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公开(公告)号：CN107503687B
公开(公告)日：2023-10-31
申请号：CN201710880714.X
申请日：2017-09-26
Applicant: 吉林大学
Abstract: 本发明公开了一种全电动超声波钻机及钻进方法，钻机包括回转机构、给进机构、超声波振动机构、支撑机构及控制系统，本发明利用超声波频率振动冲击与岩石的共振破坏现象，将超声波频率振动力、压力和回转力三者结合在一起使岩石裂纹加速扩展形成共振‑疲劳破碎，其碎岩效率、能量利用率更高，且具有泥浆用量少的特点。通过超声波振动机构将压电陶瓷产生的超声波频率振动力作用于岩石上大幅度提高了钻机的碎岩效率及钻头的使用寿命，实现超声波频率振动钻进。本发明在正常回转振动钻进时，能够稳定地进行与岩石固有频率一致的共振‑疲劳破坏，降低硬岩破碎强度，实现大体积破碎，大幅度提高钻进速度及降低钻进成本。
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公开(公告)号：CN109538163A
公开(公告)日：2019-03-29
申请号：CN201910085882.9
申请日：2019-01-29
Applicant: 吉林大学
Abstract: 一种超声波振动复合式洗井器及洗井方法，属于供水井及地热井洗井领域，包括超声波振动洗井机构和活塞洗井机构，超声波振动洗井机构包括电源箱、输电线、钻杆、第二过水通道、连杆、第二支杆、超声波振动器、第一支杆、底板、弹簧及承压板，活塞洗井机构包括活塞、第一过水通道及活门，工作时，将超声波振动器压在过滤器内壁上，通过超声波频率的振动快速清除过滤器上的结垢，伴随液体产生的空化效应对井管的结垢、地层孔隙内的淤堵物起到弱化作用，而后辅以活塞洗井工艺，提高洗井效率和质量。本发明的洗井方法将超声波振动洗井与传统洗井方式结合，清除过滤器结垢安全、快速、低消耗，可完全恢复过滤器的孔隙率，可大大降低洗井时间。
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公开(公告)号：CN106050126B
公开(公告)日：2018-03-20
申请号：CN201610642757.X
申请日：2016-08-08
Applicant: 吉林大学
Abstract: 本发明公开了一种全电动煤矿坑道钻机，包括回转机构、给进机构、升降与变角机构及控制系统，本发明通过齿轮‑齿条升降器及支腿、立柱的螺旋伸缩机构之间配合调整主机高度和方向。通过控制系统控制回转电机转速和转动方向来调整钻机的回转方向和回转速度，实现恒转速钻进；通过控制系统控制给进电机的转动方向和转速实现不同速度的给进和提升，通过给进机构闭式液压系统的压力闭环反馈控制电机的转速，实现给进机构恒钻压给进。该钻机结构简单、重量轻便，操作省力，动力消耗低。
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公开(公告)号：CN106050126A
公开(公告)日：2016-10-26
申请号：CN201610642757.X
申请日：2016-08-08
Applicant: 吉林大学
Abstract: 本发明公开了一种全电动煤矿坑道钻机，包括回转机构、给进机构、升降与变角机构及控制系统，本发明通过齿轮‑齿条升降器及支腿、立柱的螺旋伸缩机构之间配合调整主机高度和方向。通过控制系统控制回转电机转速和转动方向来调整钻机的回转方向和回转速度，实现恒转速钻进；通过控制系统控制给进电机的转动方向和转速实现不同速度的给进和提升，通过给进机构闭式液压系统的压力闭环反馈控制电机的转速，实现给进机构恒钻压给进。该钻机结构简单、重量轻便，操作省力，动力消耗低。
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公开(公告)号：CN105422114A
公开(公告)日：2016-03-23
申请号：CN201610047931.6
申请日：2016-01-24
Applicant: 吉林大学
IPC: E21D9/10
CPC classification number: E21D9/1006 , E21D9/1046
Abstract: 本发明公开了一种带有超声波振动器的TBM高效碎岩刀盘，是由超声波振动器、传振杆、支撑结构、刀轴和岩石掘进机盘形滚刀构成，超声波振动器通过传振杆和支撑结构固定在岩石掘进机盘形滚刀的刀轴上，超声波振动器产生的超声波通过传振杆和支撑结构将高频振动传给刀轴，刀轴带动岩石掘进机盘形滚刀在切削岩石的同时高频冲击岩石，加速岩石裂纹的扩展，高效碎岩。本发明将超声波振动器直接安装在全断面岩石掘进机TBM刀盘的滚刀轴架上，形成高频声波振动与回转联合碎岩掘进，可有效提高TBM滚刀的碎岩效率，提高掘进速度，有效减少TBM滚刀的磨损，提高滚刀的工作寿命，继而有效降低施工成本。
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Patent Agency Ranking
