针对在多效应和非视距情况下定位精度低、稳定性差等问题，基于飞行时间定位算法，结合陈?泰勒（Chan?Taylor，C?T）协同定位算法，再融合无迹卡尔曼滤波（Unscented Kalman Filter，UKF）算法，设计了一种室内定位系统——陈?泰勒?无迹卡尔曼滤波（Chan?Taylor? Unscented Kalman Filter，C?T?UKF）组合定位算法。该系统主要由定位基站、定位标签、无线通信系统及上位机等组成；采用Chan算法，对通过飞行时间方法测出的距离进行解算，并将解出的坐标作为Taylor算法的初始值进行了迭代计算；通过UKF算法，对迭代的结果进行了平滑处理。结果表明，该算法定位系统精度高，稳定性强，成本低，在视距与非视距的平均定位误差分别小于0.17 m和0.20 m，能够适用于高精度定位场合。

在化工厂这类高风险地区，火灾安全始终备受关注。尽管烟雾及火焰报警器已被广泛应用，但仍然存在只用于单点检测以及易受环境影响等问题。针对此类问题，设计并实现了一种基于B/S架构的化工厂区多路火焰智能视频监控系统，并以Web系统的形式呈现。首先，系统中集成了一种改进的YOLOv5火焰检测算法，该算法用Ghost卷积替换常规卷积以实现网络的轻量化；其次，添加改进的注意力机制模块和小目标检测锚框来增强小目标检测能力；最后，将由光流网络提取的火焰运动信息与原始火焰数据进行融合送入改进的YOLOv5火焰检测算法中，进一步提高对火焰的检测精度。大量的现场测试表明，该系统能够实时识别和定位厂区内火焰，检测帧率可达15 ms/帧，检出率达到100%，具有较高的稳定性，可为化工行业提供一种高效、可靠的火灾监测解决方案。

利用有限元分析软件COMSOL Multiphysics，模拟了单泡超声空化的动力学特性；通过求解考虑能量黏滞损耗和球形气泡振动引起的辐射阻尼的Rayleigh?Plesset模型，对超声正弦波、方波和三角波驱动下单一空化气泡在水中振动时的运动过程进行了仿真，分析了气泡半径、气泡壁的运动速度、气泡壁的动能和气泡内压力的变化。结果表明，在相同条件下，正弦波驱动稳定性最优；方波驱动具有最好的空化效果，但发生空化的时间最长；三角波的空化效果最弱；在三种波的驱动下，第1次塌缩时气泡壁的运动动能最大，在气泡塌缩到半径最小时气泡内压力最大；相较于方波和三角波驱动，正弦波驱动下气泡内的最大压力最大。

采用VOF模型模拟了熔融镍液滴在等离子喷涂沉积过程中的凝固和飞溅现象，并通过动量方程与流体体积法相结合的方法分析了颗粒的自由表面；利用焓法对包含相变的热传递过程进行了建模；通过设定三组不同的实验条件，模拟镍液滴形成涂层的过程，深入分析了镍涂层的形成机理。结果表明，液滴的撞击速度越大，其扩展系数越大，并且在喷涂过程中会产生飞溅现象；基板温度越高，液滴的扩散距离越大；液滴直径越大，扩散距离越大，但并非呈严格的线性关系，并且其凝固形成的薄片越厚。

立式吸附塔对烟气中二氧化碳的脱除至关重要，但其复杂多变的吸附过程对优化生产提出了挑战，因此实现气体的均匀分布至关重要。通过计算流体力学(CFD)，对各种气体分布器进行评估，并比较了无分布器、圆锥形分布器（Ⅰ型气体分布器）、圆台形分布器（Ⅱ型气体分布器）及筛板加挡板的组合型气体分布器（Ⅲ型气体分布器）的性能；根据速度矢量平滑度和曲线均匀性对实验结果进行了评价。结果表明，单一筛板的不均匀气流集中在塔中心；Ⅰ型气体分布器和Ⅱ型气体分布器可改善气流流通的均匀性，但效果仍不理想；Ⅲ型气体分布器的气流均匀性显著提高；在挡板直径（d）为100 mm、筛板与挡板的距离（h）为150 mm时，气流分布最均匀，对二氧化碳的吸附效果好。

