连续纤维增强复合管接头设计

连续纤维增强复合管（Reinforced Thermoplastic Pipe,RTP）接头是柔性管的重要连接装置和薄弱部位,其合理设计对于保障油气开发的安全性具有重要意义。根据RTP连接要求,设计了新型锥套型RTP接头,采用ABAQUS有限元分析软件进行结构强度和密封性分析,结果表明：RTP接头各部件所受应力分布较为均匀,管体上无应力集中现象,锥垫角度是接头结构设计的关键,接头的连接性能可通过锥套的轴向位移调节,气密性测试和爆破试验证明接头满足RTP连接结构强度和密封性能要求。研究结果可为RTP接头设计优化、制造及安装提供参考。（图10,表2,参27）     

玻璃纤维增强连续塑料复合管道的应用性能

玻璃纤维增强连续塑料复合管是一种多层结构高性能柔性复合管,具有质量轻、抗腐蚀能力强、承压能力强、制作长度长、可弯曲、施工简易、维护方便、节能环保、使用安全系数高的优点,因此整体使用成本较低,有望逐步取代钢制管道,用于石油天然气的开采和输送.建模分析了玻璃纤维增强连续塑料复合管的力学性能,根据不同要求设计了6种玻璃纤维增强连续塑料复合管道,并实施爆破试验,结果表明:实际爆破压力与理论设计压力基本相同,压力范围为5.5～25 MPa,可以满足实际生产需求.     

溅射压强对柔性PET衬底ZnO薄膜性能的影响

利用直流磁控溅射法,在室温水冷柔性PET衬底上成功制备出了掺钛氧化锌(ZnO:Ti,TZO)透明导电薄膜。通过X射线衍射(XRD)研究了薄膜的结构,用扫描电镜(SEM)研究了薄膜的表面形貌,用四探针和紫外-可见分光光度计等仪器对薄膜的特性进行测试分析,研究了溅射压强对ZnO:Ti薄膜表面结构、形貌、力学、电学和光学性能的影响。结果表明,溅射压强对PET衬底上的TZO薄膜的性能有显著的影响,实验制备的ZnO:Ti薄膜为具有C轴择优取向的六角纤锌矿结构的多晶薄膜;当溅射压强从2Pa增加到4Pa时,薄膜的电阻率由10.87×10-4Ω.cm快速减小到4.72×10-4Ω.cm,随着溅射压强由4Pa继续增大到6Pa,薄膜的电阻率变化平缓,溅射压强为5Pa时薄膜的电阻率最小,为4.21×10-4Ω.cm;经计算得到6Pa时样品薄膜应力最小,为0.785 839GPa;所有样品都具有高于91%的可见光区平均透过率。     

海洋柔性复合管气体渗透及冷凝研究进展

海洋柔性复合管具有可设计性强、经济性好、动力特性优良等特点,尤其适用于深水油气藏的开发。基于柔性复合管较为特殊的多层复合结构,综述了目前国内外关于其气体渗透及冷凝相关的研究成果,着重对安全隐患、传热传质机制、预测模型、环空冷凝及气液迁移、腐蚀失效等方面进行了评述。针对现有成果应用于深水条件下渗透速率预测存在精度不高、环空冷凝液形态尚不明确等问题,指出今后应着重开展3个方面的研究:(1)"流-固-质-海水"多场热质耦合的气体渗透冷凝模型;(2)环空局部水蒸气滴状冷凝过程、分布特征及金属构件"腐蚀-疲劳"耦合行为预测;(3)环空气体监测、调控系统优化及可靠性评价。(图4,参35)     

