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2、成就大發(fā)現(xiàn)，藍(lán)圖變藍(lán)金
綜述：航空航天領(lǐng)域的金屬增材制造（二a）
▲圖18 美國(guó)宇航局MSFC的液氫和液氧渦輪泵中使，美國(guó)宇航局已經(jīng)在各種應(yīng)用中展示了復(fù)雜的渦輪機(jī)，葉輪、泵蝸殼、渦輪整體葉盤、渦輪定子、渦輪出口導(dǎo)向，液態(tài)氫燃料渦輪泵制造成功，零件比傳統(tǒng)制造少45%，并完成了每分鐘超過(guò)90000次的旋轉(zhuǎn)和發(fā)動(dòng)機(jī)測(cè)試。
液氧泵也證明了AM在相關(guān)測(cè)試環(huán)境中的應(yīng)用，人們注意到，這些AM組件需要改進(jìn)工藝，包括表面處理、材料性能、建造過(guò)程中支撐結(jié)構(gòu)的應(yīng)用以，RUAG與阿爾繼續(xù)合作設(shè)計(jì)、使用TO和AM制作一個(gè)，使用典型的減材方法制造的前體支架，一旦在新設(shè)計(jì)中使用TO和AM。
則質(zhì)量可大為減少，圖9中的支架在配置測(cè)試中，這些測(cè)試包括計(jì)算機(jī)斷層掃描(CT)掃描、幾何分析、，參考資料：，2.AM在航空航天中的獨(dú)特應(yīng)用，支架、結(jié)構(gòu)和框架是 AM和TO（拓?fù)鋬?yōu)化，topology optimization。
以下簡(jiǎn)稱TO)在航空航天中應(yīng)用的典型，有機(jī)輕質(zhì)結(jié)構(gòu)的生產(chǎn)以前是由傳統(tǒng)制造方法進(jìn)行的，其生產(chǎn)過(guò)程受到諸多限制，如鑄造方向、對(duì)稱性，尺寸和工具軌跡，與其他制造技術(shù)相比。
金屬增材制造利用TO技術(shù)可進(jìn)一步減輕組件的質(zhì)量，從而讓更復(fù)雜的設(shè)計(jì)可行，▲圖3 在馬歇爾航空飛行中心(NASA-MSFC)，來(lái)源：NASA，盡管晶格結(jié)構(gòu)還處于初級(jí)階段，但它的性能提高正受到越來(lái)越多的關(guān)注，最近研究（圖15）證明了在壓氣機(jī)葉輪上應(yīng)用晶格結(jié)構(gòu)，傳統(tǒng)制造業(yè)和AM的結(jié)合為減目前在參數(shù)不完善的影響提。
Autodesk使用AM技術(shù)和傳統(tǒng)金屬鑄造流程結(jié)合，使用Autodesk的Netfabb軟件包，飛機(jī)座椅通過(guò)網(wǎng)格和表面優(yōu)化（類似于TO技術(shù)的算法)，這些技術(shù)被組合使用，可生產(chǎn)包含復(fù)雜的晶格幾何圖形的高質(zhì)模具座椅框架，可用塑料印刷以降低成本以及節(jié)約時(shí)間。
并用于以類似的方法制造陶瓷鑄?！笆灐边^(guò)程，最后，用鎂鑄造的框架被證明可用于飛機(jī)所需的座椅大量生產(chǎn)，▲圖2 Trent XWB-97發(fā)動(dòng)機(jī)用AM生產(chǎn)的，2.1.1，航空結(jié)構(gòu)和支架，2017年。
挪威金屬3D打印公司Norsk Titanium(，這些部件由鈦Ti-6Al-4V制成，是第一個(gè)出現(xiàn)在波音787夢(mèng)幻客機(jī)的AM組件，關(guān)于朱諾號(hào)的官方介紹，▲圖7 (a)總變形。
(b)剛體運(yùn)動(dòng)和(c)翹曲變形，▲圖11 .nTopology和美國(guó)空軍技術(shù)學(xué)院A，1，Optomec，LENS Component Repair Sol，2016。
https://optomec.com/ wp-c，02，2021)，江蘇激光聯(lián)盟陳長(zhǎng)軍原創(chuàng)作品，▲圖9 帶有轉(zhuǎn)接板和模擬物質(zhì)量的支架的測(cè)試配置，來(lái)源：美國(guó)航空航天學(xué)會(huì)(AIAA)，2017年晚些時(shí)候。
空客開始生產(chǎn)和安裝用于A350 XWB飛機(jī)的鈦關(guān)鍵，該組件是飛機(jī)外掛架(機(jī)翼和引擎之間的連接處)的一部，也是通過(guò)AM技術(shù)制造，EOS和空中客車集團(tuán)創(chuàng)新公司的一項(xiàng)聯(lián)合研究是在空中，該部件將使用粉末床激光熔化(LPBF)技術(shù)，由Ti-6Al-4V制造，旨在實(shí)現(xiàn)當(dāng)前設(shè)計(jì)遠(yuǎn)不能做到的高質(zhì)量和低成本，在發(fā)動(dòng)機(jī)檢測(cè)艙取代目前的鉸鏈支架。
這項(xiàng)研究表明，與傳統(tǒng)鑄造工藝相比，基于粉末床激光熔化的AM 技術(shù)在輕質(zhì)化方面具有明顯，西門子強(qiáng)調(diào)借助AM增強(qiáng)渦輪機(jī)的可制造性，西門子2009年開始投資AM。
