智能仪表预测性维护关键技术

智能仪表是大型工业过程和复杂装备系统传感与控制的“神经”,其健康状态直接影响系统的安全可靠运行。传统的智能仪表通常作为测量工具监测工艺过程和重点装备的运行状态,本体故障的忽视极易导致采集数据不准确、不可靠,影响工业过程管控效率,也易导致操作人员误判,从而引发安全事故。文中通过对智能仪表预测性维护的技术架构进行解析,建立了机理分析、数据采集、特征分析、故障自检、异常检测、故障诊断和寿命预测的技术路线,同时,从复杂工业过程视角将智能仪表分解为“传输”、“传感”和“传递”,总结了仪表本体级和系统级预测性维护的关键技术,分析了智能运维、安全仪表风险管控、信息安全风险管控3种典型应用场景,推演了诊断自组态和云边协同架构的技术发展趋势。研究可为智能仪表及系统运维由离线向在线、由预防性维护向预测性维护的转变奠定基础。

川芎的化学成分和药理作用研究进展

川芎来源于伞形科植物川芎的干燥根茎,具有活血行气、祛风止痛的功效。川芎中主要含有苯酞、生物碱、酚酸、多糖等化学成分。药理研究表明,川芎对心脑血管系统、神经系统、呼吸系统等均具有一定的药理活性,主要表现为抗脑缺血、抗血栓、镇痛、抗炎、抗氧化、抗哮喘等药理作用。本文对川芎的化学成分及药理作用进行系统整理和归纳,以期为临床应用和资源开发提供参考。

茯苓的化学成分、药理作用及临床应用

茯苓为多孔菌科真菌茯苓Poria cocos的干燥菌核,为我国药食同源大宗常用中药材之一,其化学成分多样,主要包括四环三萜、多糖和植物甾醇等,具有利尿、健脾、止泻、安神、抗炎、降脂、保肝、抗肿瘤等药理作用,临床广泛用于治疗水肿、炎症、糖脂代谢异常等疾病。本文通过对茯苓化学成分、药理作用以及临床应用进行综述,以期为其进一步研究及临床应用提供参考依据。

基于共享通道的双向无线电能和信息同时传输系统特性研究

随着电力电子技术、控制技术及开关电源相关技术的发展,电能和信号传输逐渐从以电缆为传输媒介的传统传输方式逐渐向无线传输方向发展。对于需要在水介质中长时间工作的电气设备而言,能量供应是维持其正常工作的关键因素,但由于电缆进行物理连接的传统传输方式在水介质中运用较为不便,并且存在较大的安全隐患,因此需要构建一个基于共享通道的双向无线电能和信息同时传输的系统。

油气智慧管道“端+云+大数据”跨域“信息物理”安全保障技术现状及发展趋势

5G与工业互联网建设融合加速油气智慧管道建设发展,油气智慧管道“端+云+大数据”框架高度集成、数据统一、智能决策等优势降低了油气管道的管理成本,优化了管理人员风险决策,避免了人员误操作等风险。然而在大数据与人工智能背景下,来自外界的信息安全威胁逐日增加,全球工业控制系统高危漏洞不断攀升,油气智慧管道“信息物理”耦合环境除面临传统物理安全威胁外还需应对新型、复杂的“信息物理”跨域攻击。我国对油气智慧管道“端+云+大数据”跨域“信息物理”安全保障技术研究起步较晚,落后于油气生产基础设施安全保障的现实需求。系统性辨识了油气智慧管道在物理端、信息端、云计算、云平台、大数据等方面的安全威胁,并针对各方面安全保障技术现状进行了总结。面对新型攻击模式和信息攻击跨域传播对油气智慧管道的安全威胁,提出了油气智慧管道“信息物理”安全保障技术发展需求、发展难点和发展建议,为完善我国油气智慧管道跨域“信息物理”安全保障技术体系提供参考。

