基于PSO-Elman神经网络的井底风温预测模型

目前井下风温预测大多采用BP神经网络,但其预测精度受学习样本数量的影响,且容易陷入局部最优,Elman神经网络具备局部记忆能力,提高了网络的稳定性和动态适应能力,但仍然存在收敛速度过慢、易陷入局部最优的问题。针对上述问题,采用粒子群优化(PSO)算法对Elman神经网络的权值和阈值进行优化,建立了基于PSO-Elman神经网络的井底风温预测模型。分析得出入风相对湿度、入风温度、地面大气压力和井筒深度是井底风温的主要影响因素,因此将其作为模型的输入数据,模型的输出数据为井底风温。在相同样本数据集下的实验结果表明:Elman模型迭代90次后收敛,PSO-Elman模型迭代41次后收敛,说明PSO-Elman模型收敛速度更快;与BP神经网络模型、支持向量回归模型和Elman模型相比,PSO-Elman模型的预测误差较低,平均绝对误差、均方误差(MSE)、平均绝对百分比误差分别为0.376 0℃,0.278 3,1.95%,决定系数R^(2)为0.992 4,非常接近1,表明预测模型具有良好的预测效果。实例验证结果表明,PSO-Elman模型的相对误差范围为-4.69%~1.27%,绝对误差范围为-1.06~0.29℃,MSE为0.26,整体预测精度可满足井下实际需要。

辊底式加热炉钢坯位置控制系统设计

目前,辊底式加热炉钢坯位置控制系统的设计和优化成为当前研究的焦点之一。随着科技的不断进步,控制系统技术在工业生产中得到了广泛应用。通过精确控制钢坯的位置可以实现更加均匀和高效的加热过程,从而改善产品质量,减少能源消耗,降低环境影响。因此,介绍了辊底式加热炉钢坯位置控制系统的设计,旨在提高钢坯的加热效率和质量控制。系统能够实现高精度的钢坯位置控制,以确保每块钢坯在加热炉中的位置和温度均匀分布。此外,系统具有智能控制策略以及数据采集等功能,以实时监测钢坯的位置和温度,为生产过程的优化提供重要信息,有望在未来的钢铁生产中发挥关键作用,实现生产效率的提高和工业可持续性的实现。

基于BP神经网络的低渗透底水油藏油井见水模式预测模型

注水开发使得低渗透底水油藏油井见水模式更加复杂,需要进一步明确及预测油井见水模式来针对性地指导水淹治理措施。神经网络模型具备处理多元回归问题和计算速度快等优势,可被用于分析地质工程多因素参数与油井见水模式的内在关系,构建见水模式预测模型。在油井见水模式划分的基础上,通过灰色关联理论和神经网络算法对BCL低渗透底水油藏油井见水模式的主控因素和预测模型进行了研究。发现水层厚度、隔夹层数、隔夹层长度和避水高度是该类油藏注水开发下影响油井见水模式的主控因素。基于主控因素结合神经网络算法建立了油井见水模式预测模型。通过对18组测试数据进行验证,平均预测误差1.4%,获得了较好的预测精度。通过易于获取的主控因素快速预测注水开发低渗透底水油藏油井的见水模式,为该类油藏的高含水针对性治理提供基础依据。

地铁盾构施工过程中底部管片的上浮机制研究

为研究地铁盾构隧道施工过程中底部管片的上浮现象,文章按照管片拼装、千斤顶顶推、同步注浆及注浆浆液凝结4个盾构施工阶段对底部管片的上浮进行分阶段理论分析。通过理论分析可得,底部管片的上浮现象属于局部上浮,对底部管片在同步注浆阶段进行力学分析,主要考虑动态上浮力、环间阻力、粘滞阻力和重力之间的相互协同作用,利用分离变量的方法推导出底部管片的上浮量计算公式,并依托深圳地铁13号线某区间的工程实测数据对管片的上浮量进行计算,验证底部管片上浮量计算公式的科学性。研究表明:底部管片的上浮阶段按其发展状况分为上浮量突增阶段、上浮量缓慢增加阶段和上浮量逐渐稳定阶段。通过控制变量的方法对注浆压力、注浆材料水胶比分别对上浮量的影响进行分析,依据分析结果提出科学有效的上浮控制措施,研究成果可为盾构隧道管片抗浮设计及安全施工提供一定的技术依据。

