深海环境的特点精选(九篇)

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第1篇：深海环境的特点范文

【关键词】高中生物；信息题；解题；策略

生物信息题解题，是高中生物课中的重要内容，也是比较难以掌握的。笔者在多年的生物课教学中，逐步摸索出了一些经验性的东西，在此予以阐述，与广大生物老师切磋。

1. 信息给予题的基本框架 该类试题一般具有如下框架：

题干（信息部分）+若干简短问题（问题部分）

题干部分向学生提供解题信息，多以文字叙述为主，有的再辅以图示和数据等信息，内容覆盖了生命科学领域的各方面知识。

问题部分是围绕题干给出的信息主题展开的，能否解答出此类问题，关键取决于能从题干中获取多少信息及获得的信息能否快速地迁移到要解答的问题中来。若干问题往往以连环式、并列式、渐进式或综合式的结构关系形成系列，构成对题干信息的比较完整的研究和应用。

2. 信息给予题的解法 （1） 阅读理解发现信息。认真阅读题干，能读懂题干给出的新信息，理解题干创设新情景中的新知识。

（2） 提炼信息发现规律。结合提出的问题，提炼出有价值的信息，剔除干扰信息，从中找出规律。

（3） 运用规律联想迁移。充分发挥联想，将发现的规律和已有知识相联系，迁移到要解决的问题中来。

（4） 类比推理解答问题。运用比较、归纳、推理，创造性地解决问题。

3. 信息给予题例题分析 例1：1977年，科学家在深海中的火山口周围发现热泉。热泉喷出的海水温度超过300℃，并且富含硫化氢和硫酸盐。令人吃惊的是，在这样的海水中，竟发现大量的铁硫细菌。这些细菌通过氧化硫化物和还原二氧化碳来制造有机物，在热泉口周围还发现多种无脊椎动物，如大海蛤、蟹、管水母、没有口也没有消化道的管居环节动物等。近20年来，人们不断在深海发现这样的热泉生态系统。有些科学家认为热泉口的环境与地球早期生命所处的环境类似。

请根据以上材料回答：

（1）上述硫细菌的同化作用类型是____________。

（2）与一般生态系统相比，深海热泉生态系统有哪些特殊之处？

（3）研究深海热泉生态系统有什么意义？

解析：本题针对问题可以从题干中提取到以下信息：

（1） 热泉生态系统处在深海中火山口周围，所以无光照，压力大，温度高；

（2） 海水中硫细菌可以合成有机物，所以硫细菌是生产者，其合成有机物所需能量来自氧化硫化物所释放的化学能，而不是光能；

（3） 热泉生态系统环境与早期生命所处的环境类似，为研究生命起源提供了材料。

从以上得到的有效信息找出规律，展开联想，联系课本上的有关硝化细菌的知识，很容易得到本题的答案：

（1）硫细菌的同化作用类型是化能自养型。

（2）深海热泉生态系统的特殊之处：

a.能源是化学能，不是太阳能；

b.生产者是化能自养细菌，不是绿色植物；

c.外界是高温、高压、无光的环境，不是常温、常压、有光环境。

（3）研究深海热泉生态系统的意义：

a.丰富人们对生物适应性、多样性的认识；

b.对研究生物抗高温、抗高压的机理有重要价值；

c.对研究生命的起源和生物的进化有一定的意义。

例2.在啤酒生产过程中，发酵是重要环节。生产过程大致如下：将经过灭菌的麦芽汁充氧，接入酵母菌菌种后，输入发酵罐。初期，酵母菌迅速繁殖，糖度下降，产生白色泡沫，溶解氧渐渐耗尽。随后，酵母菌繁殖速度下降，糖度加速降低，酒精浓度渐渐上升，泡沫不断增多。当糖度下降到一定程度后，结束发酵，最后分别输出有形物质和啤酒。根据上述过程，回答下列问题：

（1）该过程表明啤酒酵母菌异化作用类型是_________。

（2）初期，酵母菌迅速繁殖的主要方式是___________。

（3）经测定酵母菌消耗的糖中，98.5%形成了酒精和其他发酵产物，其余1.5%则是用于__________。

（4）若酵母菌消耗的糖（麦芽糖分子量342）有98.5%（质量分数）形成了酒精（分子量46）和其他发酵产物。设有500吨麦芽汁，其中麦芽糖的质量分数是8.00%，发酵后最多能生产酒精浓度为3.20%（质量分数）的啤酒多少吨？

解析：本题以啤酒酵母生产情境，要求答题者判断和解释酵母菌异化作用的特点、繁殖方式、新陈代谢类型及反应方程式和相关计算。此题把课本中的基础知识引向了生物发酵工程领域，考查对基础知识的迁移和应用能力。

从题中可得到以下信息：

（1）充氧时，酵母菌迅速繁殖，说明酵母菌可以进行有氧呼吸，此时生存条件良好，故繁殖方式为无性生殖中的出芽生殖；

（2）“溶解氧渐渐耗尽”时，“酵母菌繁殖速度下降” 而“酒精浓度渐渐上升”，说明酵母菌可以进行无氧呼吸。

（3）酵母菌生产的酒精同时自身也要生长繁殖，维持生命活动，所以也要消耗少量的糖类。

第2篇：深海环境的特点范文

一个不容置疑的事实是，全球已经迈进了高油价时代，价格低廉且供应充足的时代已经一去不返。作出这样的判断基于非常浅显的一个现实：石油有着不可再生性。在大量消耗后，剩余资源越来越少，必然会供应不足价格上涨。

未来国际油价涨到100多美元一桶，不会是什么奇怪的事情。预计国际油价很可能会呈现出阶梯式上涨的态势，比如85美元的价位维持一段时间，然后再上升到90美元，以5美元为一个台阶不断攀升。

在未来，全球的石油供不应求将是长期的现实，除非未来科技进步出现了新的替代产品。当前石油产需的格局没有大的改变，需求方面，包括新兴国家在内的需求增长依然强劲，发达国家的需求虽然受到了抑制但也没有明显下降；而供给方面，全球石油产能最近几年也并没有得到扩大。

高油价对全球经济发展肯定是一个打击，对严重依赖石油进口的国家更是如此。世界上对石油依存度最高的国家美国为62%。目前，中国的石油对外依存度已经达到55%，需要及早为高油价时代和能源供应不足做好准备。

从开源角度看，中国急需找到更多的资源储量来满足需求，海洋石油的开发则是一个确定的方向。经过几十年的开发，中国陆上找到大型超大型油田的几率正在减小，而既有的大油田如大庆油田等，都面临着资源枯竭、开采成本增高的难题。而中国海上，大面积的区域都是一片空白，资源勘探开发的程度非常低。

走向深海油气开发并不是一件容易的事情，相比陆地油气，海洋油气开发更是高风险、高投入。对石油公司来讲，深海开发首先就面临着很高的成本压力。在茫茫大海上，能不能找到油气本身就是一件风险极高的事情，而所有的资源勘探活动都是需要资金付出的。目前，国际市场上一条大型钻井船的日租金就高达几十万甚至上百万美元一天。有统计显示，海洋油气开发的平均成本是陆上的5到10倍。

海洋油气开发的另外一个特点，是环境风险极高。一旦出现事故，后果的严重性将是非常的惊人。最典型的是去年英国石油公司（BP）在美国墨西哥湾的漏油事件。BP为了堵住漏油，征集运用了全世界最先进的技术，但还是进展缓慢达不到预期的效果，原油泄漏了3个多月后才勉强堵住。

墨西哥湾漏油事件给环境造成的污染，实际会超过业内人士的预料，其影响很可能需要数十年才能完全消除。到目前为止，人类对深海石油泄漏的处理还没有特别有效的办法。BP公司为此将付出较为惨重的代价，预计总损失将超过200亿美元，经过这个事情后其在国际上的声誉损失则远非金钱所能衡量。

即使如此，中国还是必须要走向海洋，尤其是千米以上的深海、超深海。中国没有别的选择，也不能因为海洋油气开发的风险太大而不往这个方向走。这不能打折扣，也没有讨价还价的余地。在走向海洋的大前提下，我们的石油公司要考虑的是如何更好更安全地开发，将事故的发生概率降低到接近零的水平。

目前，中国的三大石油公司都有海洋石油开发业务在进行，相比较而言，中海油开采经验和作业能力是最强的。但是，相比国际先进石油公司，中国公司的海洋开发能力严重不足。即使是实力最强的中海油，作业范围还主要集中在浅海，目前只能够在不超过300米水深的海域独立作业。

