SKIF集體使用中心的科學家與俄羅斯科研和教育團隊共同獲得“2030年及以后同步加速器和中子研究及研究基礎設施發展”聯邦科學技術計劃資助。該計劃要求研究人員在三年內開發修復航空發動機葉片和燃氣輪機組的技術,并提高開采難采石油和天然氣儲量的效率。
圖片來源:PAO Gazprom Neft
同步輻射在航空和能源領域的應用
飛機發動機部件需定期維護修復,發動機葉片常暴露于高溫、燃料燃燒產物和粉塵顆粒中。作為資助項目一部分,科學家將開發修復受損葉片技術,此任務也適用于修復燃氣輪機葉片及提高冶金和采礦業設備部件強度。
俄羅斯科學院西伯利亞分院流體動力學研究所初級研究員阿列克謝·斯圖登尼科夫稱,現代同步加速器研究方法不僅能控制燃氣渦輪發動機葉片修復過程,還能在裂紋形成早期以超1微米精度診斷裂紋外觀和體積結構,引入該技術將延長發電廠壽命并為機組修復創造新機遇。
SKIF集體應用中心的科學家將利用同步輻射方法診斷和監測材料與結構強度特性,研究摩擦焊接技術以獲得與原材料強度相同的結構元件焊縫。俄羅斯科學院西伯利亞分院ITAM科學主任、俄羅斯科學院院士瓦西里·米哈伊洛維奇·福明表示,要研究材料在載荷作用下的行為,并在原子晶格層面觀察其運動方式。
參與此項工作的有俄羅斯科學院西伯利亞分院、俄羅斯科學院西伯利亞分院S.A.赫里斯蒂亞諾維奇理論與應用力學研究所、SKIF集體使用中心等多家機構。新西伯利亞國立大學物理系教職員工將參與人員培訓和專家再培訓。
同步輻射用于石油和天然氣工業任務
在油氣儲量必然枯竭的情況下,石油天然氣工業需開發有效技術開采深層地質結構復雜、滲透性低的難采油氣。西西伯利亞巴熱諾夫組和阿希莫夫組蘊藏巨大“難采”石油儲量,傳統采礦方法不適用。據專家估計,巴熱諾夫組油氣地質儲量預計達180億至600億噸,西西伯利亞歷史已開采石油約150億噸。
數字巖心是提高開采難采油氣儲量效率的創新工具,它是深層巖石樣本的“數字孿生”,利用真實巖心樣本的X射線斷層掃描數據構建。
同步輻射技術可在微米和納米尺度上動態觀測油氣生產過程中巖石內部微觀過程,提高數字巖心模型精度,加深對油藏內部過程的理解,調整開采強度。俄羅斯天然氣工業石油 - 新蘇里南國立大學科學教育中心主任、俄羅斯科學院教授謝爾蓋·戈洛溫稱,數字巖心課題結合先進技術,同步輻射的獨特能力可追蹤各種提高采收率方法對巖石的影響,選擇最佳開發方案。
參與此項研究的有新西伯利亞國立大學、SKIF集體使用中心、托木斯克理工大學等多家機構員工。2023年,新西伯利亞國立大學等多家機構達成協議以解決相關問題。