钢丝缠绕增强聚乙烯复合管集输服役后的承压性能北大核心

为探明钢丝缠绕增强聚乙烯复合管(简称复合管)在油田集输环境服役后的极限承压,以长庆油田第四采油厂试用的4731B型复合管、第五采油厂试用的防垢型复合管为研究对象,采用100 MPa耐压爆破实验机分别对新管、服役后现场管进行2组瞬态水压爆破对比实验,分析了爆破口的特征形貌及爆破压力,并借助应变数据采集系统记录爆破过程中管道不同位置的瞬时应变。结果表明:该类型复合管服役后的平均瞬时爆破压力有所降低,爆破口形貌发生显著变化,膨胀变形较新管显著增大;起爆前,应变随时间的变化分为零应变段、线性增长段、指数增长段共3个阶段;起爆后,应变发生振荡,直至稳定。究其原因可能是复合管施工期间钢丝与高密度聚乙烯基体之间的粘结剂局部失效所致。研究成果可为该类型复合管在集输油环境中服役时失效原因的分析提供借鉴。     

马尾松纤维增强聚丙烯复合材料力学性能的实验

对马尾松热磨机械浆纤维增强聚丙烯复合材料力学性能进行测试与分析，结果表明：对纤维进行接核处理和偶联处理，可以明显改善纤维与取丙烯基体共混体系的力学性能；纤维与助剂的含量对复合材料力学性能的影响显著，马尾松热磨机械浆含量25％左右时，复合材料可达到的力学性能指标为拉伸强度27MPa以上、弯曲强度40MPa以上、冲击强度（缺口）5kJ/m^2以上。     

纤维编织网增强水泥基复合材料粘结性能研究

纤维编织网与水泥基材料之间的粘结强度决定二者能否协调工作,进而影响纤维编织网水泥基复合材料的力学性能。本研究针对该复合材料进行了拉拔试验,并利用ABAQUS模拟其拉拔行为,描述试件及纤维在拉拔过程中的应力分布,探讨纤维束埋置长度、水泥基体强度和自密实性以及纬向纤维束对其粘结性能的影响。研究表明:模拟结果与试验数据吻合良好。极限拉拔力随纤维束埋长的增加而增大;提高基体强度和自密实性有利于改善纤维编织网与水泥基材料之间的粘结性能;在埋长区设置纬向纤维有利于发挥经、纬向纤维的协同作用,在一定程度上提高极限拉拔力。     

流动沙丘地区油气集输用柔性复合管安全评价方法

流动沙丘地区敷设柔性复合管具有易悬空、易移位的特点,为了保障油气管道安全、平稳运行,需对管道安全性进行全面评价。选取聚酯纤维柔性增强复合管为例,对流动沙丘致悬空以及侧向挤压作用下柔性复合管的极限承载能力进行了分析。基于轴向拉伸试验结果,明确了柔性复合管的失效过程及其在屈服、强化、径缩等不同状态下的特征应变值;结合有限元分析法,提出了悬空管道极限埋沙坡度、流沙侧向挤压管道极限滑移距离的失效评价依据,并建立了流动沙区地区柔性复合管评价方法,可为沙漠地区油气管道安全输送提供技术保障。(图14,表4,参21)     

化学竹浆纤维增强不饱和聚酯复合材料的老化性能

研究了化学竹浆纤维增强不饱和聚酯复合材料在紫外加速老化与湿热老化后力学性能变化与尺寸稳定性.结果表明,在室温与环境湿度下放置1年后,纤维未改性的复合材料弯曲强度无显著变化,弯曲模量下降31.5%;纤维经N-羟甲基丙烯酰胺改性的复合材料弯曲强度下降14.6%,弯曲模量下降37.6%.紫外线加速老化200 h后,纤维未改性的复合材料弯曲强度、弯曲模量与尺寸均无显著变化.湿热老化对复合材料力学性能有显著影响,沸水浸泡2 h后,复合材料弯曲强度保留率为49.4%,弯曲模量保留率为35.6%.     

