DreamBlooms/HansPub-15000-to-45000 huggingface dataset:
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user: 1. 前言 有缆遥控水下机器人是人类认识、开发海洋的必要工具之一，也是建设海洋强国、捍卫国家安全和实现可持续发展的必需技术手段 [ 1 ] 。 海洋机器人的发展经历了4个时期：20世纪60年代，载人潜水器(HOV)的出现是第1阶段的标志；第2阶段，在20世纪70年遥控水下机器人(ROV)迅速发展 [ 2 ] ；第3阶段大约为20世纪80年代，以自主水下机器人(AUV)的发展和水面机器人(USV)的出现为特征；现阶段已经进入了混合型水下机器人的时代。根据ROV在海洋石油行业中的应用现状和未来发展需求，提出了ROV发展的关键技术和趋势，对海洋石油设施检查、维护和维修具有一定的指导意义。 南海东部海域A深水油田距香港240 km，井口区域水深约300 m。该油田采用水下井口开发模式，油气通过海底管道输送至浮式生产贮油系统。油田应用的水底卧式采油树在建造期间和现场安装期间应用了遥控机器人参与作业。
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user: 2. ROV及卧式采油树 ROV与潜水员相比，其在深水作业中的作业时间不受限制，由地面控制单元的远程操作，运行环境相对安全，操作深度可达3000 m以上；水下操作功率大，能完成潜水员无法完成的工作；支持较少的设备，操作和维护比饱和潜水作业容易。水下采油树是一种控制和调节油井产量的装置，为钢丝绳、电缆和连续油管作业提供了条件和通道。根据其结构，可分为立式和卧式两种 [ 3 ] [ 4 ] 。深水油气田开发中通常使用一种水平的卧式采油树。该种树的结构设计对ROV操作更加友好，使用机械手或扭矩工具来控制树的阀门较为方便。 南海东部海域A深水油田使用的卧式采油树的工作压力级别为5000 psi (34.5 MPa)，采油树主体为普通碳钢铸造，与产出液接触的面选用HH等级材料，主通通径为4.5 in，重量约为38 t。该项目使用的ROV功率为125马力，包括1个七功能机械手，具备常规观察、提供液压及大功率扭矩的机械操作功能。
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user: 3. ROV安装卧式采油树作业 3.1. ROV参与系统整体测试 每批次卧式采油树在投入使用之前均需进行一系列试验测试，如工厂测试和系统完整性测试(SIT)等。工厂测试可以检验设计是否合理及发现加工制造过程中的质量和工艺问题，并为后续的SIT打下基础。SIT的主要目的是测试包括ROV在内的相关安装设备与采油树系统的兼容性，ROV与采油树之间界面是否设计合理，安装工具之间是否有相互干涉的现象。同时使客户和其他相关合作方熟悉设备系统以及作业流程等，为后续现场安装做好准备工作。 ROV在系统整体测试作业中主要参与采油树面板上阀门开关工具的就位、操作应急剪切管和拔插采油树帽上的液压和电源插头等。模拟就位采油树安装期间所需的修井控制系统(IWOCS)，并开展相应操作。卧式采油树的部分部件和设备在水底条件下设计为可更换，如卧式采油树中央控制器、流量阀和油嘴等。在SIT测试过程中，ROV需要实际操作上述可更换配件的拆装作业。采油树系统复杂，液相、电路及机械界面多，在设计过程中难免发生干涉的情况，通过SIT可以有效发现系统设计中存在的问题，为高效开展现场作业打下坚实的基础。 在南海东部海域A深水油田卧式采油树SIT过程中用到设备包括：118 t吊车、升降机、ROV (100 HP，可提供10000 psi液压，水下拖拽力约3000 N)。 3.2. 现场海底外观巡查 ROV按照作业设计对水下采油树或井口结构进行外观检查，以确定目标对象及其附近的海底没有障碍物，任何一个障碍可能影响采油树安装和回收作业的顺利开展；作业过程中，观察记录井口的水平度，阀门指示器的状态，指导地面工程师制定可行方案和进行相应操作；在所有安装工程完成后，ROV还将对作业对象及周围环境进行全面的外观巡查和录制视频并存档。 3.3. 揭开/关闭井口盖 在安装作业前，ROV下潜至水下井口处，使用机械手将井口盖揭开，并将其放置在井口底板附近合适的位置。在揭开井口盖后，如发现井口密封面上有海生物堆积，ROV可更换专用的清洁和打磨工具对密封面进行清洁和抛光处理。在完成采油树安装作业后，ROV将井口盖回位。 3.4. 追踪/监视采油树下入 卧式采油树通过绳缆或钻具从钻井船或工程船下放至水下井口的过程中，深海海流等环境因素可能带来一些不利影响。为了实时定位卧式采油树的深度信息并确保树的安全，ROV需要在采油树下入水底的过程中不间断地跟踪和观察目标。由于海浪原因，钻井船或工程船一直存在纵向上的升沉运动，运动周期3 s左右，ROV为了消除该种高频运动影响，实时跟踪采油树的位置，ROV的脐带线缆要补偿、消除该种不利因素。 3.5. 辅助采油树与井口连接 在卧式采油树与水下井口对接操作中，由ROV从不同角度观察两者之间的相对位置，有条件的情况下可以考虑使用2台ROV从不同角度观察，以减少对接时间，提高工作效率，降低碰撞风险。安装作业船舶操作员根据ROV操作员提供的位置参数调整船舶水平位置，同时水底卧式采油树相对井口的位置也相应得到调整，直到两者成功连接。 3.6. 调整卧式采油树艏向 由于安装的卧式采油树需与水下生产系统中的其他管汇接口对接，因此采油树的艏向方位有较高的安装要求。按照设计要求，A油田的卧式采油树的安装方位精度要求小于5˚。在从工程船或钻井船下入的水下采油树的方位是随机的，因此在采油树与井口连接前必须按照设计要求调整采油树的方向，以方便正确安装在采油树和其他海床结构之间的连接管汇。采油树上有对接孔，ROV通过该孔与采油树刚性对接为一体。ROV利用自身带有的高精度罗经仪确定方位，随后螺旋浆推力调整至设计所需的采油树方位。在操作过程中，另一个ROV在附近观察ROV和采油树的位置。通过应用该安装方法，A油田的8颗采油树成功安装并达到安装精度要求。 3.7. 锁定/解锁 完成卧式采油树和井口对接后，ROV需要在采油树面板上的液压注入通道内插入注压工具，通过ROV系统内的高压泵注入高压推动采油树锁定井口头的液压缸，从而将卧式采油树牢牢锁定在井口头上，逆过程可将采油树从井口解锁。A油田采油树的锁紧压力为3500 psi (24.1 MPa)。 3.8. 完整性测试 采油树安装完成后，为了验证采油树与井口连接的密封完整性，ROV从采油树面板上相应的注压通道注入压力。A油田采油树的密封性试验压力为3500 psi (24.1 MPa)。在测试过程中，ROV观察压力表的变化，15 min内压力没有下降，表示测试成功，采油树的安装基本完成。
