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公开(公告)号：CN112145176A
公开(公告)日：2020-12-29
申请号：CN202010810434.3
申请日：2020-08-13
Applicant: 中国地质大学(武汉)
IPC: E21C37/26
Abstract: 本发明提供一种用于激光切割岩土扩大割缝宽度的方波式切割工艺方法，应用于一种激光钻机设备上；所述方法包括：S101：根据岩层情况调整激光器工艺参数和气体工艺参数；S102：根据待扩大的割缝宽度和岩石特性，设定激光钻头摆动的幅度和频率；S103：所述激光钻头沿着待扩大的割缝轨迹运动，激光钻头在摆动时熔融气化岩层形成凹槽，同时激光钻头以方波形式自摆动，使摆动所产生的凹槽重叠或者接触，达到扩宽割缝的目的；重复步骤S101‑S103，直至完成割缝扩大。本发明提供的技术方案带来的有益效果是：本发明提出的技术方案采用激光钻头的自摆动来扩宽割缝宽度，可实现任意轨迹的钻进，激光钻进对地层扰动小，钻进岩石效率高，不引入钻井液对地层无污染。
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公开(公告)号：CN112096402A
公开(公告)日：2020-12-18
申请号：CN202010810851.8
申请日：2020-08-13
Applicant: 中国地质大学(武汉)
Abstract: 本发明提供了一种周缘熔融气化和静态破裂相结合的全断面激光掘进方法，采用激光周缘熔融气化与静态破裂相结合的方法，利用激光钻机的高功率激光束沿着隧道(巷道)边缘切割出断面轮廓槽，形成临空面，然后在断面内钻适量孔进行静态破裂，移除岩块岩屑后形成隧道(巷道)断面，如此循环进尺可掘进隧道(巷道)。激光钻机包括激光器、气体循环系统、激光钻头运动控制装置及辅助装置。激光器和循环气体等通过光纤、气体管道和控制线控制设备并输送激光束及循环气体进入隧道(巷道)内。本发明的有益效果是：施工轮廓清晰，不产生超挖、欠挖，非爆破式掘进，对地层破坏小，对周边环境影响小，无振动和噪音，方法结构简单、操作简便、易于实现自动化。
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公开(公告)号：CN112096401A
公开(公告)日：2020-12-18
申请号：CN202010810433.9
申请日：2020-08-13
Applicant: 中国地质大学(武汉)
Abstract: 本发明公开了一种螺旋式激光钻进扩孔工艺方法，即在激光定点熔融气化出激光孔后，再利用激光钻头的运动灵活性，使其继续做螺旋运动，结合一定大小的激光光斑，将激光孔渐渐扩大的方法。所述方法应用于一种激光钻机设备上，所述激光钻机包括激光发生装置、辅助装置、激光钻头运动控制装置、气体循环系统和激光钻头。所述方法具体步骤如下：根据岩层情况调整激光工艺参数和气体工艺参数；规划激光螺旋运动轨迹；激光定点钻出一个激光孔；激光钻头对所述激光孔进行螺旋运动，完成扩孔；重复以上步骤完成大孔钻井。本发明提供的一种螺旋式激光钻进扩孔工艺方法克服了激光定点钻孔孔径小，达不到钻进的孔径要求的难题，孔径尺寸精度高，操作简便、易于实现自动化钻进。
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公开(公告)号：CN110685593A
公开(公告)日：2020-01-14
申请号：CN201910864773.7
申请日：2019-09-09
Applicant: 中国地质大学(武汉)
Abstract: 本发明提供一种煤层激光定向钻进双气循环供气装置，包括气体供应装置：空气压缩机、制氮机；气体传输装置：气体输送立管、钻杆、防喷器、钻头和环空；气体回收处理装置：降尘排屑管道、取样器、过滤装置和自动点火装置；检测装置：原位监测模块和温度传感器；控制装置：光纤、各气路阀门和状态接收及远程控制台；本发明的有益效果是：实现了对钻进过程的监测，并通过阀门闭合来切换循环气体，控制过程简单；在保障安全的同时，也大大降低激光钻进成本；通过对返出气体的处理和回收，达到绿色经济环保的效果。
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公开(公告)号：CN110630178A
公开(公告)日：2019-12-31
申请号：CN201910784687.5
申请日：2019-08-23
Applicant: 中国地质大学(武汉)
Abstract: 本发明提供了一种激光在煤岩中定向钻进过程的研究方法及设备，其方法包括：分析激光在煤岩定向钻进过程，得到激光钻进煤岩传热机理；根据所述激光钻进煤岩传热机理，结合傅里叶导热定律及能量守恒定律，在多物理场仿真软件COMSOL Multiphysics中分别进行变激光参数仿真、煤岩不同相变间隔仿真、循环介质类别仿真，得到仿真结果；根据仿真结果，利用一种激光在煤岩中定向钻进过程设备，进行仿真验证。本发明的有益效果是：在激光钻进研究技术匮乏的情况下，丰富了激光钻进煤岩过程研究，也为煤层气开采专有装备的设计提供依据及实验参考。
