李冰
- 作品数：15 被引量：85H指数：6
- 供职机构：吉林大学建设工程学院更多>>
- 发文基金：国家自然科学基金中国地质调查局地质调查项目国家高技术研究发展计划更多>>
- 相关领域：天文地球石油与天然气工程动力工程及工程热物理理学更多>>
- 极地冰钻关键技术研究进展被引量：14
- 2020年
- 极地冰钻技术是获取冰芯,研究冰盖-冰架-海洋相互作用,以及获取极地冰下基岩与冰下水环境样品,开展冰下环境探测的重要手段。目前极地冰钻技术的难点与前沿主要包括深冰芯钻探、冰架热水钻、冰下基岩钻和冰下水环境采样与观测技术。本文针对以上4个极地冰钻关键技术,对国内外相关技术的研究进展与项目开展情况进行了总结与梳理。综合来看,虽然我国开展极地钻探技术研究起步较晚,但随着我国极地战略不断推进,我国的极地冰钻关键技术与装备的研究正持续向着赶超极地钻探强国方向迈进,这必将为我国的极地科学研究提供强有力的技术支撑。
- 张楠王亮Pavel Talalay王亮王如生范晓鹏洪嘉琳王如生孙友宏杨阳杨阳
- 直喷汽油机反转起动次循环起动参数优化被引量：1
- 2015年
- 为了使直喷汽油机在无起动机反转直接起动时达到更好的效果,在一台壁面引导式直喷汽油机上研究了对反转成功起动具有重要影响的次循环在不同起动参数下的着火和速度特性。试验结果表明：当水温80℃、残余轨压1.8 MPa、膨胀缸活塞初始位置于上止点后120°、首循环起动边界一定时,基准过渡点前3°次循环点火具有最高的缸压峰值和转速峰值,分别为3.08 MPa和545r/min;一定范围内混合气越浓,次循环着火特性和速度特性越好,缸压峰值在次循环过量空气系数为0.5时比1.0高出32.8%,转速峰值高出19.5%;基于油束和活塞顶凹坑的匹配,喷油正时在上止点前100°左右时表现最优。改变水温、轨压和膨胀缸活塞初始位置等被动参数,最佳点火时刻仍为基准过渡点前3°,最佳过量空气系数范围一般为0.6-0.7,膨胀缸活塞初始位置在上止点后100°之前时,喷油正时选择在上止点后100°为最佳,膨胀缸活塞初始位置在上止点后100°之后时,喷油时刻越早越好。
- 韩林沛洪伟解方喜苏岩李冰
- 关键词：着火特性参数优化
- 水合物开采过程中影响套管式加热器对井周地层加热效果的数值模拟被引量：4
- 2019年
- 套管式加热器在维持孔壁稳定的同时还可实现对井周地层加热,以防止水合物开采过程中井周形成二次水合物。为分析水合物开采过程中日产水量、气水比和加热功率对井周地层温度分布的影响,采用COMSOL Multiphysics对加热过程进行模拟。模拟结果表明,日产水量对加热效果的影响明显大于加热功率,加热功率主要影响近井段的地层温度,气水比主要影响加热半径。通过数值模拟对套管加热器的加热效果进行了分析和评价,对天然气水合物的经济高效开采具有指导意义。
- 康家浩郭威陆程李冰李冰陆红锋贾瑞杨翔
- 关键词：加热功率气水比数值模拟
- 注蒸汽法开采天然气水合物的数值模拟及试验研究
- 天然气水合物作为极具潜力的新型能源,商业开发上面临众多难点,因此,试开采研究是人类开发利用天然气水合物的必经之路。本文介绍了注蒸汽法开采天然气水合物方案、开采系统的设计计算及工作原理。利用TOUGH-HYDRATE软件对...
