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数字化井场标准模板研究与应用

信息系统工程 2024年第1期 31-33页

作者：刘伟吴超唐梦川庆钻探工程有限公司钻采工程技术研究院

国内首个数字化井场试点德探1井试运行以来,初见成效,其运行效率、处置能力与管控能力得到了一定的提升,但试点井集成功能不足,没有形成数字化井场标准,不能快速进行推广应用,并且不同队伍状况及设备配置不相同,数字化水平参差不齐,为... 详细信息

国内首个数字化井场试点德探1井试运行以来,初见成效,其运行效率、处置能力与管控能力得到了一定的提升,但试点井集成功能不足,没有形成数字化井场标准,不能快速进行推广应用,并且不同队伍状况及设备配置不相同,数字化水平参差不齐,为井场的数字化转型增添了难度。针对该问题,通过数字化井场标准模板研究,不断升级完善数字化钻井队信息化应用标准,整合现场工程、井控、装备、安全等多种数据资源,全面推进钻井现场数字化转型,进一步提高现场作业风险管控、技术支撑能力,打造高质量、高效率、可复制的新型数字化钻井队。

关键词：数字化井场硬件研发软件组成管理制度 EISS系统

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钻具熔切用铝热剂及其喷射机构研制

钻采工艺 2024年第3期47卷 129-133页

作者：徐建超何超李枝林庞东晓敬俊中国石油川庆钻探工程有限公司钻采工程技术研究院中国石油川庆钻探工程有限公司科技信息部西南石油大学机电工程学院

为实现管柱的快速解卡,采用铝热药剂燃烧产生的高能火焰经特殊的喷射机构引流后,对遇卡管柱实施快速环向熔融,是深井管柱遇卡故障高效快速处置的重要手段之一。文章结合大量地面金属板熔融穿透烧蚀测试,研发了适用于管柱熔融切割作业的... 详细信息

为实现管柱的快速解卡,采用铝热药剂燃烧产生的高能火焰经特殊的喷射机构引流后,对遇卡管柱实施快速环向熔融,是深井管柱遇卡故障高效快速处置的重要手段之一。文章结合大量地面金属板熔融穿透烧蚀测试,研发了适用于管柱熔融切割作业的专用铝热药剂,同时根据喷射火焰特征,研制了可对火焰实现径向引流作用的喷射机构,并开展了实验测试。实验结果表明:专用铝热药剂对金属板具有较强的烧蚀穿透能力,采用直径38 mm、高90 mm的铝热剂药柱在5 s内实现了厚度12 mm金属板的有效熔融穿透。喷射机构对轴向高速火焰经过流孔加速和引流面径向转向后,可完成对管柱的360°环向全覆盖,保证了管柱环向熔融切割的顺利实施。该研究为高温熔融井下钻具内切割工具的研制提供了重要技术支撑,为遇卡管柱高效快速切割技术的形成奠定了关键基础。

关键词：钻具解卡高温熔融铝热剂引流喷射

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基于修井作业数字化现场视频监控系统的应用

信息系统工程 2024年第4期 20-23页

作者：黄微张雨平陶俊亦川庆钻探工程有限公司钻采工程技术研究院

针对修井作业现场人工巡检效率低、工人劳动强度大、存在不安全隐患等问题,通过分析修井现场视频监控系统功能要求提出了一种基于修井数字化作业现场的视频在线监控系统,实现对不同区域修井现场的集中数据采集、远程监控、视频图像存储... 详细信息

针对修井作业现场人工巡检效率低、工人劳动强度大、存在不安全隐患等问题,通过分析修井现场视频监控系统功能要求提出了一种基于修井数字化作业现场的视频在线监控系统,实现对不同区域修井现场的集中数据采集、远程监控、视频图像存储、视频会议等功能。介绍了视频监控系统的硬件组成并开发了监控系统界面。经现场应用和调试表明,该修井作业视频监控系统可以实时监控修井现场,降低了工人劳动强度,大大提高了监控效率,取得了满意的应用效果。

关键词：修井修井作业数字化现场在线监控系统开发

加速器驱动的次临界铀溶液同位素生产堆概念设计

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原子能科学技术 2024年第2期58卷 393-400页

作者：李焕星夏兆东刘锋周琦朱庆福宁通孙旭柯国土中国原子能科学研究院反应堆工程技术研究所北京102413

加速器驱动的次临界铀溶液系统作为新型同位素生产技术,具有固有安全性高、同位素比活度高及提取工艺简单等优势。本文从次临界系统的基础理论出发,确定了堆芯设计原则,针对加速器中子源和燃料选型进行说明,利用蒙特卡罗程序完成了次临... 详细信息

