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论文 的结构中，基本上都包含技术背景介绍（background)这一部分，一般会放在文章首部分。这是最容易引用现有技术进行说明的，也是参考文献引用比较集中的部分。
数控机床可维修性设计及其关键技术研究摘要]故障作为随机事件是不可避免的,而可靠性设计从某种意义上讲又是靠大量的可靠性测量分析与储备。为此人们在设计中,在对关键的零部件进行适当的可靠性储备的同时,应更多地注重于产品的可维修性设计,可维修性设计虽然会使成本有所增加,但较之在产品开始产生之后,再对设计进行修改而带来的经济损失和声誉损失,仍然是相当经济的。本文重点从设计措施入手研究提高数控设备维修性的新途径,使数控产品的故障诊断和维修既方便又快捷,并在此基础分析冗余设计的维修性设计技术。[关键词]数控机床;可维修性设计;设计准则;技术分析;冗余设计设计质量对于产品而言至关重要,而以最少的成本获得高质量的产品已经成为当今产品设计的主要追求。可维修性设计就是其中一个非常重要的内容,可维修性设计就是把维修性纳入产品设计过程,通过设计与验证实现维修性要求,这不仅是提高产品质量水平的客观需要,也是用户的迫切需求。因为一件产品的维修工作越简单,那么它对顾客的吸引力也就越大。随着数控技术的发展,设计人员在产品设计中引入了大量的电子技术元件,这一方面改善了数控产品的性能,而另一方面给产品的可靠性设计也带来了新问题。因为故障作为随机事件是不可避免的,而可靠性设计从某种意义上讲又是靠大量的可靠性测量分析与储备。为此人们在设计中,在对关键的零部件进行适当的可靠性储备的同时,应更多地注重于产品的可维修性设计,使产品的故障诊断和维修既方便又快捷。1维修性方案人们现在所关心的已不仅仅是产品的初始性能,而是产品在整个生命周期中的性能变化。而产品的使用性能受到其使用方法的影响。因此一方面,我们需要知道产品是如何被使用的,这些信息可以从它的前代产品中得到。另一方面,设计者在设计时可以采取一定措施来改变产品将来被使用以及维修的方式。例如,设计者需要判断那种零件更加耐磨,以及零件的替换方式等等,这些都将直接关系到产品的拆卸性能、维修性能。因此我们需要做的不仅仅是预测产品或部件的故障发生率,则是要求以最少的操作和成本完成一件产品或一个系统的维修工作。现在,制造商们已经意识在产品设计和制造过程中考虑产品的可维修性。现代设计的数控设备不仅要功能佳,而且也要使用、维修方便,这样整台设备的综合效率才高。在产品论证、方案设计时,设计者要有现代设计意识,采用并行工程的原理,考虑到从产品概念到投入使用过程中的整个寿命周期中所有的因素,包括设计、制造、安装、调试、使用、维修等阶段。因此,设计者在产品设计建模时,就应当考虑到产品拆卸的可能性及修理的结构工艺性,整台设备不能有不可到达的死角,所有部件尽量采用快速解脱装置,以便拆装。2维修性设计与分析2. 1可达性设计可达性就是在进行设备维修、更换时,能够方便地接近维修部位和进行维修作业,是一种设计布局与装配特性。可达性又分为:安装场所可达性;设备外部可达性;内部可达性三类。良好的可达性,能减少维修牵连和差错,使维修作业方便舒适。在进行可达性设计过程中,可以重点从以下几个方面去把握:(1)所有的零部件都应在不拆卸其他零部件的情况下也能直接看到或碰到; (2)更换零部件时间:为了缩短更换零部件的时间,从布局观点应考虑,把故障出现频数多的零部件、更换时间长的零部件,放在可达性好的部位; (3)零部件的尺寸与质量:对于大的、重的零部件等,在布局时应考虑尽可能放置在开口部分近旁;并且在更换时不致损坏其他零部件的部位; (4)诊断的难易:机器内零部件配置应多考虑进行诊断的程序,即维修人员一边直接检查零部件,一边判定故障位置。一般来说,零部件的配置方法可分为下面四类:A标准配置:配置零部件时,要考虑其重量、热分布、工作性能等方面,也要考虑其强度、耐久性和制造工艺性,但对下述方法不作考虑; B零部件的分类配置:把同类的结构单元、零部件(例如继电器)等安装在一起,这种方法对定期的预防维修(定期检果、定期更换等)是方便的; C电路的分类配置:这是电子设备中常用的一种方法,它是把由多个零部件组成的结构单元(用途不同也可以)集中在一处。这样,有利于实现元部件的标准化,并可简化测试程序和缩短测试时间;D逻辑式配置:按照功能方框图的各方框来进行配置。维修人员在理解了工作原理之后,就能很容易地对照框图来寻求故障位置。(5)设整检查的难易:最现想的零部件配置是,不用打开机器就能检查或设整机器。即使机器内有调整处,也必须使其不停机就能进行调整; (6)零部件周围的空间:在更换零部件时,如无适当的空间,就会严重妨碍作业。(7)目视:在配置零部件时为了能用目视,应考虑以下几点:A、拆下盖板时,要能以正常的视角看到所有的零部件; B、取放零部件时,要能从开口部分看到零部件; C、配置零部件时,要使零部件上的金属件、螺丝等能看到清而不受其他零部件遮蔽,也不受工作人员的手和工具的遮蔽; D、为了能识别,要在机体上和零部件上作出标记; E、需要调整的零部件,既要看得见调整外,又要在机体上或对应的显示器上显示其调整范围。2. 2模快化设计在整体式结构中,失效的零部件或元器件是分立而离散分布的,判明故障点比较困难,在维修中往往需大拆大卸,并受工具、测试设备、操作空间等维修条件的限制,不仅修复和更换速度慢,而且易影响维修后的质量,并且对维修人员的技术和技能要求比较高。模块是将一个单元体、组件、部件或零部件,设计成一个可以单独处理的单元,使其便于供应和安装、使用、维修。由于整机中的模块便于拆装、测试,所以模块化对维修有特别重大的意义,它使维修工作产生了革命性的变化,或者说,模块化带来了维修工作的革命。(1)简化维修,缩短维修时间:从维修着眼,模块是以从整机上整个地拆下来的设计部件,维修是以模块为单位进行的。由于模块易于从整机中拆卸和组装,简化了维修工作,缩短了维修时间。(2)易于测试诊断:模块间有明确的功能分割,能单独调试,且常有故障指示,出现故障后易于判断,并迅速找到有故障模块,缩短了故障诊断、定位时间。(3)降低对维修人员水平的要求:由于维修方式和维修条件和改善,可大大降低对维修人员的技术水平和技能的要求,并易于保证维修质量。如有备用模块、甚至设备的操作者就可及时进行快速更换。(4)减少预防性维修工作量:由于模块易于与产品剥离,许多模块可以拆下来,拿回到维修室进行维修,维修环境良好,维修工具齐全,可减少或避免现场维修;有时由于机器已装上备用模块而正常运转,对损坏的模块可从容不迫地进行维修,有助于保证修复性维修的质量。(5)有助于实施改进性维修:由于模块是“黑箱”型部件,有确定的功能和输入、输出接口,新技术模块只要功能与接口能相兼容,就可方便地用于改造老产品。(6)有助于售后服务(维修):现代企业都有一支数量不小的售后服务队伍,以便让用户满意。模块化产品不仅易于测试、诊断,并且由于模块通用性大、寿命长、生产批量大,大多数备件都是新产品上还在使用的零部件,易于取得,甚至可在市场上购得。(7)模块化设计对维修除有上述的技术性好处外,还可大大简化维修管理。2. 3测试诊断设计最基本的要求就是,测试诊断应准确、迅速、简捷。(1)对测试点配置的要求:A、测试点的种类与数量应适应各维修级别的需求,并考虑到测试技术不断发展的要求。B、测试点的布局要便于检测,并尽可能集中或分区集中,且可达性良好。其排列应有利于进行顺序的检测与诊断。C、测试点的选配应尽量适应原位检测的需要。产品内部及需修复的可更换单元还应配备适应数量供修理使用的测试点。D、测试点和测试基准不应设置在易损坏的部位。(2)对测试方式和设备的要求:A、应尽量采取原位(在线,实时与非实时的)测试方式。重要部位应尽量采用性能监测(视)和故障报警装置。对危险的征兆应能自动显示,自动报警。B、对复杂的设备系统,应采用机内测试(BIT),外部自动测试设备,测试软件,人工测试等,形成高的综合诊断能力,保证能迅速,准确地判明故障部位。要注意被测单元与测试设备的接口匹配。C、在机内测试、外部自动测试与人工测试之间要进行费用、效能的综合权衡,使系统诊断能力与费用达到最优化。D、测试设备应与主装备同时进行选配或研制、试验、交付使用。