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基于最小二乘的量化评估页岩气压裂改造效果方法

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工程科学与技术 2024年

作者：邓才孙可心文欢胡朝浪中国石油集团川庆钻探工程有限公司四川大学数学学院

在页岩气压裂改造的过程中，水平井分段多簇压裂技术是实现页岩气高效开发的关键技术之一，但这项技术缺乏低成本、可量化的评价方法。页岩气压裂改造效果的好坏通常通过井下射孔的有效开启个数来判断，有效孔眼开启得多，则压裂改造效... 详细信息

在页岩气压裂改造的过程中，水平井分段多簇压裂技术是实现页岩气高效开发的关键技术之一，但这项技术缺乏低成本、可量化的评价方法。页岩气压裂改造效果的好坏通常通过井下射孔的有效开启个数来判断，有效孔眼开启得多，则压裂改造效果好，反之则差。针对目前页岩气压裂改造技术评估的瓶颈，本文设计了一种基于非线性最小二乘的量化评估模型，该模型结合井下各项摩阻理论与孔眼扩展方程，实现了有效开启射孔数的高效计算。首先，本文根据压裂过程中阶梯降排量测试中的总摩阻（井筒摩阻、孔眼摩阻、近井摩阻之和）与压裂液排量的对应关系，构造了页岩气摩阻拟合的非线性最小二乘目标函数，从而拟合出各项摩阻系数，尤其是孔眼摩阻系数；然后，结合孔眼摩阻方程和孔眼扩展方程，创建了射孔有效开启孔数和磨蚀后的射孔平均直径的计算模型；最后，将此模型应用到工业生产中，根据有效开启射孔数和磨蚀后射孔平均直径的计算结果，可以得到该井段水平井分段多簇压裂改造的实施效果评估依据。在摩阻拟合方面，相比原有模型，本文所提出的模型具有区分所有拟合参数的优点，并且添加了符合工程实际的约束条件，使得拟合结果符合工程需求。本文所提出的评估方法具有数学理论完备的优点，且方法实施成本低，实施效率高，可以作为压裂改造评价的新方法。

关键词：页岩气开采水平井分段多簇压裂摩阻拟合非线性最小二乘有效开启孔数

不同材料充填对矿区复垦土壤钾吸附解吸的影响

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煤炭学报 2024年

作者：景可欣董周宾薄怀志王志亮胡绍豪李新举闵祥宇中国矿业大学环境与测绘学院山东省鲁南地质工程勘察院(山东省地质矿产勘查开发局第二地质大队) 自然资源部采煤沉陷区综合治理工程技术创新中心山东农业大学资源与环境学院山东省地矿建设有限公司

煤矿开采造成土地沉陷、土壤环境破环和农田养分流失，采用不同材料充填复垦是目前中国东部矿区修复沉陷土地的常用方法。钾作为作物生长发育的关键元素，探究其在复垦土壤中的有效性十分必要。为了研究不同填充材料复垦土壤中钾的有效... 详细信息

煤矿开采造成土地沉陷、土壤环境破环和农田养分流失，采用不同材料充填复垦是目前中国东部矿区修复沉陷土地的常用方法。钾作为作物生长发育的关键元素，探究其在复垦土壤中的有效性十分必要。为了研究不同填充材料复垦土壤中钾的有效性及其影响因素，文章选择以煤矸石(MGS)、湖泥(HN)、黄河砂(HHS)为填充材料的复垦土壤为研究对象，采用X射线衍射仪(XRD)、傅里叶红外光谱仪(FTIR)、电子显微镜(SEM)以及比表面及孔隙度分析仪(BET)对复垦土壤进行表征分析，利用吸附等温线实验和连续流液法吸附、解吸动力学实验测定并通过相应模型描述复垦土壤对钾的吸附、解吸特征。结果表明(1)不同材料充填复垦土壤的矿物组成、官能团组成、微观形貌、表面结构均与ZC存在差异。三种材料充填复垦土壤XRD图谱中伊利石的衍射峰以及FTIR曲线中由伊利石引起的-OH等特征峰均减弱，复垦土壤表面更加光滑，比表面积和孔体积更小。(2)所有充填复垦土壤各吸附、解吸参数均低于正常耕地(ZC)，MGS充填复垦土壤吸附能力最强，其最大吸附量(Qm)可达7.90～15.00 mg·g-1，HHS充填复垦土壤吸附能力最弱，其Qm仅2.66～3.91 mg·g-1。复垦土壤解吸能力差异不大，均处于较低水平，煤矸石充填复垦土壤填充层(MGST)的平衡解吸量(Qe4)最高，为4.40 mg·g-1，黄河砂充填复垦土壤填充层(HHSF)的Qe4最低，为1.81 mg·g-1。(3)复垦土壤的吸附参数(最大吸附量、平衡吸附量)与含水量、土壤质地(粉粒、砂粒)、阳离子交换量、表面特征(比表面积、孔体积、平均孔径)显著相关；解吸参数(平衡解吸量)与含水量、粘粒、阳离子交换量显著相关。研究表明，矿区典型材料的充填会降低复垦土壤钾的有效性，这主要与复垦土壤对钾的吸附、解吸能力有关。MGS、HN由于其比表面积、粘粒含量、阳离子交换量较大具有较高的吸附量，但由于其伊利石和-OH含量较高，以不可逆吸附为主，可以通过研磨、筛分减小填充材料粒度及适当提高pH来改良；HHS由于比表面积、粘粒含量、阳离子交换量较小具有较低的吸附量和解吸量，可以通过复垦时掺加粘土及利用秸秆等富含-OH的材料煅烧制备适宜充填复垦的HHS材料来改良。

