好发。审稿时间在1-3个月， 通过率50%以上。《机械工程学报》于1953年创刊，由中国科学技术协会主管、中国机械工程学会主办，是中国机械工程领域的顶级学术刊物，主要报道机械工程领域及其交叉学科具有创新性的基础理论研究、工程技术应用的优秀科研成果。刊登机械工程领域及其交叉学科的优秀科研论文。主要包括以下栏目： 机器人及机构学；机械动力学；摩擦学； 制造工艺与装备；仪器科学与技术； 材料科学与工程； 运载工程 ；交叉与前沿等。投稿：网站网址：。本刊不接受邮寄、邮件方式的投稿。 稿件查询：电脑端查询：打开网页点击作者查询，登录账号实时追踪稿件状态。手机端查询：关注“机械工程学报”微信公众号—网刊—作者查稿
论文格式模板（通用5篇）
论文是一个汉语词语，古典文学常见论文一词，谓交谈辞章或交流思想。下面是我给大家带来论文格式模板，欢迎阅读，希望对大家有帮助！
论文格式
一、题目是文章最重要和最先看到的部分，应能吸引读者，并给人以最简明的提示。
1、应尽量做到简洁明了并紧扣文章的主题，要突出论文中特别有独创性、有特色的内容，使之起到画龙点睛，启迪读者兴趣的作用。
2、字数不应太多，一般不宜超过20个字。
3、应尽量避免使用化学结构式、数学公式或不太为同行所熟悉的符号、简称、缩写以及商品名称等。题目中尽量不要用标点符号。
4、必要时可用副标题来做补充说明，副标题应在正题下加括号或破折号另行书写。
5、若文章属于“资助课题”项目，可在题目的右上角加注释角号(如※、#等)，并在脚注处(该文左下角以横线分隔开)书写此角号及其加注内容。
6、为了便于对外交流，应附有英文题名，所有字母均用大写，放在中文摘要与关键词的下面。
二、作者署名是论文的必要组成部分，要能反映实际情况。
1、作者应是论文的撰写者，是指直接参与了全部或部分主要工作，对该项研究作出实质性贡献，并能对论文的内容和学术问题负责者。
2、研究工作主要由个别人设计完成的，署以个别人的姓名;合写论文的署名应按论文工作贡献的多少顺序排列;学生的毕业论文应注明指导老师的姓名和职称。作者的姓名应给出全名。
3、作者的下一行要写明所在的工作单位(应写全称)，并注上邮政编码。
4、为了便于了解与交流，论文的最后应附有通迅作者的详细通讯地址、电话、传真以及电子信箱地址。
三、摘要。
摘要是科研论文主要内容的简短、扼要而连贯的重述，必须将论文本身新的、最具特色的内容表达出来(重点是结果和结论)。
1、具体写法有“结构式摘要”和“非结构式摘要”两种，前者一般分成目的、方法、结果和结论四个栏目，规定250字左右;后者不分栏目，规定不超过150个字，目前国内大多数的医学、药学期刊都采用“结构式摘要”。
2、摘要具有独立性和完整性，结果要求列出主要数据及统计学显著性。
3、一般以第三人称的语气写，避免用“本文”、“我们”、“本研究”等作为文摘的开头。
四、关键词。
关键词也叫索引词，主要为了图书情报工作者编写索引，也为了读者通过关键词查阅需要的论文。
1、关键词是从论文中选出来用以表示全文主题内容的单词或术语，要求尽量使用《医学主题词表》(MeSH)中所列的规范性词(称叙词或主题词)。
2、关键词一般选取3～8个词，并标注与中文一一相对应的英文关键词。每个词之间应留有空格以区别之。
3、关键词通常位于摘要之后，引言之前。
五、引言。
引言(导言、序言)作为论文的开端，起纲领的作用，主要回答“为什么研究”这个课题。
1、引言的内容主要介绍论文的研究背景、目的、范围，简要说明研究课题的意义以及前人的主张和学术观点，已经取得的成果以及作者的意图与分析依据，包括论文拟解决的问题、研究范围和技术方案等。
2、引言应言简意赅，不要等同于文摘或成为文摘的注释。如果在正文中采用比较专业化的术语或缩写词时，最好先在引言中定义说明。
3、字数一般在300字以内。
六、正文。
正文是科研论文的主体，包括材料、方法、结果、讨论四部分内容，其中某些部分(特别是方法和结果)还需列出小标题，以使层次更加清晰。
1、材料材料是科学研究的物质基础，需要详细说明研究的对象、药品试剂、仪器设备等。
(1)如属动物实验研究，材料中需说明实验动物的名称、种类、品系、分级、数量、性别、年(月)龄、体重、健康状态、分组方法、每组的例数等;如属用药的临床观察，应说明观察对象的例数、性别、年龄、职业、病例种类、症状体征、诊断标准、分组方法、治疗措施、临床观察指标及疗效判定标准(如痊愈、显效、好转、无效的标准)等。
(2)说明受试药的来源、批号、配制方法等，中药应注明学名、来源，粗提物应标明有效部位或成分的含量和初步的质量标准，若是作者本实验室自行提取的应简述提取过程。
(3)标明主要仪器设备的生产单位、名称、型号、主要参数与精密度等。
(4)标明主要药品、试剂的名称(尽量用国际通用的化学名，不用商品名)、成分、批号、纯度、用量、生产单位、出厂日期及配制方法等。
