第一篇：ARM技術應用領域的現狀及發展趨勢

ARM技術應用領域的現狀及發展趨勢

隨著我國ARM嵌入式系統板市場的迅猛發展，特別是十二五時期，轉變經濟增長方式這一主基調的確定，與之相關的核心生產技術應用與研發必將成為業內企業關注的焦點。技術工藝的優劣直接決定企業的市場競爭力。了解國內外ARM嵌入式系統板生產核心技術的研發動向、工藝設備、技術應用對于企業提升產品技術規格，提高市場競爭力十分關鍵。本報告通過詳細的調查和權威技術資料及相關情報的收集，為客戶提供ARM嵌入式系統板行業主要技術應用現狀、技術研發、工藝設備配套、高端技術應用等多方面的信息，對于企業了解各類ARM嵌入式系統板產品生產技術及其發展狀況十分有益。

各種新型微處理器的出現和應用的不斷深化，嵌入式系統在后PC時代得到了空前的發展。隨著時間的推移和技術的進步，在工業控制、家用電器、智能儀器儀表、機電控制等領域，已不斷展現出其獨特魅力。與桌面計算機不同，嵌入式計算機系統以應用為中心，具有專用性、低成本、低功耗、高性能、高可靠性等特點。嵌入式系統日益廣泛的應用也讓人們認識到這項技術蘊含的巨大的市場潛力。市場的需求帶動了對技術人才的需求，在未來5年里嵌入式系統領域將有超過120萬的人才缺口，社會急需嵌入式系統相關專業的人才。

ARM是一家提供RISC架構的嵌入式微處理器公司，設計了大量高性能、廉價、耗能低的RISC處理器、相關技術及軟件。適用于多種領域，比如嵌入控制、消費/教育類多媒體、DSP和移動式應用等。ARM 公司的總部位于英國劍橋，成立于1990年11月，在全球設立了多個辦事處，是蘋果、Acorn、VLSI、Technology等公司的合資企業。

20世紀90年代，ARM公司的業績平平，處理器的出貨量徘徊不前。由于缺乏資金，ARM做出了一個意義深遠的決定：自己不制造芯片，只將芯片的設計方案授權給其他公司，由它們來生產。正是這個模式，最終使得ARM芯片遍地開花，將封閉設計的Intel公司置于“人民戰爭”的汪洋大海。

進入21世紀之后，由于手機的快速發展，出貨量呈現爆炸式增長，ARM處理器占領了全球手機市場。2010年，全球ARM芯片出貨量達61億片，遠遠超出預期的45億片。ARM? 體系結構是業界領先的微處理器體系結構，為系統和軟件工程師提供了開發低能耗、高性能消費類和工業產品的硅驗證解決方案。這些終端產品涵蓋了從汽車和工業監視器到家庭娛樂和移動設備的各個領域。

ARM 完整產品線包括微控制器、微處理器、圖形處理器、實現軟件、單元庫、嵌入式內存、高速連接產品、外設以及開發工具。借助于完善的設計服務、培訓、支持和維護以及公司的龐大合作伙伴社區，我們提供了一個全面的系統解決方案，為主要電子設備公司提供一條快速可靠的途徑將產品推向市場。

ARM 是 32 位嵌入式微處理器的行業領先提供商，已推出各種各樣基于通用體系結構的處理器，這些處理器具有高性能和行業領先的功效，而且系統成本也有所降低。與業界最廣泛的體系（擁有超過 750 個可提供硅、工具和軟件的合作伙伴）相結合，已推出的一系列 20 多種處理器可以解決每個應用難題。迄今為止，ARM 已生產超過 200 億個處理器，每天的銷量超過 1000 萬，是真正意義上的 The Architecture for the Digital World?（數字世界的體系結構）。

章富垓

第二篇：淺談鉆井技術現狀及發展趨勢

淺談鉆井技術現狀及發展趨勢

【摘要】隨著油田的深入開發，鉆井技術有了質的發展，鉆井工藝技術研究、破巖機理研究、固控技術研究、鉆井儀表技術研究、保護油氣層鉆井完井液技術研究以及三次采油鉆井技術等都取得了科研成果，施工技術逐漸多樣化，目前已在水平井、徑向水平井、小井眼鉆井、套管開窗側鉆井、欠平衡壓力鉆井等方面獲得了突破。一些先進的鉆井技術走出國門，走向世界，如：計算機控制下套管技術、套管試壓技術、隨鉆測斜技術、密閉取心技術、固控裝備、鉆井儀表、鉆井液監測技術、MTC固井技術及化學堵漏技術等，本文就國內鉆井技術的現狀及發展趨勢進行分析。

【關鍵詞】鉆井技術；發展趨勢；油田開發

引言

通過鉆井技術及管理人員的不懈努力，鉆井硬件設施已經比較完善，很多鉆井公司配備了先進的鉆井工藝實驗室、固控設備實驗室、鉆井儀表實驗室、油田化學實驗室、高分子材料試驗車間、全尺寸科學實驗井等，這些硬件設施滿足了各種鉆井工程技術開發與應用的需要。鉆井技術也有了長足發展，具備了世界先進水平，鉆井技術的進步為油田科技事業的發展做出了積極的貢獻，并取得了良好的經濟效益和社會效益，如TZC系列鉆井參數儀作為技術產品曾多次參與國內重點探井及涉外鉆井工程技術服務，并受到外方的認可。多年來，由于不斷進行技術攻關研究與新技術的推廣應用，水平井鉆井技術迅速提高。水平鉆進技術是在定向井技術基礎上發展起來的一項鉆進新技術，其特點是能擴大油氣層裸露面積、顯著提高油氣采收率及單井油氣產量。對于薄油層高壓低滲油藏以及井間剩余油等特殊油氣藏，水平井技術更具有明顯的優勢。

