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油田开发数智化综合云平台建设
张黎明;赵旭东;蒋佩吟;秦国玉;王晓璞;ALFARISI Omar;张凯;大数据分析与数智云平台技术是实现油田开发智能化、提升决策效率的关键支撑。为助力智能油田建设,设计并实现了一种基于油田云服务的多模块数智化综合云平台。该平台依托中国-沙特石油能源“一带一路”联合实验室的交叉学科优势,整合数据库、后端、前端等技术资源,构建了涵盖举升智能工况分析、举升优化设计、油田生产状况一体化评价及虚拟仿真等功能模块的完整技术体系。平台实现了从工况诊断、措施优化到开发效果评价的全流程智能化,并利用虚拟仿真技术完成油田全周期开发模拟。在伊拉克艾哈代布等油田的应用表明,该平台不仅为我国智能油田开发提供了创新的技术平台,也为“一带一路”沿线国家油田的智能化转型升级提供了可借鉴的工程范式。
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地下储气储能实验系统设计与数值模拟方法
陈付真;杨永飞;AlFARISI Omar;李蕾;王晓璞;孙仁远;谷建伟;在双碳目标大背景下,中国和沙特都面临着能源转型的重大挑战。为减少对化石能源的依赖,提高绿色能源占比,开展了地下储气储能研究:设计了基于核磁共振的实验系统,通过T2谱、SE-SPI图谱和核磁成像从多角度系统揭示了气体存储机理与运移机制;构建了多相多组分数值模拟方法,实现了从一维岩心、二维单井到三维矿场的多尺度全流程模拟。构建的室内实验与数值模拟平台为地下储气储能理论研究和矿场应用奠定了基础。进一步依托中国-沙特“一带一路”联合实验室的纽带作用,拓展了地下储气储能这一油气衍生新领域在中东地区的国际合作空间。
砂堤平衡高度目标下的压裂液排量机器学习优化设计方法
柳华杰;李召朋;CHERNYSHOV Sergey;张黎明;林文翔;丁福泉;SOLLING Theis Ivan;中东作为“一带一路”油气重要区域,大部分油田缺乏合理的压裂设计,为了达到理想的改造效果,常采用大排量压裂液作业,容易造成大量破胶液污染地下水的问题。可视化平板实验是进行压裂参数优化设计的常用方法之一,但其存在时间成本高和耗材量大的问题,不利于绿色智能油田的建设。因此,研究旨在训练出一种高效的机器学习模型,用于预测主裂缝内的砂堤平衡高度,并根据输出结果反向优化设计压裂液排量。首先,通过调研文献建立数据集。其次,完成数据标准化,通过评估5折交叉验证和测试集的预测效果,对比4种机器学习算法训练的模型,选择出最优预测模型,给出了利用最优模型优化平板实验过程和压裂液排量的方法。结果表明,随机森林(RF)模型的预测效果最优,测试集的决定系数(R2)为0.947,均方根误差(RMSE)为3.62,平均绝对误差(MAE)为2.27,验证集21组样本的绝对误差在1.50 cm以内,拟合曲线斜率为1.07,截距为–0.81;反向设计优化后的压裂液排量相比于经验排量有了明显降低,每小时至少可节约106.2 m3的压裂液用量,同时又保证了良好的裂缝充填效果。研究成果不仅解决了平板实验目前存在的问题,还将用于指导中东地区现场作业中的压裂液排量设计。
海域天然气水合物相变控温微胶囊分解抑制剂研制与性能评价
王金堂;郭建勋;黄贤斌;王晓璞;廖波;李美春;王韧;吕开河;孙金声;天然气水合物是“一带一路”沿线国家实现能源安全与绿色低碳转型的重要战略资源。文章结合天然气水合物钻采热点,基于物理交联原理,采用静电喷雾法制备出具有核-壳结构的微胶囊型相变蓄冷材料(PCMC)。采用扫描电子显微镜、聚焦光束反射分析仪、差示扫描量热仪等对其进行了表征并开展了热循环稳定性能、隔热性能以及水合物分解抑制性能评价实验。结果表明,PCMC可通过降低钻井液导热系数,延缓热量传递,并通过相变吸热,抑制钻井液温度升高,从而抑制储层水合物分解。相关成果已助力我国海域天然气水合物第三轮试采工程,为巴基斯坦、印度尼西亚等水合物资源富集国家未来开展开采提供理论依据与技术支撑,促进了“一带一路”国家在天然气水合物勘探开发与井筒安全领域的技术交流与合作。