关键词：采煤沉陷区填充材料复垦土壤土壤钾有效性吸附-解吸特征

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船用起重机双摆吊重减摆动力学分析与实验

华中科技大学学报（自然科学版） 2024年第1期52卷 72-77页

作者：王建立刘可心王生海孙玉清大连海事大学轮机工程学院辽宁大连116026 渤海大学航运学院辽宁锦州121007 渤海船舶重工有限责任公司辽宁葫芦岛125004

针对船用回转旋臂式起重机双摆吊重装置的减摆问题,分析了吊钩摆动与吊重摆动之间的动态耦合关系,建立了船舶横摇、纵摇工况下的减摆装置动力学准确模型.利用Matlab/Simulink进行三维动力学分析,研究船舶激励、起重机状态、负载位姿和... 详细信息

针对船用回转旋臂式起重机双摆吊重装置的减摆问题,分析了吊钩摆动与吊重摆动之间的动态耦合关系,建立了船舶横摇、纵摇工况下的减摆装置动力学准确模型.利用Matlab/Simulink进行三维动力学分析,研究船舶激励、起重机状态、负载位姿和减摆参数对双摆吊重系统摆角的影响规律,最后进行了双摆吊重减摆实验.结果表明:吊重摆动的仿真趋势与实验结果相符合,验证了动力学模型的准确性及减摆方法的有效性,所得结果对工程上的船用旋臂式起重机双摆吊重防摆研究具有一定的参考意义.

关键词：船用起重机二级摆动力学分析防摆控制基座激励

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黄绿色羟基磷铝锂石的谱学特征及其颜色成因

光谱学与光谱分析 2024年第3期44卷 777-783页

作者：张娟李可心秦冬梅包德清王朝文武汉工程科技学院艺术与传媒学院湖北武汉430200 中国地质大学(武汉)珠宝学院湖北武汉430074

磷铝锂石为含F和OH的连续固溶体矿物,属于一种稀有宝石品种,然而国内对其鲜有研究报道,尤其对快速无损估计F含量从而确定宝石名称以及宝石颜色成因研究较少。对市场上收集的黄绿色宝石级磷铝锂石分别进行常规宝石学、激光剥蚀电感耦合... 详细信息

