激光破坏机理研究的一个新进展

当入射激光的波长、辐照时间、平均功率密度保持相同的条件下，改变激光的时。空结构会产生不同的破坏模式，在上述激光基本参数不变时，如何合理选择激光的时。空分布以便达到最佳的破坏效果，这类问题可称之为激光破坏机理研究中的反问题。迄今为止，人们对这一“反问题”的研究甚少。本文利用非高斯空间分布激光辐照黄铜薄片材料，产生了一种特殊的破坏模式──反冲塞效应，并对此进行了较系统的实验与理论分析，激光破坏反问题的提出和初步探索是研究激光破坏机理的一个新概念和新进展。

一种新的破坏模式：反冲塞

观察到了长脉冲激光束辐照到铜薄片上产生的新的破坏模式．这种破坏可以分为三个阶段：鼓包，剪垣变形局部化及由冲塞所引起的贯穿，这种破坏模式的典型特征是鼓包和冲塞都是沿着入射激光相反的方向进行的，它同人们所塾知的激光引起材料破坏的分裂、烤化和汽化等不同，激发束的特殊的空间分布造成了这种新的破坏模式．

脉冲激光诱导的薄片反冲塞破坏分析

基于空间轴对称热弹性理论和最大剪应力强度理论 ,建立了脉冲激光辐照下薄片发生反冲塞破坏的一个理论模型 ,导出了薄片反冲塞的激光功率密度阈值条件。以空间均匀分布的 ms级脉冲激光辐照铜薄片为例进行了理论计算和数值模拟 ,给出了激光功率密度阈值随薄片厚度线性增加的关系 。

激光超声导波分频段时域滤波及频率波数域逆时损伤成像

构建了一个激光激励和激光多普勒扫描拾振的完全非接触式超声导波损伤检测实验平台,实现对结构中超声导波场的高分辨率拾取,克服了常规接触式导波换能器致使波场检测空间分辨率低等不足。提出分频段时域滤波的方法,将激光超声宽频带信号分解为多个窄带信号以抑制频散效应,进而在无基准信号的前提下实现对损伤信号的提取;在此基础上应用频率波数域逆时损伤成像方法重构入射波场及损伤散射波场,以确定损伤边界,进而综合各窄带信号的损伤成像结果以获得更为精确的成像。仿真和实验结果表明:结合小波分析分频段时域滤波法与频率波数域逆时损伤成像方法能够实现各向同性板状结构中损伤的非接触检测,在工程实践上具有更广的应用价值。

苏里格低渗砂岩气藏水锁损害防治技术探索

针对苏里格气田砂岩储层的水锁损害,提出通过尽量减少滤液进入或通过改变滤液性质使进入的滤液能抑制地层膨胀并易于返排等来解决这一问题的技术思路。据此,研制出了油溶屏蔽暂堵型完井液和滤液易于返排的润湿反转型完井液,并分别在该气田进行了现场应用。结果表明,无固相润湿反转型完井液用于该气田的开发中使钻速得到了提高,成本降低,并保护了气层,提高了产量;油溶屏蔽暂堵型完井液在现场应用后,侵入储层的滤液显著减少,试验井与邻井相比明显增产,平均渗透率恢复率达90%以上,岩心束缚水饱和度接近原始地层束缚水饱和度。

激光反冲塞效应的实验验证

研制了一种测量材料瞬态微形变过程的新装置,详细讨论了其测试机理,并用该装置测量了激光烧蚀铁片时铁片背面的形变过程。实验结果表明,在激光辐照开始后3μs内,铁片有一小的正向凸起;在随后的20μs内,铁片有一较大的反向凸起,反向凸起的最大位移是正向凸起位移的3倍左右。这一结果从实验上进一步论证了激光反冲塞效应的观点。