碳酸盐镀层非均质多孔介质中盐水-CO2驱油机理研究
王晓璞;马克凡;王晴萱;张黎明;张凯;ALFARISI Omar;李兆敏;李宾飞;在全球减碳与能源安全双重背景下,碳酸盐岩油藏已成为中东及我国增储上产的重要阵地。研究聚焦孔隙尺度CO2-流体多相渗流机制,以微流控芯片构建非均质孔隙网络,辅以碳酸钙镀层技术复现碳酸盐岩真实表面,开展CO2泡沫驱与盐水驱可视化对比实验。结合神经网络ResNet图像解析,量化残余油分布演化。结果表明:镀层诱导的疏水性抑制高渗优势通道的形成,显著扩大低渗区波及体积,残余油饱和度最大降幅达28%。研究厘清了流量、压力对油气相态转化及驱替前缘稳定性的控制作用,为CO2驱油参数优化提供了微观依据。相关成果为中东现场CO2驱方案的实施提供了理论指导,支撑了“一带一路”能源合作技术交流,促进了中-沙-阿(联酋)多边在碳酸盐岩高效开发与碳封存领域的深度协同。
基于多指标分析的冻胶压裂液破胶程度综合评价方法的建立与应用
柳华杰;赵欣玥;张建山;SOLLING Theis Ivan;CHERNYSHOV Sergey;张黎明;郭胜来;针对传统单一黏度指标难以全面准确评价冻胶压裂液破胶程度的问题,研究建立了一种基于破胶清液黏度与残余胶块质量的多指标综合评价方法。制备了硼交联瓜胶冻胶压裂液和锆交联聚合物冻胶压裂液两种典型冻胶体系,并利用所建立的方法系统评价了不同破胶剂,如APS、KPS、草酸、柠檬酸、AH、ML、硫酸氢铵、焦磷酸钠、葡萄糖酸钠、柠檬酸钠、磷酸二氢钠、酒石酸钠、琥珀酸钠、EDTA-2Na对其破胶效果的影响。为验证所建方法的准确性与可靠性,研究进一步采用流变性测试与凝胶渗透色谱(GPC)分析对评价结果进行验证。结果表明,该综合评价方法能够更全面、准确地表征冻胶压裂液的破胶状态,克服了单一指标的局限性。流变性测试所揭示的宏观流动行为变化与GPC所分析的微观分子量及多分散指数一致,共同证实了该方法的科学性。本研究不仅为优化压裂液体系和破胶剂选择提供了新的技术支撑,也为解决“一带一路”沿线复杂储层压裂改造中的储层伤害问题提供了“中国方案”,对推动沿线国家油气资源的高效、绿色开发具有积极意义。
植物蛋白磷酸化检测技术应用的研究进展
刘艳;王豫宁;周雨霞;唐云霞;王兴莹;冯晨;李海燕;在植物信号转导中,蛋白磷酸化是一种重要的翻译后修饰类型,对植物生长发育以及响应逆境胁迫方面发挥着重要的作用。该文梳理总结了研究植物蛋白磷酸化信号网络的方法及相关最新研究进展:文章首先概述了蛋白磷酸化的过程、类型及分类;然后总结了蛋白磷酸化的检测方法;最后概述了蛋白磷酸化在植物生长过程中的作用研究进展。
基于CBAM-Transformer双流交叉双层规划的人体动作识别实验设计
张晓光;刘佳晴;马硕;孙位奇;孙川;云霄;针对现有人体动作识别方法存在的识别准确率低、模型复杂度高、部署困难等问题,文章融合传感器原理与应用、数字信号处理及深度学习等理论知识,提出了一种基于卷积注意力模块变换器(CBAM-Transformer)的双流交叉双层规划识别方法的网络架构,通过搭建调频连续波雷达平台采集人体动作数据,经维度重组、杂波抑制和时频分析处理,构建双模态数据集(含距离谱图与微多普勒谱图),目的是解决人体动作数据的稀缺问题。该网络架构采用双层规划设计:上层通过双流交叉CBAM-Transformer实现多域特征交互与全局建模,以提升识别精度;下层基于Mobile NetV3轻量化网络,利用知识蒸馏技术迁移上层表征能力,以实现模型的压缩与加速。实验结果表明,该方法的识别准确率达96.73%,参数量与计算量仅分别5.1×106个和1.2×108 FLOPs,在保证精度的同时显著降低了资源消耗,适用于边缘计算环境下的实时识别任务。
直流偏磁下特高压变压器磁热性能研究及实验验证
