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Numerical and experimental investigation on hydraulic-electric rock fragmentation of heterogeneous granite

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International Journal of Mining Science and Technology 2024年第1期34卷 15-29页

作者： xiaohua zhu Ling He Weiji Liu Yunxu Luo Youjian Zhang Wuji Tang School of Mechatronic Engineering Southwest Petroleum UniversityChengdu 610500China School of Mechanical Engineering Sichuan University of Science and EngineeringYibin 643002China

Hydraulic-electric rock fragmentation(HERF)plays a significant role in improving the efficiency of high voltage pulse rock ***,the underlying mechanism of HERF remains *** this study,considering the heterogeneity of the rock,microscopic thermodynamic properties,and shockwave time domain waveforms,based on the shockwave model,digital imaging technology and the discrete element method,the cyclic loading numerical simulations of HERF is achieved by coupling electrical,thermal,and solid mechanics under different formation temperatures,confining pressure,initial peak voltage,electrode bit diameter,and loading ***,the HERF discharge system is conducive to the laboratory experiments with various electrical parameters and the resulting broken pits are numerically reconstructed to obtain the geometric *** results show that,the completely broken area consists of powdery rock *** the pre-broken zone,the mineral cementation of the rock determines the transition of type CⅠcracks to type CⅡand type CⅢ***,the peak pressure of the shockwave increased with initial peak voltage but decreased with electrode bit diameter,while the wave front time ***,increasing well depth,formation temperature and confining pressure augment and inhibit HERF,but once confining pressure surpassed the threshold of 60 MPa for 152.40,215.90,and 228.60 mm electrode bits,and 40 MPa for 309.88 mm electrode bits,HERF is ***,for the same kind of rock,the volume and width of the broken pit increase with higher initial peak voltage and rock fissures will promote ***,the electrode drill bit with a 215.90 mm diameter is more suitable for drilling pink *** research contributes to a better microscopic understanding of HERF and provides valuable insights for electrode bit selection,as well as the optimization of circuit parameters for HERF technology.

关键词： Hydraulic-electric rock fragmentation Shockwave Thermodynamics Microcracks Weak Linear Parallel Bond Model

多分支废弃油井层温衰减规律及注入参数对注采性能的影响

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天然气工业 2024年第2期44卷 178-187页

作者：石昌帅王成之祝效华西南石油大学机电工程学院西南石油大学地热能研究中心

利用废弃油井开发地热资源是降低地热开发成本、促进商业推广的有效措施,其中层温衰减规律对地热系统取热效果具有重要影响。为此,以废弃油井储层为研究对象,结合泰森多边形理论对储层裂缝进行了划分,建立了三维油水两相热流耦合数值模... 详细信息

利用废弃油井开发地热资源是降低地热开发成本、促进商业推广的有效措施,其中层温衰减规律对地热系统取热效果具有重要影响。为此,以废弃油井储层为研究对象,结合泰森多边形理论对储层裂缝进行了划分,建立了三维油水两相热流耦合数值模型,分析了不同储层条件与布井结构下的层温衰减规律,探究了注入参数等因素对地热注采性能的影响。研究结果表明:(1)低渗透储层抽采30年生产温度最大差值可达22.08 K,高渗透储层(1.0×10^(-13) m^(2))温度过度衰减,长年限采热效率低;(2)储层含油率与生产温度和发电功率呈正相关关系,生产30年后差值最大可达11.57 K与0.12 MW;(3)分支井沿垂直方向会形成低温波谷,层温衰减高于储层其余部分,数量增加对注采影响小;(4)注入速率与发电功率、生产温度分别呈正、负相关关系,但注入速率超过89 kg/s时不利于长年限开采。结论认为:(1)储层取热性能对初始渗透率最为敏感,注入速率与储层含油率次之,优先开发低渗透储层有利于长年限采热;(2)应利用油田地热降低稠油黏度,形成地热辅助采油模式,以实现经济效应最大化;(3)选取6支分支井与89 kg/s的注入速率可得到可观取热效果和较好的经济效益。

关键词：地热系统废弃油井泰森多边形离散裂缝网络初始含油率层温衰减取热性能多分支井

中国植物性饮食结构调整具有显著的耕地资源效应

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Science Bulletin 2024年第6期69卷 737-740页

作者：朱晓华张燕朱媛媛李裕瑞 Institute of Geographic Sciences and Natural Resources Research Chinese Academy of SciencesBeijing 100101China Key Laboratory of Geographic Process Analysis&Simulation Hubei Province Central China Normal UniversityWuhan 430079China

Food systems are already a major contributor to land degradation,and changes in global diets will exacerbate this situation[1].Population growth and affluent dietary patterns result in changes in land demand and land-use patterns,and up to 40% of global arable land and more than 30% of global food-crop production are used for animal feed[2].Furthermore,food-feed competition can result in an inadequate food supply[3].

