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2、瑞典大學采用中子衍射無損檢測技術(shù)預測增材制造零件的變形和性能
成就大發(fā)現(xiàn)，藍圖變藍金
頁巖氣大場面雛形初顯，突破篇，天道酬勤，有志竟成，勘探院非常規(guī)研究團隊的不懈努力。
在頁巖氣地質(zhì)評價、開發(fā)技術(shù)等領(lǐng)域獲得突破性進展，成就了頁巖氣的大突破、大發(fā)現(xiàn)，中國科學院陳旭院士與項目組人員進行龍馬溪組頁巖分層，熊偉 趙群 張曉偉 董大忠，建所之初，該研究所即面臨基礎(chǔ)設(shè)備嚴重不足、人員短缺等困難，時任新能源研究所所長的王紅巖在集團公司和勘探院黨委。
不懼挑戰(zhàn)，審時度勢，認識到基礎(chǔ)研究與實驗測試技術(shù)在頁巖氣產(chǎn)業(yè)化發(fā)展中有，2008年，該所向集團公司申請成立非常規(guī)油氣重點實驗室，次年即獲得集團公司批復，率先研制了全自動含氣量測試儀和高溫高壓等溫吸附儀等，同步引進頁巖微觀納米CT、雙束電鏡機等一批高端設(shè)備。
為我國第一批頁巖氣發(fā)現(xiàn)井提供了實驗測試數(shù)據(jù)，話題要從16年前說起，2006年，以鄒才能教授、董大忠教授為代表的一批地質(zhì)工作者開始，針對頁巖氣開展專項研究及綜合地質(zhì)評價，同時。
聯(lián)手美國新田石油公司，對我國四川威遠及川南地區(qū)寒武系-志留系頁巖氣資源潛，初步明確了威遠及川南地區(qū)頁巖氣資源潛力、有利層系和，兩年后，鄒才能教授組織勘探院項目組鉆探的一口150米淺層取，由此。
非常規(guī)科研人員多次赴長寧、威遠等地開展現(xiàn)場技術(shù)考察，在我國海相頁巖中首先發(fā)現(xiàn)了豐富的有機質(zhì)納米孔隙，證實了龍馬溪組頁巖的儲氣能力，揭開了川南五峰—龍馬溪組頁巖氣的神秘面紗，不僅如此。
還確定了在長寧構(gòu)造北面與威遠構(gòu)造的東面也有埋藏更深，綠色開發(fā)頁巖氣，取得這一業(yè)績，中國石油勘探開發(fā)研究院非常規(guī)研究所的科研工作者們功，身為大氣田的發(fā)現(xiàn)、探索和見證者，該所科研工作者們既欣慰，又振奮，欣慰的是。
16年勘探生涯沒有虛度，振奮的是，16年勘探業(yè)績可圈可點，16年來，他們成功地將頁巖氣推升至戰(zhàn)略接續(xù)領(lǐng)域，用踏石留印、抓鐵有痕的辛勤奉獻。
踐行著習近平總書記“能源的飯碗必須端在自己手里”的，履行著“我為祖國獻石油”的初心使命，頁巖之路修遠兮，唯有上下而求索，面向未來。
不懼挑戰(zhàn)，非常規(guī)研究所堅持目標導向，錨定頁巖油氣“十四五”規(guī)劃目標，在致力頁巖氣規(guī)模效益開發(fā)的基礎(chǔ)上，立志把國家能源頁巖氣研發(fā)中心和非常規(guī)油氣重點實驗室。
從而為我國頁巖氣產(chǎn)業(yè)的持續(xù)穩(wěn)定發(fā)展貢獻更多智慧與汗，努力開創(chuàng)出具有中國石油特色的頁巖油氣創(chuàng)新發(fā)展和科技，2022年，四川盆地作為我國頁巖氣勘探開發(fā)主戰(zhàn)場，中國石油在四川盆地瀘州深層高效落實國內(nèi)首個萬億方頁，這是繼探明長寧、威遠中淺層萬億方頁巖氣大氣田以來，再次獲得重大突破。
