Modelling of deep wells thermal modes

Purpose. Investigation of various heat-exchange conditions influence of the tower liquid on the deep wells thermal conditions. Methods. Methods of heat-exchange processes mathematical modeling are used. On the basis of the developed scheme for calculation, the thermal condition in a vertical well with a concentric arrangement of the drill-string was investigated. It was assumed that the walls of the well are properly insulated, and there is no flow or loss of fluid. The temperature distribution in the Newtonian (water) and non-Newtonian (clay mud) liquid along the borehole was simulated taking into account changes in the temperature regime of rocks with depth. To verify the calculation method and determine the reliability of the results, a comparative analysis of the calculated and experimental data to determine the temperature of the drilling liquid in the well was performed. Findings. A mathematical model for the study of temperature fields along the well depth was proposed and verified. A steady-state temperature distribution along the borehole is obtained for various types (Newtonian or non-Newtonian) tower liquid, with a linear law of change in rocks temperature with depth. It has been established that the temperature of the liquid flow at the face of hole and at the exit to the surface depends on the type of liquid used and the flow regime. It has been established that due to thermal insulation of drill pipe columns, heat-exchange between the downward and upward flow is reduced, which leads to a decrease in the temperature of the downward flow at the face of hole, providing a more favorable temperature at the face, which contributes to better destruction of the rock and cooling the tool during drilling. Originality. The nature of temperature distribution and changes along the borehole under the steady-state mode of heat-exchange in a turbulent and structural flow regime for both Newtonian and non-Newtonian circulating liquid are revealed. Practical implications. The proposed mathematical model and obtained results can be used to conduct estimates of the thermal conditions of wells and the development of recommendations for controlling the intensity of heat-exchange processes in the well, in accordance with the requirements of a specific technology.Мета. Дослідження впливу різних умов теплообміну циркулюючої рідини на тепловий режим глибоких свердловин. Методика. Використано методи математичного моделювання процесів теплообміну. На основі розробленої схеми до розрахунку досліджувався тепловий режим у вертикальній свердловині з концентричним розташуванням бурильної колони. Передбачалося, що стінки свердловини належним чином ізольовані, приплив і втрати рідини відсутні. Моделювався розподіл температур у потоках ньютонівської (води) та неньютонівської (глинистого розчину) рідин уздовж стовбура свердловини з урахуванням зміни температурного режиму гірських порід з глибиною. Для верифікації методики розрахунку і визначення достовірності результатів був виконаний порівняльний аналіз розрахункових та експериментальних даних з визначення температури промивної рідини у свердловині. Результати. Запропонована і верифіційована математична модель для дослідження температурних полів з глибиною свердловини. Отримано стаціонарний розподіл температур уздовж стовбура свердловини для різних типів (ньютонівських або неньютонівських) циркулюючих рідин при лінійному законі зміни температури гірських порід з глибиною. Виявлено, що температура потоку рідини на вибої свердловини і на виході на денну поверхню залежить від типу використовуваної рідини і режиму течії. Встановлено, що за рахунок термоізоляції колони бурильних труб знижується теплообмін між низхідним і висхідним потоками, що призводить до зниження температури низхідного потоку на вибої свердловини, забезпечуючи більш сприятливий температурний режим на вибої, який сприяє кращому руйнування породи та охолодженню інструменту при бурінні. Наукова новизна. Виявлено характер розподілу та зміни температури вздовж стовбура свердловин при стаціонарному режимі теплообміну в турбулентному і структурному режимах течії як для ньютонівських, так і неньютонівських циркулюючих рідин. Практична значимість. Запропонована математична модель і отримані результати можуть використовуватися для проведення оціночних розрахунків теплових режимів свердловин та розробки рекомендацій з управління інтенсивністю теплообмінних процесів у свердловині відповідно до вимог конкретної технології.Цель. Исследование влияния различных условий теплообмена циркулирующей жидкости на тепловой режим глубоких скважин. Методика. Использованы методы математического моделирования процессов теплообмена. На основе разработанной схемы к расчету исследовался тепловой режим в вертикальной скважине с концентрическим расположением бурильной колоны. Предполагалось, что стенки скважины надлежащим образом изолированы, приток и потери жидкости отсутствуют. Моделировалось распределение температур в потоках ньютоновской (воды) и неньютоновской (глинистого раствора) жидкостей вдоль ствола скважины с учетом изменения температурного режима горных пород с глубиной. Для верификации методики расчета и определения достоверности результатов был выполнен сравнительный анализ расчетных и экспериментальных данных по определению температуры промывочной жидкости в скважине. Результаты. Предложена и верифицирована математическая модель для исследования температурных полей по глубине скважины. Получено стационарное распределение температур вдоль ствола скважины для различных типов (ньютоновских или неньютоновских) циркулирующих жидкостей при линейном законе изменения температуры горных пород с глубиной. Выявлено, что температура потока жидкости на забое скважины и на выходе на дневную поверхность зависит от типа используемой жидкости и режима течения. Установлено, что за счет термоизоляции колоны бурильных труб снижается теплообмен между нисходящим и восходящим потоками, что приводит к снижению температуры нисходящего потока на забое скважины, обеспечивая более благоприятный температурный режим на забое, который способствует лучшему разрушению породы и охлаждению инструмента при бурении. Научная новизна. Выявлен характер распределения и изменения температуры вдоль ствола скважин при стационарном режиме теплообмена в турбулентном и структурном режимах течения как для ньютоновских, так и неньютоновских циркулирующих жидкостей. Практическая значимость. Предложенная математическая модель и полученные результаты могут использоваться для проведения оценочных расчетов тепловых режимов скважин и разработки рекомендаций по управлению интенсивностью теплообменных процессов в скважине в соответствии с требованиями конкретной технологии.The authors thank the Institute of Geotechnical Mechanics named by N. Poljakov of National Academy of Sciences of Ukraine (Dnipro, Ukraine) for providing technical and informational support in this work