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user: 4. 技术发展方向 4.1. 工具携带能力待提高 海洋石油钻井平台及机具费用昂贵，每天动辄数百万人民币，保证作业的连续性对项目控制成本至关重要。由于当前工业应用ROV的专一性，导致其在完成采油树安装的某个步骤和进行下一个任务前需要出水更换工具 [ 5 ] [ 6 ] 。每次更换工具起下、改装和测试的时间平均需要3~5 h，对深水平台来说是个不小的成本负担。往往一颗采油树安装期间需要多种工具，据统计A油田在采油树安装期间，平均更换工具的时间为3 h左右。 虽然当前的ROV具备一定多工具的携带能力，但深水ROV应朝着一次安装全部工具的方向继续研发，以减少频繁起下更换工具的时间，既可以降低作业成本，也可以降低起下作业过程中的风险 [ 7 ] [ 8 ] 。 4.2. 应研发更高效的工具 在A油田安装采油树的过程中，锁紧采油树后，发生压力测试过程不能稳压的情况。其解决方式为解锁采油树与井口连接，对井口密封面进行重新深度打磨，最终重新安装采油树并试压合格，解决复杂情况。主要原因是ROV工具打磨井口的效率低，达不到精度要求。 应在提升相关工具的效率上开展技术工作。另外，应研发ROV可携带的光洁度检测工具，尽量减少依赖人为主观判断，为技术决策提供科学手段，避免返工。 4.3. 高清和广域视频技术研发 在安装卧式采油树过程中，采用2台ROV配合作业，其中一台ROV主要起观察作用，观察正在施工ROV的脐带缆状态及与其他水下已安装的设施的相对位置。陆相广域视频技术(360˚摄像技术)较为成熟，已投入工业应用。如能将陆相的广域视频技术应用到水下遥控机器人安装卧式采油树作业过程中，将可以让ROV全方位的观察自身周围的环境，即节约一台ROV的成本。 4.4. 导航与定位系统 由于上覆海水的影响，定位与导航技术是ROV在水下作业时正常安全运行的首要保障，是一项技术复杂程度很高的系统。目前用于水下导航的技术有引力导航系统，重力导航系统，惯性导航系统，地磁场导航系统，海底地形导航系统，长基线、短基线和光纤陀螺与多普勒计程仪组成推算导航系统等 [ 9 ] [ 10 ] 。不同技术之间优缺点明显，技术的选择或者开发也是ROV行业的一大难题。高精度的可靠定位系统往往成本较高，系统复杂，如A油田应用的长基线方式定位需要提前用工程船布置6个信标才能确保其正常工作。因此，在不降低系统精度的同时，利用先进技术，进一步降低系统的复杂性是未来应该努力的方向。
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user: 5. 结语 随着深海油气勘探的深入和ROV技术的不断发展，ROV在深水油气田开发过程中得到了越来越广泛的应用和实践。ROV在南海东部海域A深水油田卧式采油树安装作业中起到非常关键的作用，为正常推进作业进度及提升施工质量提供了有力保障。
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user: 摘 要 工程图目前还是描述产品和指导生产的主要文件，从工程图中直接识别设计或制造特征可以充分利用现有技术资源，提高生产效率。但工程图隐含大量语义信息，很难被计算机提取和理解。条件随机场模型是一种可以自动整合各种特征、基于学习的分类技术，不依赖于形式化的启发式规则。采用条件随机场模型，提出了面向工程图的轴类零件特征识别方法。通过对轴特征在工程图中形状分析，定义和构建特征轮廓环及其关系，分析出特征轮廓环的属性特征和关系特征，构建出条件随机场无向图模型，通过对工程图样本的手工标记和模型训练，使训练模型的分类预测与实际需要的特征逐步一致，实现对轴工程图的特征识别。 关键词 :工程图，轴零件，特征识别，条件随机场，机器学习 Copyright © 2018 by authors and Hans Publishers Inc. This work is licensed under the Creative Commons Attribution International License (CC BY). http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
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user: 1. 引言 机械零件的特征识别，国内外已开展大量的研究，而多数研究都是在对三维实体模型进行特征识别和提取。但工程图通常都是由点、线来表示，其包含的零件信息比三维实体所包含的信息少很多。特征识别任务可以被看作是一个分类问题，然而由于零件轴的2D工程图表示是多样的，图形形状和特征知识认知很难表示为知识规则。不同类型的特征存在强烈的依赖关系，条件随机场(Conditional random fields， CRFs)模型是用于建立依赖关系以进行更好多目标分类的最成功的方法之一。它是一种判别式概率模型，是随机场的一种，可以自动整合规则，常用于标注或分析序列资料，如自然语言文字或是生物序列。因此，本文应用CRFs模型来解决对工程图的特征识别问题。 从工程图中识别零件特征，国内外开展了相关的研究。Wen等 [ 1 ] 采用条件随机场模型识别轴的特征来进行三维建模，但其所识别的特征较简单，也没有给出模型训练和识别的细节。廖友军等 [ 2 ] ，根据每种特征的尺寸特点将其分类，将工程图的轮廓识别出来并将其放入链表结构，然后通过遍历链表将其特征一一识别。 本文针对轴类零件工程图，开展基于条件随机场模型的特征识别，是一项为以后更复杂的零件特征识别的尝试。特征识别任务可以被看作是一个分类问题，首先识别出零件图中的各个轮廓环，然后确定环与环之间的关系，再使用无向图形式来描述2D视图的环之间的关系。在无向图模型的基础上，通过引入这些环的属性特征和关系特征，将CRFs模型应用于元素的识别，通过主动输入确定的特征来训练CRFs模型，最后再将训练好的CRFs模型用于工程图的特征识别。
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user: 2. 特征分析 轴类零件的特征一般包括圆柱面、圆锥面、键槽(平键槽、花键槽)、孔(通孔、盲孔、螺钉孔等)、倒角、圆角、退刀槽等。 2.1. 轴特征在工程图中的形状表示 在轴的主视图中每个特征都会投影形成一个轮廓环，如图1所示。轮廓环5(由顶点a、b、c、d、a连接 而成)对应于该轴的一段圆柱面，它是关于中心线对称的一个矩形；环3代表一个孔，是一个圆形；环4代表一个退刀槽，也是关于中心线对称的矩形，但宽度尺寸相对圆柱面要小很多；环8是一个键槽，它关于中心线对称，并且有两个方向相反的半圆；环10代表一个圆锥面，是关于中心线对称的一个梯形；环11代表倒角，它是关于中心线对称的梯形，但尺寸相对圆锥面要小的多。 2.2. 特征轮廓环之间的关系 每个特征都不是独立存在的，每一个特征都与其它某些特征存在着联系。通过对轴零件工作图分析，特征轮廓环与环之间存在如下关系，定义如下： 1) 相邻关系 如果一个环L a 与另一个环L b 相交在其环边界上，则这两个环为相邻关系环。L a 是L b 的相邻环，同样L b 是L a 的相邻环，如图2(a)所示。 相邻关系可以表示两个特征的并操作(填料操作)。 图1. 轴的2D视图 图2. 轮廓环之间的关系：(a) 相邻关系；(b) 包含关系；(c) 切入关系；(d) 切入关系 2) 包含关系 如果一个环L a 包含另一个环L b ，并且不相交，则这两个环为包含关系环。根据其几何位置，L a 是L b 的外部环，同样L b 是L a 的内部环，如图2(b)所示。 包含关系，在轴零件中，较多地表示特征的减操作(除料操作)，即被包含的环或内部环一般是除料特征，例如孔特征、键槽特征等。 3) 切入关系 如果一个环L a 包含另一个环L b ，并且相交在环边界上，则这两个环为切入关系环。根据其几何位置，L a 是L b 的外切环，同样L b 是L a 的内切环，如图2(c)、图2(d)所示。 切入关系，在轴零件中，较多地表示特征的减操作(除料操作)，即内切环一般是除料特征，例如孔特征、键槽特征等。
