高溫超高壓條件下三腔壓力分隔裝置設計

長石是地學上非常重要的礦物之一。它有可能隨著板塊俯沖而進入地球深部,因此它在高溫高壓條件下的相行為以及物理化學性質對地球深部地球動力學研究非常有意義。本文總結了長石端員組份(鉀、鈉、鈣長石)以及其固溶體系列已知的高溫、高壓實驗數(shù)據(jù),并繪制成相圖。已有的研究成果顯示:這三種端員組份在高壓下的相行為有較大差異,并產生了許多只在高溫高壓條件下穩(wěn)定的相如k-holl-i、k-holl-ii、cf、cas及capv等。由這些高壓相構成的具有長石成分的不同相組合的密度在約5~23gpa的壓力范圍內超過地幔巖的密度,因此這些相組合可以主動俯沖到上地幔的深處。另一方面,已有研究表明,這些高壓相對堿金屬及堿土金屬在地幔中的賦存狀態(tài)有著非常重要的影響。

為了達到最接近實際工程的試驗效果,采用中國礦業(yè)大學的"20mn伺服控制高溫高壓巖體三軸試驗機",設計了精確的加壓和旋轉系統(tǒng),操作控制比較方便,測量數(shù)據(jù)準確。利用大尺寸(φ200mm×400mm)花崗巖試樣和工程鉆頭(φ30mm的pdc鉆頭),使試驗條件更加接近實際工程情況,開創(chuàng)了該類大試樣試驗的先河。通過正交試驗研究花崗巖在高溫高壓狀態(tài)下的切削破碎規(guī)律,得出以下結論:(1)高圍壓狀態(tài)(100mpa)下,隨著溫度升高,花崗巖的可切削性逐漸增強,在超過一定的鉆壓時,切削速度隨著溫度的升高而明顯增大,在755n鉆壓下,300℃的切削速度比室溫時增大30%～50%;(2)高圍壓狀態(tài)(100mpa)下,隨著溫度升高,單位破巖能耗明顯降低,在鉆壓為755n時,300℃時的單位破巖能耗比室溫時降低20%～30%;(3)在高溫高壓環(huán)境下,切削速度隨著鉆壓或轉速的增大而增大;單位破巖能耗隨著轉速的增大而增大,隨著鉆壓的增大而減小,與室溫無圍壓狀態(tài)下的切削破碎規(guī)律基本一致;(4)由于花崗巖在此溫壓范圍內屬于漸進破壞,抗壓強度下降緩慢,如果鉆壓太低則切削速度和單位破巖能耗受溫度影響很小,為了在高溫下取得對花崗巖的良好切削效果,鉆壓需要超過一定的值。

綜述了高溫高壓條件下氫致不銹鋼損傷的研究進展情況,重點介紹了不銹鋼力學性能和微觀結構的變化,并就壓力和溫度對氫損傷敏感性影響作了簡單的討論。

利用中國礦業(yè)大學的"20mn伺服控制高溫高壓巖體三軸試驗機"、大尺寸(200mm×400mm)花崗巖試樣研究了花崗巖在高溫高壓狀態(tài)下的沖擊鑿巖規(guī)律。研究結果表明,隨著溫度升高鑿巖速度增大,當溫度超過約150℃時,巖石裂隙數(shù)量增多,并且呈現(xiàn)出一定的塑性變形特征,不利于沖擊能量的充分利用,沖擊鑿巖適用于鉆進較低溫度下(不超過150℃左右)的堅硬巖層;在高圍壓狀態(tài),沖擊鑿巖的單位破巖能耗隨著溫度升高而降低;在高溫高壓環(huán)境下,在一定鉆壓和沖擊功率范圍內,鑿巖速度隨著鉆壓或沖擊功率的增大而增大,單位破巖能耗隨著鉆壓的增大而減小。

