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公开(公告)号：CN103643913B
公开(公告)日：2018-01-30
申请号：CN201310645162.6
申请日：2013-12-05
Applicant: 吉林大学
IPC: E21B25/00
Abstract: 本发明公开了一种冰层空气涡轮反循环连续取心孔底动力钻具，其是在钻头体上设置有一定数量的切削具和与之配套的喷射钻头内体；钻头体与钻头内体通过圆锥滚子轴承连接在一起，钻头内体与钻头体之间形成有可供气体通过的环装间隙；钻头内体设有内喷孔和偏心卡簧，内喷孔的倾角α为30°~50°；钻头内体、环状间隙、切削具、内喷孔、底喷孔与钻头的中心通道相连通；涡轮定子固定在连接管上，连接管上端与双壁钻杆内管配合连接，连接管下端与钻头内体配合连接；涡轮转子固定在钻头体上；利用双壁钻杆将压缩空气从钻杆内外管之间的间隙输送至孔底驱动涡轮作为钻进动力，同时利用反循环将冰心、冰屑经由中心通道返回地表，实现不停钻连续取心。
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公开(公告)号：CN119354316A
公开(公告)日：2025-01-24
申请号：CN202411896495.0
申请日：2024-12-23
Applicant: 吉林大学
Abstract: 本发明公开了一种热水钻具井下悬重测量装置，属于极地冰层钻探技术领域，该热水钻具井下悬重测量装置中合水舱和分水舱之间密封连通有至少三根呈螺旋状盘旋设置的高压软管，同时在合水舱和分水舱之间设置有环绕整个热水钻具井下悬重测量装置的中心轴线均匀间隔设置的水下称重传感器，所有水下称重传感器均一端通过第一缆绳与安装在分水舱底端的第一吊环螺栓连接，另一端通过第二缆绳与安装在合水舱顶端的第二吊环螺栓连接；热水钻具心管密封连接于合水舱底部二者同轴设置且内部连通。本发明提出的装置能够设置在井下钻具之上，避免测量钻具悬重时，因高压软管悬重占比大、钻具悬重占比过小造成的孔底钻具悬重测量误差大的问题。
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公开(公告)号：CN119102501A
公开(公告)日：2024-12-10
申请号：CN202411261088.2
申请日：2024-09-10
Applicant: 吉林大学
IPC: E21B7/10
Abstract: 本发明公开了一种用于极地热水钻进过程中的纠斜系统，属于极地钻探工程钻探机具领域，包括中心管、旋转盘、挡水板、第一直齿轮、喷嘴、钻杆、第二直齿轮、深沟球轴承、旋转电机和推杆电机，挡水板跟随推杆电机的推杆同步动作，挡水板相对竖直方向朝下倾斜设置，使得挡水板处于工作状态时，其越过喷嘴热水喷散的竖向中心线，上述各个部件协同配合在钻进过程中，当钻进仪器舱内的姿态传感器检测到热水钻钻进状态偏离预定轨道后，旋转电机带动旋转盘旋转，旋转到指定方向后，推杆电机推出挡水板，挡水板阻挡一部分热水，热水通过附壁效应，热水流向挡水板一侧倾斜，在挡水板上并受重力影响流下融化挡水板侧的冰壁，完成钻具纠斜，确保钻进顺利进行。
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公开(公告)号：CN109736701B
公开(公告)日：2024-01-30
申请号：CN201910163464.7
申请日：2019-03-05
Applicant: 吉林大学
Abstract: 本发明公开了一种极地冰层热水孔内循环钻进装置，包括有钻头、钻具外壳、加热器和水泵，其中钻头装配在钻具外壳的底部，水泵和加热器设在钻具外壳的内腔中，水泵设在加热器的上部，水泵通过水管与加热器相连通，加热器的出水口通过水流换向阀与钻头相连接，钻头的底部装配有喷嘴，钻头的侧壁上开设有侧向喷孔，水流换向阀下部的出水口与对应的喷嘴和侧向喷孔相连通。有益效果：热水在钻具内部加热使整体钻具更加轻巧便捷，方便运输，适宜在地形复杂的南极地区使用，减少了钻进过程中的人力、物力、财力成本；本发明为热水钻技术发展提供了新思路，对加快极地研究的发展有重要意义。
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Patent Agency Ranking
公开(公告)号：CN116296554A
公开(公告)日：2023-06-23
申请号：CN202310382028.5
申请日：2023-04-11
Applicant: 吉林大学
IPC: G01N1/08
Abstract: 本发明提出了一种可对冰孔内岩石碎屑进行随钻收集的热融钻进装置，属于极地冰盖钻探技术领域，包括外管、钻头体、防水电机、驱动螺杆、推杆、第一限位开关、第二限位开关、上盖、钻头体、隔热衬管、芯管、热水管、电热钻头和接头；芯管上移至上限位置时，电热钻头的斜面刚好全部进入隔热衬管内，并封堵隔热衬管内部通道；芯管下移至下限位置时，电热钻头的斜面刚好全部露出隔热衬管外，使隔热衬管内部通道打开。采用冰芯为岩石碎屑提供推力，使其进入芯管，并在电热钻头斜面作用下落入钻进装置内部，结构简单，且能够对冰芯内包裹的岩石碎屑进行收集，岩石碎屑收集效率高。