在全球，有100多个国家在进行海洋石油勘探开发，50多个国家在开展深海勘探开发，美国、巴西、挪威、马来西亚等都是深水技术强国。国际先进的半潜式钻井平台，工作水深可以超过3000米，钻井浮船的主尺度可以达到300米乘60米，钻井深度可达10000米以上。距离这些国际最先进的开发者，中国海洋油气开发落后得不是一点半点。

中国公司走向深海油气开发，首先面临的是技术水平不够的难题。中海油的技术已经积累了一定的基础，但是提升的空间还非常大。在这方面有一个补足短板捷径，即可以发挥中国公司的资金优势，直接收购国际一流的专业公司和专利技术，拿回来后再做消化吸收的工作，在这方面中海油已经有了不少的尝试。

第二，中国海洋石油开发装备的不足。中海油目前的海洋钻井船、铺管船等大型海工设备，基本都是跟浅海油气开发的需求相配套。如果要走向深海，需要更深的钻井船、更大型的FPSO（“浮式生产储存卸货装置”）等一系列装备。尤其是深海钻井平台，目前已经发展至了第六代3000米深，中海油刚刚投资建造了第一艘并且还没投产。

当然，海洋设备也可以花钱去买，有钱可以买到全球最新最先进的装备，但是买来之后如何运用却是一大考验，这就是中国公司走向深海的第三大难题：如何运用技术和装备来进行开发的作业能力。

中海油目前已有的经验，都是集中在300米以内的浅海地区，深海开发的阅历几乎为零。实现从浅海到深海的跨越之后，管理能力、作业水平将是对中海油最严峻的考验。能不能安全生产，外界还无从判断。管理经验上加强，需要在实际的操作和作业中来提升，做到完美和极致。目前在以上这三方面，中海油都还有很大的提升空间。

面对这些差距，中国公司需要及早赶上，占领海洋石油开发的制高点。目前，我们走向深海的速度并不快，走在最前列的中海油实际也是刚刚起步。走得比较慢的原因，主要还是经济性的问题，深海油气开发的巨大投入一定程度上降低了几大公司走向深海的积极性。不过，随着国际油价的持续走高，这个问题已经变弱，深海油气开发已经有非常确定的利润回报。

深海油气的开发，需要借助市场的力量来推动，需要鼓励三大石油公司加强合作、加强竞争，同时可以加大引进国际先进石油公司参与开发力度。当然，很重要的，还需要政府的战略来引导。深海油气开发需要原材料、船舶、海洋工程、机电设备等多领域、多行业的科技实力做支撑，相关配套技术的开发需要政府在战略高度上做出扶持。

在中国海域，深海油气的开发大有作为。根据石油地质学家的研究，深水和鄂尔多斯盆地将是我国能源接替的两个主要领域。在走向深海之后，中国有望在建成多个与大庆油田相媲美的大型油气产区，中国的石油对外依存度将有望降低，为确保中国的能源安全提供比较坚实的国内基础。

第3篇：深海环境的特点范文

关键词：海洋 石油 钻井 特点 发展研究

一、我国海洋石油钻井装备产业状况

近年来，我国油气开发装备技术在引进、消化、吸收、再创新以及国产化方面获得了长足发展。

1.建造技术比较成熟

海洋石油钻井平台是钻井设备立足海上的基础。从1970年至今，国内共建造移动式钻采平台53座，已经退役7座，在用46座。目前我国在海洋石油装备建造方面技术已经日趋成熟，有国内外多个平台、船体的建造经验，已成为浮式生产储油装置（FPSO）的设计、制造和实际应用大国，在此领域，我国总体技术水平已达到世界先进水平。

2.部分配套设备性能稳定

海洋钻井平台配套设备设计制造技术与陆上钻井装备类似，但在配置、可靠性及自动化程度等方面都比陆上钻井装备要求更苛刻。国内在电驱动钻机、钻井泵及井控设备等研制方面技术比较成熟，可以满足7000m以内海洋石油钻井开发生产需求。宝石机械、南阳二机厂等设备配套厂有着丰富的海洋石油钻井设备制造经验，其产品完全可以满足海洋石油钻井工况的需要。

3.深海油气开发装备研制进入新阶段

目前，我国海洋油气资源的开发仍主要集中在200m水深以内的近海海域，尚不具备超过500m深水作业的能力。随着海洋石油开发技术的进步，深海油气开发已成为海洋石油工业的重要部分。向深水区域推进的主要原因是由于浅水区域能源有限，满足不了能源需求的快速增长需求，另外，随着钻井技术的创新和发展，已经能够在许多恶劣条件下开展深水钻井。虽然我国在深海油气开发方面距世界先进水平还存在较大差距，但我国的深水油气开发技术已经迈出了可喜的一步，为今后走向深海奠定了基础。

二、海洋石油钻井平台技术特点

1.作业范围广且质量要求高

移动式钻井平台（船）不是在固定海域作业，应适应移位、不同海域、不同水深、不同方位的作业。移位、就位、生产作业、风暴自存等复杂作业工况对钻井平台（船）提出很高的质量要求。如半潜式钻井平台工作水深达1 500～3 500 m，而且要适应高海况持续作业、13级风浪时不解脱等高标准要求。

2.使用寿命长，可靠性指标高

高可靠性主要体现在：①强度要求高。永久系泊在海上，除了要经受风、浪、流的作用外，还要考虑台风、冰、地震等灾害性环境力的作用；②疲劳寿命要求高。一般要求25～40 a不进坞维修，因此对结构防腐、高应力区结构型式以及焊接工艺等提出了更高要求；③建造工艺要求高。为了保证海洋工程的质量，采用了高强度或特殊钢材（包括Z向钢材、大厚度板材和管材）；④生产管理要求高。海洋工程的建造、下水、海上运输、海上安装甚为复杂，生产管理明显地高于常规船舶。

3.安全要求高

由于海洋石油工程装置所产生的海损事故十分严重，随着海洋油气开发向深海区域发展、海上安全与技术规范条款的变化、海上生产和生活水准的提高等因素变化，对海洋油气开发装备的安全性能要求大大提高，特别是对包括设计与要求、火灾与消防及环保设计等HSE的贯彻执行更加严格。

4.学科多，技术复杂

海洋石油钻井平台的结构设计与分析涉及了海洋环境、流体动力学、结构力学、土力学、钢结构、船舶技术等多门学科。因此，只有运用当代造船技术、卫星定位与电子计算机技术、现代机电与液压技术、现代环保与防腐蚀技术等先进的综合性科学技术，方能有效解决海洋石油开发在海洋中定位、建立海上固定平台或深海浮动式平台的泊位、浮动状态的海上钻井、完井、油气水分离处理、废水排放和海上油气的储存、输送等一系列难题。

三、海洋石油钻井平台技术发展

世界范围内的海洋石油钻井平台发展已有上百年的历史，深海石油钻井平台研发热潮兴起于20世纪80年代末，虽然至今仅有20多年历史，但技术创新层出不穷，海洋油气开发的水深得到突飞猛进的发展。

1.自升式平台载荷不断增大

自升式平台发展特点和趋势是：采用高强度钢以提高平台可变载荷与平台自重比，提高平台排水量与平台自重比和提高平台工作水深与平台自重比率；增大甲板的可变载荷，甲板空间和作业的安全可靠性，全天候工作能力和较长的自持能力；采用悬臂式钻井和先进的桩腿升降设备、钻井设备和发电设备。

2.多功能半潜式平台集成能力增强

具有钻井、修井能力和适应多海底井和卫星井的采油需要，具有宽阔的甲板空间，平台上具有油、气、水生产处理装置以及相应的立管系统、动力系统、辅助生产系统及生产控制中心等。

3.新型技术FPSO成为开发商的首选

海上油田的开发愈来愈多地采用FPSO装置，该装置主要面向大型化、深水及极区发展。FPSO在甲板上密布了各种生产设备和管路，并与井口平台的管线连接，设有特殊的系泊系统、火炬塔等复杂设备，整船技术复杂，价格远远高出同吨位油船。它除了具有很强的抗风浪能力、投资低、见效快、可以转移重复使用等优点外，还具有储油能力大，并可以将采集的油气进行油水气分离，处理含油污水、发电、供热、原油产品的储存和外输等功能，被誉为“海上加工厂”，已成为当今海上石油开发的主流方式。

