月球恒温层地下空间利用探索构想

开展月球资源探测与地下空间利用是人类探索月球、将月球纳入人类活动范围的重要举措。本文从月球地质结构特性及月球表面温度变化特征入手,综合考虑月球纬度、月壤/月岩导热性能等要素,针对月球恒温层的恒温特性及随纬度变化的温度涵盖范围,提出了在月球恒温层开发月球地下人类基地、月球地下轨道交通、月球生命体存储、月球原位热能存储等月球地下空间利用构想。针对所提出的月球恒温层利用构想,设计了月球地下人类基地空间支护与搭建、基于电磁技术的月球地下飞行式轨道交通、可温度调节式月球战略储备库、基于月岩/月壤导热差异的原位热能存储等技术实施方案。基于上述构想及技术方案,本文系统总结了月球恒温层地下空间利用需突破的技术挑战和面临的关键科学问题。本文的研究将为未来建立月球人类基地及月球地下空间利用提供技术参考。     

龚嘴大坝坝基渗出物成因分析研究

对龚嘴电站大坝坝基渗出物的特征、类型和成分以及渗出量的动态变化进行了研究，探讨了渗出物质的主要可能来源和成因机制。研究认为，渗出物的主要成分为铁、锰、钙的氧化物，由于其实际的元素渗出量不大，不会对大坝安全造成有意义的不利影响。     

内蒙古包头市平原区地温分布研究

对内蒙古包头市平原区的7个地温监测孔进行了为期1 a的温度测试调查,得出沿深度的地层温度曲线。根据监测得到的数据,利用surfer软件结合克里格插值法得出研究区域内恒温层厚度、恒温层埋深及恒温层平均温度的分布。     

秦岭越岭深埋隧道地温预测方法

根据秦岭越岭山区的地热环境特征，给出了该地区地温随深度的变化规律及相关地温计算参数，提出了一种易于操作的秦岭山区深埋隧道地温预测方法和相应的计算公式。     

宁波地区地层温度的原位测试分析

气温波动会影响浅部地层温度的分布特征,改变地下工程的环境温度,从而影响轨道建设的设计和施工过程。依托宁波轨道交通3号线勘察工程,对沿线地层温度进行全年原位观测,分析了不同深度地层温度的分布特征,获得了以下基本结论:宁波地区恒温层的起始深度在地表以下10 m,地层温度约为18.7 ℃。深度5 m以上范围为气温强烈影响区,不同深度的地温差别较大,而5~10 m范围的温差相对较小,该范围地层为气温的微弱影响区。在气温强烈影响区的地层中,夏季和冬季地层温度随着深度的改变而发生明显变化,夏季平均地温约为18.1 ℃~26.8 ℃,而冬季平均地温为10.8 ℃~17.9 ℃ 。研究结果表明,地层深度和季节是影响地层温度分布的主要因素,在浅部地层内进行地下工程设计和施工中,要考虑气温对地层温度的影响。     

原油管道热损失计算

热油管道在反输、停输及启动过程中,管内原油与土壤中的热力平衡状态被破坏,油温及土壤温度将重新分布。事实上在热油管道运行时,仍然存在着这样的非稳定热损失过程。在充分考虑大地恒温层、热油管道对大地温度场影响范围的基础上,建立了管道运行时的非稳态简化物理模型及相关的数学模型,并编制了模拟计算软件。同时以大庆——哈尔滨埋地输油管道为例,计算得出了管道的单位长度热损失结果,其值基本达到工程计算的要求。     

密度锁内无扰动时稳态温度场分析

实验模拟了密度锁内无扰动时稳态温度场分布。结果发现,稳态温度分布曲线上存在一个温度分层结束点;它是导热层与恒温层的分界,只有当温度分层结束点在密度锁内才能有效地抑制传热。应用半无限大平板导热模型、一维等截面直肋稳态导热模型和Fluent流体计算软件对无扰动时稳态温度场分布进行了理论计算。结果表明,半无限大平板导热模型是计算密度锁内无扰动时稳态温度场分布和温度分层结束点位置的最佳方法。     

温差对桩基检测结果产生的影响分析

由于受到地下环境的影响,同一根桩在不同深度检测到数据所处的温度环境不一致。为保证桩基础检测结果的准确性和可靠性,将同一根桩在不同温度下测得的数据转化到同一温度下进行分析,使得数据更加具有可比性。     

考虑环境因素的井筒流动温度场计算

在气藏开发过程中,井筒流动温度场是生产动态分析和生产优化的重要参数。考虑费用及测试风险等原因,目前该参数的获取仍以计算方法为主,但受地表环境温度变化的影响,计算结果存在较大误差。文中针对温差较大的地区,以恒温层深度为节点,建立了分段地温梯度条件的井筒流动温度场计算公式,消减了地面环境因素对井筒流动温度场计算的影响,计算结果与实测数据吻合程度高,能够较好地指导现场开发工作。     

大庆油田地下温度分布规律及影响因素

通过现场监测手段,对纬向跨度约150km的大庆油田地下温度分布规律进行了研究;应用现场监测数据,分析了纬度变化和土壤含水量等因素对地下温度场的影响。