全球天然氢气勘探开发利用进展及中国的勘探前景

在全球能源脱碳背景下,天然氢气作为一种一次能源,因其零碳、可再生的优点而备受关注,但中国目前还未开展专门针对天然氢气的勘探工作。通过介绍全球已知高含量天然氢气(体积分数大于10%)气藏的主要形成地质环境及成因类型,系统总结了天然氢气富集的有利地质条件,并结合国外天然氢气的勘探开发现状,评价了中国天然氢气的勘探前景。研究结果表明:(1)全球高含量天然氢气主要发育于蛇绿岩带、裂谷和前寒武系富铁地层中,且以无机成因为主,富铁矿物的蛇纹石化过程是天然氢气最主要的成因来源,其次为地球深部脱气和水的辐解。(2)优质的氢源与良好的运移通道是氢气富集的前提,而盖层的封盖能力是天然氢气能否成藏的关键要素;天然氢气作为伴生气时,传统盖层对其具备封盖能力,但当其含量较高时,传统盖层可能难以形成有效封盖;裂谷环境、蛇绿岩发育区以及断裂发育的前寒武系富铁地层是富氢气藏的勘探有利区。(3)国外多个国家和地区已制定了天然氢气的勘探开发和利用计划,其中,马里已实现天然氢气的商业开采,美国、澳大利亚也已成功钻探天然氢气勘探井。(4)中国高含量氢气区与富氢地质条件高度匹配,天然氢气勘探前景良好,郯庐断裂带及周缘裂陷盆地区、阿尔金断裂带及两侧盆地区、三江构造带—龙门山断裂带及周缘盆地区的天然氢气勘探潜力较大;中国应尽快开展天然氢气普查工作,加强氢气成藏过程研究和潜力评价,并进行勘探技术、开采分离技术和储运技术的攻关,为天然氢气的大规模开发利用做好技术储备。

基于红外相机和毫米波雷达融合的烟雾遮挡无人驾驶车辆目标检测与跟踪

战场环境下无人驾驶车辆的感知系统易受烟雾、扬尘等天气的影响,对关键目标的检测与跟踪能力大大下降,造成目标漏检、目标误检、目标丢失等严重后果。针对该问题,开发毫米波雷达和红外相机融合系统,采用目标级融合方式建立简洁有效的融合规则,提炼和组合各传感器的优势信息,最终输出稳定的目标感知结果。对毫米波雷达的目标进行有效性检验和提取,并提出改进的基于密度的含噪声空间聚类应用算法,以减少毫米波雷达噪音干扰。以YOLOv4网络为基础,引入MobileNetv2主干网络,在网络训练过程中运用迁移学习方法,同时对红外数据样本进行扩充,解决了红外图像训练样本少的问题。试验结果表明,相较于仅基于红外相机的算法,融合检测算法在烟雾环境下的精度显著提升,且算法实时性高,实现了烟雾环境下毫米波雷达与红外相机融合的目标检测与跟踪,提高了无人驾驶车辆目标检测与跟踪系统的抗烟雾干扰能力。

鄂尔多斯盆地长6和长8段致密油储层驱渗特征研究

鄂尔多斯盆地致密油储量丰富,主要富集在延长组三叠系长6和长8油层组,是目前增储上产的重要目标。为了推动该类油藏的规模效益开发,以深化储层特征与渗流规律认识为目的,在前期研究基础上,引入核磁共振、高压压汞、纳米CT扫描和高精度流体计量等新技术,系统开展了致密油储层微观孔隙结构、原油赋存状态以及水驱与渗吸动用规律研究。研究成果表明,致密油储层发育多尺度孔隙,孔隙结构以小孔-细喉型为主且连通性较好。物理模拟研究表明,原油在致密油储层的各类孔隙中均有分布,但大、中孔隙中原油的含量远高于小孔隙中的原油含量,且多以游离态存在,流动性好,是油田开发的主要对象。水驱油实验表明,致密油储层虽然存在启动压力梯度,但当驱替压力大于启动压力之后能够建立有效驱替系统,且随着驱替压力的增大水驱油效率会有所提高。核磁共振技术与水驱油实验或渗吸实验相结合,清楚地表明了不论采用水驱方式还是渗吸方式开发,致密油储层优先动用的都是较大孔隙中赋存的原油,小孔隙中赋存的原油动用难度较大。这些研究成果为探索更加有效的开发技术提供了依据。