4.更大提升能力和钻深能力的钻机将得到研发和使用

由于钻井工作向深水推移，有的需在海底以下5000～6000m或更深的地层打钻，有的为了节约钻采平台的建造安装费用，需以平台为中心进行钻采，将其半径从通常的3000m扩大至4000～5000m，乃至更远，还有的需提升大直径钻杆（168？3mm）、深水大型隔水管和大型深孔管等，因此发展更大提升能力的海洋石油钻机将成为发展趋势。

四、结束语

我国海洋石油钻采装备己进入飞速发展的新时期，尤其在海洋钻采平台、海洋钻修井模块、水下生产装备等多个方面均已有了新的发展目标，这对促进我国海洋装备早日实现国产化，缩小与发达国家之间的差距，保证国家的海洋油气资源不受侵犯等具有非常重要的现实意义。相信通过未来几年、十几年的努力，我国必将在海洋石油装备方面步入世界强国行列，国内海洋茹由钻采装备产业必将展现光明的前景。

参考文献

第4篇：深海环境的特点范文

【关键词】海洋工程；深水平台；安装

中图分类号： P75 文献标识码： A

一、前言

海洋中油田所处位置大多在深海，所以对海洋深水平台的建造于安装问题一直是重点也是难点，平台的建造与安装的整个过程都是在不稳定环境中进行，如何保证施工人员的安全及整个施工的顺利进行，都是需要加强的关键问题。

二、我国海洋工程深水平台发展现状

目前的海上石油钻井平台可分为固定式和移动式两种。固定式钻井平台大都建在浅水中，它是借助导管架固定在海底而高出海面不再移动的装置，平台上面铺设甲板用于放置钻井设备。支撑固定平台的桩腿是直接打入海底的，所以，钻井平台的稳定性好，但因平台不能移动，故钻井的成本较高。为解决平台的移动性和深海钻井问题，又出现了多种移动式钻井平台，主要包括：坐底式钻井平台、自升式钻井平台、钻井浮船和半潜式钻井平台。

半潜式钻井平台其结构形式与坐底式钻井平台相似，上部为钻井的工作平台，下部为浮筒结构。它综合了坐底式钻井平台和钻井船的优点，解决了稳定性和深水作业的矛盾。钻井作业时，平台呈半潜状态漂浮在海面上，浮筒在海水下的20m~30m 处，受大海风浪的影响小，所以平台的稳定性比钻井浮船要好，钻井作业结束，排出水形成浮箱后可进行拖航，是目前海上钻井应用较广泛的一种石油钻井平台。

从高技术高投资角度来看，以目前水平计算，海洋钻井每米耗资约1 万元人民币，海上钢结构平台每平方米造价高达2 万美元，建设一个中型海上油田投资总要在6 亿美元以上，一个大型油田总投资至少数十亿美元。尽管这样，海上油田的丰富蕴藏是诱人的。1990 年以来，我国石油开采增量的一半来自海洋油田。进入21 世纪，这一趋势更加明显。根据专家推测，我国南海的曾母盆地、沙巴盆地、万安盆地的石油总储量将近200 亿t，是世界上尚待开发的大型油藏之一，其中有一半以上的储量分布在我国海域。

三、海洋钻探工艺特点

深海钻探涉及海上固定平台或深海浮动式平台的泊位、深水海床的不稳定地质因素、浮动状态下的深水井控问题以及有效的保护深海环境等。相对于传统的

陆上钻井工艺而言，海洋钻探工艺呈现以下特点：

1.油气勘探中如何确定油气藏的精确位置。随着水深的增加，油藏流体更加复杂化，由于海上钻井工程直接面对深水环境下的油气勘探技术，这些技术包括长缆地震信号测量和分析技术、多波场分析技术、深水大型储层识别技术及隐蔽油气藏识别技术等。由于海洋油气勘探费用一般是陆地油气勘探费用的5～6倍，钻井成本每米耗资在1万元以上，建设海上中型油田投资约3～6亿美元，海上大型油田投资约在20～30亿美元。鉴于这种高投入和高风险，这就要求综合利用各种分析评价技术深入分析区域地质构造及油气聚集规律，尽可能精确地定位油气储量大、产能高的油气构造，这对各种测量分析技术和目标识别手段的整合是一个挑战。

2.深水钻井所需的高新技术集成。深水钻井面临的困难与浅水钻井相比区别很大，主要包括深水海床的不稳定地质因素、浅层地质灾害、海底低温的影响、天然气水合物、深水井控问题及有效的保护深海环境等。特别是超深水海域更有着浅水所不可想象的困难，有许多浅水的钻井工具和技术在深水钻井中就不能适用。国外进行海底勘探调查，必须配备深水机器人（ROV）、深海取样钻机等设备，有的还用载人潜器和深海钻探船等顶尖设备，同时要求掌握深水油气钻井关键技术（包括动力定位技术、海上大型自升式钻井船技术、3000m水深半潜式钻井平台和深水浮式钻井船关键技术、钻井液和完井液以及水下施工技术等）和深水油气开发技术（包括深海采油技术、深水平台技术、深海油气田总体开发技术、深海海底管道、电缆设计技术、水下作业技术等）。所有这些都需要特别的高新技术和特殊手段进行应对，每向海底深入一米，对技术的要求就更高一层。

四、顺应塔平台安装技术

Guyed型顺应塔平台基本上已属于淘汰的技术,其安装方式极为复杂；本文所介绍的安装方法主要针对后两种类型的顺应塔平台。

1.安装阶段

顺应塔平台的安装可以划分为两个阶段。顺应塔平台属于细长体结构, 尤其是底部尺度较导管架小得多, 因此其底部不是常规的防沉板型式, 而是一套复杂的基础结构。

第一阶段是安装基础结构的部分, 包括: 钻井基盘及其基础, 定位基盘和定位桩, 调平基盘和调平桩, 底部结构和桩。一般在海上安装前,各部分的对接要进行陆地试验。

第二阶段安装顺应塔主体的上部和底部, 以及上部组块, 如果采用了非常规的固定式立管, 则还需要安装立管。顺应塔平台的顺应特性是就平台整体而言的, 未安装组块前置于海中的顺应塔平台很容易导致疲劳破坏, 这要求水下结构与组块的安装要紧密衔接。

尽管个别平台采用了安装临时组块( 同样重量的水箱), 但这样大大增加了安装工作量。第二阶段的安装涉及很多复杂的水下连接操作, 导致工期也较长, 因此在确定安装方案时, 要充分考虑并寻找一段合适的时间。

2.安装方案

首先, 第一步安装的是钻井基盘, 这项工作通常由一艘半潜式钻井船完成。钻井基盘是一种带有井槽的隔板型结构, 设有导向槽, 有助于平台与基盘间的定位连接, 这是安装定位基盘的关键部件。

然后, 第二步安装定位基盘, 同样设有导向结构, 其上的导向柱插入钻井基盘的导向槽内, 这个基盘由桩基固定。第三步是安装下部基础, 此时要打调平桩, 以确保平台的主体结构置于水平的基础上。

3.施工机具

顺应塔平台安装, 使用到的资源主要是浮吊和驳船。在中深水海域作业, 起重船必须具有动力定位能力。由于长度的限制, 桩在装船时通常也会用到浮吊。在选择起重船时, 除了要满足静载的要求外, 在下放过程中须考虑动力引起的钩载的增加。由于大量的水下对接作业,DSV 和ROV是必不可少的。此外, 还会用到如ADV,ILT 等的专用工具。

五、质量管理

1、制作相关的建造与质量管理清单为了加强对质量管理过程的控制，在建造工程的实施过程中，需要制作一系列的清单如涂装检验清单、焊接检验清单、验收清单等，在清单中对施工中的每一个细节的施工质量都作出明确的要求，这样每一个员工在施工的过程中只要是按照清单上的施工要求进行施工，都能实现高水平的建造质量管理。

2、做好质量手册的培训工作，做好焊接人员的资质复验工作为了保证平台建造过程中的焊接质量，在焊接工作开始前，应该对焊接师傅的焊接资质进行严格的把关，通过考核的焊接师傅才能参与到平台的焊接工作当中，同时，要加强对每一个焊接师傅的质量手册的培训工作，并且定期的做好焊接师傅的焊接质量及焊接标准的抽查工作，保证平台施工过程中的焊接质量。

3、制定出高标准的焊接工艺。在半潜式海洋平台的建造过程中，要用到大量的高强度钢及超高强度钢，而这些材料的可焊性较差，对这些材料进行焊接时，对焊接的温度非常的敏感，并且焊接完成后很容易出现延时裂纹，因此，为了保证平台的整体建造质量，在焊接施工的过程中，应该制定出高标准的焊接工艺要求，焊接工艺的要求应该超过一半的船级社的焊接要求，从而有效的提高平台焊接工艺的可靠性。

4、对超高强度的钢焊接进行全程的监控管理。平台的建造过程中需要用到超高强度钢，这种材料在一般的工程中很少用到，具有一定的特殊性，为了保证工程的施工质量，参与超高强度钢的焊接的焊接师傅应该经过严格的考核，焊接人员的技术必须过硬，通过对焊接过程的全程监控，提高超高强度钢的焊接合格率。

六、结束语

海洋深水平台建设存在着极大的风险，整个过程也极其复杂，加强施工前预测、施工中检测及整个施工过程科学的管理都是质量得以保证的前提。

参考文献：

[1]佟玉军.海洋深水平台的建造与安装.科技传播.2013年3月，第2期，166-168.

