深海環境的特點精選(九篇)
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第1篇：深海環境的特點范文
【關鍵詞】高中生物；信息題；解題；策略
生物信息題解題，是高中生物課中的重要內容，也是比較難以掌握的。筆者在多年的生物課教學中，逐步摸索出了一些經驗性的東西，在此予以闡述，與廣大生物老師切磋。
1. 信息給予題的基本框架 該類試題一般具有如下框架：
題干（信息部分）+若干簡短問題（問題部分）
題干部分向學生提供解題信息，多以文字敘述為主，有的再輔以圖示和數據等信息，內容覆蓋了生命科學領域的各方面知識。
問題部分是圍繞題干給出的信息主題展開的，能否解答出此類問題，關鍵取決于能從題干中獲取多少信息及獲得的信息能否快速地遷移到要解答的問題中來。若干問題往往以連環式、并列式、漸進式或綜合式的結構關系形成系列，構成對題干信息的比較完整的研究和應用。
2. 信息給予題的解法 （1） 閱讀理解發現信息。認真閱讀題干，能讀懂題干給出的新信息，理解題干創設新情景中的新知識。
（2） 提煉信息發現規律。結合提出的問題，提煉出有價值的信息，剔除干擾信息，從中找出規律。
（3） 運用規律聯想遷移。充分發揮聯想，將發現的規律和已有知識相聯系，遷移到要解決的問題中來。
（4） 類比推理解答問題。運用比較、歸納、推理，創造性地解決問題。
3. 信息給予題例題分析 例1：1977年，科學家在深海中的火山口周圍發現熱泉。熱泉噴出的海水溫度超過300℃，并且富含硫化氫和硫酸鹽。令人吃驚的是，在這樣的海水中，竟發現大量的鐵硫細菌。這些細菌通過氧化硫化物和還原二氧化碳來制造有機物，在熱泉口周圍還發現多種無脊椎動物，如大海蛤、蟹、管水母、沒有口也沒有消化道的管居環節動物等。近20年來，人們不斷在深海發現這樣的熱泉生態系統。有些科學家認為熱泉口的環境與地球早期生命所處的環境類似。
請根據以上材料回答：
（1）上述硫細菌的同化作用類型是____________。
（2）與一般生態系統相比，深海熱泉生態系統有哪些特殊之處？
（3）研究深海熱泉生態系統有什么意義？
解析：本題針對問題可以從題干中提取到以下信息：
（1） 熱泉生態系統處在深海中火山口周圍，所以無光照，壓力大，溫度高；
（2） 海水中硫細菌可以合成有機物，所以硫細菌是生產者，其合成有機物所需能量來自氧化硫化物所釋放的化學能，而不是光能；
（3） 熱泉生態系統環境與早期生命所處的環境類似，為研究生命起源提供了材料。
從以上得到的有效信息找出規律，展開聯想，聯系課本上的有關硝化細菌的知識，很容易得到本題的答案：
（1）硫細菌的同化作用類型是化能自養型。
（2）深海熱泉生態系統的特殊之處：
a.能源是化學能，不是太陽能；
b.生產者是化能自養細菌，不是綠色植物；
c.外界是高溫、高壓、無光的環境，不是常溫、常壓、有光環境。
（3）研究深海熱泉生態系統的意義：
a.豐富人們對生物適應性、多樣性的認識；
b.對研究生物抗高溫、抗高壓的機理有重要價值；
c.對研究生命的起源和生物的進化有一定的意義。
例2.在啤酒生產過程中，發酵是重要環節。生產過程大致如下：將經過滅菌的麥芽汁充氧，接入酵母菌菌種后，輸入發酵罐。初期，酵母菌迅速繁殖，糖度下降，產生白色泡沫，溶解氧漸漸耗盡。隨后，酵母菌繁殖速度下降，糖度加速降低，酒精濃度漸漸上升，泡沫不斷增多。當糖度下降到一定程度后，結束發酵，最后分別輸出有形物質和啤酒。根據上述過程，回答下列問題：
（1）該過程表明啤酒酵母菌異化作用類型是_________。
（2）初期，酵母菌迅速繁殖的主要方式是___________。
（3）經測定酵母菌消耗的糖中，98.5%形成了酒精和其他發酵產物，其余1.5%則是用于__________。
（4）若酵母菌消耗的糖（麥芽糖分子量342）有98.5%（質量分數）形成了酒精（分子量46）和其他發酵產物。設有500噸麥芽汁，其中麥芽糖的質量分數是8.00%，發酵后最多能生產酒精濃度為3.20%（質量分數）的啤酒多少噸？
解析：本題以啤酒酵母生產情境，要求答題者判斷和解釋酵母菌異化作用的特點、繁殖方式、新陳代謝類型及反應方程式和相關計算。此題把課本中的基礎知識引向了生物發酵工程領域，考查對基礎知識的遷移和應用能力。
從題中可得到以下信息：
（1）充氧時，酵母菌迅速繁殖，說明酵母菌可以進行有氧呼吸，此時生存條件良好，故繁殖方式為無性生殖中的出芽生殖；
（2）“溶解氧漸漸耗盡”時，“酵母菌繁殖速度下降” 而“酒精濃度漸漸上升”，說明酵母菌可以進行無氧呼吸。
（3）酵母菌生產的酒精同時自身也要生長繁殖，維持生命活動，所以也要消耗少量的糖類。
第2篇：深海環境的特點范文
一個不容置疑的事實是，全球已經邁進了高油價時代，價格低廉且供應充足的時代已經一去不返。作出這樣的判斷基于非常淺顯的一個現實：石油有著不可再生性。在大量消耗后，剩余資源越來越少，必然會供應不足價格上漲。
未來國際油價漲到100多美元一桶，不會是什么奇怪的事情。預計國際油價很可能會呈現出階梯式上漲的態勢，比如85美元的價位維持一段時間，然后再上升到90美元，以5美元為一個臺階不斷攀升。
在未來，全球的石油供不應求將是長期的現實，除非未來科技進步出現了新的替代產品。當前石油產需的格局沒有大的改變，需求方面，包括新興國家在內的需求增長依然強勁，發達國家的需求雖然受到了抑制但也沒有明顯下降；而供給方面，全球石油產能最近幾年也并沒有得到擴大。
高油價對全球經濟發展肯定是一個打擊，對嚴重依賴石油進口的國家更是如此。世界上對石油依存度最高的國家美國為62%。目前，中國的石油對外依存度已經達到55%，需要及早為高油價時代和能源供應不足做好準備。
從開源角度看，中國急需找到更多的資源儲量來滿足需求，海洋石油的開發則是一個確定的方向。經過幾十年的開發，中國陸上找到大型超大型油田的幾率正在減小，而既有的大油田如大慶油田等，都面臨著資源枯竭、開采成本增高的難題。而中國海上，大面積的區域都是一片空白，資源勘探開發的程度非常低。
走向深海油氣開發并不是一件容易的事情，相比陸地油氣，海洋油氣開發更是高風險、高投入。對石油公司來講，深海開發首先就面臨著很高的成本壓力。在茫茫大海上，能不能找到油氣本身就是一件風險極高的事情，而所有的資源勘探活動都是需要資金付出的。目前，國際市場上一條大型鉆井船的日租金就高達幾十萬甚至上百萬美元一天。有統計顯示，海洋油氣開發的平均成本是陸上的5到10倍。
海洋油氣開發的另外一個特點，是環境風險極高。一旦出現事故，后果的嚴重性將是非常的驚人。最典型的是去年英國石油公司（BP）在美國墨西哥灣的漏油事件。BP為了堵住漏油，征集運用了全世界最先進的技術，但還是進展緩慢達不到預期的效果，原油泄漏了3個多月后才勉強堵住。
墨西哥灣漏油事件給環境造成的污染，實際會超過業內人士的預料，其影響很可能需要數十年才能完全消除。到目前為止，人類對深海石油泄漏的處理還沒有特別有效的辦法。BP公司為此將付出較為慘重的代價，預計總損失將超過200億美元，經過這個事情后其在國際上的聲譽損失則遠非金錢所能衡量。
即使如此，中國還是必須要走向海洋，尤其是千米以上的深海、超深海。中國沒有別的選擇，也不能因為海洋油氣開發的風險太大而不往這個方向走。這不能打折扣，也沒有討價還價的余地。在走向海洋的大前提下，我們的石油公司要考慮的是如何更好更安全地開發，將事故的發生概率降低到接近零的水平。
目前，中國的三大石油公司都有海洋石油開發業務在進行，相比較而言，中海油開采經驗和作業能力是最強的。但是，相比國際先進石油公司，中國公司的海洋開發能力嚴重不足。即使是實力最強的中海油，作業范圍還主要集中在淺海，目前只能夠在不超過300米水深的海域獨立作業。