花崗巖在高溫高壓環(huán)境下會產生熱破裂,強度減小,斷裂韌度降低。研究不同溫度條件下沖擊回轉鑿巖規(guī)律具有重要意義,可以為設計地熱開采的新型鉆探方法提供理論依據(jù)。利用中國礦業(yè)大學的"20mn伺服控制高溫高壓巖體三軸試驗機"、大尺寸(φ200mm×400mm)花崗巖試樣研究了花崗巖在高溫高壓狀態(tài)下的沖擊旋轉破巖規(guī)律。得出以下結論:①在高圍壓狀態(tài)下,隨著溫度升高,花崗巖的強度逐漸降低,沖擊旋轉鉆進速度隨之逐漸增大;②在高圍壓狀態(tài),沖擊旋轉破巖的單位破巖能耗隨著溫度升高而降低,鑿巖效率明顯提高;③在高溫高壓環(huán)境下,在一定鉆壓和沖擊功率范圍內,鑿巖速度隨著鉆壓或沖擊功率的增大而增大,單位破巖能耗基本隨著鉆壓的增大而減小。

評價泡沫劑質量的主要指標是起泡能力和半衰期,起泡能力越強、半衰期越長,說明泡沫劑質量越好。利用攪拌法,對dp-4泡沫劑在高溫高壓條件下的起泡能力和半衰期進行了室內評價實驗。實驗結果表明:復合泡沫體系比單一泡沫體系的起泡能力強、半衰期長;當加入質量分數(shù)為2%的原油后,2種體系的起泡能力和半衰期均明顯降低,說明原油對泡沫劑具有抑制起泡和消泡的作用,但添加了聚合物的復合泡沫體系比單一泡沫體系的穩(wěn)定性好,耐油性也強。

使用改進氣流法,對泡排劑pp-f13在高溫高壓條件下的發(fā)泡能力、穩(wěn)定性及攜液能力開展了實驗評價.結果表明,高壓有利于泡沫性能,隨著壓力的增大,泡沫穩(wěn)定性顯著提高,20mpa的泡沫半衰期較常壓增幅為199.14％,并且壓力高于10mpa后,泡沫穩(wěn)定性提高幅度不大;而隨著溫度的增加,泡沫穩(wěn)定性大幅度降低.壓力與溫度對泡沫的發(fā)泡性影響都不大.穩(wěn)泡劑能夠改善泡排劑的高溫穩(wěn)定性,其中無機穩(wěn)泡劑sio2穩(wěn)泡能力優(yōu)于有機穩(wěn)泡劑hpam及cmc,適用于高溫氣藏條件.當壓力10mpa、溫度120℃時,含sio2復合泡沫體系的泡沫半衰期是相同條件下無穩(wěn)泡劑泡沫體系的3.59倍,達到1295s.高溫高壓動態(tài)攜液實驗表明,氣流速度較低時,sio2穩(wěn)泡劑對泡排劑攜液能力作用小,但隨著氣流速度的增大,sio2復合泡沫體系攜液能力較無穩(wěn)泡劑泡沫體系有顯著提高.

華中高壓-超高壓變質富鋁巖石為陸殼巖石經(jīng)變質而成,其典型的巖石類型為藍晶石黃玉石英石。礦物溫壓計估算其p-t條件為t-700,p=1.2gpa;高溫高壓實驗結果表明,藍晶石+黃玉組合在t=1000-1200℃,p=3.1-3.77gpa范圍內可以穩(wěn)定存在,是高壓-超高壓變質作用產物。

用auger電子能譜技術分別進行金剛石單晶生長界面的金屬膜表面及附近碳原子的精細auger譜分析、金剛石單晶附近及其表面的auger譜精細結構分析。研究結果表明,在高溫高壓有催化劑參與下金剛石單晶生長是雙界面生長,存在兩個主界面d—m及m—c。高溫高壓條件下石墨中碳原子經(jīng)過“過渡層”及“金屬催化劑層”才能將碳原子的電子構形從sp2π態(tài)改變成sp3態(tài),從而以碳原子的金剛石四面體結構長到金剛石表面,金剛石晶格結構的形成是在金剛石表面層完成的。

