深冷处理对金属材料性能的影响及机理探讨

本文主要根据对部分金属材料的深冷处理实验所得的结果,分析和探讨了深冷处理对金属材料性能的影响及机理.     

挖掘机回转铁道断裂失效分析

针对一挖掘机回转铁道的早期断裂失效现象进行了研究，分别从材料成分，组织，性能，生产工艺及使用环境因素等方面分析了失效工和失效机理，认为由于生产过程中焊接操作不当对一次焊缝区的组织及性能产生了不利的影响，并产生了裂纹挖补后在残余应力及环境因素的综合作用下导致理危性断裂，并提出了相应的预防措施。     

The near crack tip fields of stress and damage for concrete

The crack tip fields of stress, strain and damage for concrete under both antiplane shear and plane strain conditions are investigated based on the damage model proposed by Mazars and Lemaitre [2]. The structures of near tip fields obtained are similar to those for an elastic-perfectly-plastic material. It has been found that damage boundaries can not be determined by the near-tip analysis due to the discontinuities of stresses on the damage boundaries induced by the damage model used in the present paper.The Project is Supported by National Natural Science Fundation of China.     

我国页岩气勘探开发的要点及层位

我国页岩气资源潜力巨大,利用页岩气有利于缓解环境污染,降低我国油气的对外依存度,保证国家能源安全.在设计页岩气井时,埋深、产状和厚度是要点,即井深大于500 m,页岩单层厚度不小于30 m,页岩层倾角不能大于30°,井位离断层不能小于3 km,至少要离开地面出露的岩体面积3倍.地震勘探不仅能获得页岩的埋深、产状和厚度,而且能获得页岩气开发时所需的地层物理力学参数,因此,地震勘探成为页岩气勘探开发时最重要的手段,地震勘探的要点:放炮孔深3~5 m,孔深及炸药量要做试验,排列道间距20 m,炮间距40 m,256道滚动接收,64次覆盖,25炮/km.我国页岩气层位以志留系、二叠系、三叠系、新生代的古近纪地层为主,且海相地层的成藏条件优于海陆交互相、陆相地层的成藏条件.上述要点能为企业在页岩气区块投入勘探开发实物工作量及未来投标国家页岩气区块时参考.     

煤系页岩有机质特征及有机碳含量预测：以宁武南区块为例

宁武盆地石炭-二叠系太原组-山西组地层广泛发育,但其煤系页岩气勘探程度尚低。本文基于宁武南区块多口钻井页岩样品的扫描电镜观测、有机碳含量测试、岩石热解测试及系列测井数据探讨了宁武南区块煤系页岩展布特征、有机质微观赋存特征和有机质丰度预测方法。结果表明：宁武南区块太原组-山西组煤系页岩连续泥岩厚度达到30m以上,有机质丰度平均达到2.6%,有机质类型以Ⅲ型干酪根为主,显微组分以惰质体与镜质体为主,有机质孔隙主要发育于固体沥青,镜质体与惰质体中零星可见。构建了基于改进ΔlogR法、多元线性回归和神经网络的有机碳含量预测模型,对比预测精度认为反向传播（back propogation, BP）神经网络模型更适用于研究区煤系页岩有机碳含量预测。利用构建的BP神经网络模型对宁武南区块太原组和山西组总有机碳(total organic carbon, TOC)进行预测,指出研究区东北部煤系页岩有机质丰度高（TOC > 3%）,具有较好的勘探前景。     

川南深层各向异性页岩井壁失稳力学机理

川南页岩埋藏深、岩性复杂、质地硬脆、层理发育、地应力复杂,水平井钻井井壁失稳事故时常发生,严重阻碍了深层页岩气高效开发进程。为此,以川南深层龙马溪页岩为对象,实验测定了页岩各向异性弹性和强度参数,通过成像测井分析了层理产状,通过室内实验和测井资料确定了地应力大小和方位,建立了各向异性页岩井壁坍塌压力模型,分析了不同地层条件的坍塌压力,并以川南深层页岩气井为例进行了验证。结果表明,页岩基质黏聚力和内摩擦角为13.00 MPa、39.50°,层理黏聚力和内摩擦角为11.10 MPa、28.50°,层理倾角5°～15°、倾向NE110°～NE120°;水平最大主应力114.69～117.23 MPa、水平最小主应力93.79～94.57 MPa、垂向地应力108.42～112.81 MPa;综合考虑弹性和强度各向异性计算的坍塌压力最高,强度各向异性的影响明显大于弹性各向异性;沿水平最大主应力钻进的水平井稳定性最好,其次为直井和小角度定向井,沿水平最小主应力方向钻进水平井时稳定性最差; L20X井实钻情况与预测结果基本一致,证实了模型的准确性。     

