干货 | 新材料在石油工程中的应用|新闻-上海研润光学显微镜厂

上海研润光机科技有限公司
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洛氏硬度计

维氏硬度计

显微硬度计

布氏硬度计

金相切割机

金相磨抛机

金相镶嵌机

自准直仪

金相显微镜: MMAS-4 金相显微镜分析系统（倒置偏光）; MMAS-5 金相显微镜分析系统（正置偏光）; MMAS-6 金相显微镜分析系统（正置透反）; MMAS-8 金相显微镜分析系统（正置透反）; MMAS-9 金相显微镜分析系统（正置偏光）; MMAS-12 金相显微镜分析系统（正置偏光）; MMAS-15 金相显微镜分析系统（无限远）; MMAS-16 金相显微镜分析系统（正置偏光）; MMAS-17 金相显微镜分析系统（正置透反）; MMAS-18 金相显微镜分析系统（无限远）; MMAS-19 金相显微镜分析系统（微分干涉）; MMAS-20 金相显微镜分析系统（倒置偏光）; MMAS-21 集成电路金相显微镜分析系统; MMAS-22 金相显微镜分析系统（明暗场）; MMAS-23 金相显微镜分析系统（微分干涉）; MMAS-24 金相显微镜分析系统（微分干涉）; MMAS-25 金相显微镜分析系统（微分干涉）; MMAS-26 金相显微镜分析系统（明暗场）; MMAS-27 金相显微镜分析系统（明暗场）; MMAS-28 金相显微镜分析系统（明暗场）; MMAS-29 金相显微镜分析系统（微分干涉）; MMAS-100 金相显微镜分析系统（正置）; MMAS-200 金相显微镜分析系统（正置）; 4XI 单目倒置金相显微镜; 4XB 双目倒置金相显微镜; 4XC 三目倒置金相显微镜; 5XB 双目倒置偏光金相显微镜; 6XB 正置三目金相显微镜; 6XD 正置双目偏光金相显微镜; 7XB 大平台集成电路检测金相显微镜; 8XB 大平台明暗场芯片检查金相显微镜; 9XB 正置无限远偏光金相显微镜; 10XB 正置无限远明暗场偏光金相显微镜; 11XB 研究级透反射偏光暗场金相显微镜; 102XB 工业正置明暗场偏光金相显微镜; 4XC-ST 三目倒置金相显微镜; 5XB-PC 电脑型倒置偏光金相显微镜; 6XB-PC 电脑型正置金相显微镜; 6XD-PC 电脑型正置偏光金相显微镜; 7XB-PC 电脑型集成电路检测金相显微镜; 8XB-PC 电脑型芯片检查金相显微镜; 9XB-PC 电脑型正置偏光金相显微镜; 10XB-PC 电脑型正置明暗场金相显微镜; 11XB-PC 电脑型研究级DIC金相显微镜; 102XB-PC 电脑型正置明暗场金相显微镜; AMM-8ST 三目倒置卧式金相显微镜; AMM-17 透反射金相显微镜; AMM-200 三目正置金相显微镜; JC-10 读数显微镜; BJ-X 便携式测量金相显微镜; HMM-200 便携式测量金相显微镜; HM-240 便携式金相显微镜; HMM-240 便携式测量金相显微镜; HMM-240S 便携式视频测量金相显微镜

体视显微镜: SM-2C 定倍体视显微镜(上光源); SM-3C 定倍体视显微镜(双光源); SM-4L 连续变倍体视显微镜; SM-5L 连续变倍体视显微镜(上光源); SM-6L 连续变倍体视显微镜(双光源); SM-7L 连续变倍体视显微镜(双光源); SM-8L 连续变倍体视显微镜(上光源); SM-9L 连续变倍体视显微镜; SM-10L 连续变倍体视显微镜(双光源); SMAS-11 体视显微图像分析测量系统; SMAS-12 体视显微图像分析测量系统(单); SMAS-13 体视显微图像分析测量系统(双); SMAS-14 体视显微图像分析测量系统(双); SMAS-15 体视显微图像分析测量系统(单); SMAS-16 体视显微图像分析测量系统; SMAS-17 体视显微图像分析测量系统(双); SMAS-18 体视显微图像分析测量系统; WPAS-19 焊接熔深立体显微分析系统; PXS 定倍体视显微镜; XYR 三目连续变倍体视显微镜; XTZ-03 连续变倍体视显微镜; XTZ-E 三目连续变倍体视显微镜