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user: 3. 条件随机场(CRFs)模型 条件随机场是由Lafferty等人于2001年提出的一种典型的判别式模型，其模型思想的主要来源是最大熵模型 [ 3 ] 。条件随机场是一种无向图概率模型，在给定输入序列状态的条件下，计算输出序列节点状态的联合概率分布来预测输出序列节点状态的概率 [ 4 ] 。条件随机场理论可以用于序列标记、数据分割、组块分析等自然语言处理任务中 [ 5 ] 。 本文中将利用CRFs模型自动整合各种特征来预测环对应的类别，也可以利用环之间的关系进行预测任务，从而得到对所有环的全局优化结果。 3.1. 条件随机场定义 设 G = { V ， E } 为一个无向图，其中顶点V是X和Y的集合，随机变量X表示被观察的输入节点集合，随机变量Y表示相应的输出节点集合，即想要预测出的特征的集合，E是节点间的边，表示节点之间的关系。当在条件X下，如果随机变量 Y i 的条件概率分布服从图的马尔可夫性，即 p ( Y i | X ， Y j ， j ≠ i ) = p ( Y i | X ， Y j ， j ∼ i ) ，这时称 ( X ， Y ) 是一个条件随机场，其中 j ∼ i 表示 ( j ， i ) 是无向图G的边，表示j与i在G中式相邻的。 3.2. 条件随机场概率模型的形式 理论上讲，图G的结构可以随意取，但在构造无向图模型时，CRFs则采用了最简单和最重要的一阶链式结构。如图3所示。这种简单结构可以被利用来在标记序列上定义一个联合概率分布 p ( y | x ) ： p ( y | x ) = 1 Z ( x ) ∏ t = 1 T exp { ∑ k = 1 K     λ k f k ( y t ， y t ` ， x t ) } 其中 Z ( x ) 是特定于实例的归一化函数， f k 是一个布尔型的特征函数，它包含两种类型：一种是状态特征函数，另一个是转换特征函数。参数 λ k 是特征函数 f k 的权重，可以用标记的训练数据集来估计参数值 λ k [ 6 ] 。从方程可以看到，CRFs模型同时计算所有标记的全局结果，而不是单个标记的局部结果，这是CRFs模式的优点之一。
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user: 5. 实现和识别测试 如前面所述，条件随机场模型已经在很多领域广泛应用，也推出CRFs的开源计算工具。本文的上述方法采用CRFs的MATLIB工具包进行函数训练和识别测试。 5.1. 样本标记和训练 为了训练条件随机场模型，收集了30张不同应用场合的轴零件工程图，有机床主轴零件、一般减速箱轴零件等。按下述步骤进行手工标记、构造出一组训练数据集和模型训练： 1) 对工程图纸进行分析，标记轴零件工程视图上轮廓环 每一张图纸作为一组数据集，由有经验的工程师对图纸进行标记，标记轮廓环，包括环类型、对应的特征形状(作为观察值)、轮廓环之间的关系等。 2) 构造数据训练集 将步骤1收集的标记数据，构造如表1所示的特征数据向量，形成一组数据训练集。目前还是采用 Table 2 The feature recognition results of the axis in Figure 轮廓环 识别特征 l 1 倒角 l 2 圆柱面 l 3 孔 l 4 退刀槽 l 5 圆柱面 l 6 圆柱面 l 7 键槽 l 8 倒角 表2. 图4中轴的特征识别结果 Table 3 The test results of partial instance recognitio 实例号 轴零件工程图 识别结果 1 l 1 ：倒角；l 2 ：圆柱面；l 3 ：圆柱面； l 4 ：圆柱面；l 5 ：圆柱面；l 6 ：倒角 2 l 1 ：倒角；l 2 ：圆柱面；l 3 ：孔； l 4 ：倒角；l 5 ：圆柱面； l 6 ：键槽；l 7 ：倒角 3 l 1 ：倒角；l 2 ：圆柱面；l 3 ：键槽；l 4 ：圆柱面； l 5 ：圆柱面；l 6 ：圆柱面；l 7 ：键槽；l 8 ：倒角 表3. 部分实例识别测试结果 手工方式构造，用数据文件方式保存；今后将改进为可视化方式与计算机交互完成。 3) 通过收集的数据训练集训练每个特征的特征函数及其环与环之间的转移特征函数，训练出参数 θ = { λ k } 。 5.2. 识别测试 对上述30张训练工程图样本，随机选取10张图作为测试数据集，即将手工标注的预测结果(特征识别结果)去除，再输入到上一步完成训练的函数中，进行识别测试。发现测试结果与训练时手工标注的结果基本一致，表3给出其中3个测试实例结果。测试说明该方法可以正确识别零件特征，并且识别结果与人的认知结果一致。
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user: 6. 结论 条件随机场模型有很好的多目标分类特性，在各种智能识别应用中有广泛的应用。本文采用条件随机场模型，从二维工程图中识别和构建轴零件特征模型，通过几何特征分析、样本标记和训练，训练后的识别模型具备一定的轴特征识别能力；目前还只是一个初步的工作，下一步将其扩展应用到其它更为复杂零件的特征识别中。 采用数据驱动和关系学习方法的主要优势是可以将形状和特征的经验认知标记在大量样本数据中，不需要定义和组织形式化的启发式规则，通过自动学习来获取分类关系的能力。
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user: 摘 要 注水开发是提高岩性油气层采收率的一种有效方法， 后期井网加密调整更是为了动用剩余油，进一步提高油藏采收率的有效方法。但由于长期的注水开发，部分储层已经水淹或者严重水淹，由于注入水进入地层，导致地层水矿化度变得复杂，不同水淹层测井曲线形态呈现多样性，解释难度非常大。经过对胡154区长4 + 5油层组水淹层特征研究，总结出3种水淹层解释方法：新老井电阻率对比法、测井曲线形态法、电阻率曲线重构法。2017年通过3种方法综合应用，胡154区长4 + 5油层组加密调整井解释符合率达92.2%，取得了较好的应用效果。 关键词 :水淹层，新老井对比，曲线形态，电阻率重构 Copyright © 2018 by authors， Yangtze University and Hans Publishers Inc. This work is licensed under the Creative Commons Attribution International License (CC BY). http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
