多角度辨识压裂套管变形的失效影响因素

页岩气开发具有施工压力大、排量大、改造规模大的特点,使得压裂套管处于复杂力学环境中。挤压、剪切和弯曲等载荷共同作用,易引发套管挤毁变形,进而导致后续作业时井下工具下入遇阻。但目前研究多针对压裂套管的单一失效原因,难以保障其完整可靠性。鉴于此,针对页岩气大规模压裂作业特点,从不同薄弱位置（如垂直段、造斜段、水平段）、不同自身规格（如钢级、外径、壁厚）和不同约束条件（如内压、孔径、螺距）等多角度,系统辨识套管变形的失效影响因素。通过建立压裂套管三维模拟的有限元模型,分析套管内压变化引起套管应力、位移的变化规律及形态,明确套管变形的大小以及与载荷变化的关系,并揭示套管变形的位置及影响因素的临界值。结果表明:压裂套管的造斜段最大变形、水平段应力集中现象较为严重,属于危险脆弱点;且套管最大应力、最大位移随内压的增加而近似成线性降低关系。     

煤矿硫化氢异常富集主控因素的广义灰色关联分析

为了探究煤矿硫化氢异常富集主控因素,以陕西彬长小庄矿4#煤层为研究对象,通过分析煤层热演化温度、吸附特性、孔隙特征、全硫含量以及还原性指数等影响煤体自身物化性质的主控因素,并运用灰色系统理论构建广义灰色关联度评价模型,以定量的方式确定各因素的广义关联度大小。结果表明:当煤层硫化氢浓度由08×10-6升高至6×10-6时,对应热演化温度、吸附常数、BET比面积、全硫含量以及还原性指数变化范围分别为:96~113 ℃,288~362,0412 5 ~0986 4 m2·g-1,021%~088%,31~85,主控因素综合关联度排序为:还原性指数＞吸附常数＞全硫含量＞热演化温度＞BET比表面积。     

基于贝叶斯网络的气井井筒完整性风险评价

井筒完整性失效是气井生产中的主要风险,为有效评价井筒完整性风险,应用贝叶斯网络的推理与学习能力,建立了基于贝叶斯网络和Noisy-OR gate模型的井筒完整性失效概率计算方法和风险评价模型。由故障树分析将井筒分为管柱、水泥环密封性、井口装置、水力屏障和其他部件5个评价单元,确定了各单元的主要风险因素,建立了井筒完整性失效的贝叶斯网络拓扑结构;由Noisy-OR gate模型和历史数据,确定了贝叶斯网络的条件概率参数;将基于贝叶斯网络的失效概率与层次分析法相结合,确定了风险评价指标和等级划分标准;建立了气井井筒完整性风险评价方法。结果表明,该方法实现了井筒完整性失效概率的定量计算、风险的定量评价和主要风险因素的反向推理,可为预防和控制井筒完整性失效提供决策依据,有助于降低井筒完整性失效风险。     

掘进工作面可调控双锥形一体化泡沫降尘装置的实验研究

为解决掘进时粉尘浓度高、能见度低的问题,达到改善作业环境并减少对工作人员危害的目的。运用流体力学的涡流和射流原理,研发出可调控双锥形一体化泡沫降尘装置,通过多次模拟实验确定其最佳的技术原理、设计结构及操作方法。凭借系统调节部件设计气-液二相控制面板,实现对气液比的调节与监控。实验表明:通过对阀门的调节,泡沫降尘过程中可以实现气液比的调控,能够产生连续、均匀的泡沫,发泡剂最佳浓度为2.5%,泡沫回收装置能有效的回收积液。全尘、呼尘降尘效率分别达到93.4%和90.2%,起到全面立体控尘的效果。该装置能够对矿井综掘面高效降尘,成泡量与粒径准确控制,实现不同矿井不同粒度尘源的控制。     

R290制冷剂惰化燃爆特性实验研究

为了研究R290制冷剂惰化燃爆特性,采用带搅拌功能和氧浓度在线测定的20L球试验装置,对R290制冷剂进行了极限氧浓度测定。实验测定了丙烷在CO2和N2惰化气氛中的爆炸极限及极限空气浓度LAC,确定丙烷的极限氧浓度LOC;采用三元图爆炸区、丙烷-O2二维图爆炸区和ASTM标准分布图分析了混合气体爆炸区边界的燃爆特征,给出了极限氧浓度的确定方法和边界爆炸压力分布规律。实验结果表明:常温常压下R290的爆炸极限为2.1%～9.6%,CO2惰化气氛中的极限氧浓度为13.3%,对应的丙烷浓度为3.3%;N2惰化气氛中的极限氧浓度为10.8%,对应的丙烷浓度为2.7%。通过对比分析不同CO2和N2浓度下的爆炸区分布特征,表明CO2对丙烷的惰化效果要优于N2,以氮气和二氧化氮体积分数比为1∶2测试惰化气氛保护能力,惰化效果介于同浓度单种惰性气体之间。     