1、鉆井技術發展現狀

從世界能源消耗趨勢看，還是以油氣為主，在未來能源消耗趨勢中，天然氣的消耗增加較快，但是在我國仍然以石油、煤炭作為主要能源。盡管如此，我國的油氣缺口仍然很大，供需矛盾很突出，60%石油需要進口，從鉆井的歷史看，我國古代鉆井創造了輝煌歷史，近代鉆井由領先淪為落后，現代鉆井奮起直追，逐步縮小差距，21世紀鉆井技術有希望第二次走向輝煌。隨著鉆進區域的不斷擴大及鉆井難度的不斷增加，各種新的鉆井技術不斷出現，目前，水平井鉆井技術逐漸成為提高油氣勘探開發最有效的手段之一。各種先進的鉆井技術在油田開發中顯示出了其優越性，新技術、新工藝日益得到重視和推廣應用。例如：旋轉鉆井技術，是目前世界上主要的鉆井技術，旋轉鉆井方式有以下幾種：轉盤（或頂驅）驅動旋轉鉆井方式、井下動力與鉆柱復合驅動旋轉鉆井方式（雙驅）、井下動力鉆具旋轉鉆井方式、特殊工藝旋轉鉆井方式：欠平衡鉆井、套管鉆井、連續管鉆井、膨脹管鉆井等、沖旋鉆井方式（空氣錘鉆井等）。其中，沖擊旋轉鉆井就是在普通旋轉鉆井鉆頭上部接一個沖擊器。沖擊器（有液動沖擊器，氣動錘等）是一種井底動力機械，依靠高壓鉆井流體，推動其活塞沖錘上下運動，撞擊鐵砧，并通過滑接套傳遞給鉆頭，鉆頭在沖擊動載和靜壓回轉的聯合作用下破碎巖石。沖擊力不同于靜壓力，它是一種加載速度極大的動載荷，作用時間極短，巖石中的接觸應力瞬時可達最大值并引起應力集中，巖石不易產生塑性變形，表現為脆性增加，巖石易形成大體積破碎，提高鉆井速度。從破巖機理來看，空氣錘鉆井主要依靠空氣錘活塞對鉆頭的高頻沖擊作用破巖，而不需要采用大鉆壓迫使鉆頭吃入地層破巖。因此，鉆井作業中，空氣錘鉆井技術是采用低轉速（20～30rpm）、小鉆壓（5～10kN）及高頻震擊破巖方式的鉆進技術，既能有效滿足井斜控制要求，又能大幅度提高機械鉆速，是一種比較理想的防斜打快鉆井技術。

2、與鉆井技術相關難題分析

（1）針對我國復雜深井和超深井鉆井工程中面臨的嚴重井斜和低效率等技術難題，應積極組織優勢力量，從客觀（地層各向異性）和主觀（垂鉆系統）兩個方面進行技術攻關研究，以期盡快獲得具有自主知識產權的先進控制工具、科學計算軟件及智能鉆井系統等。隨著材料、信息、測量與控制等相關學科領域的發展，鉆井與油氣井工程技術不斷朝著信息化、智能化及自動化的方向發展，如旋轉導向鉆井系統、智能完井等。應積極發展膨脹管技術，以便徹底革新井身結構，推動油氣井工程的技術革命。這不僅能夠大幅度提高石油工程效率和效益，而且能夠為不斷創造人類“入地、下海”的新紀錄提供高技術支持。

（2）復雜結構井、深井超深井、高危氣井及特殊工藝鉆井等技術系列，在20世紀90年代已得到迅速發展與應用。進入21世紀后，這些技術系列仍是油氣資源勘探與開發所需要的關鍵技術系列，并將得到進一步發展與提高。與國外先進水平相比，我國在這些技術方面整體上仍存在較大的差距。國外先進的自動垂鉆系統，雖然可以在昂貴的復雜深井和超深井垂直鉆井工程中發揮有效作用，但目前的技術水平仍在使用條件上具有一定的局限性，在實際工作中應注意對其進行科學評估與合理選用。

（3）鉆井逐漸與錄井、測井及地震等信息技術融為一體，以有效地解決鉆井過程中的不確定性問題，從而可提高油氣鉆探與開發的效果和效益，如LWD和SWD等技術即為典型例證。

3、油氣鉆井技術發展趨勢

油氣井包括普通結構井和復雜結構井。復雜結構井包括多分支井、大位移井、水平井、復雜地條件下的深井超深井、高危氣井、高溫高壓氣井等。地下環境的復雜性及其不確定性（地應力、地層壓力、各向異性、可鉆性、理化特性、不穩定性等地層特性十分復雜和異常）給油氣鉆探造成極大困難：鉆井事故多、速度慢、質量差、效益低（成本高），嚴重制約了油氣勘探開發的步伐。目前，鉆井復雜深井油氣鉆探難度很大，鉆井技術正在根據實際需求，不斷攻克難關，未來鉆井技術的發展趨勢：大位移井技術在我國逐步應用，采用大位移井技術已經開發了南海西江24-1油田和流花11-1油田；欠平衡鉆井技術正在各大油田推廣應用；國外已經成熟的CTD（連續管鉆井）技術，我國也逐漸開始常識應用；膨脹管鉆井技術和套管鉆井技術也有了實質性發展；旋轉導向鉆井技術正在研制中；鉆井向地球的更深處鉆探、井身結構有重大革新、挑戰大位移井延伸極限、鉆井的信息化與智能化發展、井下測量與可視化計算。