在2013年的燃?xì)廨啓C(jī)中安裝了第一批AM組件，于2017年成功印刷安裝熱氣通道葉片，然后他們繼續(xù)評(píng)估商業(yè)應(yīng)用的可行性，使用AM制造渦輪壓縮機(jī)的封閉式徑向葉輪，取決于測(cè)試的成功和監(jiān)管機(jī)構(gòu)的批準(zhǔn)。
徑向葉輪顯示有望提高渦輪機(jī)效率，雖然這些不是直接的航空航天例子，但它們很好地表明了高性能組件的潛力和能力，AM技術(shù)已經(jīng)被廣泛應(yīng)用于維?，F(xiàn)有部件，損壞的部件可以用AM修復(fù)，而不是更換或者直接報(bào)廢。
這可以顯著節(jié)省昂貴部件的成本、減少新組件的生產(chǎn)周期，進(jìn)一步研究已經(jīng)表明，與傳統(tǒng)方法相比，通過(guò)AM進(jìn)行恢復(fù)的組件上“環(huán)境足跡”要少得多，恢復(fù)轉(zhuǎn)子葉片的結(jié)構(gòu)完整性提供了成本效益。
因?yàn)檫@些組件的制造可能花費(fèi)幾萬(wàn)甚至幾十萬(wàn)美元，圖17顯示了使用LENS AM的修復(fù)過(guò)程(LENS，其中(a)展示了LENS系統(tǒng)的修復(fù)過(guò)程，(b)展示了T700整體葉盤前緣修復(fù)后 (c)顯示，▲圖6 空客A320機(jī)艙鉸鏈支架的TO和AM。
左:TO設(shè)計(jì)流程，右:原始支架(上)和最終的TO優(yōu)化設(shè)計(jì)(下)，原鋼支架= 918g，Ti6Al4V中的TO和AM支架= 326 g 來(lái)，https://doi.org/10.1016/j。
下集預(yù)告：預(yù)約航空航天中AM的獨(dú)特應(yīng)用—熱裝置和液，▲圖5 Norsk Titanium公司獲得專利的，▲圖12 晶格結(jié)構(gòu)的使用:(a)衛(wèi)星太陽(yáng)能電池板展，2.1.結(jié)構(gòu)和支架，LEAP發(fā)動(dòng)機(jī)燃料噴嘴成功后，通用電氣隨后繼續(xù)為新GE9X系列發(fā)動(dòng)機(jī)生產(chǎn)大量AM。
GE9X發(fā)動(dòng)機(jī)擁有304個(gè)額外部件，相當(dāng)于超過(guò)三分之一的部件使用AM技術(shù)生產(chǎn)，該發(fā)動(dòng)機(jī)將具有28個(gè)LEAP發(fā)動(dòng)機(jī)的燃料噴嘴、22，所有這些都是用AM制造的，直接能量沉積技術(shù)(DED)正被用于制造大尺寸金屬結(jié)，這些結(jié)構(gòu)可以通過(guò)多軸定位系統(tǒng)來(lái)構(gòu)建，保證各層沒(méi)有突出部分。
五軸聯(lián)動(dòng)被應(yīng)用在Inconel 718直升機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)，形成了接近90度的有效懸垂角，▲圖17 葉片修復(fù)過(guò)程，航天工業(yè)通常指與軌道運(yùn)載火箭相關(guān)的經(jīng)濟(jì)活動(dòng)、進(jìn)入地，航天工業(yè)經(jīng)常依賴新的先進(jìn)技術(shù)繼續(xù)推進(jìn)探索和其他任務(wù)，2011年。
第一個(gè)AM航天器結(jié)構(gòu)在朱諾號(hào)探測(cè)木星任務(wù)中應(yīng)用，一組八個(gè)支架用來(lái)連接波導(dǎo)（用來(lái)在組件間傳輸無(wú)線電頻，空客、APWorks和Autodesk的合作項(xiàng)目任，新的分隔使用了類似于TO的生成式設(shè)計(jì)建立初始支柱結(jié)，以減輕質(zhì)量、同時(shí)保持最大位移約束。
然后通過(guò)將初始TO幾何圖形轉(zhuǎn)換成晶格進(jìn)一步輕量化，兩架飛機(jī)上的靜態(tài)和旋轉(zhuǎn)部件表明宇宙飛船火箭發(fā)動(dòng)機(jī)既，也要適應(yīng)惡劣的環(huán)境，如高空壓力、溫度和腐蝕性或脆化等環(huán)境，這些性能要求通常導(dǎo)致使用高度復(fù)雜的幾何零件和特殊材。
諸如壓縮機(jī)葉片、渦輪葉片、導(dǎo)流器和葉輪的組件具有非，AM技術(shù)則有了可施展的空間，設(shè)計(jì)師可以借此突破傳統(tǒng)制造中常見的幾何限制，制造更復(fù)雜的最終組件，然而AM工藝也有局限性，比如在制造這些幾何形狀中角度控制以及表面加工比較粗，典型的角度限制懸伸。
最大可到相對(duì)于垂直的45度，表面粗糙度的變化取決于突出部分角度，面朝下的表面通常具有多余的材料，并且其表面粗糙，除此以外還具有不規(guī)則的表面形態(tài)，角度變化會(huì)影響底層粉末的局部熱歷史(在粉末床熔化)，接著導(dǎo)致這些區(qū)域溫度越來(lái)越高，支撐結(jié)構(gòu)或可解決這種情況并降低殘余應(yīng)力的翹曲可能。
但這需要后處理的支持，在復(fù)雜組件中可能很困難，這種種限制正在被不同的研究人員提高金屬AM元器件的，增材制造的承重結(jié)構(gòu)和支架的設(shè)計(jì)較為復(fù)雜，與傳統(tǒng)意義上的支架等有明顯區(qū)別。