介紹了郭二莊礦業(yè)公司-300南大巷在動水高壓和巖層破碎務件下封堵底板涌水的過程,對底板注漿加固和封堵涌水的技術、工藝和特點進行了總結和分析。

保證高溫高壓條件下水泥環(huán)整體性的泡沫水泥技術及其應用

高性能混凝土知識培訓資料（二） 高溫條件下高性能混凝土的施工 一、高溫澆注的定義 高溫下的混凝土作業(yè)可能面對下列會降低新拌混凝土 和硬化混凝土質量的條件: ?高空氣溫度(≥30°c) ?高混凝土溫度(28-32°c) ?低濕度(≤65%) ?風速 ?太陽輻射 客運專線對高性能混凝土溫度的要求： 1）、在炎熱氣候條件下，混凝土入模時的溫度宜在5-30℃。 應避免模板和新澆混凝土受陽光直射，控制混凝土入模前模 板和鋼筋的溫度以及附近的局部氣溫不超過40℃（預制梁混 凝土澆筑時，模板溫度宜在5-35℃）。宜盡可能安排在傍晚澆 筑而避開炎熱的白天，也不宜在早上澆筑以免氣溫升到最高 時加劇混凝土內部溫升。 2）新澆混凝土與鄰接的己硬化混凝土或巖土介質間的溫差 不得大于20℃。 3）在任意養(yǎng)護時間，若淋注于混凝土表面的養(yǎng)護水溫

問題答疑 1.氣動增壓泵的工作原理? 回答:氣動增壓泵利用大面積活塞的低壓氣體（2—8bar）驅動而在小面積活塞上產生高壓氣 體/液體?？捎糜趬嚎s空氣及其他氣體，輸出氣壓可通過驅動氣壓無級調節(jié)。 2.如何調節(jié)輸出壓力? 回答:輸出壓力和流量都由驅動氣體的壓力調節(jié)閥(另購)準確地調節(jié)。調節(jié)驅動氣壓，使氣壓 增壓泵的輸出壓力在預增氣壓和最大輸出壓力之間精確調整。 3.氣動增壓泵有哪些著名品牌? 回答:氣動增壓泵產品于20世紀早期開始廣泛應用,國外發(fā)展較早,美國有 haskel,telide,sc,hii,德國有maxmator,中國有deke（德科）,另外英國,荷蘭,新西 蘭也有一些品牌,但國際影響力不大. 4.氣動增壓泵的由來? 回答:氣動增壓泵最早產生于美國,主要是得利于發(fā)展航空業(yè),各種航空的元器件測試,因為要 求比較高,對測試源

阿拉伯聯(lián)合酋長國屬海灣地區(qū)國家,干旱少雨,氣候炎熱。夏日氣溫常達50℃以上。阿聯(lián)酋聯(lián)合水泥公司10000t/d熟料水泥生產線(簡稱ucc)已于2007年5月17日正式投運。它的建成對于我國乃至世

高溫條件下的混凝土施工控制 (2)

高溫條件下的混凝土施工控制

冬瓜山主井是一條深達1120m的豎井,穿過多個含水層,井筒涌水量大,隨著井筒深度的增加,地溫也隨之升高.文章在介紹井筒地質概況的基礎上,闡述了解決井筒掘砌施工、治水、通風、降溫等技術問題的作法.

