技术检测中心山东东营257000 中国石油江汉机械研究所有限公司湖北武汉430024 中国石油大学(华东)储运与建筑工程学院山东青岛266580

油田伴生气通常含有大量的二氧化碳等酸性气体,为了提升油田伴生气质量,必须对天然气进行脱二氧化碳处理;将超音速旋流分离技术用于伴生气脱除二氧化碳是一条全新路径,但二氧化碳在超音速流动条件下的冷凝特性有待进一步明晰。建立二氧... 详细信息

油田伴生气通常含有大量的二氧化碳等酸性气体,为了提升油田伴生气质量,必须对天然气进行脱二氧化碳处理;将超音速旋流分离技术用于伴生气脱除二氧化碳是一条全新路径,但二氧化碳在超音速流动条件下的冷凝特性有待进一步明晰。建立二氧化碳在喷管中的相变过程数学模型,讨论二氧化碳超音速凝结流动特性,分析入口温度和压力对二氧化碳超音速凝结特性的影响规律。结果表明:二氧化碳在喷管喉部之后的扩张段发生凝结,生成大量的二氧化碳液滴;随着喷管入口温度增加,尽管凝结的二氧化碳液滴数量增加,但喷管出口和中轴线上的液相质量分数减小,凝结位置越靠近喷管出口;随着喷管入口压力增加,混合气体在喷管出口的压力和温度升高、速度减小,二氧化碳在喷管内凝结产生的液滴数量减少,喷管出口和中心轴线上的液相质量分数越大。

关键词：油田伴生气二氧化碳喷管超音速凝结

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计算注水开发不同阶段体积波及系数的新方法

油气地质与采收率 2024年第1期31卷 145-152页

作者：王翔张贵才蒋平裴海华冯可心中国石油大学(华东)石油工程学院山东青岛266580

体积波及系数是油田评价开发效果、制定开发调整方案的重要依据。为了研究注水开发不同阶段体积波及系数的变化规律,从注入孔隙体积倍数角度出发,根据油水相对渗流理论与油藏工程原理,提出了驱油效率与注入孔隙体积倍数的计算模型,建立... 详细信息

体积波及系数是油田评价开发效果、制定开发调整方案的重要依据。为了研究注水开发不同阶段体积波及系数的变化规律,从注入孔隙体积倍数角度出发,根据油水相对渗流理论与油藏工程原理,提出了驱油效率与注入孔隙体积倍数的计算模型,建立了体积波及系数计算方法,并以胜利油田3个试验区为例进行了计算与分析。结果表明:驱油效率与注入孔隙体积倍数之间满足指数方程,二者关系曲线呈上凸型;随着注入孔隙体积倍数的增大,驱油效率由最小驱油效率逐渐增大,并趋近于最大驱油效率;对驱油效率计算模型进行验证,预测值与实测值的平均相对误差仅为1.90%;水驱开发过程中体积波及系数与注入孔隙体积倍数关系曲线整体呈快升-缓升-近平台状演变趋势,计算结果能够指导开发调整措施的效果评价;3个试验区目前体积波及系数接近90%,波及区内存在大量剩余油,亟需开展波及区内主体剩余油的描述与启动方法研究。

关键词：水驱注入孔隙体积倍数驱油效率体积波及系数开发效果

深层超深层油气安全高效开发若干关键问题与新型解决方案

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石油钻探技术 2024年第2期52卷 24-30页

作者：柳贡慧查春青陈添汪伟北京工业大学机械与能源工程学院北京100124 中国石油大学(北京)石油工程学院北京102249

深层超深层油气资源是我国油气资源的重要接替区和重点勘探开发领域,现已成为保障国家能源安全的重要战略资源。深层超深层油气安全高效开发面临诸多挑战,井下复杂工况识别难、套管破损严重、长水平段托压严重和井眼轨迹控制难度达等关... 详细信息

深层超深层油气资源是我国油气资源的重要接替区和重点勘探开发领域,现已成为保障国家能源安全的重要战略资源。深层超深层油气安全高效开发面临诸多挑战,井下复杂工况识别难、套管破损严重、长水平段托压严重和井眼轨迹控制难度达等关键问题尤为突出,亟待解决。为此,针对深层超深层油气开发所面临的关键问题,在分析传统解决方案局限性的基础上,提出了具有显著优势的新工具和新技术,为深层超深层油气的安全高效开发提供了有效的技术方案支持,也为深层超深层钻完井技术发展提供了新的方向。

关键词：深层超深层提速提效井眼轨迹控制套损修复工况识别

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面向人体运动检测的水凝胶基柔性应变传感器设计

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实验室研究与探索 2024年第4期43卷 10-13页

作者：张冬至邵佳慧刘希臣周兰娟陈璨中国石油大学(华东)控制科学与工程学院山东青岛266580

在可穿戴电子设备迅猛发展的背景下,构建面向人体运动检测的可穿戴柔性应变传感器成为目前传感器研究的重点之一。基于聚丙烯酰胺(PAM)、纤维素纳米晶(CNCs)、单宁酸(TA)构建了一种导电水凝胶基柔性应变传感器。机械性能与电学性能测试... 详细信息

在可穿戴电子设备迅猛发展的背景下,构建面向人体运动检测的可穿戴柔性应变传感器成为目前传感器研究的重点之一。基于聚丙烯酰胺(PAM)、纤维素纳米晶(CNCs)、单宁酸(TA)构建了一种导电水凝胶基柔性应变传感器。机械性能与电学性能测试结果表明,相较于其他柔性应变传感器,聚丙烯酰胺-纤维素纳米晶-单宁酸导电水凝胶基柔性应变传感器具有超长的拉伸范围(0%~2 900%)、较好的黏附性、快速的响应时间(280 ms)和良好的稳定性(超320次加载-卸载循环)。该传感器对人体关节弯曲的大应变与喉部活动的小应变等运动信号具备良好的检测功能,可用作人体运动检测的柔性可穿戴传感器。

关键词：可穿戴电子导电水凝胶柔性传感器人体运动检测