Snow cover of Central East Antarctica (Vostok station) as an ideal natural spot for collecting Cosmic Dust: preliminary results on recovery of chondritic micrometeorites.

第3回極域科学シンポジウム/第35回南極隕石シンポジウム 11月29日（木）、30日（金） 国立国語研究所 2階講

Integral Human Pose Regression

State-of-the-art human pose estimation methods are based on heat map representation. In spite of the good performance, the representation has a few issues in nature, such as not differentiable and quantization error. This work shows that a simple integral operation relates and unifies the heat map representation and joint regression, thus avoiding the above issues. It is differentiable, efficient, and compatible with any heat map based methods. Its effectiveness is convincingly validated via comprehensive ablation experiments under various settings, specifically on 3D pose estimation, for the first time

Study of dynamical instabilities in Siemens liquid spray injectors using complementary modal decomposition techniques

Liquid fuel spray characterisation is essential for understanding the mechanisms underlying fuel energy release and pollutant formation. Careful selection of operating conditions can promote flow instabilities in the fuel spray which can enhance atomisation and fuel mixing, thereby resulting in more efficient combustion. However, the inherent instabilities present in the spray could have adverse effect on the combustor dynamics. Hence, it is important to better understand the dynamical behaviour of the spray, and particularly at representative operating conditions. This work describes an experimental investigation of dynamical behaviour of pressure-swirl atomisers used in Siemens industrial gas turbine combustors, at a range of chamber pressures and fuel injection pressures, using high speed laser planar imaging. Two modal decomposition techniques — Proper Orthogonal Decomposition (POD) and Dynamic Mode Decomposition (DMD) — are applied and compared to assess the spray dynamics. Results indicate that both POD and DMD are able to capture periodic structures occurring in the spray at different spatial length scales. The characteristic frequencies estimated from both the methods are in good agreement with each other. Both techniques are able to identify coherent structures with variable size, shape and level of staggering, which are observed to be dependent on the pressure difference across the atomiser and the chamber pressure. The spatio-temporally resolved data and the results could be used for spray model development and validation. Furthermore, the methods employed could be applied to other fuel atomisers, and more complicated conditions involving cross flow and higher chamber temperatures