在含蜡原油的开采和运输过程中，石蜡容易沉积到壁面并形成蜡沉积。近年来，微生物清防蜡技术因其经济环保的优点而受到广泛关注。从原油污泥中筛选出五种菌株，通过对其石蜡降解率及表面疏水性的测定，选定一种高效的石蜡降解菌B3，经鉴定为中间布鲁氏菌（Bruella intermedia）。结果表明，菌B3在温度为40 ℃、初始pH为6、摇床转速为160 r/min的条件下表现出最佳的生长活性，并且对石蜡的降解效果最为显著；当菌B3以石蜡为碳源进行生长代谢时，能够产生脂肽类生物表面活性剂，使液体石蜡的乳化系数达到52.5%；菌B3与原油作用7 d后，防蜡率高达77.2%，在41 ℃的温度下降黏率达到50.2%。综上，菌B3能有效降解石蜡，提高原油流动性，减少蜡沉积。

吐哈丘陵油田的低渗透油藏在注水开发过程中表现出部分油井见水早、含水上升快的特征，动态分析显示储层中可能存在优势通道或裂缝。为进一步改善油藏开发后期的开发效果，提高原油采收率，有必要核实、确定储层微裂缝发育情况。在水洗检查井岩心描述的基础上，开展了储层裂缝发育及分布研究，提出了一种基于测井曲线的裂缝发育层位的判断方法；分析了2口井测井资料，并对吸水剖面进行了对比。结果表明，该判断方法可行、可靠，为吐哈丘陵油田改善水驱开发效果、有效动用及开采剩余油提供了技术支撑。

采用溶胶凝胶法制备了n（Ag⁺）/n（Ti⁴⁺）分别为0.001、0.003、0.005、0.010、0.030和0.050的Ag掺杂的粉体及陶瓷空心微珠负载TiO₂光催化剂；通过SEM、XRD和Uv?Vis DRS等手段对所制备的催化剂进行了表征分析，并以氙灯为光源对其光催化性能进行了测试；结合第一性原理，对掺杂机理进行了分析。结果表明，0.005Ag?TiO₂粉体在90 min光催化测试中对10 mg/L亚甲基蓝的降解率为76%，最佳n（Ag⁺）/n（Ti⁴⁺）为0.005，陶瓷空心微珠负载型催化剂90 min光催化测试的降解率为97%；Ag掺杂能够在TiO₂体系中引入杂质能级，使价带电子可以通过分级跃迁的方式到达导带，计算结果与实验结果的变化趋势相一致。

随着人类社会对清洁能源需求的持续增加，燃料电池因具有高效、安全以及应用场景广泛等优点，受到研究者们的广泛关注。其中，阴离子交换膜燃料电池因具有环境友好、可使用非贵金属催化剂以及高安全稳定性等特点展现出广阔的应用前景。作为阴离子交换膜燃料电池的核心元件，阴离子交换膜起到隔离阳极与阴极直接接触以及传导氢氧根离子等作用，对阴离子交换膜燃料电池的性能起到至关重要的作用。在阴离子交换膜发展过程中，氢氧根离子离子电导率低与离子电导率稳定性差等问题成为制约其发展的关键技术难题。此外，发展柔性阴离子交换膜对促进阴离子交换膜燃料电池的进一步商业化具有积极的作用。基于此，从聚合物分子链设计、结构优化设计、新材料合成与复合三个方面综述了近年来国内外关于柔性阴离子交换膜的研究进展。

ZSM?5分子筛在石油化工领域有广泛的应用，但是其传统合成方法使用大量的有机模板剂，因此造成严重的环境和成本问题。以硅酸四乙酯为硅源、十八水合硫酸铝为铝源，以成品HZSM?5分子筛的碱溶解液代替有机模板剂，对ZSM?5分子筛的水热合成过程进行了研究；采用XRD、TEM、SEM、氮气物理吸附、热重分析等手段对合成的分子筛进行了表征。结果表明，在无有机模板剂的条件下，成品HZSM?5分子筛的碱溶解液可以成功诱导合成ZSM?5分子筛；ZSM?5分子筛的结晶度和比表面积比传统方法合成的样品低。该研究实现了分子筛绿色合成工艺以及多级孔分子筛后处理合成工艺的有机结合。

