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热超导技术什么意思

发布时间:2023-01-01 02:41:16

Ⅰ 超导技术是什么

超导技术是研究物质在超导状态下的性质、功能以及超导材料、超导器件的研制、开发和应用的技术。某些物质在温度降低到一定值时电阻会完全消失,这种现象称为超导电性。具有超导电性的物质称为超导材料或超导体。超导材料包括金属低温超导材料、陶瓷高温超导材料和有机超导材料等。超导技术的开发和应用对国民经济、军事技术、科学实验与医疗卫生等具有重大价值。

超导电性是荷兰科学家H.K.昂尼斯1911年发现的,他在做低温实验时,意外发现汞线冷却到4.2K时电阻突然消失了。随后科学家们发现许多金属、合金和金属间化合物也具有这种特性。1933年,德国人W.迈斯纳发现超导体具有高抗磁性 ,使磁力线不能透入, 人们称之为迈斯纳效应。1957年美国人J.巴丁、L.N.库珀、J.R.施里弗共同提出超导微观理论(BCS理论)。1962年,英国人B.D.约瑟夫森从理论上预言超导电流能够穿过一层极薄的绝缘体进入另一超导体,形成隧道超导电流。这种约瑟夫森效应随后为实验所证实。1986年初,美国国际商用机器公司苏黎世研究所的K.A.马勒和J.G.贝诺斯发现,钡镧铜氧化合物在30K时呈现超导电性。这种陶瓷超导材料的发现,为超导技术的发展开辟了新的途径。

1986年以前发现的超导材料是良导体金属、合金和金属间化合物,其临界温度最高不过23.2K,而马勒和贝诺斯发现的超导材料却是氧化物,临界温度比低温超导体高得多,对超导研究具有划时代的意义,世界各国对此都十分重视。1987年中国成立了超导技术专家委员会和国家超导技术联合研究开发中心,统一领导全国的超导研究工作;同年7月美国总统提出《总统超导倡议》,要求政府采取必要措施支持高温超导研究;日本政府和民间企业、大学制订了共同开发超导材料的计划。各国超导科学家以陶瓷材料为对象寻找高临界温度的超导材料,形成了一股世界性的超导研究热,钇钡铜氧化合物、 铋锶钙铜氧化合物、 铊钡钙铜氧化合物等高温超导材料不断涌现。自1986年以来,中国在高温超导技术攻关中取得了一系列重大成就,在某些领域达到了国际领先水平。

超导材料的另一个特性是具有约瑟夫森效应或超导隧道效应,即在两块超导体之间置一绝缘层(厚度约10埃),这时的绝缘层会成为一个“弱”超导体,电流可在其中通过。

判断超导材料性能的指标是临界温度(TC)、 临界磁场(HC) 和临界电流(IC)。临界温度是指物质从有电阻变为无电阻的温度;临界磁场是指在一定的温度和无电流存在的情况下,超导体超导电性消失时的磁场阈值;临界电流是指能使超导体由超导态转变为正常态的电流密度值。TC、HC和IC数值越大,超导体的性能越好。

超导技术是一项具有重要应用价值和巨大开发前景的高技术,它在军事上的潜在应用可分为强磁和弱磁两大类。

超导强磁技术主要是利用超导材料能够产生很高的稳态强磁场,据此将可制成超导储能装置、超导电机和电磁推进装置。①超导储能装置。这种储能装置将可长时期储存大量的能量,然后根据需要加以释放。大型超导储能系统(储能10�焦耳)将可作为陆基自由电子激光器或天基定向能武器的功率源。②超导电机。这种电机的体积和质量将比常规电机显着缩小,功率成倍增长,效率大大提高,可为武器装备提供动力。③电磁推进装置。用超导强磁材料制造的电磁推进装置,把电能直接转变为动力,将能以很高的速度推进大质量的物体,在军事上用作舰艇的动力装置,可消除传动噪声,提高隐蔽性;也可用作电磁炮的动力装置。

