Influence of water flow on gas hydrate accumulation at cold vents

感冒发泄是充满甲烷的液体渗出物发生的一个区域。这渗出物可以改变煤气的水合物的本地温度，咸度，和随后的累积。用一个运动煤气的水合物形成模型并且在在水合物理兹的南部的顶点的温度，咸度和液体流动的 situ 测量，我们在三个不同液体地点模仿煤气的水合物累积：蚌，细菌的地席，和气体解除地点。在蚌地点(毛孔水流动 < 20 kg m2 yr1 ) ，毛孔水移流几乎没在温度和咸度上有小影响。然而，咸度和温度被增加(山峰咸度 > 0.8 摩尔 kg1 ) 由引起水合物稳定性地区的底在 seafloor (mbsf ) 下面从 115 ～ 70 米逐渐地移动的煤气的水合物的形成。在蚌地点的煤气的水合物浸透相对高。在细菌的地席地点的水流动从 100 ～ 2500 kg m2 yr1 。水流动在咸度比海水的导致咸度结束到或稍微高压制增加(< 0.65 摩尔 kg1 ) 。热移流走水路，流动显著地增加温度，转移水合物稳定性地区的底到上面 50 或甚至 3 mbsf。煤气的水合物浸透在细菌的地席地点是相对低的。在煤气的分泌物地点，毛孔水流动能到达 1010 kg m2 yr1，并且温度能在 9 min 到达来源区域的。在煤气的分泌物地点没有煤气的水合物形成。我们的模拟分析因此表明更低的毛孔水流动将导致更低的咸度，更高的温度，和水合物稳定性地区的一个更浅的底。这接着导致更低的煤气的水合物形成率，更低的水合物浸透，并且最后不太煤气的水合物资源。

Energy-saving Technology of Vent in Passive Solar Wall of Rural House of Severe Cold Region

This paper aims at solving the problems of low thermal collection rate,inconvenient maintenance,hindering indoor using during the application of passive solar technologies in rural houses in severe cold region.All these defects prevent the passive solar houses' further development. This paper chooses trombe wall,which has higher thermal efficiency of the passive solar house,as research object. The traditional vent is improved into a new type of ventilation device. This improvement overcomes the shortcoming,which traditional vent loses huge heat,and simplifies the construction of vent. Comparing with traditional trombe wall,the energy saving rate is 15. 69%.

揭阳冬季低温及其极端事件与低频振荡的关系

基于1981-2020年揭阳市国家站逐日最低气温和NCEP/NCAR再分析资料,采用相对阈值和功率谱分析方法研究了揭阳冬季最低气温及持续性极端低温事件(PECE)与低频振荡的联系。结果表明:揭阳市冬季最低气温存在显著10~30 d振荡(准双周振荡)与30~90 d振荡(季节内振荡)。冬季最低气温的低频振荡对PECE的发生起重要调制作用,60%的PECE同时受10~30和30~90 d变率耦合影响,30%的PECE仅受10~30 d变率调制,10%的事件仅受30~90 d变率调控。中高纬低频环流波列通过调制西伯利亚高压和东亚大槽季节内尺度上的位置及强度变化来影响低频冷空气的南侵,进而引起揭阳市最低气温低频分量的持续下降,有利于PECE的发生。

折线形通风管对陡坡冻土宽幅路基降温效果研究

在永久冻土段修建宽幅路基需解决高寒、高海拔、高纬度等恶劣因素所造成路基不均匀沉降、纵向裂缝、道路翻浆等严重工程病害问题。以新疆中天山冻土段为例,现场试验观测数据为基准采用数值计算方法;研究曲线型通风管结合碎石层复合路基制冷效果。研究结果表明:半挖半填路基温度场横向差异明显,在20个运营年后,左路肩与路基中心处最大融深相差3 m;在第20年时,折线形通风管路基冻土上限为1.45 m相对普通路基提高了6.55 m。折线形通风管路基在第10个运营年后,路面以下4 m处-1.8℃等温线形成一个冻结区域,并在之后的5年内沿着路基横向与坡向发展。