第5篇：深海环境的特点范文

课程实施过程中，我们采取集体大课、分组教学以及分学科教学相融合的教学方式。本文将以“海洋生态系统与澳洲文化探索”部分（以下称“海洋组”）为例，呈现统整项目课程中集体大课设计和具体实施。

教学定位：导入课程，激发兴趣

集体大课通常安排在统整项目课程的初始阶段，采取由同一老师集中教学、全年级学生统一在同一个地点、同一时段学习的形式。

集体大课是统整项目课程的概览课程，也是导入课程，其主要作用在于调动学生的学习积极性，激发学生的学习兴趣，促使学生对某一问题、某一主题进行探究，并为后期学生根据兴趣选择分组教学作铺垫。因此，集体大课追求的是广而不深、全而不细，立体认知、系统学习。

开发设计：主题引领，问题驱动

1. 教学目标

集体大课中的每个组别都需要将课程总目标进行科学细化和具体落实。

“海洋组”的教学目标为：

（1）初步认识海洋，知道海洋生态系统与海洋的区别。

（2）了解并学习海洋生态系统，知道海洋生态系统的构成，并能够初步区分生产者、消费者、分解者、深海和浅海。

（3）认识澳大利亚，了解澳大利亚地理位置、历史由来、国家情况等，认识澳大利亚国旗。

（4）了解澳大利亚丰富的自然资源和美丽的人文风景。

（5）了解澳大利亚大堡礁及其环境问题。

（6）学习并深入认识海洋生态系统及澳大利亚当前环境问题及其产生原因。

（7）树立保护海洋、爱护地球的意识。

2. 教学内容

“全球生态与世界文化”课程内容包括两大板块――科学和人文。科学板块即生态系统相关知识，人文板块即世界文化相关知识。与之相对应，“海洋组”课程主要内容分别是海洋生态系统和澳洲文化（以澳大利亚为主）。

其中，海洋生态系统部分的教学内容主要包括：

（1）海洋。以“什么是海洋”“海洋和海洋生态系统有什么区别”两个由学生提出的问题为主要驱动，贯穿整个课程学习。

（2）海洋生态系统。包括了解海洋生态系统的生物构成，初步区别生产者、消费者、分解者等。了解海洋生态系统的地理构成，学习深海、浅海等。

（3）海洋环境问题。了解海洋垃圾、海洋污染（石油污染、赤潮）、海洋生态系统破坏（生物死亡或灭绝）等海洋环境问题。

澳洲文化（以澳大利亚为主）部分的教学内容主要包括：

（1）澳大利亚的地理位置、版图及历史由来。

（2）澳大利亚基本的国家情况，如国旗、国徽等。

（3）澳大利亚的自然资源：动物、植物、矿产及地理景点。

（4）澳大利亚环境问题：大堡礁被破坏，土地荒漠化等。

具体教学内容设计以思维导图的形式呈现，如图1所示。

具体实施：学生中心，体验感悟

1. 课前导入：绘本共读

师生共读“叮铃和叮铃铃”系列绘本之《叮铃和叮铃铃 一起去海底》。教师带领学生到奇幻的海底世界“探险”“寻宝”，让学生在有趣的故事中初步了解海洋环境和海洋生物，引起学生学习兴趣，激发学生想象力。

2. 兴趣激发：假如我是海底的一只鱼

（1）教师明确要求：孩子们，请想象你是一条鱼，来到了海洋世界……你会看到什么？闻到什么？听到什么？触摸到什么？你的感受是什么？请你写一写、画一画。请使用铅笔和彩色笔，在4分钟内完成。

学生在填写学习单时，两名授课教师巡场指导，巡场时打开iPad拍照功能并实时将学生填写的情况和完成的作品分享到大屏幕。

（2）学生分享：请学生上台分享作品，个别学生iPad投影展示。

学生在自主分享时，教师不组织学生点评而用语言不断激发学生表达的欲望，帮助学生发散思维。顺应儿童天性，发挥儿童的童真、童趣，进而引导学生回归对大自然美好的向往和热爱。

3. 初识海洋（教师引导为主）

（1）教师过渡：亲爱的孩子们，刚刚大家的分享都非常有趣，同学们说在海底会看到鲨鱼跳舞，会闻到咸咸的味道，会听到鲸鱼的歌声，会摸到柔软的海草……那么，老师想问一问，你们知道海洋里都住着谁幔浚ㄇ胙生举手回答）老师听说，海底里住着海龙王（简单介绍海龙王的传说）。

（2）认识海龙，了解海洋：孩子们，海龙王的故事讲完了，其实这海龙王可能真的存在，你们看，这是什么？（出示海龙的图片）是的，这是海龙，它生活在美丽的大海里，是地球上最古老的生物之一。下面，就让我们一起跟着它，一起到它的家园――真实的海洋去看看吧！看看海洋里到底住着谁？（播放纪录片《地球脉动》之海龙和海洋概览的剪辑片段）

4. 认识海洋（学生讨论为主）

（1）认识海洋生物。孩子们，谁来说一说，你看到海洋里都住着谁？（请学生回答，根据回答及时给予鼓励和指导，同时将学生的答案贴画在白板上）

（2）认识生产者、消费者、分解者。假如说海洋也是一个大城市的话，那么住在海洋里的这些动物和植物都有一份工作。第一种工作叫生产者，第二种工作叫消费者，最后一种工作叫分解者。让我们通过一个简短的动画来看看，这些工作究竟是做什么的吧！（播放纪录片《海洋》鲸鱼捕食及海藻进行光合作用等剪辑片段）

（3）区分生产者、消费者、分解者。请学生根据纪录片内容，在课件上连一连、画一画，帮海洋居民们找到对应的“工作”――生产者、消费者、分解者，并说一说什么是生产者、消费者、分解者，教师相机指导。

（4）认识陆地与海洋、深海与浅海。课件出示陆地与海洋的对比图片，深海与浅海的对比图片，请学生思考并说明陆地与海洋、深海与浅海的地理区别。课件出示居住在深海、浅海的“动物家族”和“植物家族”，进一步引导学生对比分析深海、浅海的生物区别。

（5）认识浅海的瑰宝――澳大利亚大堡礁。播放《地球脉动》之深海、浅海大堡礁的剪辑片段，课件出示大堡礁，教师简单介绍地理位置、生物种类、具体情况等。

5. 认识澳大利亚（学生讨论为主）

（1）教师过渡：我们一起到美丽的大堡礁游览了，孩子们，请一起告诉我，这么美丽的大堡礁在哪个国家？是的，澳大利亚。澳大利亚是一个美丽又特别的国家。让我们一起来认识一下这个国家吧！

（2）了解澳大利亚地理位置和基本情况。课件出示谷歌地图，点击澳大利亚版图，引导学生从全球视角认识澳大利亚，发挥想象认识澳大利亚的版图（抽生回答），了解澳大利亚是一个四面环海的国家。

（3）认识澳大利亚国旗。课件出示澳大利亚国旗，引导学生同桌讨论，通过观察法认识澳大利亚国旗，说出澳大利亚国旗的图形、色彩等。课件出示英国国旗，引导学生继续通过观察法和对比法，说出两国国旗的异同，分析国旗图形、色彩等背后的含义，认识到澳大利亚是英联邦国家。

（4）认识澳大利亚国徽、动物和植物：课件出示澳大利亚国徽，引导学生类比认识国旗的方法，通过观察法认识澳大利亚国徽。并通过认识国徽上的代表性动物、植物，如黑天鹅、袋鼠、金合欢等，理解澳大利亚是一个自然资源丰富的国家。