郝亮;杜振斌;汪友华;王建民;赵志刚;随着我国特高压交直流混合电网的不断发展,直流偏磁现象对特高压变压器的影响日益凸显。文章以一台1 000 kV特高压变压器为研究对象,建立了三维“磁-热”耦合模型,计算了不同直流偏磁电流下变压器的励磁电流特性、磁场分布、损耗及温度分布的变化规律。结果表明,在高—中运行状态下,通入4 A直流偏磁电流时,铁心磁通饱和现象加剧,励磁电流畸变严重,铁心损耗上升49.1%,高—中压绕组主空道纵向漏磁增加27.4%,使得金属结构件产生较大的涡流损耗,且该损耗在与绕组端部漏磁对应部位尤为明显。通过对温度场的研究发现,在偏磁工况下,各部件温度整体升高且出现局部过热点的风险增大。为验证上述建模方法与计算结果的准确性,文章进一步选取一台10? kV单相四柱变压器模型进行实验研究,发现实验结果与仿真结果具有较好的一致性,证明了文章所提方法的有效性与工程适用性。
基于FAHP-FCE模型的高校涉火实验室火灾风险评估及管理实践
刘才玮;梁文豪;刘延春;王俊富;苗吉军;针对高校涉火实验室火灾风险评估中缺乏新兴场景考量、多依赖历史数据且推广难等问题,该文提出了一种基于FAHP-FCE模型的风险评估方法,构建了包含直接致灾因素、承灾体脆弱性、防控与管理能力、特殊场景风险4个一级指标及26个二级指标的评估体系,通过模糊层次分析法确定各指标权重,结合模糊综合评价法建立火灾风险评估综合模型。文章以某高校学防灾减灾实验室为实例,对模型进行了应用验证,该模型为高校涉火实验室火灾风险防控提供了支撑,为提升高校科研场所安全水平提供了评估工具。
美国核领域实验室运行管理经验及启示
周晨;王罗;张景瑞;苏永宁;李斌;该文梳理了美国核领域实验室体系的发展脉络,从治理架构、资源配置、运行机制三个维度,总结其运行管理经验,包括立法保障下的“政府所有、合同运营”(GOCO)治理架构,动态调整的合同管理机制,稳定与竞争并重的资源配置模式,以及开放协同的创新运行机制。在此基础上,结合我国核领域创新平台实际情况,从强化实体化建设、创新投资模式、加强人才引育、构建开放协同创新生态四个方面,提出针对性启示建议,以期为我国核领域科研机构破解体制机制障碍、实现高水平科技自立自强提供理论支撑与实践参考。
ECAS气体分配阀先导阀力-行程分布特性仿真及优化实践
刘越超;赵雷雷;于曰伟;丁钒;金铭庆;单溪玉;面向车辆工程科研与教学融合需求,针对ECAS气体分配阀中先导电磁阀在驱动电流受限工况下,存在的衔铁初段电磁驱动力不足、末端吸合电磁力过大的问题,以改善电磁力-行程分布特性为目标,对先导电磁阀开展优化研究。首先基于等效磁路理论分析磁路特性,建立考虑磁路非线性和工作气隙变化的先导电磁阀有限元模型,并通过静态电磁力试验对比验证其精度,仿真与试验结果的平均相对误差仅为6.39%;采用Pearson相关系数对主要结构参数进行敏感度分析,揭示关键结构参数对电磁力-行程分布特性的影响规律;以衔铁在初始和运动阶段气隙的平均电磁力最大,末端吸合位置处平均电磁力最小构建优化目标函数,对先导电磁阀结构参数进行多目标优化。结果显示:优化后的先导电磁阀在初始和运动阶段气隙的平均电磁力分别提高31.83%和25.72%,末端吸合位置处平均电磁力下降20.98%,表明电磁力-行程分布特性得到了明显改善,可为先导电磁阀设计、仿真实验及实训提供有益参考。
气象观测激光雷达虚拟仿真实验
王萌;王玉峰;闫庆;汪丽;刘晶晶;为解决激光雷达实验教学面临的高成本、高风险、难再现困境,建设了气象观测激光雷达虚拟仿真实验平台。该平台依托西安理工大学激光雷达遥感研究中心及“气象观测激光雷达虚拟仿真实验”国家一流课程资源,利用虚拟技术复现激光雷达气象探测,采用认知启发、综合设计和探究分析的实验方法,实现了不同天气状况下气象参量激光遥感测量。实践表明:该平台有效克服了实体实验的诸多障碍,构建了气象观测激光雷达的沉浸式学习和实践训练新模式,激发了学生的学习兴趣与自主探究能力,对培养适应新时代需求的高素质气象人才发挥了重要作用。
正交试验设计和分析方法研究
刘瑞江;张业旺;闻崇炜;汤建;介绍了正交试验设计和分析的重要性,阐述了正交试验的原理和特点,详细分析了正交试验设计的各种方法和正交试验数据分析方法,为正交试验的设计和分析提供了全面系统的方法,最后指出了正交试验设计和分析时需要注意的问题以及正交试验设计和分析软件的发展方向。