超导弱磁技术的理论基础是约瑟夫森效应。利用这种效应制成的超导电子器件,将具有功耗低、噪声小、灵敏度高、反应速度快等特点,可进行高精度、弱信号的电磁测量,也可用作超高速电子计算机元器件等。主要的超导电子器件有:①超导弱磁探测器件。超导量子干涉仪、电磁传感器和磁强计等,对磁场和电磁辐射的灵敏度比常规器件高得多,可用于军事侦察。②超导计算机。采用约瑟夫森器件的超导计算机,运算速度将比普通计算机快几十倍,功耗减少到千分之一以下,散热性能很好。③超导高频探测器。如超导红外探测器、参量放大器、混频器、功率放大器等,将使空间监视、通信、导航、气象和武器系统的性能远远超过利用常规器件时的性能。

Ⅱ 采油气工程的论文

采油气工程的论文

采油气工程是一个运用科学的理论、方法、技术与装备高效地钻探地下油气资源、最大限度并经济有效地将地层中的油气开采到地面,安全地将油气分离、计量与输运的工程技术领域。我整理的关于采油气工程的论文,欢迎大家一起来看看!

关于石油工程采油技术的现状及对未来的展望

摘要 :纵观我国石油开采技术发展的整个历程,从其最初的探索试验阶段发展到分层开采阶段,再发展到如今的多种油藏类型采油工艺技术、采油工程智能技术等,期间走过的道路是非常曲折和艰难的,同时,这也体现了石油人的勇于奉献和不断创新的精神。随着采油技术的不断发展,它的工艺配套技术也不断完善,这使得油田的产量也不断的提高,但与此同时,要想进一步提高我们的油田产量,则仍然需要不断的改进我们的采油技术,这才能够让我国的石油工程处于良好的发展之中,才能为我国的经济带来巨大的效益。目前,我国的大多数油田已经处于高含水,高产出阶段,产量呈递减的速度,水油比上升造成的油气田开采难度越来越大。因此,研究采油技术对我国的经济发展有重大的'意义。这对我国的经济带来的帮助也是不可估量的。

关键词 :采油技术;工艺;产量;创新

采油是油田开采的过程中,根据开采的目标通过生产井和注入井对油藏采取的各项工程技术的总称。众所周知,油田的产量高低取决于采油技术的好与坏,因此,采油技术就成为我国实现油田开采技术的重要途径,另外,采油技术还影响采油速度的快慢、最终采收率的大小、经济效益的优劣等油田生产中的重要问题。

一采油技术的分类

近年来,国内外的采油新技术发展很迅速,有物理的、生物的、化学的以及各种综合的方法等,但其本质都是在努力提高原油采收率。从技术的应用时间顺序和技术原理上来看,可分为一次采油、二次采油和三次采油。顾名思义一次采油,就是依靠油藏天然能量进行油田开采的一种方法,常见的一次采油方法有溶解气驱、弹性水驱和气顶驱等;经过一次采油之后,地层压力明显变小,需要为油井注水以平衡地下能量的减弱,这被称为二次采油。通过二次采油之后,采取注水,并应用物理和化学方法,改变流体的性质、相态等,扩大注水的波及范围以便提高驱油效率,从而再一次提高采收率。三次采油主要是依靠化学方法,辅助开采最艰难的层面油藏,一般包括碱驱、聚合物驱、表面活性剂驱、聚合物复合驱等。与二次采油相比,三次采油的特点是高投入、高技术和高效益,在二次采油水驱的基础上向油层注入排驱剂来采油,不同的排驱剂有不同的排驱机理。三次采油增油的效果非常好,近年来已经被国内外广泛重视和研究。