2、方法
(1)采用已有报道的方法只要注明文献的出处即可，不必详述其过程;若为有创意的方法，要详细介绍创新之处，便于读者依此重复验证;若是对常规方法作出改进的，应具体描述改进部分及改进的理由，同时也要注明原法的文献出处。
(2)对于实验条件可变因素的控制方法(如放射免疫法的质量控制)要加以详细说明，以显示本文结果的可靠性和准确性。
(3)实验研究论文要设立阴性对照组和阳性药物对照组，前者一般采用溶剂作为对照，后者选用被公认的、确有疗效的药物，以验证实验方法的可靠性。
(4)在进行药效学和毒理学研究时，通常要设高、中、低三个剂量组，以体现出药物的量-效关系。
(5)实验设计时应考虑到每组有足够的样本数以满足统计学处理的需要，一般地说，小动物(如大、小鼠)每组至少8～10只，大动物(如狗)每组至少4～6只。同时应说明数据处理的统计学方法，统计学处理结果一般用P>、P<、P<三档表示。
3、结果试验结果是论文的核心部分，这一部分要求将研究中所得到的各种数据进行分析、归纳，并将经统计学处理后的结果用文字或图表的形式予以表达。
(1)表格
①表格设计要清晰、简练、规范。每个表格除有栏头、表身外，还要有表序(如表1、表2、表3……)和表题，表题与表序居中写，中间空一格将两者分开。在正文中要明确提及见表x。
②表随文放，一般应列在“见表x”文字的自然段落的下面。
③表格一般采用三线表。
④表题应有自明性。若表中数据均用“均数±标准差”表示，则在表题的后面注上(±S);若表中各组的例数相等，则在表题后面统一注上(n=X)，若例数不等应另加一列，分别注上各组的例数;表中计量单位若一致，可写在表题的后面，若不一致应分别写在每个栏头之下，不加括号。
⑤表内阿拉伯数字上下各行的个位数对齐，未发现的数据用“-”表示，未测或无此项用空白表示，实测结果为零用“0”表示。
(2)插图
①图包括示意图、曲线图、照片图等。
②图要求大小比例适中，粗细均匀，数字清晰，照片黑白对比分明。与表一样图也要随文字放，先见文字，后见图。
③每幅图都要有图序和图题，通常写在图的下方。图题要有自明性。
(3)结果处理时要尊重事实，要求结果中的数据精确完整、可靠无误，同时要注意不应忽视偶然发生的现象和数据。
(4)药物的临床疗效研究结果，要注意交待与药物有关的全部信息，如疗效、毒副作用及注意事项等。
4、讨论。讨论是结果的逻辑延伸，是全文的综合、判断、推理，从感性提升到理性认识的过程，也是作者充分运用自已对该领域所掌握的知识，联系本课题的实践，提出新见解、阐明新观点之处。
(1)讨论应从结果出发，紧扣题目，不宜离题发挥。具体地说应对本实验所观察到的结果，分析其理论和实践意义，能否证实有关假说的正确性，找出结果中的内在规律，与自己过去的或其他作者的结果及其理论解释进行比较，分析异同及其可能原因，根据自己的或参考别人的材料提出新见解。
(2)讨论中应该运用一分为二的观点，正确地分析和评价自己工作中可能存在的不足之处和教训，例如本研究所用方法是否有局限性等;提出今后研究方向及本结果可能的推广应用的设想，这往往对读者的思路有所启发。
(3)篇幅较长的讨论，应分项目编写，每个项目应集中论述一个中心内容，并冠以序码。讨论的中心内容应与正文各部分，特别是结果部分相呼应。讨论中不应过细重复以上各部分的数据。
(4)为体现讨论的客观性，写作时一般采用第三人称语气。
(5)讨论切忌写成文献综述，更不应简单地重复实验结果，而是从理论上有选择地对研究结果进行分析、比较、解释、推理，对主要问题，特别是本研究创新、独到之处加以充分发挥，提出新的假说，揭示有待进一步研究的问题及今后的研究方向。
七、致谢。
凡不具备前述作者资格，但对本研究作过指导、帮助的人或机构，均应加以感谢，但必须得到被致谢人的同意后才能署其姓名。致谢一般单独成段，放在正文的后面。
八、参考文献。
参考文献要求引用作者亲自阅读过的、最主要的文献，包括公开发表的出版物、专利及其他有关档案资料，内部讲义及未发表的著作不宜作为参考文献著录。
1、论文所列参考文献一般不超过10条，综述不超过30条。
2、文内标注法：著录时按文中引用文献出现的先后顺序用阿拉伯数字连续编号，直接引用作者全文的，文献序号置于作者姓氏右上角方括号内。
3、文献序号作正文叙述的直接补语时，应与正文同号的数字并排，不用上角码标注。如：实验方法见文献〔2〕或据文献〔2〕报道。
4、著录格式
(1)杂志：序号(顶格)。作者，文章名，刊物名，年、卷(期)、起始页码。如：刘康，季晖，李绍平等。三种大鼠骨质疏松模型的比较。中国骨质疏松杂志，1998，4(4)：13～18
(2)书：序号(顶格)。著者，书名，版次，出版地，出版者，出版年，起讫页码。如：徐叔云，卞如濂，陈修主编。药理实验方法学第三版北京人民卫生出版社2002：911～916