聲子晶體是一種新的吸聲材料,研究了局域共振單元包覆層模量、厚度以及橡膠基體模量對聲子晶體共振吸聲頻率、吸聲系數(shù)的影響規(guī)律。在常壓及承壓條件下,包覆層模量越高,厚度越小,共振吸聲頻率越高,其規(guī)律符合共振頻率與包覆層模量、厚度之間的關系。隨著壓力的增加,聲子晶體的共振吸聲頻率均向高頻移動。承壓條件下,包覆層模量較低的樣品低頻吸聲系數(shù)略高。包覆層厚度為2mm的樣品,常壓及承壓條件下低頻吸聲系數(shù)數(shù)值變化較小?；w橡膠模量對聲子晶體吸聲頻率和吸聲系數(shù)未見明顯影響。

通過在mts815.03電液伺服巖石力學試驗機上對焦作方莊煤礦煤層頂板粗砂巖進行高溫后常規(guī)三軸壓縮試驗,基于試驗結果研究不同溫度作用后常規(guī)三向壓縮條件下粗砂巖宏觀力學特性,分析粗砂巖強度、平均模量、黏聚力、內摩擦角和極限應變與溫度的關系;同時對粗砂巖強度、平均模量與圍壓關系進行探討。研究結果表明,圍壓一定,溫度為25℃～300℃時,隨著溫度的升高,試樣的強度、平均模量、黏聚力、內摩擦角均逐漸增大,而變形模量有所降低。高溫產生的熱應力起到容納變形和裂隙閉合作用,砂巖試件部分原生裂隙逐漸愈合,裂隙數(shù)量減少,密實程度提高,礦物顆粒間接觸關系得到改善,摩擦特性得以增強;超過300℃以后,隨著溫度的升高,粗砂巖試樣的強度、平均模量、黏聚力、內摩擦角均有所減小,而峰值變形逐漸增大,由高溫引起的粗砂巖礦物顆粒的不同熱膨脹率導致跨顆粒邊界的熱膨脹不協(xié)調,從而產生結構熱應力使試樣內部產生微裂隙,試樣承載能力和抗變形能力減弱。而圍壓對粗砂巖的力學性質起到改善和強化作用,當溫度一定時,隨著圍壓的升高,粗砂巖試件強度、平均模量、黏聚力、內摩擦角均逐漸增大。

研究目的:針對國內某些盾構隧道開始出現(xiàn)內部構筑二次襯砌的工程實際,為探明二次襯砌與管片襯砌的相互作用機理,提出相應分析模型,以便正確評價二次襯砌的功能以及為合理地應用二次襯砌提供參考。研究結論:采用提出的雙層襯砌抗剪壓模型分析了三種典型工況下結構的內力特性,結果表明:增設二次襯砌將加大管片襯砌的彎矩,減小管片襯砌的軸力,這在管片襯砌發(fā)生滲漏后更加明顯;相對管片襯砌而言,二次襯砌僅發(fā)揮了輔助性的承載作用;增設二次襯砌后,雙層襯砌的整體受力并非更加合理;理想中的雙層襯砌聯(lián)合承載作用必須在特定荷載和地層結構參數(shù)的情況下才能發(fā)生。二次襯砌的作用主要體現(xiàn)在管片襯砌完全失效后可立刻發(fā)揮承載潛能,擔負安全儲備的作用。

大體積混凝土施工,混凝土溫度是一個重要的控制指標,尤其在炎熱夏季施工大體積混凝土,混凝土溫度指標的控制更顯重要。在混凝土配合比確定情況下,選擇影響混凝土溫度的因素進行干預與控制,是控制混凝土溫度的重要措施。

高應力條件下,地下工程在脆性巖體中施工很容易導致巖爆的發(fā)生。以n-j水電站大埋深引水隧洞為研究對象,首先采用應力解除法進行現(xiàn)場地應力測試,發(fā)現(xiàn)引水隧洞的地應力以構造應力為主,最大主應力達到了107mpa,較高的地應力水平是導致現(xiàn)場巖爆發(fā)生的主要原因。為進一步分析引水隧洞巖爆規(guī)律,將地應力場轉換至隧道局部坐標,在考慮地應力場剪應力影響的情況下,采用能量判據(jù),通過數(shù)值方法計算得到了巖爆的分布范圍。