我国采油技术的现状

1. 完井工程技术

完井工程是衔接钻井和采油工程的,但又与其相对独立的工程,从钻开油层开始,到下套管注水泥固井、射孔、下生产管柱、排液、直到投产的一个过程。到目前为止,我国在直井、定向斜井、丛式井、水平井的技术上面已经达到了一定的技术高度,并且掌握了多种完井的方法,比如裸眼井补管完井、下套管射孔完井、套管内外绕丝筛管等完井方法。根据油田所处的地理位置及油藏情况等来确定并采用不同种类的方法,比如象华北迷雾山油藏,由于它的地质条件为碳酸盐岩裂缝油田,因此采用了裸眼完井方法,这样不但保护了生产阶段,且也取得了油井的高产,大大提高了采油率。另外,由于大庆油田属于老油田,所以采用了注水开发的方法,对加密井采用高密度钻井液完井并进行油层保护,这样取得了很大的成功。特别值得提出的是,我国在实践中发展配套了采油和钻井联合协作的技术,以保护油层、达到高产为目标。目前,我国的钻井技术较之以前有很大的发展,下套管射

孔完井、裸眼完井、各种衬管完井技术被一些油田采用,并取得了十分显着的成绩。

2. 人工举升工艺技术

根据各类油田在不同开发阶段的需要,在最近的五十多年中,我国发展配套和应用了多种人工举升工艺技术,比如:抽油机有杆泵采油技术、电动潜油泵采油技术、水力活塞泵采油技术、地面驱动螺杆采油技术、气举采油技术等等。借鉴国外的先进技术,又研发了井下诊断和机杆泵优化等技术问题,极大地提高了采油效率。

3. 分层注水技术

分层注水技术已经在多层油藏注水开发中被广泛应用,它的关键技术就是要提高注入水在地下的波及效率。早在多年前,克拉玛依油田就在调整中应用了分层注水技术,并且取得了非常好的效果。研究成功的管式活动配水器和支撑式封隔器,在油田的分注中发挥了一定的积极作业,并且取得的结果非常令人满意。90年代河南油田、大庆油田进一步研究成功了液压投捞式分层注水管柱、并且达到了一次可测试、调整多层的细分注水的目的。

4. 热超导技术

热超导技术是控制物质的热阻,并且使它趋近于零,它主要是利用化学技术,在封闭的管体内加入复合的化学介质,利用物质受热不均产生的相变,激活气状分子,使其在巨大的气化潜热中以声速传递热量。热超导技术主要有两种,第一种是能耗自平衡稠油技术,它主要是利用超导液,在地下注入超导液之后,利用其导热的性能,把地下的热能传递到井口,从而提高井口产出液的温度。在不经过任何加热装置辅助的情况下,最大限度地实现清蜡降粘、减少抽油机悬点载荷、提高泵效的节能目标。另外一种是超导加热热洗技术,它是将应用超导技术加热之后的产出液注入到油套内,通过循环升高井筒内的温度,从而实现清蜡降粘的目的。采用这种技术的好处是环保,并且成本低、效率高,而且安全可靠,是油田普遍应用的一种技术。

另外,我国的采油技术还有压裂、酸化工艺技术,堵水、调剖工艺技术,稠油及超稠油开采技术,多层砂岩油藏“控水稳油”配套技术等。

目前采油技术遇到的问题

常规采油工艺难以满足目前开发的需要,主要体现在:一是大泵提液技术越来越大,目前应用的大抽液泵主要有0.70mm泵和0.583mm泵两种。二是有杆泵加深泵挂受到限制。三是斜井采油技术需要进一步突破,由于需要加深的泵挂,部分油井的杆、管等抽油设备进入斜井段。四是高温限制了电潜泵的应用范围。另外就是开发后期的垢、绣现象日益严重;重复堵水的措施的效果日益变差了等。

采油技术的前景展望

未来采油技术的发展趋势主要体现在复合驱油法、混相法、热力采油法、微生物法等等。并且在未来油田的生产中,生物工程技术也将会得到广泛的应用。由于生物技术在其他行业的广泛应用,并且取得良好的效果,这便使其成为采油技术的一种新的研究。随着老油田注水开采的延续,石油的综合含水的不断上升,污水处理已经成为一个棘手的问题,而生物工程技术具有污染小、成本低的特点,这使得它将成为油田采油技术中的一项新的技术,而且会不断地提高原油采收率。

另外,碳纳米管在油井中也得到了广泛的应用,其密度小,但强度却是钢的100倍。未来的油田开采中将会利用其轻、柔软、结实等特点,制作油管或抽油杆,其性能会比现在的钢管更强,这将为油田的开发和挖潜做出更大的贡献。