看似簡(jiǎn)單的幾何形狀，卻擁有卓越的比強(qiáng)度特性，而這些技術(shù)若被充分利用、成功應(yīng)用，必須全面了解滿載路徑和環(huán)境，金屬增材制造（AM）使組件限制內(nèi)根據(jù)各種材料和不同，2.1.2，航天器結(jié)構(gòu)，金屬增材制造可被應(yīng)用于多領(lǐng)域。
本綜述著重介紹其在航天航空領(lǐng)域的應(yīng)用、該領(lǐng)域應(yīng)用此，此為第二部分（總共四大類應(yīng)用），本文主要介紹該技術(shù)在航空航天中的其中兩大獨(dú)特應(yīng)用—，文章來(lái)源：Metal additive manuf，Material and Design，Elsevier。
▲圖1 商用噴氣式飛機(jī)的前機(jī)身（上）、其示意圖（中，Allison在2014年等人報(bào)道了該領(lǐng)域的早期研，顯示了AM在葉輪等渦輪機(jī)械部件上的應(yīng)用潛力，使用AM技術(shù)的Inconel 718生產(chǎn)的葉輪在測(cè)，有趣的是，在測(cè)試期間。
葉輪試驗(yàn)臺(tái)是由多個(gè)通過(guò)AM技術(shù)制造的其他組件組成的，最近對(duì)TO應(yīng)用已經(jīng)允許了給定參數(shù)下的形狀保持，可供設(shè)計(jì)者對(duì)質(zhì)量和翹曲變形進(jìn)行優(yōu)化（圖7），這方面的一個(gè)很好的例子是駕駛艙擋風(fēng)玻璃的設(shè)計(jì)，而飛機(jī)的前機(jī)身質(zhì)量可大為減輕，從而緩解鳥擊和極端天氣造成的消極影響，這項(xiàng)研究保持了擋風(fēng)玻璃的翹曲變形、限制擋風(fēng)玻璃局部。
以避免開裂，形狀保持的TO設(shè)計(jì)消除了擋風(fēng)玻璃周圍元素臨界載荷的，TO技術(shù)與航天工業(yè)設(shè)計(jì)、制造工作流程整合的最大挑戰(zhàn)，以及復(fù)雜性較高的組件質(zhì)量的不確定性——在AM技術(shù)更，這些方面必將有很大的發(fā)展。
Thales Alenia Space公司也與歐空，使用TO減少支撐結(jié)構(gòu)質(zhì)量，然后通過(guò)晶進(jìn)一步降低質(zhì)量，圖12a所示的結(jié)構(gòu)減少了5倍質(zhì)量、節(jié)約了4倍成本，通過(guò)零件整合減少了10個(gè)組件，圖12b是晶格使用的另一個(gè)例子-熱應(yīng)用，▲圖13 AM制造的帶有內(nèi)部網(wǎng)格的葉輪和帶有內(nèi)部網(wǎng)，由于固有的性能優(yōu)勢(shì)。
輕質(zhì)化技術(shù)已經(jīng)在航空航天工業(yè)廣泛應(yīng)用，在適當(dāng)?shù)沫h(huán)境和組合負(fù)載已知的情況下，TO可作為大型結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的有力工具，用于整體形狀和質(zhì)量?jī)?yōu)化的飛機(jī)部件，TO的早期設(shè)計(jì)和流行的應(yīng)用可在A380翼尖下垂中看，空中客車英國(guó)公司與Altair Engineeri，為導(dǎo)致抗剪腹板和桁架設(shè)計(jì)的翼尖下垂提供更多穩(wěn)定性，▲圖4：空客利用TO和AM生產(chǎn)的A350 XWB客。
未完待續(xù)，歡迎您持續(xù)關(guān)注，2，F(xiàn)，F(xiàn)roes，R。
Boyer，Additive manufacturing fo，Additive Manuf，Aerospace Ind，(2019) 1–482。
https://doi.org/10.1201/ ，▲圖14 全新波音777X試飛，2.1.3，晶格結(jié)構(gòu)，▲圖10 1.5 m反射鏡支架示例 來(lái)源：弗勞恩霍，▲圖8 哨兵-1C和哨兵-1D天線支架的加工，此后，AM技術(shù)不斷走向成熟。
人們對(duì)金屬AM航空航天工業(yè)的信心顯著增強(qiáng)，AM在制造運(yùn)載火箭和衛(wèi)星的組件方面發(fā)揮更大的作用，歐洲航天局(European Space Agen，該系列1A和1B，分別于2014年和2016年發(fā)射，這兩種使用的是常規(guī)制造技術(shù)。
允許一套由RUAG（RUAG Space 是歐洲最，使用AM技術(shù)與傳統(tǒng)設(shè)計(jì)進(jìn)行比較，RUAG與EOS和Altair一起設(shè)計(jì)并生產(chǎn)了一款，金屬AM和TO方法的最新發(fā)展使大量新項(xiàng)目應(yīng)運(yùn)而生，這些項(xiàng)目借助這些技術(shù)實(shí)現(xiàn)了組件輕質(zhì)化，突破了其他典型的制造技術(shù)的限制，TO和AM技術(shù)的協(xié)同效應(yīng)非常明顯，近年來(lái)在許多航空航天應(yīng)用領(lǐng)域卓有成效。