生物显微镜: BID-100 倒置相衬生物显微镜; BID-200 倒置相衬生物显微镜; BID-300 倒置无限远生物显微镜; BID-400 倒置偏光调制相衬生物显微镜; BID-500 倒置透射相衬生物显微镜; BID-600 倒置透射微分干涉相衬生物显微镜; BI-10 单目生物显微镜; BI-11 单目生物显微镜; BI-12 单目生物显微镜; BI-13 单目生物显微镜; BI-14 双目生物显微镜（偏光）; BI-15 双目生物显微镜（偏光）; BI-16 生物显微镜（相衬、无限远、示教）; BI-17 生物显微镜（相衬、无限远、示教）; BI-18 生物显微镜（相衬、无限远、示教）; BI-19 生物显微镜（相衬、无限远、示教）; BI-20 生物显微镜（相衬、无限远、示教）; BI-21 生物显微镜（相衬、无限远）; BI-22 生物显微镜（相衬、无限远）; BI-23 生物显微镜（相衬、无限远、暗场）; BI-24 生物显微镜（相衬、无限远、暗场; BI-25 生物显微镜（相衬、无限远）; BIAS-100 倒置相衬生物显微分析系统; BIAS-200 倒置相衬生物显微分析系统; BIAS-300 倒置无限远生物显微分析系统; BIAS-400 偏光调制相衬生物显微分析系统; BIAS-500 倒置透射相衬生物显微分析系统; BIAS-600 微分干涉生物显微分析系统; BIAS-714 正置生物显微分析系统; BIAS-715 正置生物显微分析系统; BIAS-716 正置生物显微分析系统; BIAS-717 正置生物显微分析系统; BIAS-718 正置生物显微分析系统; BIAS-719 正置生物显微分析系统; BIAS-720 大行程正置生物显微分析系统; BIAS-721 大行程正置生物显微分析系统; BIAS-722 大行程正置生物显微分析系统; BIAS-723 无限远光学生物显微分析系统; BIAS-724 超大平台生物显微分析系统; BIAS-725 无限远光学生物显微分析系统; XSD-100 三目倒置生物显微镜; 37XD 三目倒置生物显微镜; XSP-8CA 三目正置生物显微镜

偏光显微镜/荧光显微镜: PM-10 简易偏光显微镜; PM-11 偏光显微镜（透、反射）; PM-12 偏光显微镜（透射）; PM-13 偏光显微镜（无限远）; PM-14 偏光显微镜（无限远、反射）; PBAS-20 偏光显微分析系统; PBAS-21 偏光显微分析系统; PBAS-22 偏光显微分析系统; PBAS-23 偏光显微分析系统; PBAS-24 偏光显微分析系统; PBAS-25 偏光显微分析系统; PBAS-26 偏光显微分析系统; PBAS-27 偏光显微分析系统; FM-100 荧光显微镜（倒置、四色）; FM-200 荧光显微镜（无限远、四色）; FM-300 荧光显微镜; FM-400 荧光显微镜（无限远）; FM-500 荧光显微镜（无限远）; FM-600 荧光显微镜（无限远）; FBAS-100 荧光显微分析系统; FBAS-200 荧光显微分析系统; FBAS-300 荧光显微分析系统; FBAS-400 荧光显微分析系统; FBAS-500 荧光显微分析系统; FBAS-600 荧光显微分析系统

其它显微镜(工具/比较/进口): 19JC 数字式万能工具显微镜; 19JPC 微机式万能工具显微镜; 19JPC-V 影像式万能工具显微镜; XZB-4C 比较显微镜; XZB-8F 比较显微镜; XZB-14 比较显微镜; 进口显微镜