东海某平台可燃气体冷放空扩散安全评估研究

以东海某平台为例,采用数值模拟的方法研究不同工况条件下可燃气体冷放空的扩散规律,选用k-epsilon模型和Species Transport模型分别描述气相湍流运动和可燃气体扩散过程。结果表明:冷放空排放气体扩散受环境风向影响较小;冷放空排放气体扩散受风速条件和泄放放空速率的影响明显,随着环境风速的变大,火炬头上方形成的可燃气体团越小,可燃气体团中心距离火炬头越来越近;随着放空速率的变大,火炬头上方形成的可燃气体团越大,可燃气体团中心距离火炬头越来越远;意外熄灭工况、火灾工况和阻塞工况条件下,对应的最大扩散距离分别为15.69 m、20.62 m和28.48 m;直升机远离火炬头安全飞行的距离分别为16 m、21 m和29 m。建议平台加强可燃气体探测系统维护,确保能够及时探测到冷放空气体。

鲸落生态研究进展与展望

鲸落是指须鲸(Balaenoptera)和抹香鲸(Physeter macrocephalus)等大型鲸类死亡后,尸体沉入海底,形成的一个长期以鲸尸为营养源的生态系统。鲸落研究始于1987年,迄今已经积累了一些生态认识,对这些认识的梳理将为我国即将兴起的鲸落研究提供借鉴。鲸落的演替可分为移动清道夫、机会主义者、化能自养和礁岩阶段,促进、耐受和抑制作用是推动不同阶段演替的主要生态因子,而水深、水温和地理位置对各演化阶段的物种组成和群落结构具有重要影响。目前尚未在移动清道夫阶段发现鲸落专性物种,但已经在机会主义者和化能自养阶段发现了包括食骨虫在内的129种专性物种,这些物种通过洋流将生活史早期产生的浮游幼虫在鲸落间进行扩散。基于全球大型鲸类种群数量和死亡率,有学者粗略估算出相邻且演化阶段相同鲸落的平均距离为5~16 km,这些鲸落随机散布于各大洋海底,可为生物在位置固定、区域距离较远的冷热泉间扩散提供垫脚石,共同维持深海生物多样性水平。有研究认为,捕鲸业对大型鲸类的大肆捕杀导致全球鲸落减少了65%~90%,这已引起深海物种生物多样性水平的严重下降甚至大规模灭绝。鲸落研究极具挑战性,无论探测自然鲸落还是人工植入鲸落都要求配备高性能潜水器和具备熟练深潜作业能力,是一个国家对深海探索能力和综合海洋科技水平的体现。根据国际鲸落研究进展和我国深海探测技术现状,提出我国鲸落研究应充分利用区域优势、聚焦共性科学问题和注重新技术应用的建议。

深海囊螂蛤铁蛋白的环境选择压力分析

深海环境常有高压、极端温度、富含重金属、黑暗、寡营养等特点。生活在该种特殊环境中的生物可能演绎出不同机制适应此生境。囊螂科贝类是深海冷泉/热液区的优势物种,拟通过对来自冷泉/热液区囊螂科贝类铁蛋白进行环境选择压力分析,以期解析其适应深海特殊生境(高铁环境、高静水压)的机制。通过本地比对的方式获得了囊螂蛤和其近缘种铁蛋白的核苷酸和氨基酸序列,其均有ferritin保守功能域和相应的保守位点。其中,囊螂蛤铁蛋白Cmfer-2、Cmagfer-3、Pofer-3属于M型铁蛋白,其他归属为H型铁蛋白。Cmagfer-4和Pofer-4可初步判断为分泌型铁蛋白,而其他囊螂蛤铁蛋白与胞质型铁蛋白聚为一支。为了探索环境因素对深海贝类铁蛋白的影响,运用PAML软件对深浅海铁蛋白进行了选择压力分析。结果显示总共鉴定到8个正选择位点,其后验概率大于95%。其中,在含有嗜压氨基酸的对应组中,约50%浅海位点置换为嗜压的氨基酸,进一步证明了17A、55R、171S氨基酸置换是铁蛋白适应深海压力变化的一种策略。更进一步研究发现69K→I/T/M和171E/K→S由带电荷的极性氨基酸置换为不带电荷的氨基酸,并且大部分受到选择的位点位于蛋白的N端和C端,深海囊螂蛤铁蛋白可能通过特定氨基酸极性的转变和分布区域的改变来适应深海特殊环境。本文通过深浅海贝类铁蛋白的分析来为深海生物对极端环境的适应研究提供一些信息和见解。