在全球，有100多個國家在進行海洋石油勘探開發，50多個國家在開展深海勘探開發，美國、巴西、挪威、馬來西亞等都是深水技術強國。國際先進的半潛式鉆井平臺，工作水深可以超過3000米，鉆井浮船的主尺度可以達到300米乘60米，鉆井深度可達10000米以上。距離這些國際最先進的開發者，中國海洋油氣開發落后得不是一點半點。
中國公司走向深海油氣開發，首先面臨的是技術水平不夠的難題。中海油的技術已經積累了一定的基礎，但是提升的空間還非常大。在這方面有一個補足短板捷徑，即可以發揮中國公司的資金優勢，直接收購國際一流的專業公司和專利技術，拿回來后再做消化吸收的工作，在這方面中海油已經有了不少的嘗試。
第二，中國海洋石油開發裝備的不足。中海油目前的海洋鉆井船、鋪管船等大型海工設備，基本都是跟淺海油氣開發的需求相配套。如果要走向深海，需要更深的鉆井船、更大型的FPSO（“浮式生產儲存卸貨裝置”）等一系列裝備。尤其是深海鉆井平臺，目前已經發展至了第六代3000米深，中海油剛剛投資建造了第一艘并且還沒投產。
當然，海洋設備也可以花錢去買，有錢可以買到全球最新最先進的裝備，但是買來之后如何運用卻是一大考驗，這就是中國公司走向深海的第三大難題：如何運用技術和裝備來進行開發的作業能力。
中海油目前已有的經驗，都是集中在300米以內的淺海地區，深海開發的閱歷幾乎為零。實現從淺海到深海的跨越之后，管理能力、作業水平將是對中海油最嚴峻的考驗。能不能安全生產，外界還無從判斷。管理經驗上加強，需要在實際的操作和作業中來提升，做到完美和極致。目前在以上這三方面，中海油都還有很大的提升空間。
面對這些差距，中國公司需要及早趕上，占領海洋石油開發的制高點。目前，我們走向深海的速度并不快，走在最前列的中海油實際也是剛剛起步。走得比較慢的原因，主要還是經濟性的問題，深海油氣開發的巨大投入一定程度上降低了幾大公司走向深海的積極性。不過，隨著國際油價的持續走高，這個問題已經變弱，深海油氣開發已經有非常確定的利潤回報。
深海油氣的開發，需要借助市場的力量來推動，需要鼓勵三大石油公司加強合作、加強競爭，同時可以加大引進國際先進石油公司參與開發力度。當然，很重要的，還需要政府的戰略來引導。深海油氣開發需要原材料、船舶、海洋工程、機電設備等多領域、多行業的科技實力做支撐，相關配套技術的開發需要政府在戰略高度上做出扶持。
在中國海域，深海油氣的開發大有作為。根據石油地質學家的研究，深水和鄂爾多斯盆地將是我國能源接替的兩個主要領域。在走向深海之后，中國有望在建成多個與大慶油田相媲美的大型油氣產區，中國的石油對外依存度將有望降低，為確保中國的能源安全提供比較堅實的國內基礎。
第3篇：深海環境的特點范文
關鍵詞：海洋 石油 鉆井 特點 發展研究
一、我國海洋石油鉆井裝備產業狀況
近年來，我國油氣開發裝備技術在引進、消化、吸收、再創新以及國產化方面獲得了長足發展。
1.建造技術比較成熟
海洋石油鉆井平臺是鉆井設備立足海上的基礎。從1970年至今，國內共建造移動式鉆采平臺53座，已經退役7座，在用46座。目前我國在海洋石油裝備建造方面技術已經日趨成熟，有國內外多個平臺、船體的建造經驗，已成為浮式生產儲油裝置（FPSO）的設計、制造和實際應用大國，在此領域，我國總體技術水平已達到世界先進水平。
2.部分配套設備性能穩定
海洋鉆井平臺配套設備設計制造技術與陸上鉆井裝備類似，但在配置、可靠性及自動化程度等方面都比陸上鉆井裝備要求更苛刻。國內在電驅動鉆機、鉆井泵及井控設備等研制方面技術比較成熟，可以滿足7000m以內海洋石油鉆井開發生產需求。寶石機械、南陽二機廠等設備配套廠有著豐富的海洋石油鉆井設備制造經驗，其產品完全可以滿足海洋石油鉆井工況的需要。
3.深海油氣開發裝備研制進入新階段
目前，我國海洋油氣資源的開發仍主要集中在200m水深以內的近海海域，尚不具備超過500m深水作業的能力。隨著海洋石油開發技術的進步，深海油氣開發已成為海洋石油工業的重要部分。向深水區域推進的主要原因是由于淺水區域能源有限，滿足不了能源需求的快速增長需求，另外，隨著鉆井技術的創新和發展，已經能夠在許多惡劣條件下開展深水鉆井。雖然我國在深海油氣開發方面距世界先進水平還存在較大差距，但我國的深水油氣開發技術已經邁出了可喜的一步，為今后走向深海奠定了基礎。
二、海洋石油鉆井平臺技術特點
1.作業范圍廣且質量要求高
移動式鉆井平臺（船）不是在固定海域作業，應適應移位、不同海域、不同水深、不同方位的作業。移位、就位、生產作業、風暴自存等復雜作業工況對鉆井平臺（船）提出很高的質量要求。如半潛式鉆井平臺工作水深達1 500～3 500 m，而且要適應高海況持續作業、13級風浪時不解脫等高標準要求。
2.使用壽命長，可靠性指標高
高可靠性主要體現在：①強度要求高。永久系泊在海上，除了要經受風、浪、流的作用外，還要考慮臺風、冰、地震等災害性環境力的作用；②疲勞壽命要求高。一般要求25～40 a不進塢維修，因此對結構防腐、高應力區結構型式以及焊接工藝等提出了更高要求；③建造工藝要求高。為了保證海洋工程的質量，采用了高強度或特殊鋼材（包括Z向鋼材、大厚度板材和管材）；④生產管理要求高。海洋工程的建造、下水、海上運輸、海上安裝甚為復雜，生產管理明顯地高于常規船舶。
3.安全要求高
由于海洋石油工程裝置所產生的海損事故十分嚴重，隨著海洋油氣開發向深海區域發展、海上安全與技術規范條款的變化、海上生產和生活水準的提高等因素變化，對海洋油氣開發裝備的安全性能要求大大提高，特別是對包括設計與要求、火災與消防及環保設計等HSE的貫徹執行更加嚴格。
4.學科多，技術復雜
海洋石油鉆井平臺的結構設計與分析涉及了海洋環境、流體動力學、結構力學、土力學、鋼結構、船舶技術等多門學科。因此，只有運用當代造船技術、衛星定位與電子計算機技術、現代機電與液壓技術、現代環保與防腐蝕技術等先進的綜合性科學技術，方能有效解決海洋石油開發在海洋中定位、建立海上固定平臺或深海浮動式平臺的泊位、浮動狀態的海上鉆井、完井、油氣水分離處理、廢水排放和海上油氣的儲存、輸送等一系列難題。
三、海洋石油鉆井平臺技術發展
世界范圍內的海洋石油鉆井平臺發展已有上百年的歷史，深海石油鉆井平臺研發熱潮興起于20世紀80年代末，雖然至今僅有20多年歷史，但技術創新層出不窮，海洋油氣開發的水深得到突飛猛進的發展。
1.自升式平臺載荷不斷增大
自升式平臺發展特點和趨勢是：采用高強度鋼以提高平臺可變載荷與平臺自重比，提高平臺排水量與平臺自重比和提高平臺工作水深與平臺自重比率；增大甲板的可變載荷，甲板空間和作業的安全可靠性，全天候工作能力和較長的自持能力；采用懸臂式鉆井和先進的樁腿升降設備、鉆井設備和發電設備。
2.多功能半潛式平臺集成能力增強
具有鉆井、修井能力和適應多海底井和衛星井的采油需要，具有寬闊的甲板空間，平臺上具有油、氣、水生產處理裝置以及相應的立管系統、動力系統、輔助生產系統及生產控制中心等。
3.新型技術FPSO成為開發商的首選
海上油田的開發愈來愈多地采用FPSO裝置，該裝置主要面向大型化、深水及極區發展。FPSO在甲板上密布了各種生產設備和管路，并與井口平臺的管線連接，設有特殊的系泊系統、火炬塔等復雜設備，整船技術復雜，價格遠遠高出同噸位油船。它除了具有很強的抗風浪能力、投資低、見效快、可以轉移重復使用等優點外，還具有儲油能力大，并可以將采集的油氣進行油水氣分離，處理含油污水、發電、供熱、原油產品的儲存和外輸等功能，被譽為“海上加工廠”，已成為當今海上石油開發的主流方式。
4.更大提升能力和鉆深能力的鉆機將得到研發和使用
由于鉆井工作向深水推移，有的需在海底以下5000～6000m或更深的地層打鉆，有的為了節約鉆采平臺的建造安裝費用，需以平臺為中心進行鉆采，將其半徑從通常的3000m擴大至4000～5000m，乃至更遠，還有的需提升大直徑鉆桿（168？3mm）、深水大型隔水管和大型深孔管等，因此發展更大提升能力的海洋石油鉆機將成為發展趨勢。
四、結束語
