微咸水条件下微压过滤冲洗池的水头损失试验与预测模型

为探究进水流量、矿化度、滤网孔径对微灌用微压过滤冲洗池水头损失的影响,开展微压过滤冲洗池运行特性的物理模型试验,建立了微压过滤冲洗池在微咸水条件下的水头损失预测模型。结果表明,在方差分析中仅流量对微压过滤冲洗池的水头损失影响显著,确定的影响因素排序由大到小为进水流量、矿化度、滤网孔径;该模型的决定系数R^(2)为0.955,均方根误差为0.0523,平均相对误差为3.20%。建立的模型可准确预测微咸水条件下的水头损失,研究成果可为泵前过滤设备的实际应用提供技术支撑。

工作面矿压大数据动态分析与预测系统

为实现矿井工作面矿压自动分析与预测,以大柳矿为研究对象,使用GUI编程,采用HTML5、Python语言联合编写,运用长短时记忆(LSTM)与ARIMA算法模型,搭建多源数据可视化分析展示平台与预测分析系统。系统程序设计划分为基础信息、监测参量、支架数据、分析预警、报表输出等主模块;通过导入矿压监测数据(支架压力、钻孔应力、巷道变形、顶板离层、锚杆锚索),借助人工智能和大数据技术,可实现监测数据的快速清洗、多参量融合,以及对矿压风险的智能识别与预警。

加氢反应器最低升压温度解析预测与定期检验数据分析

国内当前有大量的加氢反应器处于长期服役状态,准确设定最低升压温度(MPT)和统计分析定期检验数据的规律,是保障加氢反应器长期服役过程安全的有效手段之一。本文基于当前经典MPT预测方法,通过量纲分析获得无量纲量并建立MPT相关的数据集,非线性拟合获得MPT的解析预测公式。结果表明解析预测公式与文献数据的误差在5℃左右,可以满足工程应用的精度,从而实现MPT的快速准确计算。同时,本文统计分析了国内部分石化企业定期检验报告中服役时间、安全状况等级、各类缺陷等的分布规律,可为加氢反应器后续的定期检验和安全评估提供参考。

多模数ZI蜗杆斜齿轮传动设计与有限元分析及其应力预测

为解决传统渐开线蜗杆斜齿轮副在开式传动或传动比过大时斜齿轮容易发生齿根断裂的情况,提出一种新型的基于不等模数不等压力角设计的渐开线蜗杆副,使斜齿轮的模数与压力角同时提高,大幅提高斜齿轮的齿根强度。通过对此种蜗杆副的传动特性的分析,得到特殊的啮合角与中心距计算方式。另外,通过对同传动比、同蜗杆情况下基于不等模数设计的ZI蜗杆斜齿轮副和传统ZI蜗杆斜齿轮副的建模与有限元分析,得出在较大模数比情况下的斜齿轮齿根强度约为传统斜齿轮齿根强度的2.956倍,增大了渐开线蜗杆的应用范围。后续使用灰色预测,对比出误差平方和(Sum of Squared Errors,SSE)最小模型,予以验证预测的准确性,另外进行蜗杆施加不同转矩下的斜齿轮啮合齿受拉力处最大应力σ_(1max)的数据预测,为相应的工程分析与必要的校核设计给出了依据。

井约束地震压力预测在滚动勘探开发中的应用

本文通过井约束反演数据体提取层速度 ,建立精确速度场 ;从井出发 ,应用傅里叶趋势分析求取正常压实趋势层速度 ;经过衍生 Fillippone法计算压力系数 ;在压力系数数据体中分析目的层压力分布规律 ,研究压力异常与油气藏关系 ,结合构造、储层等资料预测油气有利分布区。实钻验证 。