改性亚麻纤维增强胶合木梁受弯性能试验

将天然亚麻纤维经纳米TiO2接枝制得改性亚麻纤维复合材料(FFRP),以云杉-松树-冷杉木板(SPF木板)为原材料制作24根尺寸为2 850 mm×50 mm×150 mm的胶合木梁试件,采用改性亚麻纤维复合材料通过顺向粘贴在梁底部、横向粘贴在梁侧面和底部(U型箍)的方式对胶合木梁进行增强。对8组试件进行三分点加载受弯试验,分析梁底部改性亚麻纤维复合材料粘贴方式(粘贴长度、粘贴层数、U型箍)对胶合木梁破坏形态、极限承载力、跨中挠度、截面应变的影响及粘贴FFRP对胶合木梁受弯性能的增强效果。结果表明:在不发生剥离破坏的前提下,底部粘贴长度对胶合木梁的抗弯性能影响不大。对于无箍胶合木梁,底部粘贴FFRP能够提高胶合木梁的抗弯承载力与刚度,但底部粘贴的层数不宜过多,粘贴层数过多反而会导致提高幅度有所下降;对于有箍胶合木梁,其抗弯承载力与抗弯刚度,均随着底部粘贴FFRP层数的增加而增大。当底部粘贴3层FFRP时,有箍和无箍胶合木梁的抗弯承载力与抗弯刚度相差不大,但有箍梁的延性得到明显提高;当底部粘贴6层FFRP时,有箍梁的抗弯承载力和抗弯刚度比无箍梁均有明显提高。U型箍可以改变胶合木梁的破坏形态,无箍胶合木梁的破坏形态同普通梁一样,为脆性破坏;而有箍梁的破坏形态为延性破坏,U型箍能够避免木材层板间开裂与横向撕裂,增强FFRP与梁底部木材的协调性能,提高胶合木梁的抗弯性能。     

等离子体改性提高塑膜增强柚木柔性薄木的胶合性能机理

为解决塑膜与柚木薄木高温热压复合后界面结合差的问题,采用等离子体改性预处理法提高两者的界面结合特性。通过对等离子体改性前后塑膜与装饰薄木表面润湿性、元素(基团)变化、微观结构变化及复合后剥离强度等的测试分析,研究等离子体改性提高塑膜增强柚木柔性装饰薄木胶合性能机理。结果表明:经等离子体处理后的聚乙烯薄膜表面n(O)∶n(C)增加达11.72倍,极性基团生成活跃是两者界面结合性能提高的最主要原因。同时等离子体处理对两者表面的有效物理刻蚀,可使材料表面粗糙度和自由能增大,接触角降低,润湿性改善,也是有效提高胶合强度的重要原因。等离子体处理塑膜和柚木装饰薄木最优处理功率均为3 kW,处理速度为3 m·min~(-1),其他接触角增幅最大分别达26.02%和36.96%,自由能也明显增大,两者复合剥离强度最优可达0.49k N/m。     

两份鸭茅材料耐高温性能评价

人工控制条件下对宝兴鸭茅(Dactylis glomerata cv.Baoxing)和金丝岭鸭茅(D.glomerata cv.Jin-siling)的耐高温性能进行评价。结果表明,随着胁迫温度的升高,鸭茅幼苗叶片的相对电导率和游离脯氨酸含量均呈上升趋势,超氧化物歧化酶(SOD)活性先上升后下降。对3项生理指标的分析表明两份鸭茅材料均具有一定的耐高温性能,在试验条件下宝兴鸭茅的耐高温性能略强于金丝岭鸭茅。     

两份鸭茅材料耐高温性能评价

人工控制条件下对宝兴鸭茅和金丝岭鸭茅的耐高温性能进行评价。结果表明随着胁迫温度的升高，鸭茅幼苗叶片的相对电导率和游离脯氨酸含量均呈上升趋势，超氧化物歧化酶（SOD）活性先上升后下降。对3项生理指标的分析表明两份鸭茅材料均具有一定的耐高温性能，该试验条件下宝兴鸭茅的耐高温性能略强于金丝岭鸭茅。     