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user: 1. 引言 胡154区长4 + 5油层组为长庆油田采油六厂的主力生产区块，自2008年注水开发以来，目前见水井逐年增多，为了进一步提高开发效果，充分动用剩余油，提高开发效果，2016年开展加密调整试验，取得了较好的效果，2017年开展大面积加密调整。对胡154区长4 + 5油层组加密井水淹前后储层特征变化进行了分析，弄清了水淹后油层的填隙物、孔隙结构、物性、地层水矿化度及水淹后储层测井曲线变化特征。认为中–强水淹后储层电阻率升高明显，利用该特征提出了3种行之有效的水淹层解释方法，即新老井电阻率对比法、测井曲线形态法、电阻率曲线重构法。3种方法联合应用提高了该区水淹层解释精度，对低渗透油田水淹层测井解释具有一定的借鉴意义。
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user: 2. 水淹前后储层特征变化 2.1. 岩性变化特征 胡154区长4 + 5油层组砂岩填隙物质量分数为11.9%，填隙物成分主要由黏土矿物(7.2%)、碳酸盐胶结物(3.5%)以及硅质胶结物(1.1%)组成，含少量长石质胶结物以及黄铁矿等(0.1%)。据X衍射黏土矿物分析，研究区黏土矿物以高岭石和绿泥石为主，含少量的伊利石及伊–蒙混层。通过加密井水淹层与未水淹层对比，水淹后储层绿泥石质量分数由24%升高至56.5%，伊利石和高岭石质量分数由31.1%、51.9%分别下降到8.0%、35.0%。 2.2. 孔隙结构变化特征 胡154区长4 + 5油层组粒间孔含量最高，为储层中最主要的孔隙类型，其次为长石溶孔，并含极少量的岩屑溶孔和晶间孔。孔隙类型主要以粒间孔和长石溶孔为主，喉道以弯片状、缩颈型和孔隙缩小型为主，孔喉连通性较好。通过水驱前后储层压汞曲线分析，水淹后储层进汞压力明显增大、中值压力增大(图1)，孔隙结构整体变差。 图1. 胡尖山油田长4 + 5油层组岩心压汞曲线 2.3. 物性变化特征 加密后，储层剖面水驱不均，存在局部水洗特征。水洗后储层孔隙喉道非均值性更强，2口水淹层取心井与周围老井取心井物性对比，岩心平均孔隙度由12.3%下降至12.0%，孔隙度变化幅度较小；但优势渗透率由0.3~3.2 mD下降至0.1~0.5 mD，表明水驱后储层渗透性整体变差明显。 2.4. 地层水矿化度变化特征 胡154区长4 + 5油层组注入水矿化度明显小于地层水矿化度，当注入水进入地层后，与地层水融合，导致储层水的矿化度小于原始地层水矿化度，储层水矿化度大小受到水洗程度的控制，水洗程度越严重，储层水矿化度越小。 2.5. 测井曲线变化特征 1) 自然伽马曲线。加密井自然伽马与不同水淹储层投产初期含水饱和度相关性较差，随着含水饱和度的升高，自然伽马下降不明显(图2(a))，表明储层自然伽马受水淹程度影响较小。加密井不同水淹层自然伽马直方图显示，长4 + 5油层组自然伽马没有明显的变化(图2(b))。加之由于岩性的变化，利用自然伽马判断水淹程度难度大。 图2. 自然伽马曲线 2) 声波时差曲线。加密井声波时差与储层不同水淹层相关性较差(图3(a))，中等到强水淹程度的储层声波时差增大不明显；加密井不同水淹程度声波时差直方图(图3(b))显示声波时差没有明显的变化。由于储层平面非均值性的影响，由声波时差确定水淹程度比较困难。 图3. 声波时差曲线 3) 自然电位曲线。对于淡水水淹的储层，由于淡水的注入，导致储层水电阻率升高，自然电位幅度差变小(图4)，但是由于自然电位受钻井液电阻率的影响较大，因此在钻井液电阻率相近的情况下，可以判断水淹程度。 图4. 自然电位幅度差与含水率相关图 4) 电阻率曲线。电阻率随原始地层水矿化度与注入水矿化度比值的变化呈现不同曲线形态。水淹初期电阻率下降，中后期油水同出，更多的注入水进入地层，电阻率开始上升。 胡154区长4 + 5油层组储层水淹后，电阻率变化有3种情况(图5)，一是电阻率呈尖峰状异常凸起，是高渗层强水淹的主要特征，在储层的水流优势通道或裂缝性水淹井段常见；二是电阻率呈负差异，是储层中水淹的常见特征；三是电阻率整体抬升，是强水淹的主要特征。 胡154区长4 + 5油层组投产含水率与电阻率交会图(图6)表明，储层水淹后电阻率变化呈反“L”，随着产水率的升高，弱水淹电阻率先是略微下降，中等水淹电阻率开始上升，到强水淹后电阻率又急促下降。 图5. X1井长4 + 5油层组测井综合图 图6. 储层含水率与电阻率交会图
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user: 3. 水淹层解释方法 3.1. 测井曲线形态法 曲线形态法是根据储层水淹后各种测井曲线形态变化特征综合判断水淹层级别的一种方法，该方法简单方便，但是要求经验丰富 [ 1 ] 。胡154区长4 + 5油层组水淹后特征：物性较好的地方电阻率曲线异常升高、全烃显示弱。X2井为该区加密调整井(图7)，该井有3段声波时差没有变化，电阻率曲线异常升高，结合录井全烃无显示等特征，综合判断该段为中–强水淹。该井最终试油获3.79 t/d，产水量19.2 m 3 /t，解释结果与试油结果相符合。 图7. X2井长4 + 5油层组测井综合图 3.2. 新老井电阻率对比法 针对淡水水淹，水淹程度低的储层电阻率低于未水淹储层电阻率；水淹程度中等-高的储层电阻率大于未水淹储层电阻率。利用上述特点，采用邻井物性相近的储层段电阻率对比确定储层水淹级别。 X3井、X4井为两口邻近井，X3井为解释井，X4井为试油、投产验证的未水淹井，X3井与X4井在长4 + 5油层组物性相近，X3井电阻率明显高于X4井，判断X3井为强水淹层，该井试油获油3.8 t/d，产水35.6 m 3 /t，解释结果与试油结果相符合(图8)。 图8. X3井(解释井)、X4井(未水淹井)长4 + 5油层组对比图(高含水层) 3.3. 电阻率曲线重构法 根据低渗透岩性油藏饱和度变化规律，提出了利用自然伽马、声波时差等曲线采用多分辨率图的方法重构未水淹层电阻率的方法，根据实测电阻率曲线与重构电阻率曲线叠合对比划分储层水淹级别 [ 2 ] 。 X5井为该区一口加密调整井，该井储层物性较好，电阻率中等，全烃体积分数显示明显，常规方法很难判断水淹级别，因此用邻近井未水淹层的声波时差曲线、自然伽马曲线建立了电阻率曲线重构模型，重构了未水淹层电阻率曲线，该井实测电阻曲线率明显高于重构电阻率曲线(图9)，因此该层解释为强水淹层。该井试油最终获油量2.4 t/d，产水量26.7 m 3 /t，解释结果与试油结果相符合。
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user: 4. 应用效果 2017年通过3种方法综合应用，胡154区长4 + 5油层组加密调整井水淹层测井解释了21口井52个层，其中有4层不符合，水淹层解释符合率92.2%，取得了较好的效果。
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user: 5. 结论 1) 胡154区长4 + 5油层组水淹后储层绿泥石质量分数升高，伊利石和高岭石不同程度降低，储层孔隙结构变差、物性整体变差。 图9. X5井长4 + 5油层组反演电阻率与实测电阻率曲线对比图 2) 胡154区长4 + 5油层组水淹后储层地层水矿化度降低，不同水淹程度储层地层水矿化度降低不同。 3) 胡154区长4 + 5油层组水淹后自然伽马、声波时差测井曲线变化不明显，自然电位变小，电阻率先略微降低后升高，呈现反“L”型。 4) 研究并建立了3种水淹层解释方法：测井曲线形态法、新老井电阻率对比法、电阻率曲线重构法。综合应用3种方法，水淹层解释符合率达92.2%。