5、著录规则
(1)作者：3名或少于3名者全部写出，并用逗号分隔，3名以上写前3人的姓名，后加“等”或“etal”。集体作者要写全称。
(2)刊名：中文均写全称，外文缩写可按美国医学索引《InderMedicus》的格式。
(3)版次(本)：第一版不标注，其它版次用阿拉伯数著录。如“第2版”，“2nd”。
技术论文格式要求
一、技术论文正文的基本结构和要求
技术论文正文建议8000-10000字，须包括以下部分：
（一）作品难点与创新
（二）方案论证与设计
（三）原理分析与硬件电路图
（四）软件设计与流程
（五）系统测试与误差分析
（六）总结
二、技术论文正文以外应包括的其他内容
除正文以外，技术论文必须包括以下内容：论文封面、中文摘要、英文摘要、中英文关键字、目录、参考文献，以及页眉页码。
封面内容包括作品题目、参赛单位、参赛队伍名称、指导老师、参赛队员、完成时间。中文摘要500-1000字，简要说明作品的现实意义、设计思路及创新点。英文摘要与中文摘要相对应。关键词3-5个。目录包含三级标题。参考文献没有数量要求，列出写作过程中所参考的论文和书籍。
技术论文正文中的每一页都必须有页眉，页眉的内容分两行，第一行内容为“第十届中国研究生电子设计竞赛”字样，第二行内容为论文的题目。居中排列。
技术论文必须有页码，页码需放到每一页下方的右侧，编码从正文开始。
三、技术论文中图表脚注的处理
1、图题和表题
技术论文中的图表需要有图题、表题（图表的序号和名称）。图题放在图的下方，表题放在表的上方。
2、图表的序号使用
技术论文中图表的序号统一使用“图1-1”（第1章第1图），“表1-1”（第1章第1表）的形式。图和表的序号分开排列，图表的序号顺
序要在每一章重新编号，如第1章的图表从“图1-1”、“表1-1”开始，
第2章的图表从“图2-1”、“表2-1”开始。
3、图表的资料来源
图表下方应注明资料来源。表的资料来源注释应放到表的下方，图的资料来源注释应放到图题下方。
4、脚注的使用
技术论文中凡是引用和参考别人的研究成果以及有数据的地方都要用脚注注明出处。论文需使用全文连续脚注，脚注放在每一页的页面底端。脚注的具体内容应包括作者、题目、出版要素三个部分，脚注的序号统一使用“①”“②”“③”…的形式。如使用网络文章，要注明详细网址。
四、技术论文排版要求
论文封面单独占一页，目录单独占一页。论文的每一章开始必须另一起一页，每一节开始时应另起一行。正文段落和标题一律采用固定行间距20pt。
版式与字体要求
1. 封面
2. 目录
3. 正文
题目
作者
【摘要】： 用简短的语言（小于等于300字）来总结论文的主要内容，包括结论。
【前言】： 就是阐述一下背景，现状，你要的问题（最好是以案例的形式将问题呈现出来，以及你的的意义。
【经过】：
一、 详述的方向和想要达到的目的。
二、 活动安排（包括每一阶段时间安排以及每一阶段的方法（包括每一种方法想要达到的目的）。
三、 人员分工
四、 获取资料的方式
【内容】：
一、 【收集案例】：如果对象不属于同一类的话，就要用图表的形式将对象比例情况展示出来
二、【案例分析】：案例分析问题存在的原因（尤其是现状的背景下，问题依然存在的具体原因、深层次原因）
三、【问卷调查】如果有问卷调查的在此可加入调查的问题以及调查结果。
四、【结果】总结的结果，可以用图表形式
【结论】：
根据的结果提出自己的观点，看法，结论。
参考文献：
注明资料的出处
1网络资料，注明：文章名，作者，网站名称
2 书籍资料：注明： 书名，作者，出版社，出版日期，页数。
3 报刊资料，注明，文章名，作者，报刊名字，期
小论文格式要求
一、学生要严格按照论文题目、作者及学号、单位、指导教师、摘要、关键词、正文、主要参考文献。
二、字体、字号规定如下：题目（黑体小2号居中）；作者、单位（宋体4号）；指导教师及其姓名（楷体4号间隔3空）；摘要、关键词（黑体5号）；摘要内容、关键词内容（楷体5号）；参考文献（黑体5号）、参考文献内容（宋体5号）；正文内容（宋体小4号），一级标题（黑体小4号），二级标题（小标宋小4号）。
三、论文的标题层次采用阿拉伯数字分级编号。如：一级标题1，2级标题，三级标题。编号左起顶格书写。
四、中文摘要150字左右，关键词3－7个。
五、参考文献只列文中引用的公开发表的文献（未公开出版的用脚注说明），按文中出现的先后次序列出。其排列格式如下：
专著：作者名（包括前三位）、书名、出版社、出版年。
论文集：作者名（包括前三位）、文题、编著者、书名、出版社、出版年。 刊物：作者名（包括前三位）、文名、刊物名称、期（卷）。
如：
[1] 盛宝怀. Ba空间中Kantorovich算子的饱和性. 数学杂志,1992,12(2):146-154.
