[发明专利]一种可控且可活动的双激光束开采页岩气装置及方法

权利要求书

1.一种可控且可活动的双激光束开采页岩气方法，采用可控且可活动的双激光束开采页岩气装置；其特征在于：所述装置包括能量光纤（1）、连续激光头（4）、连续激光头保持架（13）、脉冲激光头（6）、脉冲激光头保持架（5）、地面控制系统（14）、高精密电磁油气检测传感器（8）、天然气水合物检测传感器（10）；

所述能量光纤（1）为两条，一条与所述连续激光头（4）连接，用于产生连续激光束（9）；另一条与所述脉冲激光头（6）连接，用于产生脉冲激光束（12）；

所述连续激光头（4）安装在连续激光头保持架（13）内，所述脉冲激光头（6）安装在脉冲激光头保持架（5）内；

所述高精密电磁油气检测传感器（8）、天然气水合物检测传感器（10）设置在所述连续激光头保持架（13）上，分别通过导线与所述地面控制系统（14）连接，用于探测在破岩过程中前方是否有油气田、探测到陆域中冻土层中是否存在可燃冰；

所述地面控制系统（14）根据探测获得的信息，控制连续激光头（4）、脉冲激光头（6）工作；

两条能量光纤（1）之间设置有并排连接扣（2），用于实现连续激光和脉冲激光协同有序操作；

所述地面控制系统（14）包括信号采集和提取子系统（15）、数据预处理子系统（16）；所述信号采集和提取子系统（15）采集到由高精密电磁油气检测传感器（8）探测到的油气田的微弱的电性特征，并进行提取；所述信号采集和提取子系统（15）采集到由天然气水合物检测传感器（10）探测到陆域中冻土层中是否存在可燃冰信息；所述数据预处理子系统（16）将信号采集和提取子系统（15）采集的信号进行分析处理，并传递给地面控制系统（14）；

所述连续激光头保持架（13）内还设置有探照灯（7）、微型摄像头（11）；所述探照灯（7）、微型摄像头（11）通过导线与所述地面控制系统（14）连接；

所述能量光纤（1），一条通过机器人关节活动机构（17）与所述连续激光头（4）连接，另一条通过机器人关节活动机构（17）与所述脉冲激光头（6）连接；所述连续激光头保持架（13）、脉冲激光头保持架（5）均分别安装在机器人关节活动机构（17）上；所述机器人关节活动机构（17）均通过导线与所述地面控制系统（14）连接；

所述方法包括以下步骤：

步骤1：地面控制系统（14）控制连续激光头（4）或/和脉冲激光头（6）进行破岩作业；

步骤2：高精密电磁油气检测传感器（8）实时探测在破岩过程中前方是否有油气田，天然气水合物检测传感器（10）实时探测陆域中冻土层中是否存在可燃冰；

步骤3：地面控制系统（14）判断高精密电磁油气检测传感器（8）或/和天然气水合物检测传感器（10）是否检测到信号；

若是，则改变工作方式，并回转执行所述步骤2；

若否，地面控制系统（14）控制连续激光头（4）和脉冲激光头（6）协同破岩作业，并回转执行所述步骤2；

步骤3中所述改变工作方式，具体实现过程是地面控制系统（14）控制连续激光头（4）和脉冲激光头（6）停止工作，同时控制机器人关节活动机构（17）改变破岩路径，避开油气田或/和可燃冰区域；

步骤3中所述改变工作方式，具体实现过程是利用水射流的方法进行破岩作业；

步骤3中所述地面控制系统（14）控制连续激光头（4）和脉冲激光头（6）协同破岩作业，首先由激光器产生可控的高能激光，经能量光纤（1）传输至连续激光头（4），经连续激光头（4）聚焦后连续激光束（9）作用于页岩（3）上，对页岩（3）进行预热；页岩（3）经预热后，由激光器产生可控的高能激光，经能量光纤（1）传输至脉冲激光头（6），经脉冲激光头（6）聚焦后脉冲激光束（12）作用于经连续激光预热的页岩（3）上，使页岩（3）破裂并去除页岩。