一种用于冰层钻探的激光取芯钻进方法及钻进装置制造方法及图纸

一种用于冰层钻探的激光取芯钻进方法及钻进装置，方法是利用高能激光束直接作用于冰表面，使之局部快速加热到融化，是一种非机械接触式的物理破冰方法。随着激光探头的转动，激光束直接与冰层接触，能形成环状的间隙，钻杆得以顺利下放，在完成一个回次的钻进后，利用冰芯卡断器在钢丝绳的配合下能卡断冰芯，取至地表，以便完成后续的冰芯检测与分析工作。利用激光高能量融冰的方法省去了机械钻进的繁琐过程，以及不用钻井液减少了对极地环境的污染，也避免了卡钻事故的产生，同时也避免了热水钻热水对冰芯形状的影响，是一种极其清洁的保持原状冰芯的钻进方法。激光钻进方法也保证了钻孔的垂直度，不会产生斜孔。钻进装置用于实现该方法。

A Laser Core Drilling Method and Drilling Device for Ice Drilling

A laser core drilling method and a drilling device for ice drilling are introduced. The method is to use high-energy laser beam to directly act on the ice surface, so that it can be heated locally and quickly to melt. It is a non-mechanical contact physical ice breaking method. With the rotation of the laser probe, the laser beam directly contacts the ice layer, forming a circular gap, and the drill pipe can be smoothly lowered. After drilling a round trip, the ice core can be broken by using the ice core breaker with the cooperation of the wire rope and taken to the surface, so as to complete the follow-up ice core detection and analysis work. The method of laser high energy ice melting eliminates the tedious process of mechanical drilling, reduces the pollution of polar environment without drilling fluid, avoids the occurrence of sticking accidents, and avoids the influence of hot water drilling on the shape of ice core. It is a very clean drilling method to maintain the original ice core. Laser drilling method also ensures the perpendicularity of drilling holes and does not produce inclined holes. The drilling device is used to implement this method.

【技术实现步骤摘要】
一种用于冰层钻探的激光取芯钻进方法及钻进装置
本专利技术涉及一种针对冰层取芯钻进方法及钻进装置，该方法利用激光束的能量将并快速融化，通过设计的取芯装置将切削的冰芯回收。
技术介绍
较常规的钻进方法，激光钻进是一种清洁型的钻进方式，利用高能激光束直接作用于冰表面，使之局部快速加热到融化，是一种非机械接触式的物理破冰方法。自20世纪60年代末开始，美国国家科学基金会就启动了探寻高效钻井方法的庞大研究计划，研究了电子束、激光、水射流等25种钻井新方法。激光钻井技术以具有高速度、低成本、高效率、高安全和低伤害等的钻井优势迅速发展起来。到目前为止，国内外的研究虽然涉及到了激光融冰，但激光取冰芯钻进并没有取得很大的进展。本专利技术提供的是一种利用激光的高能量钻进冰层的取冰芯的装置。针对极地地区的研究对了解地球气候的变化有着至关重要的意义，其中尤以分析极地冰芯最为重要，对冰芯内部物质组分的分析可以获取地球古气候演变的重要信息。自从我国2012年在南极开展冰芯钻探活动以来，钻探进尺量和冰芯钻取量取得了突飞猛进的进展，钻探方法主要为机械式切削回转钻进，以及热水取芯钻进，存在着取芯质量不高，钻探进尺慢，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于冰层钻探的激光取芯钻进方法，其特征在于：利用高能激光束直接作用于冰表面，使之局部快速加热到融化；随着激光探头的转动，激光束直接与冰层接触，能形成环状的间隙，钻杆得以顺利下放，在完成一个回次的钻进后，利用冰芯卡断器在钢丝绳的配合下能卡断冰芯，取至地表，以便完成后续的冰芯检测与分析工作。

【技术特征摘要】
1.一种用于冰层钻探的激光取芯钻进方法，其特征在于：利用高能激光束直接作用于冰表面，使之局部快速加热到融化；随着激光探头的转动，激光束直接与冰层接触，能形成环状的间隙，钻杆得以顺利下放，在完成一个回次的钻进后，利用冰芯卡断器在钢丝绳的配合下能卡断冰芯，取至地表，以便完成后续的冰芯检测与分析工作。2.权利要求1所述方法所用的钻进装置，其特征在于：包括反扭机构(1)、电机(2)、螺钉(3)、滑环(4)、推力球轴承(5)、电机动力输出轴(6)、钻杆单动连接装置(7)、下部钻杆(8)、激光探头(9)、激光射入孔(10)、立式离心泵(11)、吸水管(12)、泵吸水孔(13)、储水槽(14...

【专利技术属性】
技术研发人员：张楠，王亮，帕维尔达拉拉伊，范晓鹏，李冰，刘昀忱，王婷，
申请(专利权)人：吉林大学，
类型：发明
国别省市：吉林,22