一种薄壁球铁阀门铸造工艺的改进

一种具有复杂内腔的薄壁压缩机阀门类球铁铸件,重量为3.4 kg,主要壁厚为4 mm,有容易产生冷隔、断芯和气孔类缺陷,产品铸件对外观质量和气密性要求高,为此在设计浇注系统时采用了碳化硅泡沫过滤块。因铸件结构复杂、热节多而分散,需要在合理的位置设计出有效的冒口进行补缩,以保证铸件的内部质量,确保铸件的气密性。设计初步的铸造工艺方案并进行生产验证,发现铸件上表面容易产生冷隔、气孔和断芯等缺陷,导致铸件废品率很高。因此对铸造工艺进行了改进,解决了铸件缺陷,并最终达成批量稳定供货。

黔东北地区南华系大塘坡组冷泉碳酸盐岩及其意义

黔东北及毗邻地区新元古界南华系下统铁丝坳组冰碛层(相当于Sturtian冰期)之上,大塘坡组的底部分布一套黑色岩系.在一系列同期形成的断陷盆地近中心区域,黑色岩系下部主要由菱锰矿、白云岩等碳酸盐岩组成.通过对该地区出露的这套碳酸盐岩的野外地质构造、矿物成分、碳、氧、硫稳定同位素特征的研究,发现除碳稳定同位素表现出强烈的负偏移外,硫同位素值表现出明显的正偏移,还发现了大量气孔状构造和泥火山、底辟等典型构造.其特征与现代海底天然气水合物的渗漏、释放和环境突变所形成的冷泉碳酸盐岩机理一致,进而认为这套碳酸盐岩成因是新元古界古海洋的海底天然气水合物渗漏所形成的冷泉碳酸盐岩沉积.该成果拓展了海底天然气水合物研究领域和时空范围,对其所导致的成岩成矿作用、环境评价的分析研究提供了新思路.

南海东沙东北部甲烷缺氧氧化作用的生物标志化合物及其碳同位素组成

南海东沙东北部碳酸盐岩和泥质沉积物中的生物标志化合物组合及其碳同位素组成分析表明,研究区内甲烷缺氧氧化作用(anaerobic oxidation of methane-AOM)发育。研究区内碳酸盐岩中含丰富的AOM标志化合物,2,6,11,15-四甲基十六烷(Crocetane-Cr.)、2,6,10,15,19-五甲基番茄烷(Pentamethylicosane-PMI)和2,6,10,15,19,23-六甲基二十四烷(Squalane-Sq角鲨烷)的13C亏损强烈(δ13C值介于-74.2‰^-119.0‰PDB之间),表明碳酸盐岩形成于AOM,同时反映该研究区曾发生过强烈、持续的富CH4流体释放活动。柱状泥质沉积物中,AOM生物标志化合物在硫酸岩-甲烷过渡带(SMI—Sulfate-Methane Interface)边界附近相对丰度高,SMI之上样品中含量低,或未检出,表明现代环境在SMI附近有大量嗜甲烷微生物生长,使得深部上升的甲烷被大量消耗,很少有甲烷逸出海底。AOM生物标志化合物可用来指示SMI边界。不同站位、不同岩性AOM生物标志化合物组成(包括碳同位素组成)的差异反映了嗜甲烷古细菌组成的不同。

