Ⅰ 超導技術是什麼
超導技術是研究物質在超導狀態下的性質、功能以及超導材料、超導器件的研製、開發和應用的技術。某些物質在溫度降低到一定值時電阻會完全消失,這種現象稱為超導電性。具有超導電性的物質稱為超導材料或超導體。超導材料包括金屬低溫超導材料、陶瓷高溫超導材料和有機超導材料等。超導技術的開發和應用對國民經濟、軍事技術、科學實驗與醫療衛生等具有重大價值。
超導電性是荷蘭科學家H.K.昂尼斯1911年發現的,他在做低溫實驗時,意外發現汞線冷卻到4.2K時電阻突然消失了。隨後科學家們發現許多金屬、合金和金屬間化合物也具有這種特性。1933年,德國人W.邁斯納發現超導體具有高抗磁性 ,使磁力線不能透入, 人們稱之為邁斯納效應。1957年美國人J.巴丁、L.N.庫珀、J.R.施里弗共同提出超導微觀理論(BCS理論)。1962年,英國人B.D.約瑟夫森從理論上預言超導電流能夠穿過一層極薄的絕緣體進入另一超導體,形成隧道超導電流。這種約瑟夫森效應隨後為實驗所證實。1986年初,美國國際商用機器公司蘇黎世研究所的K.A.馬勒和J.G.貝諾斯發現,鋇鑭銅氧化合物在30K時呈現超導電性。這種陶瓷超導材料的發現,為超導技術的發展開辟了新的途徑。
1986年以前發現的超導材料是良導體金屬、合金和金屬間化合物,其臨界溫度最高不過23.2K,而馬勒和貝諾斯發現的超導材料卻是氧化物,臨界溫度比低溫超導體高得多,對超導研究具有劃時代的意義,世界各國對此都十分重視。1987年中國成立了超導技術專家委員會和國家超導技術聯合研究開發中心,統一領導全國的超導研究工作;同年7月美國總統提出《總統超導倡議》,要求政府採取必要措施支持高溫超導研究;日本政府和民間企業、大學制訂了共同開發超導材料的計劃。各國超導科學家以陶瓷材料為對象尋找高臨界溫度的超導材料,形成了一股世界性的超導研究熱,釔鋇銅氧化合物、 鉍鍶鈣銅氧化合物、 鉈鋇鈣銅氧化合物等高溫超導材料不斷涌現。自1986年以來,中國在高溫超導技術攻關中取得了一系列重大成就,在某些領域達到了國際領先水平。
超導材料的另一個特性是具有約瑟夫森效應或超導隧道效應,即在兩塊超導體之間置一絕緣層(厚度約10埃),這時的絕緣層會成為一個「弱」超導體,電流可在其中通過。
判斷超導材料性能的指標是臨界溫度(TC)、 臨界磁場(HC) 和臨界電流(IC)。臨界溫度是指物質從有電阻變為無電阻的溫度;臨界磁場是指在一定的溫度和無電流存在的情況下,超導體超導電性消失時的磁場閾值;臨界電流是指能使超導體由超導態轉變為正常態的電流密度值。TC、HC和IC數值越大,超導體的性能越好。
超導技術是一項具有重要應用價值和巨大開發前景的高技術,它在軍事上的潛在應用可分為強磁和弱磁兩大類。
超導強磁技術主要是利用超導材料能夠產生很高的穩態強磁場,據此將可製成超導儲能裝置、超導電機和電磁推進裝置。①超導儲能裝置。這種儲能裝置將可長時期儲存大量的能量,然後根據需要加以釋放。大型超導儲能系統(儲能10�焦耳)將可作為陸基自由電子激光器或天基定向能武器的功率源。②超導電機。這種電機的體積和質量將比常規電機顯著縮小,功率成倍增長,效率大大提高,可為武器裝備提供動力。③電磁推進裝置。用超導強磁材料製造的電磁推進裝置,把電能直接轉變為動力,將能以很高的速度推進大質量的物體,在軍事上用作艦艇的動力裝置,可消除傳動雜訊,提高隱蔽性;也可用作電磁炮的動力裝置。
超導弱磁技術的理論基礎是約瑟夫森效應。利用這種效應製成的超導電子器件,將具有功耗低、雜訊小、靈敏度高、反應速度快等特點,可進行高精度、弱信號的電磁測量,也可用作超高速電子計算機元器件等。主要的超導電子器件有:①超導弱磁探測器件。超導量子干涉儀、電磁感測器和磁強計等,對磁場和電磁輻射的靈敏度比常規器件高得多,可用於軍事偵察。②超導計算機。採用約瑟夫森器件的超導計算機,運算速度將比普通計算機快幾十倍,功耗減少到千分之一以下,散熱性能很好。③超導高頻探測器。如超導紅外探測器、參量放大器、混頻器、功率放大器等,將使空間監視、通信、導航、氣象和武器系統的性能遠遠超過利用常規器件時的性能。
Ⅱ 採油氣工程的論文
採油氣工程的論文
採油氣工程是一個運用科學的理論、方法、技術與裝備高效地鑽探地下油氣資源、最大限度並經濟有效地將地層中的油氣開採到地面,安全地將油氣分離、計量與輸運的工程技術領域。我整理的關於採油氣工程的論文,歡迎大家一起來看看!