結束語

經過歷代鉆井人員的努力，國內各油田鉆井隊伍不斷壯大，鉆井裝備水平逐漸提高，生產管理水平實現現代化，眾多先進鉆井技術已經達到世界先進水平。但是，隨著油田開發的不斷深入，油田開采難度逐漸加大，勘探開發有了更高的要求，這給鉆井技術帶來了新的挑戰，鉆井難度不斷加大。相信在鉆井人員在苦難面前一定能夠正確面對，一定能夠不斷的進行技術創新和技術進步，一定能夠不斷解決世界性難題，為油田勘探開發打下良好的基礎作用。

參考文獻

[1]沈忠厚，黃洪春，高德利.世界鉆井技術新進展及發展趨勢分析[J].中國石油大學學報（自然科學版），2009年04期

[2]李東方.我國石油鉆井技術現狀及發展趨勢初探[J].化工管理，2014年08期

第三篇：遙感技術的發展趨勢及應用領域專題

遙感技術的發展趨勢及應用領域

經過數周的學習,我們的“遙感技術”課程結束了,在這課程的學習中,我們收獲了很多遙感方面的知識.隨著傳感器技術、航空航天技術和數據通訊技術的不斷發展，現代遙感技術已經進入一個能動態、快速、多平臺、多時相、高分辨率地提供對地觀測數據地新階段。

美國NOAA2005-2015國際遙感研究報告提出，“在未來10年遙感工業強壯發展”。從遙感影像的普及性看主要的發展方向：

1、攜帶傳感器的微小衛星發射與普及

為協調時間分辨率和空間分辨率這對矛盾，小衛星群計劃將成為現代遙感的另一發展趨勢，例如，可用6顆小衛星在2-3天內完成一次對地重復觀測，可獲得高于1m的高分辨率成像光譜儀數據。除此之外，機載和車載遙感平臺，以及超低空無人機載平臺等多平臺的遙感技術與衛星遙感相結合，將使遙感應用呈現出一派五彩繽紛的景象。

2、地面高分辨率傳感器的使用

商業化的高分辨率衛星為未來發展的趨勢，目前已有亞米級的傳感器在運行。未來幾年內，將有更多的亞米級的傳感器上天，滿足1比5000甚至1比2000的制圖要求。如美國的OrbView-

5、韓國的KOMPSAT-2等

3、高光譜/超光譜遙感影像的解譯

高光譜數據能以足夠的光譜分辨率區分出那些具有診斷性光譜特征的地表物質，而這是傳統寬波段遙感數據所不能探測的，使得成像光譜儀的波譜分辨率得到不斷提高。從幾十到上百個波段，光譜分辨率也向更小的數量級發展。

從遙感影像處理技術和應用水平上看，主要發展方向：

1）多源遙感數據源的應用

信息技術和傳感器技術的飛速發展帶來了遙感數據源的極大豐富，每天都有數量龐大的不同分辨率的遙感信息，從各種傳感器上接收下來。這些數據包括了光學、高光譜和雷達影像數據。

2）定量化：空間位置定量化和空間地物識別定量化

遙感信息定量化，建立地球系統科學信息系統，實現全球觀測海量數據的定量管理、分析與預測、模擬是遙感當前重要的發展方向之一。遙感技術的發展，最終目標是解決實際應用問題。但是僅靠目視解譯和常規的計算機數據統計方法來分析遙感數據，精度總提不高，應用效率相對低，尋找應用的新突破口也非常困難。尤其對多時相、多遙感器、多平臺、多光譜波段遙感數據的復合研究中，問題更為突出。其主要原因之一是遙感器在數據獲取時，受到諸多因素的影響，譬如，儀器老化、大氣影響、雙向反射、地形因素及幾何配準等，使其獲取的遙感信息中帶有一定的非目標地物的成像信息，再加上地面同一地物在不同時間內輻射亮度隨太陽高度角變化而變化，獲得的數據預處理精度達不到定量分析的高度，致使遙感數據定量分析專題應用模型得不到高質量的數據作輸入參數而無法推廣。GIS的實現和發展及全球變化研究更需要遙感信息的定量化，遙感信息定量化研究在當前遙感發展中具有牽一發而動全局的作用，因而是當前遙感發展的前沿。

3）信息的智能化提取

影像識別和影像知識挖掘的智能化是遙感數據自動處理研究的重大突破：遙感數據處理工具不僅可以自動進行各種定標處理，而且可以自動或半自動提取道路，建筑物等人工建筑。目前的商業化遙感處理軟件朝著這個方向發展，如ERDAS的面向對象的信息提取模塊

Feature Analyst、ENVI的流程化圖像特征提取模塊——FX和德國的易康（eCognition）等。

4）遙感應用的網絡化

Internet已不僅僅是一種單純的技術手段，它已演變成為一種經濟方式--網絡經濟。人們的生活也已離不開Internet。大量的應用正由傳統的Client/Server(客戶機/服務器)方式向Brower/Server（瀏覽器/服務器）方式轉移。Google Earth的出現，使遙感數據的表達和共享產生了一個新的模式。

遙感技術應用領域很廣泛,下面我們大家就來一起看一下吧!