研究了硫化温度对NiW/Al₂O₃加氢处理催化剂在硫化过程中催化脱硫、脱氮、脱酸性能的影响；对硫化不完全的催化剂进行重新硫化，并对其加氢性能进行了研究；采用物理吸附仪（BET）、X射线衍射仪（XRD）、X射线光电子能谱（XPS）等技术对硫化态催化剂进行了结构表征。结果表明，催化剂上硫、碳质量分数和硫化度随着硫化温度的升高而增加，这导致催化剂的比表面积、孔容和平均孔径均下降，硫化后催化剂的活性相由低活性的W⁶⁺、Ni²⁺相向高活性的W⁴⁺、Ni-W-S相转变；重新硫化后催化剂的孔容、平均孔径均下降，比表面积、硫质量分数、碳质量分数均增加，碳质量分数的增加导致裸露的活性中心数减少，降低催化剂表面W与Al的原子个数比，硫化态活性金属发生聚集，降低催化剂的活性，表明重新硫化催化剂的活性难以达到完全硫化态催化剂的活性。

传统水力压裂物理模拟方法在定量研究裂缝形态和动态监测裂缝扩展路径方面存在一定不足，难以精确评价裂缝起裂与扩展的动态过程，因此亟需发展数字化与智能化技术，以提高水力压裂物理模拟方法的精确性。系统调研了数字岩心重构、声发射定位和分布式光纤监测等技术的方法原理、研究现状和发展方向，探究了多方法联合监测实验过程中数据获取、裂缝重构和数据解释的关键技术原理，厘清了水力压裂物理模拟中的试样制备、方法组合和适用范围，指出了真三轴水力压裂物理模拟非平面、非对称和非均衡的起裂和扩展特征，并进行了展望，以期帮助研究人员深入认识复杂裂缝扩展的动态过程，水力压裂物理模拟方法的数字化和智能化是未来研究趋势，为水力压裂物理模拟技术发展、实验方案设计和现场应用提供参考。

采用化学镀的方法，在紫铜基体上制备非晶NiP?WC（碳化钨）复合镀层，研究了镀层在质量分数为3.5%的NaCl溶液以及浓度为1 mol/L的盐酸溶液中的耐蚀性；利用扫描式电子显微镜（SEM）、能谱仪（EDS）EDS、X射线衍射仪（XRD），对镀层的表面形貌、成分及微观结构进行了表征；采用动电位极化和阻抗谱对镀层的耐蚀性进行了分析。结果表明，在质量分数为3.5%的NaCl溶液中，NiP?WC镀层的自腐蚀电位较非晶NiP镀层正移约111 mV，自腐蚀电流密度减小约68.8%，电荷转移电阻提高约6.7倍；在浓度为1 mol/L的盐酸溶液中浸泡，NiP?WC镀层较NiP镀层的腐蚀速率下降约1个数量级，表明均匀分布的WC粒子可以显著提高非晶NiP的耐蚀性。

油气管道的断裂损坏通常始于微裂纹，弱磁检测法对长输油气管道的微裂纹内检测具有现实意义。然而，管道微裂纹微观结构复杂，传统弱磁检测模型很难实现对管道微裂纹的精准量化计算。基于磁电耦合理论建立了管道微裂纹弱磁信号数学模型，对不同激励条件下的微裂纹弱磁信号进行了对比分析,解析计算了不同深度微裂纹的扩展特性和不同提离值下的信号检测特性。研究结果表明，应力使微裂纹产生的弱磁信号远大于地磁场，且随应力增加其信号差值逐渐增大；弱磁信号随应力增大而增大，当到达微裂纹扩展临界点时，由于微裂纹扩展，磁性能释放，弱磁信号随应力增大而减小；微裂纹扩展后,材料磁力学敏感度降低，线性特征更加明显；微裂纹深度越大，其弱磁信号越强，损伤更易被检测；随提离值增加,弱磁信号呈指数衰减，线性区域信号检测精度最高。