（5）了解澳大利亚代表城市和著名景点。课件出示澳大利亚代表城市和著名景点的图片，在音乐声中带领全体学生坐上“小飞车”，“游览”澳大利亚。随后介绍绘本《这就是澳大利亚》，鼓励学生到绘本中进一步了解澳大利亚。

6. 认识海洋环境问题

（1）课件出示澳大利亚海洋环境受污染的图片，与游览时美丽的景色图片进行对比。引导学生说一说――“我看到了什么”（海洋垃圾、被石油和废水污染的黑色海洋、海洋生物死去、大堡礁珊瑚礁退化等）。

（2）教师介绍当下海洋环境问题，并播放保护海洋环境公益片，留下问题――“保护海洋，我们能做些什么”（这一问题不在课堂上做详细讨论，留待分组教学深入研究）。

7. 课堂小结

请你根据课堂上学习到的知识和了解的信息，画一画真实的海洋世界。

8. 课程评价

本次集体大课的评价以多元评价和自主评价相结合的方式进行。评价中，教师是引导者，学生才是评价的主体，儿童始终被置于中心位置。因此，如何引导学生学习并进行自我反思和学习评价，是统整项目课程集体大课评价的重点。

首先，教师以丰富的语言、亲近的态度参与到学生学习的全过程，随时关注学生学习状态，提高学生注意力。

其次，评价以学习单为主要工具。其中，课程学习单是学习支架。学习单写、画结合，以画为主，形式新颖、充满趣味，符合一年级学生的认知特点和学习规律。在完成学习单的过程中，学生自己想、自己写、自己画、自己评，充分调动了学习积极性。

后续延伸：性兴趣，自主选择

当6个组别的老师依次上完集体大课，学生对整个课程的内容框架有了整体的学习、了解、体验之后，回家与家人进行分享、交流和讨论，最终做出自主选择，自愿参与到六个大组中的一组，开展深度的主题学习和探究，即为期4周左右的分组教学和分科教学。

第6篇：深海环境的特点范文

【关键词】生理健康 监护 控制 防护

HSE管理体系是关于健康、安全和环境的管理方法。自20世纪80年代后期，在石油化工行业得到长足的发展。近年来，安全管理工作受到国际石油界高度重视并取得了不少成绩，安全成为HSE管理的核心，而健康管理却没有同“安全”管理一样受到同等的重视。对于在海上从事勘探作业的深海船队而言，船队员工长期生活在这种高危环境、高度紧张、高强度劳动的环境中，员工的生理健康状况受到极大的影响。

1 勘探船队员工职业生理健康危害主要表现

船员长期的海上工作，无规律的海上生活，加上劳累，会有不同程度的海员职业病。高血压、腰腿风湿性疼痛、消化性溃疡、慢性支气管炎、脂肪肝、痢疾、心血管病、职业性耳聋、呼吸系统疾病等是最常见的职业疾病。据调查统计，消化系统疾病占海员发病率的15.7%～30%，比陆上居民发病率高。心血管病发病率和死亡率高于陆上同年龄组的居民。各种各样的职业疾病不仅仅危害着员工的健康，同时患有职业疾病的员工后期的治疗费用也将给企业增加了沉重的负担。

2 企业加强员工职业健康管理的必要性

员工是企业发展的源泉，企业的发展离不开员工。特别是对于海上勘探作业，员工的身体健康直接关系着生产能否顺利进行，健康的身体是保证生产的前提条件。在海上生产作业中，紧急救援是船队面临的一项重大问题，员工一旦突发疾病，救援的不及时将可能导致员工生命危在旦夕，同时启动紧急救援也将会耗费企业大量的人力和物力，更重要的是将会严重影响其它员工心理上的担忧和恐惧。

3 “四+六”职业健康风险管控模式

所谓“四+六”职业健康风险管理模式指职业健康管理的“四”大步骤和“六”大层级职业健康风险控制措施。“四”大步骤指识别职业健康隐患、评估职业健康隐患和影响、控制职业风险、建立恢复措施；“六”大层级职业健康风险控制措施包括：消除、替代、降低、隔离、管控和保护等控制措施。

职业健康管理的第一步：识别。需要组建专业的健康风险评估团队识别并总结出勘探船队所有类型的职业健康隐患并建立职业健康隐患登记，包括：化学的、物理的、生物的、人类环境改造学的、心理的等。这些隐患有不同的感染方式，如：皮肤或眼睛接触、吸入、摄取、听、通过身体整个部分等。

职业健康管理的第二步：评估。风险评估矩阵图（横轴代表风险的可能性，纵轴代表风险的严重程度）作为健康风险评估的工具将健康风险分为低、中、高三种结果。对于中、高健康风险需要采取必要的控制措施，使健康风险尽可能降低到合理的水平。

职业健康管理的第三步：控制。消除、替代、降低、隔离、管控和保护等作为职业健康风险控制的“六”大层级控制措施。通过合理的控制措施将职业健康风险控制到合理的可接受的水平是职业健康管理的目的。

职业健康管理的第四步：恢复。通过恢复措施减轻潜在的影响来预防健康风险进一步扩大。

4 加强职业健康管理的举措

4.1 完善员工的医疗检查

员工的医疗检查分为三个阶段，包括：雇佣前的医疗检查，用以评估员工是否适合特定岗位的工作，如食品处理、驾驶、机械操作等；人员分配/转运前检查，员工在分配到国外前需要进行健康检查，做到持证上岗；定期医疗检查，在作业现场工作的员工需要定期接受驻队医疗检查，用以监护野外的作业环境对员工造成的职业健康影响。4.2 建立完善的个人职业健康监护档案

遵循保密原则为船队员工建立完善的个人职业健康监护档案。根据员工的职业接触史，通过定期或不定期的医学健康检查和健康相关资料的收集，连续性地监测员工的健康状况，分析劳动者健康变化与接触的职业危害因素的关系，并及时地将健康检查和资料分析结果报告给单位和员工本人，以便及时采取干预措施，保护员工健康。在健康监护的实践中，应用现代信息技术，建立和健全健康监护档案是一项重要的基础工作。

4.3 分析船队人员职业健康发展趋势

通过综合分析全体船员职业健康监护档案可以获得船队人员职业健康总体发展趋势，通过分析全体船员职业健康监护档案还可以掌握各种职业病发生的概率和严重程度，同时还可以得出各种职业病的出现与海上工作年限之间的线性关系等。经过对以上信息结果的掌握，从而可以科学合理的制定今后的职业健康管理计划和目的，采取必要的医疗或其它防范措施降低职业健康危害。

另外，通过科学准确做好船队诊所医疗记录，综合分析船队每月的诊所就诊记录，也可以得出船队员工总体的职业健康发展趋势，这将有利于关注船队员工的职业健康，也将有利于提前采取预防和控制措施。

4.4 建立船队诊所的药事管理

在建立了职业健康档案并分析了职业健康发展趋势之后，应当加强船队诊所的药事管理。加强药事管理就是要根据船队员工的职业健康状况和职业健康发展趋势，建立完善的药品的分类、储备和管理，以及必要的诊所设备的储备和管理。通过药事管理，加强船队员工生理保健，降低职业健康危害。4.5 建立稳定完善的船队医疗队伍

充分考虑物探船的高危环境作业的特点，容易发生人员伤亡，因此现场急救能力是选拔医疗队伍需要考虑的因素之一，同时还要充分考虑到船队的药事管理以及船队员工的职业健康状况和发展趋势等因素进行综合选拔符合物探船特点的医疗队伍。

另外，建立稳定的船队医疗队伍是完善职业健康管理的条件之一，临时的、不稳定的、经常更换的医疗队伍缺乏对员工职业健康状况情况的掌握，不利于长期的、持续的对员工进行健康监护。

4.6 宣传职业健康管理理念和知识

加强对船队员工进行职业健康管理理念和知识的宣传和教育，有利于员工重视自身的职业健康状况和发展趋势，从而使得他们在职业生产过程中，注重“四+六”职业健康风险管理模式的运用，充分的去识别、评估职业健康风险，积极主动的采取职业健康风险防范措施，如通过消除、替代等方法消除职业健康隐患，合理使用各种劳动保护用品，加强体育锻炼等等将职业健康风险降低到合理的可接受的水平。

第7篇：深海环境的特点范文

关键词：混响；微波通信；分集技术

当前，微波通信技术发展迅猛，在各个探测领域均有所涉猎。微波通信指的是波长在1mm与1m之间的电磁波，早在上世纪50年代就得到了应用，并且在短时间内占据了长途通信50%以上的比例。微波通信的特点在于不需要固体介质，因此在点对点通信的过程中具有一定的复杂性以及强多径的特性。微波通信的信号在进行分集处理的过程中，可以有效的提升合并效益，在复杂背景下也能保证接收能力，为通信质量提供一定的帮助。本文重点介绍了这样的一种微波通信分集接收技术，以深海环境为例，对其进行阐述。