研制时应优先选用现行系统中适用的或通用的测试设备;必要时考虑测试技术的发展,研制新的测试设备。E、测试设备要求体积和质量小、在各种环境条件下可靠性高、操作方便、维修简单和通用化、多功能化。(3)故障诊断的一般要求:对于一个系统来说,故障诊断应该满足以下要求:A、对系统在各种方式和状态下均能可靠地进行检测,并能指出系统在各种方式下处于正常工作、发生故障、抑或性能退化的状态。B、能检测显示95%的系统故障,并能把其中90%的故障定位到更换单元。C、避免或尽量少使用外部测试仪器。D、故障检测和定位电路的失效率,不超过系统总失效率的5%。E、错误告警概率应小于1%。错误告警包括: a虚警:监控电路指示有故障,而实际上并不存在功能性故障; b故障没有被发现:发生了故障,但未显示出来; c故障识别错误:故障部位或性质显示的错误。(4)测试性设计一般准则:测试性是指产品(系统、子系统、设备或模块)能及时准确地确定其状态(可工作、不可工作、性能下降)和隔离其内部故障的一种设计特性。也就是须在产品设计时就考虑测试要素,使产品方便测试和(或)产品本身就能完成某些测试功能。测试性设计的一般要求如下: A、合理划分功能单元:只要有可能,应根据结构表示物理和电气的划分。因为实际维修单元是结构分解所得的模块。B、应为诊断对象配置内部和外部测试装置,并应确保BITE(内部测试装置)性能的修复和校准。C、测试过程(程序)和外部激励源,对部件本身及有关设备或整个系统不产生有害效果。尤其需注意检查会否构成影响安全的潜在通路。D、所有的总线系统对各种测量应都是可访问的。E、对于通用功能,应设计和编写诊断应用软件,以便维修人员可以迅速进行检测。F、应考虑维修中所需使用的外部设备及其测量过程,应考虑与外部设备的兼容性和配备必要的测试点。G、诊断系统应能通过相应的测量,对产品的使用功能、设计单元的状态和输出特性作出评价。H、测试方式的转换:每个诊断系统都不可能是完美无缺的,有时会造成对被测件(UUT)的测试不准;此时,可应用常规的、功能定位的测试方法,在可替换模块级确定故障位置,这些维修接口(测试点)也可用来检测模块的运行数据。2. 4防差错的设计防差错设计的一般要求如下: (1)设计时,应避免或消除在使用操作和维修时造成人失误的可能,即使发生失误也应不危机人机安全,并能立即发觉和纠正。(2)外形相近而功能不同的零部件,重要连接部位和安装时容易发生差错的零部件,应从构造上采取防差错措施或有明显的防止差错识别标志。(3)产品上应有必要的为防止差错和提高维修效率的标志。(4)测试点和与其他有关设备的连接点处,均应标明名称或用途以及必要的数据等,也可标明编号或代号。(5)需要进行注油保养的部位应设置永久性标志,必要时应设置标牌。(6)对可能发生操作差错的装置应有操作顺序号码和方向的标志。(7)对间隙较小,周围产品较多且安装定位困难的组合件、零部件等应有定位销、槽或安装位置的标志。(8)标志应根据产品的特点、使用、维修的需要,按照有关标准的规定采用规范化的文字,数字,颜色或光,图案或符号等表示。标志的大小和位置要适当,鲜明醒目,容易看到和辨认。(9)标牌和标志在装备使用、存放和运输条件下都必须是经久耐用的。3冗余设计容错技术的关键是冗余技术,即采用备用的硬件或软件参与系统的运行或处于准备状态,一旦系统出现故障,能自动切换,保持系统不间断地正常工作。冗余控制的概念,严格来讲是采用一定或成倍量的设备或元器件的方式组成控制系统来参加控制。当某一设备或元器件发生故障而损坏时,它可以通过硬件、软件或人为方式,相互切换作为后备设备或元器件,替代因故障而损坏的设备或元器件,保持系统正常工作,使控制设备因意外而导致的停机损失降到最低。提到冗余,这里还有一个概念———同步(synchroniza-tion)。它是指冗余系统的两个或多个处理器之间要经常比较各自的状态,根据一定的规则以决定系统是否工作在正常的状态。这种状态比较和系统可靠性的判定被称作同步。冗余控制的方式在工控领域根据不同的产品和客户不同的需求有多种多样,采用的方式也不尽相同。一般根据产品应用和客户需求的不同,冗余控制可分为: (1)处理器冗余(CPU冗余); (2)通信冗余(网络冗余); (3)I/O冗余; (4)电源冗余。按冗余的实现方式来分大致可分为: (1)硬冗余(hard-redundancy),即采用特殊的硬件模块或PLC中固化的程序来实现PLC同步、故障切换的冗余方式。(2)软冗余(soft-redundancy),即采用编程的方式来实现PLC同步、故障切换的冗余方式。按冗余的切换方式来分大致可分为: (1)热冗余(热备hot-back),即硬冗余方式,当主设备故障时,通过特定硬件判别、备份方式无间隙地自动切换到备用设备上,保持系统正常运行。(2)暖冗余(暖备或温备warm-back),即软冗余方式,主要通过编程方式来实现冗余。由于软冗余的实现受多方因素制约,系统切换的时间较硬冗余稍长,因此部分软冗余可能会使主设备在发生切换时有间隙或需要人为简单干预或预置才得以完善。(3)冷冗余(冷备cold-back),即一套或部分冗余的设备(如: CPU)不通电、不工作,准备待命(人为预置好)。当主设备故障时需要人工恢复系统运行。按照现在的严格定义,这种方式,并不算是冗余,只作备件理解。这种冗余一般应用于实时性不强、工艺连续性要求不高的场合。I/O冗余、电源冗余大多数属于硬冗余范畴,而处理器冗余、通信冗余(网络冗余)既可采用硬冗余实现也可以采用软冗余实现。一般硬冗余与软冗余相比,硬冗余投入较大,冗余实现和系统维护相对简单,系统性能较可靠,系统的切换速度会较快。适合于生产工艺要求较高、反应速度较快的装置和生产线。软冗余投入的成本比硬冗余小,软冗余不需要特殊的冗余模块或软件支持,但在冗余实现和系统维护方面比较繁琐并且一般的软冗余切换的速度稍慢,系统性能主要取决于编程者的编程水平和所选硬件的品质,这类冗余方式比较适用于生产工艺流程要求不太高、反应速度较慢、开停要求不严的装置和生产线。为了提高设备的可靠性,降低故障率,在设计时,对关键的部件或分系统,可采取额外附加部件或采取其他手段。其优点在于设备的一部分发生故障时,整个系统仍能正常工作,改变传统的一坏就修的弊端。冗余性设计有以下3种形式: (1)工作储备设计:对某一关键部件,采用2个以上与其相同的单元,共同完成某一功能的设计,并联、并串联、串并联等就是其常见的形式(2)表决储备设计: n个相同的单元中,只要有k个以上的单元不发生故障,系统就能正常工作,又称“n中取k”储备设计。(3)非工作储备设计:当设备的一个单元(或分系统)发生故障时,另一个未工作的单元(或分系统)通过故障监测装置及转换进入工作状态的设计。这样设计的优点是系统的可靠性高,缺点是增加了转换装置,若采用手动转换,可能会造成暂短的停机损失;若采用自动转换,则会增加设备的制造成本,因此,采用这种设计时,要在设备的高性能与其生产成本之间求得平衡。4结束语在生产过程开始之后再对设计进行修改必将会带来成本的增加,因此设计者如果在设计的初始阶段就考虑到产品的可维修性,那么此时更改设计所带来的损失相对较小。可维修性设计所带来的收益包括:降低操作成本和生命周期费用。实行可维修性设计的着眼点在于用户产品使用中(上接第52页)的维修经济性,目的是获取潜在的、长期的经济和社会效益。可维修性设计虽然会使成本有所增加,但较之在产品开始产生之后,甚至在用户使用过程中发现维修性问题,再对设计进行修改而来经济损失和声誉损失,仍然是相当经济的。[参考文献][1]甘茂治.维修性设计与验证[M].北京:国防工业出版社, 1995.[2]童时中.模块化原理、设计方法及应用[M].北京:中国标准出版社, 2000.[3]陈璐,蔡建国.可维修性设计及其技术方法研究[J].机械设计与研究, 2002, (2).[4]范永海,齐铁力.液压系统可维修性设计研究[J].液压与气动, 2003, (8).[5]赵中敏.容错技术在数控机床中的应用研究[J].组合机床与自动化加工技术, 2003, (10).[6]张会奇,陈春良,高连华.维修性对装备维修工作量的影响分析[J].装甲兵工程学院学报, 2005, (2).[7]赵中敏. PLC控制系统的可靠性分析及其关键技术研究[J].机床电器, 2006, (4).
