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[发明专利]雪层钻进用可变径热熔钻头-CN201810328375.9有效
发明人：李亚洲;范晓鹏;帕维尔达拉拉伊;孙友宏;米沙;杨阳;王婷;李枭;赵高莉 -专利权人：吉林大学
申请日： 2018-04-13 - 公布日： 2023-10-13 - 主分类号： E21B10/62 文献下载
摘要：本发明公开了一种雪层钻进用可变径热熔钻头，包括有第一加热块、第二加热块、芯体和连接芯杆，其中第一加热块和第二加热块设置有数块，第一加热块和第二加热块交错设在芯体的周圈，连接芯杆穿设在芯体的中间部位，连接芯杆的下端固连有芯体固定块，第一加热块的内侧壁上枢接有第一连杆，第一连杆的上端通过销轴枢接在芯体的上部，第二加热块的内侧壁上枢接有第二连杆，第二连杆的上端通过销轴也枢接在芯体的上部，第一加热块的下部通过销轴枢接在芯体固定块的压杆上，有益效果：结构简单，工作可靠。并且该钻头基于模块化的设计，方便更换损毁部件，提高了钻具的可靠性，降低了制作和维护成本。
钻进可变径热熔钻头

[发明专利]热气冰层取芯钻具-CN201810660000.2有效
发明人：杨阳;刘博文;帕维尔达拉拉伊;宫达;范晓鹏;刘昀辰 -专利权人：吉林大学
申请日： 2018-06-25 - 公布日： 2023-08-08 - 主分类号： E21B7/00 文献下载
摘要：本发明公开了一种热气冰层取芯钻具，包括有负压真空水泵、储水舱、取样管、加热舱和钻头，其中负压真空水泵设在储水舱的顶部并与储水舱的内腔相连通，取样管和钻头依次设在储水舱的下部，钻头固连在取样管的底部，储水舱连通有数根吸水管，数根吸水管的进水口围设在钻头的周圈，加热舱套设在取样管的下方，加热舱的上端连通有数根进气管，通过进气管能够向加热舱的内腔中输入冷空气以被加热舱进行加热，加热舱还连通有喷气口，喷气口设在加热舱的下方，加热舱内腔中被加热的气体通过喷气口喷出。有益效果：冰雪颗粒在热气冲击下会迅速融化或升华，钻进效率会更加之快。采用热气钻进洁净环保，在极地特殊环境中具有重大的使用价值。
热气冰层取芯钻具

[发明专利]极地冰孔侧壁取芯万向机器人-CN202310272333.9在审
发明人： 帕维尔达拉拉伊;魏贤哲;王婷;范晓鹏;宫达;陈艳吉;刘昀忱;张楠;洪嘉琳;吕欣雨;王宇;邓志鹏 -专利权人：吉林大学
申请日： 2023-03-20 - 公布日： 2023-06-02 - 主分类号： E21B25/16 文献下载
摘要：极地冰孔侧壁取芯万向机器人，属于钻探机具领域，包括钻具外管、钻具导向管、取芯工具和方位角定位器，取芯工具能够伸出或缩回钻具导向管中，取芯工具包括热融钻头、冰芯卡断器和软管，热融钻头和冰芯卡断器之间设置有钻压传感器；软管能够任意弯曲并沿其长度方向等间隔连接有多个机械节，机械节的外壁上设置有位移传感器，机械节包括固定环和沿固定环周向等间隔均匀设置的机械臂，固定环和机械臂间设有孔壁压力传感器；方位角定位器被配置成用于确定外管相对于冰孔的方位角位移，方位角定位器上设置有方位角传感器。本发明可变换钻进的方位角，在热融钻头钻入冰孔侧壁之后，可变换取芯工具钻进的仰角和方位角，实现各个方向层位的取样。
极地侧壁万向机器人

[发明专利]一种极地冰川内赋存气体随钻采集装置-CN202210745791.5有效
发明人：范晓鹏;李晨熠;王秋雯;帕维尔达拉拉伊;张楠;宫达;洪嘉琳;魏贤哲;王宇 -专利权人：吉林大学
申请日： 2022-06-29 - 公布日： 2023-04-25 - 主分类号： E21B7/00 文献下载
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。
一种极地冰川内赋存气体采集装置

[发明专利]一种高效的极地冰层全孔热融钻进装置-CN202210828869.X有效
发明人：范晓鹏;王秋雯;张楠;帕维尔达拉拉伊;宫达;洪嘉琳;魏贤哲;王宇;邓志鹏;李晨熠 -专利权人：吉林大学
申请日： 2022-07-15 - 公布日： 2023-04-25 - 主分类号： E21B7/00 文献下载
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。
一种高效极地冰层全孔热融钻进装置

