轴向载荷下含双缺陷高强钢厚壁管道压溃压力计算方法

海底油气管道在生产和铺设时,由于受直缝焊管(UOE)制管工艺和张紧器的影响,会造成管道椭圆度缺陷,同时复杂的深海服役条件易造成海底管道局部发生金属腐蚀缺陷。针对含有双缺陷的高强钢厚壁管道在外压和轴向力同时作用下的复杂载荷屈曲压溃问题,考虑管道的几何非线性和材料非线性建立ABAQUS有限元模型。对不同管道材料、几何参数和缺陷几何参数的2400多组有限元计算数据进行分析,总结得到含双缺陷高强钢厚壁管道在轴向力载荷作用下的压溃压力变化规律,并提出轴向载荷作用下含双缺陷高强钢厚壁管道的压溃压力计算方法。本方法可为实际工程中高强钢厚壁管道屈曲载荷的确定提供理论依据,从而保障海洋油气输送的安全。

压裂双弯头液固两相流冲蚀影响数值分析

在水力压裂过程中,地面高压管汇受管内携砂压裂液的复杂流动影响,长期承受着严峻的冲蚀破坏。在各类高压管汇构件中,弯管的冲蚀损伤最为严重。为改善压裂双弯头冲蚀磨损状况,采用DPM模型、RNG k-ε湍流模型,综合分析了斯托克斯数(St)、重力方向、粒径及流速对串联双弯头冲蚀磨损的影响。结果表明:冲蚀磨损区域主要由St和重力方向共同决定;St<1时,最大冲蚀率随颗粒尺寸增大呈线性增加,St>1时呈指数增长;St相同时,速度对冲蚀磨损程度的影响远比颗粒尺寸强烈;向下流重力方向下,损伤区域随St增加完全转移至第二弯头的临界粒径显著小于向上流临界粒径;重力方向对同向冲击颗粒的冲蚀损伤虽有增强效应,其对冲蚀磨损程度影响远不及颗粒尺寸因素作用大。

特殊螺纹油管密封面相控阵超声图像特征分析

特殊螺纹油管密封面的接触状况对密封性能有重要影响。超声反射幅值应力技术仅依靠反射系数单一参数,难以全面评估密封面不同接触状况。为此,通过采集不同扭矩及无螺纹脂情况下油管密封面相控阵超声图像,提取图像的纹理特征,分析纹理特征参数与不同接触状况下的定性及定量关系。研究结果表明:随着油管扭矩的增大,超声图像灰度均值、灰度方差及偏度均减小;油管密封面超声图像灰度共生矩阵对比度,随着油管扭矩的增大,在45°、90°及135°方向上呈线性减小;在0°方向上不含螺纹脂的超声图像是同扭矩下含螺纹脂对比度的2.19倍;油管密封面超声图像灰度共生矩阵熵值,随着油管扭矩的增加,在0°、45°、90°及135°方向上呈线性减小。研究结果可为油管密封面不同接触状况下超声检测图像定性及定量表征提供数据支撑。

振动对弯管减阻效果分析

节能减阻是近年来亟待解决的问题,长距离管道输送系统中的应用尤为重要。与现有输送介质不同,将振动减阻技术用于气力输送气固两相流系统中。采用欧拉-欧拉双流体模型,用户自定义函数控制的单参考系模型,数值模拟不同振动参数对减阻率的影响,并考虑不同流速、固相体积分数的变化。模拟结果表明:剪切应力随振幅和频率的增加而减小,减阻率随振幅和频率的增加而增加,振动方向沿x轴时,减阻效果最佳,沿y轴次之,z轴最差;压差随流速的增加呈幂指函数增加,且振动不改变压差随流速的变化趋势,相同振动参数下流速越大减阻率越低;压差随固相体积分数的增加线性增加,且振动不改变压差随固相体积分数的变化趋势,相同振动参数下固相体积分数越大减阻率越低。其结论可为气固两相减阻技术提供参考。