- 杨林孙友宏陈晨郭威贾瑞李胜利李冰
- 关键词：天然气水合物野外试验
- 文献传递
- 光管式与螺纹管式泥浆制冷换热器的对比分析研究被引量：1
- 2013年
- 介绍了泥浆制冷系统及同轴套管式换热器的结构与工作原理,采用传热计算和传热数值模拟分析方法,对光管式换热器与螺纹管式换热器从传热系数和换热面积进行对比分析研究。对比分析结果表明,在满足水合物钻探取样的条件下,螺纹管式换热器可增大换热面积,从而使螺纹管式换热器的体积和质量较光管式换热器可减少50%～60%,在相同规格条件下,螺纹管式换热器的换热效率大约是光管式换热器的2～3倍。
- 刘卫卫孙友宏郭威李冰李卓明
- 关键词：换热器光管螺纹管
- 天然气水合物钻井泥浆冷却系统研究及优化被引量：11
- 2013年
- 在天然气水合物钻探中,低温泥浆可以抑制水合物分解,对钻获水合物样品十分重要。吉林大学研制的泥浆冷却系统换热器选择同轴套管式对流换热的冷却方式,载冷剂与泥浆全程逆流。在青海祁连冻土带天然气水合物科学钻探项目中,泥浆冷却系统能够快速冷却泥浆,并将泥浆温度动态维持在低温范围内,达到了设计要求,对钻获天然气水合物样品起到重要的作用。为今后能够为水合物勘探提供更加有力的技术支持,对传热机理与换热器结构进行了进一步研究,设计了三层套管式换热器,换热面积和对流换热系数均大幅度提高,经理论计算与数值模拟,新型换热器换热效率显著提高,满足设计要求所需换热长度明显降低,同时降低了泥浆冷却系统的能量消耗和设备体积。
- 李宽张永勤孙友宏郭威李冰
- 关键词：天然气水合物换热器换热效率
- 注蒸汽开采冻土区天然气水合物数值计算与野外应用被引量：1
- 2014年
- 试开采研究是天然气水合物从理论研究走向商业化开采的必经之路。提出的注蒸汽开采是一种综合开采方法,是在降压开采的基础上,往孔内注入热蒸汽对水合物目标开采层进行激振往复式热激发。注蒸汽开采能够避免"自保护效应",促进水合物进一步分解,理论上能够扩大开采范围、提高产气量。利用FLUENT数值模拟软件对蒸汽加热水合物层动态过程进行数值计算,通过模拟计算结果对比分析,在满足开采要求的前提下确定最佳的注蒸汽功率为20 kW,注热时长为38 h。在青海木里盆地天然气水合物试采项目中,注蒸汽开采进行了5.2 h开采试验,产气量为3.25 m3。
- 李宽张永勤孙友宏郭威李冰
- 关键词：天然气水合物注蒸汽开采
- 海洋天然气水合物降压开采地层井壁力学稳定性分析被引量：17
- 2020年
- 降压开采天然气水合物使其分解会导致储层孔隙度、渗透率、孔隙压力和岩层骨架有效应力发生改变,同时降低沉积物的胶结程度,使地层的抗剪强度和承载能力降低,从而引起井壁失稳、海底滑坡、海底面沉降等工程问题.为此,在地下多相非等温数值模拟软件TOUGH+Hydrate框架内,基于扩展的三维Biot固结理论,考虑水合物分解相变、传热(T)、流动(H)、岩土体变形(M)等过程及其相互耦合作用,建立了新的水合物开采传热-流动-力学(THM)耦合数学模型,并开发有限元程序对其进行数值求解.以中国南海神狐海域GMGS1航次SH2站位水合物储层条件为研究对象,构建了垂直井降压开采THM耦合地层井壁稳定性分析模型,预测了水合物开采过程中储层温-压-力场和水合物分解区的演化规律,揭示了地层优势出砂区域和海底面沉降趋势.结果表明:储层降压导致地层有效应力增大,进而引起井周地层发生沉降,且地层的沉降主要发生在降压开采前期,最大沉降位置位于井壁周围,向储层内部延伸地层沉降量快速减小;水合物分解导致井周地层力学强度降低,加剧了储层的沉降;井筒降压造成射孔段井壁应力集中最为明显,从而造成井壁破坏的潜在风险,这些区域正是水合物开采出砂防治的关键区域.
- 袁益龙许天福辛欣辛欣李冰
- 关键词：天然气水合物降压开采地层沉降井壁稳定
- 注蒸汽法天然气水合物试采系统高温管路保温设计与试验
- 2013年
- 基于对天然气水合物分解机理的研究,提出了注蒸汽法开采陆域冻土带天然气水合物。开采原理是通过控制地下水位对水合物层降压的同时,注入高温高压蒸汽对水合物层进行热激发。注蒸汽法试采系统主要包括地表加热装置、地表采气及点火装置和孔内装置。为了提高能量利用率,需对地表和井筒蒸汽流动管路进行保温处理。文章重点对地表蒸汽管路的保温进行设计,首先进行传热理论分析,然后利用ANSYS模拟软件进行数值模拟计算,最终结合现场施工情况,确定蒸汽管路保温层厚为18mm,可以满足保温要求。
- 李冰孙友宏郭威张永勤李宽王秋雯
- 关键词：天然气水合物传热模拟
- 南极东方站深冰层及冰下湖钻探技术被引量：2
- 2021年
- 自1970年至今,前苏联和俄罗斯在南极东方站持续进行了近50年的冰层钻探活动,先后攻克了包含粒雪层、冰层、冰岩夹层和湖水冻结冰的复杂冰层钻进难题,逐渐形成了一套集热融取芯钻探、电动机械取芯钻探和分支孔钻探等为一体的深冰芯钻探技术。创造了冰层最深干孔钻进深度记录(952.4 m)、最深热融取芯钻进记录(2755 m)、最深冰芯钻探记录(3769.3 m),累计进尺达13000 m,并获取了总长超46 m的含湖水冻结冰样品的冰芯。东方站的钻探活动对极地冰层钻探技术的发展起到了巨大的推动和引领作用,同时积累了宝贵的深冰钻探经验。通过对东方站深冰钻探技术的系统梳理,将为我国正在实施的深冰芯钻探和即将开启的冰下湖科学钻探提供重要的借鉴。
- 王秋雯李冰李冰孙友宏张楠孙友宏杨阳张楠
