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[发明专利]定向射孔与水力压裂开采深层页岩气的一体化装置及方法-CN202310405777.5在审
发明人： 郭懿德;黄麟淇;李夕兵;孙景楠 -专利权人：中南大学
申请日： 2023-04-14 - 公布日： 2023-07-14 - 主分类号： E21B43/114 文献下载
摘要：本发明公开了一种定向射孔与水力压裂开采深层页岩气的一体化装置及方法,包括激光热剥落组件、动态水力压裂组件和岩屑收集组件。本发明利用激光瞬间加热页岩储层表面以产生距离和方位可控的射孔分布并在射孔周围的储层中形成的复杂热裂缝，能降低深地储层压裂难度、提高页岩气解析速率、诱导后续水力压裂压裂裂缝向压裂区域定向起裂，以使裂缝形成于所要定向压裂区域内，克服了现有定向射孔存在的技术难题；同时，基于该射孔方法的动态水力压裂及其组合压裂技术可以实现深层页岩高温高应力开采环境下的复杂多变的水力压裂优势倾角设计，进而创造更多不受地应力控制的水力压裂有效区域。
定向水力裂开深层页岩一体化装置方法

[发明专利]一种用于小行星的破岩采样设备及其使用方法-CN202310408701.8在审
发明人： 郭懿德;黄麟淇;李夕兵;孙景楠 -专利权人：中南大学
申请日： 2023-04-14 - 公布日： 2023-07-14 - 主分类号： G01N1/04 文献下载
摘要：本发明公开了一种用于小行星的破岩采样设备及其使用方法,其破岩采样设备包括移动平台、安设在移动平台前端的岩块收集组件和热剥落组件、安设在移动平台后端的太阳能组件，热剥落组件包括依次连接的微波发生器、波导管和微波照射板，微波照射板对位于移动平台前端的矿岩岩块进行热剥落，形成剥落岩块；岩块收集组件包括沿气流方向依次连通布置的喷气气幕管、岩块收集管、岩块收集箱、抽气泵、第二控制阀、储气罐、第一控制阀、空气压缩机，空气压缩机的排气口通过耐压管道与喷气气幕管内部前端相连通用于形成循环气流。本发明满足在设备小型化、低功率条件下的小行星矿岩的连续有效破碎；保证了一次航空组件发射的长时间、大产量持续采矿作业。
一种用于小行星采样设备及其使用方法

[发明专利]模拟页岩气开采扰动载荷诱发断层活化的试验系统及方法-CN202310247913.2在审
发明人：黄麟淇;郭懿德;李夕兵;孙景楠 -专利权人：中南大学
申请日： 2023-03-13 - 公布日： 2023-06-23 - 主分类号： G01N3/18 文献下载
摘要：本发明公开了一种模拟页岩气开采扰动载荷诱发断层活化的试验系统及方法，其包括用于存放页岩试样并对其进行高温高压加载的三轴应力室，对页岩试样进行地层原位状态下扰动加载的扰动载荷加载组件，在三轴应力室上开有连通其内外两侧的试验孔，扰动载荷加载组件包括沿试验孔轴线依次布置在牵引平台上的扰动入射杆、牵引车和冲击装置，扰动入射杆一端插入试验孔内与页岩试样相对接、一端与通过垫块与牵引车相连接，牵引车通过垫块及扰动入射杆对试验孔处的页岩试样进行高压加载；冲击装置通过垫块及扰动入射杆对试验孔处的页岩试样进行中高应变率扰动载荷加载。本发明能实现对页岩试样全断面同步同频的真三轴应力加载以及施加中高应变率扰动载荷。
模拟页岩开采扰动载荷诱发断层活化试验系统方法

