不同表面活性剂对镜煤和暗煤的润湿性影响

为研究烷基糖苷、十六烷基三甲基氯化铵、十二烷基二甲基甜菜碱、十二烷基苯磺酸钠等4种表面活性剂对镜煤和暗煤润湿性的影响,通过煤矿井下煤层块样分离出镜煤和暗煤成分,利用接触角测定、润湿热测定、粉末浸透试验、吸水核磁共振测试等多种技术手段,分析镜煤和暗煤润湿性差异。结果表明:低阶煤具弱亲水性,与镜煤相比,暗煤的接触角更小,暗煤的润湿热和表面自由能更高,粉末浸透速率快,吸水能力强,暗煤的亲水性比镜煤强;4种不同类型的表面活性剂均可显著降低水的表面张力,而且随着活性剂溶液浓度的增加,煤样表面的接触角明显减小,不同类型表面活性剂溶液与煤样接触角的变化趋势略有不同;阳离子表面活性剂与阴离子表面活性剂随溶液浓度增加接触角呈现指数函数降低;非离子表面活性剂对接触角的作用则呈现二次函数降低,曲线变化趋势反映了影响机制的差异;表面活性剂作用下暗煤的黏附功降低因子小于镜煤,煤中水分主要为吸附态水和游离态水,以吸附态水为主。镜煤中吸附态水比例高,游离态水比例低。4种表面活性剂均增强了煤的吸水能力。

基于提升距离保护适应性的改进VSG控制策略研究

随着新能源的大规模并网,新能源虚拟同步发电机(VSG)控制技术得到广泛应用。针对现有VSG控制下传统距离保护动作失效的问题,提出1种基于提升距离保护适应性的改进VSG控制策略。首先,对传统距离保护失效的原理进行分析;然后,以减小故障点两侧电流相位差为控制目标,通过定量设计VSG内环控制中的虚拟阻抗值,实现对换流器输出故障电流特性的主动控制;最后,在Matlab/Simulink中搭建新能源并网交流线路发生短路故障时的仿真模型。仿真分析表明,所提改进VSG控制策略能有效支撑传统距离保护的动作可靠性。

应用天玑骨科机器人辅助经皮内固定治疗经舟骨月骨周围脱位的可行性观察

目的探讨应用天玑骨科机器人辅助经皮内固定治疗新鲜经舟骨月骨周围脱位的可行性。方法对2018年7月至2021年1月贵阳市第四人民医院手外科应用天玑骨科机器人辅助经皮内固定治疗的新鲜经舟骨月骨周围脱位患者5例的临床资料进行回顾性分析。其中男4例,女1例;年龄(34.2±6.8)(27~45)岁。对5例患者均行急诊手法复位和石膏夹板外固定后择期手术治疗。采用Mayo腕关节功能评分、腕关节活动度和VAS评分对腕关节功能和疼痛程度进行评价。结果5例手术均顺利完成,无重复穿针。手术(含术中规划)时间(58.0±8.2)(45~65)min。置钉误差(0.4±0.1)(0.5~0.7)mm。随访时间为(14.4±1.7)(12~16)个月。末次随访时,5例患者伤口均一期愈合;均在术后12周拆除克氏针,未发生感染;腕关节活动度为屈曲(74.0°±8.2°)(65°~83°)、背伸(62.0°±11.7°)(53°~71°)、尺偏(41.0°±2.4°)(38°~44°)和桡偏(20.0°±4.1°)(15°~25°),握力恢复至(29.8±1.2)(26.2~32.5)kgf,平均恢复至健侧的82.5%(65.2%~92.6%),捏力恢复至(16.7±1.9)(14.3~20.5)kgf,平均恢复至健侧的80.2%(67.9%~89.1%);Mayo腕关节功能评分为(83.5±1.7)(80~89)分;腕关节VAS评分为(3.0±0.7)(2~4)分。结论采用天玑骨科机器人辅助经皮螺钉和克氏针固定治疗新鲜经舟骨月骨周围脱位,可获得令人满意的效果,有可行性。

