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公开(公告)号：CN115059390B
公开(公告)日：2023-04-25
申请号：CN202210745791.5
申请日：2022-06-29
申请人： 吉林大学
摘要： 本发明提出了一种极地冰川内赋存气体随钻采集装置，属于冰芯钻探领域，主要包括铠装电缆、电缆终端头、外管、取芯管外管、取芯管、冰芯卡断器、取芯钻头、采气装置、采气管、液压泵站、环形封堵器、氮气注入装置、液压油缸、气滑环、空心轴电机和螺旋翼片，各个部件协同作业在冰层取芯钻探过程中对冰芯和孔壁环状间隙内冰层破碎释放的气体进行收集，相比常规冰芯钻探技术提高了单孔气体收集量，提高了钻孔利用率。通过气滑环、空心轴电机的空心轴和取芯管向孔底注入氮气等惰性气体，可将取芯管内和钻具与孔壁环空间隙的空气全部排出，配合环形封堵器封闭钻孔，为气体采样提供了无污染的封闭空间，减少了气体采集过程中受外源物质污染的可能性。
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公开(公告)号：CN114961554B
公开(公告)日：2023-02-28
申请号：CN202210643797.1
申请日：2022-06-09
申请人： 吉林大学
摘要： 本发明公开了一种可长期布放的浅层冰封湖原位采样和观测装置，属于冰封湖环境勘探领域，所述装置包括地表供电与控制系统、水泵、三通阀、导正架和运载钻具，所述水泵通过管路与运载钻具上的第一管接头相连，并在管路上连接有三通阀；所述地表供电与控制系统通过线缆与运载钻具上的第一水密接头相连；所述导正架的内孔直径与运载钻具的外径相匹配；与现有技术相比，本发明提供的一种可长期布放的浅层冰封湖原位采样和观测装置可在一次钻孔的情况下构建长期的湖水采样通道，并可对不同深度的湖水进行采样，大大提高了湖水采样效率，降低了人力物力成本。
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公开(公告)号：CN110005338A
公开(公告)日：2019-07-12
申请号：CN201910435684.0
申请日：2019-05-23
申请人： 吉林大学
IPC分类号： E21B7/00
摘要： 本发明公开了一种用于极地热水取芯钻进的孔壁自适应式反扭装置，是在装置本体的周圈开设有数个滑槽，滑槽内嵌设有支撑片，支撑片的一端为固定端被固连在滑槽的一端，支撑片的另一端为自由端能够在滑槽内进行滑动，装置本体内开设有输水通道。支撑片为弹性体，支撑片由弹性材料制成，支撑片的固定端固连在滑槽的底部，支撑片的自由端连接在一滚轮的中轴上，滚轮设在滑槽内，支撑片的自由端能够在滚轮的带动下沿滑槽进行滑动，支撑片的固定端和自由端之间装配有螺旋弹簧，支撑片的外边缘设有刀刃。有益效果：能够自动调节反扭片直径以适用于不同孔径，极大地提高了钻进和取芯效率，彻底杜绝了热水软管随钻具回转而扭结甚至断裂的情况发生。
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公开(公告)号：CN109736701A
公开(公告)日：2019-05-10
申请号：CN201910163464.7
申请日：2019-03-05
申请人： 吉林大学
摘要： 本发明公开了一种极地冰层热水孔内循环钻进装置，包括有钻头、钻具外壳、加热器和水泵，其中钻头装配在钻具外壳的底部，水泵和加热器设在钻具外壳的内腔中，水泵设在加热器的上部，水泵通过水管与加热器相连通，加热器的出水口通过水流换向阀与钻头相连接，钻头的底部装配有喷嘴，钻头的侧壁上开设有侧向喷孔，水流换向阀下部的出水口与对应的喷嘴和侧向喷孔相连通。有益效果：热水在钻具内部加热使整体钻具更加轻巧便捷，方便运输，适宜在地形复杂的南极地区使用，减少了钻进过程中的人力、物力、财力成本；本发明为热水钻技术发展提供了新思路，对加快极地研究的发展有重要意义。
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公开(公告)号：CN110318669B
公开(公告)日：2024-02-27
申请号：CN201910722747.0
申请日：2019-08-06
申请人： 吉林大学
摘要： 本发明公开了一种用于冰架底部的仰孔热水钻进系统，包括有水下潜航器、热水钻钻具、控制系统、锅炉、高压泵、动力柜和绞车，其中热水钻钻具设在水下潜航器的顶部，控制系统、锅炉、高压泵、动力柜和绞车设在水下潜航器的内部，锅炉与高压泵相连接，高压泵通过水管与绞车上缠绕的软管相连接，软管与热水钻钻具相连接，锅炉里的热水通过高压泵和软管被输送到热水钻钻具内，动力柜通过软管与热水钻钻具相连接，动力柜通过导线与锅炉相连接，动力柜为热水钻钻具和锅炉提供动力，有益效果：在极地冰架底部从下往上进行仰孔钻进，对冰架底部冰层开展钻进和观测研究。
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公开(公告)号：CN109736701B
公开(公告)日：2024-01-30
申请号：CN201910163464.7
申请日：2019-03-05