公开(公告)号：CN104653107B
公开(公告)日：2016-09-28
申请号：CN201510078522.8
申请日：2015-02-15
Applicant: 吉林大学
IPC: E21B7/24
Abstract: 本发明公开了一种利用液体空化效应的辅助碎岩装置和方法，是由驱动电源、振动系统和传动系统三部分组成，振动系统包括有兰杰文振子、下钻头体、上钻头体、隔水槽和切削齿；传动系统包括有托板、钻杆防水接头、电缆和钻头防水接头；所述下钻头体的上端面对称布置六个兰杰文振子，隔水槽密封罩设在兰杰文振子上，钻杆内的电缆通过钻杆第一防水接头连接在一起，钻头内的电缆通过第二钻头防水接头与兰杰文振子的电线连接在一起；驱动电源与电缆电连接，驱动电源通过电缆给兰杰文振子供电，驱动其进行工作。本发明不仅将振动系统放置于钻头体的下部，提高了振动传递效率，而且超声振动碎岩将空化效应破碎、疲劳破碎及钻具回转三者合一，提高了碎岩效果，提高了钻进效率。
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公开(公告)号：CN104653107A
公开(公告)日：2015-05-27
申请号：CN201510078522.8
申请日：2015-02-15
Applicant: 吉林大学
IPC: E21B7/24
Abstract: 本发明公开了一种利用液体空化效应的辅助碎岩装置和方法，是由驱动电源、振动系统和传动系统三部分组成，振动系统包括有兰杰文振子、下钻头体、上钻头体、隔水槽和切削齿；传动系统包括有托板、钻杆防水接头、电缆和钻头防水接头；所述下钻头体的上端面对称布置六个兰杰文振子，隔水槽密封罩设在兰杰文振子上，钻杆内的电缆通过钻杆第一防水接头连接在一起，钻头内的电缆通过第二钻头防水接头与兰杰文振子的电线连接在一起；驱动电源与电缆电连接，驱动电源通过电缆给兰杰文振子供电，驱动其进行工作。本发明不仅将振动系统放置于钻头体的下部，提高了振动传递效率，而且超声振动碎岩将空化效应破碎、疲劳破碎及钻具回转三者合一，提高了碎岩效果，提高了钻进效率。
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公开(公告)号：CN108104746A
公开(公告)日：2018-06-01
申请号：CN201810163757.0
申请日：2018-02-27
Applicant: 吉林大学
IPC: E21B21/06
Abstract: 一种基于超声波振动的泥浆净化装置，包括储浆池、挡泥板、导线、支架、净化池和超声波振动器，超声波振动泥浆净化装置为箱式结构，挡泥板左侧为储浆池、右侧为净化池，支架与超声波振动器组成的超声波振动装置安装在净化池的上方；超声波振动器通过导线与电源连接。从钻孔返出的泥浆通过进水口进入净化池，在超声波振动器的超声波振动及空化作用下岩屑快速沉淀，净化后的泥浆流入储浆池，再从出水口流入钻孔。多个超声波振动发生器通过支架刚性连接在一起；当净化池中岩屑堆积过多时，需对岩屑进行清理。本发明加快了泥浆的净化速度，提高了净化效果，减少了净化泥浆处理剂的成本，避免了对环境的污染。
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公开(公告)号：CN105507804B
公开(公告)日：2018-01-19
申请号：CN201610051518.7
申请日：2016-01-26
Applicant: 吉林大学
Abstract: 本发明公开了一种超声波振动绳索取心钻具，其电池向压电陶瓷振动器供电，可以提供不同频率的高频电压，使压电陶瓷振动器激发出超声波振动。产生的超声波振动经过外管、钻头体传至岩石，并对岩石进行共振破碎。电池和压电陶瓷振动器与实心轴之间通过轴承保持了岩心管的单动特性。此装置便于更换，极大的扩展了超声波钻进的应用范围，减小了钻进周期，提高了绳索取心钻进的速度。
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公开(公告)号：CN109538163B
公开(公告)日：2023-05-16
申请号：CN201910085882.9
申请日：2019-01-29
Applicant: 吉林大学
Abstract: 一种超声波振动复合式洗井器及洗井方法，属于供水井及地热井洗井领域，包括超声波振动洗井机构和活塞洗井机构，超声波振动洗井机构包括电源箱、输电线、钻杆、第二过水通道、连杆、第二支杆、超声波振动器、第一支杆、底板、弹簧及承压板，活塞洗井机构包括活塞、第一过水通道及活门，工作时，将超声波振动器压在过滤器内壁上，通过超声波频率的振动快速清除过滤器上的结垢，伴随液体产生的空化效应对井管的结垢、地层孔隙内的淤堵物起到弱化作用，而后辅以活塞洗井工艺，提高洗井效率和质量。本发明的洗井方法将超声波振动洗井与传统洗井方式结合，清除过滤器结垢安全、快速、低消耗，可完全恢复过滤器的孔隙率，可大大降低洗井时间。
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