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钻井液流变性对转盘钻井钻柱耦合振动抑制的参数影响研究

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机械工程学报 2024年第5期60卷 183-195页

作者：陈益丽柳军梁爽西南石油大学机电工程学院成都610500 成都大学机械工程学院成都610106

当钻头钻进时,环空内的钻井液因混合大量岩屑会表现出较强的非牛顿流变性,对钻柱振动行为产生较大影响。采用Hamilton变分原理建立了转盘钻井钻柱纵-横-扭耦合(Axial-lateral-torsional coupling,ALTC)非线性动力学模型,模型充分考虑了... 详细信息

当钻头钻进时,环空内的钻井液因混合大量岩屑会表现出较强的非牛顿流变性,对钻柱振动行为产生较大影响。采用Hamilton变分原理建立了转盘钻井钻柱纵-横-扭耦合(Axial-lateral-torsional coupling,ALTC)非线性动力学模型,模型充分考虑了钻柱结构阻尼、钻井液非牛顿流变阻尼、钻头-岩石互作用及钻柱-井壁接触等因素的影响。提出一种瑞利阻尼矩阵计算方法,采用纵、横、扭、纵-横、横-扭、纵-扭阻尼矩阵联合求得纵-横-扭耦合阻尼矩阵,实现了在钻柱ALTC振动阻尼中考虑钻井液的影响。采用有限元法结合Newmark-β法实现了系统非线性振动模型的离散及求解,并借助现场实测数据验证了模型的有效性。利用模型探究了钻井液流变参数对钻柱ALTC振动响应的影响机理,结果表明:较大的钻井液屈服应力和稠度系数(τ_(Hy)=7,k=5),及较小的幂律指数(n=0.2)可更好地抑制钻柱系统纵向振动,降低跳钻风险;较大的钻井液屈服应力和稠度系数(τ_(Hy)=7,k=5),幂律指数n=0.8可更好地抑制钻柱系统横向振动,保持井眼直径;较大的稠度系数和幂律指数(k=5,n≥0.8)可更好抑制钻柱系统粘滑振动,提高机械钻速。研究结果可为优化钻柱及钻井液参数,降低钻柱有害振动,提高钻井效率提供理论支撑。

关键词：转盘钻井钻柱振动耦合振动钻井液流变性粘滑振动

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高速公路隧道能耗分析与诊断方法研究

高速公路隧道能耗分析与诊断方法研究

作者：尚康重庆交通大学

学位级别：硕士

在高速公路隧道日常运营中,存在能源消耗量大、利用率低以及缺乏科学管控的问题。为了有效开展高速公路隧道能源管理和节能工作,需确定隧道能耗构成体系和能耗测算方法,建立能耗水平评价、能耗预测和能耗诊断模型,并制定节能策略,以实... 详细信息

在高速公路隧道日常运营中,存在能源消耗量大、利用率低以及缺乏科学管控的问题。为了有效开展高速公路隧道能源管理和节能工作,需确定隧道能耗构成体系和能耗测算方法,建立能耗水平评价、能耗预测和能耗诊断模型,并制定节能策略,以实现隧道绿色低碳运营。本文的主要研究包括以下几个方面。(1)对高速公路隧道运营活动、能耗构成与能耗测算方法进行研究。根据高速公路隧道运营管理的功能与特点,明确隧道运营与能耗之间的“功能—载体—能耗”关系,界定隧道能耗类别、能耗范围、能耗边界和能耗清单,并据此对隧道系统设施能耗和综合能耗进行分类测算,为后续能耗分析、诊断、节能研究提供数据支撑。(2)对高速公路隧道能耗水平评价进行研究。从隧道能耗影响因素出发,对主要的影响因素(交通量、车速、天气和隧道长度)进行Pearson相关分析和F显著检验,选取高相关性因素建立能耗水平评价指标体系。以指标历史数据为基础,通过S-W分布检验、Q-Q图、K-means聚类分析、三角模糊数法和能耗定额法确定评价指标的等级范围与分级标准,解决当前评价指标等级和范围模糊的问题。最后利用熵权法和正态云模型建立高速公路隧道能耗水平评价模型,精准反映隧道能耗水平状态。(3)对高速公路隧道能耗预测模型进行研究。根据“分解-预测-集成”的思路,提出一种基于完整集成经验模态分解(CEEMDAN)和遗传算法(GA)优化的多模型组合预测模型。首先,对隧道能耗数据进行预处理,包括异常数据的识别、修复、标准化处理,并利用GA算法优化LSTM模型、GRU模型、RF模型和SVR模型的参数,提高预测性能和泛化能力;然后,以最优参数的预测模型分别对CEEMDAN分解的能耗分量(IMF和Res分量)进行训练和预测;最后,通过GA算法选择最佳能耗分量的预测模型,组合构建高速公路隧道能耗预测模型,并进行横向与纵向对比分析。(4)对高速公路隧道能耗诊断与节能技术进行研究。运用数据挖掘、电能平衡和系统图等方法,依次设计异常能耗时段诊断方案、节能潜力诊断方案和节能技术选择方案。通过电能流动链路图提出隧道节能优化技术,包括新能源节能技术、供配电节能技术、新型设施节能技术、系统节能控制技术在内的4类11项,并以系统图对隧道诊断的节能潜力点进行节能优化方案选择,保障隧道低碳、稳定和安全运行。(5)对高速公路隧道能源管控平台应用研究。基于能耗采集终端、通信终端和机电设施,集成能耗构成、测算、评价、预测和诊断方法,建立综合监控子系统、设备养护子系统、数据分析子系统和后台管理子系统。实现对隧道新能源、供配电和机电设施能耗的监测与管理,形成一个全面感知、智能判断、及时响应的“智慧云脑”。