泡沫镍对甲烷-空气预混气体爆燃超压影响的研究

为了有效抑制气体爆炸时产生的冲击波强度,设计加工了内部截面为110 mm×80 mm,长500 mm的爆炸实验管道,利用高频动态压力传感器,对比研究了泡沫镍在管道内的安放位置对甲烷-空气预混气体爆炸的影响。结果表明:当把泡沫镍铺设在管道中间位置时其对爆炸超压的抑制效果最好,其次是放置在管道的尾部,效果最差的是将多孔材料放置在管道的前部。     

高处坠落事故的人因失误与干预策略研究

为系统分析导致高处坠落人因事故的产生机理,通过统计152起建筑工程高处坠落事故的调查与分析报告,从组织影响、安全监管、不安全行为前提条件和不安全行为等4个层次,辨识影响高处坠落事故的人为失误因素,修订人为因素分析与分类系统框架（HFACS）。设计高处坠落人因失误调查问卷,开展一线高处作业人员问卷调查,建立高处坠落人因失误结构方程模型,对导致高处坠落事故的人为失误因素进行路径分析。结果表明:各潜在因素间均呈正相关,且高处坠落人因失误事故的关键路径为资源管理不到位→安全监督培训不充分→班组管理不良→操作违规。综合各因素间相关性,提出了针对性的预防高处坠落事故的人因干预策略。     

煤矿安全隐患动态分级闭环管理方法及应用

为了治理煤矿生产过程中的安全隐患,遏制煤矿安全生产事故,对煤矿生产过程中的安全隐患管理进行了研究。经过梳理国内外相关文献,辨析了煤矿危险源和安全隐患的关系;结合脆弱性分析了煤矿安全隐患的风险大小,结合LEC法说明了安全隐患风险分级标准;结合煤矿生产过程的特点,提出了煤矿安全隐患动态分级闭环管理方法,设计了与之配套的奖惩办法。煤矿安全隐患动态分级闭环管理方法和配套的奖惩办法在南方的一个千万吨级矿井进行了应用。研究表明,该方法可以有效提高煤矿安全隐患的治理能力,提高煤矿现场的安全管理水平。     

建筑动力学作用对近地面短历时点源污染扩散的影响

利用一次示踪剂扩散外场实验获得的数据,对城市小区尺度模式USSM在模拟短历时点源方面的能力进行了验证,结果表明USSM能较为合理地描述城区短历时点源的扩散特征。利用USSM进行了3个案例的情景模拟分析,得出结论:1)街区内建筑群的平均高度越高,建筑群之间的流场越紊乱,并且越容易形成涡旋型环流,同时建筑群之间的风速会变得越来越小。除此之外,随着建筑群平均高度的增加,受建筑群影响风场出现扰动现象的范围越大。2)建筑群平均高度的增高会显著降低街区内的扩散能力,并且这种影响可能是非线性的,当街区由小高层建筑为主变为高层建筑为主时,污染物输送扩散效率会急剧下降。     

我国地面臭氧污染及其生态环境效应

地面臭氧是一种重要的二次大气污染物.由于工业化和城市化的迅速发展,我国臭氧前体物排放量不断增加,地面臭氧污染问题尤为突出.在高速发展的城市群区域,地面臭氧已经成为其主要的大气污染物之一.文章论述了我国地面臭氧的来源、特性、污染现状和发展趋势,着重介绍了地面臭氧污染所带来的生态环境效应及其可能的经济损失,包括人体健康危害、建筑材料腐蚀老化、农作物减产以及树木生长抑制等方面.此外,从研究对象与研究区域两方而分析了研究中存在的不足,指出当前我国地面臭氧污染研究的瓶颈是缺乏全国范围的臭氧监测网络.在此基础上对我国今后的研究进行了展望,以期为我国地而臭氧污染的生态环境效应研究起到一定促进作用.