[发明专利]一种联合开采深层-超深层页岩气和地热的系统和方法-CN202210664741.4有效
发明人：黄麟淇;郭懿德;李夕兵;孙景楠 -专利权人：中南大学
申请日： 2022-06-13 - 公布日： 2023-03-14 - 主分类号： E21B43/26 文献下载
摘要：本发明公开了一种联合开采深层‑超深层页岩气和地热的系统和方法，系统包括平行布置的页岩气开发垂直井和地热开发垂直井，地热开发垂直井的井口连通有水平的残余页岩气分离通道，页岩气分离通道的末端设置页岩气收集器。可实现在不建设新压裂井的前提下，联合开采深层‑超深层页岩气与地热资源，使同一页岩气生产井区的能源采收效益空前增加，显著减少同等效益下的工程开发成本；同时能最大化实现页岩气资源采出率，最优化发挥水力裂缝的效能，延长深层‑超深层页岩气生产区的服务寿命和效能，改善目前深层页岩气资源开采活动中主要侧重于克服高地温带来的不利影响、没有合理关注将深地环境变害为利的认识，为深部能源持续稳定开发利用提供新思路。
一种联合开采深层页岩地热系统方法

[发明专利]一种火焰射流辅助机械破碎硬岩的试验方法及试验装置-CN202211272635.8在审
发明人：黄麟淇;吴阳春;李夕兵;刘惠林;郭懿德;王佳军 -专利权人：中南大学
申请日： 2022-10-18 - 公布日： 2023-01-24 - 主分类号： G01N3/56 文献下载
摘要：一种火焰射流辅助机械破碎硬岩的试验方法及试验装置，其中方法包括：选取硬岩试样，对硬岩试样进行在X、Y和Z方向上的三向加载，每个面对应一个载荷，当硬岩试样的三向应力状态与原岩应力状态一致，去掉X方向上的载荷，硬岩试样以X方向上去掉应力的一面作为掌子面；利用火焰射流作用到硬岩试样的掌子面上以对该掌子面进行热剥落，直至剥离碎片不再弹射，移除火焰射流；将截齿在X方向载荷的加载下逐渐与硬岩试样的热剥落坑接触，随着X方向载荷的加载以实现对硬岩试样的掌子面侵入压碎，记录截齿在X方向载荷的加载过程中的应力‑位移‑时间的关系曲线。本发明可为热力辅助机械凿岩在硬岩矿山实现机械化连续高效破碎硬岩中提供理论指导。
一种火焰射流辅助机械破碎试验方法试验装置

[发明专利]微波照射联合干冰压裂开采页岩气的装置及方法-CN202110818807.6有效
发明人： 郭懿德;黄麟淇;李夕兵 -专利权人：中南大学
申请日： 2021-07-20 - 公布日： 2022-09-06 - 主分类号： E21B43/267 文献下载
摘要：本发明公开了一种微波照射联合干冰压裂开采页岩气的装置及方法,其装置包括微波照射组件、干冰压裂组件和页岩气收集组件，所述微波照射组件包括依次连接的微波发生器、波导管和微波发射器，微波通过射孔对水平井筒外的页岩层进行微波照射；所述干冰压裂组件包括依次连接的干冰制备装置、高压输送泵、干冰输送管控制阀和干冰输送管，干冰制备装置和高压输送泵均置于页岩气井外，干冰输送管的末端穿过竖直井筒置于水平井筒内，干冰制备装置中制备的干冰经过高压输送泵及干冰输送管送入水平井筒中，通过射孔对页岩层进行压裂。本发明可促进吸附气转换为游离气，加快解析速率，提升压裂效果，降低了开采成本，提高了页岩气开采效益。
微波照射联合干冰裂开页岩装置方法