静电纺CNC增强PMMA纳米复合纤维的制备与性能

为了提高聚甲基丙烯酸甲酯(polymethyl methacrylate, PMMA)纳米纤维的力学强度,以纳米纤维素晶体(cellulose nanocrystals, CNC)为增强体,采用静电纺丝技术制备了CNC/PMMA纳米复合纤维,考察了CNC添加量对CNC/PMMA纳米复合纤维的微观形貌、力学性能和热学性能的影响,结果表明CNC可均匀分布在电纺液和PMMA基体中,所制备的CNC/PMMA纳米复合纤维表面光滑,形貌规整.随着CNC添加量的增大,纳米复合纤维直径从1.37μm减小到0.48μm,表明添加CNC可显著提高CNC/PMMA纳米复合纤维的力学性能.随着CNC添加量的增加,拉伸强度呈现先增大后减小的趋势;当CNC添加量为16%时,CNC/PMMA纳米复合纤维的力学性能最优,最大拉伸强度为0.31 MPa,比纯PMMA纳米纤维提高107%.此外,添加CNC可小幅提高CNC/PMMA纳米复合纤维的玻璃化转变温度和热稳定性.     

纤维增强聚合物对中密度纤维板的增强效果

采用碳纤维布和玻璃纤维布与中密度纤维板复合,研究纤维布种类、胶粘剂品种、涂胶量及纤维板基材厚度等因素对纤维增强聚合物／MDF复合板性能的影响。结果表明：对于复合板静曲强度和弹性模量的提高,碳纤维布的效果优于玻璃纤维布;酚醛胶单面涂胶量为180g／m2时,复合板的MOR、MOE和他分别达到3633．8、62．5、1．046MPa;环氧胶单面涂胶量为120g／m2时,复合板的MOR和MOE分别为3900．5、49．58MPa;中密度纤维板厚度不同,其静曲强度和弹性模量提高量也不同,FRP对薄板的增强效果优于厚板。     

耐高温海水基植物胶压裂液性能研究

针对海上油田低渗透油藏平台化压裂作业的生产要求,以我国某海域海水为研究对象,优选了离子络合剂,研究建立了耐高温的海水基植物胶压裂液体系。该植物胶稠化剂在添加络合剂的海水中溶胀速率快,压裂液配伍性好,在130℃、170s~(-1)连续剪切60min,压裂液黏度大于100mPa·s,静态滤失系数为1.49×10~(-4) m/min~(1/2),残渣含量为490.0mg/L,破胶液表面张力24.6mN/m,平均岩心渗透率损害率为22.38%,各项性能均优于行业标准要求。     

测井仪器耐高温性能优化方法试验研究

为了解决测井仪器的耐高温问题,更好地获取大深度石油矿井和高温矿井的地质信息,利用试验仿真模拟方法,对传统自然伽马能谱测量仪器进行优化,使其在150℃、140MPa的高温、高压环境下仍能正常工作。通过测量经过隔热涂层、变储能设计的自然伽马能谱测量仪器腔管内的温度变化表明:经隔热、吸热技术处理后,可以提高石油矿井测量仪器的耐高温性,实现了在150℃环境下3.5±1.5h的正常测量时序工作,并保持测量仪器腔管内温度≤150℃。     

椰纤维增强树脂基摩擦材料摩擦磨损性能测试及分析

本实验制备了由椰纤维为增强纤维的树脂基摩擦材料,使用定速摩擦试验机测试其摩擦磨损性能,并采用模糊综合评价法对摩擦因数及磨损率进行了分析。结果表明,质量含量为6%加捻椰纤维增强摩擦材料的摩擦磨损性能较好。     

竹材纤维增强材料的特性

着重考察不同竹龄、不同部位毛竹(Phgllochysheterocyclavar.pubscense)竹材剪切强度、抗弯强度和弹性模量的差异,并用电子扫描镜观测断面破坏特征。结果表明:竹材具有明显的纤维增强材料特性,采用纤维增强材料相关的标准进行测试是可行的;不同竹龄的竹材力学性能的变化是由纤维的成熟度引起;竹材力学性能与维管束呈正相关关系,竹材纵向力学性能的差异主要是单位面积维管束的数目差异引起;竹材径向力学性能的差异是由维管束分布和组织构造不同引起;竹材抗弯破坏主要发生在细胞壁的胞间层,破坏特征为单根维管束拔出型;竹材剪切破坏主要发生在次生壁并横穿细胞壁,破坏特征为维管束呈簇状拔出型,并且纤维束从基体中拔出后的表面具有明显的破坏迹象。