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公开(公告)号：CN106907106B
公开(公告)日：2023-05-16
申请号：CN201710300548.1
申请日：2017-04-29
Applicant: 吉林大学
Abstract: 本发明公开了一种热水驱动自旋转冰层取芯钻进方法及装置，该方法是采用热水作为动力介质驱动孔底钻具回转进而完成取芯钻进，利用旋流喷射器原理，通过在钻头体内部设计引流通道，引导热水从钻头侧壁喷出，热水反作用力将驱动钻头进行回转，从而切削冰层完成钻进。装置包括热水管、电缆、电缆终端、触底检测机构、分水接头、上扶正器、电气舱、下扶正器、过渡管及下部双管钻具和自旋转钻头。本发明将旋流喷射器原理应用于孔底碎岩，可实现极地冰层快速取芯钻探；本发明采用热‑机械混合方式进行取样钻进，热水既为孔底钻具提供孔底动力，同时也将钻进产生的冰屑带离孔底并融化，提高了孔底动力钻具的寿命和钻进效率。
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公开(公告)号：CN114991658A
公开(公告)日：2022-09-02
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：CN114278218A
公开(公告)日：2022-04-05
申请号：CN202111530109.2
申请日：2021-12-15
Applicant: 吉林大学
Abstract: 本发明提出了一种基于液态金属的极地粒雪层垂钻热融钻头，属于钻探机具领域，包括供电电缆、上盖、绝热环套、融冰球体、短加热棒、长加热棒、发热铜芯和液态金属腔，发热铜芯与融冰球体为同心设置，两者之间安装有耐高温密封圈；发热铜芯、融冰球体和耐高温密封圈共同形成液态金属腔，液态金属腔内填充有液态金属，且液态金属填充高度小于融冰球体的半径；本发明采用具有高导热性的液态金属作为传热介质，利用流态金属的流动性和重力实现钻头传热方向控制，使钻头在钻进中始终自动保持向下垂直钻进，将大大降低极地粒雪层热融钻孔发生孔斜的可能性，提高钻探靶区命中率，同时可降低提钻过程中钻头发生卡钻的概率，具有广泛的应用前景。
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公开(公告)号：CN107178365B
公开(公告)日：2020-11-10
申请号：CN201710402302.5
申请日：2017-06-01
Applicant: 吉林大学
Abstract: 本发明公开了一种基于伴热电缆的无污染冰下湖取样与探测方法及设备，设备包括冰下湖取样探测钻具、伴热电缆、地表绞车和密封无菌帐篷，冰下湖取样探测钻具包括钻具运载单元和钻具取样探测单元，用于冰层钻进、湖水取样及湖水参数观测；伴热电缆用于信号和电力传输和确保电缆不被冻住；地表绞车用于下放和提升钻具；密封无菌帐篷用于钻具及钻探场地无污染处理。方法包括开孔、伴热电缆加热钻进、停止伴热电缆加热、钻具内部卷筒放缆钻进、取样及参数观测、钻具内部卷筒收缆返回、伴热电缆加热返回和钻具拆卸及样品回收步骤。本发明所能解决钻井液和热水钻的热水对冰下湖造成污染的问题，实现南极冰下湖无污染取样及探测。
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公开(公告)号：CN111864978A
公开(公告)日：2020-10-30
申请号：CN202010742182.5
申请日：2020-07-29
Applicant: 吉林大学
Abstract: 本发明公开了一种孔用耐压柱状直线振动器，包括有压力舱体、电机和振动装置，其中电机和振动装置设在压力舱体内，电机与振动装置相连接并驱使振动装置进行振动。压力舱体的顶盖上端面上装配有上法兰，压力舱体的顶盖上螺接有水密接头，水密接头内通过的电缆与电机相连接并为电机提供电力，压力舱体的上端与顶盖底面之间设置有第一径向密封圈进行压力舱体上端的密封，压力舱体的底面装配有下法兰，压力舱体的底端与压力舱体的底盖上端面之间设置有第二径向密封圈进行压力舱体下端的密封。有益效果：性能稳定，不易损坏。本发明能够通过调节转速、配重块来改变振动器的振动频率及激振力，操作方便。可搭载于各种钻具或取样器之上。
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Patent Agency Ranking
公开(公告)号：CN110273645A
公开(公告)日：2019-09-24
申请号：CN201910722736.2
申请日：2019-08-06
Applicant: 吉林大学