用于商用飛機(jī)內(nèi)部部件的第一個(gè)例子是A350客艙支架，空客利用TO和AM在2014年使用鈦合金Ti-6A，圖7所示的現(xiàn)有天線支架的優(yōu)化版本，微型立方體衛(wèi)星(CubeSats)是一種在模塊化系，增加了小型衛(wèi)星制造商進(jìn)入空間的機(jī)會(huì)，這些衛(wèi)星被設(shè)計(jì)得既輕便又小巧，足以作為二級(jí)有效載荷。
CubeSats結(jié)構(gòu)的質(zhì)量減少一方面增加了有效載荷，另一方面降低了將這些衛(wèi)星送入軌道的成本，在粉末床激光熔化機(jī)上制成的Inconel718，其目標(biāo)是減少質(zhì)量、零件數(shù)、生產(chǎn)周期和增加剛度，圖11所示的結(jié)構(gòu)。
實(shí)現(xiàn)了50%的質(zhì)量減少且150個(gè)組件縮減到了不到2，這就相當(dāng)于故障位置減少了6倍，▲圖16 通用LEAP噴嘴，江蘇激光聯(lián)盟導(dǎo)讀：，▲圖15 印刷葉輪及與模擬結(jié)果的比較|| (a)帶，(b)打印葉輪，與模擬結(jié)果進(jìn)行比較(毫米)，其中最知名的AM組件應(yīng)用是通用電氣LEAP發(fā)動(dòng)機(jī)的。
2015年開始生產(chǎn)，2018年就生產(chǎn)了30000多個(gè)噴嘴，直到現(xiàn)在，利用鈷鉻合金LPBF技術(shù)，如圖16所示的燃料噴嘴已安裝在多臺(tái)商用發(fā)動(dòng)機(jī)上，發(fā)動(dòng)機(jī)制造商Pratt & Whitney公司在過(guò)。
現(xiàn)在正生產(chǎn)用于Bombardier C 系列飛機(jī)P，這些定子葉片用于引導(dǎo)氣流通過(guò)飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)的壓縮機(jī)，衛(wèi)星反射鏡組件的制造經(jīng)常受到諸多限制，除了光學(xué)或傳感器裝置，相應(yīng)的支撐結(jié)構(gòu)也受到高技術(shù)要求的影響，在歐空局的L級(jí)雅典娜(Athena)。
或者叫先進(jìn)高能天體物理學(xué)望遠(yuǎn)鏡(Advanced ，硅光學(xué)(Silicon Pore Optics-S，AM已經(jīng)被弗勞恩霍夫（Fraunhofer IWS，為克服制造中的限制，需要定制某些流程和技術(shù)，F(xiàn)raunhofer IWS、歐空局和空客合作發(fā)展，此工藝具有激光金屬沉積(Laser Metal D。
且具有制造大量鈦結(jié)構(gòu)的低溫的制造精度，到目前為止，一個(gè)直徑1.5米的模型已經(jīng)被生產(chǎn)，并演示了整個(gè)流程鏈的可行性（圖10），晶格結(jié)構(gòu)在金屬AM中的一個(gè)明顯但報(bào)道較少的應(yīng)用是用，TO技術(shù)通過(guò)給組件“去殼”進(jìn)一步減少質(zhì)量，但這也帶來(lái)了挑戰(zhàn)——內(nèi)部空洞，而這可能發(fā)生在任何懸伸部分的內(nèi)部支撐結(jié)構(gòu)。
并會(huì)借助 未加工粉末增加質(zhì)量，這個(gè)挑戰(zhàn)通常通過(guò)在印刷組件中使用內(nèi)部晶格幾何——具，然而，這些內(nèi)部晶格通常不能消除所有的未加工的粉末和孔洞，圖13展示了使用晶格填充物減少內(nèi)部質(zhì)量。
這一設(shè)計(jì)中的葉輪減小了轉(zhuǎn)動(dòng)慣量，并增加了性能，通用電氣的新一代GE9X發(fā)動(dòng)機(jī)（圖14），于2020年1月搭乘全新波音777X首航，是有史以來(lái)生產(chǎn)的最大和最強(qiáng)大的商用噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)，GE9X是一種大涵道比渦扇發(fā)動(dòng)機(jī)。
其特點(diǎn)是集成的AM制造組件直接進(jìn)入發(fā)動(dòng)機(jī)的核心結(jié)構(gòu)，值得注意的是，228個(gè)低壓渦輪葉片由TiAl使用EB-PBF制造，從而使發(fā)動(dòng)機(jī)輕質(zhì)化，02:05，最近，晶格結(jié)構(gòu)由于其多方面的優(yōu)勢(shì)引起了廣泛的興趣，在過(guò)去的十年里。
TO在設(shè)計(jì)者中由于其優(yōu)化中間結(jié)構(gòu)和宏觀結(jié)構(gòu)模式受到，甚至它有時(shí)還能用來(lái)設(shè)計(jì)新的蜂窩(或晶格)結(jié)構(gòu)，雖然先前的晶格設(shè)計(jì)在熱交換器和矩形濾波器中有所使用，但現(xiàn)在使用算法則可以利用使用開孔晶格結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)更復(fù)雜，盡管潛力巨大，需要注意其仍然有設(shè)計(jì)和制造局限，大型現(xiàn)代飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)通常由幾萬(wàn)個(gè)部件組成。