油气生产智能安全运维:内涵及关键技术

油气生产系统具有运维风险高、事故影响大的特点。随着信息化与工业化的深度融合,油气生产系统发展成互联互通、多领域交互的信息物理智能系统是行业发展的方向和必然选择。因此,为了避免或者减少油气生产过程中复杂多样、潜在未知的安全风险,提高油气生产系统安全性和可靠性,以提升生产效率,针对油气生产系统智能化过程中呈现出的安全问题,在智能安全运维技术关键要素基础上,结合油气生产行业典型生产场景,从运维角度进行了分析研究和体系构建。研究结果表明:(1)明确了智能安全运维技术的内涵,分析了智能安全运维技术的关键要素以及存在问题与挑战,构建了“1-2-3-4-5-6”油气生产系统智能安全运维技术体系,将6大关键技术赋能油气生产关键要素,实现了油气生产系统本质安全;(2)智能安全运维技术在油气生产上、中、下游的钻井开采、储存运输、炼油化工等典型生产场景中积极推进状态监测、健康管理、风险评估、智能预警等技术的应用实施;(3)针对数字化转型下油气生产系统特点,提出了未来将打造智能决策、主动预防、全面安全的智能安全运维技术,助力油气生产领域安全建设,推动了油气行业安全健康发展。结论认为,开展油气生产系统智能安全运维技术体系研究,有助于油气生产领域的安全建设,不仅为实现无故障油气生产系统提供技术支撑,也为世界油气行业智能化发展提供参考路径。

深水油气开采风险评估及安全控制技术进展与发展建议

深水油气资源是国际油气勘探开发的主战场和技术争夺的制高点,南海深水油气资源丰富,但面临更恶劣的深水海洋环境、更复杂的浅层地质灾害、更具挑战的深层地质条件和更苛刻的深水油气开采工况,致灾机理复杂,作业风险极高,探索适用于南海深水油气开采的风险评估及安全控制技术体系,是确保深水油气安全高效开采的关键。针对深水油气开采面临的海洋环境、浅层灾害、深层地质、气井开采等四大挑战,通过技术攻关与工程实践,形成了具有南海特色的深水油气开采风险评估基础理论及关键技术体系,包括深水海洋环境风险评估与控制、深水浅层地质灾害预测与控制、深水钻井井控与应急救援、深水油气开采设施安全检测及监测等关键技术,指出超深水、深水深层、深远海等待勘探领域亟需解决复杂井作业风险高、关键核心装备和工程软件依赖进口、深水安全环保要求极高、数字智能化转型迫切等重大问题,提出了持续追求本质安全、推进关键装备和工程软件的国产化、增强高效风险防控与应急能力、智能化保安全等发展建议,以进一步推动深水油气开采风险评估及安全控制技术的发展与进步,实现南海深水油气安全、高效、自主、可控开发。

油气行业应急预案诊断概念的多重含义与研究现状

应急预案是应对突发事件的重要抓手,为提升突发事件的应急响应速度,增强突发事件的应对能力,着力防范化解重大安全风险,需形成较规范的预案诊断描述方式。通过归纳总结,发现目前油气行业应急预案在修订与实行过程中存在的问题主要有突发事件覆盖面不足、任务可操作性较差、预案内容碎片化和处置协同失灵4大类;针对当前研究现状的科学问题进行提炼,借鉴机械、医学、心理学领域对于诊断的研究和实践,提出了油气行业应急预案诊断这一新术语和概念;分别从方案选择准确性、处置任务符合性、处置流程时效性和预案可靠性4个方面出发,分析应急预案诊断的不同含义;最后,建议在未来研究中,可考虑针对具体生产场景下的风险与应急处置特性,如建立适用于各类油气生产场景下的应急案例知识框架、处置流程优化表示方法等,开展应急预案诊断方法研究与诊断结果改进的应用。

基于流体质点追踪的山区泄漏原油扩散规律研究

中缅油气管道是第一条长距离跨山区输油管道,途经我国地形地貌复杂、地质灾害频发的西南山区。严峻的自然地理环境使得原油管道的运行风险极大。输油管道破裂后,泄漏的油品将导致土壤变质和大面积水体污染等环境污染问题,快速预测原油的泄漏影响范围对于泄漏抢险工作具有重要意义。本文基于数字高程模型构建真实山体地形,通过流体质点追踪法描绘泄漏路径与扩散范围,提出了一种快速泄漏预测方法。使用该方法对山地管道泄漏的各种工况进行计算,研究了各种地形下泄漏路径、范围的不同特征,得到了各种影响因素对泄漏的作用。可为山地区域输油管道泄漏的抢险工作提供有效的参考。