酸处理降低地层破裂压力的计算分析

针对超深储层的破裂压力很高,对压裂施工设备的功率和承载能力要求更高,在施工安全上存在一定隐患的实际,研究了超深储层的破裂压力模型以及利用岩石力学性质的酸敏性,采取酸化预处理降低地层破裂压力,建立了射孔井筒破裂压力预测模型,分析了酸化预处理降低地层破裂压力机理。利用西部某深层气藏岩样室内酸处理前后岩石弹性模量、泊松比和岩石抗压强度变化结果,计算了该气藏酸处理前后的破裂压力,结果表明酸预处理后破裂压力大幅下降,对降低压裂施工压力有重要作用。为在现有工程条件和技术条件下,准确预测破裂压力和施工压力、合理选用施工设备、降低储层改造的工程风险提供了方法。

河北省耕地压力动态分析与预测

本文分析了河北省自改革开放以来耕地压力指数的变化特点,对未来15年耕地压力指数进行了预测,提出减轻耕地压力的措施。研究结果显示:1978年以来,虽然河北省耕地数量持续减少,人口不断增加,但由于耕地生产率不断提高,粮食产量和人均占有量却在增加,耕地压力指数呈现降低的趋势。未来15年耕地压力指数仍较大,但将进一步降低。据此提出,依靠增加投入和科技进步从而不断提高耕地生产率,是减轻耕地压力、保证食物安全的根本途径。

全球GRAPES等压面三维变分分析预报循环系统及试验

利用全球通讯系统GTS传输的常规观测资料和卫星资料,用全球与区域同化预报系统GRAPES(global/regional assimilation and prediction system)全球等压面三维变分分析和中期数值预报模式进行为期两个月6 h分析预报循环试验,并对分析结果进行了诊断分析。结果表明,位势高度在中低纬对流层顶及以上区域存在5~20 gpm负偏差,在100 hPa以下的南北极区域存在5~20 gpm正偏差;相对湿度在南极存在较大负偏差,在高层有较大正偏差。风场在赤道中高层有较明显的偏差。在500 hPa上北半球GRAPES位势高度与NCEP资料的均方根误差在10 gpm左右,南半球在15~24 gpm之间。与探空观测相比,经变分分析后,分析的偏差和均方根误差都有所减小,但位势高度背景场存在明显负偏差,而且在100 hPa以上位势高度改进不如低层明显。全球等压面三维变分分析预报循环试验表明,分析预报循环系统能稳定运行,但是分析和6 h预报场还存在系统性偏差。

高水压隧道衬砌背后水压力预测模型研究

研究目的:以邢和铁路天河山隧道为依托,开展隧道衬砌背后水压力预测模型研究。首先结合地下水动力学理论,考虑"围岩-注浆层-衬砌-防水板-盲管"不同介质渗透特性,理论推导隧道衬砌背后水压力和排水量预测公式;其次通过3DEC离散元验证理论预测模型的合理性;最后对衬砌背后水压力影响因素进行参数敏感性分析。研究结论:(1)本文提出的衬砌背后水压力预测模型与数值计算结果误差不足10%,可准确预测高水压隧道衬砌背后水压力和排水量;(2)衬砌背后水压力P_(ll)与k_(ss)/k_(gg)和排水量Q_(w)均呈反比例线性关系;隧道排水量随k_(ss)/k_(gg)增大而减小,但非线性关系,其在k_(ss)/k_(gg)≤75范围内受k_(ss)/k_(gg)影响显著;(3)秉承"堵水限排"理念的高水压隧道施工过程中,可通过提升隧道排水量、减小注浆层渗透系数、增大注浆层厚度等组合措施来达到降低衬砌背后水压力的目的,其衬砌减压效果是"排"优于"堵";(4)本研究成果对高水压隧道设计及施工具有重要的指导意义。

定向井破裂压力预测方法及计算参数敏感性分析

定向井破裂压力预测是正确设计安全钻井液密度窗口,确保井壁稳定,减少井漏、井塌而引起的井下事故的基础。利用测井资料可以方便快捷地计算定向井破裂压力,使用Eaton模型、Stephen模型和多孔弹性模型对4口井3个深度点分别进行了地层破裂压力计算分析,并给出了3种方法计算地层破裂压力的误差,结果表明多孔介质弹性斜井模型更为适应任意井斜、方位的斜井,可达到较高的精度。同时,对影响该模型中破裂压力大小的计算参数进行了敏感性分析,为准确分析定向井破裂压力提供了重要技术参数。

