新型低界面张力纳米微球调驱剂的合成与性能研究

聚丙烯酰胺纳米微球调驱剂作为一种新型的纳米驱油材料,在油田提高采收率方面取得了广泛应用。但是,目前使用的聚丙烯酰胺纳米微球功能主要以封堵为主,存在单体固含量低、水溶液吸水膨胀速度过快、驱油和降低表界面张力功能较差等问题。利用反相乳液聚合法,以白油为油相,2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸(AMPS)、丙烯酰胺(AM)混合单体为水相,油酸/双子聚醚/OP-10混合表面活性剂为乳化剂,根据三元相图确定油相/乳化剂/水相三相的最佳配比(质量分数)为33.93%/24.87%/41.2%,以甲叉双丙烯酰胺(MBA)作为交联剂,在35℃利用氧化-还原剂聚合获得了既具有封堵功能,又具有超低表界面张力、高洗油效率的新型纳米微球调驱剂。工艺优化实验确定最佳的合成条件为单体配比m(AM)∶m(AMPS)为8∶1,交联剂质量分数为0.1%,氧化-还原剂质量分数为0.3%,搅拌速度为450 r/min。对聚合物纳米微球进行表征和性能评价,结果表明,其固含量为20.1%,粒径为54 nm,纳米微球封堵率可达95.1%,用其0.2%的水溶液测得界面张力为0.332 mN/m,洗油效率高达89.13%,为实施油田调驱提供了一种新材料。

硫酸钡锶的结垢机理与化学除垢技术的研究现状

结垢会给油田生产带来严重危害,严重威胁生产流程的进行,降低生产流量,导致生产损失。注入的水、原生水与岩石之间存在化学作用,导致储层流体的组成复杂,因此难以控制无机结垢地层。碳酸盐(钙)、硫化物(铁、锌)和硫酸盐(钙、钡、锶)垢在油田中更为常见,结垢的形成取决于各种因素,包括但不限于温度、压力、溶液饱和度、流体动力学行为等。本文介绍了油气生产中常见的无机结垢类型、形成机理、热力学溶积度、结垢预测,以及化学除垢剂的研究现状与发展趋势,以期为油田硫酸钡锶垢的预防与除垢提供参考。

基于响应曲面法的三元地聚合物注浆材料耐久性能研究

为满足复杂地层条件下隧道同步注浆材料耐久性能要求,以粉煤灰、矿渣、偏高岭土等材料制备三元地聚合物注浆材料,并对其耐久性能进行研究。在探究原料物化性质的基础上,采用响应曲面法中Box-Behnken设计耐久性试验,对试验结果进行显著性分析、方差分析以及三维响应曲面分析,结合XRD、SEM和EDS分析地聚合物结石体的微观形貌和水化产物。结果表明:粉煤灰、偏高岭土和矿渣能形成性能互补效应,三者相互作用对注浆材料的侵蚀系数影响显著,可有效增强其抗硫酸盐离子侵蚀能力;预测确定系数R_(pred)^(2)为0.9328,试验相对误差为0.71%,模型精确度高,通过优化获得最佳配合比参数为水泥45.183%(质量分数,下同)、粉煤灰20%、偏高岭土20%、矿渣14.817%;地聚合物注浆材料水化产物主要为方解石、C-A-S-H和N-A-S-H凝胶等物质,这些物质紧密交接,交错生长,形成致密的三维空间网络结构支撑体系,有效增强了材料的耐久性能。研究结果可为三元地聚合物注浆材料耐久性能的后续研究及生产应用提供参考。

小水电改造混合式抽水蓄能机组对水光互补系统的发电影响研究

针对新型电力系统建设过程中,面临的小水电调节能力不足的问题,本文提出了梯级小水电与光伏互补运行的优化调度方法,实现了小水电改造混合式抽水蓄能机组对水光互补系统的影响评估,可指导水风光蓄多能互补运行。首先,以计算周期内系统发电量最大和系统总出力波动最小为目标函数,面向小水电的梯级水光蓄互补电站联合调度模型;其次,提出水光蓄互补电站联合调度模型求解的基本思路,并采用改进逐步优化算法进行模型求解计算;最后,依托四川省大渡河上游支流小金川流域开展实例研究,并通过梯级水光蓄互补调度结果与梯级水光互补调度结果的对比,分析抽水蓄能机组对水光互补系统的发电影响。研究结果表明:通过梯级水风光蓄互补调度和梯级水光互补调度计算,可实现抽水蓄能机组对水光互补系统发电影响的评估。本次研究成果对水风光蓄清洁能源基地规划建设和调度运行具有一定的思路借鉴和参考价值。