盡管并非所有部件都可通過(guò)AM技術(shù)制造，核心渦輪機(jī)和壓縮機(jī)葉片的許多組件可應(yīng)用AM技術(shù)，Honeywell航空公司完成了對(duì)HTF7000系，這項(xiàng)研究不僅詳細(xì)說(shuō)明了高壓渦輪應(yīng)用了AM技術(shù)，而且還設(shè)計(jì)了切向機(jī)載噴射器、第二級(jí)高壓渦輪噴嘴、霧，2.2 靜態(tài)和動(dòng)態(tài)發(fā)動(dòng)機(jī)部件。
成就大發(fā)現(xiàn)，藍(lán)圖變藍(lán)金
建所之初，該研究所即面臨基礎(chǔ)設(shè)備嚴(yán)重不足、人員短缺等困難，時(shí)任新能源研究所所長(zhǎng)的王紅巖在集團(tuán)公司和勘探院黨委，不懼挑戰(zhàn)，審時(shí)度勢(shì)。
認(rèn)識(shí)到基礎(chǔ)研究與實(shí)驗(yàn)測(cè)試技術(shù)在頁(yè)巖氣產(chǎn)業(yè)化發(fā)展中有，2008年，該所向集團(tuán)公司申請(qǐng)成立非常規(guī)油氣重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，次年即獲得集團(tuán)公司批復(fù)，率先研制了全自動(dòng)含氣量測(cè)試儀和高溫高壓等溫吸附儀等。
同步引進(jìn)頁(yè)巖微觀納米CT、雙束電鏡機(jī)等一批高端設(shè)備，為我國(guó)第一批頁(yè)巖氣發(fā)現(xiàn)井提供了實(shí)驗(yàn)測(cè)試數(shù)據(jù)，熊偉 趙群 張曉偉 董大忠，原副總裁李鷺光同項(xiàng)目組人員討論頁(yè)巖氣情況，頁(yè)巖氣深層世界級(jí)難題急待破解，未來(lái)篇，話題要從16年前說(shuō)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(duì)頁(yè)巖氣開展專項(xiàng)研究及綜合地質(zhì)評(píng)價(jià)，同時(shí)，聯(lián)手美國(guó)新田石油公司，對(duì)我國(guó)四川威遠(yuǎn)及川南地區(qū)寒武系-志留系頁(yè)巖氣資源潛，初步明確了威遠(yuǎn)及川南地區(qū)頁(yè)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(xiàng)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(zhǎng)寧、威遠(yuǎn)等地開展現(xiàn)場(chǎng)技術(shù)考察，在我國(guó)海相頁(yè)巖中首先發(fā)現(xiàn)了豐富的有機(jī)質(zhì)納米孔隙，證實(shí)了龍馬溪組頁(yè)巖的儲(chǔ)氣能力。
揭開了川南五峰—龍馬溪組頁(yè)巖氣的神秘面紗，不僅如此，還確定了在長(zhǎng)寧構(gòu)造北面與威遠(yuǎn)構(gòu)造的東面也有埋藏更深，聯(lián)系方式：010-64523406，為加快川南地區(qū)頁(yè)巖氣評(píng)價(jià)和有利區(qū)優(yōu)選，非常規(guī)研究團(tuán)隊(duì)自2010年以來(lái)。
持續(xù)開展蜀南地區(qū)718條共計(jì)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(gè)川南地區(qū)五峰組—龍馬溪組頁(yè)巖氣的評(píng)價(jià)，在威遠(yuǎn)、長(zhǎng)寧頁(yè)巖氣單井產(chǎn)量獲得突破后，2011年，非常規(guī)研究團(tuán)隊(duì)向國(guó)家能源局提出。
在全國(guó)范圍內(nèi)增設(shè)一批頁(yè)巖氣國(guó)家示范區(qū)，2012年，“長(zhǎng)寧-威遠(yuǎn)國(guó)家級(jí)頁(yè)巖氣示范區(qū)”獲得批復(fù)，非常規(guī)研究團(tuán)隊(duì)持續(xù)為集團(tuán)公司和頁(yè)巖氣現(xiàn)場(chǎng)開發(fā)提供支，與西南油氣田聯(lián)合編制了威遠(yuǎn)、長(zhǎng)寧頁(yè)巖氣20億方/年，有力助推了兩地頁(yè)巖氣工業(yè)化開采示范區(qū)建設(shè)，勘探大院英才輩出，在漫長(zhǎng)的頁(yè)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(yè)巖氣地質(zhì)規(guī)劃高手趙群、開發(fā)新秀張曉偉，有默默堅(jiān)守、心無(wú)旁騖地在實(shí)驗(yàn)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(wú)怨無(wú)悔、埋頭苦干的蔚遠(yuǎn)江、劉德勛和施振生，還有榮獲十大杰出青年稱號(hào)的邱振。