洛氏硬度计: HR-150A 洛氏硬度计; HR-150DT 电动洛氏硬度计; HRS-150 数显洛氏硬度计; HRS-150M 触摸屏洛氏硬度计; HRZ-150 智能触摸屏洛氏硬度计; HRZ-150S 智能触摸屏全洛氏硬度计; ZHR-150S 电脑洛氏硬度计; ZHR-150SS 电脑全洛氏硬度计; ZXHR-150S 电脑塑料洛氏硬度计; HRZ-45 智能触摸屏表面洛氏硬度计; ZHR-45S 电脑表面洛氏硬度计; HBRV-187.5 布洛维硬度计; HBRVS-187.5 智能数显布洛维硬度计; ZHBRVS-187.5 电脑布洛维硬度计

显微硬度计: HV-1000 显微硬度计; HV-1000Z 自动转塔显微硬度计; HVS-1000 数显显微硬度计; HVS-1000Z 数显自动转塔显微硬度计; HVS-1000M 触摸屏显微硬度计; HVS-1000MZ 触摸屏自动转塔显微硬度计; HMAS-D 显微硬度计测量分析系统; HMAS-DS 显微硬度计测量分析系统; HMAS-DSZ 显微硬度计测量分析系统; HMAS-DSM 显微硬度计测量分析系统; HMAS-DSMZ 显微硬度计测量分析系统; HMAS-CSZD 显微硬度计测量分析系统; HMAS-CSZA 显微硬度计测量分析系统; HMAS-ROLL 版辊显微硬度测量分析系统

维氏硬度计 MC010系列: HV5-50 维氏硬度计; HV5-50Z 自动转塔维氏硬度计; HVS5-50M 触摸屏维氏硬度计; HVS5-50MZ 触摸屏自动转塔维氏硬度计; FV 研究型维氏硬度计; HMAS-D5 维氏硬度计测量分析系统; HMAS-D5Z 维氏硬度计测量分析系统; HMAS-D5SM 维氏硬度计测量分析系统; HMAS-D5SMZ 维氏硬度计测量分析系统; HMAS-C5SZA 维氏硬度计测量分析系统; HMAS-HT 高温维氏硬度计测控系统; HMAS-LT 超低温维氏硬度计测控系统; HV-5 5公斤力维氏硬度计; HV-10 10公斤力维氏硬度计; HV-20 20公斤力维氏硬度计; HV-30 30公斤力维氏硬度计; HV-50 50公斤力维氏硬度计; HVS-5 5公斤力数显维氏硬度计; HVS-10 10公斤力数显维氏硬度计; HVS-20 20公斤力数显维氏硬度计; HVS-30 30公斤力数显维氏硬度计; HVS-50 50公斤力数显维氏硬度计; HV-5Z 5公斤力自动转塔维氏硬度计; HV-10Z 10公斤力自动转塔维氏硬度计; HV-20Z 20公斤力自动转塔维氏硬度计; HV-30Z 30公斤力自动转塔维氏硬度计; HV-50Z 50公斤力自动转塔维氏硬度计; HVS-5Z 5公斤力数显转塔维氏硬度计; HVS-10Z 10公斤力数显转塔维氏硬度计; HVS-20Z 20公斤力数显转塔维氏硬度计; HVS-30Z 30公斤力数显转塔维氏硬度计; HVS-50Z 50公斤力数显转塔维氏硬度计

布氏硬度计 MC010系列: HB-2 锤击式布氏硬度计; HBE-3000A 电子布氏硬度计; HBE-3000C 数显布氏硬度计; HBS-3000 数显布氏硬度计; HBS-3000L 触摸屏布氏硬度计; HMAS-DHB 布氏硬度计测量分析系统; HMAS-DHBL 布氏硬度计测量分析系统; HMAS-HB 便携式布氏硬度测量分析系统; HBM-2017A 数显异形布氏硬度计