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Patent Agency Ranking
公开(公告)号：CN110411979A
公开(公告)日：2019-11-05
申请号：CN201910695910.9
申请日：2019-07-30
Applicant: 中国地质大学(武汉)
Abstract: 本发明公开了一种激光钻进煤岩产生的气体浓度测量装置，包括测量室、第一激光发射单元、第二激光发射单元、激光接收单元、数据采集系统和方向调整机构，所述测量室的内部中空，所述第一激光发射单元和所述激光接收单元分别设置在所述测量室的左侧和右侧，所述数据采集系统与所述激光发射单元连接，所述第一激光发射单元用于发射激光，所述激光接收单元用于接收激光，并将光信号转为电信号发送给所述数据采集系统进行处理，所述第一激光发射单元的发射端和所述激光接收单元的接收端位于同一直线上。
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公开(公告)号：CN110450984B
公开(公告)日：2024-04-05
申请号：CN201910642750.1
申请日：2019-07-16
Applicant: 中国地质大学(武汉)
Abstract: 本发明提供一种用于制备氢气氧气的月球车，包括底盘、车轮、支撑组件、升降组件、钻采组件和氢氧制备组件，所述车轮通过支架固定于底盘上，所述支撑组件固定连接底盘两侧，所述升降组件可转动固定底盘后侧，所述钻采组件可滑动设置于所述升降组件，所述氢氧制备组件固定于所述底盘上方，所述钻采组件用于钻取月球土壤运输至氢氧制备组件中，氢氧制备组件用于提取月球土壤中水分并分解为氢气氧气存储。本发明的有益效果是：该装置利用月球上存在的水分，制取氢气氧气供科研人员适用，降低月球长期探索的难度；钻采组件采用螺杆钻取土壤，并能将土壤运输至氢氧制备组件，结构简单可靠。
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公开(公告)号：CN112096410A
公开(公告)日：2020-12-18
申请号：CN202010810998.7
申请日：2020-08-13
Applicant: 中国地质大学(武汉)
Abstract: 本发明公开了一种取心和静态破裂结合的全断面激光掘进系统及方法，该系统包括激光钻机和静态破裂设备；所述激光钻机包括用于产生激光束的激光器、气体辅助装置和激光头运动控制装置，所述激光头运动装置包括激光头、用于控制激光头空间运动方向的方向控制装置和可调节高度的移动小车底座；所述静态破裂设备包括液压劈裂机或采用膨胀剂的装置，在将所述静态破裂设备插入到设在岩石上的若干个劈裂孔或填充膨胀剂后，基于岩石内部产生高压，进而破碎岩石。本发明结合中心孔取心和静态破裂方法对现有的掘进钻孔系统进行改进，其结构简单、操作简便且易于实现自动化，可以有效的提高相关技术人员的工作效率。
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公开(公告)号：CN112096400A
公开(公告)日：2020-12-18
申请号：CN202010810279.5
申请日：2020-08-13
Applicant: 中国地质大学(武汉)
Abstract: 本发明提供一种同心圆式激光钻进扩孔工艺方法，应用于一种激光钻机设备上；所述方法包括：在激光定点熔融气化出激光孔后，再利用激光钻头的运动灵活性，让激光钻头绕着激光孔做同心圆运动，根据岩层特性和激光光斑大小、激光功率密度等，合理确定同心圆间距和激光扫描速度，将激光孔渐渐扩大。所述激光钻机包括激光器、激光头运动控制装置、气体循环系统及相关辅助装置。所述激光钻头安装在运动控制装置，可实现空间位置和姿态的自由运动。所述机械臂或滑台安装在可调节高度的移动底座上。本发明提供的同心圆式扩孔方法克服了激光定点照射岩层产生的钻孔直径过小的问题，通过这种方法扩大钻孔直径使其达到钻井所需要的井眼直径。
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公开(公告)号：CN112096399A
公开(公告)日：2020-12-18
申请号：CN202010810270.4
申请日：2020-08-13
Applicant: 中国地质大学(武汉)
Abstract: 本发明提供一种用于激光切割岩土扩大割缝宽度的摆动式切割工艺方法，应用于一种激光钻机设备上；所述方法包括：S101：根据岩层情况调整激光器工艺参数和气体工艺参数；S102：根据待扩大的割缝宽度和岩石特性，设定激光钻头自摆动的幅度和频率；S103：所述激光钻头沿着待扩大的割缝轨迹运动，激光钻头在自摆动时熔融气化岩层形成凹槽，同时激光钻头摆动，使来回摆动所产生的凹槽重叠或者接触，达到扩宽割缝的目的；重复步骤S101‑S103，直至完成割缝扩大。本发明提供的技术方案带来的有益效果是：本发明提出的技术方案采用激光钻头的自摆动来扩宽割缝宽度，可实现任意轨迹的钻进，激光钻进对地层扰动小，钻进岩石效率高，不引入钻井液对地层无污染。
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