[2] Wu Garidi. The Jackson theorem in Ba spaces. Approx. theory ＆ Appl.,1996,12(2):60-69.
[3] 孟伯秦. 内插空间理论及其应用．内蒙古人民出版社, 2001, 183-192.
六、用蒙文撰写的论文的题目、单位、作者、指导教师、摘要、关键词必须用蒙文汉两种语言表达。
七、毕业设计（创作）要求录入作品名称（题目）、单位、姓名、指导教师、毕业设计报告书。
小论文格式模板
内蒙古自治区科技人才地域分布差异分析
xxx 学号
数学科学学院 数学与应用数学专业 20xx级汉班
指导教师 xxx
摘 要 科技人才是经济发展、社会进步、文化繁荣的先决条件和制约因素，本文根据内蒙古自治区xxxx年科技人才调查统计的数据，对内蒙古地区人才分布现状、差异及形成差异的原因和今后发展对策等方面进行了初步探讨.
关键词 内蒙古自治区、科技人才、地域差异、人才优势
内蒙古自治区位于祖国的北疆，地文人稀，交通不便，自然条件和自然资源复杂多样，在这片土地上设有十二个盟市级行政单位，其中含有四个市八个盟，首府是呼和浩特[1]．
1内蒙古科技人才地域分布差异
内蒙古各盟（市）科技人才地域分布差异
人才数量差异
内蒙古自治区自然资源丰富，但缺乏与之相适应的人才资源. 因此人才资源急需解决[2]. 解决的办法就是引进人才的同时，切实加强本地区的人才开发培养工作.
人才地域结构差异
（正文部分略）
2内蒙古科技人才发展战略
一方面要适当增加物质力量对科技事业的支持，加强教育投资，发送办学条件，抓好师资队伍建设，提高教师待遇，减少教育人才外流；另一方面要深化教育体制改革，提高教育质量.
本文在写作过程中得到了XXX老师多次精心指导，在此表示感谢.(本行可以不写)
参考文献：
[1] 盛宝怀. Ba空间中Kantorovich算子的饱和性. 数学杂志, 1992, 12(2): 146-154.
[2] Wu Garidi. The Jackson theorem in Ba spaces. Approx. theory ＆ Appl.,1996,12(2):60-69.
[3] 孟伯秦. 内插空间理论及其应用．呼和浩特：内蒙古人民出版社, 2001, 183-192.
一、学位论文的基本要求
硕士学位论文，要求对所研究的课题有新见解或新成果，并对本学科发展或经济建设、社会进步有一定意义，表明作者掌握坚实的基础理论和系统的学科知识，具有从事学术研究或担负专门技术工作的能力。学位论文应在导师指导下，由硕士研究生本人独立完成。
博士学位论文，要求对所研究的课题在材料、角度、观点、方法、理论等方面或某方面有创新性成果，并对学术发展、经济建设和社会进步有较重要的意义，表明作者掌握坚实宽广的基础理论和系统深入的学科知识，具有独立从事学术研究的能力。学位论文应在导师指导下，由博士研究生本人独立完成。
学位论文应当用规范汉字进行撰写，除古汉语研究中涉及的古文字和参考文献中引用的外文文献之外，均采用简体中文撰写。
学位论文必须是一篇[或一组相关论文组成的.一篇]系统完整的、有创造性的学术论文。
不符合上述要求的，一律不接受其学位论文答辩申请。
二、学位论文的一般格式
学位论文一般应依次包括下述几部分：
1. 封面(参见附件1)。
2. 版权声明。
3. 题目：应准确概括整个论文的核心内容，简明扼要，让人一目了然。一般不宜超过20个字。
4. 中文摘要：内容摘要要求在3000字以内，应简要说明本论文的目的、内容、方法、成果和结论。要突出论文的创新之处。语言力求精炼、准确。在本页的最下方另起一行，注明本文的关键词(3-5个)。
5. 英文摘要：英文摘要上方应有题目，内容与中文摘要相同。在英文题目下面第一行写研究生姓名，专业名称用括弧括起置于姓名之后，研究生姓名下面一行写导师姓名，格式为Directed by...。最下方一行为英文关键词(Keywords 3-5个)。参见附件2。
6. 目录：既是论文的提纲，也是论文组成部分的小标题。
7. 序言(或序论、导论)：内容应包括本课题对学术发展、经济建设、社会进步的理论意义和现实意义，国内外相关研究成果述评，本论文所要解决的问题，论文运用的主要理论和方法、基本思路和论文结构等。
8. 正文：是学位论文的主体。根据学科专业特点和选题情况，可以有不同的写作方式。但必须言之成理，论据可靠，严格遵循本学科国际通行的学术规范。
9.注释：可采用脚注或尾注的方式，按照本学科国内外通行的范式，逐一注明本文引用或参考、借用的资料数据出处及他人的研究成果和观点，严禁抄袭剽窃。
10. 结论：论文结论要明确、精炼、完整、准确，突出自己的创造性成果或新见解。应严格区分本人研究成果与他人科研成果的界限。
11. 参考文献：按不同学科论文的引用规范，列于文末(通篇正文之后)。外文用原文，不必译成中文(参见附件3)。
文献是期刊时，一般书写格式为：作者、篇名、期刊名、年月、卷号、期数、页码。
文献是图书时，一般书写格式为：作者、书名、出版单位、年月、版次、页码。
12. 附录：包括正文内不便列入的公式推导，便于读者加深理解的辅助性数据和图表，论文使用的符号意义，缩略语，程序全文和有关说明，其它对正文的必要补充等。
13. 作者的致谢、后记或说明等一律列于论文末尾。
14. 学位论文原创性声明和授权使用说明(导师和作者本人均需签名)。
15. 封底。
摘要
是对论文基本内容的简要陈述，可以说是论文的缩影。它在论文的标题和全文之间，起着桥梁的作用。读者是否阅读全文，一般在他阅读完摘要以后就能决定了。此外，摘要也能给文摘者提供方便。
摘要的种类，主要有指示性摘要和报道性摘要两种。指示性摘要只叙述论文内容的精华，不涉及研究方法、结果和结论，其字数一般只有30~50字，少的甚至仅有十几个字。报道性摘要一般包括研究课题的目的、范围、重要性，所采用的理论、方法，得到的结果、结论等，其中，结果、结论是重点。报道性摘要的篇幅，一般为正文文字的2~5%。笔者建议，期刊论文中的中文摘要不要超过200个汉字，英文摘要不要超过100个实词。
对报道性摘要的主要要求，是简短、精练、完整。所谓完整，是指摘要应具有独立性和自含性，即其内容应包含与原文等量的主要信息，可以独立成篇，可供文摘人员直接采用。
摘要应当用第三人称写，不要用传统的本文这样的第一人称叙述;一般情况下，摘要不要分段;摘要要用规范的术语，一般不宜出现插图、表格、数学公式及参考文献序号等。
关键词
关键词是最具有实质意义的检索语言，其主要作用就在于方便检索。因此，应当选取在论文中起关键作用的、最能说明内容实质的单词、短语或术语作为关键词。关键词的数量一般为3~8个，它们之间仅仅是一种简单的组合，不必要考虑语法结构，也不必要表达一个完整的意思。