基于混合量测状态估计的配电网故障定位方法

微型相量测量单元(micro-phasor measurement unit,μPMU)为配电自动化的进一步升级提供了良好的量测基础,但现阶段电网中μPMU数量有限,难以满足传统配电网故障定位的需求。针对该问题,结合电网中μPMU与智能电表等量测设备,并基于虚拟节点的多重状态估计方法,提出了一种基于混合量测状态估计的故障定位方法。首先,通过等效变换将μPMU和智能电表的测量信息输入到故障状态估计器当中。然后,利用μPMU将网络划分为不同的区域。根据状态估计结果计算故障电流,缩小故障搜索区域以减少计算复杂度。为了识别区域内的故障位置,通过设置附加虚拟故障节点形成多种特定的故障拓扑结构并执行多重状态估计,计算出用于识别故障位置的加权测量残差指标,以确定故障位置。最后,在实时仿真系统(real-timedigitalsimulation, RTDS)中进行仿真测试,结果表明所提方法在不同故障场景下均能准确有效地定位故障,且对量测误差具有较好的鲁棒性。

鄂尔多斯盆地东缘深部煤层气排采工艺技术进展与启示

相比中浅部煤层气,深部煤层气煤体结构较好、地层压力高、游离气占比较高、矿化度高、CO_(2)含量高,实施大规模压裂投产后,初期可自喷,生产参数各阶段变化大,要求排采主体工艺技术边界宽;相比页岩气和致密气,由于产出机理不同、游离气占比相对较低,深部煤层气表现出自喷周期较短,需及时辅助排水采气措施,气井长期处于解吸主控的低产阶段。以鄂尔多斯盆地东缘大宁-吉县区块为例,基于深部煤储层地质特征,系统分析深部煤层气排采过程中应力敏感效应、速度敏感性、结垢堵塞、贾敏效应、游离气占比等影响因素及其特征,指出深部煤层气排采过程中存在游离气与解吸气转化时限不明、高矿化度水及CO_(2)造成腐蚀和结垢问题突出、水平井检泵周期短等排采技术与工艺难点。为了最大限度降低井底压力、促进煤层气解吸、提高单井EUR,提出了现阶段最为适合水平井生产且经济效益最佳的水力射流泵举升工艺;提出了深部煤层气迈向绿色智慧气田开发的排采技术与举升工艺研究方向,包括加强地质工程一体化研究,建立高效排采制度,探索和试验无杆泵一体化排采工艺等。

骨科机器人辅助下经皮腕舟骨骨折内固定的疗效观察

目的探讨天玑骨科机器人系统(TiRobot)辅助下经皮全螺纹空心钉固定新鲜无移位腕舟骨腰部骨折的疗效。方法回顾性分析2019年5月至2022年1月贵阳市第四人民医院收治的9例无移位腕舟骨腰部骨折患者临床资料,所有患者接受骨科机器人辅助下经皮全螺纹空心钉内固定治疗,术后通过观察骨折愈合时间、末次随访腕关节Mayo评分、视觉模拟评分(VAS)来评估手术治疗的疗效。结果9例患者术后复查影像学检查观察螺钉位置均位于舟骨中轴,术后随访3~12个月,平均6.3个月,骨折均达骨性愈合,平均愈合时间为8.4周(7~12周)。末次随访Mayo腕关节功能评分均值95分,优8例,良1例;腕关节主动活动VAS评分平均0.72分(0~2分),被动活动VAS评分平均0.90分(0~2分)。结论骨科机器人辅助下经皮全螺纹空心钉治疗新鲜无移位腕舟骨腰部骨折可实现精准定位置钉,从而实现快速康复。

韩城区块煤层气井顶板控底重复压裂技术研究与应用

针对鄂尔多斯盆地韩城区块碎软煤层气老井采用常规重复压裂技术效果不佳的难题,以X井为研究对象,分析了初次压裂改造效果及剩余气产能特征,结合二次加砂与顶板压裂,提出顶板控底重复压裂技术。利用实验与数值模拟软件优化施工参数,优选100目石英砂控底并暂堵老缝、40/70目+20/40目石英砂支撑新缝的三级加砂工艺,优化射孔位置为距煤层顶部3~5 m,施工排量为9 m^(3)/min,平均加砂比例为9%,形成增大储层改造体积、提高储层动用程度的顶板控底重复压裂技术。在X井进行现场试验,重复压裂后新增产气量268.1万m^(3),累计应用18口井,平均单井日产气量增加1 210.42 m^(3),有效解决了碎软煤层气老井重复压裂改造效果差的问题,可以满足煤层气老井二次开发及压裂作业降本增效的需求,具有良好的推广应用价值。