考虑载荷模拟作用的高压弯头冲蚀数值仿真

在水力压裂过程中,地面高压管汇在管内复杂固液两相流冲击和管体恶劣载荷的耦合作用下,弯头、三通及接头等薄弱部件长期遭受严重的冲蚀磨损,极易导致管件发生断裂破坏,对现场人员及设备构成严重威胁。开展载荷作用下的高压管汇典型材料冲蚀磨损试验,根据试验结果,基于E/CRC冲蚀模型构建一种考虑应力状态影响的新型冲蚀数学模型,所构建的新模型与冲蚀试验数据之间的准确度可达95%以上。采用计算流体力学离散相模型(CFD-DPM),开展高压管汇件冲蚀性能的三维数值模拟,考察高压弯头在不同压裂工况下的冲蚀磨损程度及空间分布情况。结果表明:在固液两相流冲击下,主要冲蚀区位于靠近弯头出口处的弯头外侧,且管件的最大冲蚀率也位于该处;在弯头内侧二次流涡流的影响下,部分颗粒在流经弯头后会在下游直管内侧积聚,从而在这个区域造成次要冲蚀区;随着流动颗粒斯托克斯系数增加,主要冲蚀区面积增大,次要冲蚀区面积减小;此外,在嵌入新型冲蚀数学模型后,可观察到随着操作压力增大,高压管汇弯头部位的冲蚀磨损率明显增加。

基于数据挖掘的油气勘探开发事故分析

对油气勘探开发事故之间的相关性进行了分析,以预防事故的发生。采用数据挖掘方法,运用Apriori算法对事故发生阶段、事故类型和事故后果展开了关联规则分析,构建了事故致因复杂网络模型。对挖掘出的强关联规则以及网络拓扑特征进行了分析,找出了油气勘探开发中的风险点和关键致因,为提高安全管理水平和预防事故发生提供了依据。

气井环空液面下泄漏声场模拟

气井油套管环空液面下泄漏声波的产生及传播机理一直备受关注。为研究液面下泄漏声波声源特性,建立了井下油套管环空泄漏物理模型,联合STAR-CCM+软件对环空液面下气体泄漏状态进行了流场及声场的仿真分析,得到了泄漏流场的压力和相态云图及不同泄漏孔径、泄漏位置和泄漏速度下的声压频率曲线。研究结果表明:随着泄漏速度升高,泄漏气流冲击管壁且液面震荡剧烈,液面下泄漏声源主要以四极子声源为主;液面上泄漏声源主要由液面震荡破裂及液面下四极子声源共同产生,泄漏声波能量的主要频率分布在0~100 Hz区间;在单一变量条件下,泄漏声压级随泄漏孔径、泄漏速度及泄漏位置距底部距离的增大而增大。研究结果可为在井口应用声波法检测液面下泄漏奠定理论基础。

基于卷积神经网络的气井油管液位下方气体泄漏声波检测

气井油管泄漏问题一直普遍存在于油气生产中。针对油管液位下方泄漏声波特性不明、识别困难的问题,建立了基于声波和卷积神经网络的气井油管液位下方泄漏检测方法。首先搭建了可视化的油管泄漏模拟试验装置,进行了典型工况下的泄漏声波检测试验,然后在时频域内分析了液位下方泄漏的声波信号,最后利用自主搭建的卷积神经网络模型用于油管泄漏检测,将声波信号经过短时傅里叶变换获取的时频图作为模型的输入进行模型参数训练。结果表明,液位下方泄漏声波均方根值和绝对均值随着泄漏流量、液位深度的增加而增大,液位下方泄漏声波时频谱明显区别于其他工况,所提模型泄漏识别准确率可达99.33%,与基于极限学习机,支持向量机的识别模型相比较,所提模型识别准确率更高,验证了所提方法的有效性。

