《蜂窝骨架纳米流控封隔器胶筒》详细介绍了蜂窝骨架纳米流控封隔器胶筒的骨架结构、 填充配方、 整体材料的力学性能研究成果, 包括橡胶蜂窝骨架、 纳米流控系统、 封隔器胶筒三大部分。 可为优选橡胶蜂窝骨架结构与纳米流控填充配方、 优化制备充填蜂窝骨架复合弹性材料、 优化制作超高温蜂窝骨架纳米流控封隔器胶筒及其应用提供理论依据及数据支持。
适读人群 ：高等院校相关专业研究生
封隔器是油田作业中必不可少的一种工具，胶筒是封隔器发挥封隔环空、隔绝产层等密封作用的核心部件。但在油气开采过程中，胶筒失效时有发生。针对封隔器胶筒失效难题，创新融合纳米流控系统独特的温度-体积、压力-体积变化特性和蜂窝骨架比强度高的优点，构建纳米流控系统充填蜂窝骨架复合弹性材料，研制蜂窝骨架纳米流控封隔器胶筒。本书详细介绍了蜂窝骨架纳米流控封隔器胶筒从骨架结构，到填充配方，到整体材料的力学性能研究成果，分为橡胶蜂窝骨架、纳米流控系统、封隔器胶筒三大部分。橡胶蜂窝骨架部分阐明了胞元参数、层间排布、压缩方向、压缩速率等因素对橡胶蜂窝骨架力学性能的影响规律；纳米流控系统部分阐明了纳米多孔介质孔径大小、孔径组合、功能流体、系统温度对纳米流控系统能量吸收特性的影响规律；封隔器胶筒部分阐明了蜂窝骨架纳米流控弹性材料的力学性能，以及传统封隔器胶筒和蜂窝骨架纳米流控封隔器胶筒的密封性能对比研究成果，可为优化制备纳米流控系统充填蜂窝骨架复合弹性材料、优化制作超高温蜂窝骨架纳米流控封隔器胶筒及其应用提供理论依据及数据支持。
章娅菲，博士，副教授，陕西省高校“青年杰出人才”，陕西省“青年科技新星”。聚焦纳米流控系统及其工程应用研究，创新提出蜂窝骨架纳米流控弹性材料，用于缓冲减震领域及超高温高压封隔器胶筒、桥塞、套管保护套等井下封堵工具。主持国家自然科学基金项目2项、陕西省自然科学基础研究计划项目3项、陕西省高校科协青年人才托举计划项目1项、陕西省教育厅专项科研计划项目1项，主持企业合作项目2项。第一/通讯作者发表学术论文21篇，其中，SCI检索6篇、EI检索3篇、CPCI检索1篇、中文核心6篇；出版专著1部；授权发明专利1件、实用新型专利4件。第二完成人获陕西省科学技术进步奖二等奖1项（2/9），第七完成人获陕西省教育厅科技进步二等奖1项（7/11）。指导学生参加学科竞赛，获国赛二等奖1项、三等奖3项，陕西省二等奖1项、三等奖1项；是“首届中国海洋工程设计大赛”国赛优秀指导教师。
于洋，硕士，实验师。主要从事封隔器在内的井下管柱测试工具安全分析及实验研究，试油与完井管柱完整性研究。参与国家自然科学基金面上项目1项、国家自然科学基金青年项目1项、陕西省教育厅科学研究计划项目1项、中石油重点勘探工程项目1项。发表科研论文10余篇，其中EI（源）4篇，核心期刊2篇；授权发明专利1项、实用新型专利1项。第9完成人获陕西省科学技术进步二等奖1项（9/9）。指导学生参加学科竞赛，获国家级一等奖1项、国家级三等奖2项。
窦益华，博士，教授。陕西省师德标兵，试油测试标准化委员会委员，国家油气钻井装备工程技术研究中心技术委员会委员，《石油机械》《油气井测试》《西安石油大学学报》编委。致力于综合运用数学、力学、机械电子学等方面的理论知识与实验手段，解决石油工程特别是试油、完井工程中的力学与安全问题。近五年，主持完成国家自然科学基金青年项目1项、陕西省科技计划项目2项、企业协作项目3项；主持在研陕西省科技项目和企业协作项目各1项；参与国家科技重大专项（子课题）2项。发表科研论文15篇，其中，SCI收录2篇、EI收录3篇、中文核心8篇；出版专著2部；授权发明专利3件、实用新型专利6件；以第一完成人获陕西省科学技术进步二等奖1项、陕西高等学校科学技术一等奖和二等奖各1项。