[发明专利]一种可对极地冰层离子成分随钻测量的热融钻具-CN202210755126.4有效
发明人：范晓鹏;李晨熠;王秋雯;帕维尔达拉拉伊;张楠;宫达;王如生;洪嘉琳;魏贤哲;王宇 -专利权人：吉林大学
申请日： 2022-06-30 - 公布日： 2023-03-21 - 主分类号： E21B7/00 文献下载
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。
一种极地冰层离子成分测量热融钻具

[发明专利]一种孔用耐压柱状直线振动器-CN202010742182.5有效
发明人：宫达;范晓鹏;李冰;李亚洲;帕维尔达拉拉伊;刘安;刘昀忱;杨阳;王婷;王如生 -专利权人：吉林大学
申请日： 2020-07-29 - 公布日： 2022-12-27 - 主分类号： H02K7/065 文献下载
摘要：本发明公开了一种孔用耐压柱状直线振动器，包括有压力舱体、电机和振动装置，其中电机和振动装置设在压力舱体内，电机与振动装置相连接并驱使振动装置进行振动。压力舱体的顶盖上端面上装配有上法兰，压力舱体的顶盖上螺接有水密接头，水密接头内通过的电缆与电机相连接并为电机提供电力，压力舱体的上端与顶盖底面之间设置有第一径向密封圈进行压力舱体上端的密封，压力舱体的底面装配有下法兰，压力舱体的底端与压力舱体的底盖上端面之间设置有第二径向密封圈进行压力舱体下端的密封。有益效果：性能稳定，不易损坏。本发明能够通过调节转速、配重块来改变振动器的振动频率及激振力，操作方便。可搭载于各种钻具或取样器之上。
一种耐压柱状直线振动器

[发明专利]一种大埋深极地冰下湖快速清洁取样探测装置与方法-CN202211244081.0在审
发明人：范晓鹏;孙友宏;帕维尔达拉拉伊;宫达;王婷;张楠;王如生;洪嘉琳;陈艳吉;刘昀忱;杨阳;韩博 -专利权人：吉林大学
申请日： 2022-10-12 - 公布日： 2022-12-23 - 主分类号： E21B7/00 文献下载
摘要：本发明提出了一种大埋深极地冰下湖快速清洁取样探测装置与方法，属于属于极地钻探领域，装置包括热水钻进系统、铠装电缆滑轮、铠装电缆、铠装电缆绞车和冰下湖取样探测器，冰下湖取样探测器包括中继舱和热融探测器，中继舱内设置有线缆卷筒装置用于控制柔性电缆的自动收放，柔性电缆与热融探测器连接；方法采用清洁热水钻技术完成冰下湖上方冰盖的快速钻探，为后续下方热融探测器提供可用的钻孔通道，在热融探测器钻入冰下湖前和从冰下湖提出后，均采用孔内制冷方式使钻孔孔内融水冻结，从而有效的隔离了热水钻孔和冰下湖水，避免了热水钻孔内热水对冰下湖水的污染，尽可能地降低了向冰下湖内引入污染源的可能性。
一种大埋深极地冰下湖快速清洁取样探测装置方法

[发明专利]一种用于极地冰盖钻孔孔壁形态测量的测井仪-CN202211045122.3在审
发明人：张楠;柏洪亮;帕维尔达拉拉伊;范晓鹏;陈艳吉;刘昀忱 -专利权人：吉林大学
申请日： 2022-08-30 - 公布日： 2022-11-22 - 主分类号： E21B47/08 文献下载
摘要：本发明提出了一种用于极地冰盖钻孔孔壁形态测量的测井仪，属于测井技术领域，包括滑动件、测量臂支撑架、测量臂、测力板簧和限位块，测量臂数量为九个，该测井仪放弃传统运用弹簧的结构，采用更加节省空间测力板簧设计，精度足够的同时让测井仪的结构更加精简，也让测量臂的数量能达到九个；同时提出了一种测量臂，在测量时能达到足够高精度的同时也有很强的适用性，能解决测量过程中的很多问题；同时还将测量臂拆分为个体，把每个测量臂都作为一个独立的系统，每个测量臂测的为一个点的数据，点越多，对孔壁截面形态的检测便越精确，使得增加测量臂的数量变的更加有意义，同时也让测井仪的修理与维护简便且不容易使测井仪发生自锁现象。
一种用于极地冰盖钻孔形态测量测井