SHP-2在肿瘤相关巨噬细胞中的研究进展

肿瘤相关巨噬细胞(TAMs)是肿瘤免疫微环境(TIME)中的优势细胞群,是TIME中免疫系统抑制和肿瘤细胞增殖最重要的调节细胞。Src同源2蛋白酪氨酸磷酸酶2(SHP-2)是一种非受体蛋白酪氨酸磷酸酶,该磷酸酶在从细胞表面到细胞核的信号传递中发挥重要作用,且是介导细胞增殖和分化的关键细胞内调节因子,参与多种生长因子和细胞因子的信号通路。最近的研究表明,SHP-2是决定TAMs功能的一个关键酶,但是由于其功能多变,在不同的实体瘤微环境中发挥不同甚至是相反的作用。基于此,本文综述了SHP-2在TAMs功能及在相关实体瘤中的作用,为肿瘤的免疫和靶向治疗提供坚实的科学依据。

SHP2在消化系统肿瘤中的研究进展

目前恶性肿瘤已经成为威胁人类身体健康的主要疾病之一,致残率、致死率在逐年上升。Src同源性2的蛋白酪氨酸磷酸酶2(src homology 2 domain-containing protein tyrosine phosphatase 2,SHP2)是蛋白酪氨酸磷酸酶(proteintyrosine phosphatase,PTP)家族中重要的一员,是一种功能广泛的酪氨酸磷酸酶,其在多种实体肿瘤中的表达量升高,在侵袭、转移、增殖、凋亡、耐药性等方面发挥着重要调控作用。已有大量研究表明,SHP2在许多实体瘤的发生和发展中起着非常重要的作用,但现在尚无系统的报道SHP2在消化系统肿瘤中的作用。基于此该文综述了SHP2在7种消化系统中不同肿瘤的生物学功能及临床意义,探讨其在不同癌症发展阶段的作用与机制,并总结与展望SHP2抑制剂的发展,进一步寻找有效的早期诊断和基因治疗的潜在靶点,这对癌症患者生存率的提高具有十分重要的意义。

EZH2对结直肠肿瘤行为学的影响及其机制

目的 探究EZH2对结直肠肿瘤行为学的影响及其作用机制。方法 (1)将40只BALB/c-nu裸鼠随机分为4组:EZH2-NC组、EZH2-OE组、EZH2-NC+PD1抑制剂组、EZH2-OE+PD1抑制剂组。按照LipofectamineTM2000转染法将SW480细胞稳定转染EZH2空载体质粒或EZH2过表达载体,取转染成功SW480细胞溶液分别注入小鼠右侧腋窝皮下构建皮下移植瘤模型,然后EZH2-NC+PD1抑制剂组和EZH2-OE+PD1抑制剂组小鼠尾静脉注射PD1抑制剂(150μg/mL),21 d后观察肿瘤体积。(2)SW480稳转细胞分为4组:EZH2-NC组、EZH2-OE组、EZH2-NC+PD1抑制剂组(转染成功后加入1.5 ng/mL PD1抑制剂)、EZH2-OE+PD1抑制剂组(转染成功后加入1.5 ng/mL PD1抑制剂)。将以上4组SW480细胞和THP-1细胞进行共培养,应用CCK-8实验、划痕实验、Transwell实验分别检测SW480细胞增殖、迁移和侵袭能力。应用Western blot实验检测THP-1细胞中XBP-1、Cat K、Cat L、IL-6和Arg-1的蛋白表达水平和SW480细胞中的EZH2、p-STAT3、PD-1蛋白的表达水平。结果 (1)裸鼠成瘤结果显示,与EZH2-NC组相比,EZH2-OE组肿瘤体积增大(P<0.01);与EZH2-NC+PD-1组相比,EZH2-OE+PD-1抑制剂组肿瘤体积差异无统计学意义。(2)将SW480细胞和THP1细胞进行共培养后,与EZH2-NC组相比,EZH2-OE组SW480细胞增殖、迁移、侵袭能力增强(P<0.01);与EZH2-NC+PD-1抑制剂组相比,EZH2-OE+PD-1抑制剂组SW480细胞增殖、迁移、侵袭能力差异无统计学意义。与EZH2-NC组相比,EZH2-OE组THP-1细胞中IL-6和Arg-1蛋白水平升高(P<0.05);与EZH2-NC组相比,EZH2-NC+PD1抑制剂组IL-6和Arg-1蛋白水平下降(P<0.01);与EZH2-OE组相比较,EZH2-OE+PD1抑制剂组IL-6和Arg-1蛋白水平下降(P<0.01)。与EZH2-NC组相比,EZH2-OE组THP-1细胞中XBP-1、Cat K和Cat L蛋白水平升高(P<0.01);与EZH2-NC组比,EZH2-NC+PD-1抑制剂组XBP-1、Cat K和Cat L蛋白水平下降(P<0.01);与EZH2-OE组相比,EZH2-OE+PD-1抑制剂组XBP-1、Cat K和Cat L蛋白水平下降(P<0.01)。与EZH2-NC组相比,EZH2-OE组SW480细胞中EZH2、p-STAT3和PD-1蛋白水平升高(P<0.01);与EZH2-NC+PD-1抑制剂组相比,EZH2-OE+PD-1抑制剂组EZH2和p-STAT3蛋白水平升高(P<0.05)。结论 EZH2通过上调STAT3/PD-1通路进而影响肿瘤相关巨噬细胞产生对结直肠癌进展发挥促进作用。