建筑工程施工中混凝土结构的裂缝防治措施

混凝土结构对于整个建筑有着极为重要意义,在实际项目的施工过程中,混凝土结构由于受到各种因素的影响,比较容易出现裂缝,从而降低房屋建筑建设和使用过程中的安全性、耐久性,严重时甚至引发事故,因此,施工中需要采用合适的方式对裂缝进行防治。文章对建筑施工中混凝土结构产生裂缝的危害、部位、原因进行汇总、分析,并从设计阶段、施工阶段,应采取的裂缝防治措施进行探讨,最后提出不同裂缝的相应处理方案,可为今后混凝土裂缝防治问题提供借鉴和参考。

碳纤维布加固楼板存在问题及解决措施探讨

碳纤维加固技术对原有结构的破坏相对较少,施工后原有楼板的整体性较好,对使用空间的影响小,但此项技术在施工中可能存在穿孔等若干问题。以北京市某建筑加固项目为例,探讨使用碳纤维布加固过程中的气泡形成、封边冲突及结构界面剂试验缺失等问题,并提出相应的解决措施,以期进一步推动碳纤维加固技术在城市更新项目中的应用。

鄂尔多斯盆地东缘韩城区块煤层气高产井地质主控因素

鄂尔多斯盆地东缘韩城区块煤层气资源丰富,受构造地质条件影响,不同构造分区的煤层气单井产能差异较大。为明确该区块煤层气高产井地质主控因素,基于构造、煤储层特征及煤层气富集控制因素,结合气田生产数据,对煤层气高产井的地质主控因素进行了剖析。研究结果表明:(1)煤层气井产能受“构造条件、水动力条件、煤体结构”三大因素控制,其中构造条件控制煤层气富集成藏,水动力条件影响煤层气保存,煤体结构影响煤储层渗透率;(2)区块内的煤层气高产井主要分布于次级构造发育区,地层水矿化度介于(2~11)×10^(3)mg/L,原生—碎裂煤平均厚度为4.4m,单井日产气量大于1000m^(3);(3)小断层或者微构造改善了煤储层的渗透性,尤其是次级构造高部位产生的裂隙,有利于煤层气解吸渗流,有利于煤层气高产;(4)在构造活动较剧烈的条件下,大断层附近易于形成煤层气逸散通道,不利于煤层气的保存。结论认为,鄂尔多斯盆地东缘韩城区块构造运动不但造就了各种构造形态,而且使煤体结构发生了变化,不同构造形态下的水动力条件也不同,因此构造运动对韩城区块煤层气井高产起到了极为重要的控制作用;该研究成果对韩城区块的煤层气开发调整具有一定的指导意义,对地质条件类似的煤层气区块具有借鉴意义。

大吉区块深部(层)煤层气储层地应力测井预测研究

深部(层)煤层气勘探开发过程中,精准预测地应力对于安全高效钻完井具有重要意义。曾被认为是勘探开发禁区的深部(层)煤层气,近几年相继获得高产而备受关注,但与之相适应的地应力预测模型尚未进行过有益探讨。据此,本文翔实梳理和系统分析了常规油气储层和煤层气等非常规天然气储层中常用的6种地应力预测模型,基于常用的预测模型开展了地应力计算,通过闭合压力对比分析,得知组合弹簧模型和Newberry模型精度相对较高。为提升地应力预测模型的精度,采用煤岩的有效应力系数对两种模型进行优化。优化后的地应力模型预测精度较优化前误差降低了4%,其精度基本能满足大吉区块深部(层)煤层气勘探开发对地应力预测精度的要求。

