国外雷达技术新进展概述

朱峥嵘

(南京电子技术研究所,江苏省南京市210039)

摘　要:雷达技术的研发与应用重点仍然集中在有源相控阵雷达、合成孔径雷达方面。有源相控阵雷达技术在机载雷达系统、舰载雷达系统及陆基雷达系统中获得到了广泛的应用。文中指出Ga N (氮化镓)单片微波集成电路功率放大器的可靠性有所提高,有望成为有源相控阵雷达的关键部件,并使有源相控阵雷达的探测距离进一步增加。为满足在无人机上的应用要求,合成孔径雷达的小型化在2009年取得了新的进展。

关键词:有源相控阵雷达;合成孔径雷达;单片微波集成电路中图分类号:T N958

收稿日期:2010205221。

0　引　言

有源相控阵是近年来正在迅速发展的雷达新技

术,它将成为提高雷达在恶劣电磁环境下对付快速、机动及隐身目标的一项关键技术。有源相控阵雷达是集现代相控阵理论、超大规模集成电路、高速计算机、先进固态器件及光电子技术为一体的高新技术产物[122]

。合成孔径雷达是一种高分辨率的二维成像雷达,由于其具有全天候、全天时的优点,特别适于大面积的地表

成像[324]

。

2009年,国外有源相控阵雷达技术与合成孔径雷达技术取得了新进展。

1　有源相控阵雷达技术

有源相控阵雷达具有机械扫描雷达不可比拟的优越性,是雷达技术的主要发展方向。2009年,欧美各国竞相发展和装备有源相控阵雷达。陆基、舰载、机载有源相控阵雷达的研制取得了重大进展,欧洲雷达集团公司研制出可旋转的有源相控阵雷达天线,使该雷达具备了对飞机身后区域的探测能力。美国诺斯罗普?格鲁曼公司开发出敏捷波束机载有源相控阵雷达,不仅能对多个空中目标进行探测,还能进行地面动目标探测,使作战飞机能完成多种作战任务。随着技术的进步,尤其是Ga N (氮化镓)单片微波集成电路在T/R 组件中的应用,有源相控阵雷达的性能将进一步提高。1.1　GaN 单片微波集成电路可靠性提高,有望成为有源相控阵雷达的关键部件

与Ga A s (砷化镓)器件相比,Ga N 器件的功率密度更高(可达40W /mm ),并具有更高的耐高温特性

(工作温度可达600℃以上)。Ga N 高电子迁移率晶

体管可以提供较好的线性功率和效率以及较高的带宽

(高频参数达230GHz )。

美国雷声公司Ga N 芯片进行了长达1000h 的可靠性测试。在长达1000h 的Ga N 单片微波集成电路功率放大器可靠性测试中,器件性能没有降低,这表明此器件向实用化方向迈出了重要的一步。该公司称此Ga N 芯片将广泛用于防空/反导系统的雷达中,它将使有源相控阵雷达的探测距离大大增加,并将使其具有更强的电子攻击能力。1.2　有源相控阵雷达技术首次应用于防空系统的火控雷达

欧洲航空防务航天公司为美、意、德联合开发的ME ADS (中程扩展防空系统)的X 波段MFCR (多功能火控雷达)提供了第一批次5000个T/R 组件及其相关电子设备。这些组件是有源相控阵雷达的关键部件,它揭开了有源相控阵雷达技术应用于防空系统火控雷达的序幕。

X 波段多功能火控雷达是一种固态有源相控阵雷达,在它的主雷达天线上集成了一个敌我识别天线,并可选择性地集成电子支援分系统、GPS 天线和数字处理器。该雷达的天线安装在一台5t 的卡车上,用液体进行冷却,冷却剂从热交换器流向T/R 组件,然后回流至热交换器。该雷达能以“点对点模式”来监视有限方位角范围,也能以“选择模式”进行360°全向扫描。它的最远探测距离达400k m ,具有引导中远程精确制导武器拦截目标的能力,能同时捕捉多个低雷达截面积目标。该雷达的运用将为导弹防御系统提供一种功能更强的火控雷达。

8?第36卷第6期2010年6月信息化研究　I nf or matizati on Research Vol .36No .6Jun .2010

1.3　美国海军完成对双波段舰载有源相控阵雷达的初步测试

美国雷声公司与美国海军一起完成了对双波段有源相控阵雷达的测试。这一双波段雷达由X波段AN/ SPY23多功能有源相控阵雷达和S波段体搜索雷达组成。该雷达系统将安装在美海军“朱姆沃尔特”级驱逐舰、“福特”级航空母舰以及其他未来作战舰艇上,为它们提供超强的监视能力。该雷达能满足深海、近海等作战环境下的探测任务需求,完成水平搜索、广域监视、火控、导弹制导等功能。

美国海军授予诺斯罗普?格鲁曼公司一份价值1000万美元的合同,开发用于下一代水面舰艇平台和CG(X)巡洋舰的防空/反导雷达。该雷达是包含X波段和S波段的多功能有源相控阵雷达,能够提供强大的态势感知能力,可以在高杂波环境中跟踪和探测弹道导弹。

1.4　美、法、俄机载有源相控阵雷达技术发展已进入实用化阶段

美、法等西方国家的机载有源相控阵雷达技术发展已进入实用化阶段,大量的有源相控阵雷达已装备作战飞机。俄罗斯开发有源相控阵雷达虽然晚一些,但是现在已经开始进入实用化阶段。

法国泰勒斯公司研制的RBE2机载有源相控阵雷达在“阵风”战斗机上进行了试飞,它将取代目前装备的RBE2机载无源相控阵雷达。RBE2机载无源相控阵雷达虽然能够同时提供空对空和空对地工作模式,但也存在探测距离不理想的缺点。

RBE2机载有源相控阵雷达采用“即插即用”的设计理念,最大限度地利用了RBE2无源相控阵雷达的硬件和软件。它采用了1000～1200个Ga A s T/R组件,水平搜索角度从±60°提高至±70°。它的最大探测距离超过140k m,比RBE2无源相控阵雷达增加了50%。它还能同时跟踪40个空中目标,并对其中8个优先级目标提供瞄准所需的信息,并通过数据链能同时引导4枚“米卡”导弹对视距以外的多目标进行攻击。其空对地模式可提供高分辨率的合成孔径雷达图像(即高清晰度的地形图)。该雷达的整体性能与美国的AN/APG279有源相控阵雷达相当,从2012年起,它将装备法国空军和海军航空兵部队。

美国雷声公司开始用APG279有源相控阵雷达对第2批“超级大黄蜂”战斗机进行改装,替代现装备的APG273型机械扫描雷达。与AN/APG273机械扫描雷达相比,AN/APG279有源相控阵雷达的作用距离更远,达180k m以上,探测和跟踪的目标数量增加到20个,可靠性提高5倍(平均无故障时间达917h),而工作和维护成本仅为APG273的40%。AN/APG279有源相控阵雷达采用了数百个T/R组件,它可以同时进行空对空和空对地侦察,具有高分辨率合成孔径雷达的地形测绘能力。它提供的地面图像分辨率在15c m～40c m 之间,可发现、识别和连续跟踪移动中的地面目标,甚至可以探测到大海上航行的舰船和小艇,从而使作战飞机具备优异的对地面目标(包括海上目标)的精确打击能力。它能够跟踪在其负责区域之外的目标,并能探测到小型、具有一定隐身能力的巡航导弹。它提供的雷达图像可以进入网络,与其他信息源提供的信息融合为通用作战图像。AN/APG279有源相控阵雷达还具有电子防护、电子攻击的功能。在电子防护方面,它能够消除对方的干扰信号。在电子攻击方面,它可以提供高功率、窄波干扰能力,可以干扰X波段的雷达和导弹导引头。