邵氏硬度计/巴氏硬度计 MC010系列: 934-1 巴氏硬度计; LX-A/D/C 邵氏橡胶硬度计; LXS-A/D/C 数显邵氏硬度计; HLX-A/C 邵氏硬度计支架; HLX-D 邵氏硬度计支架; HLXS-A/C 数显邵氏硬度计支架; HLXS-D 数显邵氏硬度计支架

进口硬度计: MIC10 超声波硬度计; MIC20 组合式超声波硬度计; TIV 便携式光学硬度计; TKM-459 超声波硬度计; DynaMIC 回弹硬度监测仪; DynaPOCKET 动态回弹硬度计

硬度计耗材/配件 MC010系列

自准直仪/平面度检查仪 MC030系列: 1401(1X5) 双向自准直仪(6-10米); 1401-15/20 双向自准直仪(15-20米); S1401 数显双向自准直仪(6-10米); S1401-15 数显双向自准直仪(15-20米); YR-1S 数显自准直仪(30米,1秒); YR-0.1S 数显自准直仪(30米,0.1秒); YR1000U-3050 光电自准直仪(25/10米); YR25PC02 光电自准直仪(25米,0.2角秒); YR25TL02 光电自准直仪(25米,0.2角秒); YR25D10 电子自准直仪(25米,1.0角秒); YR20TL05 光电自准直仪(20米,0.5角秒); YR20W10 远程自准直仪(20米,1.0角秒); YR10PC01 光电自准直仪(10米,0.1角秒); YR10TL01 光电自准直仪(10米,0.1角秒); YR2038 电子自准直仪(10米,1角秒); YR10TL03 光电自准直仪(10米,0.3角秒); YR10W06 远程自准直仪(10米,0.6角秒); YR05TL02 光电自准直仪(5米,0.2角秒); YR04TL001 光电自准直仪(4米,0.01角秒); YR05GMS 电子比较测角仪; YR0515GMM 小型电子比较测角仪; YROP10 电子式光学平行差测量仪; YR8-36 金属多面棱体; YR140-205 多齿分度台; YR-001D 自准直仪多轴位移工作台; YR-01X 自准直仪旋转位移工作台; YR-SL 自准直仪升降工作台; YR-5L 自准直仪光学五棱镜

金相切割机 MC004系列: QG-1 金相试样切割机; Q-2 金相试样切割机; QG-2 岩相切割机; Q-3A 金相试样切割机; Q-4A 金相试样切割机; QG-5A 金相试样切割机; QG-100 金相试样切割机; QG-100Z 自动金相试样切割机; QG-300 三轴金相试样切割机; ZQ-40 无级双室自动金相试样切割机; ZQ-50 自动精密金相试样切割机; ZQ-100/A/C 自动金相试样切割机; ZQ-150F 无级三轴自动金相试样切割机; ZQ-200/A 无级三轴金相试样切割机; ZQ-300F 无级三轴自动金相试样切割机; ZQ-300Z 自动金相试样切割机; QG-500 大型液压伺服金相试样切割机; ZY-100 导轨金相试样切割机; SYJ-150 低速金刚石切割机; SYJ-160 低速金刚石切割机

金相磨抛机 MC004系列: MPD-1 金相试样磨抛机 (单盘无级); MPD-2 金相试样磨抛机 (双盘四档单控); MP-3A 金相试样磨抛机 (三盘三控无级); MP-2A 金相试样磨抛机 (双盘双控无级); MPD-2A 金相试样磨抛机 (双盘双控无级); MPD-2W 金相试样磨抛机 (双盘单控无级); ZMP-1000 金相试样磨抛机 (单盘8试样智能); ZMP-2000 金相试样磨抛机 (双盘8试样智能); ZMP-3000 金相试样磨抛机 (智能闭环系统); ZMP-1000ZS 智能薄片自动磨抛机; BMP-1 半自动金相试样磨抛机; BMP-2 半自动金相试样磨抛机; MY-1 光谱砂带磨样机; MY-2A 双盘砂带磨样机; MPJ-35 柜式金相试样磨平机; P-1 单盘台式金相试样抛光机; P-2 双盘台式金相试样抛光机; LP-2 双盘立式金相试样抛光机; PG-2A 双盘柜式金相试样抛光机; P-2T 双盘台式金相试样抛光机; PG-2C 双盘立式金相试样抛光机; P-2A 双盘柜式金相试样抛光机; YM-1 单盘台式金相试样预磨机; YM-2 双盘台式金相试样预磨机; YM-2A 双盘台式金相试样预磨机; 研磨抛光敷料; 进口研磨抛光机