随着全球能源结构向更加清洁、可持续的方向转型，天然气作为低碳环保的化石能源，其消费量持续增长。然而，随着天然气管道网络的不断扩展、覆盖区域的日益增大以及输送距离和输送量的显著增加，管道的安全运营面临着前所未有的挑战，其中管道泄漏问题尤为突出。针对油气管道泄漏长期监测的需求，在负压波检测原理的基础上，通过LabVIEW这一强大的图形化编程平台，结合先进的传感器网络、数据通信技术以及信号处理算法，构建了一套高效、可靠的管道泄漏监测模拟系统，并用于油气管道的泄漏监测，同时通过实验验证了系统的性能。结果表明，该系统能够检测管道的泄漏情况，还能通过高效的算法迅速定位泄漏点，为及时抢修提供关键信息，有效地保障油气管道的安全与稳定。

海上油田由于复杂的地质条件和高昂的开发成本，以及平台寿命有限且井位稀缺，导致化学驱提高采收率的能力受到限制。基于海上油田的不同地质特征，结合大庆、大港及胜利油田化学驱和井网加密协同增效技术方面应用的效果，论证了化学驱油剂、井网加密及层系调整间的协同能力，并明确了化学驱与加密协同增效技术的实施途径。通过数值模拟方法，优化了SZ36?1油田的化学驱与加密协同增效方案，明确了储层渗透率、渗透率级差、原油黏度对增效能力的影响，并给出了相关界限。结果表明，将原反九点井网加密为斜反九点法井网后，井距缩小1/2，结合聚合物驱油技术，采收率提高幅度可达9.8%，相比单独进行加密水驱和单独进行化学驱的采收率之和增加了3.4%。该结果证实海上油田通过化学驱与井网加密技术相结合，可进一步提升驱油体系的波及体积，大幅度提高采收率，实现产能最优化。

针对不同因素对管廊内掺氢天然气管道泄漏扩散的影响，通过数值模拟软件建立管廊内掺氢天然气管道泄漏扩散模型，研究了掺氢比、管道压力、泄漏口直径、通风模式等因素对气体扩散过程的影响。结果表明，掺氢比影响掺氢天然气的传质能力，且掺氢比越高，掺氢天然气的扩散速度越快；管道压力和泄漏口直径主要通过影响泄漏气体初始动能和泄漏量来影响泄漏气体扩散范围，随着管道压力和泄漏口直径的增大，泄漏气体扩散范围增大；通风模式对管廊内泄漏气体的分布起主导作用，通风频率与泄漏气体射流高度呈反比。

原油脱水是原油生产加工过程的重要环节。随着油田进入高含水期开采阶段以及采油助剂的添加，原油脱水难度越来越大，采用高频电场对其进行电破乳成为一种脱水的有效手段。通过静态脱水实验和液滴电聚结数值模拟研究了高频电场作用下电脱水机理。结果表明，采用电破乳方法处理原油时，电场强度、电场频率和电场作用时间对脱水效率有显著影响；在电破乳脱水过程中，存在最佳的电场频率，电场强度增加到一定数值后，继续增加电场强度，含水率反而会上升，而电场作用一定时间后，继续增加电场作用时间，原油含水率变化不大；对电场中的液滴施加的电场强度越大，液滴越易发生形变，液滴的直径越大越易发生形变；与工频电场相比，在高频电场下，液滴聚结效率高，液滴比较容易发生聚并。研究结果为原油电脱水装置的设计与参数优化提供了理论支持。