2009年9月,俄罗斯法兹特隆N II R公司宣布,已经为米格235战斗机成功研制出Zhuk2AE型机载有源相控阵雷达。它的作用距离为148km,最大探测距离可达200km。该雷达工作在X波段,在边跟踪边扫描模式时可以跟踪30个空中目标;在攻击模式时,可以同时攻击6个目标。该雷达的T/R组件采用的是Ga N单块微波集成电路,可靠性与西方国家的有源相控阵雷达媲美,它的平均无故障时间为900h,与美国AN/APG279有源相控阵雷达的917h接近。与此同时,俄罗斯法兹特隆N II R公司在俄罗斯航展上披露,它正在为第5代战斗机研制新型有源相控阵雷达。该雷达将采用1000个T/R组件,是继Zhuk2AE型机载有源相控阵雷达之后的第2代机载有源相控阵雷达。

1.5　欧洲研制出可旋转的有源相控阵雷达天线,使雷达具备了对飞机身后区域的探测能力

2009年10月,欧洲雷达集团公司为台风战斗机研制了一种称为“凯撒”的有源相控阵雷达。与大多数采用固定天线阵面的机载有源相控阵雷达不同,这一雷达的天线阵面与载机的飞行轨迹成一定角度,并且安装在一个万向支架上,可以转动。固定天线阵面通过多个辐射阵元改变雷达波束的指向,而通过机械转动天线阵面可扩大其波束扫描所覆盖的区域,它的覆盖范围可达±100°,能够看到飞机的“后面”。虽然旋转天线阵面将显著增加维护工作量,但是空对空和空对地探测性能增强的价值远远高于增加一些维护工作量。

1.6　诺斯罗普?格鲁曼公司开发出尺寸可变的敏捷波束雷达

2008年11月以来,诺斯罗普?格鲁曼公司研制的S ABR(敏捷波束雷达)进行了一系列飞行演示验

第36卷第6期朱峥嵘:国外雷达技术新进展概述?综述与评论?

证,成功探测并显示了多个空中目标,生成了高分辨率的合成孔径雷达地图。2009年7月,S ABR 成功地安装到美国空军F 216战斗机上。

2　合成孔径雷达继续向小型化方向发展

近年来,随着无人侦察机数量的不断增加,对合成

孔径雷达系统的小型化需求正在不断增长。无人机小尺寸和执行多样任务的特点决定了它需要尺寸小、重量轻的合成孔径/地面动目标指示雷达。2009年,美国相继研制出重量越来越轻的合成孔径/地面动目标指示雷达。2.1　更轻型“山猫”Block30无人机载合成孔径/动目标指示雷达通过飞行测试

美国通用动力航空系统公司的“山猫”系列合成孔径雷达中的新型号———“山猫”B l ock30合成孔径雷达在“天空勇士”B l ock 1无人机上成功通过了2次飞行测试。

“山猫”B l ock 30雷达具有全天候的探测能力,能够对时敏目标进行探测。相对于通用动力航空系统公司原有的“山猫”Ⅱ合成孔径雷达而言,它的探测距离更远、重量更轻。“山猫”Ⅱ的探测距离为85k m ,重量为39kg;“山猫”B l ock 30的探测距离达100k m ,重量仅为36kg 。在地面倾斜或超出光电/红外探测器有效探测范围的情况下,“山猫”B l ock 30能够提供高分辨率的合成孔径图像,可在13700m 的高空进行高分辨率成像。当工作在合成孔径模式时,它可提供小于0.3m ～3.0m 的分辨率,并且它还具备对大面积区域进行地面动目标指示能力,能够对移动目标进行实时探测与跟踪,以动目标指示模式工作时,能探测到以10k m /h ～70k m /h 移动的目标,并能在数字地图上显示其运动轨迹。

2.2　美国陆军试验最小的“蓝锆石”合成孔径/地面

动目标指示雷达

美国陆军开始试飞ZPY 21型“蓝锆石”雷达。“蓝

锆石”雷达是一种重量不到30kg 的合成孔径/地面动目标指示雷达,被称为是已投产的最小的合成孔径/地面动目标指示雷达,将安装在“天空勇士”无人机上。“天空勇士”现已安装“山猫”B l ock30合成孔径/地面动目标指示雷达,但未来的“天空勇士”B l ock 1将换装“蓝锆石”雷达。

3　结束语

近年来,随着高新技术的迅猛发展,雷达技术有了较大的发展空间,雷达与反雷达的相对平衡状态不断被打破。国外许多国家为使雷达能满足现代作战需要,适应日趋复杂的作战环境,改善目前落后于反雷达的状

况,仍在加紧开发高新技术,为摆脱“四大威胁”

(即反辐射导弹、目标隐身技术、低空超低空突防和先进的综

合性电子干扰)积极采取对策[5]

。2009年,国外有源相控阵雷达技术与合成孔径雷达技术取得了新进展,不断提高了雷达的适应性、有效性和战场生存能力。

参　考　文　献

[1]蒋庆全.有源相控阵雷达技术发展趋势[J ].国防技术基

础,2005,5(4):9211.

[2]吴镝.舰载固态有源相控阵雷达技术[J ].国防科技,

2001,46(16):18219.

[3]吴一戎,朱敏慧.合成孔径雷达技术的发展现状与趋势

[J ].遥感技术与应用,2000,15(2):1212123.

[4]林幼权.星载合成孔径成像雷达发展现状与趋势[J ].现

代雷达,2009,31(10):10213.

[5]贾利,郭留词,李义.机载有源相控阵雷达技术及应用

[J ].中国雷达,2006,10(2):8211,20.

朱峥嵘(19692),女,工程师,主要从事科技期刊编辑工作。

Overvi ew of New Advances i n Forei gn Radar Technology

ZHU Zhengrong

(Nanjing Research I nstitute of Electr onics Technol ogy,Nanjing 210039,China )

Abstract:The e mphasis of devel opment and app licati on in radar technol ogy still focuses on the active

phased array radars and synthetic aperture radars .The active phased array radar technol ogies have been widely used in airborne radar,shi p 2borne radar and gr ound 2based radar syste m s .The reliability of Ga N monolithic m icr owave integrated circuit power a mp lifier has been i m p r oved,that expects t o become the key components of the active phased array radars,and the detecti on range of active phased array radar will als o be increased o w 2ing t o the devices .To meet the app licati on require ments in UAV s,the ne w advances of the m iniaturizati on work of synthetic aperture radar have been made in 2009.

Keywords:active phased array radar;synthetic aperture radar;monolithic m icr owave integrated circuit

01??综述与评论?信息化研究2010年6月

第一章国内外CFB锅炉发展现状

第一章国内外CFB锅炉的发展现状 1.1 国外CFB锅炉的发展近年来，循环流化床锅炉以其优越的环保特性、燃料适应性和良好的运行性能受到广泛欢迎，并得到了迅猛发展。尤其是最近十年，机组大型化发展取得了突破性的进展。其代表作就是法国普罗旺斯(Provence)电站250 MWe循环流化床锅炉的成功投运。另外，近几年来，国际上CFB锅炉的发展出现了竞争十分激烈的局面：法国GEC ALSTOM收购了德国EVT公司、法国Stein公司和美国ABB-CE公司；美国FW公司兼并了芬兰的Ahlstrom Pyropower公司，不同流派的CFB燃烧技术在逐渐相互结合，相互渗透，在国外逐渐形成了美国FW公司和法国GEC Alstom公司两大CFB锅炉技术集团。 1.1.1 德国鲁奇型(Lurgi)循环流化床锅炉及Alstom公司的扩展鲁奇型循环流化床锅炉采用外置式换热器(EHE)设计，在有利于锅炉受热面布置、有利于炉膛温度及锅炉负荷控制、有利于再热器布置及汽温调节等方面做出了成功的探索，同时也为机组大型化创造了有利条件。特别是鲁奇公司将其CFB锅炉技术转让给ALSTOM-Stein(原法国Stein公司)公司、ALSTOM-CE公司(原美国CE公司)后，这项技术得到了进一步的发展和更广泛的应用。 ALSTOM-Stein公司充分利用外置式换热器的优越性，主要致力于CFB锅炉的大型化工作。通过大量的试验研究工作，率先在世界上完成了大型化CFB锅炉的开发应用工作，其代表作就是艾米录希电站和Gardanne(Provence)电站。艾米录希电站125 MWe CFB锅炉燃用干煤泥和湿煤泥两种燃料。Gardanne(Provence)电站是世界上第一座250 MWe CFB锅炉电站，1995年顺利投运标志着大型化CFB锅炉技术已经成熟。该锅炉燃用褐煤，锅炉的整体布置型体和主要结构基本上是在艾米录电站125 MWe CFB锅炉基础上的放大，采用单炉膛裤衩腿结构，4个分离器和4个外置式换热器。无疑Gardanne(Provence)电站的成功投运为广大CFB锅炉工作者增添了更多信心，为CFB锅炉的进一步发展开辟了道路。 Gardanne电厂位于法国南部的Provence省。该锅炉于1996年正式投入运行，并获得了美 Gardanne电厂250MWe循环流化床锅炉的主蒸汽流量为194.44kg/s，蒸汽压力为 16.9MPa，主蒸汽温度为567℃，再热蒸汽温度为566℃，排烟温度为140℃。该锅炉的设计煤种为当地的高硫煤和其它煤，也可掺烧50%(热值)的油渣。其燃料分析见表1-1。该电站外观图见图