不畏艱險(xiǎn)、勇挑重?fù)?dān)的科技英才周尚文、郭為、于榮澤、，共同照亮了頁(yè)巖氣開發(fā)的無(wú)限洞天，他們先后提出威遠(yuǎn)水下古隆起控氣、頁(yè)巖精細(xì)分層控儲(chǔ)、，為威遠(yuǎn)、長(zhǎng)寧頁(yè)巖氣開發(fā)取得重大突破和規(guī)模建產(chǎn)提供了，指導(dǎo)了四川盆地南部頁(yè)巖氣勘探開發(fā)方向，大大縮短了我國(guó)頁(yè)巖氣勘探開發(fā)的探索里程，用國(guó)家能源局副局長(zhǎng)張玉清的話講：國(guó)家能源頁(yè)巖氣研發(fā)。
是我們建設(shè)得最成功的國(guó)家中心之一，對(duì)國(guó)家頁(yè)巖氣業(yè)務(wù)的支撐是最全面和最有力的，如果沒(méi)有他們的努力，我國(guó)頁(yè)巖氣勘探開發(fā)至少還要比現(xiàn)在晚十年，取得這一業(yè)績(jī)，中國(guó)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(méi)有虛度，振奮的是，16年勘探業(yè)績(jī)可圈可點(diǎn)，16年來(lái)，他們成功地將頁(yè)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(xiàn)。
踐行著習(xí)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(guó)獻(xiàn)石油”的初心使命，綠色開發(fā)頁(yè)巖氣，突破篇，編輯：王琳琳，發(fā)端于上世紀(jì)80年代北美的頁(yè)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(lái)全，深刻改變了21世紀(jì)全球能源供應(yīng)格局與地緣政治，而我國(guó)頁(yè)巖氣勘探開發(fā)，從2010年威遠(yuǎn)構(gòu)造威201井突破算起，迄今只有12年，卻已將頁(yè)巖氣上位至我國(guó)天然氣主要增長(zhǎng)極，發(fā)展速度如此之快。
得益于16年來(lái)勘探院非常規(guī)研究團(tuán)隊(duì)的不懈努力，在兩位大咖的帶領(lǐng)下，非常規(guī)研究團(tuán)隊(duì)緊跟現(xiàn)場(chǎng)頁(yè)巖氣開發(fā)實(shí)施，成就了一批優(yōu)秀的、富有科學(xué)家精神的地質(zhì)科研工作者，其中，以所長(zhǎng)熊偉為代表的非常規(guī)人。
帶領(lǐng)滲流機(jī)理研究團(tuán)隊(duì)，硬是把一個(gè)看似簡(jiǎn)單的頁(yè)巖氣開采物理模擬實(shí)驗(yàn)精雕細(xì)琢，詮釋了石油科研人的執(zhí)著與堅(jiān)韌，這項(xiàng)啟動(dòng)于國(guó)家能源頁(yè)巖氣研發(fā)（實(shí)驗(yàn)）中心的頁(yè)巖氣全，十年間沒(méi)有中斷過(guò)一天，用于實(shí)驗(yàn)的龍馬溪組黑色巖心。
采集于四川盆地2000米深處，對(duì)中國(guó)石油頁(yè)巖氣開發(fā)具有特殊意義，正是這項(xiàng)特殊的實(shí)驗(yàn)為四川盆地頁(yè)巖氣開發(fā)提供了中長(zhǎng)期，堅(jiān)定了集團(tuán)公司頁(yè)巖氣開發(fā)的信心，為四川盆地頁(yè)巖氣大發(fā)現(xiàn)、大開發(fā)找到了密鑰。
2009年，以非常規(guī)油氣重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室建設(shè)為基礎(chǔ)，該所又向國(guó)家能源局申請(qǐng)?jiān)诳碧皆涸O(shè)立國(guó)家能源頁(yè)巖氣研，旨在打造國(guó)家級(jí)頁(yè)巖氣研究中心、技術(shù)研發(fā)中心和人才培，以支撐我國(guó)頁(yè)巖氣快速實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化發(fā)展，獲得國(guó)家能源局批復(fù)后，2010年7月。
由國(guó)家能源局授牌的國(guó)家級(jí)研發(fā)中心——國(guó)家能源頁(yè)巖氣，頁(yè)巖氣終有大突破 大發(fā)現(xiàn)，2021年10月，習(xí)近平總書記在考察勝利油田時(shí)指出：“中國(guó)作為制造業(yè)，要發(fā)展實(shí)體經(jīng)濟(jì)，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(biāo)，也是頁(yè)巖氣業(yè)務(wù)的努力方向，按照規(guī)劃，到2030年，我國(guó)頁(yè)巖氣產(chǎn)量有望達(dá)到800～1000億方，占比將達(dá)到三分天下有其一，頁(yè)巖氣。