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IT公司组网，我们不仅要从企业本身的实际需求出发，根据组网经费的多少来务实地规划与设计网络;在采购好网络设备和服务器等设备后，如何对机房、办公地点进行合理的网络布局与布线，对于我们网管员来说，是致关重要的。本文所说的网络布局主要是指机房里的网络设备、服务器等设备如何放置，它们又与网络布线如何相处，总之网络布局要考虑周全。一、网络布局的原则1、实用性企业组建的局域网应当根据机房的大小、设备的多少来具体实施，根据网络布线的特点来发挥网络布局实用性是非常重要的。2、全面性组网过程中，网络、服务器等设备放置位置应当统筹兼顾，网络布局要考虑周全，尽量让各种设备和布线系统处于合理的位置。3、可靠性组网无论怎样布局，最终的目的是保证我们的局域网的所有设备能可靠稳定地运行，使得网络能正常运转。4、便于维护与升级网络的组网不是一成不变的，随着IT企业业务的不断发展的需求，原先组建的局域网就需要不断地完善和扩充;在日常的网络运行维护中，规划网络布局时就应该考虑到便于以后网络的维护与升级操作。二、网络布局的具体实施要求对于有线局域网来说，这是我们目前企业网络建设中，经常会遇到的，需要对机房和办公大楼进行布线。规划网络布局要考虑到机房的设备布局和布线系统的合理搭配。因此我们首先要规划与设计好机房、布线系统，然后再全面地考虑网络的布局。机房的规划与设计为了确保网络、计算机系统稳定、安全、可靠地运行，以及保障机房工作人员有良好的工作环境，做到技术先进、经济合理、安全适用、确保质量，符合国家有关的机房设计规定。(1)防静电静电不仅会对计算机运行出现随机故障，而且还会导致某些元器件，双级性电路等的击穿和毁坏。此外，还会影响操作人员和维护人员的正常的工作和身心健康。(2)防火、防盗计算机房在设计时，重点要考虑机房的消防灭火设计。设计时可以根据消防防火级别来确定机房的设计方案，计算机房火灾报警要求在一楼设有值班室或监控点。机房里应注意防盗设施的安装，具体地可采用防盗门、防盗锁、警卫、自动报警系统等等。(3)防雷由于机房通信和供电电缆多从室外引入机房，易遭受雷电的侵袭，机房的建筑防雷设计尤其重要。计算机通信电缆的芯线，电话线均应加装避雷器。(4)保湿、保温机房里的湿度应保持在20%-80%为宜，机房的温度应保持在15℃-35℃摄氏度，安装空调来调节温度是解决此问题最好的办法。布线系统的规划与设计有了好的机房，网络设备就有了好的“家”，组建的IT网络应当通过布线系统将机房和办公地点互联起来，确保网络的正常运行。如果企业的接入点较多，我们可以采取接入层、汇聚层、交换层三个网络层次的设计，在此基础上进行布线系统。对于接入层来说，选择一个合理的接入设备，是最关键的，而且我们要根据接入设备选择合适的带宽。汇聚层是整个局域网的核心部分，汇聚层网络设备一般支持网络管理功能，方便我们的管理和维护，方便以后我们的网络升级和改造。交换层是整个网络中的中间层，连接着汇聚层和网络节点，是决定我们整体网络传输质量的很重要的一个环节。随着百兆网络设备的普及，我们交换层的网络设备，肯定首选百兆。布线是连接网络接入层、汇聚层、交换层和网络节点的重要环节。在布线时，最好使用专门的通道，而且不要与电源线，空调线等具有辐射的线路混合布线。接入层与汇聚层之间的双绞线，可以选择超五类屏蔽双绞线 超五类屏蔽双绞线综合、 报价、 图片、 评论、 参数、 行情·评测、 下载，以使网络性能得到最大的提升。汇聚层与交换层之间的双绞线，由于是网络数据传输量最大的一个层次，同样采用超五类屏蔽双绞线 屏蔽双绞线综合、 报价、 图片、 评论、 参数、 行情·评测、 下载。交换层与网络节点之间，我们就可以采用普通的超五类非屏蔽双绞线 超五类非屏蔽双绞线综合、 报价、 图片、 评论、 参数、 行情·评测、 下载。网络设备的放置，最好放在节点的中央位置，这样做，不是为了节约综合布线的成本，而是为了提高网络的整体性能，提高网络传输质量。由于双绞线的传输距离是100米，在95米才能获得最佳的网络传输质量。在做网络布线时，最好能够设计一个设备间，放置网络设备。网络布局的规划与设计目前的网络设备大都采用机架式的结构(多为扁平式，活像个抽屉)，如交换机、路由器、硬件防火墙等。这些设备之所以有这样一种结构类型，是因为它们都按国际机柜标准进行设计，这样大家的平面尺寸就基本统一，可把一起安装在一个大型的立式标准机柜中。这样做的好处非常明显：一方面可以使设备占用最小的空间，另一方面则便于与其它网络设备的连接和管理，同时机房内也会显得整洁、美观。我们经常接触到的放置机房里有网络机柜、服务器机柜以及综合布线柜，从这三个机柜的名字就可以看出它们各自所起的作用;一般来说，网络设备如交换机、路由器、防火墙、加密机等以及网络通信设备如光端机、调制解调器等是放置在网络机柜的;服务器机柜的宽度为19英寸，高度以U为单位(1U=1.75英寸=44.45毫米)，通常有1U，2U，3U，4U几种标准的服务器。机柜的尺寸也是采用通用的工业标准，通常从22U到42U不等;机柜内按U的高度有可拆卸的滑动拖架，用户可以根据自己服务器的标高灵活调节高度，以存放服务器、集线器、磁盘阵列柜等设备。服务器摆放好后，它的所有I/O线全部从机柜的后方引出(机架服务器的所有接口也在后方)，统一安置在机柜的线槽中，一般贴有标号，便于管理。综合布线柜一般配有前后可移动的安装立柱，自由设定安装空间，可按需要配置隔板、风扇、电源插座等附件。配线架通常安装在机柜里，配线架的一面是RJ45口，并标有编号;另一面是跳线接口，上面也标有编号，这些编号和上面的RJ45口的编号是一一对应的。每一组跳线都标识有棕、蓝、橙、绿的颜色，双绞线的色线要和这些跳线一一对应，这样做不容易接错。配线架不仅仅是便于管理线对，而且可以防止串扰，增加线对的隔离空间，提供360度的线对隔离。在机房中，必须放置交换机、功能服务器群和网络打印设备，以及局域网络连接Internet所需的各种设备，如路由器、防火墙以及网管工作站等;因此机房的网络布局一般至少有三个机柜，综合布线柜和网络机柜应当紧连在一起，便于调线操作，接下来是服务器机柜;将网络设备和布线系统进行合理的布局。在网络布局中，每个机柜最好留点空间，便于以后网络设备、服务器设备的扩充，综合布线柜里有可能除了网络布线外，还有能布置电话线，所以要在机柜里留下一定空间。从机柜内部线缆附设的角度看，机柜配置密度更高，容纳的IT设备更多，大量采用冗余配件(如冗余电源、存储阵列等)，机柜内设备配置频繁变换，数据线和电缆随时增减。所以，机柜必须提供充足的线缆通道，能从机柜顶部、底部进出线缆。在机柜内部，线缆的敷设必须方便、有序，与设备的线缆接口靠近，以缩短布线距离;减少线缆的空间占用，保证设备安装、调整、维护过程中，不受到布线的干扰，并保证散热气流不会受到线缆的阻挡;同时，在故障情况下，能对设备布线进行快速定位。供电系统和制冷系统是计算机机房的两个重要部分。