根据我国石油和天然气的发展战略,针对西部油区的油井深度大、产量变化范围广、地质矿藏多样以及复杂、气候恶劣、天然气充足等特点,应该采用较先进的采油技术,从而提高开采的效率,这对我国的经济发展起到了促进的作用。

参考文献

[1] 张磊.本源菌采油矿场应用先导技术研究[J].油田化学,2010(04)

[2] 谷艳容.柔性金属抽油泵排砂采油工艺,2005

[3] 孙志前.生产一线大排量螺杆泵采油技术存在的问题及对策文,2003

[4] 邬光辉,朱海燕.和田河气田奥陶系碳酸盐岩气藏类型再认识及其意义[J].天然气工业,2011(07)

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Ⅲ 什么叫热超导技术


高温超导
吗?
超导通常只能在极低的温度下发生,高温超导就是在相对的高温下能产生超导,但是现在的技术还不能在常温下实现
这可是各国都希望研发的技术,呵呵...

Ⅳ 超导体是什么意思啊

超导体最重要的特点是电流通过时电阻为零,有一些类型的金属(特别是钛、钒、铬、铁、镍),当将其置于特别低的温度下时,电流通过时的电阻就为零。在普通的导体中,大部分通过导体的电流由于电阻的原因变为热能,因而被“消耗”掉了。在超导体中,实际上没有阻力,这样,一旦接通电流,从理论上讲就永远不会中断。在一个用超导体制成的电磁体(一个线圈,电流从中通过时产生电磁场)所构成的电路中,从理论上讲只送入一次电流,就可以在电路内不停的流动,从而就能使电磁场持续不断。当然,实际上是存在损耗的,不可能实现这类“永动”,不能不去考虑必需的能源投入,以使超导体能保持其产生零电阻现象所需要的底温状态(即-269℃,比绝对零度高出4℃)。

Ⅳ 什么是超导超导技术有什么好处

1911年,荷兰莱顿大学的卡末林—昂内斯意外地发现,将汞冷却到-268.98°C时,汞的电阻突然消失;后来他又发现许多金属和合金都具有与上述汞相类似的低温下失去电阻的特性,由于它的特殊导电性能,卡末林—昂内斯称之为超导态。卡茂林由于他的这一发现获得了1913年诺贝尔奖。 这一发现引起了世界范围内的震动。在他之后,人们开始把处于超导状态的导体称之为“超导体”。超导体的直流电阻率在一定的低温下突然消失,被称作零电阻效应。导体没有了电阻,电流流经超导体时就不发生热损耗,电流可以毫无阻力地在导线中形成强大的电流,从而产生超强磁场。 1933年,荷兰的迈斯纳和奥森菲尔德共同发现了超导体的另一个极为重要的性质,当金属处在超导状态时,这一超导体内的磁感兴强度为零,却把原来存在于体内的磁场排挤出去。对单晶锡球进行实验发现:锡球过渡到超导态时,锡球周围的磁场突然发生变化,磁力线似乎一下子被排斥到超导体之外去了,人们将这种现象称之为“迈斯纳效应”。 后来人们还做过这样一个实验:在一个浅平的锡盘中,放入一个体积很小但磁性很强的永久磁体,然后把温度降低,使锡盘出现超导性,这时可以看到,小磁铁竟然离开锡盘表面,慢慢地飘起,悬浮不动。 迈斯纳效应有着重要的意义,它可以用来判别物质是否具有超导性。 为了使超导材料有实用性,人们开始了探索高温超导的历程,从1911年至1986年,超导温度由水银的4.2K提高到23.22K(0K=-273.15°C;K开尔文温标,起点为绝对零度)。1986年1月发现钡镧铜氧化物超导温度是30K,12月30日,又将这一纪录刷新为40.2K,1987年1月升至43K,不久又升至46K和53K,2月15日发现了98K超导体。高温超导体取得了巨大突破,使超导技术走向大规模应用。 超导材料和超导技术有着广阔的应用前景。超导现象中的迈斯纳效应使人们可以到用此原理制造超导列车和超导船,由于这些交通工具将在悬浮无摩擦状态下运行,这将大大提高它们的速度和安静性,并有效减少机械磨损。利用超导悬浮可制造无磨损轴承,将轴承转速提高到每分钟10万转以上。超导列车已于70年代成功地进行了载人可行性试验,1987年开始,日本国开始试运行,但经常出现失效现象,出现这种现象可能是由于高速行驶产生的颠簸造成的。超导船已于1992年1月27日下水试航,目前尚未进入实用化阶段。利用超导材料制造交通工具在技术上还存在一定的障碍,但它势必会引发交通工具革命的一次浪潮。 超导材料的零电阻特性可以用来输电和制造大型磁体。超高压输电会有很大的损耗,而利用超导体则可最大限度地降低损耗,但由于临界温度较高的超导体还未进入实用阶段,从而限制了超导输电的采用。随着技术的发展,新超导材料的不断涌现,超导输电的希望能在不久的将来得以实现。 现有的高温超导体还处于必须用液态氮来冷却的状态,但它仍旧被认为是20世纪最伟大的发现之一。 [编辑本段]超导现象 物体在低温出现超导现象是因为在温度很低的时候,原子核的运动被易子气束缚在很小的范围内,原子与原子形成弹性晶格状,原子只能在晶格中有微弱的振动,内层电子在这些晶格之间做振动,外层自由电子无法将能量传递给原子核,自由电子与巨大的弹性晶格相碰撞,无法将自己的能量转变成巨大弹性晶格的内能,所以无能量损失。在磁场中,只有超导体的外部直接与磁场接触的部分可以被磁化,超导体表现出完全抗磁性。

