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科学技术与工程
科学技术与工程

明廷华

旬刊

1671-1815

ste@periodicals.net.cn

010-62103284

100081

北京市海淀区学院南路86号

科学技术与工程/Journal Science Technology and Engineering北大核心CSTPCD
查看更多>>本刊向社会介绍科技界、工程界进展情况和为科学家、工程技术专家开展学术交流服务的一份学术性、知识性和动态性杂志。主要内容包括科学技术发展前景和重大建设工程进展情况，科学技术与工程方面的新成果、新知识、科技界和工程界的热点问题等。适合科技工作者、工程技术专家、领导同志、管理干部和图书资料馆（室）订阅。
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    基于地质力学数据的井下裂缝宽度智能预测方法研究与应用

    蔡文军丁建琦李中殷志明...
    14187-14194页
    查看更多>>摘要：准确预测井下裂缝宽度对于选择合适的堵漏工艺和材料至关重要,但现有基于物理机理的裂缝宽度解析解模型存在显著的局限性.分别基于卷积神经网络(convolutional neural network,CNN)、长短期记忆(long short-term memory,LSTM)神经网络、CNN-LSTM融合神经网络等算法,结合地质力学数据,构建了多个井下裂缝宽度预测模型.结果表明,CNN-LSTM模型在测试集上的预测效果最佳,预测稳定性最好,相关系数R2为0.967,均方误差(mean squared error,MSE)为0.000 5.同时,有效预测了B-2井的150个样本点,预测准确率高达90％以上.利用CNN-LSTM模型预测了渤海油田B-5井的裂缝宽度,并优化了堵漏剂配方,成功提高了钻井现场堵漏成功率.这一应用表明,井下裂缝宽度智能预测模型能为工程师提供可靠的决策支持,确保堵漏工艺的有效性,从而提高现场一次堵漏成功率.

    裂缝宽度物理机理CNN-LSTM地质力学数据

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    基于动静结合的缝洞型油藏建模数模一体化及应用:以塔河油田T436单元为例

    李田智乐平王佳乐张伟...
    14195-14204页
    查看更多>>摘要：缝洞型油藏储集体离散不规则分布,具有极强的非均质性,油水分布关系复杂,导致缝洞型碳酸盐岩储层建模的不确定性大,静态雕刻的地质模型与实际情况存在一定误差.因此,提出了一种通过静态建模与动态历史数据相结合,基于储量标定和连通性约束下的建模数模新方法.基于缝洞单元的动态连通性建立模型,依靠历史生产动态开展储量修正、连通性修正和见水特征修正模型,并通过塔河油田2区奥陶系风化壳剥蚀区T436单元对该方法进行了验证.在经过上述动态修正之后,得出更加准确的油藏模拟模型.结果表明:基于此提出的针对性建议及措施显著改善了T436单元的开发效果,证实了基于动静结合的建模数模一体化技术的可行性与实际应用价值,对未来缝洞型油藏的开发具有重要的参考借鉴意义.

    缝洞型油藏动静结合建模数模一体化开发效果

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    基于压裂停泵曲线的压裂裂缝形态分析方法:以玛湖致密砾岩储层M井区为例

    滕桓唐慧莹丁艺覃建华...
    14205-14215页
    查看更多>>摘要：水平井分段压裂技术可显著提升单井产能,但井间或段间增产效果差异较大,明确压裂效果差异原因的一大关键是明确人工裂缝形态.现有压裂裂缝形态监测手段成本高昂,难以实现所有井的动态监测.压裂施工曲线数据量较大且容易获得,但目前对其利用十分有限,如何充分利用大量的压裂施工曲线,获取地层关键参数及认识人工裂缝形态,是急需解决的问题.对玛湖砾岩油藏压裂泵注曲线的特征进行研究,基于压裂施工曲线停泵阶段的水锤特征判断裂缝复杂程度,明确压裂段的裂缝发育情况;利用分形理论结合不稳定渗流理论形成砾岩油藏压裂停泵曲线分析方法,该方法可结合微地震监测结果,根据泵注曲线压降特征反演得到人工裂缝总缝长等信息.研究方法得到的裂缝总缝长与一体化压裂模拟结果具有一致性,能够高效、有效地评价压裂效果.