关键词：高速公路隧道能耗水平评价能耗预测模型能耗诊断节能技术

一款可穿戴人体健康状况监测系统的设计与研究

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大众科技 2024年第1期26卷 28-32页

作者：李珊莫远尚姜辉廖秋丽伍玉霞桂林电子科技大学广西桂林541004

为使人们及时准确地掌握自身的健康状况,设计了一款基于STM32F103C8T6单片机、MAX30102心率传感器、MLX90614红外传感器、JFH-141智能健康监测模块和HC-05蓝牙模块等技术的可穿戴人体健康状况监测系统。该系统可以实时测量人体的基本健... 详细信息

为使人们及时准确地掌握自身的健康状况,设计了一款基于STM32F103C8T6单片机、MAX30102心率传感器、MLX90614红外传感器、JFH-141智能健康监测模块和HC-05蓝牙模块等技术的可穿戴人体健康状况监测系统。该系统可以实时测量人体的基本健康指标,体积小巧,便于携带,可应用于家庭医疗、个人健康管理和远程医疗等场合,具有较高的实用价值。

关键词：可穿戴 STM32 健康监测

初中生感知数学教师和父母自主支持与学生自我评价的关系研究

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初中生感知数学教师和父母自主支持与学生自我评价的关系研究

作者：尚金玉青海师范大学

学位级别：硕士

可注射脱细胞基质光交联仿生水凝胶的制备及其膝关节创伤修复的应用

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可注射脱细胞基质光交联仿生水凝胶的制备及其膝关节创伤修复的应...

作者：尚先锋扬州大学

学位级别：硕士

氟比洛芬酯复合罗哌卡因关节腔内注射对全膝置换术患者术后镇痛及免疫功能的影响分析

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中国现代药物应用 2024年第17期18卷 108-110页

作者：刘琼华王长丽赖尚树李干南昌市洪都中医院 330006

目的分析全膝置换术患者应用氟比洛芬酯复合罗哌卡因关节腔内注射对术后镇痛效果及免疫功能的影响。方法 90例进行全膝置换术患者作为观察对象,按随机数字表法分为对照组(舒芬太尼+自控静脉镇痛,45例)和观察组(在对照组基础上加用氟比... 详细信息

目的分析全膝置换术患者应用氟比洛芬酯复合罗哌卡因关节腔内注射对术后镇痛效果及免疫功能的影响。方法 90例进行全膝置换术患者作为观察对象,按随机数字表法分为对照组(舒芬太尼+自控静脉镇痛,45例)和观察组(在对照组基础上加用氟比洛芬酯复合罗哌卡因关节腔内注射,45例)。对比两组视觉模拟评分法(VAS)评分与美国特种外科医院(HSS)膝关节评分,免疫功能[免疫球蛋白G(IgG)、免疫球蛋白M (IgM)、免疫球蛋白A(IgA)],神经内分泌激素[P物质(SP)、5-羟色胺(5-HT)、神经肽Y(NPY)]水平。结果术后12、24、48 h,观察组VAS评分和HSS膝关节评分分别为(5.21±0.24)、(3.69±0.15)、(1.22±0.14)分和(64.51±2.54)、(78.62±3.14)、(89.45±3.23)分,对照组分别为(6.03±0.17)、(5.45±0.12)、(2.06±0.34)分和(59.63±3.36)、(71.46±2.57)、(79.23±6.15)分;观察组术后12、24、48 h VAS评分低于对照组,HSS膝关节评分高于对照组,差异有统计学意义(P<0.05)。术后3 d,观察组IgG(12.18±1.21)g/L、IgM(1.21±0.12)g/L、IgA(2.58±0.13)g/L高于对照组的(8.17±1.42)、(1.01±0.14)、(1.28±0.22)g/L,差异有统计学意义(P<0.05)。术后3 d,观察组SP(4.58±0.24)μg/ml、5-HT(178.62±14.13)ng/ml、NPY(192.13±2.16)pg/ml均低于对照组的(5.86±0.24)μg/ml、(198.62±11.25)ng/ml、(246.23±11.51)pg/ml,差异有统计学意义(P<0.05)。结论对全膝置换术患者应用氟比洛芬酯复合罗哌卡因关节腔内注射可显著提高术后镇痛效果,且更有助于提高免疫功能,减轻对神经内分泌的影响,值得推广应用。

