煤层气井地联合抽采全过程低负碳减排关键技术研究进展

煤层气作为一种非常规天然气,其开发利用契合国家能源安全目标,更是对碳中和的一种助力。准南是我国重要的煤层气资源富集区之一,也是目前中国煤层气开发的热点地区,但高产井数量不多,稳产困难,迫切需要一种能够增加单井控制范围内煤层气资源量的技术;同时高CO₂和高H₂S体积分数已经成为该区煤层气的普遍现象,迫切需要一种原位处置这2种有害气体的技术,煤层气生物工程为此类煤层气的“提质增量”提供一种潜在可行技术。现场的跟踪监测以及实验室物理模拟试验表明,CO₂的体积分数与储层温度密切相关,产酸发酵细菌和产氢产乙酸菌能够在较为宽广的储层温度下保持活性而产生CO₂;而相对较低的储层温度下氢营养型产甲烷菌代谢较弱、CO₂很难被还原,这是该区CO₂的主要成因。此外发现地下水中携带的有机质、SO₄²⁻和原始菌群在运移过程中进行着代谢活动,随着排采的长期进行,当地下水补给速率、排采速率和产甲烷菌的代谢周期相匹配时,就会生成的H₂S,被称为后生生物H₂S。这2种酸性气体的存在,不仅影响安全生产,也大幅降低了煤层气的“质”。以准南低质煤层气为研究对象,提出了一种微生物介导的煤层气原位提质增量关键技术,并从必要性和可行性两方面阐述了该技术在煤层气增产、CO₂原位微生物转化、H₂S原位抑制方面的广阔前景。该技术的基本思路是将煤储层作为一个“车间”,微生物作为“劳动力”,将煤和原始储层中CO₂作为“生产资料”,制造的“产品”为甲烷,对于CO₂实现了生物甲烷化,对于H₂S实现了原位抑制,对于煤层气实现了提质增量。该技术涉及的关键挑战包括高效菌群的培养(培育温度范围宽广的氢营养型产甲烷菌)、H₂S原位抑制的生物压裂液研制以及提质增量的评价技术。物理模拟CO₂微生物甲烷化实验表明随着储层温度的增加,CO₂微生物累计甲烷化量逐渐增加,在55 ℃下达到最大值8.5 m³/t,参与该过程的糖酵解、丙酮酸代谢和TCA循环的关键酶的丰度在55 ℃下明显高于其他原位厌氧发酵系统,提高了CO₂的转化效率与转化量;添加生物抑制剂的非CO₂气氛厌氧发酵系统生物甲烷产量为4.5 m³/t,略高于对照组的4.38 m³/t;而气态H₂S的体积分数比对照组减少了88.8%,且从第9天开始到产气结束一直为0,实现了H₂S的原位抑制。

     

基于相干光调控的无透镜光纤成像及其应用（特邀）

基于多模光纤或多芯光纤的无透镜超细光纤内窥成像技术近些年获得了快速发展,有望成为下一代的极微创、高分辨率内窥显微镜。通过对相干入射光场的时空调控,该技术可克服多模光纤中模式色散或多芯光纤中相位畸变的影响,在无需光纤末端透镜或扫描器件的情况下实现高分辨率的聚焦、成像及相关应用。此外,在无透镜光纤内窥成像或图像传输等场景下,通过构建物理或深度学习模型,从光纤输出测量中也能实现物体信息重建。对相干光纤无透镜成像技术的发展进行综述,首先说明无透镜光纤成像的基础原理,并从主动波前调控和被动目标重建这两类角度阐述无透镜光纤成像方法,接着介绍一些先进光纤成像模态和技术,列举光纤成像相关应用,最后分析该领域所面临的挑战,总结并展望其进一步发展方向和应用前景。     

冻融条件下纤维混凝土的力学性能及损伤模型研究

以聚丙烯纤维(PP)为增韧材料,通过硝酸和超声协同处理对纤维表面进行了氧化处理,制备出了纤维混凝土,在氯化钠盐渍溶液中进行了快速冻融试验,研究了纤维表面处理时间对混凝土力学性能和抗冻性能的影响,建立了混凝土冻融损伤模型.结果表明,硝酸和超声协同处理后在纤维表面引入了更多的含氧基团,提高了纤维表面的化学活性,纤维表面出现了较多的凸起,表面粗糙度增加,纤维和混凝土基质的粘结性增强,混凝土的强度和韧性提高.纤维表面处理3 h的混凝土的抗压强度和抗折强度达到最大值,分别为40.9和5.16 MPa.以纤维混凝土的相对动弹性模量、质量损失率分别与冻融次数进行了拟合并建立了冻融损伤模型,结果发现混凝土质量损失率与冻融次数的模型更为敏感,纤维表面处理3 h的混凝土的使用寿命最长为17.83年,所有模型的拟合优度均超过0.95,损伤模型能够较准确地反映出观测数据的变化,可用于预测混凝土在冻融循环下的寿命.     

