柔性马达载荷传递中挠轴力学特性研究

挠轴是超短半径柔性马达单元节间扭矩传递的关键部件。针对超短半径柔性马达钻进过程中存在挠轴断裂等失效现象,本文对柔性马达内部挠轴进行了力学建模和设计强度校核,采用有限元仿真对柔性马达单元节间扭矩传递过程中挠轴的力学特性进行应力分析,并通过室内试验测试柔性马达的机械性能进而分析挠轴的力学特性。结果表明,挠轴在传递扭矩中,其根部及花键接触面是扭矩传递中的应力集中区域,且挠轴疲劳寿命可满足井下连续作业需求。有限元分析和室内测试均表明挠轴可传递扭矩500 N·m,可实现交变弯扭应力下柔性马达内部扭矩载荷传递。这为超短半径柔性马达在水平井开发中的钻进工艺提供了重要的理论依据,对提高超短半径水平井水平段的钻进长度和钻进效率提供了新型的技术手段。

有机添加剂对电解锰的影响

电解锰行业面临电效低、SeO_(2)添加剂剧毒且沉积产物形貌难控制等问题.为了提高电流效率以降低能耗、改善锰电沉积形貌及降低添加剂SeO_(2)的使用量,本文根据电解锰行业标准,配制MnSO_(4)–(NH_(4))_(2)SO_(4)电解液体系,通过添加聚丙烯酸、甘氨酸、乙二胺四乙酸(EDTA)、葡萄糖酸等分别作辅助添加剂,探究其对锰沉积的影响以降低剧毒性主添加剂SeO_(2)的用量.采用场发射扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射分析(XRD)、恒电流阴极极化曲线测试方法(LSV)等表征手段,研究金属锰沉积形貌、晶体结构、阴极电化学极化行为与添加剂之间的关系.结果表明:四种添加剂均可以促进α-Mn的形成,且最优晶型取向为(330)晶面,其中葡萄糖酸最适宜作为辅助添加剂.当以葡萄糖酸为辅助添加剂,质量浓度为1.84 g·L^(-1)时,阴极电流密度明显提高,降低了阴极极化,产品形貌更加致密光滑.最优条件下,SeO_(2)的质量浓度可由工业上常规用量0.03~0.06 g·L^(-1)降低至0.015 g·L^(-1),电流效率可由70%提高至89.73%,能耗由6500 kW·h·t^(-1)降至4990.58 kW·h·t^(-1).研究结果有望为电解锰行业绿色生产和高效电沉积提供借鉴,有助于推动电解锰行业的可持续发展.

铜渣贫化回收铜的研究现状及展望

铜是现代工业不可或缺的原材料,然而我国铜资源对外依存度高,是典型的“卡脖子”资源。铜主要通过火法冶炼铜精矿制得,冶炼过程渣量大、渣含铜量高达0.5%~5%,远高于我国铜矿的可采品位(0.2%)。因此,研究铜渣贫化回收铜的工艺对提升我国资源保障能力具有重要意义。基于铜/铜锍在渣中的赋存状态、铜损的主要形式,重点综述了现阶段铜渣贫化回收铜的工艺技术,包括火法贫化法、浮选法、湿法处理等,并对未来的研究重点进行了展望。目前,电炉贫化处理量大,技术成熟,但其通常使用煤炭等作为还原剂,由于其密度小于铜渣,反应时大多漂浮渣层表面并燃烧,反应不充分,也不利于大气环保。另外,工业上常使用金属铁棒还原炉底结瘤的磁铁矿,但其密度大于铜/铜锍,在渣液中沉降速度快,对渣层的还原不彻底。因此,开发环保、高效的还原剂逐渐成为火法电炉贫化研究的重点。浮选法是处理天然铜矿的常用手段,但铜渣存在硬度高、伴生关系复杂、粒度分布不均、微细粒多等浮选难点,同时铜渣高温浮选导致捕收剂失活的问题也亟待解决。在处理低品位铜渣时,湿法浸出是常用手段,但化学试剂和废液环保问题难以解决;生物浸出具有性质稳定、对环境无污染,且浸出后金属含量较低等优点,但其浸出周期长、效率低。根据目前贫化工艺的难点,对未来贫化工艺开发与优化进行了展望,如增加外场聚集四氧化三铁以改善铜/铜锍沉降环境、开发环保高效的火法贫化还原剂、探究还原剂对不同铜渣渣型的作用机制以及开发耐高温的铜渣浮选新药剂等。