激光雷达技术的应用现状及应用前景

光电雷达技术课程论文题目激光雷达技术的应用现状及应用前景

专业光学工程姓名白学武学号2220140227 学院光电学院 2015年2月28日摘要：激光雷达无论在军用领域还是民用领域日益得到广泛的应用。介绍了激光雷达的工作原理、工作特点及分类，介绍了它们的研究进展和发展现状，以及应用现状和发展前景。引言激光雷达是工作在光频波段的雷达。与微波雷达的T作原理相似，它利用光频波段的电磁波先向目标发射探测信号，然后将其接收到的同波信号与发射信号相比较，从而获得目标的位置(距离、方位和高度)、运动状态(速度、姿态)等信息，实现对飞机、导弹等目标的探测、跟踪和识别。激光雷达可以按照不同的方法分类。如按照发射波形和数据处理方式，可分为脉冲激光雷达、连续波激光雷达、脉冲压缩激光雷达、动目标显示激光雷达、脉冲多普勒激光雷达和成像激光雷达等：根据安装平台划分，可分为地面激光雷达、机载激光雷达、舰载激光雷达和航天激光雷达；根据完成任务的不同，可分为火控激光雷达、靶场测量激光雷达、导弹制导激光雷达、障碍物回避激光雷达以及飞机着舰引导激光雷达等。在具体应用时，激光雷达既可单独使用，也能够同微波雷达，可见光电视、

红外电视或微光电视等成像设备组合使用，使得系统既能搜索到远距离目标，又能实现对目标的精密跟踪，是目前较为先进的战术应用方式。一、激光雷达技术发展状况 1.1关键技术分析 1.1.1空间扫描技术激光雷达的空间扫描方法可分为非扫描体制和扫描体制，其中扫描体制可以选择机械扫描、电学扫描和二元光学扫描等方式。非扫描成像体制采用多元探测器，作用距离较远，探测体制上同扫描成像的单元探测有所不同，能够减小设备的体积、重量，但在我国多元传感器，尤其是面阵探测器很难获得，因此国内激光雷达多采用扫描工作体制。机械扫描能够进行大视场扫描，也可以达到很高的扫描速率，不同的机械结构能够获得不同的扫描图样，是目前应用较多的一种扫描方式。声光扫描器采用声光晶体对入射光的偏转实现扫描，扫描速度可以很高，扫描偏转精度能达到微弧度量级。但声光扫描器的扫描角度很小，光束质量较差，耗电量大，声光晶体必须采用冷却处理，实际工程应用中将增加设备量。二元光学是光学技术中的一个新兴的重要分支，它是建立在衍射理论、计算机辅助设计和细微加工技术基础上的光学领域的前沿学科之一。利用二元光学可制造出微透镜阵列灵巧扫描器。一般这种扫描器由一对间距只有几微米的微透镜阵列组成，一组为正透镜，另一组为负透镜，准直光经过正透镜后开始聚焦，然后通过负透镜后变为准直光。当正负透镜阵列横向相对运动时，准直光方向就会发生偏转。这种透镜阵列只需要很小的相对移动输出光束就会产生很大的偏转，透镜阵列越小，达到相同的偏转所需的相对移动就越小。因此，这种扫描器的扫

国内外焊接技术的现状及其发展前景

国内外焊接技术的现状及其发展前景在现代工业中,焊接技术已广泛用于航天、航空和船舶、海洋结构物及压力锅炉,化工容器、’机械制造等产品的建造。就船舶建造而言,焊接工时要占船体建造总工时的30～40％,由此可见,焊接作为一种加工工艺方法在制造业中的重要作用。为了实现焊接产品或焊接结构生产的高效率、低，国内外都在大力开发创新新的焊接技术，国内外焊接技术的新发展一、电阻点焊电阻点焊被认为是汽车车身制造中最重要的连接工艺。二、激光技术和使用激光束加工材料将激光束焊接与弧焊工艺相结合可以获得一种值得注意的焊接工艺：即CO2激光束与气体保护金属极电弧焊工艺相结合的工艺。采用该工艺，能对不同级别的钢材进行高效率的焊接。三、等离子弧焊一种新开发的用于等离子弧焊的焊矩系统，采用反极性电极和选用100~200A焊接电流可以经济有效地焊接铝制零件，焊接质量很好。四、粉末等离子弧表面堆焊通过表面堆焊，可以经济有效地制造具有不同特性的零部件。五、焊接电源六、机器人和系统七、热喷涂技术八、钎焊九、微连接技术十一、碳钢和低合金钢的焊接在第十五届焊接和切割国际展览会上在保护气体方面，建议针对被焊材料和焊接要求的确定所需气体和精细调制的混合气体的发展趋势更加明显了。主要的研发特点是关注改善润湿性能、提高焊接速度和优化焊缝成形。十二、细晶粒结构钢和高强度钢的焊接国外新技术开发实例：1，肯倍Wise?焊接工艺软件 -- 更富成效的焊接解决方案全球知名的焊接解决方案提供商--芬兰肯倍公司（Kemppi Oy）推出全新智能焊接工艺软件Wise TM。该系列软件与肯倍最新FastMig Pulse与KempArc Pulse 焊接设备配套使用，可提供更多专业功能。 Wise TM系列软件产品可广泛应用于造船与海洋工程、汽车厂等各种焊接领域，