由此，2025年建產(chǎn)300億方前景可期，乘此東風憑借力，得遇坦途馬蹄疾，勘探院非常規(guī)研究團隊摩拳擦掌、躊躇滿志，他們圍繞四川盆地南部的威遠、長寧地區(qū)。
開展了實驗基礎(chǔ)測試技術(shù)、頁巖氣勘探開發(fā)基礎(chǔ)理論與技，在兩地實施多輪構(gòu)造精細解釋、優(yōu)質(zhì)頁巖儲層預測、甜點，落實了有利區(qū)，編制頁巖氣勘探開發(fā)整體規(guī)劃，為川南頁巖氣勘探開發(fā)大突破奠定了堅實的理論和技術(shù)基，審核：王勇 盧向前，聯(lián)系方式：010-64523406。
在兩位大咖的帶領(lǐng)下，非常規(guī)研究團隊緊跟現(xiàn)場頁巖氣開發(fā)實施，成就了一批優(yōu)秀的、富有科學家精神的地質(zhì)科研工作者，其中，以所長熊偉為代表的非常規(guī)人，帶領(lǐng)滲流機理研究團隊。
硬是把一個看似簡單的頁巖氣開采物理模擬實驗精雕細琢，詮釋了石油科研人的執(zhí)著與堅韌，這項啟動于國家能源頁巖氣研發(fā)（實驗）中心的頁巖氣全，十年間沒有中斷過一天，用于實驗的龍馬溪組黑色巖心，采集于四川盆地2000米深處，對中國石油頁巖氣開發(fā)具有特殊意義。
正是這項特殊的實驗為四川盆地頁巖氣開發(fā)提供了中長期，堅定了集團公司頁巖氣開發(fā)的信心，為四川盆地頁巖氣大發(fā)現(xiàn)、大開發(fā)找到了密鑰，原副總裁李鷺光同項目組人員討論頁巖氣情況，令人欣慰的是。
在頁巖氣勘探開發(fā)不斷取得重大突破的同時，一大批優(yōu)秀的石油科技達人也隨之成長成才，其中，我國著名天然氣開發(fā)專家馬新華教授，長期專注于頁巖氣勘探開發(fā)研究，于2020年提出“頁巖氣極限開發(fā)理論”，第一次從科學的高度開創(chuàng)性地詮釋了頁巖氣開發(fā)動用的基，成為未來一段時間頁巖氣勘探開發(fā)的重要指導理論。
而鄒才能院士出版的《非常規(guī)油氣地質(zhì)學》，則詳細闡述了頁巖氣連續(xù)性油氣成藏地質(zhì)理論，與馬新華教授的頁巖氣極限開發(fā)理論相輔相成，共同奠定了我國頁巖氣勘探開發(fā)理論的兩大核心理論基石，焦方正副總經(jīng)理和項目組人員討論頁巖氣發(fā)展，頁巖氣深層世界級難題急待破解，探索篇。
頁巖氣終有大突破 大發(fā)現(xiàn)，勘探大院英才輩出，在漫長的頁巖氣勘探開發(fā)路途上，還有董大忠、劉洪林、王玉滿，拜文華、王莉等科研前輩老驥伏櫪、志在千里，有頁巖氣地質(zhì)規(guī)劃高手趙群、開發(fā)新秀張曉偉，有默默堅守、心無旁騖地在實驗室內(nèi)一“熬”就是十年的，有才思敏捷、成果滿枝的孫莎莎。
有無怨無悔、埋頭苦干的蔚遠江、劉德勛和施振生，還有榮獲十大杰出青年稱號的邱振，不畏艱險、勇挑重擔的科技英才周尚文、郭為、于榮澤、，共同照亮了頁巖氣開發(fā)的無限洞天，他們先后提出威遠水下古隆起控氣、頁巖精細分層控儲、，為威遠、長寧頁巖氣開發(fā)取得重大突破和規(guī)模建產(chǎn)提供了，指導了四川盆地南部頁巖氣勘探開發(fā)方向。
大大縮短了我國頁巖氣勘探開發(fā)的探索里程，用國家能源局副局長張玉清的話講：國家能源頁巖氣研發(fā)，是我們建設(shè)得最成功的國家中心之一，對國家頁巖氣業(yè)務的支撐是最全面和最有力的，如果沒有他們的努力，我國頁巖氣勘探開發(fā)至少還要比現(xiàn)在晚十年，未來篇，近三年來。