在供电系统中，一般采用在线的UPS供电方式，蓄电池实际可供使用的容量与蓄电池的放电电流大小、蓄电池的环境工作温度、贮存时间的长短以及负载的性质(电阻性、电感性、电容性)密切相关。制冷系统(空调)涉及到机房的整个物理环境，包括空调、地板、机柜及房间布局等诸多方面;因此UPS和空调我们也要考虑好将它们放置在一个合适的位置。如果机房空间较大，可以将UPS和空调都放在机房里;如果空间较小，可以把UPS(包括蓄电池)放在配电房里。需要注意的是如果大楼里安装有“中央空调”的话，机房里也必须安装独立的空调，因为中央空调不可能24小时都开着，上班的时间可以利用中央空调，下班和星期节假日的时候，如果服务器、网络设备需要正常运行的话，则必须要开机房里的独立空调。机柜的扩展性表现在机柜内设备密度的扩展和机柜数量的扩展，因此网络布局时必须将机柜的配风能力(通常称为散热能力)以及配电能力考虑在内。一方面，机柜内的设备需要温度、湿度适宜并且风量充足的冷风(冷空气)。这些冷风被机柜内的IT设备吸入，从而为设备内的部件(尤其是CPU)降温。当机柜内设备增加到一定数量时，由地板出风口送出的冷风风量将不能满足所有设备的需求，从而形成部分IT设备配风不足而过热。解决机柜内设备密度扩展时遇到的这种局部热点问题可以采用调配IT设备位置的方式来解决。例如，把热负荷最大的设备安装在机柜中部位置，以便获得最大的配风风量。另外的解决方法是，在机柜的上部或下部位置安装轴向水平的强排风扇，增强上部或下部的吸入能力(即减小IT设备的入口静压)，从而增加配风风量。另一方面，机柜内的设备需要供电以及与机柜外部进行通信。当机柜内的IT设备数量增加时，这些线缆、连接端子同时成倍地增加，从而对机架式电源排插的容量、插口数量都提出了扩展要求。机柜内的布线空间也是需要提前考虑的，因为当机柜内的功率密度提高时，设备后部的线缆将明显增加风阻，所以必须考虑线缆管理及走线空间的问题。
我读研究生的时候，学校要求学生以第一作者身份公开发表至少一篇论文才能毕业。当时，学校还有一份垃圾期刊目录，罗列了很多以赚钱为目的但质量极差的期刊，学校不允许学生在这些期刊上发表。刚开始时，我对于论文也是完全没概念，不知道该从何处下手，非常担心能否毕业。后来，通过我的导师邬家炜教授和其他一些老师的指导，才让我对论文有了一些理解。 论文通常是科学（包括医学和经济学）、工程学或者人文科学研究成果的展现，研究的问题应该是前人尚未解决的问题，而不是把轮子重新发明一遍的问题，其核心在于创新。对于写好论文，著名物理学家杨振宁先生讲，能在众多论文中迅速找到那些品位高的，是成功的第一步。那么，对于初学者，如何才能快速的找到高品位的论文并写把论文写好？以下是我的导师邬教授从审稿专家视角给出的一种快速判断一篇论文的质量方法。 从结构入手阅读文章是效率最高的，阅读论文也一样。一篇完整的论文的结构一般依次包括：标题、作者（工作单位）、摘要、关键词、正文、参考文献、致谢等。初学者阅读论文，常把注意力集中在论文正文，这也无可厚非。但专家则不然，他们会采用以下方法快速阅读和评价论文。 第一，参考文献。参考文献通常包括作者、文献名称、期刊名称、期刊类型、发表年份等内容。很多人觉得参考文献仅仅作为对给你灵感的作者的致谢。其实不然，参考文献是判断一篇论文水平的重要依据。一是今天的学术研究，99%是N+1的工作，你的工作都是在前人工作的基础上进行的改进，参考文献就是N部分。二是参考文献质量决定了论文的水平，只有站在巨人的肩膀上，才能看得更远，如果一个人阅读的文章的水平很低，那写出的论文也好不到哪去。三是通过参考文献可以看出论文是否严谨，那些没把参考文献标注出来的论文都是不严谨的，水平高不到哪去。因此，邬教授讲，他拿到一篇论文后，首先是看论文的参考文献来初步判断论文水平。具体操作和要求如下： 首先，看发表年份。一般要求参考文献是近3年发表的，这样的文献比较新。当然，如果引用的文献是大师级人物的作品，则可以忽略发表年份。 其次，看期刊类型。期刊类型主要有专著[M]、期刊文章[J]、学位论文[D]、报告[R]、标准[S]等。其中，期刊文章[J]最优，因为期刊文章的专业性和时效性都是最强；学位论文[D]和报告[R]的质量比较难以判定，价值相对弱些；专著[M]的时效性等比较差，参考意义不大，除非是大师级人物的著作。 再则，看期刊名称，即文献的出处。当前，期刊的评价体系比较多，顶级的有《Nature》和《Science》，第二梯队的期刊有SCI、EI等，第三梯队就是国内的各种核心期刊（双核心期刊更佳）。总的来说，在很多领域，英文期刊的质量要优于中文期刊。另一个评价体系是看期刊的影响因子，一般中文期刊的影响因子在1.0以上就算不错，3.0以上算是优秀。 最后，看作者。院士、领域泰斗等大师级人物最优，如果刚好引用了审稿专家的文章也是可以给你的论文加分。 除综述类文章外，普通论文参考文献的质量远比数量重要，有些诺贝尔奖获得者的论文参考文献也就一两篇。综述类文章是就某一时间内，作者针对某一专题，对大量原始研究论文中的数据、资料和主要观点进行归纳整理、分析提炼而写成的论文。所以，综述类文章的参考文献数量会比较多，不过写综述的人一般是某个领域泰斗，普通人一般不会去写。 第二，摘要。很多人非常重视摘要的纂写，或许是希望给人有个好的第一映像，因此常把摘要当引言和综述写，用大段的文字叙述文章背景等内容。实际上，摘要是以提供文献内容梗概为目的，不加评论和补充解释，要求简明、确切地记述文献重要内容。 邬教授讲他看完参考文献后就会浏览一下文章摘要，主要是看文章结构，研究了什么内容，用了什么方法，得出（或提出）了什么结论（或成果），至于研究背景之类的，他基本不看。 第三，正文。正文是论文的核心，一般包括引言、背景及概念简介（综述）、提出问题、分析问题、解决方案、工作展望、结语等内容。评判正文的好坏主观性比较强，与审稿专家的水平能力关系较大，但还是有些套路可以遵循。 一是根据摘要描述的文章结构阅读，重点看文章的解决方案部分，主要看用什么研究方法，得出的结果，与别他人相比有什么优势，有无数据支持，是否符合逻辑。论文对于语法的要求并不太严格，更不要求语言有多生动出彩，只要能把研究的内容表达清楚就行。一篇论文的好坏与否，关键还是在于所提出的观点是否具有创新性和参考价值。 二是要重视论文综述部分，前面说论文99%是N+1的工作，综述就是N部分，是对参考文献内容的归纳。把综述写好，才能让论文的整体结构显得更加严谨，让读者清楚作者研究的来龙去脉。 三是论文评审只是论文生命周期的一环，论文在发表后还要接受同行评议，有不少起初看似水平很高的论文恰是在同行评议阶段被发现问题，甚至撤稿的。因此，写论文务必严谨，切勿做数据造假、抄袭等不道德的事情。 想要做成事，方向很重要，方向对了，步伐慢一点也总能到达目标。记得当年邬教授跟我们讲，通过了解审稿专家是如何审稿的，可以从另一个角度了解论文的写作套路，让我们在写论文的时候方向，少走弯路，把精力集中在创新上。
你是指你的的角度吗，能够看到其中的文章对于保证期刊的质量很有必要，像现在的开源期刊就满足这方面的需求，国内的话我知道出版开源的是汉斯出版社