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user: 摘 要 脱插是火箭与地面系统连接的重要接口，火箭点火前通过强脱机构解锁自动断开与地面的连接，强脱机构是否正常工作直接关系到发射任务的成败。在某型火箭发射准备过程中，气动强脱机构达到以下两个标准则认为满足任务要求：一是强脱完成解锁且脱插正常脱落；二是强脱销上有小范围压痕或强脱销略微弯曲但不能剪断。本文根据气动强脱解锁原理进行受力分析，发现按照上述检验标准进行连接操作不能保证实际任务中强脱机构的有效性，并且极大增加了气动强脱失效的风险，增加了连接过程的操作复杂程度，试验时应当减小连接时刹车线的富余量。 关键词 :强脱机构，解锁，刹车线 Copyright © 2018 by authors and Hans Publishers Inc. This work is licensed under the Creative Commons Attribution International License (CC BY). http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
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user: 1. 引言 火箭发射前，需与地面测发系统连接，由地面系统提供电力供应，进行各系统检测和诸元装订，火箭与地面系统连接的插头称为脱插，火箭点火前脱插自动断开与地面系统的有线连接，如果脱落不正常，将导致摆杆不能摆开，直接影响火箭正常发射，因此脱插脱落是极为关键的动作过程，围绕脱插可靠脱落在设计和操作改进方面都有不少研究 [ 1 ] [ 2 ] [ 3 ] 。脱插解锁机构设计上采用了电脱和气动强脱的冗余设计，任务过程中也有专门的试验检测，确保发射任务中各脱插能够有效脱落。 在某型火箭发射任务准备过程中，按照以下两个标准检验强脱机构是否满足任务要求：一是脱插正常脱落；二是强脱销上有小范围压痕或强脱销略微弯曲但不能剪断。上述两个条件都达到时认为实验效果较好，若实验中脱插未正常脱落，或者强脱销上压痕不明显，则认为强脱机构上拖拔力过小，若强脱销变形很大甚至断裂，则认为强脱上拖拔力过大，都是不合格的操作，通过调节强脱机构上刹车线长度后重新进行强脱试验，直到脱落后强脱销上有明显压痕或只有略微弯曲为止，然后固定刹车线连接长度直到完成发射。我们认为，坚持上述两个标准不仅不能确保实际发射时强脱解锁的有效性，而且还极大增加了强脱失效的风险，下面做具体分析。
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user: 2. 脱插连接及解锁机构原理简介 以某自动脱落插头为例，脱插插头、插座实际结构以及连接形式如图1~图3所示。 脱插脱落时，连接好的脱插通过解锁及分离两个步骤完成脱插脱落，解锁时采用了电脱解锁和气动强脱解锁的冗余设计形式，气动强脱解锁原理为，气缸产生的气压力通过刹车线作用在拉杆上，使拉杆后移，完成分离机构解锁。实际发射时，电脱解锁和气动强脱解锁同时作用，互为备份，保证可靠解锁。 从解锁动作方式可以看出，解锁的必要条件是有足够大的力作用在拉杆上使其能从套管中拔出。在气动强脱方式中，当强脱指令发出时，气缸活塞动作绷紧刹车线，并将锁芯拉杆拔出解锁。气动强脱解锁机构原理图如图4所示，其中刹车线方式实现了摆杆和插头间的柔性连接，能够避免因火箭或摆杆晃动造成插头损坏或意外解锁脱落，而强脱销主要作用在于防止气缸气压力过大造成解锁机构损坏。
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user: 3. 强脱机构解锁过程受力分析 气动强脱过程中，气缸拉力作用在刹车线上，然后经强脱销传递到锁芯拉杆并将其从锁套中拔出一小段完成解锁，设气缸活塞面积为A，强脱供气压力为p，则气缸提供的拉力为 T 0 T 0 = p A (1) 气缸拉力经刹车线作用到强脱销上，再由强脱销传递到拉杆上，由于刹车线弯曲，刹车线与套管内壁中存在一定摩擦，如图5所示，取刹车线任一弯曲弧段dS受力分析。 图1. 脱插头部结构图 图2. 脱插座部结构图 图3. 脱插连接锁紧 图4. 气动强脱解锁机构原理图 图5. 刹车线在套管中的受力示意图 对于任意弧段dS，对应角度θ处切向拉力为T，角度为θ + dθ处拉力为T + dT，切向和法向受力平衡得到： { ( T − d T ) c o s ( θ / 2 ) = T cos ( θ / 2 ) + μ d N d N = 2 T sin ( θ / 2 ) (2) 由于dθ为无穷小量，固 sin ( θ / 2 ) ≈ d θ / 2 ， cos ( θ / 2 ) ≈ 1 ，由上式化简并进行积分得 T = C exp ( − μ θ ) ，C为积分常数，当刹车线起始端有初始条件 θ = 0 ， T = T 0 得到 T = T 0 exp ( − μ θ ) (3) 上式即摩擦力欧拉公式，其中μ为刹车线和套管的摩擦系数，θ为刹车线进入套管到出套管弯曲的角度，如图6所示，如果套管上有拐点形成多向弯曲弧段，则θ为多个弧段转角夹角之和，如图8中有多个方向的弯曲，则 θ = θ 1 + θ 2 + θ 3 + θ 4 ，若有绕圈，则应加上 2 n π ，n为圈数。 定义拉力的传递效率 k = exp ( − μ θ ) ，则 T = k T 0 ，显然传递效率受刹车线套管弯曲程度(影响弯曲角度θ)、锈蚀程度(影响摩擦系数μ)等较大，如表1所示，几种弯曲度数和摩擦系数下，传递效率k变化明显。 从表中可以看出，如果刹车线套管弯曲角度较大，刹车线的传递效率是极低的，以至于润滑相对良好情况下( μ = 0. 1 )绕了一圈( θ = 2 π )后传递效率仅50%多，同样，摩擦系数对传递效率也有较大影响，因此减少刹车线弯曲和防止锈蚀是及其重要的。 刹车线上的拉力通过强脱销传递到锁芯拉杆上，如图4所示，强脱销作为一种保护措施，有可能在拉力过大时发生剪断。因此，如果强脱销未剪断，则作用在拉杆上的最大拉力 F = T ；如果强脱销剪断，则作用在拉杆上最大拉力为强脱销剪断过程中的极限拉力 F τ ，即 F = { F τ         强 脱 销 剪 断 T           强 脱 销 未 剪 断 (4) 其中 F τ = 2 σ c S 为剪断过程中的极限拉力， σ c 为强脱销材料的剪切强度，S为强脱销截面积。假设解锁机构需要的最小解锁力为 F 0 ，脱插锁紧机构不致破坏的许用极限拉力为 F b ，要保证脱插正常解锁且解锁机构不损坏，各个力应当满足如下关系： { F 0 < F F 0 < F t < F b (5)