1 微波通信信道模型的建立

以深海背景为例，在其中运用微波通信分集接收技术，在此之前应该建立起相应的模型，这与传统的技术相比具有一定的差异性，在遵循CSMA/CA信道访问MAC协议的基础上，可以将每一个时帧节点所携带的信息进行确认，判断是否存在繁忙的现象，如果遇到繁忙的情况，就需要等待下一个时段。如果超出的空闲时间过长，那么时帧节点就会自行发送信息，在信道中，如果所发送的信息出现冲突，此时竞争窗口会按照相应的规律出现增加的情况，以达到最大竞争窗口值。每一个时帧节点要想获得同等的访问信道的机会，就需要在竞争窗口中将初始值设置为最小的竞争窗口值。以此作为一个重要的参数来判断是否具有同等的概率。

运用自适应均衡技术对微波通信分集进行跟踪，在两点间的直线距离中不出现无障碍混响的情况下，微波通信分集就可以顺利的接收到信息，但是却不能将其传输到汇聚点中，这一问题的出现主要是因为宽带无效占用量过大，并且出现能量浪费的现象。在这种情况下，最佳的处理方式就是要将信道的占用概率进行进一步划分，保证父节点要高于子节点。信道在进行接收与传输的过程中，主要产生了上行以及下行两方面的信道。可以满足逻辑变换以及物理传输的作用。

在波特间隔均衡的基础上对微波通信协议进行设计，可以进一步提升信道的连通性。在建立微波通信协议分集信道的过程中，选取传输树中随意的一个非根节点，这一节点不仅需要起到携带信息的作用，同时还要满足对子节点信息进行传输的功能，如果距离汇聚点之间的距离较近，那么子节点需要承担的信息发送任务也会随之增加。在传统微波通信新型均衡的过程中，主要运用的方法为空间分集技术，这一技术的应用只能使用一个信道，所以不断提升通信状态的基础上，需要对这一技术予以进一步的改进，这样才能更好的实现接收信息的作用。

2 微波通信分集接收算法的实现

运用自适应均衡技术在微波通信中进行分集跟踪，这一技术是不能适用于在多途分集的情况下进行跟踪的，所以信道在交叉时就不能获得理想的效果。在同一微波信号的前提下，不同独立衰落复制品进行加工并且对其处理，要想对信号进行分离就可以运用波特间隔线性反馈技术，这一技术的运用主要是将支路信号采取同相粗加，以此达到预期的效果。图1中为分集接收机的框图，其中主要分为两个具有抽头的延迟滤波器，其中一个延迟滤波器是前向滤波器，另外一个是反向滤波器，这两种滤波器可以与最佳间隔均衡器相互匹配。若选用同微波码元速率的T间隔均衡器是不能产生匹配滤波器的。在图中可以看出，信号处在分离的状态时，采用波特间隔线性反馈技术能够更好的实现信号同相想加的目的。

3 仿真实验与性能测试

为了测试本文提出的基于波特间隔线性反馈的微波通信分集接收技术在强混响背景噪声下的微波通信性能，采用模拟仿真实验的方法进行性能测试，测试背景为深海微波通信背景，背景干扰中含有大量的混响噪声，信混比最低达到-3OdB，通信环境非常恶劣。反馈系数（C20-C0）为100000000000000001001。采用本文方法进行微波通信波束形成实验，在微波通信信号频带分别为2～4kHz、2～6kHz、2～8kHz、2～10kHz下的到微波信号分集波束形成结果如图2所示。从结果分析可见，信号自相关的δ（t）相似度分别为1.60dB、3.55dB、5.32dB、6.84dB，所以随着带宽的增大，深海环境下微波信号的自相关逐渐逼近于δ（t），提高了波束形成的垂直指向性，误码率从16.21%降低为0.98%。实验结果证明本文方法在微波通信分集处理后对通信误码率有很好的降低效果，性能卓越。

图2 微波通信分集波束形成仿真结果

4 结束语

本文研究了深海强信混比下的微波通信的信道优化和分集均衡接收技术，提出一种基于比特间隔线性反馈的微波通信分集技术，建立微波通信信道模型，进行了基于波特间隔均衡的微波通信协议设计，最后采用波特间隔线性反馈技术实现支路信号同相相加，正好抵消衰落的相位偏移，达到瞬态集中的目的。实验表明采用该算法能有效提高波束形成的垂直指向性，能在强信混比干扰下提高微波通信质量，误码率得到大幅度降低，在水声通信系统设计等领域具有很好的应用价值。

参考文献

[1]段奇智，袁勇，张毅，等.天然气管道远程声通信接收机系统设计方法研究[J].计算机与数字工程，2013，41（11）：1835-1829.

第8篇：深海环境的特点范文

目前，利用水下铠装海缆将高压直流电能传输到深海，在深海海底将高压电变换成低压大电流直流电能以供海洋观测仪器或作业设备使用已经成为当前海洋及深海观测的一种革命性手段［1-4］。而其中能实现高低压电能变换的变换器是整个观测平台最关键的部件。高低压DC／DC直流变换已有不少相关的研究，基于已有成熟的拓扑结构，研究人员提出了各种控制策略，以实现稳定精确的控制。如利用输入电压进行前馈电荷控制的方式应用在高速机车电力系统上［5］，利用主从模块分别独立控制均压和均流［6］，利用复杂的多环耦合控制方式实现模块间的精确均压与均流［7-10］，利用共占空比驱动控制的方式实现自然均衡［11-13］。该变换器使用场合异于陆地，具有不同特征和难点：首先，深海设备的维护极其昂贵，可靠性为首要设计准则，为降低失效风险，要求变换器电路结构尽可能简单，具有高冗余度和容错能力；其次，电力设备必须封装在抗腐蚀的金属耐压腔体中，空间小，散热条件差，故要求变换器结构紧凑，尺寸小，转换效率高。基于以上难点，设计了一套适合深海环境场合的2000VDC／400VDC@2kW的电能变换器。

1多模块组合结构原理

该变换器由多个低压小功率DC／DC隔离变换模块以输入级串联、输出级并联的方式堆叠组成，如图1所示，其每个模块的输入电压范围为200~400V，输出稳压为400V，最大功率为400W。5个参数一致的模块通过串并联堆叠而成的变换器输入范围为1~2kV，输出为400V，最大功率达2kW。相对于使用超高耐压元器件的单一DC／DC变换器，采用多组模块串并联组合的方式有2点优势：a.多个模块串并联组合，则每个模块内部的功率开关管及其他元件的电压应力将等比例降低，高频低通态电阻的MOSFET开关管就能够应用，从而可提高开关频率，降低L、C、变压器等元器件的尺寸以及开关管的通态损耗；b.模块化设计使得维护和冗余设计都易于实现，同时，由于元器件尺寸变小，更有利于空间结构布局和散热优化设计。单个模块由2个双管正激PWM控制电路在输入端串联、输出端并联组成，共用同一滤波电路（见图2），C1和C2是2个正激电路的输入均压电容（为便于分析，图中略去输入滤波电路），VD7、Lout和Co组成输出滤波电路。2组电路的相对应元件参数一致，2组开关管VT1与VT2、VT3与VT4的驱动基于同一PWM信号但运行于移相180°。稳态运行下，当VT1与VT2闭合时，VT3与VT4断开，此时，C2处于充电状态充电电流为Iin1，则充电电荷为：其中，D为占空比，T为周期，U1和U2分别为电容C1和C2的电压值，L0为输入端的等效电感，Uin为常数。同理，当VT3与VT4闭合时，VT1与VT2断开，可得：可见，在充电状态下，U1和U2的值趋于稳定，且当C1=C2时趋于相等，同理可得放电状态下也是相同结论。假定稳态下，U1＝U2＝Uin／2，输入电流因串联结构而Iin1＝Iin2＝Iin，则输入功率均分。假设2个隔离变压器传输效率一致，则2个串并联电路的输出功率和电流均相等。当滤波电感电流连续，根据电感周期伏秒积为零的理论有：可见，该串并联交错互补驱动运行模块的电压变比特性和正激电路一致［14-15］。

