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力学科研平台

山东省深海深地非常规能源力学特色实验室

山东省深海深地非常规能源力学特色实验室于2022年批准建设,实验室紧密结合我国战略性新兴产业重点领域新能源产业的发展以及近海资源、生态及工程的需求,打破基础研究成果向工程技术转化难的瓶颈,以非常规能源领域开发中的多场耦合渗流理论、试验和科学计算的前沿问题和安全高效绿色的增产核心技术攻关、先进试验产品研发、关键工艺试验和样机研制为导向,汇集基础研究与应用研究相融合的创新资源,通过力学、物理、数学、能源、岩土和机械等学科交叉融合创新,实现地下非常规能源开发关键力学问题和技术的突破,引领非常规能源,特别是深海可燃冰、深部干热岩、深地油气(页岩气)等开发技术的发展。深海深地非常规能源力学实验室将建设成为以深海土力学、深地岩石力学、多场耦合渗流力学为鲜明特色的国内一流非常规能源开发力学实验室,成为新能源领域的基础理论、关键工艺试验、创新人才培养、科技成果转化及为行业提供技术服务的重要基地。实验室目前开展的研究工作内容包括有:

1.深海天然气水合物开发利用的海洋能源土力学

研究内容:

(1)深海能源土力学与渗流特性试验研究:多因素影响下的泥质粉砂型深海能源土三轴剪切试验;能源土剪切-渗流耦合实验设备的研发;泥质粉砂型深海能源土三轴剪切-渗流耦合实验;基于颗粒流与近场动力学的深海能源土数值试验。

(2)深海能源土本构模型研究:深海能源土破坏机理的近场动力学模拟;黏质及砂质能源土统一的弹塑性本构模型;泥质粉砂型深海能源土剪切-渗流耦合特性的本构模拟;剪切破坏与渗流过程的耦合作用机理;考虑剪切影响的渗透率理论模型。

(3)深海能源土斜坡稳定性分析与评估:深海能源土本构模型的数值实现与工程应用;深海能源土斜坡失稳机理与稳定性评价方法;泥质粉砂水合物降压开采过程中黏土行为特征与调控机制;可燃冰开采诱发能源土斜坡失稳评估方法。

2.深地干热岩开发利用的岩石力学

研究内容:

本方向紧密围绕高温岩体地热开发的工程目标,开展高温岩体地热开发力学基础及开采工艺试验研究,主要研究工作包括:① 高温高压作用下岩体的热、物理力学特性和渗流规律;②高温高压地热井井筒稳定性及其控制;③ 高温高压巨型岩体压裂理论和人工储留层建造技术基础;④高温岩体开采工艺试验;⑤ 高温岩体地热开采储层模拟技术及软件。

3.深地油气(页岩气)开发利用的渗流力学

研究内容:

(1)地下多场耦合渗流力学及非常规油气开采增产技术:①非常规油气藏热流力三场耦合渗流理论及数值模拟技术;②超临界二氧化碳改造低渗透油气储层增产技术及设备研发;③非常规油气开采增产工艺试验及设备研发;④非常规油气开采储层模拟技术及软件开发。

(2)非常规油气田开发及智能油田生产实时优化方法:①油藏数值模拟与油气田开发工程理论与方法;②机器学习理论(小样本学习、迁移学习、图学习、卷积神经网络等);③人工智能优化理论(大规模优化、多目标优化、高效优化算法、多模态优化、约束优化等);④机器学习油田大数据与油藏属性预测方法(油藏连通性、剩余油、实验数据等);⑤基于最优化理论的油藏生产优化方法(自动历史拟合、井网优化、注采优化、提高采收率措施优化等)。

   

山东省实验教学示范中心

青岛理工大学力学实验中心前身为原基础课部力学实验室,主要任务是负责全校近万名工科类本科生的基础力学实验教学,及工程力学专业本科生和研究生的有关专业实验教学。力学实验室中心2004年被列入山东省力学实验教学示范中心建设计划,2006年通过山东省骨干学科实验中心建设首批投入计划, 2009年力学实验中心获批山东省实验教学示范中心

力学实验中心下设材料拉伸压缩实验室、材料扭转实验室、理论力学综合实验室、材料力学创新设计实验室、相似材料模拟实验室、岩土力学实验室、岩石三轴实验室、地下非常规能源开发实验室、光测实验室、碰撞动力学与控制实验室、岩体多场耦合力学实验室等功能实验室。

示范中心现有专兼职人员31人,其中教授8人,副教授7人,讲师14人,助教2人;中心拥有实验用房2000平方米,实验设备总值2000万元,单价10万元及其以上的大型仪器设备21台套。力学实验中心面向全校27个本科专业,开设材料力学、工程力学、理论力学和建筑力学实验课程,每年实验人时数可达1.9万。此外,还承担了工程力学、固体力学、结构工程、岩土工程等硕士研究生和部分博士生的实验教学和科研任务。