中國石油頁巖氣大發(fā)現(xiàn)接連不斷，一個擁有萬億級儲量、千億產(chǎn)量的大氣區(qū)已現(xiàn)雛形，頁巖氣已占到新增天然氣產(chǎn)量三成，成為中國石油天然氣儲產(chǎn)量的新增長極，大場面、大發(fā)現(xiàn)正由藍圖變?yōu)樗{金，發(fā)端于上世紀80年代北美的頁巖氣革命，為全球能源行業(yè)供需格局、開采方式、技術(shù)創(chuàng)新等帶來全。
深刻改變了21世紀全球能源供應格局與地緣政治，而我國頁巖氣勘探開發(fā)，從2010年威遠構(gòu)造威201井突破算起，迄今只有12年，卻已將頁巖氣上位至我國天然氣主要增長極，發(fā)展速度如此之快，得益于16年來勘探院非常規(guī)研究團隊的不懈努力。
天然氣，美譽“藍金”，在我國龐大的天然氣家族里，有一股藍金來自四川南部長寧、威遠頁巖氣大氣田，編輯：王琳琳，早在2009年5月，在時任勘探與生產(chǎn)分公司副總經(jīng)理馬新華的籌劃組織下。
時任新能源所所長的王紅巖，代表項目組向勘探生產(chǎn)公司匯報了國內(nèi)外頁巖氣發(fā)展形勢，聽完匯報，公司當場決定啟動頁巖氣勘探開發(fā)試驗，并按照“落實資源、評價產(chǎn)能、攻克技術(shù)、效益開發(fā)”的，確定在威遠構(gòu)造實施第一口頁巖氣井，2009年12月18日，由西南油氣田承鉆的我國第一口頁巖氣評價井威201井。
目的層位為志留系龍馬溪組和寒武系九老洞組，該井于2010年4月18日完鉆，8月在筇竹寺組和龍馬溪組成功獲氣，2011年2月，經(jīng)過直改平，又成功實施了中國第一口頁巖氣水平井威201-H1井。
壓裂并獲氣，從此揭開了頁巖氣實現(xiàn)工業(yè)性生產(chǎn)、進入大規(guī)模開發(fā)的序，緊接著，非常規(guī)研究團隊經(jīng)過精細研究，圈定長寧構(gòu)造南部為頁巖氣富集有利區(qū)，具備勘探開發(fā)的大場面，遂提出頁巖氣開發(fā)“找到甜點區(qū)、打進甜點層、壓開甜點，正是在這一理念的主導下。
2012年，由西南油氣田鉆探的寧201-H1獲得10萬方以上的，這一獲得，進一步增強了集團公司大上頁巖氣業(yè)務的決心與信心，為加快川南地區(qū)頁巖氣評價和有利區(qū)優(yōu)選，非常規(guī)研究團隊自2010年以來，持續(xù)開展蜀南地區(qū)718條共計16000千米的二維地。
編制了上奧陶頂構(gòu)造圖、埋深圖、五峰組—龍馬溪組地層，有力支撐了整個川南地區(qū)五峰組—龍馬溪組頁巖氣的評價，在威遠、長寧頁巖氣單井產(chǎn)量獲得突破后，2011年，非常規(guī)研究團隊向國家能源局提出，在全國范圍內(nèi)增設(shè)一批頁巖氣國家示范區(qū)，2012年，“長寧-威遠國家級頁巖氣示范區(qū)”獲得批復。
非常規(guī)研究團隊持續(xù)為集團公司和頁巖氣現(xiàn)場開發(fā)提供支，與西南油氣田聯(lián)合編制了威遠、長寧頁巖氣20億方/年，有力助推了兩地頁巖氣工業(yè)化開采示范區(qū)建設(shè)，2009年，以非常規(guī)油氣重點實驗室建設(shè)為基礎(chǔ)，該所又向國家能源局申請在勘探院設(shè)立國家能源頁巖氣研。