水电主导现货市场优化出清研究

针对传统以购电经济性为唯一目标的市场出清中梯级水电一边缺水一边弃水的水-电不匹配问题,本研究结合梯级水电运行特性,提出一种水力、电力、价格3因素耦合的出清方法。首先,梳理了梯级水电出清后缺水和弃水两种水-电不匹配的工况,提出用水-电耦合度指标来度量水量与电量匹配的程度,并给出了水-电耦合度的计算方法。其次,建立了适用于水电主导电力市场的水力、电力和价格耦合出清模型,设计了购电成本最小化和水-电耦合度最大化两个目标函数。为了提高模型求解效率,提出模型结构分层、搜索空间缩减和计算时段合并的模型求解综合降维策略,并基于价格排序-粒子群耦合优化算法实现模型求解。最后,以四川省串并混联开发的“3梯8站”组成的虚拟市场进行日前模拟出清。结果表明:与传统以经济性为唯一目标的出清模型相比,水-电-价耦合出清模型的购电费用不变,但水-电耦合度提高了1.57%,证明水-电耦合度最大化目标的加入不会增加购电成本,但对减少出力不足、提升出清结果的可执行率和降低弃水都有显著成效;所提求解策略降低了模型复杂度,提高了求解效率,为解决梯级水电现货市场出清中水-电-价的不耦合问题提供了新思路。

注浆-冻结联合工法加固地铁隧道地表融沉特性研究

在地铁隧道修建过程中若遇到复杂不良地质,单一工法有时无法将冻胀融沉位移控制在预期范围内,而采用注浆-冻结联合工法施工,能够有效控制土体融沉位移的施工参数。本文以广州地铁三号线某折返线隧道冻结工程为背景,隧道所处地层为砂质黏土地层,采用有限元数值分析软件,建立水热力耦合模型分析地铁隧道冻胀融沉位移场的发展规律,并与实测数据进行对比验证了模型可靠性,建立不同注浆半径的地铁隧道模型。通过对比其注浆控制效果,得出该法能够控制地表融沉位移的最佳注浆半径,并在此基础上研究了不同水泥掺量对土体融沉位移的影响,进一步得出能够有效控制土体融沉位移的施工参数。结果表明,采用水泥预加固-人工冻结联合工法施工,注浆半径选取4~5 m对融沉的控制效果最佳,注浆半径在4 m以上时土体融沉位移的效率开始有了明显的减弱。水泥掺量大于9%时,改善土体融沉位移的效率开始提高;而水泥掺量达到12%以后,改善土体融沉竖向位移的效率变缓。注浆半径设定在4 m,水泥掺量设定为12%,此时与原施工方案对比,自然解冻末期地表融沉量减小了73%。本研究的设计参数可为其他类似工程施工提供理论依据。

水泥土地层冻融温度场全过程发展影响研究

为研究水泥改良土地层冻融温度场发展的影响因素,以广州地铁三号线某地铁隧道冻结工程为背景,通过水、热耦合的方式模拟隧道冻融温度场,研究其冻融温度场全过程发展影响规律,并与实测数据对比证明模型的精确性,分析导热系数、容积热容、原始地温和水泥掺量等因素对冻融温度场的影响。结果表明,土体在冻融温度场全过程发展过程中,先是大幅度降温,形成稳定冻结帷幕后,降温速率变缓,有效冻结壁厚度缓慢增加,进入自然解冻阶段后,温度快速上升直至达到相变阶段,在该阶段维持一段长时间后,土体迅速恢复正温;分析不同因素对冻结温度场的影响规律,其中土体容积热容,原始地温对冻结温度场冻结效果呈负相关,对于自然解冻温度场影响不大;土体导热系数的降低会抑制冻结温度场的发展,但是可以缩短自然解冻的周期;在水泥掺量为12%时,土体冻结效果最好,且融沉温度场发展速率最快,自然解冻周期最短。

