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激光辅助破岩试验研究 被引量：10
1
作者 谢慧 周燕 +1 位作者 董怀荣 罗熙 《石油天然气学报》 CAS CSCD 2013年第4期152-154,157,共4页
为了探索激光破碎岩石的规律和效果,设计了激光辅助破岩系统,进行了激光破岩试验研究。试验岩样为花岗岩和致密砂岩,在地面大气状态下分别对2种岩样进行了试验,测试了离焦量、激光功率、激光照射时间、钻头转速等对激光破岩效果的影响... 为了探索激光破碎岩石的规律和效果,设计了激光辅助破岩系统,进行了激光破岩试验研究。试验岩样为花岗岩和致密砂岩,在地面大气状态下分别对2种岩样进行了试验,测试了离焦量、激光功率、激光照射时间、钻头转速等对激光破岩效果的影响。试验结果表明,岩石的物理、化学性质影响激光破岩效果,针对岩性进行激光参数的优化有助于提升激光破岩效果。 展开更多
关键词 激光辅助破岩 离焦量 去岩量 照射时间
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激光照射花岗岩抗拉强度及孔隙分布研究
2
作者 吴波 刘林 +2 位作者 郁东旭 王建州 王义江 《建井技术》 2024年第4期88-94,74,共8页
激光辅助破岩技术有助于提高超硬、超深地层资源的开采效率。采用控制变量法开展了激光热裂花岗岩试验,分析了温度、射孔参数、比能、热裂效能、抗拉强度和孔隙分布等变化规律。结果表明,激光照射下花岗岩表面温度超过1000℃;花岗岩射... 激光辅助破岩技术有助于提高超硬、超深地层资源的开采效率。采用控制变量法开展了激光热裂花岗岩试验,分析了温度、射孔参数、比能、热裂效能、抗拉强度和孔隙分布等变化规律。结果表明,激光照射下花岗岩表面温度超过1000℃;花岗岩射孔直径、深度和射孔速率随照射参数呈非线性变化,最大射孔直径、深度和速率分别为10.0mm、12.0mm和2.70mm/s;花岗岩最大比能和热裂效能分别为87.8kJ/cm^(3)和39.5kJ/cm^(3)。激光照射后花岗岩单轴破坏模式为脆性破坏,抗拉强度最大降幅为74.11%。激光照射导致岩石内部中小孔隙连通形成大孔隙,并最终导致岩石断裂。 展开更多
关键词 激光辅助破岩 温度分布 热裂效能 抗拉强度 核磁共振
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激光热裂砂岩可钻性及力学参数特征研究 被引量：2
3
作者 杨磊 杨本高 +5 位作者 刘军军 周雪敏 谢晶 王晨 郭辰辰 高明忠 《煤田地质与勘探》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第8期171-180,共10页
目前浅部易开采煤炭资源逐渐枯竭,传统钻进技术在深层煤炭资源勘探开发时往往面临破岩效率低、钻进成本高和环境污染等问题。因此,亟需引入新型辅助钻井破岩技术破解此类难题。聚焦于新型激光辅助破岩技术,以坚硬砂岩为研究对象,系统开... 目前浅部易开采煤炭资源逐渐枯竭,传统钻进技术在深层煤炭资源勘探开发时往往面临破岩效率低、钻进成本高和环境污染等问题。因此,亟需引入新型辅助钻井破岩技术破解此类难题。聚焦于新型激光辅助破岩技术,以坚硬砂岩为研究对象,系统开展了不同时长激光作用后砂岩的力学、可钻性试验,旨在探究激光作用下坚硬砂岩温度场时空演变特性、砂岩表面裂纹的扩展特征及力学参数和钻进效率。结果表明,随着激光作用时间的增加,砂岩表面裂纹由2条逐渐扩展为5条,裂纹面积由6.78 mm^(2)增加到36.85 mm^(2);温度场的演化特征符合高斯分布规律,由热熔融区向低热区呈环状递减,激光照射15 s后达到热平衡,温度场演化趋于稳定;激光照射50 s后砂岩抗压强度、弹性模量降幅最高分别可达74.6%、92.7%,轴向峰值应变从0.52%不断增加到1.65%,表明岩石经激光作用后呈现由弹性状态向半塑性/塑性状态转变的趋势;激光作用50 s后砂岩进尺速率由0.09 mm/s增加到4.30 mm/s,失重比由2.73%增加到27.36%;合理设置激光参数有助于提高破岩效率与降低钻进成本,在照射20 s时砂岩进尺速率和失重比增幅最大,此时可达到更快更经济的破岩目的;研究初步论证了激光辅助破岩技术的高效性与可行性,为深部高效破岩钻进技术提供理论基础。 展开更多
关键词 钻探破岩 砂岩 激光辅助破岩 破岩效率
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激光钻井技术研究进展与展望 被引量：5
4
作者 张世一 韩彬 +2 位作者 李美艳 王勇 孙嘉楠 《石油机械》 2016年第7期7-11,共5页
采用传统旋转钻井技术钻井时钻具磨损严重,需经常更换钻头,钻井周期长,成本高。而激光钻井技术可大大提高钻井速度,缩短钻井周期。综述了国内外激光钻井技术在激光/岩石/流体相互作用原理和岩石快速相变的热力学与传热学2大基础学科中... 采用传统旋转钻井技术钻井时钻具磨损严重,需经常更换钻头,钻井周期长,成本高。而激光钻井技术可大大提高钻井速度,缩短钻井周期。综述了国内外激光钻井技术在激光/岩石/流体相互作用原理和岩石快速相变的热力学与传热学2大基础学科中的研究成果。指出了激光钻井技术面临的诸多问题,深入分析了影响激光直接钻井破岩效率的因素。提出将激光钻井技术与机械旋转钻井技术相结合的激光辅助破岩技术,并阐述了激光辅助破岩技术的原理,为激光钻井技术的发展指明了研究方向。 展开更多
关键词 激光钻井 激光破岩 破岩效率 激光辅助破岩
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激光照射花岗岩热裂规律及力学性质试验研究 被引量：3
5
作者 王义江 郁东旭 +3 位作者 王泽桂 褚召祥 赵光思 周国庆 《中国矿业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第4期701-712,共12页
硬岩隧道掘进慢、成本高是传统机械破岩难以突破的瓶颈,亟需新型高效破岩技术.激光辅助破岩是一种非接触式破岩方法,激光功率、离焦距离和照射时间是影响破岩的重要参数.采用标准圆柱花岗岩试样进行了不同激光照射参数下的破岩试验,研... 硬岩隧道掘进慢、成本高是传统机械破岩难以突破的瓶颈,亟需新型高效破岩技术.激光辅助破岩是一种非接触式破岩方法,激光功率、离焦距离和照射时间是影响破岩的重要参数.采用标准圆柱花岗岩试样进行了不同激光照射参数下的破岩试验,研究了温度、比能、热裂效能、强度、组分和裂隙等变化规律.结果表明,激光照射引起岩样表面温度骤升,且温度沿径向迅速衰减,光束附近岩石表面温度梯度高达1200℃/mm.激光照射岩石的射孔速率为0.1~0.7 mm/s,比能为38~151 kJ/cm^(3),热裂效能为459~2680 J/cm^(3).激光照射后岩样抗压强度最大降幅达69%,且岩样组分、矿物胶结及微观结构均发生显著变化,岩样内部裂隙发育、连通性好.激光辅助破岩有助于提高硬岩隧道的掘进效率. 展开更多
关键词 花岗岩 激光辅助破岩 热裂效能 抗压强度 裂隙分布
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