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公开(公告)号：CN107120063B
公开(公告)日：2023-03-31
申请号：CN201710300737.9
申请日：2017-04-29
Applicant: 吉林大学
Abstract: 本发明公开了一种极地冰层热水取芯钻进方法及装置，装置包括热水管、电缆、电缆终端、触底检测机构、分水接头、上反扭装置、电气舱、下反扭装置、螺杆马达及下部双管钻具和钻头。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，热水采用管路输送至孔底钻具，同时采用电缆为钻具内传感器及通讯模块进行供电，并实现地表对孔内钻进参数的监测；冰层切削钻头通过回转切削向下钻进，避免了热水钻全孔钻进对冰芯质量的影响，同时切削产生的冰屑被热水带离孔底，并在向上运输过程中融化；在钻具上方设计反扭装置，防止上部钻具在钻头切削冰层时发生转动，同时反扭装置支撑在孔壁上，有利于保证钻具在较小倾角下稳定钻进。
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公开(公告)号：CN103161449B
公开(公告)日：2015-10-28
申请号：CN201310090863.8
申请日：2013-03-21
Applicant: 吉林大学
Abstract: 本发明公开了一种冰层回转钻进切削热及钻进参数实验装置及测量方法，实验装置是由热电偶、无线发射器、扭矩传感器、两个压力传感器、流量计、压力表、拉绳位移传感器和电脑组件组成，测量方法：第一步：将无线发射器将检测到的温度信号传输至电脑组件上的无线接收装置，经信号转换后传输至电脑并由组态软件实时动态显示；第二步：检测钻头转速和扭矩；第三步：通过压差获得钻压；第四步：检测钻井液流量和泵压；第五步：获得平均机械钻速；第六步：钻压、转速、流量、平均机械钻速参数可通过钻机和泥浆泵进行调节，有益效果：填补了冰层回转钻进切削热研究方面的空白，为优化钻进参数组合和钻头结构类型提供依据。
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公开(公告)号：CN103161449A
公开(公告)日：2013-06-19
申请号：CN201310090863.8
申请日：2013-03-21
Applicant: 吉林大学
Abstract: 本发明公开了一种冰层回转钻进切削热及钻进参数实验装置及测量方法，实验装置是由热电偶、无线发射器、扭矩传感器、两个压力传感器、流量计、压力表、拉绳位移传感器和电脑组件组成，测量方法：第一步：将无线发射器将检测到的温度信号传输至电脑组件上的无线接收装置，经信号转换后传输至电脑并由组态软件实时动态显示；第二步：检测钻头转速和扭矩；第三步：通过压差获得钻压；第四步：检测钻井液流量和泵压；第五步：获得平均机械钻速；第六步：钻压、转速、流量、平均机械钻速参数可通过钻机和泥浆泵进行调节，有益效果：填补了冰层回转钻进切削热研究方面的空白，为优化钻进参数组合和钻头结构类型提供依据。
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公开(公告)号：CN108360992B
公开(公告)日：2023-04-18
申请号：CN201810248066.0
申请日：2018-03-24
Applicant: 吉林大学
IPC: E21B25/00
Abstract: 一种基于热水钻孔的冰架底部冰层热熔取芯方法及取芯装置，取芯方法是基于已有热水钻孔进行设计，首先采用热水钻成孔，然后将钻具下入孔内，到达冰架底部后采用电驱动方式使取芯钻具张开，并通过热熔钻头自下而上完成热熔钻进和采样，通过电机可以控制取芯装置张开直径大小，从而实现在距离钻孔不同距离冰层取样钻进。取芯装置的结构是能收缩和张开。本发明能很好的完成冰架或冰层底部冰层取芯钻进，结构简单，采样量大。
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公开(公告)号：CN109443623A
公开(公告)日：2019-03-08
申请号：CN201811328458.4
申请日：2018-11-09
Applicant: 吉林大学
IPC: G01L5/10
Abstract: 本发明公开了一种南极冰钻用绞车绕缆拉力传感装置，减阻滑轴和拉紧块、第一霍尔检测电路和第二霍尔检测电路设置在壳体内，第一霍尔检测电路和第二霍尔检测电路与从控制板连接，负载电缆穿过减阻滑轴，拉力弹簧一端连接在减阻滑轴上，另一端与拉紧块末端连接，拉紧块首端开设有螺纹孔，拉力调整螺栓穿过壳体旋在拉紧块首端的螺纹孔内，磁块设置在第一霍尔检测电路和第二霍尔检测电路之间且与减阻滑轴固连；该装置通过拉力调整螺栓对拉紧块的位置进行调整，使拉力弹簧作用在电缆上的拉力发生变化，最终控制卷桶电机和促动电机的转速关系比，达到正确的绕绳关系。