经过规范化处理的关键词，称为叙词。目前有少数杂志要求采用叙词，如《机械工程学报》、《农业机械学报》等。叙词的选择不如关键词来得方便，需要查阅相应的叙词表。与机械工程科学相关的叙词工具书是《机械工程叙词表》。
对于论文标题与关键词选取的关系，有两种截然相反的观点。一种观点认为标题中的词与关键词重复是一种浪费，另一种观点认为标题中应尽可能多地包含关键词。笔者倾向于后一种观点。因为标题要高度概括论文的内容，关键词应对说明论文的内容实质起关键作用。所以，如果关键词选择精当的话，一个好的论文标题中存在重复它们的词几乎是不可避免的;反之亦然。
除了在丰富的稿件中精选出优秀论文外,编辑部还有重点地从清华大学、浙江大学、哈尔滨工业大学、西安交通大学、上海交通大学、重庆大学、天津大学和机械传动国家重点实验室、国家CIMS工程技术研究中心、流体传动及控制国家重点实验室、摩擦学国家重点实验室等国内重点大学和国家重点实验室等核心科研单位组织了一批高水平论文。这些论文大部分属于国家自然科学基金资助项目及国家、省（部）级的攻关课题，使得《机械工程学报》对本专业或学科重大信息的首次报道率大大提高，并成为机械类和力学类双学科核心期刊。据北京大学出版社1992年9月出版的《中文核心期刊要目总览》报道，在机械、仪表工业类191种期刊中确定了42种为核心期刊，而《机械工程学报》在其中排序第一；在力学类核心期刊中《机械工程学报》也有一席之地。1996年《机械工程学报》刊登的论文获得国家自然科学基金资助的项目占，1997和1998年均为(根据发表的每篇文章首页的标注统计而得)。《机械工程学报》刊登的论文大部分达到了国际、国内先进水平，并已成为评定博士点、评估国家重点实验室、申请国家自然科学基金、申报科研成果和晋升职称等的重要依据之一。根据论文效果反映表统计表明：《机械工程学报》刊登的论文获得国家及省部级以上单位奖励的占。
穆海朋1，2，3 马开华1 丁士东1 周仕明1
（1.中国石化石油工程技术研究院，北京 100101；2.中国石化石油勘探开发研究院，北京 100083；3.中国石油大学（北京），北京 102249）
摘 要 随着钻遇低压地层的增多，国内与之相适应的密度减轻材料的研究不足体现得越来越明显，特别是具有较高承压能力的高性能空心玻璃微珠类材料研究显得尤为不足。笔者调研了国内外相关领域对空心微珠的研究认为，尽管国外在该领域的研究处于领先位置，但目前还未见到高性能空心微珠制备理论的相关报道；空心玻璃微珠的成分、粒径相近时，密度越大的微珠抗压强度相对较大；在成分、密度相近时，粒径越小的微珠抗压强度相对较大；从物理本质出发，可将空心微珠研制的方法划分为化学沉积法、溶液烘干成球法和粉体熔融成球法3类；对于高性能空心微珠的研制，笔者建议针对空心微珠壳层的化学组分进行研究，以得到胶结好、耐高温的壳层；在工艺上，建议采用高温熔融充气的方法，熔融态可以使壳层结构更加致密，并且可以通过控制送料和送气的速率来更好地控制空心度和球壳的大小。
关键词 空心玻璃微珠 密度减轻材料 低密度水泥浆 低密度钻井液 油气井
Research Development of Low Density Hollow Glass Superbead
MU Haipeng1，2，3，MA Kaihua1，DING Shidong1，ZHOU Shiming1
（ Research Institute of Petroleum Engineering，Beijing 100101 ，China； Exploration ＆ Production Research Institute，Beijing 100083，China； University of Petroleum，Beijing 102249，China）
Abstract With the increase of low pressure formations we are drilling，the deficiency of research in low density material appears more at this matter，the writer has surveyed the research of hollow glass superbead in correlative domain，the latter conclusion we can research level of hollow glass superbead with high strength is still very low，and it needs study in a deep-going some hollow glass superbeads have similar component and grain size，the one which has higher density possesses higher some hollow glass superbeads have similar component and density，the one which has smaller grain size possesses higher are three method to prepare the hollow glass superbead，such as electroless plating method， solution drying method，powder fusion technics of preparing hollow glass superbead contains chemical constituent of lamella，sphere forming and hollow research hollow glass suiperbeads with high strength，the authors propose the suggestions below：first，study the chemical composition of materials，to get good cementation lamella with anti high temperature capability；second，use material at fusion state and blow gas，because this will make the lamella more compact，and will control the hollowness ＆ the thickness of lamella moreeasier.
