天然气水合物形成及聚集形态实验

采用自行设计的高压反应釜进行了油水及含粉砂体系天然气水合物的生成实验,分析了含水率、防聚剂司盘80(Span80)浓度及粉砂对水合物生成形态的影响。结果表明:水合物生成位置包含液滴表面(高含水率除外)、气-液-固界面和气-固界面;Span80浓度上升,乳状液越稳定,水合物生成位置由气-液-固界面转移至液滴表面;同时,水合物形态先由块状变化至分形聚集体,进而变化为颗粒状,形成稳定的水合物浆。含粉砂体系水合物颗粒含有包裹砂粒和不包裹砂粒的两种形态,附壁水合物层呈分层结构;含砂流动体系中泥沙颗粒以含砂水合物颗粒碰撞粘附和卷携砂粒的形式进入水合物层中。     

流动体系中二氧化碳水合物堵管时间实验研究

在新建高压水合物浆液流动环道上开展了水+二氧化碳体系水合物堵管实验,利用先进的高压粒度仪(FBRM)设备对水合物生成及堵管过程中的粒径分布进行了实时监测和分析;首次研究了压力、流量等因素对二氧化碳水合物堵管时间的影响。实验结果表明,系统压力升高,水合物发生堵管的时间会显著缩短(压力3.8 MPa时,堵管时间1.7 h;压力2.8 MPa时,堵管时间2.4 h),越容易堵管;流量越大,水合物发生堵管的时间越长(流量754 kg/h时,堵管时间1.59 h;流量1657 kg/h时,堵管时间4.34 h),较不易堵管;并且在水合物生成及堵管过程中,由于流体中液滴/颗粒发生碰撞和聚并,导致60²00μm范围的颗粒数目有显著增加。     

中学化学实验部分化学试剂最佳浓度的探究

化学是一门实验学科,但目前,市场上化学试剂的价格昂贵,而现行中学化学教材中,所有的实验均没有指明试剂的浓度,教参也只是简单粗略说明建议参考浓度,若按教材、教参进行实验势必造成很大的浪费。在教学实践工作中我们对一些涉及药品的浓度的实验,都采用了平行对比实验方法,经过反复实验研究,找出最佳浓度,在保证最佳效果的前提下,药品消耗大大降低。     

基于在线颗粒分析仪的水合物生成特性实验研究

利用先进的在线颗粒分析测量仪探究了水合物生成过程中颗粒弦长的变化情况,研究了流体流速、阻聚剂加剂量和含水量对水合物生成过程中颗粒的影响,从而找出水合物的生长规律。实验结果表明:该设备可以定量地表征水合物生成过程中颗粒的聚并情况;流体流速、阻聚剂浓度和含水量等因素对水合物的生成过程都有一定的影响,其中阻聚剂和含水率对水合物颗粒粒径大小及分布的影响较大,而在加剂条件下流速对水合物颗粒粒径的影响程度减弱,但较低的流速仍会导致水合物颗粒的聚并现象。     

基于COMSOL Multiphysics天然气水合物沉积物热-水-力-化多场耦合模型研究（英文）

目的:水合物沉积物开采过程是一个热-水-力-化多场耦合过程,该过程包含了不同土层间的热对流、压缩引起的局部变形以及胶结结构破坏引起的应力松弛。不适当的开采会引起出砂、塌孔等破坏问题。本文旨在建立天然气水合物沉积物多场耦合计算模型,以量化由开采引起的地质灾害风险。创新点:1.通过COMSOL Multiphysics实现水合物开采过程多场耦合有限元控制方程的计算;2.建立的模型考虑变形-渗流双向全耦合过程。方法:1.通过理论推导,给出开采天然气水合物过程模拟的控制方程;采用偏微分方程模块实现除力学之外其他物理场的耦合计算;采用结构力学模块实现变形计算。2.通过与试验数据进行比较验证模型的可靠性。3.通过对比全耦合模型与半耦合模型,分析双向耦合对水合物开采过程中沉积物物理力学行为的影响。结论:1.所建立模型能够精确模拟水合物开采过程中沉积物的物理力学行为。2.当考虑压缩对渗流的影响时,由于孔隙率的降低,计算得到的水合物分解速度要小于不考虑该影响时的速度。3.由于存在层间对流效应,非均质模型计算得到的水合物分解速度要快于均质模型。     

SDS浓度对乙烯水合物生成的影响研究

实验研究表明,表面活性剂胶束溶液可缩短乙烯水合物生成的诱导时间,加快水合物的形成,提高乙烯水合物的储气量。在水合物形成体系实验中,添加了阴离子表面活性剂(十二烷基硫酸钠)。结果发现,乙烯气体水合物在无搅拌(即静止)的系统中可快速形成,而且极大地提高了水合物的储气能力。对乙烯水合物储气而言,十二烷基硫酸钠溶液的浓度存在一个较适宜浓度800 mg/L,使水合物的储气量接近理论最大值135标准体积/体积。     

基于模糊控制的单神经元PID配浆浓度控制

配浆浓度控制过程具有大干扰、强滞后的特点,针对这一对象,本文提出一种基于模糊控制的单神经元PID配浆浓度控制算法.该算法采用双闭环控制,外环为弥补系统滞后利用模糊控制器,进行智能控;内环根据浓度变化的预测值,采用单神经元PID模块对稀释水流量进行调节,抑制系统干扰.实际应用效果证明该算法的有效性.     

含天然气水合物多孔介质电参数测量系统的仿真实验研究

以天然气水合物在多孔介质中生成、分解过程的科研项目为背景,将含水合物介质电参数测量系统部分研究内容引入实验教学,设计了基于有限元数值法的含水合物多孔介质电参数测量仿真实验。基于反应釜及复电阻率测量装置建立数值模型;采用全波有限元方法对模型中的电磁场进行仿真计算并获得空间电磁分量分布;通过设置不同尺寸的水合物,结合仿真结果后处理,得到不同水合物分布对应的视电学参数。     

考察不同氮源对咔唑法测定透明质酸浓度的影响

通过在植物氮源的水溶液中不加入和加入透明质酸的对比实验,用两种处理方式考察了溶液中不同氮源对透明质酸浓度测定的影响,并对结果进行了讨论。     

基于“浆-土”耦合效应的砂土劈裂注浆机理研究

将劈裂注浆扩散过程简化为平面辐射圆,基于牛顿型本构方程分析了浆液流场变化特征,并将劈裂通道下侧砂层视作半无限空间弹性体,采用弹性力学推导了均布荷载下劈裂通道宽度、浆液压力的分布方程;通过调节浆液黏度、土体弹性模量等参数,对“浆-土”耦合效应下砂土劈裂注浆基本规律进行了探讨。研究结果表明：孔口及浆液锋面处注浆压力衰减较快,而中间区段压力衰减较慢,劈裂通道宽度的分布趋势则与浆液压力分布趋势完全相同;浆液扩散半径与浆液黏度、砂土弹性模量正相关,劈裂通道宽度与浆液黏度正相关,而与砂土弹性模量负相关。最后,结合始祖山隧道进行了工程验证,表明理论计算值与现场开挖检测值偏差16%～20%,处于工程设计允许范围,证实了理论模型的适用性。