[发明专利]基于声发射信号功率的岩石裂纹扩展获取方法-CN202210506972.2在审
发明人：黄麟淇;王佳军;李夕兵;闫景一;陈祉颖;刘惠林;吴阳春;郭懿德;赵岩;吴子远 -专利权人：中南大学
申请日： 2022-05-10 - 公布日： 2022-08-09 - 主分类号： G01N29/14 文献下载
摘要：本发明公开了基于声发射信号功率的岩石裂纹扩展获取方法，涉及岩石力学及裂纹扩展监测领域。将声发射信号中的能量和持续时间作为关键参数，筛选出整个声发射力学试验过程中的有效事件，通过有效事件的演化表征计算岩石在声发射试验过程中的裂纹扩展规律，为地下采矿及岩土工程中岩体稳定性监测提供技术支撑。在岩石声发射力学参数中选出能量和持续时间；每个声发射事件对应着相应的功率和峰值频率，从功率‑峰值频率图中确定声发射信号的主频带和次主频带；基于主频事件和次主频事件的演化表征计算岩石试样在声发射试验中主裂纹和微裂纹的扩展规律。最终实现对地下岩土工程提供良好技术支撑的目的。
基于声发信号功率岩石裂纹扩展获取方法

[发明专利]模拟深层页岩储层井眼原位水化损伤的试验装置及方法-CN202210506356.7在审
发明人：黄麟淇;郭懿德;李夕兵;孙景楠 -专利权人：中南大学
申请日： 2022-05-10 - 公布日： 2022-08-05 - 主分类号： E21B49/00 文献下载
摘要：本发明公开了一种模拟深层页岩储层井眼原位水化损伤的试验装置及方法，其试验装置包括用于存放页岩试样并对其进行高温高压加载的真三轴应力室、对页岩试样进行地层原位状态下水化模拟实验的原位水化组件、用于采集水化模拟实验前后页岩试样内图像数据的采集装置。本发明统筹了深层页岩储层高地温高应力的原位状态下井壁因自吸和强制渗吸而引起的水化损伤，能够在实验室完成对原位状态下水化损伤引起的应力集中特征与应变场分布特征的模拟研究，能为我国深层页岩气开采涉及的井壁稳定性研究提供技术支持和科学指导。
模拟深层页岩储层井眼原位水化损伤试验装置方法

[发明专利]气固耦合状态下岩石动态力学性能测试装置及方法-CN202110438989.4有效
发明人：陶明;赵岩;洪志先;庄登登;程文青;吴英杰;罗豪;郭懿德;吴阳春;刘惠林 -专利权人：中南大学
申请日： 2021-04-23 - 公布日： 2022-07-05 - 主分类号： G01N3/12 文献下载
摘要：本发明公开了一种气固耦合状态下岩石动态力学性能测试装置及方法，旨在实现气固耦合状态下，岩石试样动态力学性能的测试。为此，本申请提供的气固耦合状态下岩石动态力学性能测试装置,包括弹性套体、导向套、围压加载系统、围压加载系统、充气系统和霍普金森压杆试验系统，弹性套体内部匹配放置有岩石试样，导向套固定安装在弹性套体的两端，围压加载系统设置在弹性套体外，霍普金森压杆试验系统的入射杆和透射杆分别从弹性套体两端的导向套装入并与岩石试样接触，入射杆和透射杆与对应的导向套之间均设有密封圈，充气系统用于将特定气体充入弹性套体内位于两个密封圈之间的空间内，使气体被岩石试样吸附。
耦合状态岩石动态力学性能测试装置方法

[发明专利]模拟原位深层页岩钻进与水力压裂的实验装置及实验方法-CN202111491475.1在审
发明人：黄麟淇;郭懿德;李夕兵;孙景楠;刘惠林;吴阳春 -专利权人：中南大学
申请日： 2021-12-08 - 公布日： 2022-03-11 - 主分类号： G01N3/18 文献下载
摘要：本发明公开了一种模拟原位深层页岩钻进与水力压裂的实验装置及实验方法，其实验装置包括用于存放页岩试样并对其进行围压及轴压双加载的三轴应力室组件、用于控制页岩试样所处环境温度的高温环境组件、用于对页岩试样进行钻进实验的钻进模拟组件、用于对页岩试样进行水力压裂实验的水力压裂模拟组件、用于测定页岩试样在各实验过程中对应特性的实时监测组件。本发明可在实验室完成对深层页岩储层在高温高应力的原位状态下依次开展钻进和水力压裂的模拟研究，可更好地了解深层页岩气储层的钻进和水力压裂特征；可通过声发射事件特征的统计分析和时空演化，对页岩试样的钻进和水力压裂过程进行实时监测。
模拟原位深层页岩钻进水力实验装置方法