海底可视技术在天然气水合物勘查中的应用

海底可视技术是一种可以直观地对海底地形地貌、表层沉积物类型、生物群落等进行实时观察的调查手段。本文介绍了海底摄像、电视抓斗、深拖系统和ROV四种海底可视技术,并对海底可视技术在南海北部陆坡天然气水合物勘查中的应用进行阐述。利用海底可视技术,在南海北部陆坡发现了天然气水合物气体“冷泉”喷溢形成的自生碳酸盐岩和活动于天然气水合物冷喷溢口或渗流口周围的菌席、双壳类、管状蠕虫等化能自养生物群,圈定出该陆坡由天然气水合物气体“冷泉”喷溢形成的巨型碳酸盐岩面积达430km2。

冷泉流体沉积碳酸盐岩的地质地球化学特征

冷泉流体是指来自海底沉积界面之下的低温流体以喷涌和渗漏方式注入盆地 ,并产生系列的物理和化学及生物作用 ,这种作用及产物称为冷泉。它是继洋中脊以盆下源中高温流体的热泉被发现和研究之后的又一个新的盆地流体沉积领域。日前研究较多的是以水、碳氢化合物 (天然气和石油 )、硫化氢、细粒沉积物为主要成分 ,温度与海水相近的流体 ,广泛发育于活动和被动大陆边缘斜坡海底。冷泉流体沉积体系发育高密度的化学自养生物群 ,以碳酸盐岩和天然气水合物为主 ,有少量的硫化物和硫酸盐等。冷泉碳酸盐岩的产状有丘、结核、硬底、烟囱、胶结物和小脉等 ,以化学自养生物碎屑和多期次的自生碳酸盐胶结物组成的生物丘最为常见 ,它在物质来源、形成环境、形成作用等方面与传统来源于海水碳的碳酸盐岩建隆不同 ,用术语Chermoherm表示 ,以区别于传统海水碳酸盐岩建隆术语bioherms、lithoherms、pseudobioherms和biostromes。地层中石化的化学自养生物丘常是含有大量底栖生物化石的碳酸盐岩建隆产于深水相沉积地层中 ,在沉积环境和相分析上出现纵向和横向的不连续 ,甚至出现反常现象。矿物以镁方解石、白云石和文石为主 ,与传统的碳酸盐岩相似 ,在地球化学组成上最大的区别是冷泉流体沉积碳酸盐岩的碳来源于冷泉体系?

基于局部平衡反应的海底甲烷水合物形成及富集机制数值模拟

针对具有开发潜力的渗漏型天然气水合物藏,尝试采用油藏数值模拟方法,建立海底甲烷水合物形成及富集机制模型。基于水合物的相平衡和动力学特征,通过对水合物反应的局部平衡设置和对海底浅层高压低温环境的精确描述,实现对深部甲烷气运移至海底水合物稳定区、触发形成水合物过程的模拟,分析海底低渗层遮挡和海底冷泉两种情形下甲烷水合物富集成藏过程及其影响因素。结果表明:在深水海底浅层中,深部甲烷气以较小通量且不发生泄漏至海水情形下,长时间、持续的运移至海底水合物稳定区,则有利于形成大厚度、高丰度的水合物藏;油藏数值模拟方法可作为一种研究海底水合物成藏动力学的有效手段,值得开发利用。

拉曼光谱技术在深海原位探测中的研究进展

拉曼光谱是一种分子指纹光谱,在物质成分识别和定量分析领域已得到广泛应用,近年来也逐渐应用于深海极端环境的原位探测。回顾了激光拉曼光谱技术的发展历程,介绍了国内外已经研发的深海激光拉曼光谱探测系统,并着重介绍了各系统在深海冷泉、热液等极端区域对喷口流体、沉积物孔隙水、自生碳酸盐岩、水合物等目标物的原位探测和应用,最后总结了限制拉曼光谱技术在深海取得更多应用的因素,可以为拉曼光谱技术未来的发展提供参考。