工业文化街区空间失序研究——以长春一汽为例

在城市更新背景下,工业文化街区空间失序现象备受重视。研究对长春一汽工业文化街区进行了空间失序评价,以街景图像作为数据来源,结合空间失序感指标体系,分析了该工业文化街区空间品质的影响因素和造成空间失序的主要原因。研究表明:工业文化街区主要受到建筑外立面老旧破损、招牌杂乱、路边临时停车、树木生长杂乱等失序因子的影响。空间失序值分别与破败感、失控感和无序感成正相关,舒适度分别与破败感、无序感和空间失序值成强负相关。基于研究结论对工业文化街区提出了空间更新优化策略,以期达到空间微更新与活化再生的目的。

天然气井井筒解堵工作液的研究进展

通过文献调研,分析了各种井筒解堵工作液的解堵机理,综述了各类型常用井筒解堵工作液的应用进展及优缺点;介绍了有机解堵工作液、有机缓释微乳酸解堵工作液、复合型解堵工作液等新型解堵工作液的研究进展;分析了解堵工作液在制备与实际应用过程中存在的问题,并提出了未来解堵工作液的发展趋势。

可压缩边界层的入口合成湍流生成方法

在壁湍流中开展RANS-LES方法混合模拟时,入口处添加合理的湍流脉动能够缩短流场向完全湍流的发展距离,提高数值模拟精度以及节省计算资源.采用SA-IDDES方法对槽道湍流和可压缩湍流边界层开展了数值模拟研究,对比了3种较为常用的合成湍流方法对流场发展的影响,包括合成湍流生成器(STG)、数字滤波法(DFM)和合成涡方法(SEM);研究了不同合成湍流入口条件下流场壁面摩阻、流场结构、雷诺应力的发展过程,评估了各方法在壁湍流中的表现.其中在不可压槽道湍流和可压缩湍流边界层的模拟中,STG方法展现了较短的摩阻恢复距离,流场结构与雷诺应力发展相比DFM也有一定的优势.在高马赫数湍流边界层的数值模拟中,忽略热力学量脉动可能会降低合成边界层脉动恢复到物理真实脉动的速度.因此,文章进一步基于STG给出的速度脉动,在入口处通过若干强雷诺比拟方法(SRA,GSRA和HSRA)添加热力学脉动量,对比研究了对可压缩湍流边界层流场发展的影响,结果显示是否添加热力学脉动对于流场摩阻和雷诺应力发展影响较小,但对流场中的热力学量影响显著,其中GSRA下流场热力学量恢复得最快.

基于遗传粒子群动态聚类算法的物流柔性分拣系统品规分配

目的针对目前烟草物流配送中心条烟分拣量大,不同条烟品规的分配对订单的总处理时间影响较大的问题,研究平衡各个分拣区品规的分配,提高分拣效率。方法建立以各分区品规相似系数和最小为目标函数的数学模型,并采用改进的遗传粒子群动态聚类(GAPSO-K)算法进行求解。首先,结合各品规分拣量对品规相似系数进行改进,并将其作为适应度函数;然后在粒子群算法中对惯性权重因子进行改进,使其值可以进行自适应改变;最后,在粒子群动态聚类算法中引入遗传算法中的交叉变异扩大解的搜索范围,基于Matlab对文中的其他算法进行求解对比,求得结果在EM-plant中进行仿真验证。结果结合某烟草物流配送中心数据仿真验证,利用GAPSO-K算法处理订单的时间为234.5 s,较传统时间大幅度较少,有效提升了柔性物流分拣效率。结论采用该算法可充分发挥2种算法的优良性,具有更好的收敛性及寻优性,为柔性物流品规分配提供了新思路。