100起实验室安全事故统计分析及对策研究
李志红;对2001年以来100起典型实验室事故的类型、发生原因、危险物质类别等进行了统计分析,结果表明:火灾和爆炸是实验室事故的主要类型,实验室中的危险化学品、仪器设备和压力容器是引发实验室安全事故的主要危险因素,仪器设备、试剂使用环节是事故发生的主要环节,违反操作规程或操作不当、疏忽大意以及电线短路、老化是导致事故的重要原因。从安全管理制度、实验室安全标准化建设、安全教育和培训、事故应急预案等方面提出预防和控制实验室事故的对策建议。
虚拟仿真实验教学助推理论教学与实验教学的融合改革与创新
熊宏齐;该文从实验教学的概念及重要性出发,阐述了虚拟仿真实验教学的内涵。在此基础上,提出了虚拟仿真实验教学推动传统实验教学升级重构需要遵循的6个平衡原则,阐述了虚拟仿真实验教学推进理论教学整体优化创新的改革思路,并对其推动创新创业教育融入专业教育全程进行了简要分析。
BOPPPS教学法在MOOC教学设计中的研究与应用
吴昌东;江桦;陈永强;在简述BOPPPS模型内涵的基础上,探索BOPPPS教学模型对MOOC教学设计的指导作用,并基于BOPPPS模型进行了"串联反馈式稳压电路"的MOOC教学设计。这对提高MOOC教学设计质量,激发学生学习兴趣及学习动力,促进教师进行教学内容设计改革提供了参考与借鉴。
荧光光谱法在蛋白质研究中的应用
尹燕霞;向本琼;佟丽;荧光光谱法对研究蛋白质结构及其构象变化是很重要的。描述了荧光光谱的概念、发光机理及特点,介绍了荧光光谱仪的仪器原理和结构,记述了荧光光谱技术在检测蛋白质的构象变化、蛋白质的含量和酶活性方面的具有应用。
基于工作过程系统化的数控机床及其应用教学设计
李艳霞;根据专业培养目标以及主要就业岗位对职业能力和知识结构的要求,以"数控机床和零件"为载体,以数控机床编程与操作能力培养为中心,设计了"认识数控机床、观察分析数控车床、观察分析数控铣床、观察分析加工中心、阶梯轴的编程与加工、带螺纹轴的编程与加工、手轮槽的编程与加工、凸模板的编程与加工、基座的编程与加工"等9个项目,25个学习情境,67个工作任务,并对其中的"凸模板的编程与加工"学习情境进行了教学单元设计。
正交试验设计和分析方法研究
刘瑞江;张业旺;闻崇炜;汤建;介绍了正交试验设计和分析的重要性,阐述了正交试验的原理和特点,详细分析了正交试验设计的各种方法和正交试验数据分析方法,为正交试验的设计和分析提供了全面系统的方法,最后指出了正交试验设计和分析时需要注意的问题以及正交试验设计和分析软件的发展方向。
化学化工专业实验教学新体系的构筑和实施
杨金田;构建了我校化学化工专业化学实验教学新体系,开设了综合性、开放性和研究性实验,并提高了资源共享程度、设备利用效率和实验教学质量,有效地优化了大学生实践能力和创新精神的培养。
100起实验室安全事故统计分析及对策研究
李志红;对2001年以来100起典型实验室事故的类型、发生原因、危险物质类别等进行了统计分析,结果表明:火灾和爆炸是实验室事故的主要类型,实验室中的危险化学品、仪器设备和压力容器是引发实验室安全事故的主要危险因素,仪器设备、试剂使用环节是事故发生的主要环节,违反操作规程或操作不当、疏忽大意以及电线短路、老化是导致事故的重要原因。从安全管理制度、实验室安全标准化建设、安全教育和培训、事故应急预案等方面提出预防和控制实验室事故的对策建议。
基于导师制下“大学生创新创业训练计划”教育的实践与思考
钱小明;荣华伟;钱静珠;创新创业教育已列入高校教育、教学的内容,"大学生创新创业训练计划"项目已成为教育部开展"卓越计划"下大学生创新创业教育的重要内容之一。导师制下的"大学生创新创业训练计划"教育,是高等院校做好创新创业教育、引导学生开展创新创业训练的有效途径。通过"大学生创新创业训练计划"教育项目的实施,让大学生了解创新研究的方法步骤,掌握创新创业过程中的技术路径,学会创新创业基本技能,同时也为高校教师教育、教学能力的提升提供了一个新舞台。该文对导师制下"大学生创新创业训练计划"教育项目的立项、实施等可行性进行了分析与研究。