火力发电机组锅炉控制技术的新进展

火力发电机组锅炉控制技术的新进展摘要：计算机技术是当今社会的一大重要革新发明，目前许多领域都采用计算机进行操做，火力系统也不例外，融合计算机技术后的控制系统更加复杂。目前火力发电机组的数学模型日渐成熟和完善，但是采用锅炉这一设施就注定会有非线性、不稳定性、惯性大等众多的影响因素，这样就难以让数学模型发挥最大的效应，控制力度不见准确进而影响正常操作的运行。目前国际上逐渐研究了其他多种控制方法进行改良，火力发电机也由此变成了一项新型的研究潮流。关键词：火力发电；机组锅炉；控制技术近年来，在科技发展的推动下，为我国火力发电厂的发展带来了极大的推动作用，机组锅炉是火力发电厂中重要的组成部分，一旦其存在问题必将对火力发电厂的正常运行带来影响，因此，对于这方面的控制技术，我们需要高度重视起来。一、概述火力发电中计算机控制的引入为采用复杂的控制策略、先进的算法创造了条件。20世纪70年代后期，最优控制分别在日本和英国的火电机组中获得实际应用。特别是20世纪90年代以来，模糊控制、自适应控制和神经控制用于火电机组的研究，在国内外获得了长足进展，而预测控制在火电机组中的应用成为近年来的研究热点。火电机组的控制系统大部分是由PID（PI）算法的多个单输入单输出反馈控制回路组成，在预定的基本负荷工作点整定控制器参数并固定下来。对于在此工作点附近的随机负荷扰动，其调节的有效性已被几十年的研究和实践所证实。然而，当前电网负荷需求的峰谷差加大，大容量机组参与调峰已不可避免。为高效参与负荷调度，机组的控制必须在日、周和季节等调度周期内适应负荷变动以及随机波动。在负荷调度过程中，随着工作点的变化，过程动态特性中的非线性和相互影响降低了发电机组的运行性能，上述控制方案受到挑战。火电机组中，锅炉对负荷的响应速度比汽轮机对负荷的响应速度慢很多。因此，影响机组负荷跟踪速度的因素，主要集中在锅炉部分。锅炉是一个复杂的多变量非线性系统，各通道之间存在强耦合;蒸汽压力、温度过程都具有较大的惯性和滞后，这些特点不利于锅炉的控制。此外，为提高发电机组的整体效率，机组向着高参数、大容量的方向发展，而运行的安全性则对机组运行中汽包水位、过热蒸汽温度、再热蒸汽温度等的控制性能（如速度、精度等）提出了更加苛刻的要求。这样的发展趋势给锅炉控制造成了更大的困难。为此，近年来人们研究了多种新的控制策略来解决上述控制难题。二、传统火力发电技术存在的不足目前，锅炉控制技术主要是由多个单输入、出这些回路构成，可以预先设定所能承担的工作符合，以参数的形式表现并将数字进行固定。这种算法简称PI算法。但是目前我国的电力负荷较重，人民对电的需求越多越多，这就导致电网的波峰波谷差距悬殊，就不得不使用大容量的机组进行调节。调度工作至关重要，要想最大效率的提高所受负荷，机电组一定要控制调度周期，随机应对负荷变动和随机性问题。在调度过程中，工作点的改变很大程度上影响了零件的运行，这样会大幅度的降低发电机的工作性能。而锅炉机组的控制问题也由来许久，复杂的非线性运行体系导致各个通道连接处都会存在滞后现象，这些因素都会导致总体难以控制。锅炉发现机组面临着新一轮的革新，只有容量巨大、参数程度高等设施才能够保证锅炉的正常运行，在运行过程中确保锅炉的安全性，有效对蒸汽

锅炉国内外研究现状

供暖锅炉控制的国内外研究现状锅炉的自动化控制从上世纪三、四十年代就开始了，当时大都为单参数仪表控制，进入上世纪五十年代后，美国、前苏联等国家都开始进行对锅炉的操作和控制的进一步研究。但由于当时科技发展的局限性，对锅炉的控制主要停留在使用汽动仪表(包括汽动单元组合仪表和汽动基地式仪表)的阶段，而且大多数锅炉只是检测工艺参数，不进行自动控制。到上世纪六十年代，在发达国家，锅炉的控制主要以电动单元组合仪表(相当于我国的DDZ-II, DDZ-III仪表)检测与控制，还是以检测报警为主，控制为辅助功能。到了上世纪七十年代，随着计算机技术和自动控制技术理论的发展，使得锅炉的计算机控制成为可能。尤其是近一、二十年来，随着先进控制理论和计算机技术的飞速发展，加之计算机各种性能的不断增强，价格的大幅度下降，使锅炉应用计算机控制很快得到了普及和应用。许多发达国家都相继开发出了锅炉计算机控制系统。如今在国外，锅炉的控制己基本实现了计算机自动控制，在控制方法上都采用了现代控制理论中的最优控制、多变量频域、模糊控制等方法，因此，锅炉的热效率很高、锅炉运行平稳，而且减少了对环境的污染。在国内，由于经济技术条件的限制，中小企业锅炉设备水平一直比较落后，大多数中小型锅炉水平基本上停留在手动和简单仪表操作的水平。80年代中后期，随着先进的控制技术引入我国的锅炉控制，锅炉的计算机控制得到了很大的发展。至90年代，锅炉的自动化控制己成为一个热门领域，利用单片机、可编程序控制器、工业计算机以及引进的国外控制设备开发的各种控制系统，己逐渐用于对原有锅炉的技术改造中，并向与新建炉体配套的方向发展，许多新的控制方法，诸如最优控制、自适应控制、模糊控制、神经网络控制、专家控制等自动控制的最新成果也在锅炉自动控制中得到了尝试和应用.但由于控制技术单一，或控制算法的建模往往不能反映真实的锅炉燃烧状况，导致在工程实践中并不怎么成功，不能产生很好的经济效益，挫伤了用户在工业锅炉上用计算机进行控制的积极性。进入本世纪以来，为了进一步改善锅炉操作状况，降低能耗，确保安全运行，减少对大气的污染，同时随着人工智能理论的发展成熟，智能控制技术的大规模应用，对新一代锅炉计算机优化控制系统的开发和应用已势在必行且条件成熟。国内供热锅炉燃烧系统自动控制大多在燃油和燃气锅炉上实现的，对于燃煤锅炉，在自动控制研究方面总是得不到满意的效果，存在的主要问题是滞后问题。近几年变频技术在我国的应用领域越来越广，在锅炉控制方面也有应用，主要有三种形式，①全自动变频定压； ②锅炉鼓、引风机变频控制；③循环泵变频控制，对系统进行质调节。三种形式均有独立应用的范例，也有组合应用，但主要是以人工控制为主，节能效果仍然取决于司炉人员的经验，水平和责任意识。 SCADA是英文“Supervisory Control and Data Acquisition”的缩写，即“监视控制和数据采集”。SCADA系统是建立在计算机基础之上的自动化监控系统，它的主要任务是采集和管理各个生产环节的实时生产数据，对生产过程进行监视和控制，并保存历史数据和故障事件，提供报表输出和计算、分析SCADA系统作为生产过程和事物管理自动化最为有效的计算机软硬件系统之一，它有两层含义：一是分布式的数据采集系统，即智能数据采集系统，也就是通常所说的下位机；另一个是数据处理和显示系统，即上位机HMI(HumanMachine Interface，人机界面)系统，下位机通常是指硬件层上的，即各种数据采集设备，如RTU(Remote Terminal Unit，远程终端测控单元)、PLC(Programmable Logic Controller，可编程逻辑控制器)及各种智能控制设备等等。这些智能采集设备与生产过程

激光雷达的发展历程及车用激光雷达的产业格局和发展趋势

目录索引研究逻辑 (4) 激光雷达：高精度的传感器，与ADAS及无人驾驶形成良好搭配 (5) 激光雷达的原理与结构：基于TOF飞行时间的高精度测量 (5) 激光雷达的发展历程：从机械走向固态，从单线束走向多线束 (6) 激光雷达与ADAS及无人驾驶形成良好搭配 (7) 车用激光雷达的产业格局和发展趋势 (8) 国外企业破风而行，不断寻求技术突破 (8) 国内企业加速追赶，目标产品逐步成型 (12) 低成本化时代来临，路径选择求同存异 (14) 投资建议 (15) 风险提示 (15)

图表索引图1：激光雷达工作原理图 (5) 图2：激光雷达系统结构图 (5) 图3：机械激光雷达 (6) 图4：固态激光雷达 (6) 图5：单线激光雷达与多线激光雷达对比 (7) 图6：2.5D激光雷达 (7) 图7：3D激光雷达 (7) 图8：主要类型的ADAS传感器 (7) 图9：不同类型的ADAS传感器性能对比 (8) 图10：Velodyne激光雷达产品及主要参数 (9) 图11：HDL-64E正面构造 (9) 图12：HDL-64E背面构造 (9) 图13：Ultra Puck产品计划 (10) 图14：Ultra Puck内部结构 (10) 图15：Quanergy公司的The Mark VIII激光雷达 (10) 图16：The Mark VIII激光雷达的主要参数 (10) 图17：Quanergy公司的S3固态激光雷达 (11) 图18：S3固态激光雷达主要参数 (11) 图19：IBEO车用激光雷达产品 (11) 图20：LUX-4L激光路径 (11) 图21：LUX-8L激光路径 (11) 图22：镭神智能激光雷达产品 (12) 图23：思岚科技激光雷达产品 (13) 图24：华达科捷3D激光雷达 (13) 图25：激光雷达低成本化的主要路径 (14)

看世界PDC钻头的最新进展(一)