我國海洋石油鉆采裝備己進入飛速發展的新時期，尤其在海洋鉆采平臺、海洋鉆修井模塊、水下生產裝備等多個方面均已有了新的發展目標，這對促進我國海洋裝備早日實現國產化，縮小與發達國家之間的差距，保證國家的海洋油氣資源不受侵犯等具有非常重要的現實意義。相信通過未來幾年、十幾年的努力，我國必將在海洋石油裝備方面步入世界強國行列，國內海洋茹由鉆采裝備產業必將展現光明的前景。
參考文獻
第4篇：深海環境的特點范文
【關鍵詞】海洋工程；深水平臺；安裝
中圖分類號： P75 文獻標識碼： A
一、前言
海洋中油田所處位置大多在深海，所以對海洋深水平臺的建造于安裝問題一直是重點也是難點，平臺的建造與安裝的整個過程都是在不穩定環境中進行，如何保證施工人員的安全及整個施工的順利進行，都是需要加強的關鍵問題。
二、我國海洋工程深水平臺發展現狀
目前的海上石油鉆井平臺可分為固定式和移動式兩種。固定式鉆井平臺大都建在淺水中，它是借助導管架固定在海底而高出海面不再移動的裝置，平臺上面鋪設甲板用于放置鉆井設備。支撐固定平臺的樁腿是直接打入海底的，所以，鉆井平臺的穩定性好，但因平臺不能移動，故鉆井的成本較高。為解決平臺的移動性和深海鉆井問題，又出現了多種移動式鉆井平臺，主要包括：坐底式鉆井平臺、自升式鉆井平臺、鉆井浮船和半潛式鉆井平臺。
半潛式鉆井平臺其結構形式與坐底式鉆井平臺相似，上部為鉆井的工作平臺，下部為浮筒結構。它綜合了坐底式鉆井平臺和鉆井船的優點，解決了穩定性和深水作業的矛盾。鉆井作業時，平臺呈半潛狀態漂浮在海面上，浮筒在海水下的20m~30m 處，受大海風浪的影響小，所以平臺的穩定性比鉆井浮船要好，鉆井作業結束，排出水形成浮箱后可進行拖航，是目前海上鉆井應用較廣泛的一種石油鉆井平臺。
從高技術高投資角度來看，以目前水平計算，海洋鉆井每米耗資約1 萬元人民幣，海上鋼結構平臺每平方米造價高達2 萬美元，建設一個中型海上油田投資總要在6 億美元以上，一個大型油田總投資至少數十億美元。盡管這樣，海上油田的豐富蘊藏是誘人的。1990 年以來，我國石油開采增量的一半來自海洋油田。進入21 世紀，這一趨勢更加明顯。根據專家推測，我國南海的曾母盆地、沙巴盆地、萬安盆地的石油總儲量將近200 億t，是世界上尚待開發的大型油藏之一，其中有一半以上的儲量分布在我國海域。
三、海洋鉆探工藝特點
深海鉆探涉及海上固定平臺或深海浮動式平臺的泊位、深水海床的不穩定地質因素、浮動狀態下的深水井控問題以及有效的保護深海環境等。相對于傳統的
陸上鉆井工藝而言，海洋鉆探工藝呈現以下特點：
1.油氣勘探中如何確定油氣藏的精確位置。隨著水深的增加，油藏流體更加復雜化，由于海上鉆井工程直接面對深水環境下的油氣勘探技術，這些技術包括長纜地震信號測量和分析技術、多波場分析技術、深水大型儲層識別技術及隱蔽油氣藏識別技術等。由于海洋油氣勘探費用一般是陸地油氣勘探費用的5～6倍，鉆井成本每米耗資在1萬元以上，建設海上中型油田投資約3～6億美元，海上大型油田投資約在20～30億美元。鑒于這種高投入和高風險，這就要求綜合利用各種分析評價技術深入分析區域地質構造及油氣聚集規律，盡可能精確地定位油氣儲量大、產能高的油氣構造，這對各種測量分析技術和目標識別手段的整合是一個挑戰。
2.深水鉆井所需的高新技術集成。深水鉆井面臨的困難與淺水鉆井相比區別很大，主要包括深水海床的不穩定地質因素、淺層地質災害、海底低溫的影響、天然氣水合物、深水井控問題及有效的保護深海環境等。特別是超深水海域更有著淺水所不可想象的困難，有許多淺水的鉆井工具和技術在深水鉆井中就不能適用。國外進行海底勘探調查，必須配備深水機器人（ROV）、深海取樣鉆機等設備，有的還用載人潛器和深海鉆探船等頂尖設備，同時要求掌握深水油氣鉆井關鍵技術（包括動力定位技術、海上大型自升式鉆井船技術、3000m水深半潛式鉆井平臺和深水浮式鉆井船關鍵技術、鉆井液和完井液以及水下施工技術等）和深水油氣開發技術（包括深海采油技術、深水平臺技術、深海油氣田總體開發技術、深海海底管道、電纜設計技術、水下作業技術等）。所有這些都需要特別的高新技術和特殊手段進行應對，每向海底深入一米，對技術的要求就更高一層。
四、順應塔平臺安裝技術
Guyed型順應塔平臺基本上已屬于淘汰的技術,其安裝方式極為復雜；本文所介紹的安裝方法主要針對后兩種類型的順應塔平臺。
1.安裝階段
順應塔平臺的安裝可以劃分為兩個階段。順應塔平臺屬于細長體結構, 尤其是底部尺度較導管架小得多, 因此其底部不是常規的防沉板型式, 而是一套復雜的基礎結構。
第一階段是安裝基礎結構的部分, 包括: 鉆井基盤及其基礎, 定位基盤和定位樁, 調平基盤和調平樁, 底部結構和樁。一般在海上安裝前,各部分的對接要進行陸地試驗。
第二階段安裝順應塔主體的上部和底部, 以及上部組塊, 如果采用了非常規的固定式立管, 則還需要安裝立管。順應塔平臺的順應特性是就平臺整體而言的, 未安裝組塊前置于海中的順應塔平臺很容易導致疲勞破壞, 這要求水下結構與組塊的安裝要緊密銜接。
盡管個別平臺采用了安裝臨時組塊( 同樣重量的水箱), 但這樣大大增加了安裝工作量。第二階段的安裝涉及很多復雜的水下連接操作, 導致工期也較長, 因此在確定安裝方案時, 要充分考慮并尋找一段合適的時間。
2.安裝方案
首先, 第一步安裝的是鉆井基盤, 這項工作通常由一艘半潛式鉆井船完成。鉆井基盤是一種帶有井槽的隔板型結構, 設有導向槽, 有助于平臺與基盤間的定位連接, 這是安裝定位基盤的關鍵部件。
然后, 第二步安裝定位基盤, 同樣設有導向結構, 其上的導向柱插入鉆井基盤的導向槽內, 這個基盤由樁基固定。第三步是安裝下部基礎, 此時要打調平樁, 以確保平臺的主體結構置于水平的基礎上。
3.施工機具
順應塔平臺安裝, 使用到的資源主要是浮吊和駁船。在中深水海域作業, 起重船必須具有動力定位能力。由于長度的限制, 樁在裝船時通常也會用到浮吊。在選擇起重船時, 除了要滿足靜載的要求外, 在下放過程中須考慮動力引起的鉤載的增加。由于大量的水下對接作業,DSV 和ROV是必不可少的。此外, 還會用到如ADV,ILT 等的專用工具。
五、質量管理
1、制作相關的建造與質量管理清單為了加強對質量管理過程的控制，在建造工程的實施過程中，需要制作一系列的清單如涂裝檢驗清單、焊接檢驗清單、驗收清單等，在清單中對施工中的每一個細節的施工質量都作出明確的要求，這樣每一個員工在施工的過程中只要是按照清單上的施工要求進行施工，都能實現高水平的建造質量管理。
2、做好質量手冊的培訓工作，做好焊接人員的資質復驗工作為了保證平臺建造過程中的焊接質量，在焊接工作開始前，應該對焊接師傅的焊接資質進行嚴格的把關，通過考核的焊接師傅才能參與到平臺的焊接工作當中，同時，要加強對每一個焊接師傅的質量手冊的培訓工作，并且定期的做好焊接師傅的焊接質量及焊接標準的抽查工作，保證平臺施工過程中的焊接質量。
3、制定出高標準的焊接工藝。在半潛式海洋平臺的建造過程中，要用到大量的高強度鋼及超高強度鋼，而這些材料的可焊性較差，對這些材料進行焊接時，對焊接的溫度非常的敏感，并且焊接完成后很容易出現延時裂紋，因此，為了保證平臺的整體建造質量，在焊接施工的過程中，應該制定出高標準的焊接工藝要求，焊接工藝的要求應該超過一半的船級社的焊接要求，從而有效的提高平臺焊接工藝的可靠性。
4、對超高強度的鋼焊接進行全程的監控管理。平臺的建造過程中需要用到超高強度鋼，這種材料在一般的工程中很少用到，具有一定的特殊性，為了保證工程的施工質量，參與超高強度鋼的焊接的焊接師傅應該經過嚴格的考核，焊接人員的技術必須過硬，通過對焊接過程的全程監控，提高超高強度鋼的焊接合格率。
六、結束語
海洋深水平臺建設存在著極大的風險，整個過程也極其復雜，加強施工前預測、施工中檢測及整個施工過程科學的管理都是質量得以保證的前提。
參考文獻：
[1]佟玉軍.海洋深水平臺的建造與安裝.科技傳播.2013年3月，第2期，166-168.