关键词：氟比洛芬酯罗哌卡因关节腔内注射全膝置换术镇痛免疫功能

基于BaRecJ核酸酶的诱变方法的构建及其在酿酒酵母育种中的应用研究

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基于BaRecJ核酸酶的诱变方法的构建及其在酿酒酵母育种中的应用研...

作者：尚吉祥山东农业大学

学位级别：硕士

在现代工业微生物学的发展史中,微生物菌种的改进和生理耐受性优化一直是推动生物技术创新和实现可持续生产的关键因素。随着微生物培养、DNA测序、生物信息学和基因工程等技术的持续进步,基于细胞DNA修复系等统扰动因子的体内诱变方法... 详细信息

在现代工业微生物学的发展史中,微生物菌种的改进和生理耐受性优化一直是推动生物技术创新和实现可持续生产的关键因素。随着微生物培养、DNA测序、生物信息学和基因工程等技术的持续进步,基于细胞DNA修复系等统扰动因子的体内诱变方法已被广泛采用。本研究首次基于嗜碱芽孢杆菌Rec J(BaRecJ)内外切酶活性构建了一种全局体内诱变方法,在大肠杆菌中评估探究了其诱变效果并应用该方法改善了不同倍体酿酒酵母的乙醇或乙酸耐受性。本主要结果如下。1、BaRecJ诱变方法的构建与可行性验证。(1)本研究构建了编码BaRecJ全长及其外切酶结构域(1-471)和内切酶结构域(472-787)的大肠杆菌表达载体,以利福平耐药性作为突变表型,诱变试验显示三者的突变频率分别为空载对照的1、12、199倍。这表明该诱变方法产生突变的动力主要源自于BaRecJ的核酸内切酶与核酸外切酶同时发挥其剪切活性。(2)利福平、卡那霉素、庆大霉素和链霉素耐药性试验中,BaRecJ诱变方法的突变频率显著高于空载对照(P<0.05);卡那霉素抗性进化试验中,BaRecJ组经过96 h的逐渐适应,进化出了耐受300μg/m L卡那霉素的突变群体。这进一步证实了BaRecJ诱变策略在微生物诱变育种和短期ALE中的有效性。(3)利福平耐受性基因rpo B的突变分析显示,BaRecJ诱变方法诱变谱更均匀,此外该方法一次诱变能够产生48种碱基取代突变,远大于对照组(23)。2、BaRecJ诱变方法在酿酒酵母育种中的应用(1)酿酒酵母是一种广泛应用于工业的微生物,其生长和发酵过程易受盐度、乙酸、乙醇和糠醛等因子的抑制。这些抑制因子的耐受性通常由多个基因控制,因此,通过单一的诱变或代谢工程来提高其耐受性是一项复杂挑战。(2)在本研究中,我们结合BaRecJ诱变技术和酿酒酵母的短期ALE方法,成功地提升了酿酒酵母对乙醇和乙酸的耐受性。具体而言,经过7 d的进化,单倍体酿酒酵母的乙醇耐受浓度从4%(v/v)增加到6%,乙酸耐受浓度从0.3%(v/v)增加到0.6%;二倍体酿酒酵母的乙醇耐受浓度则从6%提高到了12%,乙酸耐受浓度从0.5%增加到了0.8%。(3)分别从乙醇和乙酸耐受的菌群中分离出了具有优异耐受表型的菌株Ia-M2和Ia-08。发酵试验表明,突变株Ia-M2的乙醇产量提高了14.4%,而Ia-08的乙酸产量提升了94.6%,同时乙醛的产量降低了69.8%。此外,Ia-08还显示出明显的絮凝特性,这不仅有助于抵御外部压力,还能降低收集成本。(4)通过对突变株进行基因组重测序和比较分析,以酿酒酵母SC288C为参考基因组,揭示了突变株与亲本菌株间的基因层面变化。综上所述,本研究不仅开发了一种新的微生物体内诱变技术,而且通过酿酒酵母耐受性改良案例,展示了这项技术在实际应用中的潜力和效益。这为微生物菌种改良和解析酿酒酵母的耐受机制提供了新的思路和方法。随着对BaRecJ突变方法进一步的研究和应用,预计该技术将在生物技术领域发挥重要作用。

关键词：诱变方法大肠杆菌酿酒酵母适应性进化 RecJ