清洁度检测分析系统

材料气泡测量分析系统

电子万能试验机 MC009系列: YRST-D 数显电子拉力试验机(1-5KN); YRST-M 数显电子拉力试验机(10、20KN); YRST-M50 数显电子拉力试验机(50KN); YRWT-D 微机控制电子万能试验机(1-5KN); YRWT-M 微机电子万能试验机(10、20KN); YRWT-M50 微机控制电子万能试验机(50KN); YRWT-M100 微机电子万能试验机(100KN); YRWT-M200 微机电子万能试验机(200KN); LDW-5 微机电子拉力试验机(0.05-5吨); WDS01-2D 数显电子万能试验机(0.1-2吨); WDS10-100 数显电子万能试验机(1-10吨); WDS10-300L 数显电子万能试验机(1-30吨); WDW10-100 微机电子万能试验机(1-10吨); WDW200-300 电子万能试验机(20-30吨); AGS-X25 岛津电子万能试验机(2-5吨); AGS-X13 岛津电子万能试验机(10-30吨); 5942 Instron电子万能材料试验机(2mN-2kN); 5940 Instron电子万能材料试验机(0.5-2kN); 3300 Instron电子万能材料试验机(0.5-5kN); 5980 Instron电子万能材料试验机(10-60kN); 5960 Instron电子万能材料试验机(5-50kN); 3360 Instron电子万能材料试验机(5-50kN); 3380 Instron电子万能材料试验机(100kN); ZWIK250 Zwick万能材料试验机(5-250kN); ZWIK5 Zwick万能材料试验机(0.5-5kN)

液压万能试验机 MC009系列: WES100-300B 数显液压万能试验机; WES600-1000D 数显液压万能试验机; WEW300-600B 电脑液压万能试验机; WEW600-1000D 电脑液压万能试验机; WAW100-1000B 电液伺服万能试验机; WAW600-1000D 电液伺服万能试验机; WES-100B 10吨数显液压式万能试验机; WES-300B 30吨数显液压式万能试验机; WES-600B 60吨数显液压式万能试验机; WES-600D 60吨数显液压式万能试验机; WES-1000D 100吨数显液压式万能试验机; WEW-100B 微机屏显液压式万能试验机; WEW-300B 微机屏显液压式万能试验机; WEW-600B 微机屏显液压式万能试验机; WEW-1000B 微机屏显液压式万能试验机; WEW-600D 微机屏显液压式万能试验机; WEW-1000D 微机屏显液压式万能试验机; WAW-100B 微机控制电液伺服万能试验机; WAW-300B 微机控制电液伺服万能试验机; WAW-600B 微机控制电液伺服万能试验机; WAW-1000B 微机控制电液伺服万能试验机; WAW-600D 微机控制电液伺服万能试验机; WAW-1000D 微机控制电液伺服万能试验机