第5篇：深海環境的特點范文
課程實施過程中，我們采取集體大課、分組教學以及分學科教學相融合的教學方式。本文將以“海洋生態系統與澳洲文化探索”部分（以下稱“海洋組”）為例，呈現統整項目課程中集體大課設計和具體實施。
教學定位：導入課程，激發興趣
集體大課通常安排在統整項目課程的初始階段，采取由同一老師集中教學、全年級學生統一在同一個地點、同一時段學習的形式。
集體大課是統整項目課程的概覽課程，也是導入課程，其主要作用在于調動學生的學習積極性，激發學生的學習興趣，促使學生對某一問題、某一主題進行探究，并為后期學生根據興趣選擇分組教學作鋪墊。因此，集體大課追求的是廣而不深、全而不細，立體認知、系統學習。
開發設計：主題引領，問題驅動
1. 教學目標
集體大課中的每個組別都需要將課程總目標進行科學細化和具體落實。
“海洋組”的教學目標為：
（1）初步認識海洋，知道海洋生態系統與海洋的區別。
（2）了解并學習海洋生態系統，知道海洋生態系統的構成，并能夠初步區分生產者、消費者、分解者、深海和淺海。
（3）認識澳大利亞，了解澳大利亞地理位置、歷史由來、國家情況等，認識澳大利亞國旗。
（4）了解澳大利亞豐富的自然資源和美麗的人文風景。
（5）了解澳大利亞大堡礁及其環境問題。
（6）學習并深入認識海洋生態系統及澳大利亞當前環境問題及其產生原因。
（7）樹立保護海洋、愛護地球的意識。
2. 教學內容
“全球生態與世界文化”課程內容包括兩大板塊――科學和人文。科學板塊即生態系統相關知識，人文板塊即世界文化相關知識。與之相對應，“海洋組”課程主要內容分別是海洋生態系統和澳洲文化（以澳大利亞為主）。
其中，海洋生態系統部分的教學內容主要包括：
（1）海洋。以“什么是海洋”“海洋和海洋生態系統有什么區別”兩個由學生提出的問題為主要驅動，貫穿整個課程學習。
（2）海洋生態系統。包括了解海洋生態系統的生物構成，初步區別生產者、消費者、分解者等。了解海洋生態系統的地理構成，學習深海、淺海等。
（3）海洋環境問題。了解海洋垃圾、海洋污染（石油污染、赤潮）、海洋生態系統破壞（生物死亡或滅絕）等海洋環境問題。
澳洲文化（以澳大利亞為主）部分的教學內容主要包括：
（1）澳大利亞的地理位置、版圖及歷史由來。
（2）澳大利亞基本的國家情況，如國旗、國徽等。
（3）澳大利亞的自然資源：動物、植物、礦產及地理景點。
（4）澳大利亞環境問題：大堡礁被破壞，土地荒漠化等。
具體教學內容設計以思維導圖的形式呈現，如圖1所示。
具體實施：學生中心，體驗感悟
1. 課前導入：繪本共讀
師生共讀“叮鈴和叮鈴鈴”系列繪本之《叮鈴和叮鈴鈴 一起去海底》。教師帶領學生到奇幻的海底世界“探險”“尋寶”，讓學生在有趣的故事中初步了解海洋環境和海洋生物，引起學生學習興趣，激發學生想象力。
2. 興趣激發：假如我是海底的一只魚
（1）教師明確要求：孩子們，請想象你是一條魚，來到了海洋世界……你會看到什么？聞到什么？聽到什么？觸摸到什么？你的感受是什么？請你寫一寫、畫一畫。請使用鉛筆和彩色筆，在4分鐘內完成。
學生在填寫學習單時，兩名授課教師巡場指導，巡場時打開iPad拍照功能并實時將學生填寫的情況和完成的作品分享到大屏幕。
（2）學生分享：請學生上臺分享作品，個別學生iPad投影展示。
學生在自主分享時，教師不組織學生點評而用語言不斷激發學生表達的欲望，幫助學生發散思維。順應兒童天性，發揮兒童的童真、童趣，進而引導學生回歸對大自然美好的向往和熱愛。
3. 初識海洋（教師引導為主）
（1）教師過渡：親愛的孩子們，剛剛大家的分享都非常有趣，同學們說在海底會看到鯊魚跳舞，會聞到咸咸的味道，會聽到鯨魚的歌聲，會摸到柔軟的海草……那么，老師想問一問，你們知道海洋里都住著誰幔浚ㄇ胙生舉手回答）老師聽說，海底里住著海龍王（簡單介紹海龍王的傳說）。
（2）認識海龍，了解海洋：孩子們，海龍王的故事講完了，其實這海龍王可能真的存在，你們看，這是什么？（出示海龍的圖片）是的，這是海龍，它生活在美麗的大海里，是地球上最古老的生物之一。下面，就讓我們一起跟著它，一起到它的家園――真實的海洋去看看吧！看看海洋里到底住著誰？（播放紀錄片《地球脈動》之海龍和海洋概覽的剪輯片段）
4. 認識海洋（學生討論為主）
（1）認識海洋生物。孩子們，誰來說一說，你看到海洋里都住著誰？（請學生回答，根據回答及時給予鼓勵和指導，同時將學生的答案貼畫在白板上）
（2）認識生產者、消費者、分解者。假如說海洋也是一個大城市的話，那么住在海洋里的這些動物和植物都有一份工作。第一種工作叫生產者，第二種工作叫消費者，最后一種工作叫分解者。讓我們通過一個簡短的動畫來看看，這些工作究竟是做什么的吧！（播放紀錄片《海洋》鯨魚捕食及海藻進行光合作用等剪輯片段）
（3）區分生產者、消費者、分解者。請學生根據紀錄片內容，在課件上連一連、畫一畫，幫海洋居民們找到對應的“工作”――生產者、消費者、分解者，并說一說什么是生產者、消費者、分解者，教師相機指導。
（4）認識陸地與海洋、深海與淺海。課件出示陸地與海洋的對比圖片，深海與淺海的對比圖片，請學生思考并說明陸地與海洋、深海與淺海的地理區別。課件出示居住在深海、淺海的“動物家族”和“植物家族”，進一步引導學生對比分析深海、淺海的生物區別。
（5）認識淺海的瑰寶――澳大利亞大堡礁。播放《地球脈動》之深海、淺海大堡礁的剪輯片段，課件出示大堡礁，教師簡單介紹地理位置、生物種類、具體情況等。
5. 認識澳大利亞（學生討論為主）
（1）教師過渡：我們一起到美麗的大堡礁游覽了，孩子們，請一起告訴我，這么美麗的大堡礁在哪個國家？是的，澳大利亞。澳大利亞是一個美麗又特別的國家。讓我們一起來認識一下這個國家吧！
（2）了解澳大利亞地理位置和基本情況。課件出示谷歌地圖，點擊澳大利亞版圖，引導學生從全球視角認識澳大利亞，發揮想象認識澳大利亞的版圖（抽生回答），了解澳大利亞是一個四面環海的國家。
（3）認識澳大利亞國旗。課件出示澳大利亞國旗，引導學生同桌討論，通過觀察法認識澳大利亞國旗，說出澳大利亞國旗的圖形、色彩等。課件出示英國國旗，引導學生繼續通過觀察法和對比法，說出兩國國旗的異同，分析國旗圖形、色彩等背后的含義，認識到澳大利亞是英聯邦國家。
（4）認識澳大利亞國徽、動物和植物：課件出示澳大利亞國徽，引導學生類比認識國旗的方法，通過觀察法認識澳大利亞國徽。并通過認識國徽上的代表性動物、植物，如黑天鵝、袋鼠、金合歡等，理解澳大利亞是一個自然資源豐富的國家。
（5）了解澳大利亞代表城市和著名景點。課件出示澳大利亞代表城市和著名景點的圖片，在音樂聲中帶領全體學生坐上“小飛車”，“游覽”澳大利亞。隨后介紹繪本《這就是澳大利亞》，鼓勵學生到繪本中進一步了解澳大利亞。
6. 認識海洋環境問題
（1）課件出示澳大利亞海洋環境受污染的圖片，與游覽時美麗的景色圖片進行對比。引導學生說一說――“我看到了什么”（海洋垃圾、被石油和廢水污染的黑色海洋、海洋生物死去、大堡礁珊瑚礁退化等）。
（2）教師介紹當下海洋環境問題，并播放保護海洋環境公益片，留下問題――“保護海洋，我們能做些什么”（這一問題不在課堂上做詳細討論，留待分組教學深入研究）。
7. 課堂小結
請你根據課堂上學習到的知識和了解的信息，畫一畫真實的海洋世界。
8. 課程評價