呼图壁储气库全周期交互注采动态评价方法

地下储气库兼具季节调峰和能源战略储备的双重功能,其气井兼具注气和采气功能,相比于采气过程,高压注气过程更具风险性,而且动态评价方法匮乏。注气动态评价是地下储气库安全运行的核心技术之一,其评价准确与否直接关系到储气库的达容效果和调峰能力。基于呼图壁储气库的交互注采运行规律,借鉴采气不稳定产量分析方法,提出一种适用于呼图壁储气库注气运行的渗流模型,通过一系列数学变换创建无因次注气分析图版和拟合方法,再将不稳定注气分析得到的井控半径、表皮系数、渗透率等储渗参数耦合到不稳定注气方程中,实现单井全生命周期的注采历史拟合,并根据应急调峰和地面配套实际情况进行单井压力预测。实践表明,此方法不仅实现了对储气库交互运行中注气能力的定量评价,还能够实现对压力的准确预测,为指导优化配注提供依据。

纤维缠绕复合材料压力容器的多尺度分析与性能预测

纤维缠绕复合材料压力容器由纤维、基体和界面组成,其宏观性能会随着组成材料微观性能的变化而变化,为了更加科学准确地对复合材料压力容器性能进行预测,有必要建立多尺度性能预测与分析方法,将ANSYS微观分析与ABAQUS宏观分析相结合,以此指导设计,提高其性能。此外,通过微观脱黏试验、树脂和碳纤维的拉伸试验获得复合材料微观力学参数,通过材料体系XSYT55G成形的缠绕层压板样品进行拉伸和剪切强度试验获得复合材料的宏观力学参数。采用提取的代表体积元素(RVE)进行微观失效分析,并引入渐进均匀化理论,实现微观到宏观的分析过度,同时将该分析方法应用到纤维缠绕复合材料的压力容器算例分析中。分析结果表明:RVE模型进行拉伸失效分析,Weibull模量(m)值越小,失效单元数越多,模型承载力越低;对不同纤维强度Weibull分布进行分析,m值越大,宏观模型模量峰值越晚出现,变化越剧烈;纤维强度离散性m值对爆破压力和失效过程有重要影响,随着m值增大,压力容器失效越晚,载荷变化越剧烈,爆破压力也随之增大。

耦合ALO-LSTM和特征注意力机制的土石坝渗压预测模型

现有土石坝渗压预测模型缺乏对渗压效应量中各影响因子影响程度的定量分析,难以探究渗压效应量变化的内在影响机制。针对此问题,本文从时间维度和特征维度两个层面出发,提出一种耦合ALO-LSTM和特征注意力机制的土石坝渗压预测模型。该模型首先采用主成分分析方法对各个影响因子进行降维处理;然后,提出基于蚁狮优化算法(Ant Lion Optimizer,ALO)的长短时记忆网络(Long Short-Term Memory,LSTM),利用ALO中的随机游走以及轮盘赌等策略优化LSTM中的神经元数量,以捕捉渗压数据在时间维度上的深层信息;进一步地,在特征维度上引入特征注意力机制计算各影响因子对渗压效应量的贡献率,以自适应挖掘渗压效应量变化的内在原因。案例分析表明,本文所提模型具有较高的精度,其在测试样本上的MAPE、RMSE和MAE分别为0.28%、0.022 m和0.17 m;此外,水位分量对渗压效应量的贡献率最大,为47.9%;其次是降雨、温度和时效分量,其贡献率分别为33.5%、9.8%和8.8%。

神经网络在工程时间序列预报问题研究中的应用

对岩土工程中时间序列预报问题进行了研究。灰色建模机理研究表明，灰色建模存在若干问题，因此，在处理岩土工程中时间序列预报问题时，要慎用灰色系统建模。探讨了岩土工程时间序列与神经网络间的联系，论证了神经网络的函数逼近能力，建立了基于神经网络的岩土工程时间序列预报模型。研究实例表明，该模型的预报精度高，为解决岩土工程中时间序列预报问题提供了一条崭新途径。