業(yè)已成為我國(guó)未來(lái)天然氣增儲(chǔ)上產(chǎn)的主力軍，實(shí)現(xiàn)頁(yè)巖氣大開發(fā)，把能源的飯碗端在自己手里，這是時(shí)代賦予非常規(guī)人的歷史使命，2022年初，勘探院落實(shí)集團(tuán)公司要求。
在原頁(yè)巖氣研究所基礎(chǔ)上，進(jìn)一步集中力量，組建了非常規(guī)研究所，自豪與興奮的同時(shí)，該所更加認(rèn)識(shí)到頁(yè)巖氣開發(fā)面臨的困難與挑戰(zhàn)：目前主力，3500米中淺層長(zhǎng)期穩(wěn)產(chǎn)能力不足，埋深大于3500米的深層頁(yè)巖氣地質(zhì)構(gòu)造較復(fù)雜。
水平井產(chǎn)能差異大，深層地應(yīng)力高、溫度高，水平應(yīng)力差大，裂縫發(fā)育使得深層頁(yè)巖氣資源規(guī)模上產(chǎn)面臨深層次難題，深層頁(yè)巖氣單井成本進(jìn)一步下降空間難度增大，經(jīng)濟(jì)效益開發(fā)面臨挑戰(zhàn)，復(fù)雜構(gòu)造條件下，頁(yè)巖氣富集規(guī)律與多尺度流動(dòng)空間及全生命周期多場(chǎng)耦合。
決定了頁(yè)巖氣賦存特征和開發(fā)動(dòng)用規(guī)律難以把握，頁(yè)巖氣開發(fā)政策與提高采收率技術(shù)需要?jiǎng)?chuàng)新發(fā)展，數(shù)字化轉(zhuǎn)型下頁(yè)巖氣大數(shù)據(jù)應(yīng)用需持續(xù)探索……，審核：王勇 盧向前，天道酬勤，有志竟成，勘探院非常規(guī)研究團(tuán)隊(duì)的不懈努力，在頁(yè)巖氣地質(zhì)評(píng)價(jià)、開發(fā)技術(shù)等領(lǐng)域獲得突破性進(jìn)展。
成就了頁(yè)巖氣的大突破、大發(fā)現(xiàn)，困難是多重的，挑戰(zhàn)是嚴(yán)峻的，非常規(guī)研究所逢山開道，遇水架橋。
為了加速推動(dòng)川南頁(yè)巖氣規(guī)模效益開發(fā)，非常規(guī)研究團(tuán)隊(duì)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(duì)應(yīng)的主攻方向：摸清川南復(fù)雜構(gòu)造背景下頁(yè)巖氣，把控開發(fā)動(dòng)用規(guī)律與提高采收率技術(shù)，掌握深層頁(yè)巖氣產(chǎn)能主控因素。
深入數(shù)據(jù)集成應(yīng)用平臺(tái)與智慧動(dòng)態(tài)分析……一系列建議與，已獲得集團(tuán)公司的采納、認(rèn)可與批復(fù)，非常規(guī)研究所牽頭描繪的集團(tuán)公司“2030”頁(yè)巖氣發(fā)，將以川南深層為重點(diǎn)，進(jìn)一步完善頁(yè)巖氣富集區(qū)地質(zhì)評(píng)價(jià)技術(shù)體系，落實(shí)有利目標(biāo)和開發(fā)甜點(diǎn)區(qū)。
揭示深層頁(yè)巖氣開發(fā)動(dòng)用機(jī)理，發(fā)展儲(chǔ)層物性場(chǎng)、應(yīng)力場(chǎng)、壓力場(chǎng)三場(chǎng)耦合理論（發(fā)展地，探索提高采收率機(jī)理與對(duì)策，建設(shè)頁(yè)巖氣智慧數(shù)據(jù)平臺(tái)，深化開發(fā)規(guī)律認(rèn)識(shí)。
提出深層建產(chǎn)區(qū)開發(fā)優(yōu)化技術(shù)對(duì)策，為川南頁(yè)巖氣產(chǎn)能建設(shè)部署、提升開發(fā)效益提供科技支撐，早在2009年5月，在時(shí)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(shí)任新能源所所長(zhǎng)的王紅巖。
代表項(xiàng)目組向勘探生產(chǎn)公司匯報(bào)了國(guó)內(nèi)外頁(yè)巖氣發(fā)展形勢(shì)，聽完匯報(bào)，公司當(dāng)場(chǎng)決定啟動(dòng)頁(yè)巖氣勘探開發(fā)試驗(yàn)，并按照“落實(shí)資源、評(píng)價(jià)產(chǎn)能、攻克技術(shù)、效益開發(fā)”的，確定在威遠(yuǎn)構(gòu)造實(shí)施第一口頁(yè)巖氣井，2009年12月18日，由西南油氣田承鉆的我國(guó)第一口頁(yè)巖氣評(píng)價(jià)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(guò)直改平，又成功實(shí)施了中國(guó)第一口頁(yè)巖氣水平井威201-H1井。
壓裂并獲氣，從此揭開了頁(yè)巖氣實(shí)現(xiàn)工業(yè)性生產(chǎn)、進(jìn)入大規(guī)模開發(fā)的序，為了集中力量加快突破以頁(yè)巖氣為主的非常規(guī)業(yè)務(wù)，經(jīng)集團(tuán)公司批準(zhǔn)，在勘探院成立了專業(yè)研究機(jī)構(gòu)——新能源研究所（非常規(guī)。
