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潛油永磁同步電機(jī)直驅(qū)螺桿泵采油系統(tǒng) 一、系統(tǒng)構(gòu)成 潛油永磁同步電機(jī)直驅(qū)螺桿泵采油系統(tǒng)主要包括：潛油永磁同步電機(jī)、電機(jī)保護(hù)器、螺桿泵、控制柜、電纜等幾部分。與傳統(tǒng)的 “三相異步潛油電機(jī)+電機(jī)保護(hù)器+行星齒輪減速器+減速器保護(hù)器+螺桿泵”的采油方式相比，具有兩大特色與創(chuàng)新點： （1）采用高效率、高功率密度的潛油永磁同步電機(jī)代替三相異步潛油電機(jī)，提高了系統(tǒng)效率。與三相異步潛油電機(jī)相比，潛油永磁同步電機(jī)采用永磁體勵磁代替電勵磁，在效率、功率密度、功率因數(shù)等方面具有一定的優(yōu)勢。 （2）省掉了行星齒輪減速器及其保護(hù)器，有效縮短了傳動鏈長度，減少了故障點，進(jìn)一步提高效率。 二、系統(tǒng)應(yīng)用 （1）適合高粘稠、高含砂蠟油井開采 隨著油田不斷開發(fā)，高粘稠、高含砂蠟油井逐漸增多，桿式柱塞泵以及電潛離心泵采油方式難以滿足要求，潛油永磁同步電機(jī)直驅(qū)螺桿泵采油系統(tǒng)是此類油井采油的有效手段。 （2）適合大斜度井、水平井開采 新油田的不斷發(fā)現(xiàn)以及海上油田的開發(fā)，大斜度井、水平井日益增加，潛油永磁同步電機(jī)直驅(qū)螺桿泵采油系統(tǒng)機(jī)組長度相對較短，更易通過中、短曲率半徑水平井的造斜段，不會發(fā)生較大彎曲變形，避免造成機(jī)組損傷。 三、市場前景 潛油永磁同步電機(jī)直驅(qū)螺桿泵采油系統(tǒng)面向油田采油領(lǐng)域，可適用于陸地和海上油田，在大斜度井、水平井及稠油井等復(fù)雜井況條件下，應(yīng)用優(yōu)勢明顯。海上油田受平臺空間限制，目前均采用電潛泵采油而非地面抽油機(jī)，該系統(tǒng)適合如渤海北部、南海部分區(qū)域出現(xiàn)稠油井的區(qū)塊，可以替換現(xiàn)有的帶行星齒輪減速器的潛油電泵裝置，也可以直接應(yīng)用于新井采油。陸上油田目標(biāo)國內(nèi)為長慶油田、勝利油田、遼河油田、塔里木油田等以稠油井為主的油田，國外為沙特阿拉伯、哈薩克斯坦、塔薩克斯坦、阿曼等中東地區(qū)油田，應(yīng)用情景分為三種：一是替代游梁式抽油機(jī)井；二是替代帶行星齒輪減速器的電潛螺桿泵井；三是新開發(fā)井。 該項目完成產(chǎn)業(yè)化后，將具備年產(chǎn)300臺（套）生產(chǎn)及系統(tǒng)集成配套能力，預(yù)計項目實施期間累計實現(xiàn)銷售收入10000萬元，新增利潤1500萬元，新增稅收500萬元。 前期已與哈薩克斯坦、沙特阿拉伯、塔薩克斯坦、阿曼等國家的油田企業(yè)進(jìn)行了良好地溝通，他們對潛油永磁同步電機(jī)直驅(qū)螺桿泵系統(tǒng)具有極大的興趣，迫切希望在油田推廣應(yīng)用，出口前景廣闊。2019年5月該技術(shù)以樣機(jī)模型的方式參加美國OTC石油展，引起了眾多國外客戶的興趣，洽談合作意向。 四、項目意義 目前項目整體處于國內(nèi)領(lǐng)先水平；正在進(jìn)行潛油永磁同步電機(jī)電磁熱耦合及振動、系統(tǒng)實時監(jiān)測及智能調(diào)控方面的研究，使系統(tǒng)功能更趨完善，更好地服務(wù)油田開發(fā)。該項目的成功實施能夠有效應(yīng)對我國斜井、水平井以及高粘稠井逐漸增多的現(xiàn)狀，對油田穩(wěn)產(chǎn)、增產(chǎn)以及“綠色油田”、“數(shù)字油田”的建設(shè)具有重要意義。在關(guān)鍵核心技術(shù)擁有自主知識產(chǎn)權(quán)，打破了國外Borets、Novomet等公司的技術(shù)壟斷，使我國潛油永磁直驅(qū)及智能控制技術(shù)走在世界前列，通過制定行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，規(guī)范行業(yè)生產(chǎn)活動，促進(jìn)產(chǎn)品質(zhì)量提升，引領(lǐng)技術(shù)發(fā)展，輻射和帶動上下游企業(yè)發(fā)展，拉動配套企業(yè)發(fā)展，鞏固省內(nèi)采油裝備產(chǎn)業(yè)集群優(yōu)勢，推動國內(nèi)采油裝備產(chǎn)業(yè)的進(jìn)一步發(fā)展。  