Abstract: 本发明公开了一种用于冰架底部无钻杆仰孔热熔回转钻进系统，包括有水下潜航器、热熔回转钻具和供电源，其中热熔回转钻具通过联结座装配在水下潜航器的顶部，供电源设在水下潜航器的内腔中，供电源通过电缆与热熔回转钻具相连接，供电源为热熔回转钻具提供电力，电缆绕设在卷绳器上。有益效果：钻进系统结构设计独特，原理清晰，能够沿冰层钻孔自动爬升，在极地冰架底部从下往上进行仰孔钻进，对冰架底部冰层开展钻进和观测研究。另外，这种钻进方法获得的冰架钻孔通道，可以帮助水下潜航器快速钻穿冰架，投放浮标，提高潜航器通信能力。
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公开(公告)号：CN108548689B
公开(公告)日：2019-03-12
申请号：CN201810526745.X
申请日：2018-05-29
Applicant: 吉林大学
IPC: G01N1/08
Abstract: 本发明公开了一种延时启动型多电机同步振动式冰下水体沉积物取样器，包括有电气压力舱、振动压力舱、取样管部件和导向配重单元，其中电气压力舱设在顶端，振动压力舱、取样管部件和导向配重单元依次装配在电气压力舱的下部，电气压力舱的下端与振动压力舱的上端通过减振单元相连接，振动压力舱的下端与取样管部件的上端通过连接锁紧装置相连接，导向配重单元的上端吊挂在取样管部件的下端。有益效果：有利于获取深层的沉积物样品，克服了海洋沉积物取样设备中的外部导向支架无法使用的问题，能够实现取样器单一方向的振动模式，整个取样器采用模块式设计，拆装、维护、替换较为方便，节约地表工作时间。
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公开(公告)号：CN106837177B
公开(公告)日：2019-03-12
申请号：CN201710211086.6
申请日：2017-04-01
Applicant: 吉林大学
IPC: E21B7/14
Abstract: 本发明公开了一种用于冰层钻进的热水钻系统，包括有热水钻装置和还包括有自动控制装置；热水钻装置包括喷嘴及钻具、高压软管、桅杆、电动绞车、高压加热器、高压泵和水箱，其中桅杆的顶端设置有天车滑轮，自动控制装置包括伺服电机、称重传感器和编码器、钻孔参数观测仪器和控制器，称重传感器、编码器和钻孔参数观测仪器与控制器连接，伺服电机由控制器控制，伺服电机安装于电动绞车内，可根据控制器的指令调整电动绞车的运转状态。钻具下放速度可以自动控制，能防止钻孔变形，不会造成严重的孔斜事故；自动控制装置可实时获取各项钻进参数，并根据获取的钻进参数调节钻进速度，以协助该热水钻系统实现最大钻进效率。
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公开(公告)号：CN109025810A
公开(公告)日：2018-12-18
申请号：CN201811294402.1
申请日：2018-11-01
Applicant: 吉林大学
Abstract: 本发明公开了一种用于冰层钻进的新型热水取芯钻具，包括有压力舱、钻具壳体、电磁换向阀、开关电源和触发器，其中钻具壳体固定在压力舱的下部，压力舱的上部穿设有进水管，压力舱的下部穿设有第一出水管和第二出水管，进水管的出水口与第一出水管和第二出水管的进水口处通过电磁换向阀相连接，钻具壳体内设有第一循环管路和第二循环管路，第一出水管的出水口与第一循环管路相连通，第二出水管的出水口与第二循环管路相连通，第一循环管路的下端设有竖向喷嘴，第二循环管路的下端设有横向喷嘴，有益效果：结构简单，设计合理，在获得一定长度的冰芯后能够自动实现水道的转换从而及时融断冰芯，无论什么形状不规则的冰芯均能够被获取。
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公开(公告)号：CN107630664B
公开(公告)日：2018-08-10
申请号：CN201711046485.8
申请日：2017-10-31
Applicant: 吉林大学
Abstract: 本发明公开了一种暖冰层钻进用冰钻钻头，包括有钻头本体、异型切削具和垫鞋，其中钻头本体的底部开设有数个水槽，通过该水槽使钻头本体的内腔与外壁之间形成一通道，数个异型切削具和垫鞋并列固定在钻头本体的底唇面上。垫鞋的底面设置有数个微纳米级的凸起或凹坑。有益效果：有利于降低钻头底部的摩擦热量。因此，本发明提出的冰钻钻头能够降低切削热量，利于钻井液冷却和携带冰屑，能够有效防止和避免冰屑的大量粘附、聚结，可在冰川暖冰层中安全、快速钻进。
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