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2、瑞典大学采用中子衍射无损检测技术预测增材制造零件的变形和性能
成就大发现,蓝图变蓝金
页岩气大场面雏形初显,突破篇,天道酬勤,有志竟成,勘探院非常规研究团队的不懈努力。
在页岩气地质评价、开发技术等领域获得突破性进展,成就了页岩气的大突破、大发现,中国科学院陈旭院士与项目组人员进行龙马溪组页岩分层,熊伟 赵群 张晓伟 董大忠,建所之初,该研究所即面临基础设备严重不足、人员短缺等困难,时任新能源研究所所长的王红岩在集团公司和勘探院党委。
不惧挑战,审时度势,认识到基础研究与实验测试技术在页岩气产业化发展中有,2008年,该所向集团公司申请成立非常规油气重点实验室,次年即获得集团公司批复,率先研制了全自动含气量测试仪和高温高压等温吸附仪等,同步引进页岩微观纳米CT、双束电镜机等一批高端设备。
为我国第一批页岩气发现井提供了实验测试数据,话题要从16年前说起,2006年,以邹才能教授、董大忠教授为代表的一批地质工作者开始,针对页岩气开展专项研究及综合地质评价,同时。
联手美国新田石油公司,对我国四川威远及川南地区寒武系-志留系页岩气资源潜,初步明确了威远及川南地区页岩气资源潜力、有利层系和,两年后,邹才能教授组织勘探院项目组钻探的一口150米浅层取,由此。
非常规科研人员多次赴长宁、威远等地开展现场技术考察,在我国海相页岩中首先发现了丰富的有机质纳米孔隙,证实了龙马溪组页岩的储气能力,揭开了川南五峰—龙马溪组页岩气的神秘面纱,不仅如此。
还确定了在长宁构造北面与威远构造的东面也有埋藏更深,绿色开发页岩气,取得这一业绩,中国石油勘探开发研究院非常规研究所的科研工作者们功,身为大气田的发现、探索和见证者,该所科研工作者们既欣慰,又振奋,欣慰的是。
16年勘探生涯没有虚度,振奋的是,16年勘探业绩可圈可点,16年来,他们成功地将页岩气推升至战略接续领域,用踏石留印、抓铁有痕的辛勤奉献。
践行着习近平总书记“能源的饭碗必须端在自己手里”的,履行着“我为祖国献石油”的初心使命,页岩之路修远兮,唯有上下而求索,面向未来。
不惧挑战,非常规研究所坚持目标导向,锚定页岩油气“十四五”规划目标,在致力页岩气规模效益开发的基础上,立志把国家能源页岩气研发中心和非常规油气重点实验室。
从而为我国页岩气产业的持续稳定发展贡献更多智慧与汗,努力开创出具有中国石油特色的页岩油气创新发展和科技,2022年,四川盆地作为我国页岩气勘探开发主战场,中国石油在四川盆地泸州深层高效落实国内首个万亿方页,这是继探明长宁、威远中浅层万亿方页岩气大气田以来,再次获得重大突破。
由此,2025年建产300亿方前景可期,乘此东风凭借力,得遇坦途马蹄疾,勘探院非常规研究团队摩拳擦掌、踌躇满志,他们围绕四川盆地南部的威远、长宁地区。
开展了实验基础测试技术、页岩气勘探开发基础理论与技,在两地实施多轮构造精细解释、优质页岩储层预测、甜点,落实了有利区,编制页岩气勘探开发整体规划,为川南页岩气勘探开发大突破奠定了坚实的理论和技术基,审核:王勇 卢向前,联系方式:010-64523406。
在两位大咖的带领下,非常规研究团队紧跟现场页岩气开发实施,成就了一批优秀的、富有科学家精神的地质科研工作者,其中,以所长熊伟为代表的非常规人,带领渗流机理研究团队。
硬是把一个看似简单的页岩气开采物理模拟实验精雕细琢,诠释了石油科研人的执着与坚韧,这项启动于国家能源页岩气研发(实验)中心的页岩气全,十年间没有中断过一天,用于实验的龙马溪组黑色岩心,采集于四川盆地2000米深处,对中国石油页岩气开发具有特殊意义。
正是这项特殊的实验为四川盆地页岩气开发提供了中长期,坚定了集团公司页岩气开发的信心,为四川盆地页岩气大发现、大开发找到了密钥,原副总裁李鹭光同项目组人员讨论页岩气情况,令人欣慰的是。
在页岩气勘探开发不断取得重大突破的同时,一大批优秀的石油科技达人也随之成长成才,其中,我国著名天然气开发专家马新华教授,长期专注于页岩气勘探开发研究,于2020年提出“页岩气极限开发理论”,第一次从科学的高度开创性地诠释了页岩气开发动用的基,成为未来一段时间页岩气勘探开发的重要指导理论。