2同步整流控制分析

如果每个模块都使用一个独立的稳压或均流控制的PWM控制器，多个模块堆叠组合后，将会产生不稳定状态。以A、B2个模块输入端串联、输出端并联的组合方式分析，设存在一个稳态，则模块A输入电容的充电量QA1等于放电量QA2，Uout-A=nADAUin-A=U0，Uout-B=nBDBUin-B=U0，其中nA=nB。当输入电压波动导致Uin-A升高而引起模块A的控制器输出的PWM占空比DA变小时，Cin-A的充电时间变长，放电时间变短，Uin-A继续升高，最终导致模块之间的输入电压失衡而不稳定。当前已有多种方法来实现各个模块之间的均压均流控制［16］，但都是基于复杂的控制策略来实现的，使用的元器件种类繁多，长期运行容易出现故障。针对结构过于复杂的特点，该变换器采用单一控制器，所有模块运行于同步整流信号，依靠模块间的自然均压来实现均压均流。如图3所示，反馈电压信号Uout采样于变换器输出端，并与参考电压Uref进行比较，经过PI调节放大后作为电流环的电流基准，通过电流互感器采样于输入端的反馈电流采样信号Iin和电流基准进行比较，其误差信号作为PWM信号发生器A3的正端输入，输出的PWM控制信号通过电磁隔离驱动电路放大后对所有模块进行同步驱动整流，所有模块运行在同一占空比脉冲信号下。由于电流互感器直接采集输入端电流信号，当其检测信号峰值达到PI调节器输出的电流基准时，A3输出的脉冲占空比变小，实现逐个开关周期的峰值电流限制，从而消除了输出滤波电感在系统传递中产生的滞后，提高了系统的动态响应，同时也提高了系统的过载和短路保护能力。该分析同样适用于多个模块串并联组合应用。实际情况下，由于模块间参数不能完全一致而导致nA=q1nB，DA=q2DB，输出端因并联而模块输出电压相同，则根据式（6）有：通常工艺下，q1和q2的值都在1±0.05之内，故模块间的电压不一致也可以控制到很小的范围内。传统的多模块组合变换器，依靠输入／输出均压均流等控制器的协调能够比较可靠地工作，且具有良好的动态特性，但模块间存在控制参数耦合，任意一个模块的失效都可能导致整个变换器的失效。基于同一信号同步整流方式的多模块串并联组合的变换器，不但简化了控制器的复杂度，降低了失效风险，同时模块间不存在参数耦合而可实现冗余的特性。当其中一个或多个模块输入端的开关管失效导致模块输入端被短路时，在同一信号控制的方式下，输入电压和功率将在剩余正常运行的模块中重新达到均压均流稳态。因此，变换器可以根据要求而设计成n＋m冗余组合，使得即使m个模块失效致使输入端被短路后变换器仍然能正常可靠地运行。

3样机试验结果

3.1样机实现深海电气设备必须封装在耐腐蚀、耐高压的圆柱形腔体内（直径25cm×85cm）。为使变换器能够充分利用耐压腔体空间，变换器主电路分布在4块长条形电路板上，中间2块电路板尺寸为20cm×61cm，每块容纳1.5个模块，上、下2块电路板尺寸为14cm×61cm，每块分别布置一个模块，电路板间距为6cm。变换器的热源点主要集中在中部，而控制电路板为圆形（直径21cm），安装在主电路板架的右侧，使其远离热源。5块电路板固定在一个高强度的铝合金支架上，使得整个变换器外形近似圆柱状，充分利用了耐压腔体空间，同时金属支架的结构可以避免深海投放时产生的冲击和震动对变换器造成损坏。5个模块的电子元器件全部采用相同型号，其中主电路MOSFET开关管型号为IRFP460，开关频率50kHz，样机性能验证试验分步进行。

3.2半载启动和稳态运行特性输入电压为1800VDC（测试环境为空气，为防止过热，输入电压和负载低于最大值）；负载功率为800~1000W。图4为TDS3014C示波器测得的测试结果，其中曲线1、2分别为模块E、C的输入电压的一半量值，曲线3为变换器的输出电流。输入电压为手动旋钮调节，0s时开始上升，5s时上升到设定电压，在手动升压阶段，可见2个模块输入端的电压基本同步上升，但电压值不均等。5~6s区间，变换器的控制电路正在延时启动，而模块间输入电压有轻微变化，这是输入端的串联电容在自然状态下的均压平衡调整。由于电容参数差别较大（5%~10%），故2个模块的电压差也等比例变大。6s时，变换器启动瞬间，由于每个模块输入端具有一个二阶滤波器而使得2路电压工作在开关状态下时有明显波动，但均值趋于相等且稳定。启动瞬间，负载偏容性而有0.3s的电流超调。由图4可见，带半载的启动瞬间，即使启动前输入电容两端电压不一致，启动后模块输入电压也趋于相等；负载在800~1000W波动，不影响均压特性。模块E、C的电压值不完全相等是源于模块间的元器件参数不可能完全一致，但不影响稳态和动态运行的稳定性。图5为半载稳态下的驱动波形图，其中曲线1为控制器的输出脉冲波形，曲线2、3为经过隔离放大后的驱动波形，曲线4为移相180°后的驱动波形，驱动器频率为50kHz。由图可见，隔离放大后的驱动波形与控制器的波形的占空比一致，所有模块在同一占空比驱动下工作。同时，在半载稳态运行测试时进行了效率测量，其转换效率为85%~88%。

3.3冗余特性验证试验输入电压为1600VDC；负载电阻为300Ω。图6为TDS3014C示波器测得的测试结果，其中曲线1、2分别为模块E、C的输入电压的一半量值，曲线3为变换器的输出电流。为了验证变换器的冗余特性，在模块稳态运行过程中利用旁路机械开关将模块D的输入进行人为短接，则5个模块突变为4个模块。由图可见，在模块D短路瞬间，模块E、C的电压同步升高，平均上升幅度约1／4，这是由于输入电压在剩余的4个正常模块中重新均压。同时，输出电流几乎没有变化，具有良好的动态稳定性。同样，模块E和C的稳态电压不完全相等是源于2个模块的元器件参数不完全一致，当传输功率有所变化时，模块间的稳态电压差也有所变化，但不影响其冗余特性和稳态运行。

3.4整体系统应用测试将该变换器作为深海观测网样机系统上的高低压变换单元进行了水池试验，变换器封装在耐压钛合金腔体内，并在深海高压模拟试验仓进行了3000m水深压力（30MPa）的测试，压力保持21h无任何漏水现象。水池试验中，该变换器在水下实现2kV的输电电压到400V电压的变换，而一套低压电能分配管理系统（该电能分配管理系统与通信系统在本文没有展开阐述）可将400V电能二次变换为多种低压，如48V、24V等，为多种水下设备进行供电，总功率为400~610W，在进行了长达10d的水池试验中，该变换器能够给整个观测系统中所有设备和观测仪器提供连续、稳定、可靠的供电，实现了长时间、大功率的电能供给。

第9篇：深海环境的特点范文

关键词：微量元素 黑色岩系 钒矿 贵州

1 研究区地质概况

该区域出露的地层有青白口系下江群清水江组、平略组；南华系铁丝坳组、大塘坡组、南沱组；震旦系陡山沱组；震旦系至寒武系留茶坡组；寒武系九门冲组、变马冲组、杷榔组、清虚洞组、高台组、石冷水组及娄山关组。雪峰运动末期至加里东构造早古生代早期，全区进入盖层沉积，尤其以寒武纪地层分布较广泛为特征，受构造―古地理格局影响，本区寒武系地层位于扬子江南过渡区。江古钒矿床主要赋存于震旦至寒武系留茶坡组和寒武系九门冲组黑色细碎屑岩系含矿地层中，严格受地层层位的控制。

区域矿产主要为热水沉积型铅锌矿床、锰矿床、石煤、Ni-Mo-PGE矿床、重晶石矿床及钒矿床等。

2 含矿岩系特征

2.1震旦至寒武系留茶坡组（Z∈lc）特征

震旦至寒武系留茶坡组是研究区主要含矿层位，该层与下伏震旦系陡山沱组（Z1ds）地层呈整合接触，厚度约40m，分布较稳定，厚度变化不大。本组地层含Ⅱ、Ⅲ号矿体，主要为黑灰色薄至中层微至隐晶硅质岩夹炭质页岩，见少量海绵骨针化石，藻类生物化石，普遍含微细粒草莓状黄铁矿。沉积成因的重晶石呈星散状微晶或与泥质组成沉积纹层，此外，还显微可见呈细脉状产出的成岩期后的次生重晶石。沉积重晶石在硅质板岩的出现表明该沉积产物具有深部热水喷流沉积的特点。