MicroRNA-196b、IGFBP-3在非小细胞肺癌组织中的表达及与预后关系

目的 探究microRNA-196b(miR-196b)、胰岛素样生长因子结合蛋白-3(IGFBP-3)在非小细胞肺癌(NSCLC)组织中的表达及与预后的关系。方法 选取2020年4月—2022年4月在无锡市第二人民医院手术治疗的NSCLC患者78例。收集患者的病历资料,采用实时荧光定量聚合酶链反应检测癌组织、癌旁组织中miR-196b、IGFBP-3的表达。所有患者随访12个月,根据预后结局分为进展组、稳定组。筛查NSCLC患者预后的影响因素,评估组织中miR-196b、IGFBP-3表达对NSCLC患者预后的预测效能。分析癌组织中miR-196b、IGFBP-3不同表达患者生存曲线的差异。结果 进展组临床分期Ⅲ期占比、术前淋巴结转移率均高于稳定组(P <0.05)。进展组癌组织miR-196b相对表达量高于稳定组(P <0.05),IGFBP-3阳性表达率低于稳定组(P <0.05)。癌组织miR-196b相对表达量高于癌旁组织(P <0.05),IGFBP-3阳性表达率低于癌旁组织(P <0.05)。多因素逐步Logistic回归分析结果显示:临床分期[O^R=3.684(95%CI:1.259,10.778)]、术前淋巴结转移[O^R=3.557(95%CI:1.216,10.408)]、癌组织miR-196b表达[O^R=3.979(95%CI:1.359,11.641)]是NSCLC患者预后的危险因素(P <0.05),癌组织IGFBP-3表达阳性[O^R=0.220(95%CI:0.075,0.642)]是NSCLC患者预后的保护因素(P <0.05)。癌组织miR-196b、IGFBP-3及联合预测NSCLC患者预后的敏感性分别为66.25%(95%CI:0.512,0.797)、60.00%(95%CI:0.496,0.781)、87.50%(95%CI:0.725,0.963),特异性分别为69.74%(95%CI:0.534,0.825)、76.32%(95%CI:0.603,0.892)、72.37%(95%CI:0.576,0.861),曲线下面积分别为0.703、0.680、0.805。miR-196b低表达组生存情况优于高表达组(P <0.05)。IGFBP-3阳性表达组生存情况优于阴性表达组(P <0.05)。结论 NSCLC患者癌组织miR-196b、IGFBP-3表达与预后相关,且联合预测NSCLC患者预后效能良好。

美国能源部地热钻井技术研发最新部署及干热岩开发示范创新实践

与其他主要的可再生能源相比,地热能是唯一能够提供基本负载电力的能源。干热岩是指不含原生水或含少量水的高温深部岩体,可通过水力刺激改造形成增强型地热系统储层,从而提取数量可观的地热能。干热岩型地热资源的开发面临两方面主要技术挑战,一是花岗岩和玄武岩等极坚硬岩石对机械钻速的限制,二是钻井所处地层温度超过随钻测量和旋转导向等工具电子设备的运行温度上限。近年来,美国能源部资助的FORGE计划犹他州项目为测试新的钻头技术和优化钻井作业流程提供了机会,以逐步提升机械钻速并降低钻井成本。本文综述了美国能源部地热技术办公室近年发展规划中对地热钻井技术研发的部署,重点分析了犹他州项目在钻井实践过程中对基于物理限制因素重新设计的工作流程的应用,总结了美国能源部围绕地热钻井技术开展的多次规划编制以及部署实施的相关项目涉及的主要领域,以及犹他州项目在探索和实践钻井作业流程优化方面取得的认识。