Pre-training strategies and datasets for facial representation learning

What is the best way to learn a universal face representation? Recent work on Deep Learning in the area of face analysis has focused on supervised learning for specific tasks of interest (e.g. face recognition, facial landmark localization etc.) but has overlooked the overarching question of how to find a facial representation that can be readily adapted to several facial analysis tasks and datasets. To this end, we make the following 4 contributions: (a) we introduce, for the first time, a comprehensive evaluation benchmark for facial representation learning consisting of 5 important face analysis tasks. (b) We systematically investigate two ways of large-scale representation learning applied to faces: supervised and unsupervised pre-training. Importantly, we focus our evaluations on the case of few-shot facial learning. (c) We investigate important properties of the training datasets including their size and quality (labelled, unlabelled or even uncurated). (d) To draw our conclusions, we conducted a very large number of experiments. Our main two findings are: (1) Unsupervised pre-training on completely in-the-wild, uncurated data provides consistent and, in some cases, significant accuracy improvements for all facial tasks considered. (2) Many existing facial video datasets seem to have a large amount of redundancy. We will release code, and pre-trained models to facilitate future research.Comment: Accepted at ECCV 202

Creatures Great and SMAL: Recovering the Shape and Motion of Animals from Video

We present a system to recover the 3D shape and motion of a wide variety of quadrupeds from video. The system comprises a machine learning front-end which predicts candidate 2D joint positions, a discrete optimization which finds kinematically plausible joint correspondences, and an energy minimization stage which fits a detailed 3D model to the image. In order to overcome the limited availability of motion capture training data from animals, and the difficulty of generating realistic synthetic training images, the system is designed to work on silhouette data. The joint candidate predictor is trained on synthetically generated silhouette images, and at test time, deep learning methods or standard video segmentation tools are used to extract silhouettes from real data. The system is tested on animal videos from several species, and shows accurate reconstructions of 3D shape and pose.GlaxoSmithKlin

Microbial and Geochemical Evidence of Permafrost Formation at Mamontova Gora and Syrdakh, Central Yakutia

Biotracers marking the geologic history and permafrost evolution in Central Yakutia, including Yedoma Ice Complex (IC) deposits, were identified in a multiproxy analysis of water chemistry, isotopic signatures, and microbial datasets. The key study sections were the Mamontova Gora and Syrdakh exposures, well covered in the literature. In the Mamontova Gora section, two distinct IC strata with massive ice wedges were described and sampled, the upper and lower IC strata, while previously published studies focused only on the lower IC horizon. Our results suggest that these two IC horizons differ in water origin of wedge ice and in their cryogenic evolution, evidenced by the differences in their chemistry, water isotopic signatures and the microbial community compositions. Microbial community similarity between ground ice and host deposits is shown to be a proxy for syngenetic deposition and freezing. High community similarity indicates syngenetic formation of ice wedges and host deposits of the lower IC horizon at the Mamontova Gora exposure. The upper IC horizon in this exposure has much lower similarity metrics between ice wedge and host sediments, and we suggest epigenetic ice wedge development in this stratum. We found a certain correspondence between the water origin and the degree of evaporative transformation in ice wedges and the microbial community composition, notably, the presence of Chloroflexia bacteria, represented by Gitt-GS-136 and KD4-96 classes. These bacteria are absent at the ice wedges of lower IC stratum at Mamontova Gora originating from snowmelt, but are abundant in the Syrdakh ice wedges, where the meltwater underwent evaporative isotopical fractionation. Minor evaporative transformation of water in the upper IC horizon of Mamontova Gora, whose ice wedges formed by meltwater that was additionally fractionated corresponds with moderate abundance of these classes in its bacterial community. © Copyright © 2021 Cherbunina, Karaevskaya, Vasil’chuk, Tananaev, Shmelev, Budantseva, Merkel, Rakitin, Mardanov, Brouchkov and Bulat.We thank Samsonova Vera, Karzhavin Vladimir, Pankov Alexander, Andreevskaya Maya and Alexander Osipov for their for their invaluable assistance in field work

Deep machine learning provides state-of-the art performance in image-based plant phenotyping

Deep learning is an emerging field that promises unparalleled results on many data analysis problems. We show the success offered by such techniques when applied to the challenging problem of image-based plant phenotyping, and demonstrate state-of-the-art results for root and shoot feature identification and localisation. We predict a paradigm shift in image-based phenotyping thanks to deep learning approaches