面向模块化设计的水下机器人集群编队控制

针对在近海环境下,利用“以机代人”进行自主特种作业的实际需求,设计研发模块化可重构水下机器人,并提出一种基于领航者-虚拟结构的编队策略。首先针对几种不同的典型水下作业任务,依据重构方案设计异构水下机器集群;然后根据水平面三自由度运动学和动力学方程,推导水下机器人集群的动态误差模型;针对路径已知的集群编队问题提出领航者-虚拟结构策略,其中跟随者水下机器人采用基于通信时延补偿的滑模控制器进行跟踪。结果表明,该控制策略可以快速形成队形且轨迹误差小于5%。最后应用3种已开发完成的水下机器人,在可视化仿真平台中进行实验验证,证明该异构水下机器人集群编队方法合理高效。

健康人鼻腔及鼻咽腔颗粒沉降的生物力学研究

目的建立健康人鼻腔及鼻咽腔有限元数值模型,分析不同条件下鼻腔及鼻咽腔的颗粒沉降特征,从生物力学角度探讨颗粒沉降的影响因素,为临床鼻腔及鼻咽腔疾病的潜在诱发因素及经鼻腔给药方式提供参考。方法采集志愿者鼻部多层螺旋CT数据,重建上呼吸道三维数值模型后,针对不同气流流率、颗粒粒径及颗粒密度条件下的颗粒沉降进行数值模拟。结果鼻阈、鼻甲前端、鼻咽顶后壁为颗粒最易沉降区域。当气流流率为30 L/min及60 L/min时,不同颗粒直径、颗粒密度下该重建模型沉积率均可达80%以上。当颗粒粒径为10μm及15μm时,不同气流流率、颗粒密度下该重建模型沉积率均可达90%以上。结论(1)颗粒在鼻腔主要沉降于鼻阈及鼻前庭,在鼻咽腔则主要沉降于鼻咽顶后壁;(2)气流速度、颗粒粒径及密度对颗粒沉积率均有影响,其中颗粒粒径对颗粒沉降影响最大,其次是气流流率、颗粒密度;(3)当颗粒密度及气流流率不变,相较于10μm和15μm的颗粒,直径为5μm的颗粒在鼻咽部颗粒沉降最多。

基于数据挖掘探讨中医治疗鼻衄用药规律

目的 基于中医传承辅助平台2.5软件挖掘中医治疗鼻衄(鼻出血)的用药规律,探讨新方组合。方法 检索中国知识资源总库(CNKI)、中国学术期刊数据库(万方数据)、中文科技期刊数据库(VIP)、中国生物医学文献数据库(CBM)建库至2022年12月1日中医治疗鼻衄的相关文献,录入中医传承辅助平台并建立处方数据库,运用频次统计、关联规则和复杂网络等方法分析处方药物使用频率、常用药对、组合规则,并探索新方。结果 筛选出有效方剂221首,涉及中药265味,其中使用频次≥20的常用中药33味,前3位分别为生地黄、黄芩、炙甘草。药性以寒、温为主,药味以苦、甘为主,归经主入肝经、肺经、心经、脾经、胃经。常用药物组合46个,核心组合36个,发现新方16首。生地黄为治疗鼻衄的核心药物,生地黄-黄芩、生地黄-当归、生地黄-黄芩-炙甘草、生地黄-牡丹皮-黄芩为常用药物组合。结论 中医治疗鼻衄秉清热凉血止血大法,佐以化瘀补血、补气摄血、滋阴降火,重视脏腑辨证精准治衄,并多用蜂蜜、炙甘草等甘味药取缓急、补中添益之功用,部分药物如黄芩、大蓟、栀子等用炒焦、炒炭以加强止血效力。