钻井过程中的技术创新，看世界PDC钻头的最新进展（一）研磨性页岩地层驱使着新钻头的设计，以应对坚硬岩石及高温井的钻探。在金刚石切削齿与碳化物基岩面相互作用期间，贝克休斯的休斯克里斯滕森Quantec Force强力PDC钻头获得了最佳效果，表现出更高的耐用性和热稳定性，通过获得的有限的切削齿分析，切削刃上的残余应力被迁移。随着北美油气井页岩层的不断出现，钻头公司迫切地公关，以应对这些地层钻探的挑战并不让人惊讶，对于具体的应用，随之而来的是新钻头的设计，或是改进现有钻头的设计。一些近期的设计，包括一些应对研磨性地层或高温地层钻井的新切削材料，也有一些8刀翼钻头的外形设计，这些设计都吸收了新切削齿技术和新材料技术，还有一些更新的钻头体材料技术，这些技术都是为了增强钻头的耐用性和提高钻头的性能表现，唯一的目的就是为了降低作业者的钻井成本。一位服务于Varel国际公司西半球的现场工程经理卡尔罗斯（Karl Rose）说：“在开发钻头切削齿方面，许多钻头技术基本上都是材料技术，使钻头能够承受钻极硬的研磨性地层，切削齿能够在钻硬地层、软地层和夹层地层的变化中不会损坏”。在钻头本身的材料特性方面也有了新的进展，为了使钻头更加结实和耐用，促使设计者设计出应对更硬地层类型的PDC钻头，罗斯先生说：“随着更坚硬材料的出现，切削齿材料的密度也会增加，使钻头从根本上更加坚韧耐用，这会让作业者在钻硬地层和研磨性地层时，用一只钻头打更多的进尺”。一位史密斯国际公司的技术支持经理弗莱明克雷格同意说：“切削齿越好，钻头在井里滞留的时间就越长，就能打更多的硬地层和研磨性地层，作业者花费的成本就会越少”。弗莱明先生说：“我们首先要能让一个切削齿应对更硬和更高研磨性地层，以便能使整个PDC钻头切削齿吃入这些地层，另一方面，钻头的刀翼越多，触到井底的金刚石体就越多”。

锅炉行业国内外发展现状

锅炉行业国内外发展现状我国锅炉市场国际化竞争日趋激烈，目前为止，已取得中国进口锅炉安全质量许可证书的境外企业已达173家，其中美国26家、英国6家、日本13家、韩国21家、意大利15家、德国31家等。另外目前中国已建立了14家合资或独资企业，大多生产油气锅炉，如上海三浦、杭州富尔顿、韶关正久、安阳方块、三北拉法克、北京庆东、北京菲斯曼、北京巴布科克、沈阳大通、山东前田、青岛荏原、在宇、昆山大震、九江克莱顿等。同时进口锅炉越来越多，占据了相当的市场份额。面对这种新的形势，对整个市场而言竞争会日益惨烈，企业压力会越来越大。根据对国内锅炉及原机制造业前十家企业的经营指标的统计发现，产品销售收入在10亿元以上的有8家，最高达到30亿元左右。利润总额与其销售收入却相差很大，有的企业利润总额是销售收入的1/4左右，而有的企业只有1/20，可见这些骨干企业在经营策略上有很大的区别，这期间存在着极大的浪费和不合理等因素，同样面对各方面的压力，有些企业在竞争策略上已经走在了行业的前列，而有些企业则正在逐步的走入误区。今年，我国推行了一系列措施，锅炉企业将可享受许可证升级、换证受理期限从5个工作日缩短至3个工作日，企业向质监局认可机构申请对其生产的新产品进行热工测试时，实施减免50%的测试费等一系列优惠政策等，逐步推进我国锅炉业的发展。锅炉结构炉体设计和制造采用三回程、湿背式、偏心炉膛、非对称性结构。炉胆可设计为波形，减少热膨胀应力，增加辐射受热面。应用先进的数字化控制技术，可远程精确监控燃烧过程。自动化程度，各种保完善。选配优质进口低NOX燃烧机，燃烧充分，属于环保产品。可选配冷凝换热器和空气预热器，从而提高锅炉效率。可增设通讯接口实现上位机控制。锅炉制造规范，严格按国家有关标准制造。整体快装出厂，外形美观，色泽明快。一、锅炉的分类锅炉按用途可分为：电站锅炉、产业锅炉、采热锅炉、机车锅炉和船舶锅炉等。按照锅炉产生的蒸汽压力和流量可分为：高压锅炉、中压锅炉、低压锅炉及大容量（大型）锅炉、中容量（中型）锅炉、小容量（小型）锅炉。产业锅炉一般是低压小容量锅炉。

国外石油工程技术的最新进展

国外石油工程技术的最新进展近年来给世界石油工业带来技术革命的几项高新技术成果主要有以下几个方面：地质巡航系统给水平井技术和复杂油井结构的发展带来了无限的生命力，使水平井从过去边缘和高风险技术变成今天提高原油采收率的常规技术。钻井监控系统使石油钻井工艺技术迸入了全球实时监控时代，人们可以在办公室与远在万里之遇的井场工程师和技术总监通过网络进行通讯，提高了钻井的安全性和效率。智能完井技术对石油资源提供了一种更智能化、更灵活可变的管理，同时，智能完井系统给油藏参数监测和生产参数的计量提供了一个强有力的手段。先进的完井技术在疏松砂岩油藏的长水平井段裸眼完井获得成功，实现了油井长期的无砂生产。新的人工举升系统在油田的应用可提高产量和减少井下故障，降低采油成本。近年来，水平井技术带动了世界石油工程技术的飞速发展，该技术在提高原油采收率方面的优势明显。水平井钻井过程中，钻头钻遇油层靠新一代的地质巡航（Geo－Navigaion）系统进行井眼轨迹的准确导向，100％中靶，确保其最大限度地钻遇油层。在实现油藏和采油生产一体化的优化管理方面，借助网格技术的钻井井眼结构实时监控（Realtime Well Construction Monitoring）技术实现了20世纪80年代初人们的设想，已经可以使相距万里之遥的钻井现场总监与地质师之间进行有效通讯，交换钻井意见，共同查看钻井的全过程和修改井眼轨迹，真正实现优化钻井。智能完井系统（Intelligent Completion system）可使人们目睹井下油藏变化的动态参数，并能随时根据生产需要遥控井下各个不同油水层的开关，实现油嘴或水嘴的无级调速，油井管理更高效、更科学和更灵活。先进的完井技术主要体现在高难度的疏松砂岩油藏的水平井裸眼完井技术，该技术应用近年来发展起来的水压裂（Water Fracturing）技术结合下入具有独特结构的防砂管（Stand－Along Pre-packing Screen）和管外砾石充填（Gravel Packing）完井技术，成功地实现水平井和多分支井的裸眼完井，从而达到长期的无砂生产。国外石油工程技术的最新进展——有杆采油技术（一）有杆采油技术作为有杆采油的主要设备，国外抽油机的发展十分迅猛。近年来，国外研制和应用了自动化抽油机和智能抽油机。为适应各油田不同情况的需要，国外还研制了相适应的抽油机。例如，低矮型、前置式、紧凑型无游梁长冲程等抽油机能够适应各种自然地理条件的需要：液压缸式、增大冲程游梁式等抽油机能够适应高含水、含砂、含石膏、含石蜡等石油抽汲和稠油低渗透油层的开采．斜井抽油机、丛式井抽油机、双驴头抽油机、双井平衡抽油机、紧凑型抽油机等能够适应垂下井、斜井、定向井、丛式井、水平井抽汲的需要；适应深井抽汲的大型抽油机的最大载荷达到 2 130 kN，最大下泵深度达到4 420 m；近年未美国研制出了冲程长度为30．48 m的超长冲程抽油机以适应长冲程抽油的需要，这是目前世界上最大冲程的抽油机；为节约动力消耗，还研制应用了异相型、前置式、大圈式、轮式、玻璃钢杆、六连杆等新型节能抽油机。在有杆泵开采井下工具方面，为提高机采效益，延长检泵周期，国外研制出了很多配套设施。例如，加拿大Harbiso。Fischer有限公司生产出了一种高排量、

