本文導讀目錄：
2、瑞典大學采用中子衍射無損檢測技術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)技術等領域獲得突破性進展，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設備嚴重不足、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，認識到基礎研究與實驗測試技術在頁巖氣產(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)。
開展了實驗基礎測試技術、頁巖氣勘探開發(fā)基礎理論與技，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基，審核：王勇 盧向前，聯(lián)系方式：010-64523406。
在兩位大咖的帶領下，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、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，2009年，以非常規(guī)油氣重點實驗室建設為基礎，該所又向國家能源局申請在勘探院設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的技術難題，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，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)化技術對策，為川南頁巖氣產(chǎn)能建設部署、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，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，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，該技術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（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進行測量設置，樣品測量的橫截面，Pant表示能夠預測將要發(fā)生的關鍵區(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，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)制造技術成本低廉且耗時。
關于成就大發(fā)現(xiàn)，藍圖變藍金瑞典大學采用中子衍射無損檢測技術預測增材制造零件的變形和性能的內(nèi)容就介紹到這里！