高压管汇冲蚀缺陷脉冲涡流检测数值分析

压裂作业中长周期运行的高压管汇在恶劣工况下极易产生冲蚀损伤,高压管汇的在线检测对保障安全生产尤为重要。为此,针对高压管汇冲蚀缺陷,基于脉冲涡流检测技术,采用Maxwell软件对高压管汇下表面缺陷检测模型进行数值模拟,分析磁感应强度矢量法向和切向分量,探究冲蚀缺陷脉冲涡流检测规律。研究结果表明:一定条件下,脉冲涡流检测高压管汇冲蚀缺陷时,激励电流为1.5 A,激励频率为500 Hz,线圈内径为10 mm时具有较高灵敏度;对于不同角度冲蚀缺陷,可根据差分信号梯度云图中的亮斑形状获得缺陷形状信息;法向检测信号差值与缺陷半径和缺陷深度呈三次多项式关系;线圈中设置铁芯可增加检测信号幅值,一定范围内,铁芯半径对检测效果影响较小。所得结论可为高压管汇冲蚀缺陷脉冲涡流检测装置的研制提供参考。

高压管汇动载冲蚀过程磁记忆检测定量研究

针对页岩气开采压裂作业中恶劣工况下极易产生冲蚀损伤的高压管汇在线检测问题,采用自主研发的可施加动载拉伸应力的冲蚀磨损试验机进行了室内固液两相流冲蚀试验,并基于磁记忆检测技术,对常用高压管汇材料35CrMo冲蚀过程进行了在线检测。研究结果表明:在颗粒冲蚀磨损和脉动拉伸疲劳的耦合作用下,试样冲蚀区域出现静载作用下未观察到的宏观裂纹;试样受动载作用时的冲蚀破坏比静载作用时的冲蚀破坏更为严重,冲蚀过程中冲蚀坑深度和磨损量都显著大于静载作用时相应数值;对冲蚀过程中的磁记忆信号进行降噪和梯度处理,信号梯度峰值与冲蚀坑深度呈正线性相关,信号梯度积分值与冲蚀磨损量也呈正线性相关。所得结论可为压裂现场恶劣工况下的高压管汇在线检测提供参考。