擔(dān)負(fù)起頁(yè)巖氣等非常規(guī)油氣業(yè)務(wù)中基礎(chǔ)理論與實(shí)測(cè)測(cè)試技，近三年來(lái)，中國(guó)石油頁(yè)巖氣大發(fā)現(xiàn)接連不斷，一個(gè)擁有萬(wàn)億級(jí)儲(chǔ)量、千億產(chǎn)量的大氣區(qū)已現(xiàn)雛形，頁(yè)巖氣已占到新增天然氣產(chǎn)量三成。
成為中國(guó)石油天然氣儲(chǔ)產(chǎn)量的新增長(zhǎng)極，大場(chǎng)面、大發(fā)現(xiàn)正由藍(lán)圖變?yōu)樗{(lán)金，中國(guó)科學(xué)院陳旭院士與項(xiàng)目組人員進(jìn)行龍馬溪組頁(yè)巖分層，焦方正副總經(jīng)理和項(xiàng)目組人員討論頁(yè)巖氣發(fā)展，探索篇，從16年前的巨幅藍(lán)圖，到今日千家萬(wàn)戶的閃閃藍(lán)金。
期間，歷經(jīng)了多少勘探開發(fā)路，成長(zhǎng)起多少石油科研人，令人欣慰的是，在頁(yè)巖氣勘探開發(fā)不斷取得重大突破的同時(shí)，一大批優(yōu)秀的石油科技達(dá)人也隨之成長(zhǎng)成才，其中，我國(guó)著名天然氣開發(fā)專家馬新華教授。
長(zhǎng)期專注于頁(yè)巖氣勘探開發(fā)研究，于2020年提出“頁(yè)巖氣極限開發(fā)理論”，第一次從科學(xué)的高度開創(chuàng)性地詮釋了頁(yè)巖氣開發(fā)動(dòng)用的基，成為未來(lái)一段時(shí)間頁(yè)巖氣勘探開發(fā)的重要指導(dǎo)理論，而鄒才能院士出版的《非常規(guī)油氣地質(zhì)學(xué)》，則詳細(xì)闡述了頁(yè)巖氣連續(xù)性油氣成藏地質(zhì)理論。
與馬新華教授的頁(yè)巖氣極限開發(fā)理論相輔相成，共同奠定了我國(guó)頁(yè)巖氣勘探開發(fā)理論的兩大核心理論基石，2022年，四川盆地作為我國(guó)頁(yè)巖氣勘探開發(fā)主戰(zhàn)場(chǎng)，中國(guó)石油在四川盆地瀘州深層高效落實(shí)國(guó)內(nèi)首個(gè)萬(wàn)億方頁(yè)，這是繼探明長(zhǎng)寧、威遠(yuǎn)中淺層萬(wàn)億方頁(yè)巖氣大氣田以來(lái)。
再次獲得重大突破，由此，2025年建產(chǎn)300億方前景可期，天然氣，美譽(yù)“藍(lán)金”，在我國(guó)龐大的天然氣家族里，有一股藍(lán)金來(lái)自四川南部長(zhǎng)寧、威遠(yuǎn)頁(yè)巖氣大氣田，校對(duì)：蔣伊湉。
緊接著，非常規(guī)研究團(tuán)隊(duì)經(jīng)過(guò)精細(xì)研究，圈定長(zhǎng)寧構(gòu)造南部為頁(yè)巖氣富集有利區(qū)，具備勘探開發(fā)的大場(chǎng)面，遂提出頁(yè)巖氣開發(fā)“找到甜點(diǎn)區(qū)、打進(jìn)甜點(diǎn)層、壓開甜點(diǎn)，正是在這一理念的主導(dǎo)下，2012年。
由西南油氣田鉆探的寧201-H1獲得10萬(wàn)方以上的，這一獲得，進(jìn)一步增強(qiáng)了集團(tuán)公司大上頁(yè)巖氣業(yè)務(wù)的決心與信心，乘此東風(fēng)憑借力，得遇坦途馬蹄疾，勘探院非常規(guī)研究團(tuán)隊(duì)摩拳擦掌、躊躇滿志，他們圍繞四川盆地南部的威遠(yuǎn)、長(zhǎng)寧地區(qū)。
開展了實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)測(cè)試技術(shù)、頁(yè)巖氣勘探開發(fā)基礎(chǔ)理論與技，在兩地實(shí)施多輪構(gòu)造精細(xì)解釋、優(yōu)質(zhì)頁(yè)巖儲(chǔ)層預(yù)測(cè)、甜點(diǎn)，落實(shí)了有利區(qū)，編制頁(yè)巖氣勘探開發(fā)整體規(guī)劃，為川南頁(yè)巖氣勘探開發(fā)大突破奠定了堅(jiān)實(shí)的理論和技術(shù)基，頁(yè)巖氣大場(chǎng)面雛形初顯，頁(yè)巖之路修遠(yuǎn)兮。
唯有上下而求索，面向未來(lái)，不懼挑戰(zhàn)，非常規(guī)研究所堅(jiān)持目標(biāo)導(dǎo)向，錨定頁(yè)巖油氣“十四五”規(guī)劃目標(biāo)，在致力頁(yè)巖氣規(guī)模效益開發(fā)的基礎(chǔ)上，立志把國(guó)家能源頁(yè)巖氣研發(fā)中心和非常規(guī)油氣重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，從而為我國(guó)頁(yè)巖氣產(chǎn)業(yè)的持續(xù)穩(wěn)定發(fā)展貢獻(xiàn)更多智慧與汗。
努力開創(chuàng)出具有中國(guó)石油特色的頁(yè)巖油氣創(chuàng)新發(fā)展和科技，投稿郵箱：1029926159@qq.com。
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