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SDS影响下煤层气水合物储气特性的Raman光谱分析被引量：2: 2016年; 煤层气储运是影响其综合利用的主要因素。利用自主搭建煤层气水合反应Raman原位测试平台,在2.0℃、4.0 MPa条件下开展四种浓度SDS溶液体系煤层气水合实验,获得不同时刻气相及反应结束时刻水合物相Raman光谱图。基于Raman谱带面积比、van der Waals-Platteeuw模型,计算出各体系水合物孔穴占有率、水合指数等结构参数,进而确定出水合物含气率。结果表明:水合过程气相Raman谱峰强度呈显著梯度变化,反映了煤层气水合反应存在微观物质传递;水合指数随SDS浓度增大而呈递减趋势,当SDS浓度为5.2 mmol/L时,含气率达最大值。; 吴强赵子琪刘传海; 关键词：拉曼光谱 SDS 含气率

冰成瓦斯水合物生成动力学及分离效果实验研究: 2016年; 针对驱动力对瓦斯混合气-冰体系水合分离效果影响,利用水合分离实验装置开展了3种驱动力下(1、2、3 MPa)冰成瓦斯水合物分离实验,基于水合物生长速率、回收率及分离因子计算理论,分析了甲烷体积分数与驱动力对生长速率及分离因子等影响。结果表明:瓦斯混合气-冰体系水合物诱导阶段不明显,驱动力影响下瓦斯水合物最大生长速率提高了65%,甲烷回收率提高了122%,甲烷分离因子提高了292%,生长速率、分离因子均与甲烷体积分数及驱动力呈正相关。; 张保勇张赛刘金华王世海刘文新; 关键词：瓦斯水合物冰粉生长速率

三轴压缩下含瓦斯水合物煤体力学特性的离散元研究被引量：2: 2022年; 瓦斯水合固化防突技术能有效强化煤体力学特性,减弱煤与瓦斯突出危险性,但荷载作用下瓦斯水合物-煤介质体系力学特性演化机理不清晰,制约了瓦斯水合固化防突技术的发展。因此,以含瓦斯水合物煤体为研究对象,基于离散元法,建立了含瓦斯水合物煤体数值模型,分析了刚度比、水合物颗粒含量等参数取值对应力-应变曲线的影响,揭示了三轴压缩过程含瓦斯水合物煤体接触力链变化规律。研究表明:数值模拟能较好地模拟试验结果;在模拟过程中,刚度比k_(n)/k_(s)>1的弹性模量总体上比k_(n)/k_(s)≤1的弹性模量大;随切向黏结应力及水合物颗粒含量的增加,应力-应变曲线逐渐由应变硬化向应变软化转变;在加载过程中,外力主要由强力链来承载,方向与外部荷载的方向平行;弱力链对强力链起到支撑作用,方向主要沿水平方向。; 康宇; 关键词：力学特性

高饱和度下含瓦斯水合物煤体应力-应变特性试验研究被引量：6: 2018年; 为了解含瓦斯水合物煤体的力学特性,利用自主研发的低温高压水合固化反应-三轴压缩一体化装置,开展了2种高饱和度条件下含瓦斯水合物煤体的三轴压缩试验。结果表明:1)含瓦斯水合物煤体的应力-应变曲线均呈软化型,分为峰前线弹性阶段和强化段、峰后应力软化段和残余变形段四个阶段;2)含瓦斯水合物煤体的初始屈服强度、峰值强度、残余强度随饱和度增加而增大,且随围压增加而线性增加;3)饱和度相同时,含瓦斯水合物煤体在初始屈服点、峰值强度点和残余强度的内摩擦角变化不大,而黏聚力则出现先增大后减小的趋势;4)含瓦斯水合物煤体呈现拉剪破坏以及单面剪切破坏2种破坏模式。; 张保勇高橙高霞高霞吴强张强; 关键词：煤与瓦斯突出三轴试验

含瓦斯水合物煤体强度特性三轴试验研究被引量：22: 2015年; 含瓦斯水合物煤体力学性质准确测定是利用水合物技术预防煤与瓦斯突出的重要基础。利用水合固化反应与三轴压缩一体化原位试验装置开展了饱和度变化对含水合物煤体强度特性影响试验。结果表明:随着围压增加(1,2,3 MPa),含瓦斯水合物煤体应力-应变曲线从软化型向硬化型转化,破坏强度显著增加;随着饱和度增加,煤样破坏强度线性增加,饱和度对黏聚力和内摩擦角无明显影响;与含瓦斯煤体的强度特性比较发现,水合物生成提高了煤体破坏强度、变形模量和内摩擦角,而黏聚力没有明显变化。; 高霞刘文新高橙吴强张保勇王立娜; 关键词：三轴压缩力学性质