关于燃气蒸汽联合循环余热锅炉技术研究的现状及技术进展的探讨

关于燃气蒸汽联合循环余热锅炉技术研究的现状及技术进展的探讨发表时间：2018-04-04T16:57:23.567Z 来源：《基层建设》2017年第36期作者：李锁良[导读] 摘要：燃气一蒸汽联合循环技术发展迅速，余热锅炉处于燃气轮机和蒸汽轮机之间，是燃气一蒸汽联合循环电站的三大主要设备之一。深圳钰湖电力有限公司 520000 摘要：燃气一蒸汽联合循环技术发展迅速，余热锅炉处于燃气轮机和蒸汽轮机之间，是燃气一蒸汽联合循环电站的三大主要设备之一。论述了国内外关于余热锅炉在受热面布置、烟气流动特性、热力参数优化、快速启停和变工况运行等方面的研宛现状，并指出了其中的不足。对联合循环余热锅炉的研究开发和优化设计有一定的参考意义。关键词：燃气-蒸汽联合循环；余热锅炉；技术研究前言：作为燃气-蒸汽联合循环电站的三大主要设备之一，余热锅炉（HRSG）处于燃气轮机和蒸汽轮机之间，是系统整体优化和各主要子系统匹配的一个关键所在，起着承上启下的作用。它的结构、性能以及参数都极大的影响到系统中其它设备乃至整个系统的性能。因此，为全面提高燃气一蒸汽联合循环的技术水平，实现系统的优化设计，深入研究余热锅炉就显得尤为重要。 1. 燃气-蒸汽联合循环余热锅炉技术研究 1.1 烟气流动特性的研究，燃气轮机排气流量大，速度快，是完全发展的紊流，温度场和速度场极不均匀；而且燃气轮机排气口与锅炉受热面的结构尺寸相差很大，由于受场地及费用限制，过渡段不可能太长。这就会引起余热锅炉中流动和传热不均匀，还会带来振动、磨损、膨胀等结构破坏问题。对余热锅炉烟气流动特性和进口段结构优化进行研究就变得非常重要。对余热锅炉中烟气流动特性的研究主要两种途径：一是采用CFD软件（包括通用软件和自编程序），对烟气流动进行数值模拟，可得到直观的速度场、温度场和压力场分布，并进行分析与优化；二是搭建模化实验台，对烟气流动特性进行冷态空气动力场实验。 1.2 螺旋鳍片管性能研究，燃气轮机排气中温大流量的热力特性决定了联合循环余热锅炉传热的特殊性，即主要依靠对流换热，辐射基本可以忽略不计，而且余热锅炉中烟气与汽水介质间的换热温压比常规锅炉要低许多。为强化烟气与工质之间的对流换热，同时减小余热锅炉烟气侧的压损系数，使余热锅炉布置紧凑、节省钢材，在余热锅炉受热面中必须大量采用螺旋鳍片管替代光管。一般，螺旋鳍片管束约占余热锅炉总重的40％左右。 1.3 快速启停特性研究，启停迅速、调峰性能好是联合循环电站的主要优势之一。燃气轮机冷态启动不超过20min；为使整套联合循环机组适应快速启停的要求，尤其是目前大型联合循环装置更多采用一拖一、单轴及无旁通烟道的布置的情况下，更要求余热锅炉具有良好的快速启动特性余热锅炉快速启停的研究，主要反映在锅筒、螺旋鳍片管束、烟道挡板等结构设计和控制及运行的模式上。余热锅炉蒸汽热力参数偏低，且在启动中升负荷和升压过程很快，大量汽水会涌入锅筒。因此余热锅炉的锅筒应具有更大的容量同样为适应启动中锅筒水位的较大变化，汽水分离装置多采用水下孔板型式。螺旋鳍片管束采用小管径，管壁薄，热惰性小余热锅炉中烟道和挡板的具体结构细节，也应尽量减小热惯性，适应快速启停的要求。 1.4 变工况运行特性研究，由于目前联合循环电站多用于调峰运行，燃气轮机负荷总在不断变动；又常运行在温度变化范围很大（-20"C ~45℃）的大气环境中。燃气轮机排气温度和流量会随着负荷和时间变化而发生很大的变化。受其影响，余热锅炉热力特性也会随之变动，这就要求余热锅炉具有较好的变工况运行特性。 2关于热力参数优化研究 2.1 汽水系统的布置方式，燃气一蒸汽联合循环余热锅炉的供汽参数主要有单压、双压、三压几种，其中双压和三压又分为再热和不再热。具体采用何种汽水系统，主要取决于与之相配的燃气轮机形式、参数及用户的需要。 2.2 窄点温差、接近点温差选择，所谓窄点温差是指蒸发器入口处烟气温度与蒸发器中工质的饱和温度之差，即蒸发器中烟气与工质热交换的最小温差点；接近点温差是指余热锅炉中省煤器出口的水温与相应压力下饱和温度之差，合理的窄点温差是设计余热锅炉的关键因素之一。 2.3 烟气侧阻力的选择，余热锅炉烟气侧阻力是指燃气轮机的排气背压与余热锅炉排烟背压之间的压力降，主要通过影响燃气轮机的背压来影响整个系统的效率。 2.4 排烟温度的选择，锅炉的余热利用率主要取决于它的排烟温度。由于燃气轮机排气温度较低，排烟温度对余热锅炉效率的影响较常规锅炉明显，所以应尽可能的降低排烟温度。 3关于余热锅炉的现状及几个主要的型式开发研究新的节能技术成为各国研究能源利用技术的主要课题。根据管理节能、结构节能和技术节能的共性和差异，由自然科学的基础理论、要素技术，系统技术和管理技术构成了节能技术体系。展开了研究开发各种节能技术设备的活动，并研制出回收各类工艺过程余热的余热锅炉。余热锅炉按进入锅炉的介质特性，可分以下几种主要型式： 3.1 经过余热锅炉的废烟气不需要进一步处理的，如铜冶炼炉、铜精炼炉，平炉、玻璃熔炉，燃气轮机、加热炉等后置的余热锅炉。 3.2 经过余热锅炉的废烟气需要进一步处理的，其目的是把气温冷却到能适合下一道工艺的要求，如黄铁矿及闪速炼锌燃烧设备、残余酸热裂解设备等后置的余热锅炉。 3.3 经过余热锅炉的度烟气要进一步处理，而且它的冷却应在给定时间内完成的，这时，余热锅炉的作用是保证上一道工艺的稳定性和防止进一步化学反应，如用于乙烯工艺设备裂解气冷却塔的余热锅炉。 3.4 固体显热利用，如用于回收赤热的烧结矿、高炉和转炉炉渣、炽热红焦、高温压延钢材等余热的余热锅炉。 3.5 城市垃圾及污泥处理，用于焚烧城市垃圾和城市下水污泥的余热锅炉。 4余热锅炉的发展经历和技术经济性 4.1 我国在50~60年代还没有研究和设计余热锅炉的专业队伍，主要是仿制一些余热锅炉。在70年代初发生世界性石油危机和各工业发达国家争相加快余热锅炉的开发时，我国也着手并开始实施发展余热锅炉的规划。并从1974~ 1980年，先后投资扩建余热锅炉研究和制造基地，现已具有一定的余热锅炉研制能力及雄厚的科研基础。至今已开发并制造了涉及19个类别、92个品种、129个规格、用于冶金、化工，建材和轻纺等行业的余热锅炉。