超疏水材料由于表面特殊的润湿特性，成为近年来涂层方向的研究热点之一,其在防结冰、自清洁、减阻等方面具有广泛的应用前景。采用溶胶凝胶法，以纳米二氧化硅（SiO₂）、硬脂酸（SA）和聚苯硫醚（PPS）为原料，在纺织布表面制备了分布均匀、厚度约为38 μm的SA?SiO₂/PPS超疏水涂层；通过扫描电子显微镜（SEM）对形貌进行分析，并测试了样品涂层的性能；采用分子动力学（MD）模拟分析了样品涂层的微观性质。结果表明，56%SA?SiO₂/30%PPS涂层的水接触角为154.8°，表现出良好的自清洁性、耐腐蚀性和耐皂洗性；材料具有微纳米多尺度的粗糙结构，SA分子与SiO₂表面通过氢键连接，MD模拟结果与实验数据一致，并从微观角度验证了制备涂层的耐腐蚀性。

质轻、高强的碳纤维增强环氧树脂基复合材料在航空航天、交通运输、能源等领域中得到广泛的应用。界面组成及结构是影响碳纤维复合材料物理化学性能的主要因素，碳纤维表面改性是增强碳纤维复合材料界面性能与力学性能最有效的途径之一。近年来的研究结果表明，比表面积较大、结构多样的多孔材料可以提高碳纤维的表面能和表面粗糙度，能够改善复合材料的界面性能。对近些年用不同种类的多孔材料改性碳纤维的研究成果进行了简单介绍，并总结了其对碳纤维复合材料的界面增强效果，以期为未来多孔材料增强碳纤维复合材料的研究提供参考。

为了探索具有工业化发展前景的石墨烯增强复合材料制备工艺，采用熔融共混法制备了石墨烯/聚丙烯复合材料，并通过实验与计算分析了石墨烯的增强机制。结果表明，通过熔融共混，石墨烯可在基体中均匀分散；当石墨烯质量分数为0.5%时，复合材料的拉伸强度为50.3 MPa；当石墨烯质量分数为4.0%时，复合材料的弹性模量和拉伸强度比聚丙烯基体分别增加了77.1%和22.5%；石墨烯的均匀分散及石墨烯与聚丙烯基体之间存在的相互作用使石墨烯/聚丙烯界面可实现有效的应力传递。

水环境中四环素类抗生素污染日益严重，有效去除水中残留的抗生素是当前亟待解决的问题。采用共沉淀法制备了铜铝层状双金属生物炭复合材料（CuAl?LDH@BC），通过SEM、XRD和FTIR表征手段分析了CuAl?LDH@BC表面的理化性质，并考察了其对盐酸四环素（TCH）溶液的吸附性能。结果表明，吸附过程符合准二级动力学模型和Langmuir模型，TCH在298 K的温度下的最大吸附量为78.68 mg/g，在中性条件下CuAl?LDH@BC对TCH的去除效果最佳，在水环境中抗干扰能力较强；CuAl?LDH@BC吸附TCH可能涉及的机制有氢键作用、表面络合、π-π相互作用和静电作用；研究结果证实了CuAl?LDH@BC作为低成本的高效吸附剂，在吸附水体四环素类抗生素方面应用前景广阔。

在“双碳”背景下，化学链制氢是一种可替代传统制氢的新方案，具有经济高效等特点。选择合适的载氧体对工艺的稳定性能至关重要，这些载氧体具有高反应性、选择性、材料强度和抗烧结性等性能。综述了目前常用的化学链工艺流程，包括双反应器与三反应器，并对几种不同的金属载氧体性能进行了比较，同时总结了不同载氧体反应机理。由于载氧体在反应过程中出现结焦和团聚等现象，因此众多研究者关注如何从微观层面有效地避免这些问题。最后，对载氧体作为可再生、可持续和环境友好型材料的前景进行了展望。

氢气被认为是安全并可持续供应的一种清洁能源，在缓解化石能源短缺和环境污染等方面具有十分重要的作用，而电催化分解水是产氢的有效途径之一。二硫化钼（MoS₂）因具有较低的氢吸附吉布斯自由能（ \mathrm{\Delta } G_H）而被广泛用于电催化析氢过程。综述了提升MoS₂电催化析氢性能的方法，通过贵金属掺杂诱导MoS₂产生相转变或者暴露更多催化活性位点，以及通过过渡金属和非金属掺杂使MoS₂暴露更多活性位点或者产生硫空位。同时，针对MoS₂催化性能的提升提出了一些建议。