紫檀芪调控核转录因子E2相关因子2对体外结肠癌细胞凋亡的影响

目的探讨紫檀芪对人结肠癌细胞LoVo的作用,并研究核转录因子E2相关因子2(Nrf2)在紫檀芪作用LoVo细胞过程中的调控机制。方法应用不同浓度的紫檀芪(5、10、20、40、60、80、100μmol/L)处理LoVo细胞。CCK-8检测细胞活力,划痕实验检测细胞迁移,Transwell实验检测细胞侵袭,TUNEL染色检测细胞凋亡,JC-1检测线粒体膜电位水平,2’,7’-二氯荧光素二乙酸酯检测活性氧水平,Western blot检测细胞内Nrf2、磷酸化的Nrf2、血红素加氧酶-1及凋亡蛋白(Bcl2、Bax)的蛋白表达。此外,联合应用Nrf2特异性激动剂萝卜硫素后,重复检测细胞活力、细胞凋亡率及Nrf2的蛋白表达。结果与对照组相比,40、60、80、100μmol/L紫檀芪均可显著降低细胞活性(P=0.014,P<0.001,P<0.001,P<0.001)。5、10、20μmol/L紫檀芪对LoVo细胞活性无影响,但可显著抑制细胞迁移(P=0.008,P<0.001,P<0.001)和侵袭(P均<0.001)。TUNEL染色、JC-1、2’,7’-二氯荧光素二乙酸酯染色结果显示40、60、80μmol/L紫檀芪增加LoVo细胞凋亡(P=0.014,P<0.001,P<0.001),使线粒体膜电位去极化(P=0.026,P<0.001,P<0.001)并增加细胞内活性氧聚积(P均<0.001)。40、60、80μmol/L紫檀芪下调了LoVo细胞中磷酸化的Nrf2(P=0.030,P<0.001,P<0.001)、血红素加氧酶-1(P=0.015,P<0.001,P<0.001)、Bcl2(P=0.039,P<0.001,P<0.001)的蛋白表达;60、80μmol/L紫檀芪降低了Nrf2的蛋白表达(P=0.001,P<0.001),增加了Bax的蛋白表达(P均<0.001)。应用萝卜硫素联合处理后,紫檀芪抑制细胞活性(P<0.001)、增加细胞凋亡(P<0.001)及下调Nrf2表达(P=0.022)的作用明显减弱。结论紫檀芪是一种有效抑制结肠癌细胞的化合物,其抗癌机制与抑制Nrf2通路有关。

肉碱缺乏对透析患者相关并发症发生机制的研究

肉碱作为游离脂肪酸进出线粒体的中间转运体,其在人体脂肪酸的β氧化和能量代谢中发挥重要作用。肉碱缺乏可因阻碍线粒体能量代谢而危及生命,肉碱缺乏的原因主要包括原发性合成不足及继发性丢失过多,透析治疗患者是肉碱继发性缺乏较为常见的人群。肉碱缺乏的可能后果包括:细胞内游离脂肪酸积累产生毒性效应,透析过程中出现低血压及心脏病变;继发线粒体内某些关键酶代谢紊乱及改变细胞膜的稳定性,使红细胞变形性及渗透脆性增加进而加重贫血;骨骼肌氧供不足,肌肉含量下降导致患者出现肌病、肌无力、透析期间肌肉痉挛。本文概括了肉碱的生成、代谢途径、生物学功能及缺乏时对机体的影响,阐述了肉碱缺乏时透析患者并发心功能障碍、血流动力学不稳定、贫血、肌肉痉挛的发生机制,为肉碱治疗透析相关并发症提供参考。

深水吸力桩承载力学特性及稳定性分析

吸力桩具有高承载力、施工工序简单等特点,在深水钻探建井作业中具有广阔应用前景。分析了吸力桩在深海表层作业安装到位后不同条件下的承载特点,采用离散元数值模拟方法进行计算,揭示了吸力桩在不同性质土体中实时承载力的变化规律,研究了吸力桩安装到位后实时承载力随静置时间的恢复规律以及横向弯矩对吸力桩的稳定性影响规律。研究结果表明:海底土的不排水抗剪强度越高,吸力桩安装到位的承载力越高,但是恢复时间越长;安装到位后,随着吸力桩桩筒外承载力的增加,桩筒内的承载力逐渐降低,到了一定时间后会趋于稳定;吸力桩受到的横向弯矩越大,崁固端位置越靠近深部;通过与前人试验对比,验证了吸力桩顶板和裙板承载力分布特点。研究结果可为吸力桩在深海表层建井设计和现场施工提供参考。