激光雷达发展

引言激光雷达是一种可以精确、快速获取地面或大气三维空间信息的主动探测技术，应用范围和发展前景十分广阔。以往的传感器只能获取目标的空间平面信息，需要通过同轨、异轨重叠成像等技术来获取三维高程信息，这些方法与LiDAR技术相比，不但测距精度低，数据处理也比较复杂。正因为如此，LiDAR技术与成像光谱、合成孔径雷达一起被列为对地观测系统计划中最核心的信息获取与处理技术。激光雷达是将激光技术、高速信息处理技术、计算机技术等高新技术相结合的产物。一、激光雷达的工作原理激光雷达是一种雷达系统，是一种主动传感器，所形成的数据是点云形式。其工作光谱段在红外到紫外之间，主要发射机、接收机、测量控制和电源组成。工作原理为：首先向被测目标发射一束激光，然后测量反射或散射信号到达发射机的时间、信号强弱程度和频率变化等参数，从而确定被测目标的距离、运动速度以及方位。除此之外，还可以测出大气中肉眼看不到的微粒的动态等情况。激光雷达的作用就是精确测量目标的位置（距离与角度）、形状（大小）及状态（速度、姿态），从而达到探测、识别、跟踪目标的目的。二、激光雷达的现状及应用激光技术从它的问世到现在，虽然时间不长，但是由于它有：高亮度性、高方向性、高单色性和高相干性等几个极有价值的特点，因而在国防军事、工农业生产、医学卫生和科学研究等方面都有广泛的应用。LiDAR技术在西方国家发展相对成熟，已经投入商业运行的激光雷达系统（主要指机载）主要有Optech（加拿大）、TopSys（法国）和Leica（美国）等公司的产品。（一）军事方面的应用目前，在水雷探测激光雷达、化学试剂探测激光雷达、大气监测激光雷达、生化陆战激光雷达等方面已经有了很大的成就。另外，中国的攻击激光雷达已经相当的先进，包含着世界最尖端的五大核心技术：激光材料研究的突破、激光辐射材料物理机理及成像图谱研究的突破、一次性快速跟踪定位控制技术的突破、高密度能量可逆转换载体材料的突破、激光成像技术的突破。（二）测风方面的应用多普勒测风激光雷达具有高分辨率、高精度、大探测范围、能提供晴空条件下三维风场信息的能力。多普勒测风激光雷达利用光的多普勒效应，测量激光光束在大气中传输及其回波信号的多普勒频移来反演空间风速分布。主要有相干（外差）探测和非相干（直接）探测两种方式。（三）气象方面的应用：我国已经建立12个沙尘暴长期观测站，首次形成全国性的沙尘暴监测网络。可以通过先进的观测、模拟和卫星遥感的联合研究，查明中国沙尘暴发生的确切源地，科学地分辨气象、气候条件变化等自然因素和沙漠化土地增加等人为因素对沙尘暴的影响，为准确预警、预报沙尘暴，制定全面高效的防治计划提供科学依据。（四）医学方面的应用美国能源部所属的Oak Ridge国家实验室开发出一种集成了激光和雷达系统的系统，这种系统可以减轻烧伤病人的痛苦。研究人员希望这种同频连续波激光雷达映射系统，可以从病人身体上去除坏死的皮肤和肌肉。这种新系统可以对烧伤病人的体表组织进行三维的激光雷达定位探测，以确定损害程度。利用探测定位结果，激光可以自动除去坏死的组织以利于新组织生长。（五）水土保持监测中的应用目前，全国由于建设开发的影响，给水土流失治理带来很大的难度，据调查，全国每年由于开发建设使水土流失面积达到1.00×104平方千米由以上。由于激光雷达在测量精度上比传统方法测量结果要精细许多，更真实、可信；而且，可详细反映所测场地的形态，轻松实现三维建模，从而真正实现了非接触式测量，大大减少了外业工作量，降低了外业危险；并且可对开挖边坡、崩岗、山体滑坡等许多形式的水土流失进行测量，使传统水土保持走上“精耕细作”之路。三、激光雷达的发展趋势（一）星载激光雷达

美国十大钻头公司的十大钻头新技术

美国十大钻头公司的十大钻头新技术 Maggie Lee 编译:申守庆(江汉石油钻头股份有限公司)审校:周润才(大庆油田公司设计院) 摘　要:以美国十大天然气和石油钻头制造厂商为主线,对这些厂商当前所开发的钻头制造新技术及其推出的各类新产品进行了详细的描述,产品及技术范围涉及牙轮钻头、金刚石钻头、随钻扩眼钻具、双中心钻头以及相关钻头零部件等,这些新技术和新产品可满足当前各种钻井方式的不同需求,并都已在世界范围内各种钻井环境下得到了验证,使钻井效率得到大幅度提高。主题词　PDC钻头　牙轮钻头　新技术　钻井效率一、前言近期,随着对钻井需求(尤其是对天然气钻井需求)的激增,陆上及墨西哥湾海上的钻井活动达到了近20年来的最高平均水平。为了增加供应、满足需求,钻井作业者不但要增加钻井数量,其所设计的井眼结构和井眼轨迹也更为复杂,同时还要提高钻速,实现最大的流量和采收率。为了帮助钻井作业商实现这些目标,各大钻头制造商也相继推出新型产品结构及改进措施,以满足自硬岩地层到淤泥与页岩夹层地层的各种钻井需求。下面分10部分逐一介绍这些新型钻头产品及技术。二、RBI公司的新型切削齿技术由E BI公司(牙轮钻头国际公司)推出的Vectored@(矢量)牙轮钻头镶齿技术充分反映了“将明天的技术用于今天”以帮助钻井作业者改进钻井性能、提高钻井效率这一理念。RBI公司的技术人员认为,虽然有很多设计因素都会影响钻头性能,但最为关键的还是钻头的切削结构,理由是钻井作业的动力学过程是通过钻头切削结构与井眼地层相啮合来实现的,切削结构必须能承受住钻井作业过程中所施加的各种力,并有效地钻凿所钻地层。因此,在钻头切削结构的强度及其传递进攻性切削动作的能力之间必须保持一种平衡,而与这种平衡密不可分并且与牙轮轮廓和偏移值有关的因素是牙齿的碳化钨牌号、露齿高度、齿的形状及其规格。采用了矢量镶齿技术后,钻头牙齿的镶装方向便成为选择钻头的一个重要标准。 RBI公司任何使用凿形齿的牙轮钻头都能采用这种矢量技术以减少齿的损坏并提高机械钻速。每一排齿都与牙轮中心线呈一定的角度,每一排内的齿倾角都是一致的,但自钻头中心开始随着牙齿位置的不同这种角度却有所变化。在建造井下钻井动作模型的基础上,该公司的工程技术人员通过计算发现钻头上每排硬质合金齿在井底都有其自己独特的运动方向,而且,由于牙轮的偏移,所有的齿在接触地层时都会产生内向和径向运动。另外,根据其在牙轮上位置的不同,切削齿有的是朝着旋转方向切削地层,而有些齿则是逆着旋转方向切削地层,这种动态运动常常使某些齿排中的凿形齿以其齿顶的外角冲击地层,从而会导致过大的点负荷,并因而造成齿的早期掉块、磨损和断齿。而在采用了矢量镶齿技术的钻头上,技术人员对内向和径向运动作了计算,切削齿都是以与切削地层时的入射角相关的一定的斜交角被压到牙轮上去的,这样,在矢量齿减小牙齿损坏倾向的同时,压齿角度又保证了负载能够沿齿顶的全长均匀分布,且一般都与齿的运动方向一致。使负载均匀分布可以减小切削齿外角上的点负荷,使齿上最结实的部分承受最大的点负荷,减少齿的失效情况。这种几何形状以及在凿形齿齿顶全长范围内钻进运动的均匀分布能在凿形和圆锥形切削齿之间提供一种中度抗断齿能力。通过现场应用发现,这种采用了矢量镶齿技术的钻头具有良好的切削结构性能。在美国路易斯安那州H osston地层中使用的RBI公司的一只71875in C35V LRG T M钻头和一只8175in C5V LRG T M钻头都说明了这一点。另一家主要石油公司在科威特某油田也采用了这种钻头,与常规轴向对正镶齿钻头相比,这种新型钻头为该公司带来了可观的经济效益。为了提高钻头在软地层中的机械钻速,对切削齿的矢量处理是使其齿顶的宽侧更具进攻性地吃入地层,原因是齿的宽大表面能切除更大的地层岩屑,进而提高机械钻速。另外,随着矢量齿的磨损,它们能呈现出自锐性能,所以,与采用轴向对正切削齿的钻头相比,镶装了矢量齿的钻头在其整个使用寿命期间都能保持较快的机械钻速。