人工冻结水泥改良土冻胀融沉特性研究

针对人工冻结法缺陷引起冻胀融沉的施工问题,采用室内试验的方式,研究不同水泥掺量和养护龄期作用下冻结水泥改良土冻胀融沉性能,并通过数值模拟与试验数据相互验证。研究表明,随水泥掺量的增加,样本冻胀融沉率逐渐降低;水泥掺量达到8%时,样本的冻胀融沉抑制率最优;养护龄期在14 d后,冻胀融沉率基本不变;在12%水泥掺量下,模拟值与实测值的冻结锋面发展规律较为接近;冻结初期,冻结锋面向下传递速率较快,越靠近暖段冻结锋面传递速率越慢,两者到达冻结锋面80 mm处,模拟值较快,差值为1.5 h。研究结果表明数值模拟能有效反映水泥改良土的冻胀机理。

新型耐温耐盐缓蚀泡排剂的研究

气井腐蚀和积液是影响气田生产的2个关键因素,特别是在高温、高矿化度的地层条件下,开发一种兼具缓蚀和耐温耐盐效果的泡排剂显得尤为必要。本文以DHPB、OA-12和2号曼尼希碱作为主剂,与三乙醇胺、EDTA等助剂复配,获得了一种耐高温、耐高盐、耐高钙镁离子、具有缓蚀功能的新型耐温耐盐缓蚀泡排剂。对缓蚀泡排剂的配方进行了研究,确定最佳配方为:15.5%DHPB+58%OA-12+15.5%2号曼尼希碱+5%EDTA+4%三乙醇胺+2%十六烷基三甲基氯化铵。性能测试结果表明,该泡排剂的起泡高度达190mm,携液量为135mL,缓蚀率超过90%。从泡排剂的耐温耐盐机理来看,DHPB与OA-12的复配优化了泡排剂的亲水-疏水平衡,提高了其在高温和高盐环境下的稳定性。钙镁离子掩蔽剂EDTA有效减少了钙镁离子对泡排剂的影响,提升了耐盐性能。泡排剂的起泡机理表明,其临界胶束浓度为0.5%,最低表面张力为28.5mN·m^(-1),有助于泡沫的形成。吸附热力学研究显示,泡排剂在金属表面的吸附符合Langmuir物理吸附机理。

变电设备温度态势感知及辅助决策系统方案研究

【目的】为了提升变电设备运维管理的智能化水平,及时发现并预防因设备过热导致的故障风险,保障电网安全稳定运行,提出了变电设备温度态势感知及辅助决策方案。【方法】从感知层、理解层、预测层和辅助决策层4个方面展开研究。在感知层,利用K近邻(K-nearest neighbor,KNN)分类算法分析多类温度数据的关联性。在理解层,通过BP神经网络构建历史数据传递模型,以处理历史数据缺失问题。在预测层,为应对非线性数据和噪声,设计了自回归积分滑动平均(autoregressive integrated moving average,ARIMA)模型与支持向量机(support vector machine,SVM)组合的温度预测模型。在辅助决策层,应用灰色关联度分析设备温度变化与故障风险之间的关系。【结果】基于所提方案的算例验证结果表明,该方案实现了对设备未来温度变化趋势的有效感知,并为设备缺陷判断提供了依据。【结论】所提方案通过多维度、深层次的温度数据分析,揭示了设备温度与故障风险之间潜在的关联关系,实现了对变电设备运行趋势的预判,为变电设备运行方式优化以及制定设备检修计划提供参考。

基于GNSS邻域相似性的5G基站纳秒级时间同步技术研究

针对3GPP制定的LTE-A/5G业务中的高精度定位需求,突破现有全球卫星导航系统(GNSS)接收机百纳秒定时精度,研究基于GNSS的5G基站纳秒级高精度时间同步技术。分析GNSS误差邻域相似性特点,结合5G基站时间同步需求特点,提出基于GNSS邻域相似性的5G基站纳秒级精度时间同步理论与接收机相关算法,并研究该时间同步方法在区域和广域条件下的具体特征。仿真和实测结果表明,与现有百纳秒级基站时间同步精度相比,该技术方法可以实现任意区域基站3 ns以内的超高精度时间同步,支持5G基站米级高精度定位等高级增量业务开展。

长线列CMOS图像传感器的性能优化设计

设计了一种基于电容反馈跨阻放大器(CTIA)的长线列CMOS图像传感器。为减小器件功耗和面积,采用基于单端四管共源共栅运算放大器。为提高信号读出速率,采用没有体效应的PMOS源跟随器,同时减小PMOS管的宽长比,有效减小了输出总线寄生电容的影响。在版图设计上,采用顶层金属走线,降低寄生电阻和电容,提高了长线列CMOS图像传感器的读出速率和输出线性范围。采用0.35μm 3.3V标准CMOS工艺对传感器进行流片,得到器件像元阵列为5×1 030,像元尺寸为20μm×20μm。测试结果表明:该传感器在积分时间为1ms、读出速率为4MHz的情况下工作稳定,其线性度达到98%,线性动态范围为76dB。