磷铝锂石为含F和OH的连续固溶体矿物,属于一种稀有宝石品种,然而国内对其鲜有研究报道,尤其对快速无损估计F含量从而确定宝石名称以及宝石颜色成因研究较少。对市场上收集的黄绿色宝石级磷铝锂石分别进行常规宝石学、激光剥蚀电感耦合等离子体质谱仪(LA-ICP-MS)、红外光谱(FTIR)、拉曼光谱(Raman)、紫外-可见吸收光谱(UV-Vis)测试与分析。常规宝石学测试结果显示较高的折射率和较低的相对密度的特征均指示研究样品属于羟磷铝锂石端元。研究样品在400~1500 cm^(-1)的红外光谱指纹区表现为430 cm^(-1)的吸收谱带,归属Li—O键的弯曲振动;494、546、604和664 cm^(-1)的吸收为PO43-的弯曲振动和AlO6键的伸缩振动共同作用所致;~832 cm^(-1)为OH的弯曲振动(δOH);~1032、~1090、~1211 cm^(-1)为PO43-的伸缩振动。~3386 cm^(-1)左右,是OH的伸缩振动(νOH)。拉曼光谱显示样品具有305、430、489、648、806、893、1013、1058、1107、1193和3367 cm^(-1)等典型拉曼峰。在3367 cm^(-1)左右的相对较宽的峰是典型的OH伸缩振动,1000~1200 cm^(-1)之间的一组峰是PO43-的非对称伸缩振动(V3)。在600 cm^(-1)以下的拉曼光谱峰,为PO43-的非对称伸缩振动和Al—O键的伸缩振动所致。通过利用折射率高值指数、红外和拉曼光谱指数对磷铝锂石F含量进行了综合估算,折射率高值指数nγ、拉曼光谱中3367 cm^(-1)左右的峰值和1058 cm^(-1)左右的峰值之差以及3367 cm^(-1)附近拉曼峰的半高宽(FWHM)指数是氟磷铝锂石-羟磷铝锂石系列中F含量的良好指标,可被用于快速和间接地半定量估计磷铝锂石刻面宝石的F含量。激光剥蚀电感耦合等离子体质谱LA-ICP-MS结果显示,研究样品的主要元素组成为P2O5、Al_(2)O_(3)和Li_(2)O外,还含有微量的Fe,与羟磷铝锂石的化学成分相符。Fe在磷铝锂石中以类质同象取代Al,O^(2-)—Fe^(3+)之间电价转移,Fe^(3+)—Fe^(2+)价键间电荷转移和Fe^(3+)的d—d轨道的自旋禁阻跃迁同时对蓝紫区和橙红区的吸收,与紫外-可见光谱测试结果反映出蓝紫区(300~420 nm)和黄橙区(590 nm附近)的吸收较为一致,可能是导致羟磷铝锂石呈黄绿色调的主要原因。

关键词：羟基磷铝锂石 LA-ICP-MS 紫外-可见吸收光谱拉曼光谱颜色成因

基于SSA-Kmeans聚类算法的青菜杂质图像分割

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中国农机化学报 2024年第2期45卷 151-156页

作者：刘可心赵爽苗玉彬上海电机学院机械学院上海市201100 上海交通大学机械与动力工程学院上海市201100

为解决青菜包装生产线在加工过程中的杂质在线检测问题,提出一种基于SSA-Kmeans的青菜杂质图像分割算法。首先利用直方图均衡化进行彩色图像增强以降低光照影响;其次基于麻雀搜索算法对初始聚类中心寻优,根据得到的最佳聚类中心,选取包... 详细信息

为解决青菜包装生产线在加工过程中的杂质在线检测问题,提出一种基于SSA-Kmeans的青菜杂质图像分割算法。首先利用直方图均衡化进行彩色图像增强以降低光照影响;其次基于麻雀搜索算法对初始聚类中心寻优,根据得到的最佳聚类中心,选取包含颜色信息的ab二维数据进行Kmeans聚类;然后对聚类后的图像二值化处理并用形态学滤波方法校正,最终完成图像分割。利用该算法对落叶、枯叶和黄叶等杂质进行图像分割试验,杂质平均匹配率为93.22%,平均误分率为0.70%,平均准确率为92.52%。与FCM算法、Kmeans算法、PSO-Kmeans算法的对比试验表明:本文算法分割精度更优,对不同杂质的分割均表现出良好的鲁棒性,为实现青菜杂质在线检测提供一种新方法支撑,对提高青菜机械化生产水平具有一定的实用价值。

关键词：青菜生产杂质检测 Kmeans聚类麻雀搜索算法

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柴北缘西段晚新生代构造地貌演化:中更新世构造隆升分隔柴达木盆地与苏干湖盆地

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北京大学学报（自然科学版） 2024年第5期60卷 851-864页

作者：杨屹洲衣可心李佳明郭召杰造山带与地壳演化教育部重点实验室北京大学地球与空间科学学院北京100871

通过对野外观察点沉积特征和构造地貌的分析,发现中更新世柴达木盆地和苏干湖盆地的古地理环境发生快速的变化。柴达木盆地和苏干湖盆地早更新世(2.54~0.78 Ma)发育广泛的湖泊,古水流的流向显示此时二者存在水系沟通。中更新世以来(0.78... 详细信息

通过对野外观察点沉积特征和构造地貌的分析,发现中更新世柴达木盆地和苏干湖盆地的古地理环境发生快速的变化。柴达木盆地和苏干湖盆地早更新世(2.54~0.78 Ma)发育广泛的湖泊,古水流的流向显示此时二者存在水系沟通。中更新世以来(0.78 Ma至今),软沉积变形构造指示的柴北缘构造带持续构造活动事件导致小赛什腾山逐渐隆升,成为完全分隔柴达木盆地与苏干湖盆地的地形屏障,原有的湖泊环境在山前地区转变为冲积扇-洪积扇及辫状河环境,在远端地区转变为孤立的小型咸水湖环境。因此,柴北缘构造带中更新世的构造隆升事件导致柴达木盆地和苏干湖盆地古地理环境和流域体系的剧烈变迁。隆升形成的柴北缘构造带阻断发源自南祁连地区的河流,最终减少柴达木盆地的入湖径流量,促进中更新世以来柴达木盆地内湖泊的萎缩和干涸。