国家科技重大专项《海相碳酸盐岩固井完井技术研究》，项目编号：2008zx05005-006-004。
Key words hollow glass superbead；weight reducing material；light weight cement slurry；light weightmud；oil ＆ gas well
人类一个多世纪对石油的过度钻井和开采，使得现在全球范围内的石油大部分储存在能量枯竭并且较深的地层中。尽管石油储量还非常丰富，但较低的地下能量使得这些油气难以开采。欠平衡钻井技术是在钻井过程中保持井筒压力低于地层压力的钻井技术［1～3］，它兼具防漏和保护油气层的双重作用，因此是开发这些低压油气藏的较优钻井方式。应用这种钻井方式进行钻进，要求使用的钻井液和固井水泥浆都必须是高压下密度稳定的低密度体系。
高性能空心玻璃微珠是实现高压下密度稳定的低密度体系的主要材料。目前国内石油工程领域使用的这种材料大都是国外3M公司的HGS系列产品。笔者在调研国内外空心玻璃微珠在相关领域研究成果的基础上，提出了高性能空心玻璃微珠的研究思路。
1 国内外空心微珠在石油工程中的应用
目前空心玻璃微珠在石油程中的应用主要体现在低密度钻井液技术和低密度固井水泥浆技术两个方面。
低密度钻井液技术
尽管利用油包水、水包油以及充气或泡沫的方法都可以实现密度在左右的低密度钻井液体系，但是这些体系都存在着较为严重的缺陷［4］。例如，油包水或水包油钻井液使用的主要材料是柴油，这就存在着严重的环境污染问题；充气或泡沫钻井液具有较大的可压缩性，这就会使井下脉冲信号发生大幅度衰减，从而严重地制约了MWD、LWD等技术的现场应用。相对于这两种低密度钻井液体系，利用空心玻璃微珠得到的低密度钻井液一方面不会对环境产生污染，具有环境友好的优点；另一方面由于其具有不可压缩性［5，6］，从而不会影响井下脉冲信号的传递，进而可以更好地应用于利用MWD、LWD等技术的复杂结构井的钻进中。
20世纪60年代初，苏联曾用空心玻璃微珠作为密度减轻剂来进行防漏作业［7］。20世纪90年代后，美国开始使用空心玻璃微珠配置低密度钻井液［8］。近年来［9］，空心玻璃微珠低密度钻井液已成功地在美国、俄罗斯多口低压油气井和欠平衡钻井中进行了推广应用。近几年随着深井超深井技术的推广，井下压力越来越高［9～11］，因此具有较高承压能力的高强度空心玻璃微珠有助于确保低密度钻井液在井下高压作用下保持密度稳定，从而具有更好的应用推广价值。美国休斯敦的钻井研究中心的测试表明［12］，高强度的空心玻璃微珠在通过钻头喷嘴后的破碎率非常低，并且可以通过调整喷嘴的角度来减少喷嘴对空心玻璃微珠的磨损。
国内2007年孟尚志［4］等利用密度为 、的HGS产品得到了密度为和的低密度钻井液体系。得到的体系除了具有较优的流变性、降滤失特性、润滑特性之外，还具有较高的承压能力，分别可以用于1700m和2800m井深的钻井中；体系中使用的密度减轻材料HGS粒径非常小，因此在现场应用中可以确保不会影响固控设备的使用。2008年耿晓光［10］等利用HGS材料配置了密度低于 g/cm3的低密度钻井液体系，并将该体系用于大庆油田外围的扶杨低渗透储油层的开发过程。2009年陈思路［13］在沈289井的钻井中应用了密度为的HGS水包油钻井液，实现了低压潜山油气藏的人工诱导欠平衡钻井过程，并达到了保护油气层的目的。应用该技术在有效降低钻井液密度的同时，由于空心玻璃微珠的存在确保了钻柱内钻井液的纯液相状态，从而还解决了常规随钻测量仪器在多相流中不能有效传递信号的问题。
低密度固井水泥浆技术
21世纪后，美国3M公司研制出了抗压强度超过100MPa的HGS系列空心玻璃微珠。该技术的出现使得微硅-微珠复合低密度水泥浆体系实现了密度达到左右并且兼具高强度、高压力稳定性的超低密度水泥浆体系。近几年来为了满足钻井作业要求和适应复杂的井身结构的需要，对低密度钻井液的要求也随之增加，这样就使得微珠-气体泡沫低密度水泥浆技术逐渐发展、成熟。最近几年国外公司多采用在微珠低密度水泥浆的基础上［14～16］，利用泡沫技术进一步降低水泥浆密度的低密度水泥浆技术。墨西哥中南部Samaria区域存在着严重的异常低压地层钻井问题，该区域地层的破裂压力梯度非常低（～）。采取先配制密度为～的微珠水泥浆，然后将水泥浆充气至密度为。自从引进了微珠-泡沫低密度水泥浆技术之后，施工者已经能够成功地将水泥浆循环到尾管以上，提高了该地区的固井质量。