    停泵曲线裂缝形态砾岩油藏泵注曲线分析水力压裂

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    动态车载下埋地聚乙烯燃气管道力学响应特性

    孙宝财尤学升郭凯凌晓...
    14216-14225页
    查看更多>>摘要：车载作用下,埋地含缺陷聚乙烯燃气管道易发生应力集中,这会加速管道的破坏而导致事故的发生.建立了车-管-土三维非线性耦合模型,加载车载类型为动态车载,除重量、内压和缺陷深度外,还重点探究了车速与管道力学响应之间的内在联系,并对不同车速和内压下的路面极限载荷进行了评估.结果表明:含缺陷管道应力明显大于无缺陷管道应力;土体自重在一定程度上能够抑制内压对管道的作用效果;管道最大Mises应力与缺陷深度系数、车载、内压大小成正比,与车速成反比.对含缺陷管道应力集中影响程度为:内压＞缺陷深度＞车载＞车速;无缺陷管道的极限载荷高于含缺陷管道,内压对含缺陷管道的极限载荷影响最大,其次是缺陷深度和车速.

    缺陷聚乙烯燃气管道耦合动态车载极限载荷

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    基于有限元和深度学习的高温压力容器安全评定

    张思维唐宇峰李文杰曹睿...
    14226-14236页
    查看更多>>摘要：压力容器长期处于高温条件下,蠕变与疲劳决定了压力容器的服役寿命.然而,现有方法在进行复杂模型多瞬态工况下的高温蠕变疲劳评定时存在计算量大、效率低下等缺陷.由此,将有限元分析与深度学习方法相结合,以ASME-Ⅲ Divi-sion 5规范为基础,建立了一种高效的高温压力容器安全评定方法.以高温压力容器下筒体在400～500℃多瞬态工况下的强度校核及蠕变疲劳损伤安全评定为例,并且采用深度学习进行损伤预测评定.结果表明:该高温压力容器下,筒体在满足ASME规范强度校核的前提下,其最大蠕变损伤和最大疲劳损伤分别为0.292和0.003 38,两者皆在蠕变疲劳损伤包络线中,其蠕变损伤和疲劳损失预测的R2分别为0.999 8和0.983 9,经验证,预测的蠕变疲劳损伤依然处于包络线中.

    蠕变疲劳高温深度学习安全评估

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    紧凑式余热排出换热器实验研究

    赵博汪贵旺赵凯程沈卫立...
    14237-14242页
    查看更多>>摘要：针对核电领域余热排出系统的高效紧凑式换热需求,设计并搭建了基于印刷电路板换热器(printed circuit heat ex-changer,PCHE)的余热排出系统流动换热实验平台,对PCHE冷、热侧的流动与换热特性开展了实验研究.研究结果显示,在650 mm ×460 mm×60 mm PCHE试验件模块中最大可实现1 336 kW换热.采用修正威尔逊法开展换热特性数据分析,分离出冷侧和热侧对流换热系数.数据分析表明,PCHE整体换热性能与流体流量以及温度密切相关.热侧温度对热侧对流换热系数影响有限.流动特性数据分析显示,PCHE冷、热侧压降随流量上升而增大,热侧由于进出口微针肋的存在,压降显著高于冷侧.基于实验数据拟合了冷、热侧努塞尔数以及摩擦因子计算关联式.其中努塞尔数关联式平均误差为10.44％,冷、热侧摩擦因子关联式误差分别为6.71％和7.13％.研究结果表明PCHE是满足核电领域高效紧凑余热排出需求的有效方案.