冲击试验机 MC009系列: YR-1530 手动冲击试验机(300J); YR-B 半自动冲击试验机(300、500J); YRS-B 数显半自动冲击试验机(300、500J); YRW-B 微机半自动冲击试验机(300、500J); YR-Z 全自动冲击试验机(300、500J); YRS-Z 数显全自动冲击试验机(300、500J); YRW-Z 微机全自动冲击试验机(300、500J); CDW-40 冲击试验低温槽; CDW-60 冲击试验低温槽; CDW-80 冲击试验低温槽; CSL-A 冲击试样缺口手动拉床; CSL-B 冲击试样缺口电动拉床; JB-300B/500B 半自动冲击试验机; JBS-300B/500B 数显半自动冲击试验机; JBS-300Z/500Z 数显自动冲击试验机; JBW-300B/500B 电脑型冲击试验机; JBW-300Z/500Z 电脑自动冲击试验机; CST-50 冲击试样缺口投影仪; CSL-1 冲击试样缺口手动拉床; CZL-Y 冲击试样缺口液压拉床

光谱仪

元素分析仪/碳硫分析仪

色谱仪

光度计

影像测量仪

投影仪

三坐标测量机

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圆度仪

探伤仪

粗糙度仪

测高仪

测厚仪

测温仪

测振仪

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作者：赵汩凡，邸伟娜，王敏生（中国石油化工股份有限公司石油工程技术研究院，北京 100101）摘要：日益复杂的勘探对象对石油工程技术提出了更高的要求，国内外油公司和油服公司对石油工程新技术研发与应用的力度都在不断加强。近年，石油工程技术的主要趋势是智能化、实时化，同时相关学科发展有利促进了石油工程技术进步。基于对石油工程技术特点的分析，主要对新型隔热材料、功能梯度材料、自愈合聚合物等新材料进行了分析研究，并根据其特点，移植应用于石油工程领域。1 概述进入 21 世纪以来，随着经济的快速发展，全球能源需求不断增长。为了满足能源需求，世界各国大力开发石油和天然气。这促进了全球石油工程技术的进步。从近年石油工程技术发展的特点可以看出，相关学科发展对石油工程技术促动作用日益受到重视。无论是石油工程技术的智能化、实时化、自动化，还是非常规油气、深水油气以及地热等新能源地高效开发，交叉学科的特点日益凸显，许多其他领域的新技术被改造和移植运用于油气及新能源勘探开发，并见到良好的经济和社会效益。正是基于这些认识，国际知名的油公司和服务公司都通过与研究机构合作或组织专门的技术人员对非油气领域的相关技术进行跟踪研究和评估，积极储备新一代石油工程新技术。2 近年石油工程技术发展特点 2.1 智能化、实时化、自动化是主要趋势目前，国际石油工程技术总体呈现智能化、实时化和自动化的发展趋势，特别是智能化将主导石油工程技术的发展。高性能的机、电、液一体化技术促进石油钻机的功能进一步完善，大量增加自动化工具仪器，采用智能信息技术，减轻钻井操作者劳动强度，为提高劳动生产率创造了良好的条件。地质导向和旋转导向钻井技术大幅提高了储层钻遇率，也为井下闭环控制奠定了基础。依托随钻测井和随钻地震技术的无风险钻井技术（NDS），实现了窄密度窗口复杂压力条件下优快安全钻井的目的。欠平衡钻井技术朝精确控制井筒压力方向发展，提出了多技术一体化管理钻井理念，解决井漏、井塌等钻井复杂问题，大幅度提高钻井速度，降低钻井成本。智能完井技术通过对水平段或各分支进行分段完井，封隔异常压力及异相层位，延缓底水锥进，实现各个层位的实时监测和控制，在出水、出砂后准确确定层段，改进油藏开发管理模式，实现油藏开发的合理有序。 