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user: 4. 现行操作中保护强脱销的原理 目前，某发射工位上强脱机构气缸提供的拉力约为980 N，根据实际连接情况，刹车线弯曲程度类 图6. 刹车线套管弯曲/弯折时弯曲角度θ计算方式 Table 1 Several typical value of transfer efficienc k μ = 0.1 μ = 0.3 μ = 0.5 θ = π/2 0.85 0.62 0.46 θ = π 0.73 0.39 0.21 θ = 2π 0.53 0.15 0.04 表1. 几种典型数值下的传递效率 似图4中所示，取 θ = θ 1 + θ 2 = π / 2 + π / 2 ，刹车线与套管的摩擦系数一般在0.1~0.3之间，这里取 μ = 0.2 近似计算，得出作用到强脱销上的力大小为 T = 523   N ，而强脱销的设计极限承载约为260 N，因此气缸提供的作用力足以拉断强脱销，实际操作中也曾发生过强脱销剪断情况。强脱销剪断本属于正常的设计动作结果，但岗位操作手由于不明确强脱机构的设计标准，认为强脱销断裂是连接不当造成的破坏，是错误动作，同时也考虑到强脱销变形过大或断裂后取下时也相对困难，因此在后来的连接操作中严格控制刹车线的富余长度来防止强脱销剪断。当强脱销上作用力远大于强脱销剪断力时，仍要保护强脱销不致剪断，需要严格控制刹车线长度，原理如下。 实际连接时，刹车线会留有一定余量，气动强脱指令下达后，气压推动活塞移动一定距离后将刹车线拉直之后才继续带动强脱销和锁芯拉杆，将锁芯拉杆拔出直至解锁，如图7所示。 假设气缸活塞行程为d，脱插连接好后，套管口与锁芯头直线距离为l 1 ，套管外松弛刹的车线长度为l 2 (l 2 > l 1 )，锁芯拉杆的极限拔出量Δ，解锁时由于松弛刹车线富余的长度 L = l 2 − l 1 的不同可能出现三种情形： 1) d − L > Δ ，即活塞将刹车线拉直后活塞的剩余行程大于锁芯拉杆极限拔出量Δ，此时气压力足够大的情况下强脱销将会被剪断，而气压力不足以拉断强脱销时气压缸将一直拉住锁芯拉杆，直到口令解除，气压缸释放拉力； 2) 0 < d − L < Δ ，即活塞能将刹车线拉直，但活塞的剩余行程小于锁芯拉杆极限拔出量Δ，因此只能将锁芯拉杆拔出极小一段后活塞运动到底部停下，此时有可能解锁但无论气压多大也不会拉断强脱销； 3) d − L < 0 ，即活塞行程小于刹车线富余长度，活塞运动到底部了尚未绷紧刹车线，此时不能解锁； 假设气缸供气压力足够大，能够将强脱销拉断，某发射工位强脱气缸行程为d = 100 mm，锁芯拉杆极限行程Δ ≈ 3 mm，因此，富余量在0~97 mm之间能够解锁并拉断强脱销，富余量在97~100 mm之间能够解锁大不能拉断强脱销，富余量在大于100 mm将不能解锁，调整刹车线富余量在不同的区间效果如图8所示。 要保证脱插正常脱落且强脱销未断，则连接操作时应按照第三节中情形(2) 0 < d − L < Δ 来调节刹车线富余长度，这样，供气上锁后刹车线富余长度L仅略小于气缸的行程d，在气缸动作时，直到气缸行 图7. 强脱解锁过程 图8. 调整刹车线富余长度产生的不同结果 程结束、活塞运动到气缸底部时才能绷紧刹车线解锁，当锁芯拔出一小段后活塞已经碰到气缸底部，避免了活塞继续运动拉断强脱销。 我们认为上述标准危害极大，尤其保护强脱销不被拉断极大增加了气动强脱解锁失效的风险，原因在于： 一是坚持上述标准时导致预留刹车线富余量可变范围极小(活塞行程d = 100 mm，Δ ≈ 3 mm，刹车线总富余量L约97 mm，富余量变化范围小于Δ即3 mm以内，即调整时要控制富余量在97~100 mm范围内，仅有3%的可调范围），由于富余量不易测量，无法判断调整后的富余量是接近97 mm还是接近100 mm，为刻意保护强脱销调不被拉断，通常尽量增加刹车线的富余量，即富余量往100 mm靠近，这样极有可能因为轻微的松动或其他原因造成富余量大于气缸行程100 mm而形成第三节中条件(3)，导致下次动作时气缸走完行程还不能绷紧刹车线，造成气动强脱解锁失败，因此，防止强脱销拉断实际上极大增加了气动强脱解锁失败的风险； 二是由于预留刹车线富余量可变范围极小，对连接操作要求较高，稍有偏差要么导致脱落失败要么强脱销弯曲严重或者剪断，经常需要反复调整试验才能达到效果，做了大量无用的工作； 三是卡箍座上无卡槽，连接位置通过人为的感觉控制，由于刹车线富余量可变范围极小，下一次连接时位置稍微变动或连接好后稍微晃动就可能导致刹车线富余长度变长导致解锁失败，即前一次试验成功并不能确保下一次成功，存在极大的偶然性。后稍微晃动就可能导致刹车线富余长度变长导致解锁失败，即前一次试验成功并不能确保下一次成功，存在极大的偶然性。
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user: 5. 强脱试验改进建议 通过上述分析，我们认为坚持现在的两条标准进行操作并不能保证在发射任务中气动强脱解锁的有效性，特别是保护强脱销不被拉断是没有意义且风险极大的。实际任务中，总检查前在没有电脱参与的强脱试验时经常出现不能正常解锁或需要反复调整刹车线长度才能达标的情况，也多次出现这次脱落成功立即再做一次试验却脱落不成功的情况。在总检查和实际发射过程中由于电脱解锁与气动强脱解锁相互备份，即使气动强脱解锁不正常也能靠电解锁方式完成脱落，总检查和实际发射时极少出现脱落不成功的情况。通过缩短刹车线富余量进行试验，发现强脱解锁成功且强脱销剪断或发生严重弯曲，而且并不影响下次使用，因此缩小刹车线富余量是合理的。 上述分析表明，为保证强脱解锁机构准确动作，试验和任务中调整刹车线时应减小刹车线富余量，保持刹车线略松弛即可，现有的条件下，保持富余量在10~70 mm都可以，其他操作标准不变。另外，刹车线传动作为一种重要的机械传动方式，不仅在强脱机构中应用，在其他领域也有广泛应用，为保持刹车线机构的高可靠性，试验和维护中应注意以下几个方面：一是保持刹车线中良好的润滑并防套管弯转过大，尤其防止套管弯折或绕圈；二是刹车线两端以及卡箍必须连接稳固，防止松动。对于本文中的强脱机构，还应注意供气阀正常打开供气，气压符合标准，特别要避免气压过低，这样实验中能够正常脱落就能保证任务中强脱机构的有效性。
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user: 摘 要 光合作用(Photosynthesis)是地球上生命活动的基本过程之一，它是植物生长和发育赖以生存的物质能量基础。迄今为止，众多学者在植物中发现多个光合蛋白亚基，其中大部分光系统蛋白亚基在植物光合作用过程中发挥重要作用。本文综述了植物光合系统I和光合系统II的基本结构及主要蛋白亚基功能的研究进展，并探讨了光系统蛋白后续研究的发展趋势。 关键词 :光合作用，植物，光系统，光合蛋白 Copyright © 2018 by authors and Hans Publishers Inc. This work is licensed under the Creative Commons Attribution International License (CC BY). http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