关键词：柴达木盆地苏干湖盆地中更新世构造隆升沉积环境古地理演化

分配正义何以可能:基于复合平等的多元主义路径分析

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江苏行政学院学报 2024年第1期 89-96页

作者：高景柱李可心天津师范大学政治与行政学院天津300387

分配正义是政治哲学的重要研究主题,自柏拉图起,有关分配正义的研究基本上遵循一元主义的研究路径,主要停留在哲学论证的层面,分配正义如何实现的问题尚未得到解决。基于多元主义的分析路径,迈克尔·沃尔泽提出了复合平等的理论构想,相... 详细信息

分配正义是政治哲学的重要研究主题,自柏拉图起,有关分配正义的研究基本上遵循一元主义的研究路径,主要停留在哲学论证的层面,分配正义如何实现的问题尚未得到解决。基于多元主义的分析路径,迈克尔·沃尔泽提出了复合平等的理论构想,相较于一元主义追求的简单平等,复合平等为分配正义提供了有力的前提和多元主义的分析路径。依照复合平等的内在逻辑,如果分配活动能够承认差别的普遍存在,划分多元的分配领域和分配原则,并关注代际问题,那么分配正义的实现将是可以期许的。

关键词：分配正义复合平等多元主义迈克尔·沃尔泽

我国资本市场开放能否促进企业自主创新?——基于“沪深港通”交易制度的经验证据

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统计研究 2024年第5期41卷 51-63页

作者：李小林司登奎王可心中国海洋大学经济学院青岛大学经济学院清华大学五道口金融学院

自主创新能力提升是增强企业核心竞争力的关键因素,深入探究资本市场开放如何支持企业自主创新对于培育创新型经济发展至关重要。本文基于“沪深港通”交易制度的实施构造准自然实验,以识别资本市场开放对企业自主创新的影响。结果表明... 详细信息

自主创新能力提升是增强企业核心竞争力的关键因素,深入探究资本市场开放如何支持企业自主创新对于培育创新型经济发展至关重要。本文基于“沪深港通”交易制度的实施构造准自然实验,以识别资本市场开放对企业自主创新的影响。结果表明,我国资本市场开放通过优化投资者结构,降低企业风险承担,促使劳动力技能升级,最终助推企业自主创新能力提升。异质性分析表明,在融资约束较高、外部融资依赖程度较高、行业竞争度较高、全要素生产率较高、内部治理效率和外部监督水平较高的企业中,资本市场开放对其自主创新能力的助推效应更为凸显。“沪深港通”交易制度实施对标的企业周边非上市企业的自主创新及当地的创新创业活动均具有显著的正向溢出效应。本研究不仅为促进实体经济创新型发展提供新经验证据,也为完善金融支持创新体系提供重要的理论指导。

关键词：资本市场开放自主创新投资者结构风险承担劳动力技能升级

基于可用调频能量的风电机组综合虚拟惯性控制参数整定方法

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电工技术学报 2024年

作者：李可心安军石岩周毅博刘楚瑜现代电力系统仿真控制与绿色电能新技术教育部重点实验室(东北电力大学) 国家电网公司东北分部

准确评估并合理利用风电机组的调频能力是目前研究亟需解决的问题。为此，本文提出一种基于可用调频能量的风电机组综合虚拟惯性控制参数整定方法。首先，推导了风电机组机械能损失和可用转子动能与风速之间的数学模型，根据模型揭示了... 详细信息

准确评估并合理利用风电机组的调频能力是目前研究亟需解决的问题。为此，本文提出一种基于可用调频能量的风电机组综合虚拟惯性控制参数整定方法。首先，推导了风电机组机械能损失和可用转子动能与风速之间的数学模型，根据模型揭示了风速变化对二者的影响，实现了风电机组调频能力的有效评估；其次本文建立了风电机组调频能量与控制参数的关系表达式，计及风电机组可用调频能量、系统的频率变化量和频率变化率，考虑不同场景下的调频优先等级，设计了模糊控制规则，并基于模糊控制规则采用模糊逻辑控制方法得到了综合控制效果最优时的控制参数整定值；最后通过算例验证了所提方法的有效性。

关键词：风电机组综合虚拟惯性控制可用调频能量参数整定