改进遗传算法的移动机器人避障路径规划

为解决复杂多变环境下,常规路径规划算法生成路径长、不连贯、存在多余转折点和大转折角度、容易碰撞障碍物等问题,提出一种改进遗传算法的动态避障算法.结合行间随机选择策略和A*算法插入中间点策略改进初始化算法;在传统遗传算法中设置障碍物安全距离,引入删除和优化算子,优化适应度函数;采用动态窗口法结合改进遗传算法得到路径最优解.结果表明:改进后算法生成的路径平滑,与A*算法、某改进遗传算法相比,路径更短、碰撞次数更少,在复杂动态环境下具有良好的避障性能,为移动机器人在现实场景中的安全、高效导航提供了可行的解决方案.

电沉积法制备高纯镍粉

采用电沉积法制备高纯度镍粉,用Zeta电位仪、电感耦合等离子体发射光谱仪、扫描电子显微镜和X射线衍射分析等手段分别表征产物镍粉的粒度、化学成分、微观形貌和微观晶体结构。系统探究了工艺参数电流密度、镍离子质量浓度、电解液pH值、NH_(4)Cl质量浓度、电解温度和取粉时间等因素对电积镍粉粒度、电流效率以及镍粉微观形貌的影响。结果表明,工艺参数电流密度、镍离子质量浓度、电解液pH值、NH_(4)Cl质量浓度、电解温度和取粉时间均对电积镍粉的粒度分布和形貌等有显著影响;电极板间距为30 mm时的最佳工艺参数条件为:电流密度为3000 A/m^(2)、电积液Ni^(2+)质量浓度为5 g/L、pH值为5、温度40℃、添加剂NH_(4)Cl质量浓度为10 g/L、取粉时间间隔为120 s,在此试验条件下所得镍粉粒度分布均匀,颗粒微观形貌为树枝状,镍粉纯度可达到99.87%;模拟工业生产电解液成分人工配制的含杂质离子Fe^(3+)、Cu^(2+)的硫酸镍溶液为电解液进行电积试验,可得到镍粉纯度为99.84%、粒度分布均匀、微观形貌呈树枝状的高纯镍粉。研究结果可为工业电积镍制备高纯镍粉提供参考。

基于YOLOv5s的水稻种子逐粒检测装置研制

针对农机化智能检测场景下的水稻种子批量单粒活力检测的需求,结合计算机视觉目标检测技术,设计并研制气吸式种子逐粒检测装置。为解决水稻种子这一小目标的检测效果不佳和漏检问题,提出一种基于YOLOv5s的改进算法。在检测网络中设计上下文特征融合机制,利用新的特征融合方式增强网络多尺度空间和通道信息表征,并添加CA注意力模块,在此基础上改善网络特征融合性能。设计由排列装置、传送装置、检测装置、分选装置等组成的水稻种子逐粒分选线。选取中嘉早17、甬优538和中浙优10三种不同外形的水稻为试验对象,以吸嘴直径、转速、压力作为自变量,以吸空率、单粒吸附率和识别正确率为考核指标,对影响水稻种子检测效果进行试验研究和分析,对于三种不同形状的种子分别选取恰当的吸嘴直径、转速、压力能够有效地吸附并逐粒排列。试验结果表明:改进算法结合研制的系统能满足不同场景检测要求。

基于ADAMS的六轴搬运机器人动力学仿真分析

以折弯生产线中上下料工序中所使用的六轴搬运机器人为例开展研究,首先确定了机器人的结构形式,设计了各关键零部件并建立了六轴搬运机器人的三维模型;其次基于ADAMS软件建立了搬运机器人的动力学仿真模型,对机器人的零部件材料、约束、驱动,以及载荷进行定义;最后通过对机器人进行动力学仿真模拟得到了机器人的基本运动数据。研究结果表明:所设计的搬运机器人6个轴的位移、速度、加速度、关节受力以及扭矩曲线基本上连续、无异变。六轴搬运机器人在运动过程中运动平稳、振荡较小、设计合理,为改进其结构提供了理论支撑。