加速器驱动的次临界铀溶液系统作为新型同位素生产技术,具有固有安全性高、同位素比活度高及提取工艺简单等优势。本文从次临界系统的基础理论出发,确定了堆芯设计原则,针对加速器中子源和燃料选型进行说明,利用蒙特卡罗程序完成了次临界堆芯的概念设计并给出了一系列设计参数,此外,对堆芯长寿期燃耗特性和^(99)Mo产能进行了计算分析。结果表明,该方案^(99)Mo的年产能可达20 kCi(1 Ci=3.7×10^(10)Bq)以上,考虑运输过程中衰变损失,保守估计可满足全国1/3的临床需求,对后续掌握^(99)Mo生产技术并实现工程应用具有重要的现实意义。

关键词：医用同位素生产 ^(99)Mo/^(99)Tc^(m) 加速器驱动的次临界装置溶液堆

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RIA下PCMI行为的堆外验证试验研究

原子能科学技术 2024年第2期58卷 365-371页

作者：郝思佳丁锡嘉胡真许倩韩智杰中国原子能科学研究院反应堆工程技术研究所北京102413

目前国内的反应性引入事故(RIA)研究中尚未开展芯块包壳机械相互作用(PCMI)失效模式的相关试验研究。为探究有效的试验方法并获取相关试验数据以分析包壳失效的作用机理,本文基于自主设计的堆外模拟PCMI试验的压缩膨胀(EDC)试验装置,采... 详细信息

目前国内的反应性引入事故(RIA)研究中尚未开展芯块包壳机械相互作用(PCMI)失效模式的相关试验研究。为探究有效的试验方法并获取相关试验数据以分析包壳失效的作用机理,本文基于自主设计的堆外模拟PCMI试验的压缩膨胀(EDC)试验装置,采用高速摄像技术辅助,获取了双轴加载燃料元件包壳失效过程中的载荷、应变、破口情况等数据。研究结果表明,试验得出的包壳管残余应变比位于-0.1~0.5之间,符合堆内残余应变比范围。研究结果可为将来开展堆内试验储备技术和积累经验,为安全准则的建立及补充提供可参考的基础数据。

关键词：反应性引入事故芯块包壳机械相互作用压缩膨胀试验高速摄像技术

Inconel 718合金辐照损伤研究进展

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稀有金属 2024年第4期48卷 552-563页

作者：杨大伟钱进王鑫中国原子能科学研究院反应堆工程技术研究所北京102413

Inconel 718合金是一种在核能领域广泛应用的耐高温,耐腐蚀的材料。在反应堆中,燃料组件是其核心部件,而材料的辐照损伤研究是保证燃料组件安全和可靠运行的重要一环。反应堆材料经过辐照后不仅引起材料的微观结构发生变化,而且会导致... 详细信息

Inconel 718合金是一种在核能领域广泛应用的耐高温,耐腐蚀的材料。在反应堆中,燃料组件是其核心部件,而材料的辐照损伤研究是保证燃料组件安全和可靠运行的重要一环。反应堆材料经过辐照后不仅引起材料的微观结构发生变化,而且会导致材料力学性能改变。Inconel718合金是一种典型的镍基合金,具有高强度、耐高温、抗蠕变和抗氧化性能等多重优势,在反应堆材料中被广泛应用。辐照后的Inconel 718合金会产生缺陷,如位错环、空位、间隙原子、气泡、位错线等,引起材料的物理、机械性能变化。从反应堆材料辐照损伤的角度综述Inconel 718合金在离子、质子和中子辐照等方面的研究进展,为开发新的抗辐照合金以及探索不同辐照方式对该合金的影响提供数据支持。

关键词：燃料组件辐照损伤 Inconel 718合金研究进展

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径向流氦氢分离床穿透特性实验与模拟分析

原子能科学技术 2024年第1期58卷 181-188页

作者：丁卫东占勤杨洪广连旭东中国原子能科学研究院反应堆工程技术研究所北京102413

为系统深入研究径向流氦氢分离床的吸附穿透性能,指导结构设计,本研究借助COMSOL Multiphysics软件耦合材料吸氢动力学方程、流体流动动量方程和质量传递方程,建立了径向床穿透数学模型,并结合实验验证了模型的可靠性,利用模型对特性参... 详细信息

