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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：CN118187662A
公开(公告)日：2024-06-14
申请号：CN202410384476.3
申请日：2024-04-01
Applicant: 吉林大学
IPC: E21B7/00
Abstract: 一种用于冰层热水钻进的孔径自适应喷射机构属于冰层热水钻具技术领域，包括上钻头体、第一连杆、滚轮、第二连杆、圆环型铰接座、弹簧、弹簧底座、侧喷嘴、转动喷头、连接软管、连接管、下钻头体、主喷嘴和中心管。本发明可在减小钻具尺寸的同时达到钻进要求的目标孔径，解决了现有的热水钻具无法同时兼顾快速钻进和快速扩孔的问题，极大地提高了钻进效率，同时也扩展了热水钻的可应用的地形条件范围。本发明可通过地表热水管路压力判断钻头的工作状态，并根据钻进目标孔径改变支臂结构长度，从而改变钻具的最大外径，进而达到获取目标孔径钻孔的目的。更改上部机械接口后，即可与任何热水钻具相连，便于在冰层钻探中推广使用。
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公开(公告)号：CN116464386A
公开(公告)日：2023-07-21
申请号：CN202310495676.1
申请日：2023-05-05
Applicant: 吉林大学
Abstract: 本发明公开一种可变直径的向上钻进热融钻头，属于极地冰盖钻探技术领域，包括相互协同配合的第一钻头体、花键杆、第一弹簧、滑套、第二弹簧、第二钻头体、连杆、第一固定块、第三弹簧、限位套、第四弹簧、第二固定块、外管、第三钻头体、支撑杆、第五弹簧和限位垫片，在向下钻进时维持小直径，向上钻进时则可增大直径，从而形成大直径钻孔，解决了可回收式热融探测器在干孔段向上钻进中容易卡钻的问题；采用钻头和冰层的相互作用力作为钻头直径增大的动力，并在钻头增大至最大直径时可完成自锁；通过控制第二钻头体和第三钻头体的设置高度，使其缩回和伸展运动在不同高度进行，避免了二者相互干涉，同时伸展后能够拼接成完整环形，结构简单可靠。
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