近年来，对某些矿物的电子探针综合分析研究有了比较深入的开展，如对锆石、独居石、磷钇矿、金红石等矿物的研究。
锆石是各种岩浆岩、变质岩以及沉积岩中常见的副矿物，由于这些副矿物富含有放射性元素U、Th，它们是U-Pb同位素测年方法中的主要测量对象。多年来人们利用锆石测得了大量的U-Pb同位素年龄数据，提供了地史中各个地质时期的地层或热-构造事件的地质年代信息。随着研究工作的深入，发现许多试样中的锆石群常具有不同年代和不同成因，甚至在一个锆石晶体的核部和边缘，其年龄和成因都可能不同。传统的微量锆石U-Pb法可能给出混合的地质年代信息，即使应用单颗粒锆石测年，其数据的地质意义也可能具有多解性。目前国内外已越来越多地利用高灵敏高分辨离子探针(SHRIMP)或激光等离子体质谱法(LA-ICPMS)直接测量锆石内不同部位20～30μm微区的U-Pb年龄，研究微区内痕量元素的分布，以期更深入的研究这些矿物中所包含的地质年龄和地球化学的信息。但是，由于这些分析方法所需要的试样必须是厚样品，很难进行透射光下的显微镜观察，无法获得矿物颗粒内部的有用信息。事实上，由于这些矿物所经历的地质历史较长，各种地质作用都有可能在其结构中留下特定的痕迹，因此，观察、了解这些矿物内部不同部位的微区成分和结构变化特点对于矿物的发生、发展史的追溯及至年龄测量微区的选择有着非常重要的意义。以阴极发光技术和电子探针的多种分析手段对锆石矿物进行综合研究，为解决这一问题提供了最佳的途径，受到国内外的注目，这是微束分析技术中值得重视的一项研究。
阴极发光的发生是由于物质中有杂质元素的存在或晶体结构中如位错、空位和偏离化学计量比、结晶体中的无序、晶格破坏(如α衰变)等缺陷的存在而引起。锆石等矿物中常含有多种杂质元素和其他一些结构缺陷，因而通常具有较好的阴极发光。由于阴极发光的差异取决于矿物中的痕量元素的种类及含量，而痕量元素的地球化学特点恰恰表现在对地质环境变化的灵敏性上。因此，换句话说，阴极发光图像可以灵敏地反映矿物中痕量元素的变化特点，进而反映地质环境的变化。通过阴极发光图像的分析研究，在多数情况下可以初步了解锆石等矿物的发生、发展史。此外，由于在锆石等矿物的阴极发光图像上可以见到环带等使用其他方法不易见到的一些现象，当它同电子探针等其他传统分析方法相结合，并使用同位素和微区化学成分研究时，就能揭示出锆石在地质历史中的结晶过程或重结晶过程中的温度改变，冷却速率、流体或熔融物析出的细节，以及溶解和重熔等现象，为了解和研究锆石的发生、发展史及其母岩的形成演化历史乃至大地构造单元岩浆活动、变质作用和构造演化等地质问题提供极为有用的丰富的信息。锆石成为一个可以“阅读”的名副其实的地质历史的“存储器”。
在电子探针下研究阴极发光的优势是不仅具有较高的分辨率，有可能从小到1μm2的区域上进行锆石及其各种包体的观察和光谱测量，还能在理想的条件下，分析主量元素和低至μg/g级的杂质元素的含量，以分析其发光的可能原因。同时还可以把阴极发光的图像观察与透射光或反射光图像观察、背散射电子图像观察相结合，这不仅有助于阴极发光现象的解释和应用，还可以获得更多有关晶体的发生和生长的历史的信息。在对锆石进行测年分析前，这些研究可以为正确选择测年的方法，特别是在锆石的SHRIMP或LA-ICP-MS微区测年中选择合适的测年位置提供必要的帮助和指导;在获得同位素年龄数据后，也需要用这些研究所获得的认识来对年龄结果进行合理的解释。
以下结合几个分析实例说明方法的主要特点。
初步分析认为，图89.30中的锆石自形程度较好且具有规则的韵律生长环带，是一颗典型的岩浆结晶锆石;图89.31中的锆石的生长应该至少具有两个期次，其内核为保存完好的岩浆结晶锆石，外部具浑圆形，可能是后期变质增生的产物;图89.32是产自大别山榴辉岩中的锆石，其内核锆石的内部结构已被构造成面团状，外环部分可能是超高压变质作用的新生锆石。
图89.30 锆石的阴极发光图像和背散射图像
图89.31 锆石的阴极发光图像和背散射图像
图89.32 锆石的阴极发光图像和背散射图像
综上所述，可以为锆石的电子探针综合分析作如下结论:
从图89.30、图89.31、图89.32的几个电子探针下锆石的阴极发光(CL)图像和背散射电子(BSE)图像中我们可以看到，阴极发光图像的确能揭示出用其他方法很难获得的锆石内部的结构特点，较好地揭示锆石生长的多期次性，以使我们通过追溯锆石的成因历史来确定地质事件的发展历史。
由于电子探针中对平均原子序数灵敏度极高的背散射电子成分(COMP)图像(即BSE图像)，可以提供锆石的某些成分信息;而且在许多情况下，尤其是当某些锆石的阴极发光强度较弱时，背散射电子成分图像有可能比其阴极发光图像能更清楚地看到其内部结构的变化，并且其空间分辨率通常可比阴极发光图像好一个数量级，锆石中的裂隙和包体在背散射图像上也能更清楚地反映出来(如图89.30右、图89.31右、图89.32右)，因此，背散射电子图像也是锆石观测研究不可缺少的。通常，需要把两种图像结合起来进行研究，才能更好地揭示锆石的内部结构。
电子探针中的二次电子(SE)图像和背散射电子平面(TOPO)图像可以提供锆石表面的形态，包括表面磨光度、磨坑、裂缝、残余磨料等，这对于选择理想的测年分析区域是极为有用的。特别是在如何准确找到一个U-Th-Pb封闭区，避开因铅丢失而带来的测量误差方面有其独特的意义。此外，电子探针中的X射线图像还可以形象地观测锆石内部的元素分布特点。
电子探针常规的化学成分分析技术，包括X射线能谱定量分析技术等，可以方便快速地分析鉴定锆石中各种类型的包体及其成分特征，这些包体的不同组合和成分特征，正是探讨锆石成因的重要依据。如在对大别山西部河南罗山熊店的榴辉岩中锆石的研究中，发现锆石中含有许多金红石、硬玉、绿辉石、石榴子石、云母、石英、磷灰石等包体，结合阴极发光图像、背散射电子图像及SHRIMP测年分析，进一步证实了大别山加里东期的榴辉岩的存在，且其中锆石在300Ma左右又经历了一次后期的热液改造作用。
本方法具有电子探针分析的许多优点，如微区微量、简便快速、可同时获得多种信息、不损坏样品且费用较低等，阴极发光技术和电子探针分析的结合使这种方法具有得天独厚的优势，是一个分析研究锆石等矿物的内部结构、微区成分分布特点及其成因的最佳方法。这对于我国当前正在开展之中的锆石SHRIMP微区测年分析研究和许多重大的地质年代学问题的深入研究，将具有不可估量的重大意义。
本方法不仅适用于锆石，还将可以适用于独居石、磷钇矿、磷灰石、褐帘石、钍石和沥青铀矿等富含Th、U的测年矿物。由于这种方法能够提供上述如此丰富的信息，若能得到推广应用，必将解决更广泛的地质问题。
本章讨论了电子探针分析技术中最基本的问题。实际应用中还有一些至关重要的问题，如试样制备、标样选择与使用，试样的预观察等，读者可参考其他有关资料。
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本章编写人: 周剑雄 (中国地质科学院矿产资源研究所) 。