甲烷水合物生成过程温度场分布与生长速率关系实验研究被引量：5: 2015年; 为研究瓦斯水合物生成过程的温度分布规律,利用可视化实验系统获取了2种体系甲烷水合物生成过程的温度分布。根据实验数据,结合水合物生长速率模型对2种实验体系的水合物生长速率进行了计算,分析了甲烷水合物生成过程温度场分布规律及其与生长速率的关系。结果表明,水合物生长速率越大,单位时间内甲烷水合物的生成量越多;生成的反应热越多,水合反应体系的温度场温度越高及温度的上升速率也越大。; 陈文胜李增华吴强; 关键词：甲烷水合物反应热温度场生长速率

THF-SDS对瓦斯水合分离过程温度场分布影响被引量：4: 2015年; 为探究THF-SDS复配溶液对瓦斯水合反应过程温度场影响,利用配备阵列式温度传感器的水合反应装置,研究了3组促进剂溶液(1 mol/L THF,1 mol/L THF+0.02 mol/L SDS,1 mol/L THF+0.1 mol/L SDS)体系中瓦斯混合气(85%CH4,7%N2,3%O2,5%CO2)水合分离过程温度场分布特征。结果表明:瓦斯水合体系中SDS浓度增加,反应放热速率呈递增趋势(0.030~0.230 k J/min);反应热导致水合体系温度分布发生变化,体系上层温度最高,下层温度最低,体系中SDS浓度越高,温度梯度越明显;瓦斯水合物导热系数随体系温度分布发生改变(0.529~0.534 W/(m·K)),SDS浓度越高,瓦斯水合物导热系数越大。分析认为,THF-SDS复配溶液改善了瓦斯水合分离热力学条件,提高了气-水转化率,影响了不同水合体系温度场分布。; 吴强岳彦兵张保勇高霞张强吴琼; 关键词：瓦斯水合物 THF SDS 温度场

不同围压下含瓦斯气体及水合物煤体的力学性质被引量：3: 2016年; 为研究围压对含瓦斯气体及水合物煤体的力学影响,取龙煤集团桃山矿务局井下600 m突出煤层的型煤,利用水合固化反应与三轴压缩一体化实验装置,对含瓦斯气体及水合物型煤进行常规三轴压缩实验,研究不同围压下两种煤样的力学性质。结果表明:随着围压增加,两种煤样的应力-应变关系有从软化型向硬化型转化趋势,水合物的生成加大了这种趋势,提升了煤样的黏聚力,对内摩擦角影响不大;瓦斯压力不变时,突出煤体试样的抗压强度、峰值强度和变形模量都随着围压的增加呈线性增加的关系;随围压增大煤样破坏面从径向偏向轴向,破裂角逐渐变大。; 吴强刘文新高霞高橙; 关键词：瓦斯水合物三轴压缩力学性质

瓦斯水合物诱导时间影响因素实验研究被引量：2: 2016年; 为探究多因素条件下瓦斯水合物诱导时间及其规律,利用自主设计的高压可视水合实验装置,由成核动力学实验确定了气体组分、NaCl质量分数及驱动力三种因素对瓦斯水合物诱导时间影响的程度,采用极差法和方差法对实验数据进行分析。结果表明:随着瓦斯中甲烷减少、丙烷增加,水合物的平均诱导时间先减少后增加;随着NaCl质量分数或驱动力Δp增加,水合物平均诱导时间逐渐减少;气样G_2、NaCl质量分数3.5%、驱动力1.5 MPa条件下瓦斯水合物诱导时间最短;驱动力Δp较气体组分对水合物诱导时间影响显著性强,NaCl质量分数的显著性较弱。; 张保勇刘金华周泓吉; 关键词：瓦斯水合物影响因素

驱动力对瓦斯水合分离效果影响被引量：2: 2017年; 利用可视化搅拌式瓦斯水合分离实验装置,开展了4种驱动力下3种瓦斯气样水合分离实验,获得了水合分离速率、回收率、分配系数等目标参数。结果表明:驱动力由1 MPa提升至4 MPa的过程中,3种气样的水合分离速率分别由1.394×10^(-6),1.162×10^(-6),0.943×10^(-6)m^3/min递增至1.55×10^(-6),1.564×10^(-6),1.609×10^(-6)m^3/min;CH4分离浓度分别由85.89%,77.15%,71.15%递增至91.61%,81.72%,77.17%,CH4回收率分别由6.22%,6.75%,8.79%递增至10.13%,10.25%,11.39%;分配系数分别由1.10,1.17,1.23递增至1.21,1.26,1.33。分析认为,驱动力增大可以改善瓦斯水合分离效果,加快水合分离进程。; 张保勇尹百元吴强高霞张强; 关键词：驱动力

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国家自然科学基金(51334005)

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