本次集體大課的評價以多元評價和自主評價相結合的方式進行。評價中，教師是引導者，學生才是評價的主體，兒童始終被置于中心位置。因此，如何引導學生學習并進行自我反思和學習評價，是統整項目課程集體大課評價的重點。
首先，教師以豐富的語言、親近的態度參與到學生學習的全過程，隨時關注學生學習狀態，提高學生注意力。
其次，評價以學習單為主要工具。其中，課程學習單是學習支架。學習單寫、畫結合，以畫為主，形式新穎、充滿趣味，符合一年級學生的認知特點和學習規律。在完成學習單的過程中，學生自己想、自己寫、自己畫、自己評，充分調動了學習積極性。
后續延伸：性興趣，自主選擇
當6個組別的老師依次上完集體大課，學生對整個課程的內容框架有了整體的學習、了解、體驗之后，回家與家人進行分享、交流和討論，最終做出自主選擇，自愿參與到六個大組中的一組，開展深度的主題學習和探究，即為期4周左右的分組教學和分科教學。
第6篇：深海環境的特點范文
【關鍵詞】生理健康 監護 控制 防護
HSE管理體系是關于健康、安全和環境的管理方法。自20世紀80年代后期，在石油化工行業得到長足的發展。近年來，安全管理工作受到國際石油界高度重視并取得了不少成績，安全成為HSE管理的核心，而健康管理卻沒有同“安全”管理一樣受到同等的重視。對于在海上從事勘探作業的深海船隊而言，船隊員工長期生活在這種高危環境、高度緊張、高強度勞動的環境中，員工的生理健康狀況受到極大的影響。
1 勘探船隊員工職業生理健康危害主要表現
船員長期的海上工作，無規律的海上生活，加上勞累，會有不同程度的海員職業病。高血壓、腰腿風濕性疼痛、消化性潰瘍、慢性支氣管炎、脂肪肝、痢疾、心血管病、職業性耳聾、呼吸系統疾病等是最常見的職業疾病。據調查統計，消化系統疾病占海員發病率的15.7%～30%，比陸上居民發病率高。心血管病發病率和死亡率高于陸上同年齡組的居民。各種各樣的職業疾病不僅僅危害著員工的健康，同時患有職業疾病的員工后期的治療費用也將給企業增加了沉重的負擔。
2 企業加強員工職業健康管理的必要性
員工是企業發展的源泉，企業的發展離不開員工。特別是對于海上勘探作業，員工的身體健康直接關系著生產能否順利進行，健康的身體是保證生產的前提條件。在海上生產作業中，緊急救援是船隊面臨的一項重大問題，員工一旦突發疾病，救援的不及時將可能導致員工生命危在旦夕，同時啟動緊急救援也將會耗費企業大量的人力和物力，更重要的是將會嚴重影響其它員工心理上的擔憂和恐懼。
3 “四+六”職業健康風險管控模式
所謂“四+六”職業健康風險管理模式指職業健康管理的“四”大步驟和“六”大層級職業健康風險控制措施。“四”大步驟指識別職業健康隱患、評估職業健康隱患和影響、控制職業風險、建立恢復措施；“六”大層級職業健康風險控制措施包括：消除、替代、降低、隔離、管控和保護等控制措施。
職業健康管理的第一步：識別。需要組建專業的健康風險評估團隊識別并總結出勘探船隊所有類型的職業健康隱患并建立職業健康隱患登記，包括：化學的、物理的、生物的、人類環境改造學的、心理的等。這些隱患有不同的感染方式，如：皮膚或眼睛接觸、吸入、攝取、聽、通過身體整個部分等。
職業健康管理的第二步：評估。風險評估矩陣圖（橫軸代表風險的可能性，縱軸代表風險的嚴重程度）作為健康風險評估的工具將健康風險分為低、中、高三種結果。對于中、高健康風險需要采取必要的控制措施，使健康風險盡可能降低到合理的水平。
職業健康管理的第三步：控制。消除、替代、降低、隔離、管控和保護等作為職業健康風險控制的“六”大層級控制措施。通過合理的控制措施將職業健康風險控制到合理的可接受的水平是職業健康管理的目的。
職業健康管理的第四步：恢復。通過恢復措施減輕潛在的影響來預防健康風險進一步擴大。
4 加強職業健康管理的舉措
4.1 完善員工的醫療檢查
員工的醫療檢查分為三個階段，包括：雇傭前的醫療檢查，用以評估員工是否適合特定崗位的工作，如食品處理、駕駛、機械操作等；人員分配/轉運前檢查，員工在分配到國外前需要進行健康檢查，做到持證上崗；定期醫療檢查，在作業現場工作的員工需要定期接受駐隊醫療檢查，用以監護野外的作業環境對員工造成的職業健康影響。4.2 建立完善的個人職業健康監護檔案
遵循保密原則為船隊員工建立完善的個人職業健康監護檔案。根據員工的職業接觸史，通過定期或不定期的醫學健康檢查和健康相關資料的收集，連續性地監測員工的健康狀況，分析勞動者健康變化與接觸的職業危害因素的關系，并及時地將健康檢查和資料分析結果報告給單位和員工本人，以便及時采取干預措施，保護員工健康。在健康監護的實踐中，應用現代信息技術，建立和健全健康監護檔案是一項重要的基礎工作。
4.3 分析船隊人員職業健康發展趨勢
通過綜合分析全體船員職業健康監護檔案可以獲得船隊人員職業健康總體發展趨勢，通過分析全體船員職業健康監護檔案還可以掌握各種職業病發生的概率和嚴重程度，同時還可以得出各種職業病的出現與海上工作年限之間的線性關系等。經過對以上信息結果的掌握，從而可以科學合理的制定今后的職業健康管理計劃和目的，采取必要的醫療或其它防范措施降低職業健康危害。
另外，通過科學準確做好船隊診所醫療記錄，綜合分析船隊每月的診所就診記錄，也可以得出船隊員工總體的職業健康發展趨勢，這將有利于關注船隊員工的職業健康，也將有利于提前采取預防和控制措施。
4.4 建立船隊診所的藥事管理
在建立了職業健康檔案并分析了職業健康發展趨勢之后，應當加強船隊診所的藥事管理。加強藥事管理就是要根據船隊員工的職業健康狀況和職業健康發展趨勢，建立完善的藥品的分類、儲備和管理，以及必要的診所設備的儲備和管理。通過藥事管理，加強船隊員工生理保健，降低職業健康危害。4.5 建立穩定完善的船隊醫療隊伍
充分考慮物探船的高危環境作業的特點，容易發生人員傷亡，因此現場急救能力是選拔醫療隊伍需要考慮的因素之一，同時還要充分考慮到船隊的藥事管理以及船隊員工的職業健康狀況和發展趨勢等因素進行綜合選拔符合物探船特點的醫療隊伍。
另外，建立穩定的船隊醫療隊伍是完善職業健康管理的條件之一，臨時的、不穩定的、經常更換的醫療隊伍缺乏對員工職業健康狀況情況的掌握，不利于長期的、持續的對員工進行健康監護。
4.6 宣傳職業健康管理理念和知識
加強對船隊員工進行職業健康管理理念和知識的宣傳和教育，有利于員工重視自身的職業健康狀況和發展趨勢，從而使得他們在職業生產過程中，注重“四+六”職業健康風險管理模式的運用，充分的去識別、評估職業健康風險，積極主動的采取職業健康風險防范措施，如通過消除、替代等方法消除職業健康隱患，合理使用各種勞動保護用品，加強體育鍛煉等等將職業健康風險降低到合理的可接受的水平。
第7篇：深海環境的特點范文
關鍵詞：混響；微波通信；分集技術
當前，微波通信技術發展迅猛，在各個探測領域均有所涉獵。微波通信指的是波長在1mm與1m之間的電磁波，早在上世紀50年代就得到了應用，并且在短時間內占據了長途通信50%以上的比例。微波通信的特點在于不需要固體介質，因此在點對點通信的過程中具有一定的復雜性以及強多徑的特性。微波通信的信號在進行分集處理的過程中，可以有效的提升合并效益，在復雜背景下也能保證接收能力，為通信質量提供一定的幫助。本文重點介紹了這樣的一種微波通信分集接收技術，以深海環境為例，對其進行闡述。