基于EWM-AHP-云模型的站场法兰系统密封失效风险评估

为提升站场法兰连接系统安全评估的准确性,提出一种基于熵权法(EWM)-层次分析法(AHP)-云模型的站场法兰系统密封失效风险评估方法。首先采用EWM和AHP组合权重降低单一AHP法计算权重的主观性,并采用云模型解决站场法兰连接系统密封失效风险因素的模糊性、随机性以及难以量化的问题;其次以我国华北地区某输气站场为例,验证该方法的科学性和有效性,并依据站场法兰历史失效数据建立法兰系统密封失效风险评估指标体系,采用EWM-AHP法确定各指标的组合权重;然后根据等级量化标准建立标准云,使用Matlab软件计算各风险指标的云数字特征值,并绘制云图;最后基于EW-型指数贴近度计算确定各风险指标的风险等级。结果表明:所评估法兰系统密封失效的综合风险等级为较高风险,评估结果与实际情况基本吻合。EWM-AHP-云模型能较好地实现法兰系统密封失效风险评估,该方法具有一定的科学性和有效性。

水下井口套管悬挂器的敏感性及疲劳损伤分析

套管悬挂器是水下井口的关键部件之一,在温压环境等多场耦合作用下容易引发疲劳失效,破坏油气井井筒完整性。为探究套管悬挂器在复杂环境下的力学性能和疲劳损伤变化规律,以南海东方1-1气田某板块的水下井口为例,分析套管悬挂器温度分布和各类载荷,建立基于热力耦合作用的水下井口套管悬挂器精细有限元模型,对比下放、BOP试压、回收下放工具和完井采油等4种工况下套管悬挂器的力学性能和疲劳损伤,并评估温度和BOP重力等敏感性因素对水下井口套管悬挂器力学性能的影响效果。研究结果表明:在热力耦合作用下,等效应力和变形量均显著增加,井口温度对套管悬挂器性能的影响显著;最大疲劳损伤出现在BOP试压工况下,其值为1.23×10^(-4) d^(-1),在该工况下套管悬挂器的疲劳寿命为22.27 a,满足设计要求。研究成果对水下井筒完整性评估及深水钻采安全作业具有指导意义。

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.

基于动态贝叶斯网络的水下井口系统RUL预测

为了及时发现水下井口服役期间的失效隐患,保证海洋油气资源的安全高效开采,提出了一种将马尔科夫过程与动态贝叶斯网络模型相结合的水下井口剩余使用寿命(Remaining Useful Life,RUL)预测方法。将水下井口系统全寿命周期的服役过程多级状态转移与时间相关联,考虑环境、装备及设计等疲劳损伤因素对井口系统性能的影响,预测水下井口系统全寿命周期不同工况、系统降级状态、不同维修状态下的RUL。以南海东方气田某水下井口系统为例开展分析,结果表明:不完美/完美维修可延长系统的剩余使用寿命;水下井口系统各部件中,临时导向基座对系统剩余使用寿命影响最大;防喷器(Blow-Out Preventer,BOP)质量和尺寸、大浪、隔水管设计缺陷、涡激振动事件是影响水下井口系统疲劳损伤程度的主要因素。

线上线下多元化教学模式在天然药物化学教学改革中的应用

天然药物化学是药学、药剂专业一门重要的专业课程,涉及内容理论性强且知识点繁多复杂,学生在学习过程中普遍感觉枯燥和难懂。为了调动学生的学习积极性,将多元化线上、线下教学法引入天然药物化学教学中,提高了该课程的教学质量。

基于数字孪生的压气站场设备风险智能决策系统

压气站场作为天然气运输的动力心脏,其工艺流程和设备设施复杂繁多,亟需一套高效、直观、信息化的压气站场风险智能决策系统。为了提升压气站场的风险管控能力,融合数字孪生理念,基于风险的检验技术和以可靠性为中心的维修方法,采用现代化数字测量技术建立压气站场数字化模型,以传感通信技术为纽带构建实时信息的数字孪生体,研发了适用于压气站场设备设施的可视化风险分析系统。研究结果表明:①多尺度数字模型构建方法能够实现压气站场数字化模型的实景复制,以完成数字孪生理念中虚拟产品的构建;②结合先进的传感和数据读存技术能够实现压气站场及其设备设施设计参数、运行参数和环境参数等多源异构数据的整合,以实现信息数据与数字化压气站场模型的融合集成;③压气站场的静动设备风险分析评价应以完成基于风险的检验和以可靠性为中心的维修来实现压气站场设备设施减缓控制风险措施的制订;④计算机技术可以实现压气站场设备设施风险分析决策的可视化和自主化。结论认为,该研究成果可以整合压气站场的多源异构数据、提高压气站场的安全管理和信息化水平,有助于推动压气站场的智慧化建设。