一...基礎測繪領域應用

主要包括測繪地形圖、制作正射影像圖（DOM）和制作專題圖

制作正射影像圖（DOM）主要技術：假彩色合成，影像融合，鑲嵌，選取控制點應從地形圖（比例尺應比最后制作的影像圖比例尺大一個等級）或GPS等測量手段獲得，糾正地形圖修測：修測地圖的比例尺應比影像圖的比例尺小一倍。高程信息的獲取：如SPOT的立體像對獲取DTM

二..遙感信息工程應用

1.地質

包括地質找礦、巖性分類、地震和火山活動、地下水、地熱依據：一定的地貌類型與一定的地質構造有密切的關系，而一定的地質構造又能反映出一定的成礦條件。線性構造和成礦條件的關系：

1）線性構造密集的地區成礦條件好

2）斷裂和褶皺強烈的構造處成礦條件好

3）構造線交叉地區成礦幾率大

巖性分類：在地面無植被覆蓋的巖石裸露地區，利用不同巖石間光譜特性差異，可對巖性進

行識別分類地震和火山活動與斷層有關；地下水也一般在斷層中發現；熱紅外像片上可反映地熱信息。土地資源

土地利用調查：利用不同分辨率的圖像融合，增強空間分辨率和光譜特性。土地分布和面積統計。

地籍調查

土地利用動態監測：不同時相的遙感圖像融合處理

土壤改良

精細農業：利用高分辨率遙感影像，提高農業生產的效益。

土地適用性評價

農作物估產：利用兩個參數葉面積指數和植土比，分析反射光譜特性。城市建設

利用高分辨率影像，動態監測和規劃城市基礎設施、工業、零售業分布、房地產規劃/居民區分布、人口、占用耕地等等。

舉例： 城市規劃（北京、武漢）城市調查林業

林木覆蓋類型、森林立地因子的界定、城市園林綠化線路工程

工程穩定性分析、線路規劃

舉例： 選線（潤陽大橋、青藏鐵路、南水北調、西氣東輸、西電東送工程）地質穩定性分析（地質構造）生態環境

城市熱島效應監測：利用熱紅外掃描影像，分析城市熱島分布和產生原因石漠化水土保持和土壤侵蝕：三維動態模型分析災害：如滑坡，研究地質構造。河流淤積 灘涂水利

三峽 輸水管隧道 地表水體調查：水系分布特征分析農業灌溉、防洪、抗旱、抗澇 8 旅游

研究旅游景點的分布特征 開發新的旅游景點 監測和保護旅游資源風景點規劃、旅游資源的開發（故宮、長城、兵馬俑、天安門等）軍事 全天候和全天時偵察：微波和熱紅外優勢

揭露軍事偽裝, 軍事目標的識別.遙感技術的發展前途是光明的,應用領域是那么的廣泛,遍及各行各業,我們的生活生產無時無刻不與遙感有著密切的聯系..所以,認真學習好遙感知識,是非常非常重要的!

學院電子工程學院班級電科081姓名趙雷

學號030831135

第四篇：汽油發動機技術現狀及發展趨勢

汽油機控制技術發展現狀及趨勢分析

內燃機的發明，帶動了汽車的發展，給世人在“行”上帶來極大的便利，使得窨距離縮小，人們的工作速度得以提高。近年來隨著電子技術的發展，又使汽車發動機如虎添翼，成為高新技術的集成。

一、世界汽油機技術發展現狀

為了適應汽車對節油、環保、安全的需要，車用汽油機主要朝著更節油、更環保的方向發展，因此歐洲己執行歐Ⅳ標準。以下為國外在汽油機方面主要先進技術。

1．多氣門技術：每缸3-5個氣門（大多為4氣門），可提高功率，改善燃燒質量，如捷達王5氣門、豐田8A4氣門等。

2．雙頂置凸輪軸（D.HC）可提高轉速、提升可靠性。

3．可變氣門正時（VVT）：根據不同轉速調節氣門時，可節省燃油，改善排放，如本田VTEC、豐田VVT-i等。

4．汽油機增壓：可提高升功率，在排量不變的情況下，可提高功率，如帕薩特1.8T轎車。

5．可變進氣道長度（VIM）：在不同轉速下使用不同進氣道長度，保證在任何工況下都有較好的充氣效率，如奧迪A6。

6．停缸技術：在輸出功率減小時，使一部分氣缸停止工作，可節省燃油，如通用開拓者EXT 2005款有8個氣缸，需要時可使4個氣缸一停止工作。

7．全鋁發動機：使用鋁缸體、缸蓋、活塞等，可減小質量，節省燃油，如日本鈴木1.3L、1.4L汽油機。

8．智能驅動氣門（SVA）：取代傳統凸輪軸，每一個氣門挺桿上有一個獨立的驅動器，可以減少20%油耗及污染物，如：法國法雷奧公司已設計出樣機，2009年可大批量投產。9．可變壓縮比汽油機：將傳輸功率與壓縮比控制功能進行整合，壓縮比可變。2005年法國MCE-5公司己開發出樣機。

10．汽油機直噴（GDI）和稀薄燃燒技術：將高壓汽油直接噴射到氣缸內，周圍為稀薄混合氣，實現分層燃燒，可提高燃料經濟性，節油約20%，如豐田皇．冠3.0L V6汽油機（國產皇冠無GDI技術）。

11．可控燃燒速率系統（CBR）：兩個進氣道，有一個是切向進氣的，另一個是中性的。噴油器向兩個進氣道噴入等量的燃油。改變進氣口封閉控制閥的位置，可調節氣缸內空氣渦流強度和混合氣濃度，實現稀薄燃燒；