除开设的实验课程外,力学实验中心还为专业实验教学、设计性实验、毕业论文、力学竞赛等环节提供教学指导服务,通过青岛理工大学大型仪器设备共享平台面向社会共享实验设备,助推实现与科研、企业单位合作互惠的双赢局面,发挥实验中心服务社会经济发展的示范作用。

力学实验教学示范中心支持材料力学课程于2007年建成山东省精品课程,自主研发的材料力学综合实验台获得国家发明专利,编写的《工程力学实验教程》多次再版。力学实验中心将紧紧围绕校院“十四五”事业发展规划,在现有的基础上,拟在实验课程体系、教学内容和教学方法与手段、教学管理等方面进一步改革,以保持力学实验教学、科研的科学性,前沿性和先进性。
 

青岛市岩土力学与近海地下工程重点实验室

青岛市岩土力学及近海地下工程重点实验室是在山东半岛蓝色经济区建设和青岛市实现蓝色跨越实际需求背景下,结合我校的特色和优势,整合我校力学实验省级教学示范中心、结构工程实验中心、材料科学与工程实验室、混凝土实验室、土工实验室等资源组建的。该实验室于2014年获批青岛市重点实验室。

青岛市岩土力学与近海地下工程重点实验室现有专兼职人员40人,其中教授22人,副教授8人,讲师10人;该实验室拥有实验用房2600平方米,实验设备总值3800万元,单价10万元及其以上的大型仪器设备32台套。

近三年,以实验室为依托培育泰山学者青年专家1人、山东省优青1人,设立创新团队培育、优秀青年培育、“礼贤学者”支持计划三类项目,为青年人才成长和重点/人才项目申报打下基础。本实验室承担科技部重大专项和国家级自然科学基金20余项,省部级课题30余项,纵向科研经费3059万元。承担企业委托项目39项,经费1050万元,建设经费合计5513万元。近三年发表论文56篇,出版专著3部,授权/申请专利51项,获山东省科技进步一等奖1项,二等奖2项,三等奖1项。

实验室面向青岛蓝色经济建设和产业转型升级需求,结合我校的特色和优势,着重开展岩石力学性质与地下工程稳定、近海特殊土力学性质及应用、近海地下工程混凝土结构耐久性与加固技术、近海地下工程灾害与防治四个方向的研究,通过力学、数学、物理、能源、岩土、环境和机械等学科交叉融合创新,实现岩土力学与近海地下工程关键技术的突破。实验室的建设与关键科学问题的研究,既可为青岛市快速发展的城市地下空间建设提供强有力的技术支撑,又可凝聚和培养一批城市地下工程高水平研究人才,建立和完善先进的城市地下工程研究平台。


青岛市地下非常规能源开发工程研究中心

青岛市地下非常规能源开发工程研究中心以可燃冰、高温岩体地热、煤层气、页岩气等非常规能源领域开发中的多场耦合渗流理论、试验和数值仿真计算的前沿问题和安全高效绿色的增产核心技术攻关、先进试验产品研发、关键工艺试验和样机研制为导向,汇聚基础研究与应用研究的创新资源,实现地下非常规能源开发关键技术的突破。该实验室于2019年7月获批青岛市重点实验室。

研究中心现有科技人员44人,大多毕业于国内外著名高等院校和科研院所,学缘结构良好,其中教授12人,副教授14人,讲师17人,助教2人;该实验室拥有实验用房2200平方米,实验设备总值2000万元,拥有单价10万元以上的教学、科研仪器设备和软件85台套,总价值3768.53万元。

近三年,中心承担科技部重大专项和国家级自然科学基金20项,省部级课题34项,纵向科研经费1404万元。承担企业委托项目39项,经费1050万元,科研经费合计2454万元。发表学术论文150篇,其中EI、SCI收录130篇,获授发明专利25项,获省部级科研成果奖3项、教学成果奖6项。出版专著2部,参与或主持认定的标准2项,技术成果转让及转化收入650万元。

研究中心围绕非常规能源开发,着重开展地下多场耦合渗流力学及非常规油气开采增产技术研究、天然气水合物分解、渗流、储层变形的力学行为及开采安全评价、高温岩体地热开发力学基础及开采工艺试验、高温高压复杂环境下能源岩土体渗流变形测试技术四个方向的研究,目前已在6项关键技术研发上取得重大进展。

研究中心充分发挥学校力学学科的理工兼备特色及优势,打破基础研究成果向工程技术转化的瓶颈,在地下非常规能源多场耦合渗流力学前沿理论、增产新技术、关键工艺实验及设备研制方面处于引领地位,对产业新旧动能转换和高质量发展具有重要支撑作用。

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