路 菁1，2 李 军1
（1.中国石化石油勘探开发研究院，北京 100083；
2.中国石油大学（北京）博士后流动站，北京 102249）
摘 要 鄂西渝东地区下侏罗统为四川盆地典型的陆相页岩气藏，储层矿物组分及有机碳含量是确定该类气藏工程开采难度与有效性的重要指标。为突破常规储层测井评价方法在复杂矿物储层评价中存在的多解性问题，本研究充分挖掘常规测井资料中蕴含的地质信息，以非线性反演与最优化算法为核心思想，综合评价包含有机碳在内的页岩岩石组分与含量，取得了较好的测井评价结果。研究结果完善了页岩气储层测井评价手段，为推进页岩气勘探开发相关技术发展起到了积极的作用。
关键词 常规测井响应 矿物组分 有机碳含量 非线性反演 最优化方法 测井评价
Logging Evaluation of Mineralogical Constituent and
Total Organic Contents for Gas Shale
LU Jing1，2，LI Jun1
（1.Exploration and Production Research Institute，SINOPEC，Beijing 100083，China；
2.Postdoctoral Center，China University of Petroleum，Beijing 102249，China）
Abstract Formation of lower Jurassic in the western Hubei and East Chongqing is an typical continental facies shale gas reservoir in Sichuan Province.The mineral constituents and total organic contents（TOC）are important indicator of the engineering difficulty and its effectiveness for such gas reservoir.To breakthrough the problem of multi －solutions，that always occur when the conventional reservoir logging evaluation methods are used to solve the gas shale reservoir evaluation，this study fully tap the geological information concealed in conventional logging response，use the nonlinear joint inversion and optimization as the core ideas，to evaluate both the mineralogical constituent contents and TOC for gas shale，and achieve a desirable result .This research supplements the logging evaluation methods for gas shale and play a positive role in related technology developments for gas shale exploration and development.
Key words conventional logging；mineralogical constituent；TOC；nonlinear joint inversion；optimization； logging evaluation
鄂西渝东地区是四川盆地周缘页岩气藏有利目标区之一。建南构造位于四川盆地川东褶皱带石柱复向斜中北部，下侏罗统自流井组发育的深湖－半深湖页岩属于典型的陆相页岩气藏。该套页岩区域分布稳定、厚度大、埋藏浅，但相较于海相页岩具有更加频繁的相变特征，储层矿物组分复杂多变。准确把握页岩气储层矿物组分与有机碳含量是后续储层关键参数——脆性与含气性评价的重要基础，也是页岩气测井评价亟待攻克的重点及难点问题。依靠固定的解释模型，采用少部分测井曲线确定储层矿物含量的评价方法，在岩性及矿物较为单一的常规储层中评价效果较好，却无法妥善解决页岩气储层复杂矿物组分与含量的多解性问题。笔者通过深入挖掘各项常规测井资料中蕴含的丰富地质信息，分析建立储层矿物组分模型，以非线性反演与最优化算法评价包含有机碳在内的复杂岩石组分含量，突破了常规测井储层评价的思想，拓展了非常规页岩气储层矿物组分与有机碳含量的测井评价方法，通过实验室岩心全岩组分数据验证，该方法已取得了较好的评价效果。
1 东岳庙段含气页岩岩性及岩石矿物学特征
目标层下侏罗统自流井组东岳庙段泥页岩，区域横向分布稳定，厚度较大，暗色泥页岩厚约60～100m。储层岩性以含灰泥页岩为主，多见灰色粉砂质泥页岩、介壳泥页岩与介壳灰岩夹层（图1）；储层矿物成分以黏土矿物、石英及方解石为主（平均含量分别为22.49％、55.95％、17.5％），同时含有少量长石与黄铁矿。自生矿物的存在，表明东岳庙段所处的沉积环境为有利于有机质富集与保存的还原环境，实验室分析结果显示，储层有机碳以Ⅱ型干酪根为主，平均含量2％～3％；储层孔隙结构以矿物粒间孔为主，同时发育少量粒内孔及溶蚀裂隙，大量因有机质热解产生的纳米孔隙，使储层具有较好的天然气吸附与储集性能。
图1 研究区东岳庙段泥页岩典型岩性
2 常规测井响应评价储层岩石组分
测井响应是被测地层物理特性的宏观表现［1］，在排除井眼与泥浆侵入等影响的情况下，测井响应本质是测井仪器探测范围内所有岩石微观组分物理特性的综合表现，故各类测井响应实际上涵盖了被测地层所有组分的岩石物理信息。充分挖掘、利用常规测井响应中蕴藏的储层信息评价页岩岩石组分，提供了一条除实验室分析和元素俘获能谱（ECS）测井之外的储层评价思路，同时，弥补了岩心实验室分析无法全井段连续、ECS测井数据采集与解释评价成本高昂等问题［2，3］。
2.1 常规曲线非线性联合最优化反演算法
2.1.1 目标函数
区别于利用单一或少数测井曲线与储层某一矿物含量建立函数关系、用以评价其含量的方法，利用常规测井信息开展非线性联合最优化反演评价储层矿物组分的方法与步骤，可简要概括如下：首先，需要对实测响应进行预处理，以期得到接近原始储层真实物理特性的校正测井响应；其次，依据岩心观察与常规评价结果得到的初步认识，圈定解释评价井段内存在的岩石组分类型，并确定其初始含量，形成完整的基于原始假设的储层岩石物理体积模型；再次，依据地区经验或理论参数合理选取各组分的测井响应骨架值，以非线性测井响应方程正演各个常规测井响应，并计算关于校正曲线与正演模拟曲线如式（1）所示的目标函数T（Xj）；最后，通过反复迭代调整各矿物组分含量，使目标函数T（X）达到最小值，并将此时的岩石组分与含量模型作为反演的最终结果，即通过解决图2所示的最优化问题，达到求解复杂矿物储层岩石组分与含量问题的目的［4］。