高光谱成像用高帧频CMOS图像传感器

针对高帧频、全局曝光和光谱平坦等成像应用需求,设计了一款高光谱成像用CMOS图像传感器。其光敏元采用PN型光电二极管,读出电路采用5T像素结构。采用列读出电路以及高速多通道模拟信号并行读出的设计方案来获得低像素固定图像噪声(FPN)和非均匀性抑制。芯片采用ASMC 0.35μm三层金属两层多晶硅标准CMOS工艺流片,为了抑制光电二极管的光谱干涉效应,后续进行了光谱平坦化VAE特殊工艺,并对器件的光电性能进行了测试评估。电路测试结果符合理论设计预期,成像效果良好,像素具备积分可调和全局快门功能,最终实现的像素规模为512×256,像元尺寸为30μm×30μm,最大满阱电子为400 ke^(-),FPN小于0.2%,动态范围为72 dB,帧频为450 f/s,相邻10 nm波段范围内量子效率相差小于10%,可满足高光谱成像系统对CMOS成像器件的要求。

脐带间充质干细胞恶性分化并促进肺癌A549细胞移植瘤生长及转移

目的探讨人脐带来源的间充质干细胞(human umbilical cord mesenchymal stem cells,hUCMSCs)对裸鼠肺癌移植瘤生长及转移的影响。方法将24只裸鼠随机分为4组,分别为A549细胞单独注射组(A549组)、hUCMSCs单独注射组(MSCs组)、A549细胞与正常人皮肤成纤维细胞(skin fibroblasts,SKs)共同注射组(A549+SKs组)、hUCMSCs与A549细胞共注射组(A549+MSCs组)。HE染色和免疫组织化学染色确定hUCMSCs注射裸鼠皮下结节性质;流式细胞分选技术分选出各组移植瘤瘤组织中的A549细胞;实时荧光定量PCR和Westernblot检测A549细胞中上皮-间质转化(epithelial-mesenchymal transition,EMT)相关分子标志物的表达差异。结果 hUCMSCs注射后,hUCMSCs发生恶性分化,hUCMSCs与A549细胞共注射后肺癌移植瘤体积明显大于单独A549注射组和A549与SKs共注射组;2只A549与hUCMSCs共注射组裸鼠出现了肺癌肝脏转移,而A549组与A549+SKs组的全部6只裸鼠均没有发现肝脏转移。A549与MSCs共注射组A549细胞中上皮表型特征分子E-cadherin、β-catenin mRNA相对表达量和β-catenin蛋白表达水平高于A549组与A549+SKs组,E-cadherin蛋白表达水平明显高于A549+SKs组,间质表型特征分子N-cadherin和vimentin蛋白表达水平明显低于A549组与A549+SKs组,EMT转录调控因子twist蛋白表达水平低于A549组与A549+SKs组。结论 hUCMSCs可以自我恶性分化;hUCMSCs能促进肺癌A549细胞移植瘤的生长与转移;hUCMSCs增强A549细胞侵袭、转移的机制不是通过诱导A549细胞发生EMT(上皮-间质转化)。

梯级水库群泄洪设施联合调控研究

洪水灾害是中国最严重的自然灾害之一,水库防洪调度是有效避免或减轻洪水灾害的重要手段。当前水库防洪调度主要是运用优化算法获得水库的优化调度决策方案,鲜有考虑水库泄洪设施的运行控制,往往导致优化调度结果难以付诸实施。鉴于此,本文通过开展梯级水库群泄洪设施运用数字化,构建梯级水库群泄洪设施运用数据库,建立梯级水库群联合防洪调度模型,研究梯级水库群泄洪设施联合调控策略,并以雅砻江下游梯级水库群泄洪设施联合运行为例进行验证。结果表明:优化调度方案充分利用防洪库容调蓄,其出库流量过程比常规调度更加均匀,极大程度的削减了出库洪峰流量,其中锦屏一级水电站出库流量过程变化范围由1 712~5 375 m^3/s减小为3 181~3 713 m^3/s,变化次数也由10次减少为5次,出库洪峰流量减幅达到22%;同时,优化调度方案中梯级水库群泄洪设施变化总次数较常规调度明显减少,由182次减少至153次,泄洪设施组合方案调整的频率明显降低。研究成果对于推动梯级水库群防洪优化调度向泄洪设施运行控制的精细化和智能化转变,提升梯级水库群防洪调度管理水平具有重要的理论意义和工程实践价值。