旨在打造國家級頁巖氣研究中心、技術(shù)研發(fā)中心和人才培，以支撐我國頁巖氣快速實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化發(fā)展，獲得國家能源局批復后，2010年7月，由國家能源局授牌的國家級研發(fā)中心——國家能源頁巖氣。
校對：蔣伊湉，實現(xiàn)頁巖氣大開發(fā)，把能源的飯碗端在自己手里，這是時代賦予非常規(guī)人的歷史使命，2022年初。
勘探院落實集團公司要求，在原頁巖氣研究所基礎(chǔ)上，進一步集中力量，組建了非常規(guī)研究所，自豪與興奮的同時，該所更加認識到頁巖氣開發(fā)面臨的困難與挑戰(zhàn)：目前主力，3500米中淺層長期穩(wěn)產(chǎn)能力不足，埋深大于3500米的深層頁巖氣地質(zhì)構(gòu)造較復雜。
水平井產(chǎn)能差異大，深層地應力高、溫度高，水平應力差大，裂縫發(fā)育使得深層頁巖氣資源規(guī)模上產(chǎn)面臨深層次難題，深層頁巖氣單井成本進一步下降空間難度增大，經(jīng)濟效益開發(fā)面臨挑戰(zhàn)。
復雜構(gòu)造條件下，頁巖氣富集規(guī)律與多尺度流動空間及全生命周期多場耦合，決定了頁巖氣賦存特征和開發(fā)動用規(guī)律難以把握，頁巖氣開發(fā)政策與提高采收率技術(shù)需要創(chuàng)新發(fā)展，數(shù)字化轉(zhuǎn)型下頁巖氣大數(shù)據(jù)應用需持續(xù)探索……，投稿郵箱：1029926159@qq.com。
為了集中力量加快突破以頁巖氣為主的非常規(guī)業(yè)務，經(jīng)集團公司批準，在勘探院成立了專業(yè)研究機構(gòu)——新能源研究所（非常規(guī)，擔負起頁巖氣等非常規(guī)油氣業(yè)務中基礎(chǔ)理論與實測測試技，從16年前的巨幅藍圖，到今日千家萬戶的閃閃藍金。
期間，歷經(jīng)了多少勘探開發(fā)路，成長起多少石油科研人，困難是多重的，挑戰(zhàn)是嚴峻的，非常規(guī)研究所逢山開道。
遇水架橋，為了加速推動川南頁巖氣規(guī)模效益開發(fā)，非常規(guī)研究團隊已經(jīng)鎖定了下步需要鼎力攻關(guān)的技術(shù)難題，及其相對應的主攻方向：摸清川南復雜構(gòu)造背景下頁巖氣，把控開發(fā)動用規(guī)律與提高采收率技術(shù)，掌握深層頁巖氣產(chǎn)能主控因素。
深入數(shù)據(jù)集成應用平臺與智慧動態(tài)分析……一系列建議與，已獲得集團公司的采納、認可與批復，非常規(guī)研究所牽頭描繪的集團公司“2030”頁巖氣發(fā)，將以川南深層為重點，進一步完善頁巖氣富集區(qū)地質(zhì)評價技術(shù)體系，落實有利目標和開發(fā)甜點區(qū)。
揭示深層頁巖氣開發(fā)動用機理，發(fā)展儲層物性場、應力場、壓力場三場耦合理論（發(fā)展地，探索提高采收率機理與對策，建設(shè)頁巖氣智慧數(shù)據(jù)平臺，深化開發(fā)規(guī)律認識，提出深層建產(chǎn)區(qū)開發(fā)優(yōu)化技術(shù)對策，為川南頁巖氣產(chǎn)能建設(shè)部署、提升開發(fā)效益提供科技支撐，2021年10月。
習近平總書記在考察勝利油田時指出：“中國作為制造業(yè)，要發(fā)展實體經(jīng)濟，能源的飯碗必須端在自己手里，”這一重要指示，為石油人確立了工作目標，也是頁巖氣業(yè)務的努力方向，按照規(guī)劃。