本實用新型的目的是克服上述裝置的不足，提供一種能夠創(chuàng)造良好的微觀混合條件、使反應(yīng)及反應(yīng)-沉淀和結(jié)晶等過程有效地進(jìn)行，保證物料有足夠的停留時間、能適應(yīng)各種反應(yīng)體系要求，可以間歇、也可以連續(xù)操作，并能提供反應(yīng)所需換熱等條件的反應(yīng)技術(shù)裝備。 除具備傳統(tǒng)攪拌反應(yīng)釜的一切功能外，本反應(yīng)器還具有極佳的微觀混合性質(zhì)和全混流—無混合流串聯(lián)循環(huán)的特殊流動結(jié)構(gòu)，適合于在分子尺度上進(jìn)行的液相或以液體為連續(xù)相的過程，特別是化學(xué)反應(yīng)—沉淀法制取超細(xì)粉體；撞擊流面附近產(chǎn)生波動現(xiàn)象還有利于促進(jìn)動力學(xué)，消除微觀混合不良對過程速度的限制。在沉淀法制白炭黑、納米TiO2、納米銅粉等所有制備工藝實驗中，該反應(yīng)器都顯示出優(yōu)越性能—制得產(chǎn)品比傳統(tǒng)攪拌反應(yīng)釜產(chǎn)品更細(xì)、分布更窄；該反應(yīng)器中結(jié)晶成長速度比比傳統(tǒng)裝置中更快。是攪拌反應(yīng)釜理想的更新?lián)Q代產(chǎn)品。已完成不同規(guī)格工業(yè)反應(yīng)器的機(jī)械設(shè)計。

對于在液相和液固相體系中進(jìn)行的反應(yīng)以及反應(yīng)-沉淀和結(jié)晶等過程，反應(yīng)器中的混合狀況，尤其是分子尺度上的混合即微觀混合有重要影響。工業(yè)上廣泛用于這類過程的傳統(tǒng)裝置是攪拌槽反應(yīng)器(簡記為STR)。這種反應(yīng)器通常是在一個高度與直徑大致相等的容器中，依靠轉(zhuǎn)動的單層或多層攪拌槳帶動流體旋轉(zhuǎn)運動，使流團(tuán)之間和液固相之間產(chǎn)生相對運動，從而發(fā)生混合。由于這種方式產(chǎn)生的流團(tuán)間和液－固相間相對運動不夠劇烈，混合、尤其是微觀混合狀況不理想，因而液相和液固相中進(jìn)行的上述過程效率不夠高；同時，旋轉(zhuǎn)引起的離心力使得攪拌槳輸入的機(jī)械能大部分消耗在流體與器壁碰撞上，能量利用率也不高。化學(xué)工程研究室伍沅研發(fā)了一種“浸沒循環(huán)撞擊流反應(yīng)器”，已獲得專利(ZL00 2 30326.4)。該反應(yīng)器具有下列重要特性和優(yōu)點： (1)全混流－無混合流串聯(lián)循環(huán)的特殊流動結(jié)構(gòu)； (2)撞擊流微觀混合強(qiáng)烈； (3)通過循環(huán)的安排，可以根據(jù)需要任意設(shè)置反應(yīng)時間，適應(yīng)大多數(shù)反應(yīng)體系的要求； (4)可以間歇、也可以連續(xù)操作； (5)可以提供換熱條件。 它在制取超細(xì)粉體等應(yīng)用中已顯示出優(yōu)越的性能；還具有動力消耗低的優(yōu)點。然而，該反應(yīng)器在工業(yè)應(yīng)用方面也存在一定的局限性。主要問題是反應(yīng)器側(cè)壁形狀有相當(dāng)大的一部分平面，受力情況比較苛刻。當(dāng)用于在加壓或真空下進(jìn)行的過程時，器壁勢必做得很厚，大大增加設(shè)備重量、材料消耗和投資。本實用新型的目的是克服上述不足，通過改變結(jié)構(gòu)、提供一種既能保持浸沒循環(huán)撞擊流反應(yīng)器的優(yōu)點和性能，又便于設(shè)計和制造成能在受壓條件下工作的反應(yīng)技術(shù)裝備。它是浸沒循環(huán)撞擊流反應(yīng)器(ZL00230326.4)的改進(jìn)型。由臥式改為立式圓筒形結(jié)構(gòu)，消除了所有平面壁，從而更容易制造加壓反應(yīng)器。其它性質(zhì)和功能與前者相同。 銷售專利售反應(yīng)器，也可轉(zhuǎn)讓專利權(quán)或入股聯(lián)合經(jīng)營企業(yè)。

