利用高温热处理提高致密储层渗透性

储层高温热处理是在常规增产改造效果不佳及致密油气资源亟待大规模开发的背景下形成的以岩石渗透性为对象、温度为核心的增产改造技术。梳理了高温热处理的室内实验评价方法。综合分析指出,高温下致密岩石所产生的一系列物理—化学变化,其实质是沿着一条孔隙水蒸发、矿物结构改变、裂缝网络形成的多尺度路径进行的,热应力作用下的微裂缝萌生、扩展及连通形成网络是强化其渗透性的主要机理。评述了高温热处理技术的现场成功案例。从致密储层多尺度效应及生产机理的角度,突出了高温热处理的优势,主要体现在解除水相圈闭损害、降低破裂压力、形成裂缝网络及增强气体在基块孔喉中的解吸和扩散能力,提出了集成高温热处理与压裂酸化以打造致密储层全方位、多尺度的增产改造措施。     

用FDTD分析小尺度波纹对KDP近场光强分布的影响

采用SPDT方法加工获得的KDP晶体表面所残留的小尺度波纹对其激光损伤阈值有着重要影响.利用时域有限差分方法(FDTD)研究了KDP晶体已加工表面存在的小尺度波纹对晶体内部近场光强分布的影响.通过对数值模拟结果的分析发现:表面残留的小尺度波纹,会使晶体内部的衍射场发生畸变,导致晶体内部光强沿横向和纵向呈现周期性的强弱分布;当小尺度波纹周期小于0.7μm时,其对晶体内部光强的调制作用很小,此时光强以倏逝波的形式在波纹附近产生调制;1.064μm时相对光强迭到最大值;3μm后基本保持不变,相对光强随着小尺度波纹幅值的增加基本成线性增长,不同周期时增长幅度不同.     

熔石英光学元件的CO2激光加工技术研究新进展

熔石英元件是一种典型的硬脆性且难加工的材料,在传统机械加工中的加工效率极低,并且加工过程中引入的机械弱化层,严重影响了熔石英元件在强冲击、高载荷、高能量环境下的使用寿命。和传统机械加工方法相比,CO_2激光加工技术的优点在于可实现非接触式加工,并且去除精度高和去除效率高。尤其重要的是,CO_2激光加工后的熔石英光学元件无表面/亚表面裂纹、划痕等缺陷,使得CO_2激光加工技术在熔石英元件的加工中得到了重要且广泛的应用。因此,从熔石英元件的CO_2激光加工理论、大口径器件CO_2激光加工工艺、局部区域CO_2激光损伤修复,以及表面微结构加工4个方面出发,对熔石英光学元件的CO_2激光加工技术研究现状进行综述,重点分析了CO_2激光加工技术在熔石英元件大口径器件/局部区域加工的工艺水平现状以及微结构加工的应用现状,并探讨了CO_2激光加工过程中引入的负面效应以及仍需解决的问题,希望为推动CO_2激光加工技术在熔石英元件加工的进一步应用提供参考。     

基于压力衰减法的页岩气体扩散系数应力敏感性实验

页岩气衰竭式开采过程中储层有效应力逐渐增大，且气体产出是跨越解吸、扩散和渗流的多尺度传质行为，其中扩散是沟通解吸和渗流的桥梁，但以往研究尚未对气体扩散能力的有效应力响应特征给予足够重视。为此，选用四川盆地南部地区(以下简称川南地区)志留系龙马溪组页岩样品，设计并开展了不同有效应力下的压力衰减实验，揭示有效应力变化对气体扩散能力的响应机制，提出页岩基块应力敏感指数(IS_SGD)，以定量表征基于气体扩散能力的页岩基块应力敏感性。研究结果表明：(1)气体扩散量随有效应力增加而降低，且变化前期快、后期慢；(2)随有效应力增加，大于50 nm孔缝气体扩散时间缩短；(3)基块岩样IS_SGD为25.68%，应力敏感程度为中等偏弱，而裂缝岩样则表现出更强的应力敏感性。结论认为，随着有效应力增加，页岩基质孔隙中扩散系数降低，但微裂缝中原先以黏性流、滑脱流为主的流动通道被压缩，气体流动方式逐渐以扩散为主，气体扩散系数增大，但总体输运能力仍明显降低，因此推荐川南地区页岩储层有效应力维持在17～30 MPa，有助于基块向裂缝稳定供气。     