到2030年，我國頁巖氣產(chǎn)量有望達到800～1000億方，占比將達到三分天下有其一，頁巖氣，業(yè)已成為我國未來天然氣增儲上產(chǎn)的主力軍。
瑞典大學采用中子衍射無損檢測技術(shù)預測增材制造零件的變形和性能
10.1016/j.addma.2020.1015，為了測量RS，已經(jīng)開發(fā)了各種方法，可以將其分為兩個主要組：破壞性和非破壞性測試方法，鉆孔和輪廓法等是半破壞性和破壞性技術(shù)，而X射線衍射，中子衍射和超聲波測試是非破壞性測試，由于缺乏穿透深度。
x光衍射方法只能給出表面附近應力狀態(tài)的信息，而中子衍射法能夠測量零件內(nèi)部的RS，因此可用于表征殘余應力分布里面的材料，在該研究中，研究人員采用中子衍射無損檢測技術(shù)，在選定的截面上研究了構(gòu)建方向?qū)す夥勰┐踩鄯蠓ㄖ苽洹?/p>
在當前的研究中，已采用無損中子衍射方法和簡化的有限元建模方法來研究，重點是提供一種方法來識別用于打印零件的合適構(gòu)造方向，以減少RS場并促進其均勻分布，為進行研究，制造了尺寸為55mm×10mm×20mm的L形樣品。
其一側(cè)的直徑為5mm，如下圖所示，使用了三個不同的構(gòu)建方向，即水平構(gòu)建(HB)，垂直構(gòu)建(VB)和以45°角構(gòu)建(45B)，出于一致性原因。
共6個零件（即每個方向2個零件）在同一批次中制造，并具有相同的打印參數(shù)，來自林雪平大學的博士Prabhat Pant表示，“在殘余應力的形成中，堆積方向會產(chǎn)生一定的影響，因此，對AM零件的性能會有一定的影響，”他是本文的一作。
并得到了瑞典戰(zhàn)略研究基金會（SSF）的支持，在該機構(gòu)的支持下，他的培訓任務是在國外進行研究，為世界上最強大的中子源歐洲散裂源的預期啟動做準備，ACNS的Luzin提供了ANSTO的本地監(jiān)督，該研究包括開發(fā)一種簡化的仿真技術(shù)，該技術(shù)使用有限元分析來基于零件的幾何形狀預測殘余應。
當通過中子實驗結(jié)果驗證時，該仿真技術(shù)具有良好的實用性，但是，研究人員指出，零件在竣工狀態(tài)下的殘余應力與零件的方向以及組合零件，在增材制造中，工藝參數(shù)相互交織，并且在諸如密度、孔隙率、機械強度等特性方面對零件的。
有必要針對每種合金微調(diào)這些參數(shù)以獲得所需的機械特性，在金屬的廣泛應用之前，金屬增材制造必須克服的幾個困難包括殘余應力(RS)，這些RS是由于層的不相容性而產(chǎn)生的自平衡應力，這主要歸因于粉末床工藝中印刷過程中不同層之間的溫度，RS可以導致優(yōu)異或劣等的機械性能，它們在增材制造過程中特別受關(guān)注。
因為高水平的殘余應力會導致零件在印刷時形成裂紋，從而導致基板嚴重變形，通常，高水平的拉伸殘余應力會導致印刷過程中出現(xiàn)裂紋，同時應力會導致零件變形，從機械角度來看，已知表面附近的壓縮殘余應力通過增加抗裂紋形成和擴展，另一方面。
拉伸殘余應力會促進疲勞損傷的發(fā)展，并可能在非常低的外部載荷下導致零件失效，有一些方法可以通過使用后處理技術(shù)（例如熱處理，噴丸處理，機加工等）來減少/修改所制造零件中的RS。
但是，對于具有復雜幾何特征的零件，這些表面處理方法可能不可行，先前關(guān)于RS的大部分工作主要集中在掃描策略、激光功，而構(gòu)建方向?qū)S的影響僅在以前很少進行研究，RS的實驗評估是在澳大利亞核科學技術(shù)組織(ANST，KOWARI是專用的應變掃描儀。