锂云母酸浸液萃取除杂

锂云母酸法浸出液含有大量杂质金属,使用传统化学沉淀法会引起大量产物损失。为了降低浸出液除杂过程中的产物损失,使用溶剂萃取法进行萃取除杂工艺研究。通过对不同萃取剂组合萃取除杂效果的研究,确定使用P204作为萃取剂。考察了萃取过程中不同因素的影响,并使用H_(2)O_(2)预氧化水相里的Fe^(2+),强化萃取效果。结果表明:在有机相组成为30%P204+70%磺化煤油、料液初始pH为2.4、相比O/A=1、萃取时间10min和振荡频率300 r/min的单级萃取最佳条件下,铁除杂率为99.89%、铝除杂率为31.23%、锂和铷的萃取率分别为7.63%和14.85%。相比于化学沉淀法,锂和铷的回收率得到了30%左右的提高。

锂电池用电解铜箔性能调控研究进展

新能源动力锂电池行业向高能量密度的逐步迈进推动了负极铜箔集流体朝超薄、低轮廓、高力学性能等高性能的趋势发展。锂电铜箔作为锂电池的关键辅材之一,其质量和特性对锂电池性能起着重要作用。因此,锂电铜箔的性能精准调控和结构定向修饰对提升锂电池性能具有重要意义。本文从锂电铜箔电沉积技术出发,介绍了铜电沉积原理、过程以及当前铜箔市场情况,归纳总结了锂电铜箔的物理性能、化学性能和表面性能对锂电池电化学性能的影响机制,为后续对铜箔性能精准调控提供参考,并重点综述了生箔工艺参数优化和改性处理这两种综合提升锂电铜箔性能和锂电池性能的方法,分析了铜箔结构修饰的研究现状和发展动态。最后,本文指出了目前电解铜箔作为锂电池负极集流体所存在的问题,并对其未来发展趋势进行了展望,以期为高性能锂电铜箔的研发和应用提供参考。

切开复位空心钉锚钉与关节镜下带袢钢板固定后交叉韧带胫骨止点撕脱骨折的疗效比较

目的:比较后内侧入路切开复位空心钉联合锚钉固定与关节镜下Endobutton带袢钢板固定后交叉韧带(posterior cruciate ligament,PCL)胫骨止点撕脱骨折的临床疗效。方法:回顾性分析2020年7月至2021年12月收治的38例PCL胫骨止点撕脱骨折患者的临床资料,根据固定方式分为切开复位内固定组(后内侧入路空心钉锚钉系统固定)和关节镜固定组(关节镜下Endobutton带袢钢板固定)。切开复位内固定组20例,男16例,女4例;年龄26~74(42.9±18.8)岁;左侧13例,右侧7例;骨折Meyers-McKeever分型,Ⅱ型12例,Ⅲ型8例;后抽屉试验Ⅱ度14例,Ⅲ度6例。关节镜固定组18例,男11例,女7例;年龄24~70(53.5±13.4)岁;左侧11例,右侧7例;骨折Meyers-McKeever分型,Ⅱ型10例,Ⅲ型8例;后抽屉试验Ⅱ度11例,Ⅲ度7例。比较两组手术时间、出血量、术后即刻复位质量,并于术后6个月时比较膝关节活动度、膝关节后抽屉试验、国际膝关节文件编制委员会(International Knee Documentation Committee,IKDC)主观膝部评分表分级、KT2000稳定性评价及膝关节Lysholm功能评分。结果:38例患者获得随访,时间8~16(12.3±1.9)个月。所有患者未出现切口感染、骨折畸形愈合及不愈合、内固定松动等并发症。术后6个月膝关节X线片示撕脱骨折均已达到影像学愈合标准。切开复位内固定组手术时间、出血量分别为(56.4±7.1)min、(63.2±10.2)ml,关节镜固定组分别为(89.9±7.4)min、(27.7±8.7)ml,两组比较差异有统计学意义(P<0.05)。两组术后即刻复位质量(χ^(2)=0.257,P=0.612),术后6个月膝关节活动度(t=0.492,P=0.626)、膝关节后抽屉试验(χ^(2)=0.320,P=0.572)、膝关节IKDC分级(χ^(2)=0.127,P=0.938)、KT2000稳定性评价(χ^(2)=0.070,P=0.791)和膝关节Lysholm功能评分(t=0.092,P=0.282)比较,差异均无统计学意义(P>0.05)。结论:后内侧入路空心钉锚钉系统固定与关节镜下Endobutton带袢钢板固定PCL胫骨止点撕脱骨折均能取得满意的临床效果,且关节镜下手术出血更少,但同样学习曲线较长,手术时间较传统切开手术更长,术者需根据患者的临床情况及自身的手术倾向做出选择。