半球谐振子曲面加工干涉分析及其超精密磨削工艺

半球谐振子作为半球谐振陀螺的核心部件,其加工精度和表面质量直接影响半球谐振陀螺的工作精度和使用寿命。为解决半球谐振子加工难题,提高半球谐振陀螺的性能,从半球谐振子的结构特征出发,对谐振子加工过程中的干涉进行理论分析;再根据球头砂轮磨削区域分布的特点进行磨削轨迹规划,确定谐振子不同磨削阶段球头砂轮的最佳转角;最后在自研的半球谐振子超精密磨削机床上进行加工实验。超精密磨削后的谐振子表面粗糙度（Ra值）由0.6158 μm提升至0.0402 μm,面形精度（PV值）由4.5904 μm提升至0.3390 μm;经磁流变抛光后谐振子表面粗糙度（Ra值）进一步提高至0.0032 μm。研究表明:采用轨迹规划后的磨削工艺可避免砂轮与工件间的干涉,并加工出高质量的半球谐振子零件。      

激光—CCD器件在自动化精密测量中的应用

光电耦合器件（CCD）的应用越来越广泛。文章对线阵CCD在机械测量方面的应用进行了一些总结。较系统地总结了机械系统在线测量中常用的方法,并简单介绍了CCD测量系统的主要部分以及CCD输出信号处理的一些方法。最后,对CCD精密测量在线测量的发展作了简短评述和展望。     

零件尺寸动态检测的激光——CCD双路补偿法

分析了零件运动姿态对单路激光—ＣＣＤ检测系统动态检测精度的影响，并介绍了可对零件进行自动化检测的双路激光—ＣＣＤ补偿检测方法。理论分析和实验结果表明，该方法能较大地提高零件尺寸动态检测精度。     

KDP晶体塑性域超精密切削加工过程仿真

提出了压痕实验与有限元仿真结合的方法。它采用压痕深度与有限元仿真深度进行对比,可求解出KDP晶体的塑性特性参数。建立了KDP晶体塑性域切削的有限元模型,并用该模型仿真研究了切削参数对KDP晶体表面形成过程的影响。结果表明,在刀具前角为-40°左右时,工件表面质量可达到最佳值。研究还发现,当刀具刃口半径为80nm时,其能够产生切屑的最小切削厚度在10nm-30nm之间,此时法向切削力与主切削力之比为0.96,该结论对KDP晶体超光滑表面的获取有着重要指导意义。     

脆性材料超精密磨削时影响表面质量因素的研究

首先从理论上分析了脆性材料在超精密磨削过程中影响表面质量的各种主要因素。然后针对影响脆性材料已加工表面质量的各种主要因素作了大量的试验研究。研究结果表明，对于脆性材料，砂轮的平均磨粒尺寸对已加工表面质量的影响很大。试验证明：当采用超精密磨床并在Ｖｓ＝１２００ｍ／ｍｉｎ、ｆ＝０—２００μｍ／ｒ、ａｐ＝０．１—１０μｍ的磨削条件下进行磨削时，只有当金刚石砂轮的平均磨粒尺寸小于 ２０μｍ，才能在塑性磨制模式下加工出高质量的超光滑表面。     

金刚石车刀前角与切削刃钝圆半径对单晶硅加工表层质量的影响

在对单晶硅的超精密切削加工中,为了优化金刚石刀具参数以利于实现其塑性域切削,运用线弹性断裂力学和有限元法对在不同的刀具前角和切削刃钝圆半径下切削区域的应力场分布和微裂纹扩展规律进行了计算仿真研究,并在此基础上进行了单晶硅的金刚石切削试验以验证仿真分析。结果表明,采用前角范围为-15°～-25°的车刀进行切削有利于抑制原子级尺寸裂纹初步扩展成微裂纹,因此可以提高加工时的脆塑转变临界切深值,有利于实现塑性域切削;而且,切削刃钝圆半径越小加工时的微裂纹就越不易扩展,因此也就容易实现单晶硅的塑性域车削,得到高质量的金刚石切削加工表面。