1 微波通信信道模型的建立
以深海背景為例，在其中運用微波通信分集接收技術，在此之前應該建立起相應的模型，這與傳統的技術相比具有一定的差異性，在遵循CSMA/CA信道訪問MAC協議的基礎上，可以將每一個時幀節點所攜帶的信息進行確認，判斷是否存在繁忙的現象，如果遇到繁忙的情況，就需要等待下一個時段。如果超出的空閑時間過長，那么時幀節點就會自行發送信息，在信道中，如果所發送的信息出現沖突，此時競爭窗口會按照相應的規律出現增加的情況，以達到最大競爭窗口值。每一個時幀節點要想獲得同等的訪問信道的機會，就需要在競爭窗口中將初始值設置為最小的競爭窗口值。以此作為一個重要的參數來判斷是否具有同等的概率。
運用自適應均衡技術對微波通信分集進行跟蹤，在兩點間的直線距離中不出現無障礙混響的情況下，微波通信分集就可以順利的接收到信息，但是卻不能將其傳輸到匯聚點中，這一問題的出現主要是因為寬帶無效占用量過大，并且出現能量浪費的現象。在這種情況下，最佳的處理方式就是要將信道的占用概率進行進一步劃分，保證父節點要高于子節點。信道在進行接收與傳輸的過程中，主要產生了上行以及下行兩方面的信道。可以滿足邏輯變換以及物理傳輸的作用。
在波特間隔均衡的基礎上對微波通信協議進行設計，可以進一步提升信道的連通性。在建立微波通信協議分集信道的過程中，選取傳輸樹中隨意的一個非根節點，這一節點不僅需要起到攜帶信息的作用，同時還要滿足對子節點信息進行傳輸的功能，如果距離匯聚點之間的距離較近，那么子節點需要承擔的信息發送任務也會隨之增加。在傳統微波通信新型均衡的過程中，主要運用的方法為空間分集技術，這一技術的應用只能使用一個信道，所以不斷提升通信狀態的基礎上，需要對這一技術予以進一步的改進，這樣才能更好的實現接收信息的作用。
2 微波通信分集接收算法的實現
運用自適應均衡技術在微波通信中進行分集跟蹤，這一技術是不能適用于在多途分集的情況下進行跟蹤的，所以信道在交叉時就不能獲得理想的效果。在同一微波信號的前提下，不同獨立衰落復制品進行加工并且對其處理，要想對信號進行分離就可以運用波特間隔線性反饋技術，這一技術的運用主要是將支路信號采取同相粗加，以此達到預期的效果。圖1中為分集接收機的框圖，其中主要分為兩個具有抽頭的延遲濾波器，其中一個延遲濾波器是前向濾波器，另外一個是反向濾波器，這兩種濾波器可以與最佳間隔均衡器相互匹配。若選用同微波碼元速率的T間隔均衡器是不能產生匹配濾波器的。在圖中可以看出，信號處在分離的狀態時，采用波特間隔線性反饋技術能夠更好的實現信號同相想加的目的。
3 仿真實驗與性能測試
為了測試本文提出的基于波特間隔線性反饋的微波通信分集接收技術在強混響背景噪聲下的微波通信性能，采用模擬仿真實驗的方法進行性能測試，測試背景為深海微波通信背景，背景干擾中含有大量的混響噪聲，信混比最低達到-3OdB，通信環境非常惡劣。反饋系數（C20-C0）為100000000000000001001。采用本文方法進行微波通信波束形成實驗，在微波通信信號頻帶分別為2～4kHz、2～6kHz、2～8kHz、2～10kHz下的到微波信號分集波束形成結果如圖2所示。從結果分析可見，信號自相關的δ（t）相似度分別為1.60dB、3.55dB、5.32dB、6.84dB，所以隨著帶寬的增大，深海環境下微波信號的自相關逐漸逼近于δ（t），提高了波束形成的垂直指向性，誤碼率從16.21%降低為0.98%。實驗結果證明本文方法在微波通信分集處理后對通信誤碼率有很好的降低效果，性能卓越。
圖2 微波通信分集波束形成仿真結果
4 結束語
本文研究了深海強信混比下的微波通信的信道優化和分集均衡接收技術，提出一種基于比特間隔線性反饋的微波通信分集技術，建立微波通信信道模型，進行了基于波特間隔均衡的微波通信協議設計，最后采用波特間隔線性反饋技術實現支路信號同相相加，正好抵消衰落的相位偏移，達到瞬態集中的目的。實驗表明采用該算法能有效提高波束形成的垂直指向性，能在強信混比干擾下提高微波通信質量，誤碼率得到大幅度降低，在水聲通信系統設計等領域具有很好的應用價值。
參考文獻
[1]段奇智，袁勇，張毅，等.天然氣管道遠程聲通信接收機系統設計方法研究[J].計算機與數字工程，2013，41（11）：1835-1829.
第8篇：深海環境的特點范文
目前，利用水下鎧裝海纜將高壓直流電能傳輸到深海，在深海海底將高壓電變換成低壓大電流直流電能以供海洋觀測儀器或作業設備使用已經成為當前海洋及深海觀測的一種革命性手段［1-4］。而其中能實現高低壓電能變換的變換器是整個觀測平臺最關鍵的部件。高低壓DC／DC直流變換已有不少相關的研究，基于已有成熟的拓撲結構，研究人員提出了各種控制策略，以實現穩定精確的控制。如利用輸入電壓進行前饋電荷控制的方式應用在高速機車電力系統上［5］，利用主從模塊分別獨立控制均壓和均流［6］，利用復雜的多環耦合控制方式實現模塊間的精確均壓與均流［7-10］，利用共占空比驅動控制的方式實現自然均衡［11-13］。該變換器使用場合異于陸地，具有不同特征和難點：首先，深海設備的維護極其昂貴，可靠性為首要設計準則，為降低失效風險，要求變換器電路結構盡可能簡單，具有高冗余度和容錯能力；其次，電力設備必須封裝在抗腐蝕的金屬耐壓腔體中，空間小，散熱條件差，故要求變換器結構緊湊，尺寸小，轉換效率高。基于以上難點，設計了一套適合深海環境場合的2000VDC／400VDC@2kW的電能變換器。
1多模塊組合結構原理
該變換器由多個低壓小功率DC／DC隔離變換模塊以輸入級串聯、輸出級并聯的方式堆疊組成，如圖1所示，其每個模塊的輸入電壓范圍為200~400V，輸出穩壓為400V，最大功率為400W。5個參數一致的模塊通過串并聯堆疊而成的變換器輸入范圍為1~2kV，輸出為400V，最大功率達2kW。相對于使用超高耐壓元器件的單一DC／DC變換器，采用多組模塊串并聯組合的方式有2點優勢：a.多個模塊串并聯組合，則每個模塊內部的功率開關管及其他元件的電壓應力將等比例降低，高頻低通態電阻的MOSFET開關管就能夠應用，從而可提高開關頻率，降低L、C、變壓器等元器件的尺寸以及開關管的通態損耗；b.模塊化設計使得維護和冗余設計都易于實現，同時，由于元器件尺寸變小，更有利于空間結構布局和散熱優化設計。單個模塊由2個雙管正激PWM控制電路在輸入端串聯、輸出端并聯組成，共用同一濾波電路（見圖2），C1和C2是2個正激電路的輸入均壓電容（為便于分析，圖中略去輸入濾波電路），VD7、Lout和Co組成輸出濾波電路。2組電路的相對應元件參數一致，2組開關管VT1與VT2、VT3與VT4的驅動基于同一PWM信號但運行于移相180°。穩態運行下，當VT1與VT2閉合時，VT3與VT4斷開，此時，C2處于充電狀態充電電流為Iin1，則充電電荷為：其中，D為占空比，T為周期，U1和U2分別為電容C1和C2的電壓值，L0為輸入端的等效電感，Uin為常數。同理，當VT3與VT4閉合時，VT1與VT2斷開，可得：可見，在充電狀態下，U1和U2的值趨于穩定，且當C1=C2時趨于相等，同理可得放電狀態下也是相同結論。假定穩態下，U1＝U2＝Uin／2，輸入電流因串聯結構而Iin1＝Iin2＝Iin，則輸入功率均分。假設2個隔離變壓器傳輸效率一致，則2個串并聯電路的輸出功率和電流均相等。當濾波電感電流連續，根據電感周期伏秒積為零的理論有：可見，該串并聯交錯互補驅動運行模塊的電壓變比特性和正激電路一致［14-15］。