伸缩式自动化井口上卸扣装置的设计与分析

随着修井作业朝着自动化方向发展,国内外均致力于研究自动化修井作业设备。文章结合自动化修井机特点,设计出一种伸缩式自动化井口上卸扣装置,分析了自动液压钳、扶正对中装置等主要结构,系统阐述了该装置的工作原理,计算得出液压钳钳牙与油管之间的防打滑条件,对背钳夹紧液压缸进行选型计算,设计出合适的自动液压钳以及整个装置的液压回路,保证该装置在工作时的安全性与稳定性。现场试验结果表明,伸缩式自动化井口上卸扣装置能够实现精准对中,快速平稳完成上卸扣作业,大大减轻了工人的工作强度,节省井口操作平台空间,提升工作效率,并提高了工人的安全性。

乙二胺添加剂对无氰亚硫酸盐体系电沉积金的影响

无氰亚硫酸盐电沉积金体系面临电流效率低、镀液稳定性差、循环周期短、镀层性能难以满足工业发展需求等问题。为了提高电流效率、镀液稳定性和镀层表面光泽度,改善电沉积金形貌及提高镀层性能,配制了亚硫酸金钠电镀液体系,通过添加不同质量浓度乙二胺(EDA)作为辅助添加剂,研究了EDA对镀液稳定性、电沉积产物表面形貌、元素组成和晶体晶面取向,以及金镀层光泽度、硬度和粗糙度的影响。采用电化学测试进一步研究EDA对溶液中Au+行为的影响。结果表明:EDA使吸附Au+的活性位点增加了2.8倍,同时增加了阴极表面的极化并促进晶粒细化,增强了Au(111)晶面的峰强度。EDA质量浓度为15 g/L时,电镀液能保存6个月以上,电流效率从54%提高到98%,金镀层表面均匀性、光泽度和硬度明显提高,镀层表面粗糙度、腐蚀速率明显降低,镀层综合性能最优。本研究有望为亚硫酸盐电镀体系开发新型高效添加剂提供借鉴,有助于推动电镀金行业的可持续发展。

基于缓解特征过度平滑的图神经网络优化算法

为减少过度平滑对传统图卷积网络(graph convolutional network,GCN)模型性能的影响,提出一种优化算法GCN-optimization。该算法通过增强节点特征并在卷积前将特征重新映射的方法,使节点在经过多层GCN传播过程中仍能保持一定的特征差异。在Cora、Citeseer和Pubmed 3个数据集上进行实验,结果显示:在3个数据集中,相比于原版GCN,GCN-optimization算法Accuracy分别提升2.2%、1.5%和0.5%;Macro-F1分别提升1.8%、1.7%和2.1%。表明,相对于基准模型,GCN-optimization算法在节点分类任务中展现出一定的优势,能够有效缓解传统GCN中的过度平滑问题,保持节点特征的差异性,从而提升模型性能。