页岩有机质纳米力学性质研究进展

页岩有机质纳米尺度下的力学行为目前不够明确且利用常规实验仪器无法准确获得,表征其纳米尺度下的力学性质,对于搭建微观-宏观岩石力学模型和实现高效水力压裂是极具现实意义的。基于近年国内外关于页岩有机质纳米力学性质表征等方面所取得的研究进展,总结了目前常用的表征技术、力学性质主要特征及主控因素。综合结果表明,纳米压痕和原子力显微镜是目前表征纳米力学性质常用的技术与方法,两者在精度、分辨率、设备技术等方面都存在各自的优势或缺陷;目前有机质纳米力学性质的测定主要集中在弹性模量和硬度,成熟度和温度在不同程度上改变着有机质的内部结构,从而改变其力学性质;提出了"多尺度""多技术""多角度""多学科"等工作设想与建议。     

西太平洋俯冲带岩石圈变形研究

全球海洋岩石圈的最大弯曲与大地震发生在俯冲带。当弯曲应力超过岩石承受范围,就会产生正断层和地震,海水沿着正断层进入上地幔并发生蛇纹石化,引发浅源地震并可能造成灾难性海啸。选取西太平洋最具代表性的日本、伊豆-小笠原、马里亚纳和雅浦俯冲带以及汤加-克马德克俯冲带,归纳近些年的地球物理观测及地球动力学模拟的结果,对比分析了不同俯冲带挠曲正断层的分布特征,并探讨了俯冲板块变形与地震之间的相关性,以揭示俯冲板片弯曲变形及相应的正断层与潜在板块水化特征。     

页岩储层离子扩散特征及影响因素分析

页岩储层压裂返排液中矿化度有明显升高,这与页岩储层离子扩散能力有关。目前,对于尚没有定量表征页岩储层离子扩散能力的方法。本文提出了一种评价页岩离子扩散能力的方法,并分析其影响因素。结果显示页岩储层中黏土矿物含量越高,离子扩散速度越快,持续时间越长。尤其是蒙脱石,其孔隙结构遇水发生反应,盐离子迅速扩散,会引起储层中压裂液矿化度的升高;盐溶液和表面活性剂也会对页岩储层的离子扩散能力有明显影响,但影响方式有诸多不同,Na⁺ 和K⁺通过压缩黏土扩散双电层厚度来降低页岩在溶液中的离子扩散能力,此外,K⁺还能进入页岩硅氧四面体中,阻止盐离子扩散;活性剂会引起溶液分子间作用力的改变,降低页岩在溶液中的离子扩散能力。通过页岩储层离子扩散实验对认识页岩储层裂缝发育程度和页岩储层性质具有重要的工程意义。     

青海省木里煤田煤系页岩气生烃条件分析

结合大地构造背景和沉积相分析,基于钻孔资料进行暗色泥页岩及粉砂岩等的厚度统计,研究了青海省木里煤田聚乎更矿区泥页岩的空间展布特征。并通过木里煤田煤（岩）样热解实验、镜质体反射率实验,从有机质丰度、类型、成熟度等一系列地化特征方面,分析木里煤田生成页岩气的烃源岩的生烃能力。结果表明：木里煤田含煤岩系纯泥岩厚度百分比大于10％,细碎屑岩在地层中的百分比为31．98％～53．69％;该区泥页岩的有机质丰度为0．520％～86．060％,有机质成熟度0．740％～1．851％,有机质类型主要为Ⅱ2-Ⅲ型干酪根。该研究对评价页岩气资源和促进木里煤田资源综合开发具有重要意义。