而邹才能院士出版的《非常规油气地质学》,则详细阐述了页岩气连续性油气成藏地质理论,与马新华教授的页岩气极限开发理论相辅相成,共同奠定了我国页岩气勘探开发理论的两大核心理论基石,焦方正副总经理和项目组人员讨论页岩气发展,页岩气深层世界级难题急待破解,探索篇。
页岩气终有大突破 大发现,勘探大院英才辈出,在漫长的页岩气勘探开发路途上,还有董大忠、刘洪林、王玉满,拜文华、王莉等科研前辈老骥伏枥、志在千里,有页岩气地质规划高手赵群、开发新秀张晓伟,有默默坚守、心无旁骛地在实验室内一“熬”就是十年的,有才思敏捷、成果满枝的孙莎莎。
有无怨无悔、埋头苦干的蔚远江、刘德勋和施振生,还有荣获十大杰出青年称号的邱振,不畏艰险、勇挑重担的科技英才周尚文、郭为、于荣泽、,共同照亮了页岩气开发的无限洞天,他们先后提出威远水下古隆起控气、页岩精细分层控储、,为威远、长宁页岩气开发取得重大突破和规模建产提供了,指导了四川盆地南部页岩气勘探开发方向。
大大缩短了我国页岩气勘探开发的探索里程,用国家能源局副局长张玉清的话讲:国家能源页岩气研发,是我们建设得最成功的国家中心之一,对国家页岩气业务的支撑是最全面和最有力的,如果没有他们的努力,我国页岩气勘探开发至少还要比现在晚十年,未来篇,近三年来。
中国石油页岩气大发现接连不断,一个拥有万亿级储量、千亿产量的大气区已现雏形,页岩气已占到新增天然气产量三成,成为中国石油天然气储产量的新增长极,大场面、大发现正由蓝图变为蓝金,发端于上世纪80年代北美的页岩气革命,为全球能源行业供需格局、开采方式、技术创新等带来全。
深刻改变了21世纪全球能源供应格局与地缘政治,而我国页岩气勘探开发,从2010年威远构造威201井突破算起,迄今只有12年,却已将页岩气上位至我国天然气主要增长极,发展速度如此之快,得益于16年来勘探院非常规研究团队的不懈努力。
天然气,美誉“蓝金”,在我国庞大的天然气家族里,有一股蓝金来自四川南部长宁、威远页岩气大气田,编辑:王琳琳,早在2009年5月,在时任勘探与生产分公司副总经理马新华的筹划组织下。
时任新能源所所长的王红岩,代表项目组向勘探生产公司汇报了国内外页岩气发展形势,听完汇报,公司当场决定启动页岩气勘探开发试验,并按照“落实资源、评价产能、攻克技术、效益开发”的,确定在威远构造实施第一口页岩气井,2009年12月18日,由西南油气田承钻的我国第一口页岩气评价井威201井。
目的层位为志留系龙马溪组和寒武系九老洞组,该井于2010年4月18日完钻,8月在筇竹寺组和龙马溪组成功获气,2011年2月,经过直改平,又成功实施了中国第一口页岩气水平井威201-H1井。
压裂并获气,从此揭开了页岩气实现工业性生产、进入大规模开发的序,紧接着,非常规研究团队经过精细研究,圈定长宁构造南部为页岩气富集有利区,具备勘探开发的大场面,遂提出页岩气开发“找到甜点区、打进甜点层、压开甜点,正是在这一理念的主导下。
2012年,由西南油气田钻探的宁201-H1获得10万方以上的,这一获得,进一步增强了集团公司大上页岩气业务的决心与信心,为加快川南地区页岩气评价和有利区优选,非常规研究团队自2010年以来,持续开展蜀南地区718条共计16000千米的二维地。
编制了上奥陶顶构造图、埋深图、五峰组—龙马溪组地层,有力支撑了整个川南地区五峰组—龙马溪组页岩气的评价,在威远、长宁页岩气单井产量获得突破后,2011年,非常规研究团队向国家能源局提出,在全国范围内增设一批页岩气国家示范区,2012年,“长宁-威远国家级页岩气示范区”获得批复。
非常规研究团队持续为集团公司和页岩气现场开发提供支,与西南油气田联合编制了威远、长宁页岩气20亿方/年,有力助推了两地页岩气工业化开采示范区建设,2009年,以非常规油气重点实验室建设为基础,该所又向国家能源局申请在勘探院设立国家能源页岩气研。
旨在打造国家级页岩气研究中心、技术研发中心和人才培,以支撑我国页岩气快速实现产业化发展,获得国家能源局批复后,2010年7月,由国家能源局授牌的国家级研发中心——国家能源页岩气。