    印刷板式换热器余热排出努塞尔数流动压降

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    热限制下铁芯饱和对永磁无刷直流电机过载转矩的影响

    刘鹏李全武薛志鹏朱文龙...
    14243-14252页
    查看更多>>摘要：合理的铁芯饱和点可提升高过载永磁无刷直流电机的转矩,转矩提升优化的热限制条件会对最佳铁芯饱和点产生影响.有必要探究热限制下铁芯饱和程度对转矩的影响规律,为提升转矩提供理论参考.为此构建了一种考虑铁芯饱和及电枢反应的等效磁路模型,基于该磁路模型,推导了转矩、损耗和热限制条件的表达式,建立了转矩与尺寸及热限制条件之间的解析关系,分析了不同热限制条件下铁芯饱和程度对转矩的影响,探讨了同时限制电流密度及铜耗密度条件下最大转矩与铁芯饱和程度的关系,对比了不同材料对转矩提升的效果.研究表明,在热限制下存在一个使转矩最大的磁密点,不同热限制条件将影响最优磁密点的大小.分别使用有限元仿真与实验测试对解析结果进行了验证,与解析值相比,仿真结果和实验结果的误差分别小于2％和小于10％.仿真和实验结果表明,所搭建考虑饱和的电磁模型以及分析计算过程均具有较高准确性.

    永磁无刷直流电机铁芯饱和发热限制高过载

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    低压配电网中性线断线检测与漏电保护的方法

    庞浩东李新宇贺军何静...
    14253-14259页
    查看更多>>摘要：在三相四线制低压配电网中,如果三相负载不对称,将会产生不平衡电流通过中性线流至系统侧,中性线能够消除中性点电位变化使各相电压保持对称,从而使中性线对地电位为零.然而中性线由于过流或其他故障断开时,必然会导致三相负载中性点偏移,可能造成用电设备烧毁或不能正常工作等状况.针对上述问题,从理论角度出发阐述了低压配电网中性线断线的危害,对比分析了各种中性线断线检测方法之后,在采用直流信号注入法的基础上设计了一种新型检测电路,利用多个单元检测装置实现断线位置的定位,分析此方法对基于电流互感器的漏电保护的影响,结果表明该方法能够同时满足断线检测和漏电保护的要求.通过仿真验证了上述方法的科学性与正确性.

    三相四线制中性线断线检测直流注入漏电保护

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    考虑综合需求响应的含碳捕集与光热电站综合能源系统低碳经济调度

    付波杨勇康方文俊李超顺...
    14260-14269页
    查看更多>>摘要：提高清洁能源利用率,降低能源系统碳排放是实现能源结构低碳化转型以及"双碳"目标的重要手段.基于此背景,提出了一种阶梯式碳交易机制下包含风电、电储能、燃气机组、碳捕集设备与含储热光热电站的综合能源系统低碳经济调度方法,并结合负荷侧柔性资源的响应策略,从源荷两端联合调度挖掘综合能源系统在经济运行与低碳环保方面的调度潜力.最后以系统运行总成本最小为优化目标,运用CPLEX商业求解器对多个场景进行求解,结果表明:所提源荷协调调度方法可以有效降低系统碳排放并提高系统运行效益.

    综合能源系统碳捕集光热电站综合需求响应阶梯式碳交易优化调度

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    稍不均匀电场下硫化亚铜对油纸绝缘局部放电影响机制

    戴景琪刘鑫荣丛浩熹高国峰...
    14270-14277页
    查看更多>>摘要：变压器油中的腐蚀性硫与铜绕组反应产生的硫化亚铜(Cu2S)与电力变压器局部放电现象密切相关.研究了Cu2S沉积条件下油纸绝缘局部放电的发展过程及其影响规律.将油中流体动力学漂移扩散模型和纸中的双极型载荷子传输模型结合应用于柱板电极几何模型下,获得了稍不均匀电场环境中Cu2S沉积下的油纸绝缘局部放电过程云图.随着施加电压升高,柱电极附近的油分子最先电离产生正离子和电子,随后沉积附近的油分子开始电离.Cu2S沉积厚度增加会导致油隙中的电场强度增加,加剧放电现象,产生较高的局部电荷密度,Cu2S沉积宽度增加利于电荷的扩散.研究揭示了稍不均匀电场下Cu2S沉积引发局部放电的物理机制和作用规律,为进一步提出Cu2S沉积放电的抑制技术提供理论参考.

    变压器Cu2S沉积油纸绝缘局部放电

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