南海东部底水油藏水平井控水完井技术研究进展

南海东部底水油藏分布广泛,水平井开发方式可大幅度降低底水锥进速度,但由于水平段距离长,储层非均质性和水平井跟趾效应造成的点状见水易导致油井含水率大幅上升,降低生产效益。针对上述问题,南海东部油田采用ICD、AICD、C-AICD等控水工具,结合控水颗粒充填、智能分段分流等控水工艺,开展了底水油藏水平井控水完井技术研究与应用,取得显著效果。围绕南海东部底水油藏水平井控水完井技术研究进展,综合分析了不同控水方式的控水原理、技术特点和不同控水完井工具的特性曲线数学模型,总结了不同生产预测技术的应用规模和不同控水完井技术的应用效果。在此基础上提出了底水油藏水平井控水完井技术挑战和发展趋势,可为南海东部底水油藏水平井控水完井的进一步发展提供参考。

智能钢包底吹测控系统技术研究及应用

以西门子S7-200smart的PLC为控制器,通过现场检测元器件及PLC与气体质量流量控制和压力传感器之间的控制与反馈,实现了对某钢厂钢包烧底吹砖情况的高效、安全、有效的判断。通过分析解决了日常生产操作中存在的实际问题,优化了底吹测试系统程序,提高了底吹测控系统运行稳定性,提升了设备维护人员的技能,强化了现场的安全管理,同时降低了作业整体成本。

煤层群采动下围岩应力演化规律及协同控制技术研究

针对煤层群开采过程中巷道支护困难问题,以贵州土城矿212回风石门为工程背景。综合采用现场调研、数值模拟、相似模拟及现场试验等手段,揭示了212回风石门应力演化规律,并提出了“卸−转−固”协同控制技术。研究结果表明:212回风石门遭受破坏的主要原因是煤层群采动过程中存在的地质力学问题导致了围岩失稳。巷道底板及两帮在采动过程中产生不同程度的应力集中。当遭受垂直应力挤压时,巷道底部承受的挤压力较大,而顶部围岩承受的拉伸力较大,由于力学不平衡导致围岩的破坏。基于此提出了“卸−转−固”协同控制技术。通过爆破卸压的方式,利用爆破产生的冲击波引起围岩的震动和应力波动,使表层围岩中原本集中的应力分散到更深的围岩区域,降低表层围岩的应力集中程度。同时,利用爆轰和封孔工艺进一步加固卸压孔周围的围岩,形成两个承载结构。即由巷道支护体形成的内承载体和由深部围岩形成的外承载体。两者相互作用有效承受巷道浅部及深部围岩的应力,并转移到支护结构,起到保护和稳定围岩的作用。利用该技术在212回风石门现场试验,结果显示:使用该技术区域应力长期趋于稳定甚至缓慢降低,巷道顶底板及两帮移近速率分别降低了74.49%及47.67%,底鼓量降低了77.2%。而未使用该技术区域应力出现不同程度的上升,表面位移收敛严重。由此可得,围岩控制效果显著。该技术已成功推广到贵州其他不同地质环境的煤矿,均取得了显著效果。

膨胀性泥岩铁路隧道变形机理与仰拱底鼓控制技术研究

为揭示膨胀性泥岩铁路隧道仰拱底鼓变形机理并提出对应控制措施,以西(宁)至成(都)铁路膨胀性泥岩隧道为背景,采用室内试验、数值模拟、案例调研等方法开展研究。结果发现:膨胀性泥岩在浸水后物理力学参数明显降低,随着浸水时间增加,降低速率逐渐减小,其膨胀系数为4.8%;FLAC3D中的应变软化模型通过湿度应力场与温度应力场的转化能较好模拟膨胀性泥岩浸水后的参数衰减效应,当初始含水率分别为5%、15%、25%时,膨胀力试验结果分别为37.84,123.90,189.06kPa;随着水位上升,隧周孔隙水压力逐渐增大,当地下水位分别为Z=-5 m、Z=0 m、Z=5 m、Z=10 m、Z=15 m、Z=30 m时,隧周最大孔隙水压力分别为0,100,125,200,250,350 kPa,仰拱底部随软化系数的增加由沉降逐渐变为隆起,隧底围岩软化及上部挤压造成的剪切破坏是仰拱底鼓的最大诱因;随着仰拱矢跨比增加,二次衬砌弯矩减小,拱底和墙脚位置二次衬砌弯矩减小值较大,因此仰拱底部受力得到优化;适当提高仰拱矢跨比,采用全环钢架+钢筋混凝土衬砌、加强基底排水、采用基底换填或管桩加固等措施是膨胀性泥岩铁路隧道设计关键。

黑臭水体河底末端修复治理研究

分析黑臭水体的形成原因,从黑臭水体评价、水生动物修复、人工曝气、微生物强化修复几方面阐述黑臭水体河底末端修复治理技术,并结合相关案例,根据黑臭水体的修复治理需要,研究黑臭水体河底末端修复治理策略,解决水体污染问题,保证污染治理效果。