研究小組首先利用激光分子束外延技術(shù)生長了具有原子級別平整度的反鐵磁Cr2O3薄膜，是電荷的絕緣體。采用非局域自旋輸運的技術(shù)，用熱方法在鉑電極和Cr2O3薄膜界面注入自旋流、產(chǎn)生自旋壓，在另外一個鉑電極處利用鉑的自旋霍爾效應(yīng)測量自旋流的輸運（圖A）。實驗數(shù)據(jù)顯示在低溫下自旋輸信號出現(xiàn)飽和現(xiàn)象，對應(yīng)著自旋導(dǎo)的飽和，也就是零自旋阻效應(yīng)；即自旋超流基態(tài)的最重要基本性質(zhì)之一（圖B）。在此基礎(chǔ)上，該研究小組又系統(tǒng)研究了不同自旋輸運距離下自旋超流的輸運現(xiàn)象，證明了自旋在該自旋超流基態(tài)可以進(jìn)行長距離的輸運，并且其隨輸運距離的關(guān)系與自旋超流態(tài)輸運理論預(yù)言一致（圖C）。該工作是是自旋超導(dǎo)態(tài)領(lǐng)域研究的一項重大突破，勢必推動自旋超導(dǎo)態(tài)的快速發(fā)展，為研究基于自旋玻色子的玻色愛因斯坦凝聚的基礎(chǔ)物理研究提供了實驗平臺，并為新型量子自旋器件，如自旋流約瑟夫森結(jié)等，奠定了實驗基礎(chǔ)。圖：自旋超流基態(tài)的重要實驗證據(jù)。（A）非局域自旋輸運測量示意圖。用熱方法在左邊鉑電極和Cr2O3薄膜界面注入自旋流，在右邊鉑電極處利用鉑的自旋霍爾效應(yīng)測量自旋流的輸運。（B）自低溫下自旋輸信號出現(xiàn)飽和現(xiàn)象，反映出自旋超流基態(tài)的零自旋阻效應(yīng)。（C）自旋信號隨其隨輸運距離的關(guān)系與自旋超流態(tài)輸運理論預(yù)言一致。

該裝置工作原理不同于已有產(chǎn)品，具有推流和曝氣雙重作用，利用葉輪的高速旋轉(zhuǎn)，在葉輪前端形成一定負(fù)壓吸入空氣，形成汽水混合物后在葉輪的強(qiáng)大推力下噴出，采用旋轉(zhuǎn)蝸殼噴水裝置，渦殼在水流反作用力下可以做 360 度旋轉(zhuǎn)，極大地提高曝氣面積。該裝置的特點是：使用獨特的高效無堵塞推流曝氣葉輪，提高了效率；采用水力自旋轉(zhuǎn)蝸殼噴水裝置，提高了服務(wù)面積；結(jié)構(gòu)緊湊，安裝維護(hù)方便。