高效液相色谱法测定果蔬中的5种农药残留

目的建立高效液相色谱法测定果蔬中啶虫脒、嘧霉胺、氟虫腈、辛硫磷和哒螨灵5种农药残留。方法样品以乙腈为提取剂,NH_2固相萃取小柱净化和富集,用二氯甲烷-甲醇(97:3,V:V)溶液进行洗脱,洗脱液浓缩、定容后,以Dikma Spursil C18(250 mm×4.6 mm,5μm)色谱柱分离,水和甲醇为流动相梯度洗脱,流速为1.0 mL/min,于配有紫外可变波长检测器的高效液相色谱仪测定,外标法定量。结果 5种农药在0.1~2.0μg/mL的浓度范围内具有良好的线性关系,相关系数为0.9995~0.9998。方法定量限为0.006~0.02 mg/kg。当添加浓度在0.02、0.05、0.1 mg/kg时,5种农药在果蔬中的加标回收率达到70.2%~113.0%,相对标准偏差为2.0%~11.8%。结论该方法操作简单、快速,适用于果蔬中啶虫脒、嘧霉胺、氟虫腈、辛硫磷和哒螨灵残留的测定。     

既有城市轨道交通桥梁支座治理监测方法研究

随着运营线路逐渐趋近设计的远期负荷,城市轨道桥梁的维修和加固成为人们关注的热点之一.桥梁支座病害是轨道交通最为普遍的桥梁病害之一,极大地威胁桥梁结构和运营安全,桥梁支座病害治理已经成为桥梁养护维修的重要工作.在桥梁支座治理期间,怎样保证施工的准确性并且不影响第二天的正常运营,因此产生了支座治理期间的监测工作.目前城市轨道交通桥梁顶升施工法进行支座更换最为常用,而在此期间采取什么样的监测手段能够满足施工现场要求成为重点.本文依据现有先进监测手段进行应用研究,为既有城市轨道交通桥梁支座治理期间的监测工作提供方法及手段参考.     

自制数字功率表

每种家用电器上都会标称其功率,铭牌上标称的功率都是在特定的条件下测量的。它们的实际功率又是多少呢？使用本文介绍的这款数字功率表就可以解答大家的疑惑,本表可以对测量负载的实际功率、电压、电流进行数字显示。本文给出了自制数字功率表系统的方案设计、硬件电路、软件设计、制作、系统校正等内容。     

辐射管空气系数计算及温度场模拟

根据空气系数的经验数据计算出辐射管温度曲线和单耗,选择最佳空气系数;利用FLUENT商用软件对辐射管中的燃烧过程进行数值模拟,讨论辐射管内流场及温度场的影响因素.结果表明:这项工作可以优化辐射管结构设计,对各种性能指标作出评价.     

北京青年的前世今生

正最近,赵宝刚导演的青春三部曲的收官作:电视剧《北京青年》播出后,在70后、80后的一代人中引起颇为热烈的议论。巧的是,剧中四位男主角都接受过本刊的采访,李晨、杜淳还上过本杂志的封面人物。他们的成名历程自然有些熟悉了解。观赏电视剧的时候不禁有几分亲近的感觉,很惬意。     

专攻异型石材独放市场"异"彩山东省莱州市莱东建材设备研究所成为异型石材机械研发中心

山东省莱州市莱东建材设备研究所坚持专业开发和科技兴企的创业宗旨,依托石材资源丰富的地理优势,大力开发和生产各种新型石材机械,满足市场需求,瞄准异型石材加工热点和市场空白,发挥中小科技型企业的专精优势,先后开发研制出十几种填补国内空白的新型异型石材机械,成为我国重要的异型石材研发中心和生产基地.