2006年国内的张宏军等［17］利用3M公司生产的HGS空心玻璃微珠研制出了密度为～ 的超低密度水泥浆体系，并成功应用于中国石化重点深探井塔深1井中。2007年孙福全等［18］在新型耐压空心微珠研究的基础上结合颗粒级配理论研制出了密度为的超低密度水泥浆体系。该体系稳定性好，水泥48h（70℃）强度不小于18MPa。2009年孙新华等［19］利用强度高、球形度好、粒度均匀的玻璃微珠，以紧密堆积理论为指导，研制出了密度为～的超低密度水泥浆体系。
2008年万伟等［20］利用超细水泥、具有活化性能的漂珠以颗粒级配理论为依据研制出了密度为～的超低密度水泥浆体系，该体系具有稳定性高、水泥体积无收缩、抗高温性能稳定等优点；并于2009年利用国外的HGS18000玻璃微珠与常用漂珠进行复配研制了密度为的超低密度水泥浆体系。2008年程荣超等［21］将分形几何理论引入到了颗粒级配模型中，建立了颗粒群分形级配模型，在此基础上研制了密度为的低密度水泥浆体系，在塔里木深井中进行了应用；并进一步利用3M微珠、超细水泥等研制得到了密度为的低密度水泥浆体系。
可以看出：这些低密度、超低密度体系大都选用3M公司的HGS产品作为减轻剂。目前还未见到国内的空心玻璃微珠类产品现场应用的相关报道，因此需要加强这方面的研究。
2 国内外高强度空心微珠的研究现状
国外空心玻璃微珠的研究
目前空心玻璃微珠的生产技术主要由国外几个大厂家掌握［12］，如3M、PQ、Emerson及日本的旭硝子公司等，其中美国的3M公司的产品占据了其国内外大部分石油工程领域的市场。美国3M公司经过多年的研究，已经形成了多个系列的空心微珠产品，并形成了7个HGS系列高性能空心玻璃微珠产品［15］。表1显了3M公司高性能空心玻璃微珠的性能，表2为3M公司主要的玻璃微珠产品。
表1 3M公司高性能空心玻璃微珠的性能
从表1中可以看出：3M公司的高性能空心玻璃微珠的主要成分是碱石灰硅酸玻璃，化学性能稳定，软化温度高达600℃，因此具有抗高温的特性。
表2 3M公司空心玻璃微珠HGS系列性能对比
从表2可以看出：
1）HGS2000—HGS6000这5种产品，粒径分布非常接近，其抗压强度与密度有关，密度越大的产品抗压强度越大。因此，在微珠颗粒粒径相近的情况下，微珠的承压能力与其密度有关，密度越大微珠的抗压强度越大。
2）HGS10000和HGS18000这2种产品，密度都是，粒径相对较小的HGS18000具有更高的强度。因此，在微珠密度相同的情况下，微珠的承压能力与其粒径有关，粒径越小微珠的抗压强度越大。
国内空心玻璃微珠的研究
国内低密度、高强度空心玻璃微珠的研究仍然缺乏，几乎完全依赖于进口。虽然在20世纪70年代国内就有研究单位开始采用炉熔融法进行空心玻璃微珠的研制工作［22～24］，但至今未能形成规模化生产。20世纪90年代初，国内也有厂家耗巨资引进一条空心玻璃微珠的研制生产线，但生产的微珠性能太差，无法满足高性能的要求。
目前国内对高性能空心玻璃微珠的研究有文献报道的只有中国科学院的理化技术研究所。中国科学院理化技术研究所潘顺龙等［22］以软化学法为基础，研制出了一条既可以提高微珠性能，又可以提高微珠成珠率的空心玻璃微珠生产工艺新路线。表3为研制的空心玻璃微珠承压性能。
表3 国内空心玻璃微珠性能
从表3可以看出：密度为时，12MPa压力下该玻璃微珠破碎率高达％；当密度达到时，12MPa压力下破碎率只有％。这说明随着空心玻璃微珠密度的增大，承压能力增大。对照表2可以看出，国内高性能空心玻璃微珠的研究与国外还有较大的差距。
3 国内外空心微珠的理论研究
目前国内外制备空心玻璃微珠的方法主要有模板法、乳液法、喷雾干燥法、粉末法、液滴法和干燥凝胶法等［25～30］，但是还没有系统的空心玻璃微珠制备理论［31～34］方面的相关报道。笔者从这些方法的物理本质出发，将其划分为3类：一是化学沉淀法；二是溶液烘干成球法；三是粉体熔融成球法。
化学沉淀法制备空心球