激光雷达工作原理及发展现状

激光自20世纪被人类发明以来，它的优势在各方面都得到了认可，也成为了继核能、半导体和电子计算机之后，人类又一重大科技成果。激光雷达是激光技术与传统雷达相结合的产物，它集合了激光技术与雷达技术一系列特点，将光、机、电融合一体，形成具有独特性能的崭新雷达体制，是一种将激光束作为新的探测信号主动式的现代光学遥感技术。激光技术产生和发展，为雷达提供了一种更为理想的辐射源，使激光雷达得以迅速发展。本文从激光雷达结构出发，介绍激光雷达工作原理与特点，然后阐述激光雷达在军事、大气水域监测、建模与测绘以及航天工程中的应用，尤其是近年来最热门的无人驾驶汽车上的应用。 1　激光雷达工作原理 1.1　激光雷达概念激光雷达是传统雷达与激光技术相结合的产物，是以激光束作为信息载体，可以用相位、频率、偏振和振幅来搭载信息的主动式雷达。激光雷达发射激光束频率较传统雷达高几个数量级，故频率量变使得激光雷达技术产生了质的变革；又由于激光具有高亮度性、高方向性、高单色性和高相干性特点，所以激光雷达能够精确测距、测速和跟踪，还具有很高角分辨率、速度分辨率和距离分辨率，对更小尺度的目标物也能产生回波信号，在探测细小颗粒有着特有优势。 1.2　激光雷达工作原理激光雷达一般由激光发射机、激光接收机、光束整形和激光扩束装置、光电探测器、回波检测处理电路、计算机控制和信息处理装置和激光器组成；激光雷达结构和工作原理如图1所示。激光雷达是以激光器作为辐射源，通过激励源激励，发出空间呈高斯分布的激光束，为了能得到质量更好的激光束，经由光束整形和激光扩束装置，使激光束空间分布均匀，加大了激光作用距离；整形和扩束好的激光束作为激光雷达探测信号，以大气为传播媒介，辐射到目标物表面上；激光接收机接收目标物反射和散射信号，光信号经由光电探测器转变为电信号，回波检测处理电路从传来的电信号中分出回波信号和杂波干扰脉冲，并放大回波信号，将回波信号送往计算机进行数据采集与处理，提取有用信息。（南宁师范大学物理与电子学院，南宁 530299）摘　要：激光雷达以其特点和技术优势，在军事和民用上得到广泛应用。基于此，主要介绍了激光雷达工作原理、特点以及激光雷达在军事、大气水域监测、建模与测绘、航天工程中的应用，阐述说明近年来最热门的无人驾驶汽车中激光雷达应用方法，并对激光雷达未来进行展望。关键词：激光雷达工作原理特点应用图1　激光雷达结构及工作原理图雷达探测、跟踪以及识别未知情况下目标物体作准备。 2　激光雷达特点激光雷达的一些特点远远超过其他雷达，这些技术优势显著，如采集数据密度大、精度高、分辨率高以及探测距离远，使其在很多工作领域内得到普遍应用。激光雷达与普通雷达各方面能力对比，如表1所示。

全球钻完井技术发展趋势研究(上)

全球钻完井技术发展趋势研究（上） 2014-1-23 17:41:58 标签：钻机钻头钻井技术旋转导向钻井液连续管海洋钻井极地钻井分享到：0 文|汪海阁等中石油勘探开发研究院钻井所副所长，研究生导师当前，世界油气工业正逐步走出金融危机的束缚，步入复苏的时期；新兴市场不断涌现，页岩气、致密油、致密气等非常规油气，可燃冰、地热等新能源，深水油气、极地钻探等成为当今的焦点和热点。加拿大的油砂、巴西的盐下石油和美国的“致密油气、页岩油气”正改变着世界的能源版图。全球钻井活动伴随着勘探开发的进程掀起了以水平井为核心的新一轮高潮，钻井工程技术在各大综合性工程技术服务公司的引领和众多具有专业特长的小公司的推动下正发生着深刻的变化。新材料、新装备、信息化技术为极端环境下的资源钻探提供了越来越多的可能，随钻技术、远程控制和自动化操作成为解决复杂地质条件难题、涉猎极端环境区域和满足越来越高要求的HSE 标准的金钥匙。

1、国外钻井技术新进展近年来，国外在高效起下钻机和自动化钻机、高效PDC 钻头和辅助破岩工具、高造斜率旋转导向工具、井下信息高速上传、连续管技术、套管与尾管钻井技术、深水钻井和极地钻井、页岩气钻井、钻井实时优化与远程监控技术、新型钻井液及堵漏材料等方面发展迅速。近两年，世界钻机及其配套设备呈现出能耗越来越低、机械化与自动化程度越来越高的发展趋势。陆地和海上钻机承包商一直致力于通过自动化提升移动性、提高装备的灵巧性和专业化、满足必要时适应苛刻的环境条件。装备制造商和钻井承包商在装备研发设计和改进上秉承着最大限度减少非生产时间、同时使之更安全、更环保的目的进行着不懈地努力。 RT Energy Services公司的Versa-Rig 300模块化钻机专为在Bakken 地区应对北达科他州平原严寒冬季而设计，可抵受120mile/h的强风。特意设计的卡瓦窗可以防止钻机液压系统受冻；可收缩的隔离墙包裹的温控室，保护员工不受严寒，沟通、操作更容易高效；下套管时钻机能承受300000lb拉力和150000lb压力；钻机操作人员只需6 人；钻机从一个井眼移动到另一个井眼只需1h，钻机拆解和安装只需12h，12h内可复合压裂23 级；最大钻深8230m，可打大位移井。 Patterson-UTI 新一代高效可移动钻机APEX 具有可视化电子钻井系统，良好的安全性贯穿EDS 整个系统，包括Wichita DM 236 电力制动、先进的天车和钻台防护；钻机的专业移动系统搭配管扣实现钻机向前、横向或旋转移动，完成灵活的井口布置和定位；电子悬挂系统、多功能出油管线和钻井液循环系统实现了钻机本身按井眼设计移动超过150ft 而不需移动其他配套设施；采用Ross Hill 1400 SCR驱动系统，操作简单、可靠、性能优异、易于维护；Wrangler 3500型液压平台替代了手工操作，其远程控制功能让作业者在起落管件时远离危险的钻台。正在研发中可能引领未来钻机方向的是挪威West公司的连续运动钻机，它以750t 钻机为基础，对连续运动钻机（CMR）概念进行工业有形化可行性研究。采用双井架和专门的自动接卸扣设备，使钻柱在起升或下放的运动过程中，完成钻杆立柱的上卸扣和排放，改变传统起下作业过程中每起下一个立柱长度必须停下在转盘上进行上接卸和立柱排放的做法，提高了起下钻作业效率。三单根、二单根和单根下入速度分别达3 6 0 0 m / h、2700m/h和1800m/h。钻机的提升系统需要设计紧凑的双井架、两个井架机器人、两套自动管子操作设备、两套提升系统、配备顶驱和自动上卸扣装置。该钻机允许带接头的钻杆以连续的方式下入和起出装备。钻井时间节约15%～25%，有望节省30%～40%。连续运动钻机实现了钻井作业过程的全自动，可减少或避免压差卡钻。预计连续运动钻机2015 年能达到工业化应用水平。 NOV公司的Varco新一代顶驱TDX-1250增强了部件的可靠性和模块化，是目前世界上最先进的顶驱；Deep Casing 工具公司突破常规钻井工艺研发的新型下套管工具Turbocaser Express为业界首个可钻穿式下套管工具，能够实现深层钻、扩、固一体化套管坐放作业。Statoil、ExxonMobil、Schlumberger、NOV、Baker Hughes和巴西国家石油公司等都在进行钻井自动化方面的技术研发。Shell 公司在这方面的发展最快，并已联合中国石油集团为澳大利亚煤层气开发建造新一代自动化钻机。H&P 公司、Nabors