The Readiness of the Population to Introduce a Pharmaceutical Insurance System in Kazakhstan

Предмет исследования: комплекс факторов, влияющих на готовность граждан к внедрению в Казахстане новой системы страхования лекарственного обеспечения. Цель работы: исследовать готовность казахстанцев к введению системы страхования лекарственного обеспечения, предусматривающей 50 % государственное софинансирование. В 2022 г. авторами статьи было осуществлено социально-экономическое обоснование целесообразности внедрения в республике новой системы страхования, а также разработаны методология и инструментарий прикладного исследования. В статье приводятся результаты массового опроса населения на выборке 5 819 человек из 17 регионов республики (выборка многоступенчатая, квотная). Для обработки и анализа данных опроса применялись методы компьютерного анализа данных (SPSS 25.0), статистического анализа, сравнительного анализа, классификации, группировки. Выявлены и классифицированы факторы, в различной степени влияющие на готовность населения Казахстана к введению новой системы страхования лекарственного обеспечения: субъективное одобрение; финансовые возможности; состояние здоровья; социально-демографические характеристики. Население Казахстана в целом характеризуется средней степенью готовности к введению новой системы страхования лекарственного обеспечения. Однако около трети респондентов не имеют сформированного положительного или отрицательного мнения. Эмпирические данные подтверждают низкую информированность населения по теме медицинского страхования. Результаты применимы в деятельности Министерства здравоохранения Казахстана посредством включения системы страхования лекарственного обеспечения в программы обязательного и добровольного медицинского страхования. Исследование показало, что оптимальному внедрению и устойчивости новой системы будет способствовать разработка альтернативных персонально ориентированных страховых комплектов, предназначенных для людей, во‑первых, с разным уровнем доходов, во‑вторых, с индивидуальным риском возникновения и осложнения болезней, наступления инвалидности. Для успешной реализации новой системы руководству Министерства здравоохранения Казахстана рекомендуется расширять просветительскую работу с населением в области обязательного и добровольного медицинского страхованияSubject of the study: a set of factors affecting the readiness of citizens to introduce a new pharmaceutical insurance system in Kazakhstan. The purpose of the work: to study the readiness of the population of Kazakhstan to introduce a pharmaceutical insurance system with 50 % state co-financing. In 2022, the authors of the article within the framework of the project “Development of a quantitative methodology for identifying population groups ready to support the introduction of pharmaceutical insurance and assessment of the financial stability of this type of insurance in Kazakhstan” (AP09259811) gave a socio-economic justification for the feasibility of introducing pharmaceutical insurance in the republic, and also developed a methodology and tools for applied scientific study. The article presents the results of a mass survey of the population. Sample: 5,819 people from 17 regions of Kazakhstan (multi-stage, quota sampling). To process and analyze the survey data, the following methods were used: computer analysis of primary sociological data (SPSS 25.0), statistical analysis, comparative analysis, classification, grouping. The factors influencing the readiness of the population of Kazakhstan to introduce a new pharmaceutical insurance system to varying degrees have been identified and classified: 1) subjective approval; 2) financial capabilities; 3) health status; 4) socio-demographic characteristics. The population of Kazakhstan is characterized by an average degree of readiness for the introduction of a new pharmaceutical insurance system (43.9 %). However, 37.7 % of respondents do not have a clearly formed positive or negative opinion. Empirical data confirm the low awareness of the population on the topic of health insurance in general. The results can be applied in the work of the Ministry of Health of the Republic of Kazakhstan. More precisely, they can be integrated into the pharmaceutical insurance system (namely, into compulsory and private health insurance programs). The study showed the feasibility of introducing a new pharmaceutical insurance system in Kazakhstan with 50 % state co-financing. The optimal implementation and sustainability of the new system will be facilitated by the development of alternative personally oriented insurance kits designed for people, firstly, with different income levels, and secondly, with an individual risk of the occurrence and complications of diseases, as well as the onset of disability. For the successful implementation of the new system, the leadership of the Ministry of Health of Kazakhstan is recommended to expand educational work among the population of the republic in the field of compulsory and voluntary health insuranc