[发明专利]水压致裂法测量高温岩石断裂韧性的装置及方法-CN202110071714.1在审
发明人：尹土兵;庄登登;李樯;吴攸;谭小松;金飞燕;赵岩;吴阳春;刘惠林;郭懿德 -专利权人：中南大学
申请日： 2021-01-19 - 公布日： 2021-05-28 - 主分类号： G01N3/12 文献下载
摘要：本发明公开了一种水压致裂法测量高温岩石断裂韧性的装置及方法，该装置包括柔性加载外套、釜体、油路机构、加热系统、致裂水路机构和数据采集系统，柔性加载外套设置于釜体的围压腔内，油路机构与釜体的环形空间相连通，油路机构用于向环形空间内输入流体以向待测岩样施加围压，加热系统用于对待测岩样进行加热，致裂水路机构与岩样上的内孔相连通，以对待测岩样施加致裂水压，数据采集系统用于对待测岩样的加热温度、所受围压和致裂水压进行测量。本申请不仅首次实现了在实时高温高压状态下岩石断裂韧性的测量，而且在测量过程中模拟了干热岩的水压致裂特性。
水压致裂法测量高温岩石断裂韧性装置方法

[实用新型]弯道交通信号提示系统-CN201720442029.4有效
发明人：孙景楠;郭懿德;李波 -专利权人：河南理工大学
申请日： 2017-04-25 - 公布日： 2017-11-17 - 主分类号： G08G1/16 文献下载
摘要：本实用新型公开了一种弯道交通信号提示系统，包括风力发电机、太阳能电池板、蓄电池、两块LED显示屏、第一单片机、第二单片机和若干超声波测距装置，风力发电机和太阳能电池板分别连接所述蓄电池，蓄电池通过分别连接所述两块LED显示屏、第一单片机、第二单片机和各超声波测距装置；第一单片机分别连接各超声波测距装置和第二单片机，第二单片机连接两块LED显示屏；两块LED显示屏分别布置在弯道拐弯处的两侧，所述各超声波测距装置在弯道处的道路两侧间隔设置。本实用新型结构简单，便于于布置在弯道处，能够提醒驾驶员注意对向来车信息，避免弯道会车时发生事故。同时，本实用新型又在电网发生故障时能够利用太阳能和风能正常持续运行，非常节能。
弯道交通信号提示系统

[实用新型]下水管道堵塞提前预警装置-CN201621445485.6有效
发明人： 郭懿德;徐亚广;孙景楠;陈亚明;张真卿;郭帅威;宋坤峰;徐亚锋 -专利权人：河南理工大学
申请日： 2016-12-27 - 公布日： 2017-06-30 - 主分类号： E03C1/12 文献下载
摘要：下水管道堵塞提前预警装置，包括设置在下水管道的上端下水口内的圆锥筒，圆锥筒外侧部设有导向块和位于导向块上方的绝缘连接块，导向块内设有上下通透的导向孔，导向孔内插设有绝缘导杆，绝缘导杆下端设有漂浮在下水管道的存水弯内水面上的浮球，绝缘导杆上端设有铜导电板，绝缘连接块底部设有第一铜导电片和第二铜导电片，第一铜导电片和第二铜导电片分别通过导线连接在直流电源的正极和负极上，导线上设有蜂鸣器。本实用新型适用于日常生活中的包括马桶、地漏、洗手池、洗菜池等的下水管道内，能提前作出下水管道将堵的预警，防止下水管道堵死，减少因堵塞而导致的一系列问题以及带来的不便，操作简单快捷，也相较传统的堵后再疏更卫生。
下水管道堵塞提前预警装置

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