关键词：耕地资源 arable food

基于正交切削逆识别井下管柱的Johnson-Cook本构模型

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中南大学学报（自然科学版） 2024年第3期55卷 939-950页

作者：祝效华周博文敬俊叶文勇田洋倪宗清西南石油大学机电工程学院四川成都610500 中国石油集团川庆钻探工程有限公司钻采工程技术研究院陕西西安710018 低渗透油气田勘探开发国家工程实验室陕西西安710018

在有限元仿真金属切削过程中,本构模型是仿真的基础,目前井下生产管柱J55油管材料的本构模型参数尚不明确,为此,提出一种基于正交切削理论逆识别油管材料Johnson-Cook(J-C)本构模型参数的方法。首先,通过准静态拉伸试验得到油管材料的应... 详细信息

在有限元仿真金属切削过程中,本构模型是仿真的基础,目前井下生产管柱J55油管材料的本构模型参数尚不明确,为此,提出一种基于正交切削理论逆识别油管材料Johnson-Cook(J-C)本构模型参数的方法。首先,通过准静态拉伸试验得到油管材料的应力-应变曲线,根据曲线拟合确定J55油管的初始屈服强度A、应变硬化系数B和应变硬化因子n;其次,通过正交切削试验获得切削力以及进给力,根据正交切削试验和平行剪切区模型,计算正交切削过程主剪切区中的流动应力、应变、应变率以及切削温度,并将这些参数与计算出的A、B、n代入J-C模型中,得到多组应变率敏感性参数C以及热软化效应参数m,从而确定其约束范围;第三,采用自适应权重粒子群算法在约束范围中搜索出参数C和m的最优值,进而确定J55油管材料本构模型参数;最后,使用逆识别法得出的J-C本构模型进行有限元仿真,将仿真结果与试验结果进行了对比。研究结果表明:与试验相比,有限元仿真的切削力和进给力最大相对误差分别为14.4%和13.64%,有限元仿真模拟温度与实际测量温度的最大相对误差为10.57%,仿真模型和实际切削过程在切屑形态上表现出了一致规律,验证了逆识别方法可行性和本构模型的可靠性。

关键词： J55油管本构模型逆向识别正交切削有限元仿真

Carbon Emission Effects Driven by Evolution of Chinese Dietary Structure from 1987 to 2020

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Chinese Geographical Science 2024年第1期

作者： zhu Yuanyuan ZHANG Yan zhu xiaohua

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万米深井上部大尺寸井眼钻柱动力学特性研究

天然气工业 2024年第1期44卷 49-57页

作者：祝效华李柯李文哲贺明敏佘朝毅谭宾西南石油大学中国石油西南油气田公司中国石油川庆钻探工程有限公司

油气勘探已向更深、更复杂的超深层的万米勘探新领域推进,但上部大尺寸井眼给万米深井的钻井提出了巨大挑战:岩石硬和返速低导致钻速慢,大尺寸井眼内剧烈振动导致钻具裂纹多发,钻压小则钻速慢,钻压稍大则下部振动快速加剧从而导致大尺... 详细信息

油气勘探已向更深、更复杂的超深层的万米勘探新领域推进,但上部大尺寸井眼给万米深井的钻井提出了巨大挑战:岩石硬和返速低导致钻速慢,大尺寸井眼内剧烈振动导致钻具裂纹多发,钻压小则钻速慢,钻压稍大则下部振动快速加剧从而导致大尺寸钻具使用寿命远低于预期。为此,在对比研究了深地川科1井(以下简称SDCK-1井)和毗邻8000 m超深井上部井段钻柱振动问题基础上,基于全井钻柱系统动力学模型和数值仿真方法,针对性研究了大尺寸井眼中的钻柱动力学特性。研究结果表明:①井眼尺寸越大,钻头和下部钻具的振动越剧烈,SDCK-1井二开大尺寸井眼与邻井中等尺寸井眼相比(井深500 m处),其钻头及下部钻具振动强度均值分别增加了48.0%和41.5%,比SDCK-1井三开中等尺寸3000 m井深的钻头及下部钻具振动强度均值分别高了29.0%和2.9%;②相同井眼尺寸和岩石特性情况下,下部钻具组合比钻柱整体长度对钻头振动的影响更大,优化下部钻具组合能够明显改善钻头振动,保护钻头,同时还可以提高钻头破岩能量利用效率实现钻井提速;③在大尺寸井眼中钻头破岩激励向上传播,横向振动衰减慢于轴向振动衰减,大尺寸钻头扭矩更大且钻压和扭矩波动更加明显,因此从保护下部钻具的角度出发,大尺寸井眼钻具组合对抑制横振更加有效;④大尺寸井眼中下部钻具弯矩和弯矩波动更大,现场频繁出现的钻具裂纹除受控于整体振动强度较大以外,交变弯矩是裂纹发生的重要原因。结论认为,该研究成果揭示了超深井大尺寸井眼中钻柱的动力学特性,指出了应着重控制横振和交变弯矩,该认识可以为超深井上部大尺寸井眼钻井提供技术指导。

关键词：超深井科探井 SDCK-1井大尺寸井眼钻头振动钻柱动力学钻具裂纹

Uniformly strong convergence of Kahler-Ricci flows on a Fano manifold

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Science China Mathematics 2022年第11期65卷 2337-2370页

作者： Feng Wang xiaohua zhu School of Mathematical Sciences Zhejiang UniversityHangzhou 310027China School of Mathematical Sciences Peking UniversityBeijing 100871China

In this paper,we study the uniformly strong convergence of the Kahler-Ricci flow on a Fano manifold with varied initial metrics and smoothly deformed complex *** an application,we prove the uniqueness of Kahler-Ricci solitons in the sense of diffeomorphism *** result generalizes Tian-zhu’s theorem for the uniqueness of of Kahler-Ricci solitons on a compact complex manifold,and it is also a generalization of Chen-Sun’s result of the uniqueness of Kahler-Einstein metric orbits.