基于参数自修正的配电网故障定位数字孪生技术研究

配电网参数受天气条件和负载条件等因素影响会发生变化。由于传感装置安装有限、数据延时传输等因素,无法实时获得配电网准确参数,进而给传统故障定位方法的精度带来影响。针对以上问题,通过建立配电网数字孪生模型,基于配电网数字孪生模型的参数自修正技术,提出了一种定位模型随参数变化动态校正的配电网故障定位方法。同时,搭建了基于数字孪生服务器和实时数字仿真系统(real time digital system, RTDS)的数字孪生平台,实现了配电网实时的物理模型和数字孪生模型的同步运行。在算例仿真中,利用该数字孪生平台,验证了基于数字孪生技术的配电网故障定法方法。结果表明,该方法可在各类系统运行条件下实时修正配电网参数,显著提高配电网故障定位的速度和精度。

大宁-吉县河西区块深部煤层破裂压力预测及分布特征

深部煤层破裂压力的精准预测及分布特征直接关系到井壁稳定性评价与储层可压性评价。为进一步建立深部煤层破裂压力计算模型和明确破裂压力空间分布特征,以大宁-吉县河西区块深部8^(#)煤层为研究对象,在充分挖掘地球物理测井信息的基础上,引入抗拉强度、煤体结构指数、裂缝发育程度等因素,给出了深部煤层破裂压力理论模型,并明确了垂向应力、孔隙压力、抗拉强度、有效应力系数、泊松比、弹性模量等参数的测井求取方法,进而形成了适用于深部煤层的破裂压力计算模型。通过将该套方法程序化,实现了区块内深部8^(#)煤层的破裂压力计算机可视化自动处理,并建立了8^(#)煤层破裂压力三维空间地质模型。结果表明:基于测井资料建立的深部煤层破裂压力计算模型能够对区块内深部煤层破裂压力进行精准预测,最大相对误差为13.2%;破裂压力低值区主要分布在中部—东北部、西南—中南部井区。该方法可为地球物理测井预测深部煤层破裂压力提供一种新途径,为井壁稳定性评价和储层可压性评价提供技术支撑。

骨水泥棒外固定支架治疗第五掌骨颈骨折的有限元分析

目的采用三维有限元数值模拟方法分析比较骨水泥棒外固定支架与交叉克氏针在力学稳定性方面的差异,为手术治疗第五掌骨颈骨折(特别是第五掌骨颈开放性骨折)提供理论依据。方法选取1名健康志愿者,采集其手腕关节的三维CT图像数据,首先利用Mimics Research 21.0、Geomagic Studio 2021软件进行三维图形数据处理,在此基础上应用Solidworks 2020软件构建第五掌骨颈骨折骨水泥棒外固定支架模型(A模型)和第五掌骨颈骨折交叉克氏针固定模型(B模型)。在ANSYS Workbench 17.0中对各模型的材料属性进行赋值、划分网格,建立三维有限元模型。最后通过在第五掌骨头远端关节面进行轴向施加和第五掌骨三点弯曲实验,计算得出两种施压方式的远端骨折块的最大位移,以此评价骨水泥棒外固定支架治疗第五掌骨颈骨折的稳定性。结果(1)轴向施压时,A模型远端骨折块的最大位移、最小位移和平均位移的值大于B模型,A模型近端骨折块的最大位移、最小位移和平均位移的值小于B模型,A模型最大相对位移、最小相对位移和平均相对位移大于B模型。(2)在三点折弯给力时,A模型远端骨折块最大位移小于B模型,远端骨折块最小位移等于B模型,近端骨折块的最大位移和最小位移的均值大于B模型,A模型最大相对位移、最小相对位移和平均相对位移大于B模型。(3)与B模型相比较,A模型的总体应力、固定物应力均明显较小。结论骨水泥棒外固定支架及克氏针交叉固定在治疗第五掌骨颈骨折方面,在轴向和纵向上的位移及总位移均未超过1 mm,差异较小;但骨水泥棒外固定支架在两种施力方式中与交叉克氏针相比应力更小,提示骨水泥棒外固定支架能提供可靠的力学稳定性。