摘要 :縱觀我國石油開采技術發展的整個歷程,從其最初的探索試驗階段發展到分層開采階段,再發展到如今的多種油藏類型採油工藝技術、採油工程智能技術等,期間走過的道路是非常曲折和艱難的,同時,這也體現了石油人的勇於奉獻和不斷創新的精神。隨著採油技術的不斷發展,它的工藝配套技術也不斷完善,這使得油田的產量也不斷的提高,但與此同時,要想進一步提高我們的油田產量,則仍然需要不斷的改進我們的採油技術,這才能夠讓我國的石油工程處於良好的發展之中,才能為我國的經濟帶來巨大的效益。目前,我國的大多數油田已經處於高含水,高產出階段,產量呈遞減的速度,水油比上升造成的油氣田開采難度越來越大。因此,研究採油技術對我國的經濟發展有重大的'意義。這對我國的經濟帶來的幫助也是不可估量的。
關鍵詞 :採油技術;工藝;產量;創新
採油是油田開採的過程中,根據開採的目標通過生產井和注入井對油藏採取的各項工程技術的總稱。眾所周知,油田的產量高低取決於採油技術的好與壞,因此,採油技術就成為我國實現油田開采技術的重要途徑,另外,採油技術還影響採油速度的快慢、最終採收率的大小、經濟效益的優劣等油田生產中的重要問題。
一採油技術的分類
近年來,國內外的採油新技術發展很迅速,有物理的、生物的、化學的以及各種綜合的方法等,但其本質都是在努力提高原油採收率。從技術的應用時間順序和技術原理上來看,可分為一次採油、二次採油和三次採油。顧名思義一次採油,就是依靠油藏天然能量進行油田開採的一種方法,常見的一次採油方法有溶解氣驅、彈性水驅和氣頂驅等;經過一次採油之後,地層壓力明顯變小,需要為油井注水以平衡地下能量的減弱,這被稱為二次採油。通過二次採油之後,採取注水,並應用物理和化學方法,改變流體的性質、相態等,擴大注水的波及范圍以便提高驅油效率,從而再一次提高採收率。三次採油主要是依靠化學方法,輔助開采最艱難的層面油藏,一般包括鹼驅、聚合物驅、表面活性劑驅、聚合物復合驅等。與二次採油相比,三次採油的特點是高投入、高技術和高效益,在二次採油水驅的基礎上向油層注入排驅劑來採油,不同的排驅劑有不同的排驅機理。三次採油增油的效果非常好,近年來已經被國內外廣泛重視和研究。
二 我國採油技術的現狀
1. 完井工程技術 。
完井工程是銜接鑽井和採油工程的,但又與其相對獨立的工程,從鑽開油層開始,到下套管注水泥固井、射孔、下生產管柱、排液、直到投產的一個過程。到目前為止,我國在直井、定向斜井、叢式井、水平井的技術上面已經達到了一定的技術高度,並且掌握了多種完井的方法,比如裸眼井補管完井、下套管射孔完井、套管內外繞絲篩管等完井方法。根據油田所處的地理位置及油藏情況等來確定並採用不同種類的方法,比如象華北迷霧山油藏,由於它的地質條件為碳酸鹽岩裂縫油田,因此採用了裸眼完井方法,這樣不但保護了生產階段,且也取得了油井的高產,大大提高了採油率。另外,由於大慶油田屬於老油田,所以採用了注水開發的方法,對加密井採用高密度鑽井液完井並進行油層保護,這樣取得了很大的成功。特別值得提出的是,我國在實踐中發展配套了採油和鑽井聯合協作的技術,以保護油層、達到高產為目標。目前,我國的鑽井技術較之以前有很大的發展,下套管射
孔完井、裸眼完井、各種襯管完井技術被一些油田採用,並取得了十分顯著的成績。
2. 人工舉升工藝技術 。