2同步整流控制分析
如果每個模塊都使用一個獨立的穩壓或均流控制的PWM控制器，多個模塊堆疊組合后，將會產生不穩定狀態。以A、B2個模塊輸入端串聯、輸出端并聯的組合方式分析，設存在一個穩態，則模塊A輸入電容的充電量QA1等于放電量QA2，Uout-A=nADAUin-A=U0，Uout-B=nBDBUin-B=U0，其中nA=nB。當輸入電壓波動導致Uin-A升高而引起模塊A的控制器輸出的PWM占空比DA變小時，Cin-A的充電時間變長，放電時間變短，Uin-A繼續升高，最終導致模塊之間的輸入電壓失衡而不穩定。當前已有多種方法來實現各個模塊之間的均壓均流控制［16］，但都是基于復雜的控制策略來實現的，使用的元器件種類繁多，長期運行容易出現故障。針對結構過于復雜的特點，該變換器采用單一控制器，所有模塊運行于同步整流信號，依靠模塊間的自然均壓來實現均壓均流。如圖3所示，反饋電壓信號Uout采樣于變換器輸出端，并與參考電壓Uref進行比較，經過PI調節放大后作為電流環的電流基準，通過電流互感器采樣于輸入端的反饋電流采樣信號Iin和電流基準進行比較，其誤差信號作為PWM信號發生器A3的正端輸入，輸出的PWM控制信號通過電磁隔離驅動電路放大后對所有模塊進行同步驅動整流，所有模塊運行在同一占空比脈沖信號下。由于電流互感器直接采集輸入端電流信號，當其檢測信號峰值達到PI調節器輸出的電流基準時，A3輸出的脈沖占空比變小，實現逐個開關周期的峰值電流限制，從而消除了輸出濾波電感在系統傳遞中產生的滯后，提高了系統的動態響應，同時也提高了系統的過載和短路保護能力。該分析同樣適用于多個模塊串并聯組合應用。實際情況下，由于模塊間參數不能完全一致而導致nA=q1nB，DA=q2DB，輸出端因并聯而模塊輸出電壓相同，則根據式（6）有：通常工藝下，q1和q2的值都在1±0.05之內，故模塊間的電壓不一致也可以控制到很小的范圍內。傳統的多模塊組合變換器，依靠輸入／輸出均壓均流等控制器的協調能夠比較可靠地工作，且具有良好的動態特性，但模塊間存在控制參數耦合，任意一個模塊的失效都可能導致整個變換器的失效。基于同一信號同步整流方式的多模塊串并聯組合的變換器，不但簡化了控制器的復雜度，降低了失效風險，同時模塊間不存在參數耦合而可實現冗余的特性。當其中一個或多個模塊輸入端的開關管失效導致模塊輸入端被短路時，在同一信號控制的方式下，輸入電壓和功率將在剩余正常運行的模塊中重新達到均壓均流穩態。因此，變換器可以根據要求而設計成n＋m冗余組合，使得即使m個模塊失效致使輸入端被短路后變換器仍然能正常可靠地運行。
3樣機試驗結果
3.1樣機實現深海電氣設備必須封裝在耐腐蝕、耐高壓的圓柱形腔體內（直徑25cm×85cm）。為使變換器能夠充分利用耐壓腔體空間，變換器主電路分布在4塊長條形電路板上，中間2塊電路板尺寸為20cm×61cm，每塊容納1.5個模塊，上、下2塊電路板尺寸為14cm×61cm，每塊分別布置一個模塊，電路板間距為6cm。變換器的熱源點主要集中在中部，而控制電路板為圓形（直徑21cm），安裝在主電路板架的右側，使其遠離熱源。5塊電路板固定在一個高強度的鋁合金支架上，使得整個變換器外形近似圓柱狀，充分利用了耐壓腔體空間，同時金屬支架的結構可以避免深海投放時產生的沖擊和震動對變換器造成損壞。5個模塊的電子元器件全部采用相同型號，其中主電路MOSFET開關管型號為IRFP460，開關頻率50kHz，樣機性能驗證試驗分步進行。
3.2半載啟動和穩態運行特性輸入電壓為1800VDC（測試環境為空氣，為防止過熱，輸入電壓和負載低于最大值）；負載功率為800~1000W。圖4為TDS3014C示波器測得的測試結果，其中曲線1、2分別為模塊E、C的輸入電壓的一半量值，曲線3為變換器的輸出電流。輸入電壓為手動旋鈕調節，0s時開始上升，5s時上升到設定電壓，在手動升壓階段，可見2個模塊輸入端的電壓基本同步上升，但電壓值不均等。5~6s區間，變換器的控制電路正在延時啟動，而模塊間輸入電壓有輕微變化，這是輸入端的串聯電容在自然狀態下的均壓平衡調整。由于電容參數差別較大（5%~10%），故2個模塊的電壓差也等比例變大。6s時，變換器啟動瞬間，由于每個模塊輸入端具有一個二階濾波器而使得2路電壓工作在開關狀態下時有明顯波動，但均值趨于相等且穩定。啟動瞬間，負載偏容性而有0.3s的電流超調。由圖4可見，帶半載的啟動瞬間，即使啟動前輸入電容兩端電壓不一致，啟動后模塊輸入電壓也趨于相等；負載在800~1000W波動，不影響均壓特性。模塊E、C的電壓值不完全相等是源于模塊間的元器件參數不可能完全一致，但不影響穩態和動態運行的穩定性。圖5為半載穩態下的驅動波形圖，其中曲線1為控制器的輸出脈沖波形，曲線2、3為經過隔離放大后的驅動波形，曲線4為移相180°后的驅動波形，驅動器頻率為50kHz。由圖可見，隔離放大后的驅動波形與控制器的波形的占空比一致，所有模塊在同一占空比驅動下工作。同時，在半載穩態運行測試時進行了效率測量，其轉換效率為85%~88%。
3.3冗余特性驗證試驗輸入電壓為1600VDC；負載電阻為300Ω。圖6為TDS3014C示波器測得的測試結果，其中曲線1、2分別為模塊E、C的輸入電壓的一半量值，曲線3為變換器的輸出電流。為了驗證變換器的冗余特性，在模塊穩態運行過程中利用旁路機械開關將模塊D的輸入進行人為短接，則5個模塊突變為4個模塊。由圖可見，在模塊D短路瞬間，模塊E、C的電壓同步升高，平均上升幅度約1／4，這是由于輸入電壓在剩余的4個正常模塊中重新均壓。同時，輸出電流幾乎沒有變化，具有良好的動態穩定性。同樣，模塊E和C的穩態電壓不完全相等是源于2個模塊的元器件參數不完全一致，當傳輸功率有所變化時，模塊間的穩態電壓差也有所變化，但不影響其冗余特性和穩態運行。
3.4整體系統應用測試將該變換器作為深海觀測網樣機系統上的高低壓變換單元進行了水池試驗，變換器封裝在耐壓鈦合金腔體內，并在深海高壓模擬試驗倉進行了3000m水深壓力（30MPa）的測試，壓力保持21h無任何漏水現象。水池試驗中，該變換器在水下實現2kV的輸電電壓到400V電壓的變換，而一套低壓電能分配管理系統（該電能分配管理系統與通信系統在本文沒有展開闡述）可將400V電能二次變換為多種低壓，如48V、24V等，為多種水下設備進行供電，總功率為400~610W，在進行了長達10d的水池試驗中，該變換器能夠給整個觀測系統中所有設備和觀測儀器提供連續、穩定、可靠的供電，實現了長時間、大功率的電能供給。
第9篇：深海環境的特點范文
關鍵詞：微量元素 黑色巖系 釩礦 貴州
1 研究區地質概況
該區域出露的地層有青白口系下江群清水江組、平略組；南華系鐵絲坳組、大塘坡組、南沱組；震旦系陡山沱組；震旦系至寒武系留茶坡組；寒武系九門沖組、變馬沖組、杷榔組、清虛洞組、高臺組、石冷水組及婁山關組。雪峰運動末期至加里東構造早古生代早期，全區進入蓋層沉積，尤其以寒武紀地層分布較廣泛為特征，受構造―古地理格局影響，本區寒武系地層位于揚子江南過渡區。江古釩礦床主要賦存于震旦至寒武系留茶坡組和寒武系九門沖組黑色細碎屑巖系含礦地層中，嚴格受地層層位的控制。