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Patent Agency Ranking
公开(公告)号：CN108360991A
公开(公告)日：2018-08-03
申请号：CN201810248061.8
申请日：2018-03-24
Applicant: 吉林大学
IPC: E21B25/00
Abstract: 一种水压触发式冰层底部多点热水取芯钻具，包括热水管、钻具进水管、进水管扶正块、挡水帽、上外管、活塞缸体、密封圈、活塞、活塞杆、活塞杆扶正块、滑动支座、导正杆、弹簧、固定支座、钻头、卡断器销轴、卡断器、卡簧、卡簧固定螺钉、钻头连接螺钉、软管、转动销轴、支杆、冰芯管、顶杆、下外管及螺钉。本发明采用压力触发方式，使钻具到达孔底后，携带的三个冰芯管张开，并完成钻进采样，并可多次下放钻具进行多点采样，使得同一个钻孔的孔底采样量大大增加。本发明工作可靠，操作方便，与热水钻系统配合使用，在不增加地表设备情况下完成孔底多点多次采样，大大降低了施工成本，且整套钻具易损件少，使用寿命长。
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公开(公告)号：CN105317390A
公开(公告)日：2016-02-10
申请号：CN201510889416.8
申请日：2015-12-07
Applicant: 吉林大学
Abstract: 本发明公开了一种用于冰芯钻探的高效磁力打捞器，包括有套管、活动轴、第一磁块和数个第二磁块，其中活动轴插设在套管的内腔中，套管的上部开设有滑槽，滑槽内设有滑杆，活动轴的顶端穿设在滑杆上，活动轴能够在套管的内腔中进行上下滑动，活动轴滑动的行程与滑槽的高度相应，第一磁块固定在活动轴的底部，在套管底部的周圈间隔镶嵌有数个第二磁块。套管的顶端连接有接头，套管的下部开设有储冰槽。有益效果：能够对处于孔内任意位置的铁磁性落物进行打捞，且打捞效率高，使用寿命长，结构简单，性能安全可靠；并且制造、使用方便，十分适于极地钻探当中对铁磁类小物件进行打捞。
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公开(公告)号：CN102852460B
公开(公告)日：2014-11-05
申请号：CN201210319249.X
申请日：2012-08-31
Applicant: 吉林大学
IPC: E21B7/08
Abstract: 本发明涉及一种极地冰层钻井孔内造斜装置及孔内造斜方法。是由回收下放装置A和孔内造斜装置B两部分组成；电机轴末端与连接块连接，传动轴与齿轮轴螺纹连接，齿轮轴通过上限位轴承和下限位轴承固定在上轴承座和下轴承座之间，锥齿轮固定在齿轮轴上，旋转套分别与锥齿轮啮合，旋转套分别安装在支架上，并相对支架转动，支架通过螺钉固定在外管上，钻头分别通过花键分别与旋转套连接构成。本发明解决了在主孔任意位置开分支孔的技术难题，用铠装电缆下放和提升孔内造斜装置，速度快，效率高；并且可以放置在孔内的任意位置。本发明与现有技术相比，结构简单，工作可靠，便于操作，可重复利用，降低成本，并防止了对极地和冰川环境的破坏。
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公开(公告)号：CN116641659A
公开(公告)日：2023-08-25
申请号：CN202310746704.2
申请日：2023-06-25
Applicant: 吉林大学
Abstract: 本发明提出了一种可随钻清除孔内岩石碎屑的冰层热水钻头，属于极地冰盖钻探技术领域，包括外管、挡板、阀芯、弹簧、钻头体、堵丝、第一密封圈、阀套、第二密封圈、喷嘴和第三密封圈，该钻头可通过变换流道，在孔底形成分支孔，从而使岩石碎屑落入分支孔以达到清除主孔内岩石碎屑的目的，从而大大提高了热水钻在钻遇含岩石碎屑冰层时的钻进效率；该钻头利用液压原理，通过设置环形空腔，使阀芯在热水压力下持续保持在上限位，结构简单可靠。
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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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