根據各類油田在不同開發階段的需要,在最近的五十多年中,我國發展配套和應用了多種人工舉升工藝技術,比如:抽油機有桿泵採油技術、電動潛油泵採油技術、水力活塞泵採油技術、地面驅動螺桿採油技術、氣舉採油技術等等。借鑒國外的先進技術,又研發了井下診斷和機桿泵優化等技術問題,極大地提高了採油效率。
3. 分層注水技術 。
分層注水技術已經在多層油藏注水開發中被廣泛應用,它的關鍵技術就是要提高注入水在地下的波及效率。早在多年前,克拉瑪依油田就在調整中應用了分層注水技術,並且取得了非常好的效果。研究成功的管式活動配水器和支撐式封隔器,在油田的分注中發揮了一定的積極作業,並且取得的結果非常令人滿意。90年代河南油田、大慶油田進一步研究成功了液壓投撈式分層注水管柱、並且達到了一次可測試、調整多層的細分注水的目的。
4. 熱超導技術 。
熱超導技術是控制物質的熱阻,並且使它趨近於零,它主要是利用化學技術,在封閉的管體內加入復合的化學介質,利用物質受熱不均產生的相變,激活氣狀分子,使其在巨大的氣化潛熱中以聲速傳遞熱量。熱超導技術主要有兩種,第一種是能耗自平衡稠油技術,它主要是利用超導液,在地下注入超導液之後,利用其導熱的性能,把地下的熱能傳遞到井口,從而提高井口產出液的溫度。在不經過任何加熱裝置輔助的情況下,最大限度地實現清蠟降粘、減少抽油機懸點載荷、提高泵效的節能目標。另外一種是超導加熱熱洗技術,它是將應用超導技術加熱之後的產出液注入到油套內,通過循環升高井筒內的溫度,從而實現清蠟降粘的目的。採用這種技術的好處是環保,並且成本低、效率高,而且安全可靠,是油田普遍應用的一種技術。
另外,我國的採油技術還有壓裂、酸化工藝技術,堵水、調剖工藝技術,稠油及超稠油開采技術,多層砂岩油藏「控水穩油」配套技術等。
三 目前採油技術遇到的問題
常規採油工藝難以滿足目前開發的需要,主要體現在:一是大泵提液技術越來越大,目前應用的大抽液泵主要有0.70mm泵和0.583mm泵兩種。二是有桿泵加深泵掛受到限制。三是斜井採油技術需要進一步突破,由於需要加深的泵掛,部分油井的桿、管等抽油設備進入斜井段。四是高溫限制了電潛泵的應用范圍。另外就是開發後期的垢、綉現象日益嚴重;重復堵水的措施的效果日益變差了等。
四 採油技術的前景展望
未來採油技術的發展趨勢主要體現在復合驅油法、混相法、熱力採油法、微生物法等等。並且在未來油田的生產中,生物工程技術也將會得到廣泛的應用。由於生物技術在其他行業的廣泛應用,並且取得良好的效果,這便使其成為採油技術的一種新的研究。隨著老油田注水開採的延續,石油的綜合含水的不斷上升,污水處理已經成為一個棘手的問題,而生物工程技術具有污染小、成本低的特點,這使得它將成為油田採油技術中的一項新的技術,而且會不斷地提高原油採收率。
另外,碳納米管在油井中也得到了廣泛的應用,其密度小,但強度卻是鋼的100倍。未來的油田開采中將會利用其輕、柔軟、結實等特點,製作油管或抽油桿,其性能會比現在的鋼管更強,這將為油田的開發和挖潛做出更大的貢獻。
根據我國石油和天然氣的發展戰略,針對西部油區的油井深度大、產量變化范圍廣、地質礦藏多樣以及復雜、氣候惡劣、天然氣充足等特點,應該採用較先進的採油技術,從而提高開採的效率,這對我國的經濟發展起到了促進的作用。
參考文獻
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[4] 鄔光輝,朱海燕.和田河氣田奧陶系碳酸鹽岩氣藏類型再認識及其意義[J].天然氣工業,2011(07)
;Ⅲ 什麼叫熱超導技術
是
高溫超導
嗎?