挑流-射流聯(lián)合消能系統(tǒng)利用下泄的高速水流沖擊溢流堰上葉輪轉(zhuǎn)動，通過變速器加速發(fā)電機(jī)旋轉(zhuǎn)發(fā)電，為置于水墊塘中的增壓泵供電，增壓泵的矩形出水口向上噴射出的面狀水流與溢流壩面挑射后下泄的面狀水流在空中碰撞消能，沖擊葉輪過程進(jìn)行底坎消能，在完成底坎消能和對沖消能后，余能將在水墊塘得到進(jìn)一下的消減。

浙江大學(xué)聚焦超潔凈流控系統(tǒng)基礎(chǔ)研究、技術(shù)攻關(guān)和產(chǎn)品研發(fā)，攻克了影響光刻分辨率、良品率與產(chǎn)率的1mk級溫度測控、5ppt級金屬離子測控、20μm級氣泡測控、50nm級殘留液膜測控等關(guān)鍵核心技術(shù) 一、項目分類 關(guān)鍵核心技術(shù)突破 二、技術(shù)分析 如何通過超潔凈流控技術(shù)降低流控污染，減少曝光缺陷，提升曝光良率，是國產(chǎn)高端半導(dǎo)體制造裝備研制面臨的重大挑戰(zhàn)，直接關(guān)乎整機(jī)產(chǎn)品的產(chǎn)線應(yīng)用性能與市場競爭力。此外，作為各類半導(dǎo)體制造裝備的共性核心零部件，超潔凈流控部件市場被美國、日本等國壟斷，使我國半導(dǎo)體制造裝備產(chǎn)業(yè)面臨核心零部件“卡脖子”風(fēng)險。浙江大學(xué)流體動力與機(jī)電系統(tǒng)國家重點實驗室啟爾團(tuán)隊所承擔(dān)的高端半導(dǎo)體制造裝備核心分系統(tǒng)之一的超潔凈流控系統(tǒng)，自2004年以來在國家863計劃和國家02專項支持，聚焦超潔凈流控系統(tǒng)基礎(chǔ)研究、技術(shù)攻關(guān)和產(chǎn)品研發(fā)，攻克了影響光刻分辨率、良品率與產(chǎn)率的1mk級溫度測控、5ppt級金屬離子測控、20μm級氣泡測控、50nm級殘留液膜測控等關(guān)鍵核心技術(shù)，完成了超潔凈流控系統(tǒng)九大組件的研制和集成測試，為半導(dǎo)體制造設(shè)備掃描速度與產(chǎn)能的提高提供基礎(chǔ)理論與方法依據(jù)，同時自主研發(fā)的半導(dǎo)體機(jī)臺核心超潔凈流控零部件實現(xiàn)了產(chǎn)品化，突破了國外技術(shù)的封鎖，為我國半導(dǎo)體制造的發(fā)展與自主創(chuàng)新提供了基礎(chǔ)支撐。

        技術(shù)成熟度：技術(shù)突破         傳統(tǒng)CMOS工藝的圖形處理器通常是由探測、存儲、處理等多個分立系統(tǒng)構(gòu)成，不可避免的增加了集成電路的復(fù)雜性、功耗和成本，憶阻器在新型信息存儲器件、存算一體化技術(shù)及人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等領(lǐng)域有著巨大應(yīng)用潛力。         研發(fā)團(tuán)隊發(fā)展的感存算一體化新型光電憶阻材料與器件能夠解決傳統(tǒng)人工視聽覺系統(tǒng)在容量、集成度、速度等方面的技術(shù)瓶頸問題，是實現(xiàn)高效智能視聽覺傳感系統(tǒng)的基礎(chǔ)。研發(fā)團(tuán)隊首次在基于氧化鎢材料憶阻突觸器件的視聽覺系統(tǒng)中模擬了速度檢測的多普勒頻移信息處理，進(jìn)而實現(xiàn)高通濾波和處理具有相對時序和頻移的尖峰數(shù)據(jù)。這些結(jié)果為視聽覺運動感知的模擬提供了新機(jī)會，促進(jìn)了其在未來神經(jīng)形態(tài)傳感領(lǐng)域的應(yīng)用。         意向開展成果轉(zhuǎn)化的前提條件：中試放大及產(chǎn)業(yè)化工藝開發(fā)資金支持