油气成藏理论与勘探开发技术（五）
图2 非线性联合最优化反演算法简图
式中：loggings为第j次迭代后产生的正演曲线组；loggingc为实测曲线经校正产生的校正曲线组；Xj为第j次迭代确定的各个岩石组分含量；W为各测井曲线在目标函数中的权重；α为迭代稳定性控制参数；T（Xj）为反映正演曲线与校正曲线相似程度的目标函数，当该函数达到最小值时，表明正演曲线已逼近校正曲线，此时，即可认为模型求解得到的岩石组分与含量与地层真实情况最为接近。需要说明的是，采用更丰富的测井响应信息，以及岩心分析、常规储层评价取得的地层初步认识等，能够在更大的程度上降低反演算法的多解性。
2.1.2 共轭梯度最优化算法
从上述分析可知，求解页岩复杂岩石组分的测井评价问题，已被转化为求解目标函数T（Xj）最小值的最优化问题。本研究综合考虑目标函数属于多元函数，且测井响应的非线性关系决定了目标函数的非线性特性，故采用共轭梯度法解决目标函数的最优化问题［5］。
对目标函数T（Xj），在极值点X*处作Taylor展开，忽略高效项时，有
油气成藏理论与勘探开发技术（五）
式中：H＝▽2T（X*）为T（X）在X*处的二阶偏导数矩阵。因为X*为极值点，故▽T（X*）＝0，因而
油气成藏理论与勘探开发技术（五）
可见，任何次的函数T（X）在其极值点附近具有二次函数的特征。设T（X）可以表示为如下所示二次函数
油气成藏理论与勘探开发技术（五）
可以证明具有N阶正定矩阵A的n元二次函数，最多可在n维空间中找到n个彼此关于A的共轭方向（向量），且从任意的初始点出发，依次沿这n个共轭方向作不超过n次的一维搜索，就可以求得目标函数T（X）在n维空间内的极小点。采用上述共轭梯度算法回避了因牛顿法及其改进算法需要计算二阶偏导数矩阵的逆矩阵而带来的巨大运算量，且克服了最速下降法在接近极小点时收敛速度很慢的缺陷，妥善地解决了研究建立的非线性反演算法的求解问题。
2.2 东岳庙段页岩岩石组分反演
2.2.1 初始模型假设
图3为研究区某井东岳庙段泥页岩常规测井响应，该井含气页岩岩石组分评价的目的在于，明确包括有机碳在内的岩石重要组分的具体含量。初始模型假设的建立，需要分别确定待求解的储层岩石组分及其初始含量，以及参与岩石组分评价的测井曲线。
依据上节所述实验室全岩分析结果（图3），初始模型假设页岩中不存在除干酪根之外的其他固体有机碳；脆性矿物包括石英、方解石、长石，塑性矿物即为黏土；另外，由于相关研究表明，页岩成岩过程中自生的黄铁矿常结晶于储层层理界面之间，在一定程度上有利于水力压裂形成网状缝，且黄铁矿物具有极好的导电特性、极高的光电俘获截面指数以及较高的密度，即使含量较小，对电阻率、光电截面指数与体积密度等测井响应的影响也十分明显，因此，作为影响页岩力学性质与岩石物理特性的重要矿物，黄铁矿在岩石组分模型中不可忽略；最后，由于该段泥页岩黏土矿物含量较高、有效孔隙度较低，且地层水矿化度不高，自由水对测井响应影响不大，故模型仅考虑黏土束缚水存在且假设页岩储层有效孔隙全部被游离气占据的情况。综合上述考虑，最终确定该井东岳庙段泥页岩需要反演计算的岩石组分如图4所示，依次包含黏土（含黏土束缚水）、石英、方解石、长石、黄铁矿、孔隙（游离气）与有机碳（干酪根）。
图3 建南地区某井东岳庙段泥页岩常规测井响应特征与岩心分析结果
图4 页岩岩石体积模型
综合考查本井可参考的测井曲线条数，以及上述页岩岩石体积模型需要涵盖的组分种类，确定利用光电截面指数（PEF）、自然伽马（GR）、中子孔隙度（NPHI ）、体积密度（DEN）、声波时差（DT）、浅侧向电阻率（LLS）、深侧向电阻率（LLD）、铀（URAN）、钍（TH）共9条曲线（图3），反演8种岩石（图4中）组分的含量。可以注意到，如不考虑欠定求解，参加非线性反演的测井曲线条数理论上最多可处理10种岩石组分含量的求解问题，此数大于本模型求解的岩石组分数量，故模型求解结果属于非线性超定解，能够有效降低评价结果的多解性，确保评价结果更加接近页岩气储层的真实情况。
依靠常规储层评价方法，如自然伽马泥质含量Vsb评价方法［6］、密度中子孔隙度Phi评价方法［7］、Pessay有机碳TOC含量评价方法等［8］，可以取得黏土、孔隙度、干酪根含量的初步评价结果，对本井岩石组分初始含量 进行赋值， 剩余组分的初始含量——石英含量 根据实验室岩心分析确定的平均含量（石英55.9％、方解石17.5％、长石7.2％、黄铁矿4.5％）按比例分配，结果如图5第2～8道内实线所示。可以注意到，各岩石组分初始含量（棕色实线）与岩心分析结果（黑色圆点）相比，均存在不同程度的偏差。其中方解石、长石两种矿物含量的偏差最为明显；利用中子－密度孔隙度评价的孔隙度结果也明显偏高；此外，利用自然伽马泥质含量评价方法计算的黏土矿物含量，以及电阻率－声波重叠Passey法计算的有机碳含量，在局部深度上还存在一定误差。本研究将通过随后的反演计算逐步降低这些误差，以得到最接近真实地层岩石组分的评价结果。
图5 建南地区某井东岳庙段泥页岩非线性反演初始模型
2.2.2 模型反演结果
经过非线性反演计算，最终确定该井岩石组分的含量如图6所示，图中第2～8道依次为黏土矿物（含黏土束缚水）、石英、方解石、长石、黄铁矿、孔隙及有机碳含量的评价结果（实线）与对应组分实验室分析结果（黑色圆点），图中第9与第10道分别为页岩岩石组分非线性反演结果与岩心实验室分析结果。
图6 建南地区某井东岳庙段泥页岩岩石组分非线性反演成果图
通过图7各组分初始评价结果（黑色方块）与非线性反演计算结果（三角）的对比分析可以发现，非线性反演结果与实验室分析结果具有更好的线性相关性，与初始评价结果相比更集中于45°对角线附近。图6与图7均显示，非线性反演算法显著提高了石英与方解石含量的评价精度；使孔隙度评价结果更加接近实验室分析结果；此外，黏土矿物与有机碳含量各自在局部位置上的误差也得到了较好的修正；在初始模型中，以平均含量为依据粗略估算的长石与黄铁矿含量，这里也得到了进一步细化，评价结果与实验室分析结果在整体趋势上更为吻合。至此，本研究利用建立的非线性反演方法，同时完成了研究区东岳庙段页岩气储层复杂矿物组分与有机碳含量测井评价两个问题，且取得了较高的评价精度，本研究将进一步定量分析测井评价结果，以验证该方法的可靠性与有效性。
2.2.3 非线性反演结果分析
考虑到各项实测测井响应其本质是被测储层岩石组分反映在各类物理场中的宏观物理特性，因此，为验证非线性反演算法及其反演结果的可靠性与有效性，本研究同时分析了非线性反演结果并在反演结果下模拟了测井响应的误差。