“双碳”目标下新型电力系统PEST-SWOT分析

随着“双碳”目标的提出,中国将加快构建适应新能源比例不断提升的新型电力系统,大力发展低碳能源是实现“双碳”目标的必然路径。首先,研究了“双碳”目标与新型电力系统的耦合关系,分析新型电力系统发展现状;其次,考虑中国新型电力系统所处环境和自身特性,从宏观、微观两个层面,采用PEST-SWOT分析方法,全面分析新型电力系统建设过程中政治、经济、社会、技术方面自身的优劣势,以及面临的机遇与威胁;最后,基于上述分析,在不同发展战略下提出针对性政策建议和有效措施,为新型电力系统建设提供参考和借鉴。

基于弧形阵列对发射源定位的风机叶片净空检测方法研究

风机叶片在强风作用下往往会发生朝向塔筒的折弯,导致风力发电事故发生。对此,本文提出了基于弧形阵列对发射源定位的风机叶片净空检测方法。由于塔筒的阻挡,圆形阵列所有阵元中仅面向叶片部分可接收到位于叶片顶端的发射源的信号,因而推导了弧形阵列的阵列流形及方向图公式,在此基础上提出了基于弧形阵列对发射源定位的方法,进而推导出叶片净空与发射源仰角的函数关系公式。最后,基于计算机仿真验证了上述方法的可行性和有效性。

G型产气荚膜梭菌的分离鉴定及其在鸡坏死性肠炎发病模型中的应用

目的:探讨不同诱导因素对鸡坏死性肠炎(Necrotic enteritis,NE)的诱发效果,以便建立鸡坏死性肠炎的发病模型。方法:以安徽省某规模化鸡场采集的病鸡肠道样品中分离出的G型产气荚膜梭菌(Clostridium perfringens,C.perfringens)(CPG-AH5株)为病原菌,分析单独或联合感染毒害艾美耳球虫对在饲喂高蛋白饲料(添加鱼粉)和不饲喂高蛋白饲料条件下,诱发鸡坏死性肠炎的影响。结果:无诱导因素时,1.1×10^(9)CFU/mL剂量下CPG-AH5株感染可造成肠道损伤(平均病变评分为1.5±0.85分);单一诱导因素(鱼粉或球虫)不能有效促进CPG-AH5株的感染,肠道病变与无诱导因素条件下无显著性提高(2.0±1.15、2.4±1.08,P>0.05);多个诱导因素(鱼粉和球虫)联合诱导可有效促进CPG-AH5株的感染,与无诱导因素和单一诱导因素相比肠道病变显著性提高(3.6±0.52,P<0.001)。结论:鱼粉和球虫联合诱导可显著促进G型产气荚膜梭菌的感染,提高肠道病变。本研究建立了一种鸡坏死性肠炎发病模型,有利于对鸡坏死性肠炎发病机制的研究,为疫苗及药物的后续研发和筛选评价提供了新的技术支撑。

变压器油中微生物代谢产物性质研究

随着变压器的长期运行,变压器油中会产生微生物,微生物代谢产物会影响变压器油的品质。本文结合三维荧光光谱(3D-EEM)、紫外光谱和红外光谱(FTIR)分析变压器油中微生物产生的胞外聚合物(EPS)含量、组成及结构的变化,对比分析新油及故障油中有机物的种类,考察EPS对变压器油品质的影响。结果表明:变压器油长期运行会生成C=C和C=O特征官能团,颜色加深,在波长为190~400 nm的近紫外区吸光度明显增大。新油、运行油及故障油中蛋白质(PN)含量始终高于多糖(PS)含量,PN是EPS的主要成分,故障油EPS的荧光发射等高圈的数量减少,主要存在O-H、C-H、C=O和不饱和键。与新油相比,故障油中含水量最多增大5倍,酸值提高40倍。

江苏省直播稻种植主要问题与对策——基于“农技耘”APP问答数据的调查研究

随着经济的快速发展,农村优质劳动力逐渐往城市迁移。直播稻作为一种轻简化种植方式,近年来种植规模迅速扩增。“农技耘”是江苏农业科技服务大数据平台,集“农技推广专业知识库、专家问诊、视频诊断、信息采集发布”为一体。本研究以“农技耘”水稻专家王才林和李刚华6年间3 557条问答为调查样本,整理出涉及直播稻的问题308条,并进一步划分为杂草防治、直播稻品种选择和性状咨询、水肥等综合管理、长势诊断与决策、水稻播种环节、种植地块选择等六大类问题。针对其中的具体问题提出了相关对策。