关键词： Kahler-Ricci flow K¨ahler-Ricci solitons Q-Fano variety Gromov-Hausdorff topology

Utilization effect of water-land resources under the evolution of Chinese dietary patterns

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Journal of Geographical Sciences 2023年第4期33卷 741-759页

作者： zhu Yuanyuan WANG Ziwei zhu xiaohua Key Laboratory of Geographic Process Analysis&Simulation Hubei Province Central China Normal UniversityWuhan 430079China Institute of Geographic Sciences and Natural Resources Research CASBeijing 100101China

Exploring the utilization effect of water-land resources under the evolution of dietary patterns is of great significance in achieving sustainable global food consumption and the effective allocation of national *** selected study area was China,a country with rapidly changing dietary consumption patterns,and the research period was between 1987 and *** on the material called Chinese Dietary Guidelines 2021,this study introduced the“virtual water”and the“virtual land”to quantify the utilization effect of water-land resources under the evolution of Chinese dietary *** showed that the dietary patterns gradually changed from“cereal-vegetable-based consumption”to“diversified consumption”.Food consumption’s total water footprint(WF)increased from 471.1 Gm3in 1987 to 848.8 Gm3in 2020,with a growth rate of 80.2%.Moreover,the total land requirement for food(LRF)increased from 88.8 Mha in 1987 to 129.9 Mha in 2020,with a growth rate of 46.3%.Furthermore,the meat consumption was the major contributor to the increase in total WF(104.0%)and LRF(102.1%).In contrast to the balanced diet pattern,there was no waste of water-land resources consumption for the food consumption of urban-rural residents in China between 1987 and ***,the consumption of water resources would gradually approach the resource cost under the balanced diet *** would eventually break through the critical value and reach the state of resource *** addition,the findings showed that urban residents’waste rate of water-land resources for meat consumption increased by 142.3%compared with that in *** research results can provide scientific guidance for resolving the food crisis under the supply of water-land resources in China and have an essential reference for national food security and sustainable development of resources and environment.

关键词： dietary patterns water-land resource utilization food security sustainable development China

银耳多糖的抗氧化活性及对成纤维细胞蛋白基因表达的影响

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现代食品科技 2024年第7期40卷 64-71页

作者：陈建芳刘思思张彤赫黄利朱小花黄儒强华南师范大学生命科学学院广东广州510631 河南省食品和盐业检验技术研究院河南郑州450003 广东省海洋生物废弃物综合利用重点实验室广东湛江524552

银耳多糖是银耳中的主要活性物质,具有抗氧化、抗衰老等多种功效。环境中广泛存在的化学污染物苯并[a]芘(Benzo[A]Pyrene,BaP)可通过皮肤吸收代谢,产生致癌性风险。实验通过体外测定银耳粗多糖抗氧化活性,再通过细胞实验测定BaP与银耳... 详细信息

银耳多糖是银耳中的主要活性物质,具有抗氧化、抗衰老等多种功效。环境中广泛存在的化学污染物苯并[a]芘(Benzo[A]Pyrene,BaP)可通过皮肤吸收代谢,产生致癌性风险。实验通过体外测定银耳粗多糖抗氧化活性,再通过细胞实验测定BaP与银耳多糖共同作用下成纤维细胞中胶原蛋白(Collagen I、Collagen III)、弹性蛋白(Elastin)和间质胶原酶(Matrix Metalloproteinases-1,MMP-1)的mRNA表达量的变化,及Collagen I的蛋白质含量,测定多糖的抗衰老作用。研究发现,银耳多糖有较好的体外抗氧化活性,超氧阴离子自由基清除率最高为70.28%,DPPH自由基清除率为50.10%,羟基自由基清除率为32.69%。仅0.1μg/mL银耳多糖能有效抑制20μmol/L BaP对相关基因表达的刺激(P<0.05)。其中Collagen I、Collagen III和Elastin基因表达量呈现多糖浓度依赖性增加。在BaP暴露下,尽管胶原蛋白基因表达量增大至1.26倍,但是大量表达的MMP-1降解了胶原蛋白,因此银耳多糖作用下Collagen-1的含量减少至3.06μg/L(低于空白对照组3.48μg/L)。说明银耳多糖能有效抑制化BaP对细胞的伤害,并促进细胞基因的表达,其中浓度具重要影响。

关键词：银耳多糖苯并[a]芘 I型胶原蛋白间质胶原酶 Ⅲ型胶原蛋白弹性蛋白