2.2 相关学科发展对石油工程技术促动明显石油工业的每一次大进步都是将当代科学技术的新理论、新方法、新材料、新装备引入的结果。全球主要的石油公司和技术服务公司都在进行纳米材料技术的研究，并极大地促进了井筒及注入流体、纳米材料反应剂、井下工具及管材表面处理技术的发展。物联网、云计算、增强现实等技术的应用，为各个作业单元的智能互联、远程检测与控制提供了实现手段。同时，仿生学、微生物学、化学、高能物理等领域的研究成果，为新一代建井技术，以及微型化、反应型智能载体技术的研发提供了有益的借鉴。 3 新材料在石油工程领域的应用 3.1 气凝胶-相变微胶囊复合隔热材料新型隔热材料，特别是气凝胶-相变微胶囊复合材料因其良好的耐热性能和相对较小的空间占用率，属于柔性材料，在航空航天领域取得了良好的应用效果。 3.1.1 基本技术原理二氧化硅气凝胶是由纳米级二氧化硅微粒相互连结而成的具有三维网络结构的一种纳米多孔材料，其所含基本粒子和孔的直径均在纳米级，具有极低的热导率，是一种新型轻质保温隔热的理想材料。虽然具有优异的隔热特性，但是长时间高温使用时，仍会有热累积效应，导致内部器件温度升高。相变微胶囊材料是利用微胶囊化技术使化学惰性的外壳材料包裹于固-液相变材料微球外面，形成一种复合相变材料。通过相变微胶囊材料的核壳化，能够克服相变微胶囊易于相分离、泄漏以及腐蚀性等问题，有效改善了相变材料的应用局限性。因在相变过程中能够吸收和释放大量的热量，相变材料主要用于温度控制领域，而通过将相变材料微胶囊化，使得应用领域扩宽到热防护等方面，具有更广阔的应用前景。通过将气凝胶和相变微胶囊同时使用得到复合隔热材料，能够很好地保护内部需要隔热保护的器件。这一复合材料已应用于导弹导流罩内的隔热层，保护导弹头部的雷达等精密设备。 3.1.2 气凝胶复合隔热材料的特点气凝胶是一种分散介质为气体的凝胶材料，是由胶体粒子或高聚物相互聚积构成的一种具有互穿网络结构的纳米多孔性固体材料。该材料内部孔隙的尺寸在纳米数量级，孔隙率高达 80% ~99.8% ，孔隙的典型直径为 1~100 nm ，比表面积为 200~1 000m2 /g，密度可低至 3 kg/m 3 ，室温导热系数低至 0.012W /（m ·K）。二氧化硅气凝胶是目前技术最成熟、工程化应用最广泛的气凝胶材料，因其极低的导热系数被称之为超级绝热材料。相变微胶囊，常温下为白色粉末，平均粒径0.5~20 μm ，一般采用正二十烷等作为芯材，其装载率可达 70% 以上。相变温度可按需调节，相变热达到 160 J/g 以上，耐热温度可达 150 ℃，若采用双层壁材耐热温度可达到 180 ℃以上。相变微胶囊在相变过程中能吸收和释放巨大潜热，而相变过程中温度几乎保持不变，即相变材料具有能量储存和温度控制功能。 3.1.3 气凝胶-相变微胶囊复合隔热材料在石油工程领域的应用前景在石油工程领域对于隔热材料的要求越来越高，特别是深井、超深井和地热井的钻井过程中，各种随钻测量电子设备均需要隔热保护。但同时，井下设备受作业空间小的限制，无法通过增加隔热层厚度的方法进一步提高隔热性能。气凝胶-相变微胶囊复合材料，结合了气凝胶的隔热和相变微胶囊的吸热不升温的特点，将二者多层复合使用作为隔热材料，进一步提高隔热性能，同时二者单层最薄均可达到 2 m m ，能够实现薄而隔热。选用气凝胶-相变微胶囊复合材料，无需改变原有工件结构，可通过传统工艺，直接用于蒸汽管线保温、地热管线保温层；还可以制成特殊形状，用于保护井下控制器件免受地层高温影响。 3.2 功能梯度材料功能梯度材料能够同时具有两种材料的特性，内部结构一般实现两种材料的梯度变化，最初应用于航空航天领域中的极端条件下。功能梯度材料的形态也从颗粒状粉末扩大到薄膜、纤维、泡沫等。通过使用功能梯度材料，能够大量减少开发全新材料的时间和成本。 