用于大量殘余應力的測量，入射光束和出射光束的狹縫尺寸為2×2mm2，以提供2×2×2mm3的規(guī)格體積選擇了1.5?的標，因為該儀器針對中子通量和儀器分辨率針對該波長進行了，在此波長下，可以使用2θ約為90°的(311)反射來完成FCC。
以具有立方體形的中子規(guī)量，使用表面掃描確定每個樣品在衍射儀上的位置：將樣品移，結(jié)果，定位精度通常優(yōu)于0.1mm，光束線中樣本的一般設(shè)置如下圖所示，根據(jù)實驗，在水平方向上打印的零件在所有三個方向上顯示的應力最，并且在所有樣品中均觀察到零件中央的壓縮RS和靠近表。
具有垂直方向的構(gòu)造在壓縮和拉伸方面都顯示出最大的R，簡化的模擬結(jié)果與應力的實驗值非常吻合，但是，在所有方向上，在零件中心普遍存在壓應力，在所有樣品的表面附近均觀察到拉伸殘余應力，這似乎存在潛在問題，需要解決。
江蘇激光聯(lián)盟導讀：，打印期間和之后的樣品，VB樣品中的孔在頂部，在KOWARI進行測量設(shè)置，樣品測量的橫截面，Pant表示能夠預測將要發(fā)生的關(guān)鍵區(qū)域以減少它們，這是重要的生產(chǎn)優(yōu)勢，盡管這些殘余應力可以通過后處理技術(shù)進行修改。
但是在制造過程中殘余應力的作用對于防止制造過程中隨，本文來源：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）零件在航空航天領(lǐng)，由于工藝本身而產(chǎn)生的殘余應力(Residual s，從而導致零件質(zhì)量下降，這些RS是阻止該工藝被廣泛采用的主要原因之一，由瑞典林雪平大學領(lǐng)導的包括RISE IVF AB瑞，該工具的成功研發(fā)將有助于使用增材制造以精確且可預測。
對于樣品，選擇四個橫截面進行2D應變和應力繪圖，并分別標記為C1，C2，C3和C4，如下圖所示，用增材制造(AM)方法制造具有復雜 幾何特征的零件，從用于原型制作到批量生產(chǎn)已經(jīng)走了很長一段路。
但是，由于工藝和材料的復雜性，用于批量生產(chǎn)的金屬零件的增材制造尚未完全建立，在逐層制造零件的許多不同方法中，基于激光的粉末床熔融法(laser-based p，L-PBF)是使用最廣泛的技術(shù)之一，主要由于其可用的材料范圍和工藝參數(shù)選擇，AM不僅可以生產(chǎn)復雜的零件。
而且如果實施得當，還可以實現(xiàn)生態(tài)友好和可持續(xù)發(fā)展，例如，在粉末床方法中，可以將剩余的粉末與新鮮粉末結(jié)合起來回收再利用，而不會影響質(zhì)量，此外，AM可用于修理和翻新使用傳統(tǒng)方法制造的舊零件。
為了進行增材制造，已經(jīng)開發(fā)和研究了多種材料，鎳基超級合金是能源和航空航天行業(yè)中非常重要的一種材，因為它們在高溫下具有良好的機械性能，這些鎳基超級合金通常用于航空和燃氣渦輪發(fā)動機。
尤其是高壓渦輪葉片和熱段部件，對于此類部件，與AM相比，傳統(tǒng)制造技術(shù)成本低廉且耗時。
關(guān)于成就大發(fā)現(xiàn)，藍圖變藍金瑞典大學采用中子衍射無損檢測技術(shù)預測增材制造零件的變形和性能的內(nèi)容就介紹到這里！