基于频谱分析的油田注水柱塞泵故障诊断

针对传统注水柱塞泵故障诊断高度依赖经验,实时处理能力不足,准确率低的问题,提出了一种柱塞泵频域信号在线诊断方法。采集了柱塞泵正常和16种故障状态下的振动信号,采用傅里叶变换进行分析,通过建立故障模型库,在线获取振动信号并进行故障特征提取,通过多次连续时间与模型库的均方根误差进行故障诊断,同时对故障中传感器贡献率进行排序并使传感器降维减少计算量。研究结果表明:采用该方法对轴向柱塞泵故障进行诊断,准确率从66.7%提高到80%以上,计算量降低为原来的26.7%。

苏里格气田柱塞气举技术效果评价方法研究

随着苏里格气田开发的深入,积液气井数量逐年增加,气井积液严重影响了气井产能的正常发挥。柱塞气举作为一种高效的排水采气措施,在苏里格气田已经形成了规模化的应用,但由于苏里格气田地质动态复杂,无统一的柱塞气举效果评价方法,通过柱塞选井、制度优化、效果评价3个方面展开分析,形成了柱塞气举效果评价方法。结果表明:柱塞选井应考虑气井当前产能,柱塞制度应以周期效果进行调整优化,Foss&Gaul模型可作为柱塞应用效果的评价方法。

加气混凝土砌块碳化后的抗压和抗折性能研究

为探究加气混凝土碳化后力学性能特征及其变化规律,设置二氧化碳浓度20%、温度20℃、相对湿度50%并开展碳化试验,分析碳化后收缩变形特征及碳化后结构抗折强度和抗压强度。结果显示:碳化试验条件下加气混凝土大概经过3个阶段碳化收缩,包括早期快速发展、稳定发展、加速发展。其中,采用表面砂浆层能够对加气混凝土砌块碳化收缩产生显著作用,同时碳化试件和试件碳化深度之间保持正相关关系,而随碳化深度增加,抗折强度和抗压强度均逐渐下降。

基于双电源电价机制差异的油田注水站储能容量优化配置与运行策略研究

大力部署新能源发电已成为油田企业构建清洁低碳、安全高效供能体系的有效手段。部分油田通过调整内部电价机制,提升新能源的消纳能力。油田注水环节供电可靠性要求较高,可由油田电网与地方电网联合构成双电源为之供电,同时配置储能可以更有效地利用双电源网络的电价差异和进行削峰填谷。针对油田电网与地方电网的电价机制差异,提出了一种考虑分时电价的注水站储能容量优化方法,基于运行效益最优确定储能容量的配置策略和充放策略,并以投资回收率和投资回收期两个指标对配置方案进行效益分析。结合某油田注水站电源配置与负荷情况,验证了适用于该场景的储能配置策略的有效性。

新型相变蓄热式电加热装置蓄热性能优化研究

目前降低原油黏度的加热方法主要是电加热,而全天电加热的方式存在高能耗和高成本的问题。为满足环保和工业生产的需要,将原油降黏加热法与谷电、相变材料相结合,设计了一种新型的相变蓄热电加热装置,并对装置的相变蓄热放热性能进行数值模拟研究,分析不同进口流量和泡沫金属孔隙率对放热过程的影响。结果表明:随着工质进口流量的增加,出口温度不断降低。并且,当出口温升为10℃时,装置进口流量可满足1.413~2.120 m 3/h的流量范围。同时,泡沫镍的加入使相变材料内部温度更加均匀,而且相变材料内部温度随泡沫金属的孔隙率的降低而降低。采用增加电加热棒的数量和降低单个电加热棒的功率的方法,对装置进行结构优化,使得局部高温现象明显改善。利用该装置既能保持较高的换热效率,又能降低生产成本。