3.2.1 基本技术原理功能梯度材料（Functionally Graded M aterials，以下简称 FGM ）是为了适应功能材料在航空航天等高技术领域的需要，满足在外太空等极限环境下能够持续正常工作而研发的一种复合功能材料。FGM是指由多种材料复合组成，材料的某一项性能或者多项性能沿某一方向（一般为厚度方向）连续梯度变化的复合材料。 3.2.2 功能梯度材料的特点 FGM 由两种或多种材料组成，组分、结构均呈连续梯度。它要求功能、性能随内部位置的变化而变化，实现功能梯度的材料。FGM 与混杂材料、复合材料在设计思想、组织结构、宏观组成等方面有本质不同，具体如表 1 所示。 3.2.3 功能梯度材料在石油工程领域的应用前景通过调节梯度材料的结构、组成、配比等，能够制备硬度更高、抗磨蚀性能更好的材料，可用于制造超强钻头，提高钻头硬度和耐磨性能；可用于钻杆节头耐磨处理，提高使用寿命和润滑性；可用于泥浆泵缸套、抽油泵活塞等易磨损部位的耐磨处理；可用于射孔弹表面设计，提高射孔弹性能，通过延长寿命，降低成本。 3.3 自愈合聚合物材料 3.3.1 基本技术原理聚合物材料在长期使用过程中极易受到外力、热和光、化学腐蚀等的作用，形成细小裂纹，从而影响其使用寿命。为了提高聚合物材料的长期使用稳定性，需要修复聚合物材料当中形成裂纹，使材料的力学性能得到恢复。传统的修复方法无法对其内部的微裂纹进行修复，因此提出了自愈合聚合物概念，即利用材料的自我感知能力，对材料中的微裂纹产生响应，进而引发自我修复，延长使用寿命。对于聚合物材料的自愈合，通常是将愈合剂用某种方式埋植在聚合物基质中，当聚合物材料产生破裂时愈合剂流出，修复裂纹；或者利用聚合物与单体之间的可逆反应，或通过加热、光、电磁等引发单体聚合生成聚合物以修复裂纹。按照不同的修复方法，现有自愈合聚合物主要分为微胶囊法、空芯纤维法、仿人体毛细血管丛法等。其中，毛细管网络结构和微胶囊以及液芯纤维比起来具有较大的优势，基体内的三维网络结构能够对材料本身起到强韧的作用，并且毛细管内源源不断的修复剂能够起到对材料多次修复的作用，这将使毛细管网络结构成为自愈合聚合物复合材料的首选，并将成为该领域的研究热点。 3.3.2 技术特点自愈合聚合物的特点在于其自我修复特性。该材料能够修复材料内部出现的微裂纹。一般需要外接条件（热、电磁等）引发催化剂和修复剂发生化学反应。 3.3.3 自愈合聚合物材料在石油工程领域的应用前景自愈合聚合物属于功能聚合物中的一种，能够根据环境变化（裂痕、酸碱度等）做出反应，已经作为医用植入材料、建筑修补材料等得到应用。在石油工程领域可实现两大类应用。一是作为井下流体的化学添加剂，可用于自愈合固井水泥、自愈合封堵材料、自反应钻井液等，根据井下条件的变化发生反应或者变形，从而实现凝固或者封堵作用。二是作为封隔器等工件的构成材料，不但能通过自愈合反应增加自膨胀封隔器的强度和使用寿命，而且能够根据不同井段环境膨胀或者收缩实现智能封堵。 4 结论通过原理分析、信息映射、应用环境对比等手段，把相关学科成熟的知识、技术和方法应用到石油工程领域，已经成为技术创新的一种主要手段。许多其他领域的新技术被改造和移植运用于油气及新能源勘探开发，并见到良好的经济和社会效益。因此，国内外油公司和技术服务公司都非常重视相关学科的技术进步。通过对技术进行特征分析、成熟度分析、适用范围分析等，得益于气凝胶-相变微胶囊复合隔热材料、功能梯度材料和自愈合聚合物各自具有的技术特点，完全能够用于包覆材料、钻井液处理剂、隔热材料等，具有良好的应用前景，需进一步结合石油工程领域的技术需求进行应用开发。

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