利用复杂网络技术分析地震活动性特征

将研究区内的地震活动性数据映射为一种复杂网络模型—地震网络,从复杂网络的角度描述地震活动时空复杂性特征。分析了所构建的地震网络,结果显示它满足小世界无标度网络特性,大震前后地震网络的规模会出现同震效应,且震后地震网络的节点数和边数会有明显增大的现象。另外,通过对地震网络k-核解析发现,在一些大地震发生之前,最高核数会有明显高值异常,震后最高核数会衰减恢复至与震前相当的稳定状态。这些结果表明地震事件之间存在复杂的相互作用行为,通过地震网络表现出的统计规律,为分析研究地震发生规律提供了一种新的途径。

优质水稻品种江航丝苗的选育及栽培技术要点

江航丝苗是从空间诱变特异优质新种质H-31与华航131杂交选育的优良新品系华航35的后代中,经过多年系统选育而成的水稻新品种。2017年通过广东省农作物品种审定委员会审定。该品种丰产稳产性较好,植株矮壮,抗倒力强,具有良好的抗病性和适应性,米质为国标和省标优质1级,食味品质佳。适宜在广东省粤北以外稻作区作早、晚稻种植。

高帧频高灵敏度线列PIN-CMOS图像传感器研究

设计了一款高帧频高灵敏度双通道16元线列PIN-CMOS图像传感器。相对于传统的pn结光电二极管,PIN光电二极管具有结电容小和量子效率高的优点,可以降低CTIA像素电路的噪声,提高信噪比;同时采用一种新型的相关双采样电路结构,可以在边积分边读出的模式下实现相关双采样,抑制像素复位带来的KTC噪声。基于0.35μm PIN-CMOS工艺进行了线列CMOS图像传感器流片,并对器件的光电性能进行了测试。测试结果表明:在像元尺寸为90μm×90μm,700nm波长下,器件灵敏度达3 000V/(lx·s),量子效率为96%;在40kHz高帧频、0.05lx光照条件下器件信噪比为7,适于弱信号下的高速探测。

5G-A通感一体化的场景、挑战及关键技术

作为5G-Advanced关键技术之一,通感一体化成为当前无线通信领域新的研究热点。与通感一体化技术相关联的场景开发、技术研究、性能测试持续推进。首先介绍了通感一体化技术的概念、标准推进情况,从消费者领域、企业管理、社会治理方面剖析了典型的应用场景。之后探讨了通感一体化技术面临的自干扰、同步问题等挑战,最后介绍通感一体化技术涉及的波形设计、干扰消除、网络架构等关键技术,并对全文研究内容做了总结。

IFN-β基因修饰的人脐带源性间充质干细胞抑制A549和H226肺癌细胞的克隆、迁移和增殖能力

目的探讨干扰素-β(interferon-β,IFN-β)基因修饰的人脐带源性间充质干细胞(human umbilical cord mesenchymal stem cells,huc MSCs)对非小细胞肺癌细胞株A549和H226克隆形成、迁移和增殖能力的影响。方法按照慢病毒IFN-β感染huc MSCs条件分为以下5组:慢病毒组、阴性对照病毒组、间充质干细胞组、干扰素组、空白对照组。将IFN-β慢病毒感染huc MSC,荧光显微镜观察荧光表达,确定最佳感染复数(multiplicities of infection,MOI)值,以最佳MOI值感染huc MSCs细胞。达到稳定感染后收集慢病毒组、阴性对照病毒组和间充质干细胞组的上清,ELISA法和Western blot检测以上3组的IFN-β表达的水平。克隆形成实验、Transwell小室迁移实验、细胞增殖-毒性检测法(CKK-8)检测A549、H226细胞克隆形成、迁移和增殖能力。结果慢病毒组和阴性对照病毒组的慢病毒感染效率均在85%以上,慢病毒组的IFN-β表达水平明显高于阴性对照病毒组和间充质干细胞组,慢病毒组A549细胞和H226细胞的克隆形成、迁移能力和增值能力明显降低。结论 IFN-β修饰的huc MSCs能显著抑制非小细胞肺癌细胞株A549和H226的克隆形成、迁移及增值能力,有望成为治疗非小细胞肺癌的一种新途径。