2.2寒武系九门冲组（∈1jm）特征

该组地层亦同属研究区内的主要含矿层位之一，按其岩性可分为两段：

九门冲组一段 （∈1jm1）：表面风化呈暗紫红色，岩性主要为灰色、黑色板状炭质页岩，粉砂质炭质页岩，含炭质粘土质粉砂岩夹黑灰色薄层微至隐晶硅质岩，普遍含细粒黄铁矿，发育水平层理，厚2O～140m；为区内含钒地层之一，含Ⅲ号矿体。

九门冲组二段 （∈1jm2）：主要为深灰、灰黑色薄层、中层细晶灰岩夹炭质页岩，厚度0～15m。

以上震旦至寒武系留茶坡组（Z∈lc）和九门冲组一段 （∈1jm1）两地层中富含基性火山岩的金属元素及挥发份组合，含有丰富的磷（P）和有机质，P2O5最高达0.63-0.69%，含V单工程品位一般0.70%～1.37%，平均0.86%，特别在炭质页岩夹层中，V的平均品位可达1.06%，均超过工业品位。研究区I、Ⅱ、Ⅲ号矿层中的工业矿体直接接受上述两组地层岩性段的控制，上述两组地层岩性段主要是由薄～中厚层互层炭质泥岩、硅质岩、炭质硅质岩组成且富含有机质（C有机质>1%）和硫化物（黄铁矿），均具有生物沉积成因的特点。

3 微量元素地球化学参数讨论

研究区黑色岩系炭质硅质板岩、炭质页岩、硅质板岩岩石的微量元素分析数据表明，岩石中“V”含量最高，最高可达13763ppm，平均均为其粘土岩丰度值的9～105倍，次为Ag、 Mo，其变化范围较大，分别为粘土岩丰度值的2―301倍和11.6―55.44倍、Ba的变化不明显，略高于粘土岩丰度值，平均含量分别为1.01―1.42倍，Cr含量高于粘土岩丰度值，平均含量为粘土岩丰度值的2.12―14.38倍、Nb含量亦高于粘土岩，平均含量为3.85―20.09倍不等、Sr略低于粘土岩平均含量，平均含量分别为粘土岩值的0.12～0.22倍。研究区黑色岩系剖面V与Mo、Ag有一定的相关性（图1、图2）。

图1 江古钒矿区图2 江古钒矿区

黑色岩系V、Mo相关性黑色岩系V、Ag相关性

3.1微量元素的比值与钒等多金属元素富集层的讨论

Dymond et a1.（1976）把富金属元素的沉积物定义为“深海沉积物―相对于铝和其它常见的造岩元素来说，过渡元素异常富集的沉积物”。一般认为富金属元素的沉积物有两种不同模式（Marching， 1978； Gundlach et al.， 1982）：（1）热液型，主要与活动构造带有关。富金属沉积物形成由于拉斑玄武岩酸解、热液淋滤。铁、锰氢氧化物为沉淀的主要组分，这种富金属沉积物难免受到“正常”碎屑或生物成因沉积物的稀释作用；（2）成岩型，主要富集在来自海水的沉淀物中。对于如何正确区分这两种成因类型的沉积物，主要借助一些特征元素、古生物确定其沉积速率、矿物学等手段进行区分。本节通过各种微量元素特征区分成岩和热液富金属沉积物。

（1） n（V）/n（V+Ni）和n（V）/n（Cr）比值

Wignall（1994）提出：全岩中n（V）/n（V+Ni）比值0.83～1.00时为静海环境，为0.57～0.83时为缺氧环境，为0.46～0.57时为氧化环境；Krejei-Graf（1964）和Dill（1986）提出：全岩石中n（V）/n（Cr）>2表示还原环境；n（V）/n（Cr）

（2） U/Th比值

在U-Th关系方面，正常沉积岩U/Th1（Bostrom， 1983）。本区测试样品中，U/Th比值在3.63-10.76之间，平均为6，其多金属富集层（JGLB-02、JGLB-03）U/Th比值最高，达到10.76和9.33。将测试样品的lg（U）值与 lg（Th）值投影到Bostrom（1983）的U-Th相关图上（图3），所有岩样全部落在古热水喷液沉积区（Ⅲ区），说明研究区黑色岩系的形成与热水沉积作用密切相关。本区黑色岩系中的U/Th比值大于1.25，说明黑色岩系是在缺氧环境下沉积的。

（3） Sr/Ba比值

施春华，胡瑞忠等（2006）认为热液成因的岩石Sr/Ba比值1。盛吉虎等（1998）则认为：深海至滞留浅海环境的Sr/Ba比值小于1。本次所测试样品中Sr/Ba比值为0.06―0.1，均小于1，其指示V等多金属富集层古环境当时为滞留浅海环境，这一特征与研究区的岩性古地理沉积环境基本一致。同时也反映了较强的热水沉积作用的特征

（4） Mn/Fe、Co/Zn比值和Fe-Mn-（Cu+Co+Ni）×10

Fe、Mn、 Zn、 Cu、 Co和Ni等元素可指示多金属沉积物的成因。Nicholson et a1.（1997） 根据Mn/Fe比值定义了三种不同成因类型的沉积物： Mn/Fe< 1为湖成沉积物， Mn/Fe=1属水成沉积物、0.1

图4 Fe-Mn-（Cu+Ni+Co）×10图5 Co/Zn-（Co+Ni+Cu）相关图

Ⅰ：水沉沉积物；（据Toth，1980）

Ⅱ：结核区； Ⅰ 热液地壳；

Ⅲ：铁锰结核区； Ⅱ 水成沉积物

Ⅳ：东太平洋地区含金属沉积物；

Ⅴ：热液结壳

在深海沉积物和成岩含金属沉积物中，大多数Cr来源于陆源碎屑物质，这表明Cr与其它元素如Ti， Mg， K， Rb， Zr具有很重要的相关性（Marchig et al.， 1982）。在热液过程中，如果没有别的陆源元素迁移，部分Cr为活动的，并且在热液沉淀中富集，结果是Cr与Ti，Mg， K， Rb， Zr的相关性就变得不是很明显。在图7中，Cr与Zr比值在成岩富金属沉积物和深海沉积物具有相似性，显示出正相关性，而热液含金属沉积物中Cr/Zr投点图明显不同，Cr的富集并不伴随着Zr的富集。

图6 Zn-Ni-Co三角图 图7 Cr-Zr相关图

（据Choi et al.，1992）（据Toth，1980）

Ⅰ-水沉沉积物； Ⅰ-成岩型含金属沉积物；

Ⅱ-热液沉积物； Ⅱ- 深海沉积物；

Ⅲ -热液型含金属沉积物

（5） Th-Hf/3-Ta

Wood et a1.（1979）根据Th-Hf/3-Ta三角图区分不同成因类型的玄武岩，Qiunby-Hunt et.a1.（1991）利用Th-Hf/3-Ta三角图讨论海相沉积的黑色页岩的物质来源和沉积构造背景。图8显示了研究区黑色岩系的Th-Hf/3-Ta含量百分比儿乎都落在I一离散板块边缘。

通过分析，认为早寒武世黑色岩系既有热液作用也有正常海水参与，矿床的形成与海底热水作用有较大关系。

参考文献：

[1]方维萱，胡瑞忠，苏文超，漆亮，肖加飞，蒋国豪.大河边-新晃超大型重晶石矿床地球化学特征及形成的地质背景.岩石学报，2002，18（2）：247～256.

[2]高怀忠.中国早寒武世重晶石及毒重石矿床的生物化学沉积成矿模式.矿物岩石，1998，18（2）：70～77.

[3]李胜荣、高振敏.1995，湘黔地区牛蹄塘组黑色岩系稀土特征―兼论海相热水沉积岩稀土模式，矿物学报，15（2）：225―229．

[4]刘宝裙，许效松，潘杏南，黄慧琼，徐强，1993.中国南方古大陆沉积地壳演化与成矿.北京：科学出版社，1-231.

[5] Morad S， Felitsyn S. Indentification of primary Ce-anomaly signatures in fossil biogenic apatite：implication for the Cambrian oceanic anocia and phosphogenesis[J]. Sedement.Geol. ，2001， 143： 259～264.

[6]彭军，夏文杰，伊海生.湖南新晃贡溪重晶石矿床地质地球化学特征及成因分析.成都理工学院学报，1999，26（1）：92～96.