12．發動機控制用ECU已達32位，匹配參數超過6000個。

二、國內汽油機技術現狀及發展水平

我國早期汽油機大多是引進和測繪仿制產品，如：一汽解放載貨車用CA6102、BJ2020車用BN492Q、南汽輕型貨車用6427等。之后隨著中外合資企業的建立及技術引進，我國汽車行業已生產多種機型，例如：切諾基BJ498Q、BJ698Q（2.5L、4.0L）；桑塔納AEE（1.8L）；帕薩特AWL（1.8L）；北京現代伊蘭特B4GB（1.8L）；天津一汽夏利TJ376Q（LOL）；長安奧拓JL368Q（0.8L）；廣州豐田凱美瑞（豐田2.4L）；廣州本田雅閣（2.0L、2AL、3.0L）；廣州本田飛度（1.3L、1.5L）；東風日產（1.6L、1.8L、2.0L）；一汽轎車引進技術生產的克萊斯勒CA488（2.2L）；沈陽航天三菱引進的三菱4G63、4664（2.0、2.4L）和4669系列汽油機；東安動力引進的三菱4G1（1.3L、1.6L），4G9（1.8L、2.0L）;東風悅達起亞千里馬（1.6L）,以及國內沈陽新光、保定長城等企業生產的491Q（豐田4Y），吉利生產的JL376（LOL）、JL479（1.3、1.50、JL481（1.8L）汽油機等。

在技術應用方面，大多數引進機型和合資企業生產的機型都采用一些國外先進技術。1．天津豐田8A、5A,東風本田，北京現代，奇瑞SQR372（0.8L）、SQR481Q（1.6L），神龍公司愛麗舍（1.6L）等都使用多氣門和DOHC技術。

2．東風本田發動機，天津豐田發動機有限公司生產的花冠、皇冠汽油機，東風日產，北京現代等生產的汽油機型都引進可變氣門技術（VTEC、VVT-i、CVVT等）。特別是奇瑞公司，在AVL公司幫助下開發的自主品牌1.6LSQR481H和2.0L SQR484H汽油機使用了VVT可變氣門技術，吉利也開發出了帶可變技術的自主品牌汽油機。

3．汽油機直噴（GDI）發動機國內尚未批量生產，但奇瑞公司在AVL公司幫助下開發的自主品牌2.0L SQR484J汽油機使用了GDI技術。

4．全鋁發動機國內產品較多，如長安鈴木雨燕1.3L汽油機、東風本田發動機的產品、上海大眾POLO發動機等，奇瑞動力1.6L SQR481F（已投產）和SQR481 H及未投產的SQR484J、SQR681 V（2.4L）、SQR684V（3.0L）都是全鋁發動機。

5．國內奇瑞公司已投產的自主品牌SQR481H（1.6L）具有CBR系統，奇瑞公司其他樣機中不少機型也裝有CBR系統。

6．國內引進的已投產機型中已有不少機型采用渦輪增壓技術：如PASSAT 1.8T、寶來1.8T等；華晨金杯在德國FEV公司幫助下開發的1.8T汽油機，也是增壓機型（配裝中華轎車）。

7．停缸技術、智能氣門、可變壓縮比等技術尚未在國內生產的汽油機中采用。

8．發動機電噴管理系統（EMS）國內主要有聯合電子有限公司、北京萬源德爾福發動機管理系統公司，分別是中方與德國BOSCH公司和中方與美國德爾福公司的合資企業。同時，還有馬瑞利、電裝和摩托羅拉等企業生產。

9．汽油機電噴系統中傳感器、電控噴油泵等國內己批量生產；汽油機排氣系統中三效催化轉化器及陶瓷芯等，國內己批量生產，如：大連華克吉來特、天津卡達克高新技術公司等生產三效催化轉化器；在蘇州的日本獨資企業NGK（蘇州）環保陶瓷有限公司生產國Ⅲ、國Ⅳ汽油機用三效催化轉化器陶瓷芯等。

三、汽車產量持續增加引發系列問題

全球汽車總保有量將從目前的約8億輛增加到2020年的12億輛，21世紀中葉，將達38億輛，其中，發展中國家汽車保有量將增長15倍以上。目前全球每年新生產的各種汽車約6400萬輛，按平均每輛車年消耗10到15桶石油及石油制品計算，汽車的石油消耗量每年達85至127億桶，約占世界石油產量的一半。石油資源的開采每年達幾十億噸，經過長期的現代化大規模開采，石油資源日漸枯竭，按科學家預測，地球上的石油資源如果按目前的開采水平，僅僅可以維持60到100年左右。2007年我國進口石油1.9億噸，預計到2020年前后我國的石油進口量有可能超過日本，成為亞太地區第一大石油進口國。國務院發展研究中心預測，預計到2010年和2020年，我國汽車消耗石油為1.38億噸和2.56億噸，約占全國石油總消耗量的43%和67％。因此能源危機是我們必需面對的重要問題。

汽車擁有量的增長帶來了許多問題，如健康威脅、環境污染、氣候變化、能源短缺和交通擁擠等。目前空氣污染在城區已經成為非常嚴重的問題，汽車的有害物排放對人類的生存環境形成了一種公害性的破壞，據資料顯示，市區的大氣污染物60%來自于汽車尾氣。全球變暖、氣候變化正在吸引人們更大的注意力，與之相對應的二氧化碳排放將成為汽車制造商要解決的主要問題。2010年左右，發展中國家能源的供需平衡問題將會導致世界石油價格的波動，在保證環保的同時，使用替代能源的汽車將成為汽車制造商開發的重點。2008年，歐盟要求轎車CO2排放達到140克/公里，對于汽油車，對應油耗將達到6升/100公里以下；2012年，CO2排放要求達到120克/公里。因此，降低油耗、降低排放將是汽車行業目前急需解決的問題。