超導通常只能在極低的溫度下發生,高溫超導就是在相對的高溫下能產生超導,但是現在的技術還不能在常溫下實現
這可是各國都希望研發的技術,呵呵...
Ⅳ 超導體是什麼意思啊
超導體最重要的特點是電流通過時電阻為零,有一些類型的金屬(特別是鈦、釩、鉻、鐵、鎳),當將其置於特別低的溫度下時,電流通過時的電阻就為零。在普通的導體中,大部分通過導體的電流由於電阻的原因變為熱能,因而被「消耗」掉了。在超導體中,實際上沒有阻力,這樣,一旦接通電流,從理論上講就永遠不會中斷。在一個用超導體製成的電磁體(一個線圈,電流從中通過時產生電磁場)所構成的電路中,從理論上講只送入一次電流,就可以在電路內不停的流動,從而就能使電磁場持續不斷。當然,實際上是存在損耗的,不可能實現這類「永動」,不能不去考慮必需的能源投入,以使超導體能保持其產生零電阻現象所需要的底溫狀態(即-269℃,比絕對零度高出4℃)。
Ⅳ 什麼是超導超導技術有什麼好處
1911年,荷蘭萊頓大學的卡末林—昂內斯意外地發現,將汞冷卻到-268.98°C時,汞的電阻突然消失;後來他又發現許多金屬和合金都具有與上述汞相類似的低溫下失去電阻的特性,由於它的特殊導電性能,卡末林—昂內斯稱之為超導態。卡茂林由於他的這一發現獲得了1913年諾貝爾獎。 這一發現引起了世界范圍內的震動。在他之後,人們開始把處於超導狀態的導體稱之為「超導體」。超導體的直流電阻率在一定的低溫下突然消失,被稱作零電阻效應。導體沒有了電阻,電流流經超導體時就不發生熱損耗,電流可以毫無阻力地在導線中形成強大的電流,從而產生超強磁場。 1933年,荷蘭的邁斯納和奧森菲爾德共同發現了超導體的另一個極為重要的性質,當金屬處在超導狀態時,這一超導體內的磁感興強度為零,卻把原來存在於體內的磁場排擠出去。對單晶錫球進行實驗發現:錫球過渡到超導態時,錫球周圍的磁場突然發生變化,磁力線似乎一下子被排斥到超導體之外去了,人們將這種現象稱之為「邁斯納效應」。 後來人們還做過這樣一個實驗:在一個淺平的錫盤中,放入一個體積很小但磁性很強的永久磁體,然後把溫度降低,使錫盤出現超導性,這時可以看到,小磁鐵竟然離開錫盤表面,慢慢地飄起,懸浮不動。 邁斯納效應有著重要的意義,它可以用來判別物質是否具有超導性。 為了使超導材料有實用性,人們開始了探索高溫超導的歷程,從1911年至1986年,超導溫度由水銀的4.2K提高到23.22K(0K=-273.15°C;K開爾文溫標,起點為絕對零度)。1986年1月發現鋇鑭銅氧化物超導溫度是30K,12月30日,又將這一紀錄刷新為40.2K,1987年1月升至43K,不久又升至46K和53K,2月15日發現了98K超導體。高溫超導體取得了巨大突破,使超導技術走向大規模應用。 超導材料和超導技術有著廣闊的應用前景。超導現象中的邁斯納效應使人們可以到用此原理製造超導列車和超導船,由於這些交通工具將在懸浮無摩擦狀態下運行,這將大大提高它們的速度和安靜性,並有效減少機械磨損。利用超導懸浮可製造無磨損軸承,將軸承轉速提高到每分鍾10萬轉以上。超導列車已於70年代成功地進行了載人可行性試驗,1987年開始,日本國開始試運行,但經常出現失效現象,出現這種現象可能是由於高速行駛產生的顛簸造成的。