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user: 1. 引言 光合系统(Photosystem)是吸收光的功能单位，是由叶绿素、类胡萝卜素、脂肪和蛋白质组成的多蛋白复合物。其主要分为光合系统I (PSI)和光合系统II (PSII)，其中PSI吸收的波长大于680 nm，PSII吸收波长小于或者等于680 nm [ 1 ]。
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user: 2. PSI复合物 2.1. 光合系统I的基本结构 光合系统I以三聚体和单体形式存在于体内。它的结构已被确定是最复杂的膜蛋白。PSI蛋白结构最显着的特征是辅助因子约占光合系统I总分子量的30%以上。辅助因子不仅对蛋白质发挥作用起到决定性的作用，而且在PSI的组装和结构完整性中起着重要作用。光合系统I的一个单体单元由127种辅因子和多种不同蛋白质(PsaA，PsaB，PsaC，PsaD，PsaE，PsaF，PsaG，等16个蛋白质)共价结合组成，研究表明，大多数辅因子和蛋白质的结合位点是特异性的且保守性较强 [ 2 ]。 大亚基PsaA和PsaB是最重要的亚基，位于PSI单体的中心。它们含有大部分天线系统的叶绿素和类胡萝卜素以及从P700到第一个FeS簇FX的电子传递链的大部分辅助因子 [ 3 ]。小疏水亚基位于PsaA和PsaB的外围。PsaL，PsaI和PsaM位于单体之间的界面处，PsaL形成连接域，其在结构上和功能上连接单体。亚基PsaF，PsaJ，PsaK和PsaX位于PSI的远侧，与双层膜接触。它们稳定了PSI的核心天线系统，也可能参与PSI与其外部天线系统的交互。亚基PsaC，PsaD和PsaE是形成基质隆起的外部亚基。PsaC携带两个末端FeS簇，FA和FB。所有三个亚基一起形成铁氧还蛋白/黄素氧还蛋白的对接位点。 2.2. PSI的核心亚基：大亚基PsaA和PsaB PsaA和PsaB，彼此之间显示出很大的同源性，均含有11个跨膜螺旋。它们形成了光合系统I的中心核，亚基PsaA/PsaB可分为两个结构域：5个C端α螺旋围绕电子传递链并形成PSI的反应中心结构域。六个N端螺旋在两侧中部区域的侧面，形成螺旋的“二聚体三聚体”。大部分由PsaA和PsaB协调的叶绿素遵循双重对称。所有这些叶绿素都由组氨酸协调，并在植物和蓝细菌进化过程高度保守 [ 4 ]。 2.3. PSI的受体位点亚基：PsaC，PsaD和PsaE PSI包含三个膜外在的亚基：PsaC，PsaD和PsaE。所有三个亚基均位于光合系统I基质外侧。他们提供铁氧还蛋白的停靠点。每个亚基含有一个基质峰，其中每个峰都含有可以与铁氧还蛋白独立结合的对接位点。 亚基PsaC是三个外部亚基中最重要的亚基。它携带两个末端的4Fe4S簇，FA和FB，其中半胱氨酸为Fe原子FA和FB提供配体。PsaC和铁氧还蛋白的结构十分相似，可溶性铁氧还蛋白连接到光合反应中心，可能是PsaC发挥主要作用。PsaC和细菌铁氧还蛋白之间的保守结构基序是PsaC的中心部分，两个短α螺旋连接两个FeS簇。C和N末端以及FeS簇之间的环区域，负责PsaC与PSI核心的对接以及通过形成PsaC嵌入基质隆起与PsaE和PsaD相作用 [ 5 ]。PsaC的C端对于将PsaC正确对接到PSI核心是最重要的。 亚基PsaD位于靠近连接区的基质峰附近，从PSI到铁氧还蛋白的电子转移至关重要 [ 6 ] ，并允许PsaC调整其在复合物中的最终位置。PsaD由一个大的反平行四叉树片组成，通过一个短环连接到一个α螺旋，该螺旋与PsaC和PsaA形成相互作用。此外，PsaD与D95和D123之间的序列区组合形成一个环绕PsaC的钳位，并在PsaD和PsaC和PsaE之间形成几个接触。PsaL也可能在稳定PSI中起重要作用，因为亚基PsaL的缺失使蓝藻中的亚基PsaD失去稳定 [ 7 ]。 亚基PsaE位于基质隆起的远端部位。PsaE在铁氧还蛋白的锚定和电子传输中起这重要作用 [ 8 ]。 2.4. 膜表面亚基：PsaF，PsaJ，PsaK和PsaX PSI的膜表面覆盖有四个小疏水蛋白亚基：PsaF，PsaJ，PsaK和PsaX。PsaF和PsaJ位于复合体的远端位置，在一定程度上与三聚化结构域对称。两个亚基与PsaA，PsaB和PsaE形成各种接触。另外两个亚基更加分离，PsaX仅与位于PsaA外围的PsaB和PsaK接触。四种蛋白质亚基在稳定PSI的核心天线系统中起到重要作用。 亚基PsaF。PsaF是PSI中最特别的亚基。它由三个区域组成，位于内腔中的N端结构域、一个跨膜螺旋的跨膜结构域和两个V形排列的短螺旋片段，将PsaF锚定到位于基质中PsaA和PsaE之间的PsaC末端结构域 [ 4 ]。 亚基PsaJ位于PsaF附近。它含有一个跨膜α螺旋并与类胡萝卜素疏水性接触。PsaJ的N末端位于基质中，C端位于腔内。除了三个天线叶绿素的协调之外，PsaJ可能在PsaJ与PsaF和PsaA与PsaB核心之间的稳定起重要作用 [ 3 ]。 PsaX亚基是发现较晚的蛋白亚基。PsaX协调一个叶绿素与几个类胡萝卜素分子疏水性接触，并与一种磷脂形成强疏水相互作用。 亚基PsaK位于PSI复合体的外围，它包含两个跨膜α螺旋并与基质连接。PsaK蛋白亚基C端和N端都位于腔中。在植物中，PsaK已显示与LHCI蛋白相互作用 [ 9 ]。此外，研究表明PsaK可能在状态转换中起作用 [ 10 ]。
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user: 3. PSII复合物 PSII是一个独立的复合体，在叶绿体中含量较多的膜蛋白，能够吸收光能分解水。PSII蛋白结构主要是由LHC复合体和光合系统II蛋白二聚体组成。研究证明，PSII复合物可分为天线和核心两部分，至少包含25个多肽(图1所示) [ 11 ] ，其中包括稳定结合的蛋白和瞬时结合的蛋白。天线系统由Lhca和Lhcb两种捕捉色素蛋白复合物组成；Lhcb与50个叶绿素a分子结合并与反应中心紧密结合成内周天线(Inner antennas)系统CP43和CP47 (CP：Chl-Protein Complex)，它们共同组成了PSII核心复合物。与PSII核心具有相互作用的是第二种天线色素——捕光色素复合物Lhca，它由20~30 KDa的多肽组成，并与叶绿素a、叶绿素b、叶黄素和胡萝卜素结合 [ 12 ] [ 13 ]。 光系统II的内部触角CP47和CP43，分别由叶绿体基因PsbB和PsbC编码的产物构成。每个内周天线系统都具有六个跨膜螺旋，它们的氨基酸序列与光系统I的较大反应中心的载脂蛋白片段具有较高的同源性 [ 14 ]。CP47参与锰与蛋白的结合。CP29是叶绿素结合蛋白和核基因Lhcb4的产物，它具有多个磷酸化位点，与光合系统II的其他磷蛋白一样，CP29暴露在类囊体基质的N端附近被磷酸化。 图1. 同型二聚体PSII复合物的结构 PSII复合物相关蛋白 PsbI (4.8 kDa多肽)与PSII反应中心复合物(RC)紧密相关。它与反应中心的蛋白D1和核心天线蛋白CP43相邻 [ 15 ]。psbI在烟草中的缺失导致PSII核心组分、PSII二聚体复合物和超级复合物的水平降低 [ 16 ]。在真核生物中，PsbI是作为内部天线(CP43)与外部天线(CP29)连接的连接器。 