四、汽油機技術的發展趨勢

由于汽油機的燃油經濟性比柴油機差，所以降低汽油機的能耗已經成為汽車界當前必須要解決的一個問題。具有理論空燃比的均質混合氣的燃燒理論在火花點火發動機上被廣泛使用，它的最大優點是可以實用三效催化器來降低CO、HC和NOx等廢氣的排放。不足之處是不能獲得較高的燃油經濟性，為了提高發動機的熱效率和降低廢氣排放，燃燒技術在不斷地發展。汽油機經歷了由完全機械控制的化油器供油為主到采用電控噴射、缸內直噴、電輔助增壓和電動氣門、可變壓縮比、停缸等技術的變化，汽油機發展的最終方案將采用綜合汽油機和柴油機優點的燃燒控制技術。

目前最有代表性的三大汽油機技術是：

a.汽油直噴技術。開發車用具有汽油機優點同時具有柴油機部分負荷高燃油經濟性優點的發動機是主要的研究目標。汽油缸內直噴是提高汽油機燃油經濟性的重要手段，近些年來，以缸內直噴汽油機(Gasoliine Direct Injection, GDI)為代表的新型混合氣形成模式的研究和應用，極大地提高了汽油機的燃油經濟性。以日本為代表的非均質直噴技術面臨燃燒穩定性和后處理等問題，同時以歐洲為代表的均質直噴技術正在興起。

b.電動氣門與無凸輪發動機。發動機可變氣門正時技術(Variable Valve Timing, VVT)是針對在常規車用發動機中,因氣門定時固定不變而導致發動機某些重要性能在整個運行范圍內不能很好的滿足需要而提出的。VVT技術在發動機運行工況范圍內提供最佳的配氣正時，較好地解決了高轉速與低轉速，大負荷與小負荷下動力性與經濟性的矛盾，同時在一定程度在一定程度上改善了排放性能。隨著環境保護和人類可持續發展的要求，低能耗和低污染已成為汽車發動機的發展目標。VVT技術由于自身的優點，日益受到人們重視，尤其是當今電子技術的飛速發展，促進了VVT技術從研究階段向實用階段發展。電動氣門具有與電控噴射同等重要的意義，它將給發動機空氣系統控制和循環過程管理帶來一系列技術變革，如取消節氣門、可變壓縮比、部分停缸等。

c.燃燒方式的混合。傳統的火花點火發動機的燃燒過程在火焰傳播中，火焰前鋒的溫度比未燃混合氣高很多。所以這種燃燒過程雖然混合氣時均勻的，但是溫度分布仍是不均勻，局部的高溫會導致在火焰經過的區域形成NOx。柴油機的燃燒過程是擴散型的，燃燒過程中燃燒速率由混合速率決定，點火在許多點發生，這種類型的燃燒過程混合和燃燒都是不均勻的，NOx在燃燒較稀的高溫區產生，固體微粒在燃料較濃的高溫區產生。在均質充量壓縮點燃(Homogeneous Charge Compression Ignition, HCCI)過程中，理論上是均勻的混合氣和殘余氣體，在整個混合氣體中由壓縮點燃，燃燒是自發的、均勻的并且沒有火焰傳播，這樣可以阻止NOx和微粒的形成。這種汽油機均質與柴油機壓燃混合的燃燒方式，以燃料技術和控制技術為基礎，綜合汽油機和柴油機兩種燃燒方式優點的均質壓燃HCCI內燃機技術正在興起。

汽車產量持續的發展面臨著許多問題，降低燃油消耗量和二氧化碳排放將成為汽車制造商要解決的主要問題。隨著汽油機電子控制系統性能的提高，相信在不久我們將使用上更節能、更高性能的汽車。

第五篇：天然氣管道技術現狀及發展趨勢

天然氣管道技術現狀及發展趨勢 世界天然氣管道技術現狀

（1）長運距、大管徑和高壓力管道是當今世界天然氣管道發展主流

自20 世紀70 年代以來，世界上新開發的大型氣田多遠離消費中心。同時，國際天然氣貿易量的增加，促使全球輸氣管道的建設向長運距、大管徑和高壓力方向發展。1990 年，前蘇聯的天然氣管道的平均運距達到2 698 km。

從20 世紀至今，世界大型輸氣管道的直徑大都在1 000 mm 以上。到1993 年，俄羅斯直徑1 000 mm以上的管道約占63%，其中最大直徑為1 420 mm 的管道占34.7%。西歐國家管道最大直徑為1 219 mm，如著名的阿-意管道等。

干線輸氣管道的壓力等級20 世紀70 年代為6～8 MPa；80 年代為8～10 MPa；90 年代為10～12MPa。

2000 年建成的Alliance 管道壓力為12 MPa、管徑為914 mm、長度為3 000 km，采用富氣輸送工藝，是一條公認的代表當代水平的輸氣管道。

（2）輸氣系統網絡化

隨著天然氣產量和貿易量的增長以及消費市場的擴大，目前全世界形成了洲際的、多國的、全國性的和許多地區性的大型供氣系統。這些系統通常由若干條輸氣干線、多個集氣管網、配氣管網和地下儲氣庫構成，可將多個氣田和成千上萬的用戶連接起來。這樣的大型供氣系統具有多氣源、多通道供氣的特點，保證供氣的可靠性和靈活性。前蘇聯的統一供氣系統是世界最龐大的輸氣系統，連接了數百個氣田、數十座地下儲氣庫及約1 500 個城市，管道總長度超過20×104km。目前歐洲的輸氣管網已從北海延伸到地中海，從東歐邊境的中轉站延伸到大西洋，阿-意輸氣管道的建成實際上已將歐洲的管網和北非連接起來。阿爾及利亞—西班牙的輸氣管道最終將延伸到葡萄牙、法國和德國，并與歐洲輸氣管網連成一體。