气井井口环空压力分析与预测模型

气井环空持续压力会带来生产安全隐患,而气体泄漏是引起井口环空持续压力的原因之一。鉴于此,考虑环空内液体的压缩性,基于气体等温达西渗流理论和PVT方程,分析了气体通过水泥环和完井液柱向上流动并形成环空压力的过程,建立了套管环空压力解析模型。对典型带压井的现场测试数据进行拟合与分析,得到了环空压力上升速度、气体流量及相关参数,验证了模型的有效性。分析结果表明:影响环空压力上升的因素有水泥环综合渗透系数、地层压力、环空中不同介质的高度、井筒温度分布及环空液体压缩性等,拟合得到的未知参数对准确度影响很小。研究结果实现了对现场环空压力测试数据的定量分析和环空压力的预测,为现场采取措施治理环空压力提供了依据。

压力传感器位移分析及疲劳寿命预测

完成了依据有限元疲劳分析为基础的传感器寿命预测研究工作。阐述压力传感器工作原理,定义影响系统寿命的参数组,既包含力学环境参数,亦包括材料属性、几何形式等结构参数。针对不同参数属性,依据疲劳强度计算需求,构建有限元数值计算模型;根据影响传感器寿命的传感单元单晶硅S-N(应力-循环)分布,完成变载荷输入条件下模型疲劳分析,依据数值计算结果完成该压力传感器寿命预测工作。结果表明:压力传感器使用寿命在7.068E8次数以上。本课题研究提出的新方法,摆脱了传统依靠试验完成多种材料组成结构体的疲劳分析及寿命预测窘境,具有通用性。

北斗卫星轨道预报精度分析及改进

针对北斗GEO、IGSO、MEO的3种卫星类型和动态偏航、零偏航两种姿态控制模式,进行了以ECOM光压模型为基础的轨道预报精度分析。确定了北斗3类卫星的短期、中期、长期预报光压参数选择策略。采用光压参数修正法,通过对北斗卫星光压参数长期变化规律建模,有效提升了地影段轨道长期预报精度。研究结果可同时服务于北斗卫星轨道确定及历书参数生成。

改进的多种群算法优化隐马尔可夫模型预测篦压趋势

以篦冷机关键参数篦下压力为研究对象,提出一种篦压变化趋势预测模型.利用主成分分析对数据降维,以主元序列作为观测序列,构建改进的多种群算法优化隐马尔可夫模型参数.种群内利用轮盘赌算子选择个体,设计双区与均匀行交叉结合的自适应交叉算子避免局部收敛,进行动态变异率的多项式变异操作提高收敛速度,种群间提出混合师生交流机制的自适应移民算子保证多种群协同进化.仿真表明本文算法可收敛到全局最优,能提高收敛精度和速度,利用该算法建立的模型跟踪性能好,预测精度高,能满足对篦压趋势预测的要求.

修正地层压力预测模式提高预测精度

地震钻前压力预测是利用地震的速度资料计算地层压力。根据压实原理，超压层或过压力层通常与高孔隙率伴生，因此也就与地震低速度异常相对应。利用地震方法预测超压层的存在并估算其压力，为钻井工程提供参考数据，这对无钻井资料可提供的新探区极为重要。文中对层速度和平均速度的经验公式进行修正，并结合牙哈地区的地震资料进行了验证。

三维地层压力预测方法及应用研究

针对目前地层压力预测中不能建立比较精确的地层压力场的问题,利用测井声波进行约束建立空间的三维地震层速度体,通过建立正常泥岩压实趋势方程,求取正常趋势速度体,又利用比值法并结合实际研究区域建立了计算压力系数的乘幂回归方程,回归方程的参数通过实际工区17口井的数据回归得到,进而建立了一种新的三维地层压力预测方法。将该方法应用于济阳坳陷中东营凹陷胜坨区块,通过实测压力系数与预测压力系数的对比分析、不同层位的压力系数平面分布分析、纵向地层压力系数及空间的压力系数分布分析,证明了所提出的三维地层压力预测方法的合理性与有效性。