校对:蒋伊湉,实现页岩气大开发,把能源的饭碗端在自己手里,这是时代赋予非常规人的历史使命,2022年初。
勘探院落实集团公司要求,在原页岩气研究所基础上,进一步集中力量,组建了非常规研究所,自豪与兴奋的同时,该所更加认识到页岩气开发面临的困难与挑战:目前主力,3500米中浅层长期稳产能力不足,埋深大于3500米的深层页岩气地质构造较复杂。
水平井产能差异大,深层地应力高、温度高,水平应力差大,裂缝发育使得深层页岩气资源规模上产面临深层次难题,深层页岩气单井成本进一步下降空间难度增大,经济效益开发面临挑战。
复杂构造条件下,页岩气富集规律与多尺度流动空间及全生命周期多场耦合,决定了页岩气赋存特征和开发动用规律难以把握,页岩气开发政策与提高采收率技术需要创新发展,数字化转型下页岩气大数据应用需持续探索……,投稿邮箱:1029926159@qq.com。
为了集中力量加快突破以页岩气为主的非常规业务,经集团公司批准,在勘探院成立了专业研究机构——新能源研究所(非常规,担负起页岩气等非常规油气业务中基础理论与实测测试技,从16年前的巨幅蓝图,到今日千家万户的闪闪蓝金。
期间,历经了多少勘探开发路,成长起多少石油科研人,困难是多重的,挑战是严峻的,非常规研究所逢山开道。
遇水架桥,为了加速推动川南页岩气规模效益开发,非常规研究团队已经锁定了下步需要鼎力攻关的技术难题,及其相对应的主攻方向:摸清川南复杂构造背景下页岩气,把控开发动用规律与提高采收率技术,掌握深层页岩气产能主控因素。
深入数据集成应用平台与智慧动态分析……一系列建议与,已获得集团公司的采纳、认可与批复,非常规研究所牵头描绘的集团公司“2030”页岩气发,将以川南深层为重点,进一步完善页岩气富集区地质评价技术体系,落实有利目标和开发甜点区。
揭示深层页岩气开发动用机理,发展储层物性场、应力场、压力场三场耦合理论(发展地,探索提高采收率机理与对策,建设页岩气智慧数据平台,深化开发规律认识,提出深层建产区开发优化技术对策,为川南页岩气产能建设部署、提升开发效益提供科技支撑,2021年10月。
习近平总书记在考察胜利油田时指出:“中国作为制造业,要发展实体经济,能源的饭碗必须端在自己手里,”这一重要指示,为石油人确立了工作目标,也是页岩气业务的努力方向,按照规划。
到2030年,我国页岩气产量有望达到800~1000亿方,占比将达到三分天下有其一,页岩气,业已成为我国未来天然气增储上产的主力军。
瑞典大学采用中子衍射无损检测技术预测增材制造零件的变形和性能
10.1016/j.addma.2020.1015,为了测量RS,已经开发了各种方法,可以将其分为两个主要组:破坏性和非破坏性测试方法,钻孔和轮廓法等是半破坏性和破坏性技术,而X射线衍射,中子衍射和超声波测试是非破坏性测试,由于缺乏穿透深度。
x光衍射方法只能给出表面附近应力状态的信息,而中子衍射法能够测量零件内部的RS,因此可用于表征残余应力分布里面的材料,在该研究中,研究人员采用中子衍射无损检测技术,在选定的截面上研究了构建方向对激光粉末床熔敷法制备。
在当前的研究中,已采用无损中子衍射方法和简化的有限元建模方法来研究,重点是提供一种方法来识别用于打印零件的合适构造方向,以减少RS场并促进其均匀分布,为进行研究,制造了尺寸为55mm×10mm×20mm的L形样品。
其一侧的直径为5mm,如下图所示,使用了三个不同的构建方向,即水平构建(HB),垂直构建(VB)和以45°角构建(45B),出于一致性原因。
共6个零件(即每个方向2个零件)在同一批次中制造,并具有相同的打印参数,来自林雪平大学的博士Prabhat Pant表示,“在残余应力的形成中,堆积方向会产生一定的影响,因此,对AM零件的性能会有一定的影响,”他是本文的一作。
并得到了瑞典战略研究基金会(SSF)的支持,在该机构的支持下,他的培训任务是在国外进行研究,为世界上最强大的中子源欧洲散裂源的预期启动做准备,ACNS的Luzin提供了ANSTO的本地监督,该研究包括开发一种简化的仿真技术,该技术使用有限元分析来基于零件的几何形状预测残余应。