热液和冷泉10种无脊椎动物基因组大小测定及比较

基因组大小(或称C值)作为生物单倍体细胞中全套染色体的DNA总量,在一定程度上是恒定的,因而C值可以作为生物物种的一个特定参数。深海热液和冷泉为更好地理解C值与不同环境之间的关系提供了一个特征性的模型。本文采用流式细胞术,测定了来自热液和冷泉环境中的10种深海无脊椎动物的C值,其分布范围从0.87pg到12.28pg,其中,相比于软体动物和多毛类,甲壳生物基因组大小及变异均较大。对比热液和冷泉两个群落中共有种(深海偏顶蛤Bathymodiolus platifrons、柯氏潜铠虾Shinkaia crosnieri以及长角阿尔文虾Alvinocaris longirostris)的基因组大小,发现C值差异并不显著。同时,综合已有的数据,对深海化能极端环境与其他环境条件下的物种C值进行对比分析,结果显示深海化能极端环境下生物的基因组大小并没有发现明确的变化趋势。

冷放空天然气火灾爆炸事故影响范围模拟

针对冷放空作业中的意外火灾、爆炸事故,许多研究单一从冲击波超压方面考虑伤害范围,一旦发生火灾,热辐射强度也非常强,研究不同影响因素下火灾的热辐射伤害范围十分必要。首先,分析放空压力6 MPa和放空速率20×10~4m~3/h时冷放空天然气火灾的热辐射影响范围和冲击波超压影响范围,然后,模拟不同放空速率和不同放空压力下热辐射的影响范围和冲击波超压的影响范围。结果表明,在模拟工况下,放空压力对热辐射强度影响更大,热辐射导致的轻伤距离最远达到269.72 m;在模拟工况下,放空速率对冲击波超压影响更大,冲击波导致轻伤的最远距离达到198.00 m。在实际工程中,控制放空压力和放空速率对减轻意外火灾爆炸事故的后果极为重要。

高酸气田井站火炬冷放空过程模拟分析

通过对硫化氢气体在复杂地形下的扩散过程进行数值模拟分析,得出井站在不同风向下有毒气体的可能影响范围,提出将可能影响范围与事故应急预案相结合,实现事故状态下的应急处置。

深海洋底热泉生态系和冷泉生物研究综述

现代海洋学、微生物学和生物学的研究表明，在深海火山活动和板块消减带所形成的地质背景下分别可能有海底热泉和冷泉的存在。在这种海底热泉和冷泉区的特殊环境中能够孕育海底热泉生态系和冷泉生物。它们能够依靠体内共生化学厌氧合成细菌产生营养，因而可以存在于完全缺氧的还原环境。海底热泉和冷泉生物学研究是对传统的生物学和地质学的挑战，人们还可以通过古代海底热泉和冷泉生态系的识别和分析，对涉及生命发生、生物演化、生物灭绝、缺氧事件、海底火山活动和古板块消减带等诸多问题加深认识和反思。

含硫化氢低压气体解决方案

针对油田工程设计中低压水处理系统冷放空气体含高浓度H2S问题展开分析和探讨,通过对含H2S低压气体冷放空扩散状态分析,比选基于现有工程条件下的可实施方案,论述了不同处理方案的利弊。提供了一种全新的基于空气附壁效应原理的空气放大器辅助放空方案,可以为后续工程项目危险气体的放空提供全新的思路和参考。

低热值煤层气旋流燃烧器冷态流场试验研究

采用热线风速仪对旋流燃烧器出口流场进行了测量,得到了燃烧器流场的分布状况,研究了喷口角度变化对燃烧器出口速度场的影响。试验结果表明,燃烧器搭配不同喷口时,在燃烧器根部均能形成稳定的中心回流区;渐扩喷口燃烧器的射流扩展角大,而渐缩喷口燃烧器的射流穿透能力较强。在较宽的热负荷范围内,该旋流燃烧器均具有良好的空气动力场,有利于低热值煤层气的着火与燃烧。