PsbK位于内周天线系统CP43附近，研究表明，PsbK蛋白亚基的突变不会影响蓝藻的光合自养生长，然而，当使用PsbK的生化类囊体抑制剂时会导致PsbZ的丧失，并且在突变体分离的PSII复合体中，PsbZ和Psb30 (Ycf12)都丢失，它与PsbZ和Psb30 (Ycf12)一起位于PSII二聚体外周区域的CP43附近 [ 17 ]。 PsbJ位置接近PsbE和PsbF，这三个亚基形成了向D1蛋白中QB位点扩散的通道入口。烟草psbJ缺失突变体不能进行光合自养，并且对光敏感，突变体仅在幼叶中具有残余的PSII活性 [ 18 ]。PsbJ对外在蛋白质进入PSII复合物的装配具有重要作用。 PsbL与PsbM和PsbTc一起位于PSII复合物的单体界面上，靠近反应中心蛋白D2中的QA位点。与psbJ相比，psbL不形成稳定的PSII二聚体复合物；相反，单体形式主要在部分溶解的类囊体膜中检测到 [ 19 ]。另外，CP43与这些单体不稳定有关，导致PsbP和PsbQ的丢失 [ 20 ]。PsbL的最后四个C末端氨基酸可能是这种蛋白亚基组装成PSII复合物所必需的。 PsbR也被称为10 kDa PSII多肽。PsbR具有跨膜结构域，并且大部分蛋白质位于腔内侧的类囊体膜中 [ 21 ]。在拟南芥T-DNA插入突变体中，PsbP和PsbQ的水平显着降低 [ 22 ]。PsbR突变体的缺陷可以通过C端His6标记的PsbR的表达完全恢复。PsbR被认为可以连接PsbP与PsbQ蛋白一起形成释氧复合体 [ 23 ]。 PsbTc位置接近PsbM和PsbL。PsbTc可能与PsbM的定位和功能联系紧密；在psbM/psbTc双突变体中仅检测到单体PSII；然而，二聚体PSII显着降低。psbTc突变体显示正常的光合自养生长，并且PSII蛋白质的量未受影响；但电子传递，LHCII组装和PSII稳定性受到强烈影响；而且psbTc突变体显示出在光抑制中延迟恢复 [ 24 ]。 PsbW是6.1 kDa核编码的蛋白亚基，最初是由PSII的生化制剂在高等植物中鉴定出来的，因此被认为是PSII的组分。电子显微镜分析表明，在野生型类囊体膜中可见的PSII-LHCII超复合物的半结晶宏观结构域在敲除突变体中不能被观察到。宏观组织的变化导致PSII蛋白质的磷酸化减少，PsbW可能位于靠近PSII中的天线复合体附近 [ 25 ]。PsbW的N端靠近天线蛋白CP26的位置对于超级复合物形成起到关键作用。 PsbX是核编码的蛋白质亚基，具有4.1 kDa的分子量，主要存在于PSII核心制备物中，对光反应中心起到准备作用。该蛋白的缺失使得质体醌大多处于被氧化的状态 [ 26 ]。 PsbY被证明位于PSII的外围，主要分布在细胞色素B559的两个α螺旋附近，其N端直接位于类囊体表面 [ 27 ]。 PsbZ蛋白亚基位于PSII复合体的外部并与PSII核心的两个小蛋白PsbK和Psb30紧密相邻。PsbZ蛋白是唯一具有两个跨膜螺旋的小亚基，N端和C端都位于膜的同一侧 [ 28 ]。PsbZ在植物遭受光胁迫时起到保护作用。 除以上初步确定的蛋白亚基外，PSII复合物还包含多个蛋白亚基，如Psb27、Psb28、Psb29、Psb30、Psb31、Psb32等 [ 29 ] [ 30 ] [ 31 ] [ 32 ] [ 33 ] ，这六种新鉴定的蛋白质中，其中只有两种Psb30和Psb31是PSII超复合物稳定结构的组分。Psb30蛋白存在于蓝细菌，在被子植物中是否存在Psb30或Psb30对应物尚不清楚。Psb31蛋白仅存在于红藻链的生物体中。Psb27、Psb32蛋白亚基与类囊体膜内腔侧PSII活性相关；Psb28、Psb29蛋白亚基与基质/细胞质侧PSII化学计量相关。它们可能不是最终发挥功能作用的PSII复合物的一部分；但在不断组装和拆卸PSII复合物中发挥作用。
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user: 4. 研究展望 至今为止在关于光系统蛋白对光合作用及植物发育的研究取得了重要进展，但植物的光合作用及生长发育是一个极其复杂的过程，全面掌握了解其作用机制，需要深刻探讨。研究表明低分子量的光合蛋白在原核生物和真核生物中具有不同的作用，与原核生物相比，真核生物中低分子量光合蛋白的缺失具有更多的有害作用。这些蛋白质有可能位于真核生物的不同位点，因为它们进化的时间更长或存在更简单的结构 [ 30 ]。目前通过晶体衍射分析技术已经对部分光系统蛋白的结构大小进行了研究 [ 25 ]。然而，光系统蛋白间的联系是如何相互作用的，还尚未完全清楚。对于这些研究，生物信息学方法以及酵母双杂技术将会发挥重要的作用，二者可以通过不同的策略对光系统蛋白之间的联系及互作的蛋白进行鉴定和分析。光系统蛋白的表达同时受到叶绿体的发育状况的影响，对叶绿体发育状况的研究将有助于研究光系统蛋白 [ 34 ]。通过不同的方法及不同的层面研究光系统蛋白亚基，进一步阐明其作用机理，将有助于增强植物的光合作用和作物产量。
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user: 摘 要 本文以开沟铺管机独立行走机构为主要研究对象，针对传统开沟铺管设备工作环境适应性差，工作环境要求高等问题，对传统开沟铺管设备行走机构的结构和其组成部件进行优化设计并进行强度校核。首先，对开沟铺管机的行走系统进行分析得到其相应的改进方案；其次，利用计算机辅助设计软件对现有的开沟铺管机行走机构进行建模并得到其相应的CAD模型，利用优化设计软件ANSYS等对该CAD模型进行优化，以满足行走机构的使用环境要求；最后，通过Pro/E对优化后的行走机构进行重新的建模、装配、模拟仿真，利用ANSYS对优化后的行走机构的结构进行有限元分析，采用有限元法对行走机构的主要部件进行全面静力分析，为开沟铺管机行走机构的结构优化设计提供充分的理论基础。 关键词 :开沟铺管机，行走机构，优化设计，ANSYS，仿真 Copyright © 2018 by authors and Hans Publishers Inc. This work is licensed under the Creative Commons Attribution International License (CC BY). http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
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user: 1. 引言 机械设备的进步与发展，始终伴随着人类社会的进步。随着社会的进步和科技的发展，当今社会对通信能力的要求也越来越高，人与人之间的快速通信，地区与地区之间的通信显的尤为重要，特别是我国新疆、西藏等欠发达的地区，通信能力差，如果想提高这些地区的通信能力，就必须在这些地区铺设大量通信线路。这些地区往往环境恶劣、地形复杂、海拔较高，不适合大量人工作业，适合机械化开沟铺设管道，机械化开沟作业可节约大量人力物力，减少保障费用，可以克服环境恶劣、地形复杂、海拔较高等诸多不利因素，同时机械化开沟设备可大大提高工作效率，节省工作时间，更重要的是，该项机械化开沟设备可适用于多种复杂地形，斜坡、沟壑、土坡等复杂地形，具备非常强的对复杂地形适应能力，可更好更快的完成工程作业任务。