化学沉淀法主要是利用材料在预置模板上沉积而后去除模板得到空心球。先选用特定的物质作为模板［24～27］（如聚苯乙烯微球、SiO2等硬模板微球，以及胶束、乳液液体等软模板），通过控制前驱体在模板表面组装、吸附、沉淀反应，以及利用溶胶-凝胶法等物理和化学方法形成表面包覆壳层，然后借助溶解、加热或化学反应等方法除去模板，从而获得所需材料的空心结构微球。
图1为化学沉淀法制备空心微球的示意图。主要包括3个步骤：(1)选取适当尺寸的球形实心球作为模板；(2)利用溶胶-凝胶法、层层自组装法、界面反应法等方法在实心球表面沉淀形成壳；(3)利用溶解、加热或化学反应等方法去除壳内模板。
图1 化学沉淀法制备空心球的原理
该方法可以通过控制反应物的增加量来控制壳体的厚度；通过选用预置模板球的大小来控制空心的大小。
溶液烘干法制备空心球
液滴法、乳液法和喷雾干燥法［28～31］都属于这类方法。这类方法采用的原料必须是水溶性的，首先将材料溶于水形成稳定的体系；然后利用液滴发生器使溶液在干燥器或者高温立式炉中下落，下落过程中吹气形成空心球；之后干燥、精炼、冷却、收集（图2）。这类方法的主要设备有立式液滴炉、液滴发生器等。
图2 溶液烘干法制备空心球示意
粉体熔融制备空心球
热熔融法主要是使材料达到高温熔融态，熔融的颗粒在表面张力的作用下形成球状，并进行吹气处理或内部发泡进而形成空心球（图3）。常用的粉末冶金法、干燥凝胶法［32～34］都属于这种类型的方法。
图3 熔融法制备空心球的原理
上述几种理论方法尽管过程不一样，但都主要包括两个理论：一是成球理论；二是空心化理论。成球理论主要有3种：利用预置球体模板、液滴重力下成球以及熔融态表面张力作用成球。空心化理论也主要有3种：消除预置内核、充气成空心以及内部发泡成空心。
4 结论及建议
结论
1）随着深井、超深井技术的推广以及能量枯竭地层的增多，高压下密度稳定的低密度钻井液、低密度水泥浆技术的应用越来越多，然而目前国内使用的高性能空心玻璃微珠大部分是国外3M公司的产品，这就需要加强高性能空心玻璃微珠的研发力度。
2）空心玻璃微珠成分相近时，承压能力与密度、粒径等多方面因素有关；在微珠颗粒粒径相近的情况下，微珠的承压能力与其密度有关，密度越大微珠的抗压强度越大；在微珠密度相同的情况下，微珠的承压能力与其粒径有关，粒径越小微珠的抗压强度越大。
3）目前空心球制作的原理主要有化学沉淀法、溶液烘干成球法以及粉体熔融成球法3种。这几种理论方法尽管过程不一样，但都主要包括成球理论和空心化理论。成球理论主要有3种，空心化理论也主要有3种。
建议
通过调研分析，建议从以下几个方面对高性能空心微珠密度减轻材料进行研究：
1）针对空心微珠壳层的化学组分进行研究，以得到胶结好、耐高温的壳层。
2）在成球工艺上，建议采用高温熔融的成球方法。相对于化学沉淀和溶液烘干的方法，材料在高温熔融状态形成的结构会更加致密。
3）在空心工艺上，建议采用充气的方法，可以通过控制送料和送气的速率来控制空心度和球壳的大小。预置内核的方法更适用于化学沉淀法；内部发泡的方法，其发泡的大小不易控制，容易使壳变得不均匀。
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刊名： 中国机械工程学报(英文版) 刊号： CN11-2737/TH 主管： 中国科学技术协会 主办 中国机械工程学会 刊期： 双月刊 主编: 石治平 出版单位： 机械工程学报编辑部 电话： 简介： 《Chinese Journal of Mechanical Engineering》(中国机械工程学报, CJME) 创刊于1988年，是由中国机械工程学会主办的机械工程类高学术水平的英文期刊。本刊着眼于加强国际学术交流，主要报道世界范围内机械工程领域及其交叉学科具有创新性和重要意义的高水平前沿基础研究、应用研究的最新科研成果，面向国际征稿和发行。 本刊被SCI、Ei、CA、SA等几大国际著名检索系统收录。本刊在历届各级期刊评比中多次获奖，被列为“中国期刊方阵”双效期刊，获得“中国科学技术协会科技期刊国际推广项目”的资助。本刊为双月刊，每单月20日出版。 主管：中国科学技术协会 主办：中国机械工程学会主编：宋天虎 编委会主任：钟群鹏 常务副主编、编辑部主任：王淑芹编辑部地址：北京百万庄大街22号 http：//；
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