底部钻具组合力学性能分析及优化

深井段复杂地层倾角大,井斜控制难度大,严重影响了安全钻进。为准确控制井眼轨迹,提高钻具的造斜能力,采用纵横弯曲梁法建立力学计算模型,分析井眼曲率、地层倾角、各跨长度和外径、柔性短节、稳定器外径、翼肋推力、钻压和井斜角等因素对多种底部钻具组合力学性能的影响,优化底部钻具组合。研究结果表明:弯螺杆相比于直螺杆有更好的防斜纠斜能力,更适合在深部造斜力强的地层使用;当方位角在25°与205°时地层侧向力最小;定向井段井眼曲率对2种螺杆钻具组合的导向力影响最大,井斜角次之,钻压影响较小;翼肋推力对弯螺杆推靠式旋转导向钻具组合(RSBHA)的造斜力和造斜性能影响最为显著,钻压次之,井斜角的影响较小。研究结果可为复杂地层井斜规律的研究和控制提供参考依据,钻井工具的合理组合及优化对减少井斜问题、顺利完钻起着重要作用。

吴A区侏罗系油藏黏弹自调剂调驱效果分析

吴A区延9、延10底水油藏于2017年开始水驱动用程度大幅度下降,只有38.0%,受重力影响,吸水段逐渐下移,受地层平面非均质性和层间非均质性强、前期注入强度和采液强度大的影响,底水过早锥进导致油井见水,甚至见注入水发生水淹,常规堵水调剖措施无法完成地层深部地带封堵。为延缓注入水沿大孔道和微裂缝等地层深部高渗通道突进,提高注入水的波及体积,改善吸水剖面,吴A区延9、延10油藏于2022年8月开展黏弹自调剂调驱矿场试验。试验结果表明,2022年8月-2023年10月注入黏弹自调剂后,调驱效果较好,深入地层后能有效滞留于孔喉,平均单井日注水量下降,注入压力由7.20MPa上升到7.80MPa;整体吸水指数由38.1m^(3)/(d·MPa)下降到25.1m^(3)/(d·MPa);黏弹自调剂在地层中形成有效封堵,有效改善油水流度比以及提高洗油效率,注入黏弹自调剂后月度递减率由0.10%下降到-0.40%,月度含水率上升幅度由0.03%下降到0.02%。

红河断裂对莺歌海盆地地热系统的控制作用

基于莺歌海盆地地热背景,从地热系统的水源、流体通道、热储和盖层4个方面系统地去评价红河断裂对其的控热作用。研究结果表明,通过水样、气样分析,断裂构造在地热水循环中起到重要的控制作用;红河断裂的差异变形显著影响裂隙型热液热储的平面分布范围和纵向发育深度的异质性;莺歌海盆地地热系统是以地幔热物质作为主要热源,红河断裂带和盆地内中央凹陷底辟带为主要通道,裂隙型热液热储和上部大面积水道、海底扇、三角洲等储集体为主要热储,莺歌海组巨厚泥岩为主要盖层。

青龙煤矿底板定向钻孔施工分析

针对贵州青龙煤矿低透气性煤层,在21605底抽巷设计底板穿层定向钻孔,进行16#煤层治理瓦斯。首先,根据钻遇地层情况,确定定向钻孔在底板的开孔层位,然后通过分析在施工定向钻孔中出现的问题,对定向钻孔的最初设计进行优化,确保定向钻孔施工顺利,进入目标煤层,并在目标煤层中得到有效延伸,从而进行瓦斯抽采。通过本次施工可知,只有定向钻孔在目标煤层中有效延伸,才可减少抽采盲区,以达到瓦斯治理的效果,为煤矿安全掘进提供保障。

复杂底水气藏水侵动态模拟及应用——以元坝长兴组气藏为例

元坝长兴组气藏为局部发育隔夹层的条带状生物礁底水气藏,不同气水分布模式下两相渗流机理复杂,水侵动态认识不深入,控水对策制定缺乏理论指导,严重制约了气藏高产稳产。通过设计流体微观渗流实验,分析不同气水分布模式水侵机理,建立隔层型及无隔层型气井水侵早期预警模型,开展气井见水风险评级,形成差异化控水稳气技术对策。研究成果表明:1)气藏隔层发育使得水侵机理呈现显著差异,考虑复杂气水分布模式能够有效提升水侵动态模拟精度,气井见水时间预测误差可小于10%。2)无隔层型及隔层型2类气水分布模式气井无水采气期的可控因素影响程度由强到弱均为避水高度、生产压差及井筒内径。3)针对无隔层型井区气井,避水高度对气井无水采气期影响趋势与生产压差及井筒内径有显著差异,其影响规模可达另2个因素的3倍以上;隔层型气井无水采气期对于各因素敏感性较无隔层气井显著降低,影响程度变化趋势趋于一致。4)识别气井水侵加剧特征后,应综合考虑底水锥进临界产量及产能来动态调控气井生产压差,延缓水侵速度,元坝气田产水风险井无水采气期平均延长2.3年,控水侵效果显著。以上研究成果有效支撑了元坝气田水侵动态分析及防控对策制定,为同类型气藏高效开发提供技术借鉴。