含缺陷的高压弯管冲蚀特性影响研究

高压弯管在压裂作业过程中,由于冲蚀磨损问题极易产生缺陷,缺陷又反过来影响管道内部流动,导致弯管的冲蚀特性发生改变。为此,根据弯管处冲蚀缺陷位置及类型,建立含冲蚀缺陷的高压弯管三维几何模型,运用Fluent软件对其进行冲蚀特性数值模拟,对比有、无缺陷时高压弯管冲蚀磨损情况,分析不同缺陷因素对冲蚀特性的影响。分析结果表明:无缺陷高压弯管冲蚀磨损较为严重的区域在弯头外侧处,此区域最大冲蚀率远大于入口与出口直管段区域;含缺陷高压弯管冲蚀磨损较为严重的区域在缺陷处,且含缺陷弯管最大冲蚀率约是无缺陷弯管的6倍;含缺陷高压弯管的最大冲蚀率随着缺陷长度的增大而增大,随着缺陷宽度的增大,最大冲蚀率减小;缺陷位置在弯头0°、15°和30°处的最大冲蚀率较大,45°、60°和75°处的最大冲蚀率较小且变化较为平稳。研究结果可为高压弯管冲蚀磨损的安全预警提供参考。

长输油气管道安全与完整性管理技术发展战略研究

长输油气管道作为我国油气战略通道的关键组成部分,保障其高效平稳运行对能源安全意义重大。为积极应对长输管道完整性发展需求,本文围绕发展进程、研究热点、我国发展现状与存在的瓶颈进行分析,从关键技术与科研支撑条件两个层面提出发展规划。在技术层面上实现管道全生命周期覆盖,高精度缺陷检测、风险管控、应急智慧决策以及智慧管道信息安全保障等核心技术全面应用;提高核心装备国产化,在我国及海外油气管道全面应用自主研发系统及关键设备。在管道完整性管理体系、体制机制建设与安全立法等政策方面给予支持,同时持续人才培养与实验室建设的稳定科研投入、加强成果推广应用、加强科技交流合作,更好地保障管道完整性技术发展与完善。

基于视线追踪技术的工艺操作人员人为失误识别研究

为了对生产加工过程中工艺操作人员的不安全行为进行有效监控,及时避免因操作失误带来的工艺安全事故,开展基于视线追踪技术的工艺操作人员人为失误识别研究。通过设计眼动实验方案,利用视线追踪技术采集操作者在工艺流程控制过程中各类失误模式的眼动数据,并对采集的数据进行统计,提取失误行为的眼动特征,并建立人为失误智能识别方法,利用距离函数聚类实现现场操作人员失误状态的准确识别。研究结果表明:以被试样本在不同区域的视线停留时间百分比作为特征参数,并运用欧氏距离函数分类法判别人员操作状态,对操作人员的不安全行为能够准确识别。

氢能制-储-运安全与应急保障技术现状与发展趋势

氢能零污染、零碳、无次生污染,是公认的清洁能源,被誉为21世纪最具发展前景的二次能源,也是实现“碳达峰、碳中和工作”最富成效的技术方案之一,氢能将成为我国能源体系的重要组成部分。然而氢能在制备、储运以及利用等环节,基础设施关键零部件较多、系统复杂、用材特殊,我国对氢能制-储-运安全与应急保障技术仍缺乏系统性研究,落后于产业发展安全保障现实需求。本文系统性辨识了氢能源在制备、存储、输运以及供应等领域基础设施的安全现状、风险因素及面临的技术挑战,从事故风险演化与灾变机理、安全评估与完整性、安全检测与监测预警、以及事故应急与保障机制等方面提出技术需求与发展建议,为完善我国氢能制-储-运安全与应急保障技术体系提供参考。

海洋油气安全生产领域的知识图谱研究

以Web of Science数据库所收录的海洋油气生产安全研究相关文章为基础数据,采用CiteSpace绘制知识图谱。结果表明,海洋油气生产安全领域Web of Science数据库的文章收录量整体表现出上升趋势。从发文国家来看,美国、中国是发文量最多的两个国家,挪威和中国表现出最活跃的国际学术合作。对引文共被引进行分析,挖掘出了6类主要研究前沿领域,得到每个领域的时间线发展情况。对作者共被引进行分析,Camilli R和Hazen TC是在海洋油气安全领域发挥重要作用的学者。主题词共现分析结果显示,"海洋油气"和"溢油"是该领域文献使用频率最高的两个关键词。对海洋油气事故相关研究和海洋油气应急技术相关研究进行趋势分析,进一步挖掘各细分领域的研究发展情况。