现有风力发电机组地震作用计算方法对5MW风力发电机组的适用性研究

基于一台5 MW风力发电机组的实际数据,采用我国地震反应谱,进行有限元反应谱分析。并分别采用日本风电规范、IEC标准及相关文献的计算方法对该5 MW风力发电机组塔架剪力、弯矩进行计算,通过与有限元计算结果对比,分析各公式的适用性,可为我国地震环境下的风力发电机组抗震计算提供有益参考。

台风“云娜”(2004)近海加强的数值模拟研究

本文利用非静力平衡的中尺度模式MM5(V3)对2004年14号台风RANANIM("云娜")在登陆前近海加强及登陆初期的过程进行了54 h模拟,并加入人造台风优化初始场。结果表明:MM5能比较好地模拟出台风近海及登陆初期的移动路径及台风中心气压的变化。利用数值模拟结果,讨论了RANANIM(2004)台风在近海加强过程中的环流、动力和热力结构特征。发现在台风RANANIM近海加强的过程中对应有高空200 hPa净辐散场的存在,台风中心气压随净辐散值的增大而降低,反之亦然。净辐散值的减小对台风中心气压的快速升高有着预示的作用;垂直环流在强度和空间分布上发生了明显的变化。台风加强后,台风中心上方出现了明显的补偿性下沉气流;对流层低层存在明显的冷暖空气堆积,且当冷暖空气强度相当时有利于台风的增强;台风中心上方的正涡度柱逐渐发展为东西不对称分布,垂直方向上伸展高度保持不变或升高,而且在量值上也要更大。

副热带高压对登陆台风影响的数值模拟研究

中国登陆台风多发于夏季,尤其对于登陆后继续北上深入内陆的热带气旋,逐渐与其所处的中纬度环境场发生相互作用,强度衰减缓慢甚至再次发展,且伴随有台风动力、热力结构的转变(ET过程)。同时,夏季多伴有副热带高压的活跃与西伸趋势,然而该系统与台风之间相互作用的物理机制仍不十分清楚,这已成为提高台风预报能力的主要障碍之一。文中选取1997年第11号台风"温妮"为研究个例,通过中尺度模式MM5模拟再现了该台风登陆后经历初期减弱、变性及变性后再次发展的演变过程。采用Davis等提出的片段位涡反演方法,改变模式积分初始时刻台风东部副热带高压强度,通过数值模拟与诊断分析的方法,深入研究不同强度副热带高压系统对台风陆上维持、变性和发展的影响。研究表明,副热带高压强度的加强加快了台风中心的北移速度,冷空气提前下沉入侵台风中心,加快台风的变性,配合暖气团的强迫抬升激发强烈的对流层中高层锋生,台风变性后再次加强幅度增大。副热带高压强度的改变直接影响台风中心上空高空形势,而后者与台风强度的变化有较好的相关性。

风力发电机组塔架底部地震剪力、弯矩计算方法研究

计算在地震作用下风力发电机组塔架底部的剪力和弯矩,一般需要对完整的有限元模型进行分析,计算较为复杂。当风力发电机组质量、刚度分布不详时,无法建立有限元模型,可采用本文所述推导公式进行计算,也可建立单自由度或两自由度简化模型,按照底部剪力法进行计算。误差分析表明,用底部剪力法进行风力发电机组地震作用计算,结果具有较好的精度。

基于马尔可夫链的自然风风向建模

根据马尔可夫链基本理论,基于自主构建的小型气象站实测得到的高采集频度基础数据,以自然风风向为研究对象,对自然风风向建模并基于该模型生成随机时间序列,构建上海地区的自然风风向变化的转移概率概率矩阵模型。通过统计参数的分析证明:该方法对分析随机变化的风向特征具有通用性。最后,基于实测数据和该方法分析出的上海地区风向变化转移概率矩阵。

一次江淮暴雨的热量与水汽收支诊断分析

利用 MM5中尺度模式对一次江淮地区的暴雨过程进行了数值模拟 ,应用模拟结果诊断分析了降水区热量和水汽收支的变化。结果发现 :当有强对流发生并伴有强降水时 ,就会有强的视热源 Q1和视水汽汇Q2 出现 ,而强的 Q1与 Q2 和强降水区基本是对应的。在对流层深厚的中空加热层是积云对流活跃和强暴雨持续发生、发展的一种重要热力机制 ;