高温硬岩受控钻进新技术、新方法及应用

近年来,随着能源资源开发和地球系统科学研究需求的不断增长,钻探深度不断增大,施工过程中面临地层温度高、岩石硬度大、钻进效率低、成本高、事故多等问题。为了解决上述问题,国外对耐高温井下动力钻具、高效碎岩工具、随钻测量工具、降温冷却设备等钻进关键技术开展了针对性研究,相关研究成果已应用于油气钻探、高温地热等领域。国内虽也进行了研究,但与国外研究水平相比,尚有一定差距。本文分析了我国高温硬岩井钻进面临的技术难点,总结了技术需求,对钻进新方法、技术特性和示范应用情况进行了介绍,并立足国内既有装备基础,提出将高速强保径牙轮钻头、耐高温单弯螺杆钻具和耐高温MWD组合,配合耐高温钻井液、地面钻井液强制冷却系统与分段循环降温技术,实现高温硬岩受控钻探。建议后续开展长寿命固定齿钻头、全金属井下动力钻具、冲击钻具和耐高温MWD组合研究,进一步提高高温硬岩钻进施工效率。

新型贫化剂强化回收渣含铜的研究

为强化铜渣贫化回收渣含铜,设计了一种强化铜渣贫化的还原剂。采用HSC 6.0热力学软件计算对比了新型贫化剂与无烟煤、黄铁矿等常用贫化剂贫化熔炼渣回收铜锍的反应,并以某冶炼厂熔炼渣为原料进行试验并验证了新型贫化剂的强化作用。热力学计算结果表明,新型贫化剂还原铜渣(主要成分为Fe_(2) SiO_(4)和Fe_(3) O_(4))的效果优于无烟煤和黄铁矿。试验结果表明,采用无烟煤、黄铁矿、新型贫化剂三种还原剂单独贫化回收渣含铜时,铜的回收率分别为30.83%、52.50%、66.67%。新型贫化剂能够强化回收渣含铜,有望为铜渣高效贫化并提高无烟煤等传统化石能源贫化铜渣利用率提供借鉴。

钻井液离心机预防绳索取心钻杆内壁结垢研究

针对钻杆内壁结垢严重制约绳索取心安全、优质、高效实施的技术难题,开展了金刚石绳索取心钻进钻杆内壁的结垢机理与影响因素综合研究,结果表明:当钻具结构与钻井液性能一定的情况下,钻井液中的固相含量与颗粒大小是影响钻杆内壁结垢的主要因素。金刚石岩心钻进所产生的岩屑粒径在5~100μm之间,总体偏细,难以依靠自然沉降清除。为此,研制了TGLW系列小型离心机,现场试验表明:该离心机可使钻井液中固相颗粒的峰值从5~80μm降到3~10μm,固相粒度中值从11.189μm降到3.513μm,固相清除率达90%以上,控制钻井液固相含量在0.5%以下,既维护了钻井液性能、又预防了绳索取心钻杆内壁结垢。

超短半径水平井柔性动力钻具研制

为改善浅部煤层气开采中,超短半径水平井钻进深度不足等现状,结合超短半径水平井施工工艺,本文设计并研制了超短半径井下柔性动力钻具。该钻具采用多级涡轮叶片将钻井液冲能转化为扭矩驱动钻头旋转,并串联数节柔性单元形成弯曲半径5 m的超短半径柔性动力钻具。通过对钻具开展室内机械性能测试,揭示了超短半径柔性钻具排量-转速-扭矩耦合关系,结果表明超短半径柔性动力钻具输出扭矩可达1500 N·m,满足超短半径侧钻水平井现场施工技术要求。柔性钻杆+柔性钻具组合方式可有效提高超短半径水平井侧钻深度和钻进效率,为提高浅部煤层气的采收率提供了新的技术手段。

非遗视域下龙岩方言谜语的传承与保护

龙岩方言谜语是龙岩市级非遗保护项目,需要加以传承与保护。龙岩方言谜语包括字谜、物品谜、动物谜、自然景观谜、人物谜等类型。另外,可以从语音形成、语法结构、词汇特征、语用特性、语音变异等方面探索龙岩方言谜语的语言特点,并挖掘其中的学术研究价值、教育教学价值、文学艺术价值,从而提出在教育领域、娱乐领域、商业领域中对龙岩方言谜语的传承与保护路径。