（3）建設地下儲氣庫是安全穩定供氣的主要手段

無論是天然氣出口國家，還是主要依賴進口天然氣的一些西歐國家，對建造地下儲氣庫都十分重視，將地下儲氣庫作為調峰、平衡天然氣供需、確保安全穩定供氣的必要手段。截止到1998 年，全世界建成儲氣庫605 座，總庫容575.5億立方米、工作氣量307.7立方米。工作氣量相當于世界天然氣消費量的11%，相當于民用及商業領域消費量的44%。2001 年美國的儲氣庫總工作氣量約120立方米，預計到2010 年儲氣能力將達到170立方米。國外天然氣管道在計量技術、泄漏檢測和儲存技術等方面取得了一些新進展

（1）天然氣的熱值計量技術 世紀80 年代以后，熱值計量技術的應用在西歐和北美日益普遍，已成為當今天然氣計量技術的發展方向。天然氣熱值計量比體積和質量計量更為科學和公平，由于天然氣成分比較穩定，按熱值計價可以體現優質優價。天然氣熱值的測定方法有兩種：直接測定法和間接計算法。近幾年，天然氣熱值的直接測量技術發展較快，特別是在自動化、連續性、精確度等方面有了很大提高。

（2）天然氣管道泄漏檢測技術—紅外輻射探測器

目前，美國天然氣研究所（GRI）正在進行以激光為基礎的遙感檢漏技術研究，該方法是利用紅外光譜（IR）吸收甲烷的特性來探測天然氣的泄漏。該遙感系統由紅外光譜接收器和車載式檢測器組成，能在遠距離對氣體泄漏的熱柱進行大面積快速掃描。現場試驗表明，檢漏效率比舊方法提高50%以上，且費用大幅度下降。

（3）天然氣管道減阻劑（DRA）的研究應用

美國Chevron 石油技術公司（ChevronPetroleum Technology Co）在墨西哥灣一條長8 km、.152mm 的輸氣管道上進行了天然氣減阻劑（DRA）的現場試驗。結果表明，可提高輸量10%～15%，最高壓力下降達20%。這種減阻劑的主要化學成分是聚酰胺基，通過注入系統，定期地按一定濃度將減阻劑注入到天然氣管道中，減阻劑可在管道的內表面形成一種光滑的保護膜；這層薄膜能夠顯著降低輸送摩阻，同時還有一定的防腐作用。

（4）天然氣儲存技術

從商業利益考慮，國外管道公司非常重視使大型儲氣庫墊底氣最少化的技術研究。目前，正在研究應用一種低揮發性且廉價的氣體作為“工作氣體”來充當儲氣庫的墊底氣。

（5）管道運行仿真技術

管道在線仿真系統的應用可有效地提高管道運行的安全性和經濟性。管道計算機應用表現在3 個方面：管道測繪及地理信息系統、管道操作優化管理模型和天然氣運銷集成控制系統。仿真技術在長輸管道上的應用不僅優化了管道的設計、運行管理，而且為管輸企業帶來巨大的經濟效益。目前，國外長輸管道仿真系統主要分為3 種類型：一是用于油氣管道的優化設計、方案優選；二是用于運行操作人員的培訓；三是管道的在線運營管理。如美國最大的天然氣管道公司之一的Williams 管道公司，采用計算機仿真培訓系統在不影響正常工作的情況下即可完成對一線工人的上崗培訓，大大縮短了培訓時間，節約大量費用，比傳統的培訓方式提高效率約50%。

（6）GIS 技術在管道中的應用

隨著管道工業自動化的發展，GIS（地理信息系統）在長輸管道中得到了日益廣泛的應用。它融合了管道原有的SCADA 系統自動控制功能，美國、挪威、丹麥等國家的管道普遍使用GIS 技術。目前，該技術已實現地理信息、數據采集、傳輸、儲存和作圖統一作業，可為管道的勘測、設計、施工、投產運行、管理監測、防腐等各階段提供資料。技術發展趨勢

（1）高壓力輸氣與高強度、超高強度管材的組合是新建管道發展的最主要趨勢

高壓氣管道是指運行壓力在10～15 MPa 之間的陸上天然氣管道。根據專家研究成果，年輸量在10億立方米以上時，采用高壓輸氣可節省運輸成本。當運輸距離為5 000 km、年輸量在15～30億立方米之間時，采用高壓輸氣比傳統運輸方式可節約運輸成本20%～35%。采用高壓輸氣可減小管徑，通過高鋼級管材的開發和應用可減小鋼管壁厚，進而減輕鋼管的重量，并減少焊接時間，從而降低建設成本。例如采用管材X100 比采用X65 和X70 節約費用約30%，節約管道建設成本10%～12%。

目前X100 管道鋼管已由日本NKK、新日鐵、住友金屬、歐洲鋼管等公司開發出來。另外，復合材料增強管道鋼管正在開發，即在高鋼級管材外部包敷一層玻璃鋼和合成樹脂。采用這種管材，可進一步提高輸送壓力，降低建設成本，同時可增加管輸量，增加管道抵抗各種破壞的能力和安全性。當管材鋼級超過X120 及X125 時，單純依靠提高鋼級來減少成本已十分困難，必須采用復合材料增強管道鋼管。X100 及以上管道鋼管目前還未得到商業應用的主要原因是對材料性能、安裝技術和現場試驗還需進一步驗證和更好的了解。