为系统深入研究径向流氦氢分离床的吸附穿透性能,指导结构设计,本研究借助COMSOL Multiphysics软件耦合材料吸氢动力学方程、流体流动动量方程和质量传递方程,建立了径向床穿透数学模型,并结合实验验证了模型的可靠性,利用模型对特性参数进行参数化扫描,分析其对穿透性能的影响。结果表明,穿透实验结果与模拟数据符合较好,模型可靠。通过分析温度、高径比及孔隙率等参数对床体穿透性能的影响,推荐氦氢分离床床体参数如下:床体吸附温度为室温~343 K,在该温度范围内升高温度对传质区长度及出口处浓度-时间曲线影响较小;随着高径比的增加,床体效率明显下降,其中高径比为2.00~8.33时,维持高效率的时间较长;随着孔隙率的增加,床体吸附效率明显下降,考虑床层的吸附效率、压阻效应及粉末的装填难度,粉末孔隙率推荐0.56~0.64。以上结果表明,本研究建立的模型可较好地预测床体的吸附分离性能,可用于床体结构设计以及工艺参数的优化。

关键词：径向流氦氢分离床穿透特性数值模拟

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压水堆核电站完整和破损燃料棒硬度和杨氏模量研究

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原子能科学技术 2024年第1期58卷 157-165页

作者：杨钦轲王华才程焕林汤琪宋武林王玮郭一帆中国原子能科学研究院反应堆工程技术研究所北京102413

利用热室内金相显微镜、纳米压痕仪和拉曼光谱仪分别对燃耗为41 GW·d/tU破损棒和45 GW·d/tU完整棒的化学相互作用(FCCI)层、包壳及燃料芯块进行了表征分析。结果表明:完整棒燃料芯块外围硬度较小,其主要原因是芯块外缘出现了多孔隙的... 详细信息

利用热室内金相显微镜、纳米压痕仪和拉曼光谱仪分别对燃耗为41 GW·d/tU破损棒和45 GW·d/tU完整棒的化学相互作用(FCCI)层、包壳及燃料芯块进行了表征分析。结果表明:完整棒燃料芯块外围硬度较小,其主要原因是芯块外缘出现了多孔隙的高燃耗结构(HBS);破损棒燃料芯块硬度则沿径向朝内整体呈下降趋势,这主要与燃料芯块孔隙率的变化和重构有关。燃料棒破损后,冷却水进入包壳芯块间隙与芯块发生反应,芯块外缘孔隙率显著降低,从而导致芯块外缘区域硬度较高;同时,气孔的迁移引起晶粒重构形成大尺寸柱状晶,造成破损棒燃料芯块中间和中心区域硬度下降且低于完整棒燃料芯块。燃料棒的破损不会改变芯块的相组成,因此完整棒与破损棒芯块的杨氏模量区别不大。完整棒FCCI层硬度沿包壳向芯块逐渐增加,杨氏模量则先减小后增加;破损棒FCCI层硬度先增加后减小,杨氏模量变化与硬度变化基本相似,该现象的出现可能源于FCCI层相结构的转变、辐照硬化和裂变产物掺杂的共同作用。燃料棒破损后包壳的氢化及氧化使得破损棒包壳硬度与杨氏模量均显著高于完整棒。

关键词：化学作用层完整棒破损棒硬度杨氏模量

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钼锝靶件辐照装置堆外自然循环实验研究

原子能科学技术 2024年第1期58卷 103-111页

作者：郝思佳张培升高永光刁均辉韩智杰中国原子能科学研究院反应堆工程技术研究所北京102413

钼锝同位素辐照装置的堆外热工水力研究,对于确定靶件的辐照参数和辐照安全具有重要意义,相关结果可为靶件的设计验证和入堆辐照提供技术支持。本文针对自主研发的钼得靶件辐照装置,设计了堆外传热实验台架,开展了钼锝靶件辐照装置堆外... 详细信息

钼锝同位素辐照装置的堆外热工水力研究,对于确定靶件的辐照参数和辐照安全具有重要意义,相关结果可为靶件的设计验证和入堆辐照提供技术支持。本文针对自主研发的钼得靶件辐照装置,设计了堆外传热实验台架,开展了钼锝靶件辐照装置堆外传热验证实验,对比分析了不同热流密度、不同模拟靶件外径、不同辐照装置结构等条件下实验段的温度分布。结果表明,辐照装置内导流管的设计可有效提高装置的自然循环能力,证明了所设计辐照装置的安全性。

关键词：靶件辐照传热实验自然对流传热模拟