当通过中子实验结果验证时,该仿真技术具有良好的实用性,但是,研究人员指出,零件在竣工状态下的残余应力与零件的方向以及组合零件,在增材制造中,工艺参数相互交织,并且在诸如密度、孔隙率、机械强度等特性方面对零件的。
有必要针对每种合金微调这些参数以获得所需的机械特性,在金属的广泛应用之前,金属增材制造必须克服的几个困难包括残余应力(RS),这些RS是由于层的不相容性而产生的自平衡应力,这主要归因于粉末床工艺中印刷过程中不同层之间的温度,RS可以导致优异或劣等的机械性能,它们在增材制造过程中特别受关注。
因为高水平的残余应力会导致零件在印刷时形成裂纹,从而导致基板严重变形,通常,高水平的拉伸残余应力会导致印刷过程中出现裂纹,同时应力会导致零件变形,从机械角度来看,已知表面附近的压缩残余应力通过增加抗裂纹形成和扩展,另一方面。
拉伸残余应力会促进疲劳损伤的发展,并可能在非常低的外部载荷下导致零件失效,有一些方法可以通过使用后处理技术(例如热处理,喷丸处理,机加工等)来减少/修改所制造零件中的RS。
但是,对于具有复杂几何特征的零件,这些表面处理方法可能不可行,先前关于RS的大部分工作主要集中在扫描策略、激光功,而构建方向对RS的影响仅在以前很少进行研究,RS的实验评估是在澳大利亚核科学技术组织(ANST,KOWARI是专用的应变扫描仪。
用于大量残余应力的测量,入射光束和出射光束的狭缝尺寸为2×2mm2,以提供2×2×2mm3的规格体积选择了1.5Å的标,因为该仪器针对中子通量和仪器分辨率针对该波长进行了,在此波长下,可以使用2θ约为90°的(311)反射来完成FCC。
以具有立方体形的中子规量,使用表面扫描确定每个样品在衍射仪上的位置:将样品移,结果,定位精度通常优于0.1mm,光束线中样本的一般设置如下图所示,根据实验,在水平方向上打印的零件在所有三个方向上显示的应力最,并且在所有样品中均观察到零件中央的压缩RS和靠近表。
具有垂直方向的构造在压缩和拉伸方面都显示出最大的R,简化的模拟结果与应力的实验值非常吻合,但是,在所有方向上,在零件中心普遍存在压应力,在所有样品的表面附近均观察到拉伸残余应力,这似乎存在潜在问题,需要解决。
江苏激光联盟导读:,打印期间和之后的样品,VB样品中的孔在顶部,在KOWARI进行测量设置,样品测量的横截面,Pant表示能够预测将要发生的关键区域以减少它们,这是重要的生产优势,尽管这些残余应力可以通过后处理技术进行修改。
但是在制造过程中残余应力的作用对于防止制造过程中随,本文来源:Prabhat Pant et al,Mapping of residual stres,Additive Manufacturing (2,DOI:。
用粉末床熔融法制造功能性(即用型)零件在航空航天领,由于工艺本身而产生的残余应力(Residual s,从而导致零件质量下降,这些RS是阻止该工艺被广泛采用的主要原因之一,由瑞典林雪平大学领导的包括RISE IVF AB瑞,该工具的成功研发将有助于使用增材制造以精确且可预测。
对于样品,选择四个横截面进行2D应变和应力绘图,并分别标记为C1,C2,C3和C4,如下图所示,用增材制造(AM)方法制造具有复杂 几何特征的零件,从用于原型制作到批量生产已经走了很长一段路。
但是,由于工艺和材料的复杂性,用于批量生产的金属零件的增材制造尚未完全建立,在逐层制造零件的许多不同方法中,基于激光的粉末床熔融法(laser-based p,L-PBF)是使用最广泛的技术之一,主要由于其可用的材料范围和工艺参数选择,AM不仅可以生产复杂的零件。
而且如果实施得当,还可以实现生态友好和可持续发展,例如,在粉末床方法中,可以将剩余的粉末与新鲜粉末结合起来回收再利用,而不会影响质量,此外,AM可用于修理和翻新使用传统方法制造的旧零件。
为了进行增材制造,已经开发和研究了多种材料,镍基超级合金是能源和航空航天行业中非常重要的一种材,因为它们在高温下具有良好的机械性能,这些镍基超级合金通常用于航空和燃气涡轮发动机。
尤其是高压涡轮叶片和热段部件,对于此类部件,与AM相比,传统制造技术成本低廉且耗时。
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