（2）高壓富氣輸送技術及斷裂控制

高壓富氣輸送是指在輸送過程中采用高壓使輸送氣體始終保持在臨界點上，保證重組分不呈液態析出。采用高壓富氣輸送能取得很大的經濟效益，但富氣輸送時天然氣的熱值較高，要求管材不但能防止裂紋的啟裂，而且還要具有更高的防止延性裂紋擴展的止裂韌性。以Alliance 管道為代表的高壓富氣輸送是天然氣輸送技術的重大創新，其斷裂控制是該管道的關鍵技術之一。

深入了解高鋼級管道鋼管的斷裂控制是未來以低成本建設管道的前提。由ECSC、CSM、SNAM 和European 聯合進行的項目，就是研究大口徑X100管道在15 MPa 的高壓下的斷裂行為。

（3）多相混輸技術 世紀70 年代，各發達國家相繼投入了大量資金和人力，進行多相流領域的應用基礎與應用技術研究，取得了不少成果。目前，這些成果已在上百條長距離混輸管道上得到了應用。

近年來，英國、美國、法國及挪威等國相繼建成了不同規模的試驗環道，采用多種先進測量儀表和計算機數據采集系統，在大量高質量的試驗數據基礎上進行多相流研究。已有的多相流商業軟件中，著名的OLGA 軟件可以進行多相流穩態和瞬態流動模擬。

（4）天然氣水合物（NGH）儲運技術

據專家保守估計，世界上天然氣水合物所含天然氣的總資源量約為０.０18億億立方米～０.０21億億立方米，能源總量相當于全世界目前已知煤炭、石油和天然氣能源總儲量的兩倍，被認為是21 世紀最理想、最具商業開發前景的新能源。天然氣水合物潛在的戰略意義和經濟效益，已為世界許多國家所重視。目前，世界范圍內正在興起從海底開發天然氣水合物新能源的熱潮。雖然目前世界上還沒有高效開發天然氣水合物的技術，但許多國家已制定了勘探和開發天然氣水合物的國家計劃。美國1998 年將天然氣水合物作為國家發展的戰略能源列入長遠計劃，準備在2015 年試開采。日本、加拿大、印度等國都相繼制定了天然氣水合物的研究計劃。

根據目前國外對天然氣水合物技術的研究，可以得出幾點共識：一是天然氣水合物在常壓、-15～-5℃的下儲存在隔熱容器中可長時間保持穩定；二是對于處理海上油田或陸上邊遠油田的伴生氣，該技術的可行性優于液化天然氣、甲醇和合成油技術。該技術安全且對環境無污染；三是天然氣水合物技術的成本比液化天然氣的生產成本約低四分之一；四是采用天然氣水合物技術可以對天然氣進行長距離運輸。國內天然氣管道技術現狀

西氣東輸代表了目前我國天然氣管道工程的最高水平。西氣東輸管道設計輸量為120×108m3/a；管道全長3 898.5 km；管徑1 016 mm；設計壓力10MPa；管道鋼級L485（X70）；全線共設工藝站場35座，線路閥室137 座，壓氣站10 座。目前我國天然氣管道的技術水平分析如下：

（1）采用的設計和建設標準與國際接軌。

（2）采用衛星遙感技術、GPS 系統，優化管道線路走向。

（3）采用國際上通用的TGNET、SPS、AutoCAD等軟件，進行工藝計算、特殊工況模擬分析和設計出圖。

（4）管材采用高強度、高韌性管道鋼，主要有X52、X60、X65 和X70，國內有生產大口徑螺旋縫埋弧焊鋼管和直縫鋼管的能力。

（5）管理自動化、通信多種方式并用。運營管理采用SCADA 系統進行數據采集、在線檢測、監控，進行生產管理和電子商務貿易；通信采用微波、衛星和租用地方郵網方式，新建管道將與國際接軌，向光纜通信發展。

（6）管道防腐。管道外防腐層主要采用煤焦油瓷漆、單層環氧粉末、雙層環氧粉末、聚乙烯防腐層（二層PE）和環氧粉末聚乙烯復合結構（三層PE）。管道內涂層主要采用液體環氧涂料。

（7）天然氣計量。我國早期建設的管道天然氣計量大都采用孔板計量；而近年新建的幾條輸氣管道采用超聲波流量計。

（8）主要工藝設備。目前國內輸氣管道輸氣站主要工藝閥門大都采用氣動球閥，今后新建管道將以采用氣-液聯動球閥為主。國內在役輸氣管道采用的增壓機組有離心式和往復式壓縮機，驅動方式有燃驅和電驅；將來我國的長距離輸氣管道主流機型采用離心式，在有電源保證的條件下采用變頻電機驅動為發展方向。

（9）管道施工。目前我國的管道建設引進了國際上通行的HSE 管理技術，采用了第三方監理的機制；管道專業化施工企業整體水平達到國際水平，裝備有先進的施工機具，如：大噸位吊管機、全自動焊機等；掌握了管道大型穿（跨）越工程的施工技術，如水平定向穿越技術、盾構穿越技術。

（10）優化運行。目前在役輸氣管道利用進口或國產軟件進行在線或離線不同工況模擬，以確定既能滿足供氣需求，又使單位輸氣成本最低的運行操作方案。差距分析

我國大部分輸氣管道建于20 世紀60～70 年代，與國外發達國家和地區完善的供氣管網相比有很大的差距，管道少、分布不均、未形成全國性管網；管徑小，設計壓力低，輸量少，不能滿足目前增長的市場需求。