SKIF集体使用中心的科学家与俄罗斯科研和教育团队共同获得“2030年及以后同步加速器和中子研究及研究基础设施发展”联邦科学技术计划资助。该计划要求研究人员在三年内开发修复航空发动机叶片和燃气轮机组的技术,并提高开采难采石油和天然气储量的效率。
图片来源:PAO Gazprom Neft
同步辐射在航空和能源领域的应用
飞机发动机部件需定期维护修复,发动机叶片常暴露于高温、燃料燃烧产物和粉尘颗粒中。作为资助项目一部分,科学家将开发修复受损叶片技术,此任务也适用于修复燃气轮机叶片及提高冶金和采矿业设备部件强度。
俄罗斯科学院西伯利亚分院流体动力学研究所初级研究员阿列克谢·斯图登尼科夫称,现代同步加速器研究方法不仅能控制燃气涡轮发动机叶片修复过程,还能在裂纹形成早期以超1微米精度诊断裂纹外观和体积结构,引入该技术将延长发电厂寿命并为机组修复创造新机遇。
SKIF集体应用中心的科学家将利用同步辐射方法诊断和监测材料与结构强度特性,研究摩擦焊接技术以获得与原材料强度相同的结构元件焊缝。俄罗斯科学院西伯利亚分院ITAM科学主任、俄罗斯科学院院士瓦西里·米哈伊洛维奇·福明表示,要研究材料在载荷作用下的行为,并在原子晶格层面观察其运动方式。
参与此项工作的有俄罗斯科学院西伯利亚分院、俄罗斯科学院西伯利亚分院S.A.赫里斯蒂亚诺维奇理论与应用力学研究所、SKIF集体使用中心等多家机构。新西伯利亚国立大学物理系教职员工将参与人员培训和专家再培训。
同步辐射用于石油和天然气工业任务
在油气储量必然枯竭的情况下,石油天然气工业需开发有效技术开采深层地质结构复杂、渗透性低的难采油气。西西伯利亚巴热诺夫组和阿希莫夫组蕴藏巨大“难采”石油储量,传统采矿方法不适用。据专家估计,巴热诺夫组油气地质储量预计达180亿至600亿吨,西西伯利亚历史已开采石油约150亿吨。
数字岩心是提高开采难采油气储量效率的创新工具,它是深层岩石样本的“数字孪生”,利用真实岩心样本的X射线断层扫描数据构建。
同步辐射技术可在微米和纳米尺度上动态观测油气生产过程中岩石内部微观过程,提高数字岩心模型精度,加深对油藏内部过程的理解,调整开采强度。俄罗斯天然气工业石油 - 新苏里南国立大学科学教育中心主任、俄罗斯科学院教授谢尔盖·戈洛温称,数字岩心课题结合先进技术,同步辐射的独特能力可追踪各种提高采收率方法对岩石的影响,选择最佳开发方案。
参与此项研究的有新西伯利亚国立大学、SKIF集体使用中心、托木斯克理工大学等多家机构员工。2023年,新西伯利亚国立大学等多家机构达成协议以解决相关问题。