基于摄像头构建的感知和检测系统，以较低的成本和较高的分辨率实现目标检测。通过六个单目相机生成的鸟瞰图（BEV）特征可进行目标检测。其中，BEV特征包含物体的位置和尺度，适用于各种自动驾驶任务。BEV检测器通常与深度预训练的图像骨干相结合，但是两者直接连接并不能突出2D特征与3D特征的对应关系。为了解决以上问题，使用通道注意力对输出特征图加权调整提议特征通道，并与深度估计模块相结合，突出了2D与3D特征的关系；通过时序叠加融合方式解决了继承式融合方式中过去信息逐渐丢失的问题，保证了模型能够充分利用历史信息。在NuScenes数据集上进行了广泛的实验，结果表明归一化累计得分（NDS）达到了0.604，比BEVFormer模型提升了0.035，验证了模型的有效性。

针对在漏磁检测中石油和天然气管道中的小缺陷样本稀缺及检测精度不佳的问题，提出了基于浅层特征抑制的油气管道小缺陷检测网络。首先，利用对抗生成网络并融入先验知识，以生成高质量小缺陷样本。然后，在特征提取过程中引入缺陷特征抑制模块，在浅层金字塔特征中抑制大缺陷语义从而增强小缺陷特征。最后，多尺度注意力变换器（Transformer）充分利用特征图像的局部细节和全局信息提高管道缺陷检测准确率。实验结果表明，该模型检测的准确率为95.1%，比现有的Faster R?CNN等方法的平均值高7.8%。

我国已成功钻成万米以上超深井，在钻完井装备技术上有了更深入的突破，标志着我国在石油勘探开发领域迈出了重要的一步。当前，对提高钻井效率、保障安全性的迫切需求愈发凸显。智能钻完井技术凭借其高钻井效率和安全性的显著优势，成为解决这些挑战的核心技术。通过融合先进的自动化控制、实时数据监测以及机器学习技术三方面要素，可有效地优化钻井操作，提高作业效率，大幅提升钻完井的安全性。综述了智能钻完井装备技术的发展现状，提出了自动化控制、实时数据监测、机器学习技术三位一体的研究方法，重点分析了国内外智能钻头、智能导向工具、智能钻杆、智能滑套以及智能钻机等创新设备的发展历程与技术进步。建议未来通过人工智能、智能优化算法以及国内外合作等多极为支撑，实现智能钻完井装备技术三位一体的全面发展。

稠油微观高黏机理研究对高效开发渤海稠油具有重要意义。针对渤海典型稠油油藏，通过开展原油黏度与温度关系、原油组分和组分极性、杂原子分布和沥青质聚集体结构等研究，探讨了稠油高黏微观机理。结果表明，与渤海N油田（胶质、沥青质质量分数分别为23.25%和6.59%）相比，L油田中饱和烃、芳香烃质量分数较低，胶质、沥青质质量分数（分别为29.95%和9.76%）较高；O、N、S等杂原子质量分数较高，胶质和沥青质相对分子质量也较大，各组分分子的极性较强，胶质和沥青质偶极矩分别达到14.01、17.94 D（N油田的胶质和沥青质偶极矩分别为9.12、12.25 D）。以上均会导致胶质、沥青质分子间的作用力较强，分子间缔合作用明显增强，沥青质分子间距更小，聚集体结构更加致密，最终导致原油黏度较高。

利用SPS仿真软件建立正反输仿真模型，对处于低输量工况的阿赛线管道进行正反输运行模拟，并研究了正反输过程中沿线油温随时间的变化规律，以及反输输量对反输温降的影响。结果表明，正输稳态下沿线油温逐渐降低；反输开始沿线油温先降低后升高，达到稳态后油温逐渐降低；反输进站油温先降低后稍有升高，最终趋于稳定；明确了正反输过程中原油最低温度为存留原油被完全推出管道时的进站温度；反输输量越大，反输过程中的最低油温越高，达到反输稳定状态也更快。通过SPS仿真软件模拟分析得出的正反输工艺温度变化可为确定阿赛线正反输运行方案提供一定依据。