激光钻孔方法及设备技术

本发明专利技术涉及一种使用可处钻孔外部的激光束发生器进行激光钻孔的方法。经由钻杆向激光钻头供应液态氮，该液态氮在激光钻头区域内转变成气态，并分离成：保护气流(18)，沿地球表面方向流过激光导管(19)；以及输送气流(15)，通过环形空间排泄去除的岩料。加热气流(10)在电热装置(11)中受热，并导向激光束轰击的钻孔底部。部。部。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】激光钻孔方法及设备


[0001]本专利技术涉及一种通过用激光束轰击钻孔底部而在岩层中钻打钻孔的方法，该激光束由位于钻孔外部的激光束发生器产生，并且借由适当的辅助装置导引到位于钻孔底部并与钻杆耦合的激光钻头，其中，经由钻杆供给到激光钻头的氮在激光钻头的区域内分支成：
[0002]‑
用作保护气体的支流，保护传输的激光束免受悬浮颗粒干扰；
[0003]‑
用作输送气流的另路支流，经由钻杆与钻孔壁部之间存留的环形空间将从钻孔底部分离的岩料输送到钻孔之外。

技术介绍

[0004]这种设备例如参阅专利文献US 2010/0044102 A1。在上述类型的现有钻孔方法中，将柔性管用作辅助装置来导引激光束并供给作为保护气体和输送气体所需的氮，例如螺旋管，在其内部空间中布置有用于传输激光束的玻璃纤维缆，同时管中仍留有足够的畅通空间以供足量的氮通过。保护气流和激光束通过激光钻头下侧朝向钻孔底部的开口一起出射，并一起到达钻孔底部。到达钻孔底部的激光束能量将此处存在的岩料分离，这具体取决于岩料而通过熔融、蒸发和/或剥落来实现。然后，同本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种通过用激光束(7)轰击钻孔底部(4b)在岩层(3)中钻打钻孔(4)的方法，所述激光束由位于钻孔外部的激光束发生器产生，并且借由适当的辅助装置导引到位于所述钻孔底部(4b)并与钻杆(2)耦合的激光钻头(1)，其中，经由所述钻杆(2)供给到所述激光钻头(1)的氮分支成：用作保护气体(18)的支流，保护传输的激光束(7)免受悬浮颗粒干扰；用作输送气流(15)的另路支流，经由所述钻杆(2)与钻孔壁部(4a)之间存留的环形空间将从所述钻孔底部(4b)分离的岩料输送到所述钻孔(4)之外，其特征在于，所述激光束(7)经由钻杆长度上延伸的激光导管(19)导引到所述激光钻头(1)，所述保护气流正流过所述激光导管(19)的畅通横截面(18)；所述氮呈液态物质经由所述钻杆(2)供给到所述激光钻头(1)，并且在所述激光钻头(1)的区域内变成气态物质；额外从供给的氮中分支出用作加热气流(10)的另路支流，通过与所述激光钻头(1)相关联的电热装置(11)来加热并且导引向所述激光束(7)轰击的所述钻孔底部(b)。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，额外采用液态氮作为输送气体，其中，所述液态氮在所述激光钻头(1)的区域内喷注到从所述钻孔底部流回并载有从所述钻孔底部分离的岩料的输送气流(15)中，并且随着所述输送气流(15)和其中所含岩料的冷却而在所述输送气流(15)中变成气态物质。3.根据权利要求1和2所述的方法，其特征在于，从供给到所述激光钻头(1)的氮中分支出用作冷却气流(24)的另路支流，穿过所述钻杆(2)流出所述钻孔(4)并在此过程中从内部冷却所述钻杆(2)。4.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，从供给到所述激光钻头(1)的氮中分支出用作清洁气流(14)的另路支流，使所述激光钻头(1)的转向所述钻孔底部(4b)的激光束出口孔径保持清洁。5.一种用于执行根据权利要求1所述方法的设备，其特征在于，所述钻杆(2)具有：用于传输所述激光束(7)的激光导管(19)，所述保护气流(18)流经所述激光导管(19)；双管(21)，以径向间隙同心围绕所述激光导管(19)，液态氮流过所述双管(21)的环形空间；绝缘管(22)，以径向间隙同心围绕所述双管(21)；外护管(23)，以径向间隙同心围绕所述绝缘管(22)，其中，将围绕所述双管(21)的环形空间抽空；所述外护管(23)与所述绝缘管(22)之间的环形空间连接到从所述激光钻头(1)返回的冷却气流(24)；所述外护管(23)围绕的一根或多根管配备有电导体，用于将电能和电信号传输到所述激光钻头(1)。6.根据权利要求5所述的设备，其特征在于，所述外护管(23)由钢制成，所述外护管...

【专利技术属性】
技术研发人员：约瑟夫，
申请(专利权)人：阿诺，
类型：发明
国别省市：