申请人： 吉林大学
摘要： 本发明公开了一种极地冰层热水孔内循环钻进装置，包括有钻头、钻具外壳、加热器和水泵，其中钻头装配在钻具外壳的底部，水泵和加热器设在钻具外壳的内腔中，水泵设在加热器的上部，水泵通过水管与加热器相连通，加热器的出水口通过水流换向阀与钻头相连接，钻头的底部装配有喷嘴，钻头的侧壁上开设有侧向喷孔，水流换向阀下部的出水口与对应的喷嘴和侧向喷孔相连通。有益效果：热水在钻具内部加热使整体钻具更加轻巧便捷，方便运输，适宜在地形复杂的南极地区使用，减少了钻进过程中的人力、物力、财力成本；本发明为热水钻技术发展提供了新思路，对加快极地研究的发展有重要意义。
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公开(公告)号：CN116296554A
公开(公告)日：2023-06-23
申请号：CN202310382028.5
申请日：2023-04-11
申请人： 吉林大学
IPC分类号： G01N1/08
摘要： 本发明提出了一种可对冰孔内岩石碎屑进行随钻收集的热融钻进装置，属于极地冰盖钻探技术领域，包括外管、钻头体、防水电机、驱动螺杆、推杆、第一限位开关、第二限位开关、上盖、钻头体、隔热衬管、芯管、热水管、电热钻头和接头；芯管上移至上限位置时，电热钻头的斜面刚好全部进入隔热衬管内，并封堵隔热衬管内部通道；芯管下移至下限位置时，电热钻头的斜面刚好全部露出隔热衬管外，使隔热衬管内部通道打开。采用冰芯为岩石碎屑提供推力，使其进入芯管，并在电热钻头斜面作用下落入钻进装置内部，结构简单，且能够对冰芯内包裹的岩石碎屑进行收集，岩石碎屑收集效率高。
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公开(公告)号：CN115162945B
公开(公告)日：2023-04-25
申请号：CN202210828869.X
申请日：2022-07-15
申请人： 吉林大学
IPC分类号： E21B7/00 , E21B7/14 , E21B19/084 , E21B19/00 , E21B41/00
摘要： 一种高效的极地冰层全孔热融钻进装置，属于极地冰盖钻探技术领域，装置包括阻尼机构、导向轮、摩擦轮、摩擦轮电机、软管和热融钻具，软管的一端与热融钻具相连，另一端绕经摩擦轮和导向轮后穿过阻尼机构再与位于地表的控制系统连接。本发明可在不停钻的情况下连续移除孔内融水，解决了热融钻进过程中融水去除效率低的难题，大大提高了热融钻进效率。采用高压空气作为融水携带介质，在现场易于获取，且大大减轻了对钻孔和南北极冰盖的污染。钻进过程中仅热融钻具周围存在融水，对热融钻具各部件的密封性能要求不高，降低了成本；且形成的钻孔为干孔，有利于后续传感器的布放和回收，也降低了对传感器的防水耐压要求，进一步降低了成本。
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公开(公告)号：CN115876522A
公开(公告)日：2023-03-31
申请号：CN202211720938.1
申请日：2022-12-30
申请人： 吉林大学
IPC分类号： G01N1/08
摘要： 本发明公开了一种冰芯或岩心偏心卡断过程模拟装置及方法，模拟装置包括有操作台、支架、电机和控制系统，其中支架和控制系统均装配在操作台上，电机设在支架的底座上，电机的输出轴连接有丝杠，丝杠的顶端枢接在支架顶端横板下方的端盖上，电机能够驱使丝杠转动，其方法为：步骤一、模拟装置组装；步骤二、使卡断器角度发生改变；步骤三、锁紧调节螺母；步骤四、使卡断器靠近冰芯或岩心；步骤五、传输给可编程逻辑控制器PLC；步骤六、卡断器继续匀速下降；步骤七、卡断力数据曲线在卡断力显示器上显示；步骤八、得出冰芯或岩心质量。有益效果：能够为极地冰层和冰下基岩层反循环连续取心钻具设计以及现场冰芯或岩心自动等长卡断提供依据。
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公开(公告)号：CN114991658B
公开(公告)日：2023-03-21
申请号：CN202210755126.4
申请日：2022-06-30
申请人： 吉林大学
IPC分类号： E21B7/00 , E21B7/04 , E21B47/00 , E21B47/013 , E21B47/022
摘要： 一种可对极地冰层离子成分随钻测量的热融钻具，属于极地冰层钻探领域，主要包括上钻头、环形钻头、下钻头、离子色谱仪和测控单元，测控单元用于向离子色谱仪供电，并向离子色谱仪发送指令信息以控制其工作，还用于向上钻头、环形钻头和下钻头中的加热棒供电，本发明的钻具可在不停钻的情况下连续对冰层融水进行离子成分随钻测量，数据获取便捷，并减少了冰芯样品存储、转运环节，节省了人力物力成本。采用内锥形的下钻头可使孔底融水优先进入离子色谱分析仪，保证数据获取的真实性。采用环形钻头和下钻头两个钻头向下钻进，环形钻头主要形成台阶钻孔，实现钻具的悬吊，大大提高了钻具的垂直钻进性能，保证可有效获取冰盖垂直剖面的离子含量数据。
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