目录
1 蜂窝结构及其分析方法（1）
1.1 蜂窝材料（2）
1.2 蜂窝结构制备方法（17）
1.3 蜂窝结构的力学特征（20）
1.4 蜂窝结构力学分析方法（23）
参考文献（28）
2 橡胶蜂窝结构准静态压缩行为（30）
2.1 橡胶蜂窝结构理论分析（34）
2.2 橡胶蜂窝结构有限元模型验证（35）
2.3 零级橡胶蜂窝骨架静力学特性研究（36）
2.4 一级橡胶蜂窝骨架静力学特性研究（45）
2.5 本章小结（58）
参考文献（59）
3 橡胶蜂窝结构动态压缩性能研究（62）
3.1 橡胶蜂窝结构有限元模型可靠性验证（68）
3.2 橡胶蜂窝骨架面内压缩（73）
3.3 橡胶蜂窝骨架面外压缩（84）
3.4 本章小结（97）
参考文献（98）
4 纳米流控系统工作原理及研究进展（101）
4.1 纳米流控系统的构成（101）
4.2 纳米流控系统工作原理（103）
4.3 纳米流控系统研究进展（104）
参考文献（113）
5 纳米流控系统实验研究（117）
5.1 纳米流控系统实验设计（117）
5.2 纳米多孔介质对纳米流控系统性能影响（127）
5.3 功能流体对纳米流控系统性能影响（133）
5.4 孔道残余气体对纳米流控系统液体渗透/流出的影响（141）
5.5 系统温度对纳米流控填充配方性能影响（148）
5.6 加载速率对纳米流控系统性能影响（152）
5.7 本章小结（157）
参考文献（159）
6 纳米流控系统数值模拟研究（161）
6.1 分子动力学模拟方法（161）
6.2 纳米流控系统分子动力学模拟研究模型（172）
6.3 孔径尺寸及组合方式对纳米流控系统渗透特性的影响（176）
6.4 系统温度及加载速度对纳米流控系统渗透特性的影响（182）
6.5 本章小结（188）
参考文献（189）
7 封隔器及封隔器胶筒研究概述（192）
7.1 封隔器发展（192）
7.2 封隔器的基本结构（193）
7.3 封隔器的型号及表示方法（194）
7.4 几种类型封隔器介绍（196）
7.5 封隔器失效形式（200）
7.6 封隔器胶筒研究概述（201）
7.7 本章小结（206）
参考文献（206）
8 蜂窝骨架充填纳米流控系统弹性材料（209）
8.1 工作原理（209）
8.2 纳米流控弹性材料静力学特性研究（210）
8.3 纳米流控弹性材料动态压缩性能研究（216）
8.4 本章小结（221）
参考文献（221）
9 蜂窝骨架纳米流控封隔器胶筒力学性能研究（223）
9.1 蜂窝骨架纳米流控封隔器胶筒结构设计（223）
9.2 封隔器胶筒非线性仿真（226）
9.3 封隔器胶筒材料模型（227）
9.4 封隔器胶筒接触应力实验及有限元模型验证（229）
9.5 RTTS封隔器胶筒的非线性仿真（239）
9.6 蜂窝骨架纳米流控封隔器胶筒力学性能仿真（246）
9.7 本章小结（254）
参考文献（255）
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