Ⅵ 超导取暖是什么意思

真空超导取暖技术是一种超导传热和高效换热新技术。无毒、无味、不腐蚀、不爆炸,本技术利用单管真空封闭超导液循环传热的工作原理,克服了旧式水锅炉的气阻、腐蚀水管、传递效率低的三大难题。本技术可广泛用于家庭、办公室、学校、商店、暖棚、花窖等采暖加热用途,还可以做烘干设备、超导电暖器、超导太阳能热器、超导大小型锅炉和冬季汽车余热取暖等——它将是二十一世纪采暖行业的领先技术

Ⅶ 超导技术是什么托卡马克为什么要用超导技术

他是一个动力源 ,托卡马克是一种可以实现可控核聚变的装置,它是人造太阳,可以产生非常大的清洁能源,并且具有极低的核辐射。风险系数远低于核裂变,原则上类似于氢弹,但氢弹瞬间释放!在不久前的新闻中,这是我国东部的东西,属于低温超导托卡马克装置,它是目前世界上第一个,达到 5000万度的实验温度,稳定运行 100 多秒。

超导性现象中的迈斯纳效应,使人们能够利用这一原理制造超导性火车和超导性船,因为这些车辆将在悬浮和无摩擦状态下运行,这将大大提高它们的速度和安静度,并有效减少机械磨损。通过使用超导悬架可以制造无磨损轴承,并且轴承的转速可以提高到每分钟 100,000 转以上。超导列车于 20世纪70年代成功进行了载人可行性试验。自 1987 以来,日本开始试运行,但经常失败。这种现象可能是由高速驾驶引起的颠簸引起的。

Ⅷ 什么是超导体 它的特点是什么

“超导体”是指能进行超导传输的导电材料。
零电阻和抗磁性是超导体的两个重要特性。
超导是指导电材料在温度接近绝对零度的时候,物体分子热运动下材料的电阻趋近于0的性质。

Ⅸ 高温超导体是什么

高温超导体是超导物质中的一种族类,具有一般的结构特征以及相对上适度间隔的铜氧化物平面。它们也被称作铜氧化物超导体。高温超导体并不是大多数人认为的几百几千的高温,只是相对原来超导所需的超低温高许多的温度,不过也有零下几百多摄氏度。而在人类所研究的超导中温度算提高非常多,所以称之为高温超导体。
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