铁磁材料摩擦磁化效应的演化机理研究

采用无磁不锈钢316L销试样和工业纯铁块试样配对,在地磁场条件下进行无润滑摩擦磁化试验.利用Bitter粉纹法观测摩擦滑动界面下亚表层区域的磁畴组织,并结合扫描电子显微镜(SEM)和电子背散射衍射(EBSD)技术分析对应区域的微观结构,以揭示界面滑动摩擦引起的亚表层微观结构和对应的磁畴变化,从而阐明摩擦磁化效应的演化过程.结果表明:界面滑动摩擦作用导致亚表层塑性形变累积,引起滑动表面磁场增加;该磁化效应的产生与滑动界面下亚表层区域的微观结构变化诱导的磁畴结构变化有关.上述研究结果为建立通过摩擦磁化效应实现摩擦磨损状态的检测和预测技术提供理论依据.

CAV1和CAV2在头颈部鳞状细胞癌组织中的表达及其对生存、免疫的影响

目的:基于生物信息学方法筛选出头颈部鳞状细胞癌(head and neck squamous cell carcinoma,HNSCC)的关键生物标记物CAV1和CAV2,并探究其在HNSCC中的表达情况以及临床预后价值。方法:本研究中,我们首先基于GEPIA数据库比较了caveolins及cavins在HNSCC的差异表达情况,随后同时在Ualcan平台分析了caveolins及cavins家族中差异基因与临床表型的关系;比较与临床表型相关的差异基因与HNSCC生存的关系;此外还进行了CAV1与CAV2的富集分析及免疫浸润分析。结果:GEPIA数据库分析显示CAV1、CAV2、CAVIN2、CAVIN3等存在显著相关性,其中CAV1、CAV2与临床表型显著相关且能显著影响HNSCC患者生存预后。GSEA富集分析显示CAV1主要上调IL-17 signaling pathway、PI3K-Akt signaling pathway、NOD-like receptor signaling pathway;CAV2主要上调NOD-like receptor signaling pathway、PI3K-Akt signaling pathway。免疫浸润分析表明CAV1及CAV2能显著改变HNSCC肿瘤免疫微环境,与多种免疫细胞浸润存在相关性。结论:CAV1与CAV2在HNSCC中高表达,是与免疫侵袭相关的独立预后因素,可作为确定HNSCC患者的免疫侵袭相关预后的候选预后标志物。

南海海域应急资源存储选址及调度方案研究

南海油气田的勘探开发属高风险作业。由于复杂的作业环境,现有研究成果无法满足南海探区的应急保障。因此,如何解决南海作业的应急工作问题是目前面临的首要问题。考虑南海特有的作业环境影响,以应急响应时间最小化及调度资源满意度最优化为目标函数,建立了一种基于浮式码头的多作业点、多供应点、多需求点的多目标优化模型,采用设计的混合启发式算法对其求解。以油气泄漏为例,定量分析了南海特有土台风在不同季节的影响权重,并对模型进行了验证。结果表明,在外部环境具有显著差异的情况下,资源存储地选址-调度的应急决策方案不同。所选择的目标探区中夏季和秋季更适合进行南海勘探作业。此外,根据不同季节应急点资源需求量的变化,同一锚泊点在不同季节具有不同的资源储备数量,决策者需根据作业时间窗按照应急需求合理配置应急资源。所得结果证实了模型及方法的有效性和可行性。

油气管网领域机器可读标准研究与实践

阐述了油气管道标准数字化应用研究工作以及机器可读标准研究的重要意义,提出了制程一体的油气管网标准机器可读标准实现的总体思路和实施路径,建立了油气管道机器可读标准标签集,开展了机器可读标准辅助工具设计与开发,研制了标准智能编写与分析工具并进行了验证与应用,同时结合国际和国内标准数字化技术发展趋势对油气管道机器标准的未来研究方向进行了展望。