图8展示了非线性反演结果下的模拟测井响应（虚线）与环境校正后的测井响应（黑色实线），涉及的测井项目依次为自然伽马GR、铀Uran、钍Th、中子孔隙度Nphi、体积密度DEN、宏观截面指数U、声波时差DT、冲洗带电导率CXO与原状地层电导率CT。从两组测井响应的对比看，非线性反演结果下的模拟测井响应与实测测井响应具有良好的一致性。表1中定量评分析了两组测井响应间的相关系数，各项测井响应的相关系数在0.867～0.996之间，相关系数均值达到0.921，充分反映了反演结果下的岩石组分宏观物理特性与真实储层物理特性的相似性，即说明通过非线性反演得到的岩石组分及其含量已十分接近页岩气储层的实际情况。此外，以实验室分析结果为标准，表2分别统计分析了图8中初始评价结果与非线性反演结果对实验室结果的相关系数，两组相关系数的对比可以说明，本研究建立的非线性反演算法明显提高了页岩各岩石组分评价的精确度。因此，上述两方面分析充分证明，本研究建立的非线性反演算法在解决页岩储层复杂岩石组分与含量评价问题方面的可靠性与有效性。
该方法能够同时解决页岩气储层岩石矿物组分与有机碳含量评价的两大问题，这两项问题的顺利解决对于后续储层脆性、吸附气含量等重要储层参数评价提供了科学的依据与技术保障。
图7 页岩岩石组分初始评价结果与非线性反演计算结果对比
表1 模拟测井响应与实测响应相关系数
图8 建南地区某井东岳庙段泥页岩复杂岩石组分反演质量控制
表2 初始评价及非线性反演评价较岩心分析结果的相关性对比
3 结论
本研究以非线性反演与最优化算法为核心思想建立的页岩气储层岩石组分测井评价方法，在鄂西渝东建南构造东岳庙段的页岩气储层评价中取得了较好的评价效果。该方法充分挖掘了常规测井资料中蕴含的丰富地质信息，同时解决了页岩储层重要矿物与有机碳含量评价两大问题，弥补了岩心分析深度不连续、ECS测井代价高昂的弊端，且极大地提高了测井评价结果的精度，为后续储层脆性与含气性的综合评价提供了科学的依据与重要的技术保障。
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学术论文是科学或者社会研究工作者在学术书籍或学术期刊上刊登的呈现自己研究成果的文章。学术论文往往强调原创性的工作总结，但也可以是对前人工作总结的回顾及做出评价，后者也往往被称为综述性文章（Review）。学术论文的出版正在经历着重大变化，出现了从传统的印刷版到网络上电子格式的兴起。论文中最重要的就是论点、论据和论证，所以在写作中，一定要对这三点加以重视。论文写作，简单的说，就是大专院校毕业论文的写作，包含着本科生的学士论文，研究生的硕士论文，博士生的博士论文，延伸到了职称论文的写作以及科技论文的写作。一般来说，论文写作，即高校毕业生，科技工作者以及各科研机构，事业单位工作人员，依据一定的论文格式和字数要求，对学习和工作的学术总结和创新。[1]论文一般由题名、作者、摘要、关键词、正文、参考文献和附录等部分组成，其中部分组成（例如附录）可有可无。论文各组成的排序为：题名、作者、摘要、关键词、英文题名、英文摘要、英文关键词、正文、参考文献和附录和致谢。下面按论文的结构顺序依次叙述。题目(一)论文——题目科学论文都有题目，不能“无题”。论文题目一般20字左右。题目大小应与内容符合，尽量不设副题，不用第1报、第2报之类。论文题目都用直叙口气，不用惊叹号或问号，也不能将科学论文题目写成广告语或新闻报道用语。命题方式简明扼要，提纲挈领。英文题名方法①英文题名以短语为主要形式，尤以名词短语最常见，即题名基本上由一个或几个名词加上其前置和（或）后置定语构成；短语型题名要确定好中心词，再进行前后修饰。各个词的顺序很重要，词序不当，会导致表达不准。②一般不要用陈述句，因为题名主要起标示作用，而陈述句容易使题名具有判断式的语义，且不够精炼和醒目。少数情况（评述性、综述性和驳斥性）下可以用疑问句做题名，因为疑问句有探讨性语气，易引起读者兴趣。③同一篇论文的英文题名与中文题名内容上应一致，但不等于说词语要一一对应。在许多情况下，个别非实质性的词可以省略或变动。④国外科技期刊一般对题名字数有所限制，有的规定题名不超过2行，每行不超过42个印刷符号和空格；有的要求题名不超过14个词。这些规定可供我们参考。⑤在论文的英文题名中。凡可用可不用的冠词均不用。署名(二)论文——署名科学论文应该署真名和真实的工作单位。主要体现责任、成果归属并便于后人追踪研究。严格意义上的论文作者是指对选题、论证、查阅文献、方案设计、建立方法、实验操作、整理资料、归纳总结、撰写成文等全过程负责的人，应该是能解答论文的有关问题者。往往把参加工作的人全部列上，那就应该以贡献大小依次排列。论文署名应征得本人同意。学术指导人根据实际情况既可以列为论文作者，也可以一般致谢。行政领导人一般不署名。引言(三)论文——引言是论文引人入胜之言，很重要，要写好。一段好的论文引言常能使读者明白你这份工作的发展历程和在这一研究方向中的位置。要写出论文立题依据、基础、背景、研究目的。要复习必要的文献、写明问题的发展。文字要简练。材料方法(四)论文——材料和方法按规定如实写出实验对象、器材、动物和试剂及其规格，写出实验方法、指标、判断标准等，写出实验设计、分组、统计方法等。这些按杂志对论文投稿规定办即可。实验结果(五)论文——实验结果应高度归纳，精心分析，合乎逻辑地铺述。应该去粗取精，去伪存真，但不能因不符合自己的意图而主观取舍，更不能弄虚作假。只有在技术不熟练或仪器不稳定时期所得的数据、在技术故障或操作错误时所得的数据和不符合实验条件时所得的数据才能废弃不用。而且必须在发现问题当时就在原始记录上注明原因，不能在总结处理时因不合常态而任意剔除。废弃这类数据时应将在同样条件下、同一时期的实验数据一并废弃，不能只废弃不合己意者。实验结果的整理应紧扣主题，删繁就简，有些数据不一定适合于这一篇论文，可留作它用，不要硬行拼凑到一篇论文中。论文行文应尽量采用专业术语。能用表的不要用图，可以不用图表的最好不要用图表，以免多占篇幅，增加排版困难。文、表、图互不重复。实验中的偶然现象和意外变故等特殊情况应作必要的交代，不要随意丢弃。讨论(六)论文——讨论是论文中比较重要，也是比较难写的一部分。应统观全局，抓住主要的有争议问题，从感性认识提高到理性认识进行论说。要对实验结果作出分析、推理，而不要重复叙述实验结果。应着重对国内外相关文献中的结果与观点作出讨论，表明自己的观点，尤其不应回避相对立的观点。论文的讨论中可以提出假设，提出本题的发展设想，但分寸应该恰当，不能写成“科幻”或“畅想”。结论(七)论文——结语或结论论文的结语应写出明确可靠的结果，写出确凿的结论。论文的文字应简洁，可逐条写出。不要用“小结”之类含糊其辞的词。参考文献(八)论文——参考义献这是论文中很重要、也是存在问题较多的一部分。列出论文参考文献的目的是让读者了解论文研究命题的来龙去脉，便于查找，同时也是尊重前人劳动，对自己的工作有准确的定位。因此这里既有技术问题，也有科学道德问题。一篇论文中几乎自始至终都有需要引用参考文献之处。如论文引言中应引上对本题最重要、最直接有关的文献;在方法中应引上所采用或借鉴的方法；在结果中有时要引上与文献对比的资料；在讨论中更应引上与论文有关的各种支持的或有矛盾的结果或观点等。