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公开(公告)号：CN115162945B
公开(公告)日：2023-04-25
申请号：CN202210828869.X
申请日：2022-07-15
Applicant: 吉林大学
IPC: E21B7/00 , E21B7/14 , E21B19/084 , E21B19/00 , E21B41/00
Abstract: 一种高效的极地冰层全孔热融钻进装置，属于极地冰盖钻探技术领域，装置包括阻尼机构、导向轮、摩擦轮、摩擦轮电机、软管和热融钻具，软管的一端与热融钻具相连，另一端绕经摩擦轮和导向轮后穿过阻尼机构再与位于地表的控制系统连接。本发明可在不停钻的情况下连续移除孔内融水，解决了热融钻进过程中融水去除效率低的难题，大大提高了热融钻进效率。采用高压空气作为融水携带介质，在现场易于获取，且大大减轻了对钻孔和南北极冰盖的污染。钻进过程中仅热融钻具周围存在融水，对热融钻具各部件的密封性能要求不高，降低了成本；且形成的钻孔为干孔，有利于后续传感器的布放和回收，也降低了对传感器的防水耐压要求，进一步降低了成本。
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公开(公告)号：CN115876522A
公开(公告)日：2023-03-31
申请号：CN202211720938.1
申请日：2022-12-30
Applicant: 吉林大学
IPC: G01N1/08
Abstract: 本发明公开了一种冰芯或岩心偏心卡断过程模拟装置及方法，模拟装置包括有操作台、支架、电机和控制系统，其中支架和控制系统均装配在操作台上，电机设在支架的底座上，电机的输出轴连接有丝杠，丝杠的顶端枢接在支架顶端横板下方的端盖上，电机能够驱使丝杠转动，其方法为：步骤一、模拟装置组装；步骤二、使卡断器角度发生改变；步骤三、锁紧调节螺母；步骤四、使卡断器靠近冰芯或岩心；步骤五、传输给可编程逻辑控制器PLC；步骤六、卡断器继续匀速下降；步骤七、卡断力数据曲线在卡断力显示器上显示；步骤八、得出冰芯或岩心质量。有益效果：能够为极地冰层和冰下基岩层反循环连续取心钻具设计以及现场冰芯或岩心自动等长卡断提供依据。
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公开(公告)号：CN114991658B
公开(公告)日：2023-03-21
申请号：CN202210755126.4
申请日：2022-06-30
Applicant: 吉林大学
IPC: E21B7/00 , E21B7/04 , E21B47/00 , E21B47/013 , E21B47/022
Abstract: 一种可对极地冰层离子成分随钻测量的热融钻具，属于极地冰层钻探领域，主要包括上钻头、环形钻头、下钻头、离子色谱仪和测控单元，测控单元用于向离子色谱仪供电，并向离子色谱仪发送指令信息以控制其工作，还用于向上钻头、环形钻头和下钻头中的加热棒供电，本发明的钻具可在不停钻的情况下连续对冰层融水进行离子成分随钻测量，数据获取便捷，并减少了冰芯样品存储、转运环节，节省了人力物力成本。采用内锥形的下钻头可使孔底融水优先进入离子色谱分析仪，保证数据获取的真实性。采用环形钻头和下钻头两个钻头向下钻进，环形钻头主要形成台阶钻孔，实现钻具的悬吊，大大提高了钻具的垂直钻进性能，保证可有效获取冰盖垂直剖面的离子含量数据。
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公开(公告)号：CN114215489B
公开(公告)日：2022-09-23
申请号：CN202111597284.3
申请日：2021-12-24
Applicant: 吉林大学
Abstract: 干孔式热冲击回转取心钻具，属于钻探机具领域，钻具包括钻具外管以及设置在钻具外管中的电动冲击装置、电动回转装置和取样装置，取样装置包括钻具内管、第二滑环、微型真空液泵、融水输送管、贮水管、冰心切断器、热熔钻头和冰心管，本发明将冲击回转与热熔钻进结合，可以避免使用钻井液对冰层造成的污染，并且有效解决孔内发生的卡钻事故。冲击钻进不仅使孔底冰层产生微裂隙，还能将热熔钻头的热量以脉冲的形式输送到微裂隙中，降低冰层强度和切削阻力，提高钻进效率。钻进过程中，钻具外管不进行回转，避免钻具外壁和冰层的摩擦。融水输送管与贮水管均采用加热丝加热，避免融水冻结造成堵塞，同时也防止结冰冻胀对融水输送管和贮水管的破坏。
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