厚松散层薄基岩综放面切顶留巷底鼓变形特征及控制对策

基于厚松散层、薄基岩、综放开采条件下沿空留巷底板变形严重的难题,以赵固一矿为背景,理论研究深部切顶留巷底板载荷演化规律,提出卸压、支护的综合防控技术,并进行现场试验。研究表明:留巷底鼓的主因是留巷期间实煤帮与挡矸系统处产生垂直应力集中且底板岩层出现三角形塑性滑移区;提出增加切顶高度、提升顶帮支护结构的稳定性、强化采空区帮柔性挡矸的综合措施;留巷治理前后底板变形分别为724、299 mm,底鼓总量降低58.7%,现场实施效果明显。

硬地层防斜打快底部钻具组合结构优化研究

准噶尔盆地阜康地区深部地层岩石硬度高、地层倾角大,传统的钟摆钻具组合提速工具防斜打快效果差。针对这一问题,在对硬地层中使用扭力冲击器提高机械钻速效果分析基础上,提出了既能充分释放钻压、发挥扭力冲击器提速作用,又能在大倾角地层有效防斜的“扭力冲击器+单弯螺杆”底部钻具组合(Bottom Hole Assembly, BHA)。基于平衡趋势分析研究了BHA结构参数对其防斜能力的影响,确定了关键参数。现场应用表明,新设计的BHA能有效实现硬地层防斜打快目的,为深部硬地层钻井作业提供了一定借鉴。

农田重金属沿植食性昆虫-天敌昆虫传递及对害虫生物防治的影响

农田重金属污染是全球农业面临的重要环境问题之一。重金属经植物吸收富集,由植食性昆虫取食并积累而产生上行效应,影响天敌昆虫的生长发育、生殖能力以及行为,进而影响天敌对害虫的控制作用。本文系统总结了农田生态系统中重金属沿植食性昆虫传递对天敌昆虫的影响,分析了农田重金属污染对害虫生物防治的直接与间接影响效应,发现重金属胁迫一般会导致天敌昆虫生长发育延缓、生殖力降低、捕食量减少等,直接影响害虫生物防治效果;但也可能导致害虫毒物兴奋效应产生和抗性能力增强,间接增加害虫防治难度。根据研究现状,对重金属污染影响天敌昆虫和生物防治的未来研究方向进行了展望。

考虑颗粒充填的水平井控水完井产量预测方法

近年来在水平井管柱与井眼环空进行颗粒充填的控水方法在底水油藏得到了广泛的应用,目前尚没有准确的产量预测方法。为此,从宏观流动与微观流动的差异性入手,分析了流体在底水油藏、颗粒充填层、控水工具等不同空间维度内流动之间的相互关系,在油水两相数值模拟模型的基础上,采用“矩阵镶边”的方法将3个维度的流动模型相互耦合,提出了考虑颗粒充填的水平井控水完井产量预测方法,准确度比常规等效方法提高9.17%。研究结果表明,新方法能够实现流体在油藏、颗粒充填层和控水工具间窜流量的定量求解,更直接地体现不同空间维度流动对控水效果的影响,为底水油藏考虑颗粒充填的水平井控水完井产量预测提供了有力工具。

基于改进型120阀的整组煤炭漏斗车底门开闭控制系统

介绍了一种由改进型120阀控制的整组煤炭漏斗车底门开闭控制系统,对该控制系统的开关门原理进行了分析,对其配置和运用效果进行了说明。

弱胶结软岩巷道底鼓控制关键技术研究

针对老公营子煤矿6号煤层西翼工作面运输巷道底鼓,影响煤矿井下运输和安全生产的问题。首先对巷道底板的岩性及结构进行取样和测试,发现其中含有亲水性较高的粘土矿物。其次,从巷道底板的力学机理出发,建立了巷道底板力学模型。通过增加底板锚固层厚度,可以有效控制底板变形,保证巷道围岩的稳定性。通过FLAC3D数值模拟分析现有巷道支护方案下的巷道变形,与现场实测变形结果相吻合,表明现有支护方案和参数不合理。对巷道支护方案进行合理优化,提出了“生石灰底铺层+预应力锚索+混凝土弧形梁+金属网+C20高强混凝土充填”的反底拱结构支护优化方案,并于井下试验段进行工业验证。结果表明,优化后的巷道支护方案对控制顶底板及两帮变形的效果显著,有效保证了矿井的安全高效生产。