區域礦產主要為熱水沉積型鉛鋅礦床、錳礦床、石煤、Ni-Mo-PGE礦床、重晶石礦床及釩礦床等。
2 含礦巖系特征
2.1震旦至寒武系留茶坡組（Z∈lc）特征
震旦至寒武系留茶坡組是研究區主要含礦層位，該層與下伏震旦系陡山沱組（Z1ds）地層呈整合接觸，厚度約40m，分布較穩定，厚度變化不大。本組地層含Ⅱ、Ⅲ號礦體，主要為黑灰色薄至中層微至隱晶硅質巖夾炭質頁巖，見少量海綿骨針化石，藻類生物化石，普遍含微細粒草莓狀黃鐵礦。沉積成因的重晶石呈星散狀微晶或與泥質組成沉積紋層，此外，還顯微可見呈細脈狀產出的成巖期后的次生重晶石。沉積重晶石在硅質板巖的出現表明該沉積產物具有深部熱水噴流沉積的特點。
2.2寒武系九門沖組（∈1jm）特征
該組地層亦同屬研究區內的主要含礦層位之一，按其巖性可分為兩段：
九門沖組一段 （∈1jm1）：表面風化呈暗紫紅色，巖性主要為灰色、黑色板狀炭質頁巖，粉砂質炭質頁巖，含炭質粘土質粉砂巖夾黑灰色薄層微至隱晶硅質巖，普遍含細粒黃鐵礦，發育水平層理，厚2O～140m；為區內含釩地層之一，含Ⅲ號礦體。
九門沖組二段 （∈1jm2）：主要為深灰、灰黑色薄層、中層細晶灰巖夾炭質頁巖，厚度0～15m。
以上震旦至寒武系留茶坡組（Z∈lc）和九門沖組一段 （∈1jm1）兩地層中富含基性火山巖的金屬元素及揮發份組合，含有豐富的磷（P）和有機質，P2O5最高達0.63-0.69%，含V單工程品位一般0.70%～1.37%，平均0.86%，特別在炭質頁巖夾層中，V的平均品位可達1.06%，均超過工業品位。研究區I、Ⅱ、Ⅲ號礦層中的工業礦體直接接受上述兩組地層巖性段的控制，上述兩組地層巖性段主要是由薄～中厚層互層炭質泥巖、硅質巖、炭質硅質巖組成且富含有機質（C有機質>1%）和硫化物（黃鐵礦），均具有生物沉積成因的特點。
3 微量元素地球化學參數討論
研究區黑色巖系炭質硅質板巖、炭質頁巖、硅質板巖巖石的微量元素分析數據表明，巖石中“V”含量最高，最高可達13763ppm，平均均為其粘土巖豐度值的9～105倍，次為Ag、 Mo，其變化范圍較大，分別為粘土巖豐度值的2―301倍和11.6―55.44倍、Ba的變化不明顯，略高于粘土巖豐度值，平均含量分別為1.01―1.42倍，Cr含量高于粘土巖豐度值，平均含量為粘土巖豐度值的2.12―14.38倍、Nb含量亦高于粘土巖，平均含量為3.85―20.09倍不等、Sr略低于粘土巖平均含量，平均含量分別為粘土巖值的0.12～0.22倍。研究區黑色巖系剖面V與Mo、Ag有一定的相關性（圖1、圖2）。
圖1 江古釩礦區圖2 江古釩礦區
黑色巖系V、Mo相關性黑色巖系V、Ag相關性
3.1微量元素的比值與釩等多金屬元素富集層的討論
Dymond et a1.（1976）把富金屬元素的沉積物定義為“深海沉積物―相對于鋁和其它常見的造巖元素來說，過渡元素異常富集的沉積物”。一般認為富金屬元素的沉積物有兩種不同模式（Marching， 1978； Gundlach et al.， 1982）：（1）熱液型，主要與活動構造帶有關。富金屬沉積物形成由于拉斑玄武巖酸解、熱液淋濾。鐵、錳氫氧化物為沉淀的主要組分，這種富金屬沉積物難免受到“正常”碎屑或生物成因沉積物的稀釋作用；（2）成巖型，主要富集在來自海水的沉淀物中。對于如何正確區分這兩種成因類型的沉積物，主要借助一些特征元素、古生物確定其沉積速率、礦物學等手段進行區分。本節通過各種微量元素特征區分成巖和熱液富金屬沉積物。
（1） n（V）/n（V+Ni）和n（V）/n（Cr）比值
Wignall（1994）提出：全巖中n（V）/n（V+Ni）比值0.83～1.00時為靜海環境，為0.57～0.83時為缺氧環境，為0.46～0.57時為氧化環境；Krejei-Graf（1964）和Dill（1986）提出：全巖石中n（V）/n（Cr）>2表示還原環境；n（V）/n（Cr）
（2） U/Th比值
在U-Th關系方面，正常沉積巖U/Th1（Bostrom， 1983）。本區測試樣品中，U/Th比值在3.63-10.76之間，平均為6，其多金屬富集層（JGLB-02、JGLB-03）U/Th比值最高，達到10.76和9.33。將測試樣品的lg（U）值與 lg（Th）值投影到Bostrom（1983）的U-Th相關圖上（圖3），所有巖樣全部落在古熱水噴液沉積區（Ⅲ區），說明研究區黑色巖系的形成與熱水沉積作用密切相關。本區黑色巖系中的U/Th比值大于1.25，說明黑色巖系是在缺氧環境下沉積的。
（3） Sr/Ba比值
施春華，胡瑞忠等（2006）認為熱液成因的巖石Sr/Ba比值1。盛吉虎等（1998）則認為：深海至滯留淺海環境的Sr/Ba比值小于1。本次所測試樣品中Sr/Ba比值為0.06―0.1，均小于1，其指示V等多金屬富集層古環境當時為滯留淺海環境，這一特征與研究區的巖性古地理沉積環境基本一致。同時也反映了較強的熱水沉積作用的特征
（4） Mn/Fe、Co/Zn比值和Fe-Mn-（Cu+Co+Ni）×10
Fe、Mn、 Zn、 Cu、 Co和Ni等元素可指示多金屬沉積物的成因。Nicholson et a1.（1997） 根據Mn/Fe比值定義了三種不同成因類型的沉積物： Mn/Fe< 1為湖成沉積物， Mn/Fe=1屬水成沉積物、0.1
圖4 Fe-Mn-（Cu+Ni+Co）×10圖5 Co/Zn-（Co+Ni+Cu）相關圖
Ⅰ：水沉沉積物；（據Toth，1980）
Ⅱ：結核區； Ⅰ 熱液地殼；
Ⅲ：鐵錳結核區； Ⅱ 水成沉積物
Ⅳ：東太平洋地區含金屬沉積物；
Ⅴ：熱液結殼
在深海沉積物和成巖含金屬沉積物中，大多數Cr來源于陸源碎屑物質，這表明Cr與其它元素如Ti， Mg， K， Rb， Zr具有很重要的相關性（Marchig et al.， 1982）。在熱液過程中，如果沒有別的陸源元素遷移，部分Cr為活動的，并且在熱液沉淀中富集，結果是Cr與Ti，Mg， K， Rb， Zr的相關性就變得不是很明顯。在圖7中，Cr與Zr比值在成巖富金屬沉積物和深海沉積物具有相似性，顯示出正相關性，而熱液含金屬沉積物中Cr/Zr投點圖明顯不同，Cr的富集并不伴隨著Zr的富集。
圖6 Zn-Ni-Co三角圖 圖7 Cr-Zr相關圖
（據Choi et al.，1992）（據Toth，1980）
Ⅰ-水沉沉積物； Ⅰ-成巖型含金屬沉積物；
Ⅱ-熱液沉積物； Ⅱ- 深海沉積物；
Ⅲ -熱液型含金屬沉積物
（5） Th-Hf/3-Ta
Wood et a1.（1979）根據Th-Hf/3-Ta三角圖區分不同成因類型的玄武巖，Qiunby-Hunt et.a1.（1991）利用Th-Hf/3-Ta三角圖討論海相沉積的黑色頁巖的物質來源和沉積構造背景。圖8顯示了研究區黑色巖系的Th-Hf/3-Ta含量百分比兒乎都落在I一離散板塊邊緣。
通過分析，認為早寒武世黑色巖系既有熱液作用也有正常海水參與，礦床的形成與海底熱水作用有較大關系。
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