超導船已於1992年1月27日下水試航,目前尚未進入實用化階段。利用超導材料製造交通工具在技術上還存在一定的障礙,但它勢必會引發交通工具革命的一次浪潮。 超導材料的零電阻特性可以用來輸電和製造大型磁體。超高壓輸電會有很大的損耗,而利用超導體則可最大限度地降低損耗,但由於臨界溫度較高的超導體還未進入實用階段,從而限制了超導輸電的採用。隨著技術的發展,新超導材料的不斷涌現,超導輸電的希望能在不久的將來得以實現。 現有的高溫超導體還處於必須用液態氮來冷卻的狀態,但它仍舊被認為是20世紀最偉大的發現之一。 [編輯本段]超導現象 物體在低溫出現超導現象是因為在溫度很低的時候,原子核的運動被易子氣束縛在很小的范圍內,原子與原子形成彈性晶格狀,原子只能在晶格中有微弱的振動,內層電子在這些晶格之間做振動,外層自由電子無法將能量傳遞給原子核,自由電子與巨大的彈性晶格相碰撞,無法將自己的能量轉變成巨大彈性晶格的內能,所以無能量損失。在磁場中,只有超導體的外部直接與磁場接觸的部分可以被磁化,超導體表現出完全抗磁性。
Ⅵ 超導取暖是什麼意思
真空超導取暖技術是一種超導傳熱和高效換熱新技術。無毒、無味、不腐蝕、不爆炸,本技術利用單管真空封閉超導液循環傳熱的工作原理,克服了舊式水鍋爐的氣阻、腐蝕水管、傳遞效率低的三大難題。本技術可廣泛用於家庭、辦公室、學校、商店、暖棚、花窖等採暖加熱用途,還可以做烘乾設備、超導電暖器、超導太陽能熱器、超導大小型鍋爐和冬季汽車余熱取暖等——它將是二十一世紀採暖行業的領先技術
。
Ⅶ 超導技術是什麼托卡馬克為什麼要用超導技術
他是一個動力源 ,托卡馬克是一種可以實現可控核聚變的裝置,它是人造太陽,可以產生非常大的清潔能源,並且具有極低的核輻射。風險系數遠低於核裂變,原則上類似於氫彈,但氫彈瞬間釋放!在不久前的新聞中,這是我國東部的東西,屬於低溫超導托卡馬克裝置,它是目前世界上第一個,達到 5000萬度的實驗溫度,穩定運行 100 多秒。
超導性現象中的邁斯納效應,使人們能夠利用這一原理製造超導性火車和超導性船,因為這些車輛將在懸浮和無摩擦狀態下運行,這將大大提高它們的速度和安靜度,並有效減少機械磨損。通過使用超導懸架可以製造無磨損軸承,並且軸承的轉速可以提高到每分鍾 100,000 轉以上。超導列車於 20世紀70年代成功進行了載人可行性試驗。自 1987 以來,日本開始試運行,但經常失敗。這種現象可能是由高速駕駛引起的顛簸引起的。
Ⅷ 什麼是超導體 它的特點是什麼
「超導體」是指能進行超導傳輸的導電材料。
零電阻和抗磁性是超導體的兩個重要特性。
超導是指導電材料在溫度接近絕對零度的時候,物體分子熱運動下材料的電阻趨近於0的性質。
Ⅸ 高溫超導體是什麼
高溫超導體是超導物質中的一種族類,具有一般的結構特徵以及相對上適度間隔的銅氧化物平面。它們也被稱作銅氧化物超導體。高溫超導體並不是大多數人認為的幾百幾千的高溫,只是相對原來超導所需的超低溫高許多的溫度,不過也有零下幾百多攝氏度。而在人類所研究的超導中溫度算提高非常多,所以稱之為高溫超導體。
謝謝採納