[发明专利]全自动冰下沉积物振动取样器-CN202011071566.5有效
发明人：宫达;范晓鹏;李冰;李亚洲;帕维尔达拉拉伊;刘安;刘昀忱;杨阳;王婷;王如生 -专利权人：吉林大学
申请日： 2020-10-09 - 公布日： 2022-05-27 - 主分类号： G01N1/08 文献下载
摘要：本发明公开了一种全自动冰下沉积物振动取样器，包括有控制舱、振动舱和取样管部件，其中控制舱装配在取样器本体的上部，控制舱通过滑动套环套接在导向柱上，控制舱在滑动套环的带动下能够沿导向柱进行上下滑动，导向柱的底部通过法兰盘与振动舱的顶部相连接，控制舱内的控制装置通过深水电缆与振动舱内的振动装置相连接，通过深水电缆控制舱向振动舱内传输电力及控制信号，振动舱的底部通过连接件与取样管部件的顶部相连接。有益效果：大大降低了误触发的风险，增加了冰下沉积物取样的可靠性。使取样器整体径向尺寸大缩减。地表操作较为简单，降低了水下高压环境中泄露的可能。出现事故几率较低。节约地表工作时间。
全自动沉积物振动取样

[发明专利]一种用于极地冰层和粒雪层的热水钻进装置-CN202011575481.0有效
发明人：赵高莉;帕维尔达拉拉伊;范晓鹏;宫达;洪嘉琳;李亚洲 -专利权人：吉林大学
申请日： 2020-12-28 - 公布日： 2022-02-25 - 主分类号： E21B7/14 文献下载
摘要：本发明公开了一种用于极地冰层和粒雪层的热水钻进装置，钻进装置包括有钻头、钻具内壳、钻具外壳、加热器、水泵和蓄水室，其中钻具内壳插设在钻具外壳的内腔中，钻具内壳的外壁与钻具外壳的内壁之间形成有流水通道，钻头装配在钻具内壳的底部，水泵和加热器设在钻具内壳的内腔中，水泵设在加热器的上部，水泵下部通过第一供水管与加热器相连通，加热器的出水口通过第二供水管与钻头相连通，蓄水室装配在水泵的上部，蓄水室与水泵相连通。有益效果：极大地降低了热水从地表传送到钻孔底部的热量损耗，有利于钻进效率的更快提高；能有效解决钻具遇到粒雪层和裂隙冰层的热水漏失问题和钻具温度过高问题；减少了钻进中的人力、物力以及财力成本。
一种用于极地冰层粒雪层热水钻进装置

[发明专利]配合极地空气钻进取芯式旋喷钻头随钻检测冰芯介电性质的装置-CN201911103573.6有效
发明人：张楠;王亮;范晓鹏;帕维尔达拉拉伊;宫达;刘昀忱;王婷;洪嘉琳 -专利权人：吉林大学
申请日： 2019-11-13 - 公布日： 2021-04-09 - 主分类号： E21B25/00 文献下载
摘要：一种配合极地空气钻进取芯式旋喷钻头随钻检测冰芯介电性质的装置，其上部连接体与冰芯管连接；上部连接体具有上轴承座，上轴承座内镶嵌上推力球轴承，上推力球轴承下端安装有轴承挡环，下轴承座上安装下推力球轴承，钻头体与轴承挡环连接，钻头体与轴承挡环能同步转动，冰芯管的内部具有冰芯扶正器；冰芯管具有导线通孔、低位电极、中间环状间隙、高位电极和保护电极；钻头体的壁上具有导流气体凸起、冰芯卡断器、高压空气导流孔、底唇面空气导流孔，刀头固定在钻头体底部。本发明可以随着钻进检测冰芯的介电性质，配合高压空气旋喷钻进避免了液体对测量精度的影响。钻头体单动，上部冰芯管等不转动，增加了钻具的稳定性。
配合极地气钻进取芯式旋喷钻头检测冰芯介电性质装置

[发明专利]一种基于伴热电缆的无污染冰下湖取样与探测方法及设备-CN201710402302.5有效
发明人：李冰;帕维尔达拉拉伊;孙友宏;范晓鹏;曹品鲁;张楠;王如生;杨阳 -专利权人：吉林大学
申请日： 2017-06-01 - 公布日： 2020-11-10 - 主分类号： E21B49/08 文献下载
摘要：本发明公开了一种基于伴热电缆的无污染冰下湖取样与探测方法及设备，设备包括冰下湖取样探测钻具、伴热电缆、地表绞车和密封无菌帐篷，冰下湖取样探测钻具包括钻具运载单元和钻具取样探测单元，用于冰层钻进、湖水取样及湖水参数观测；伴热电缆用于信号和电力传输和确保电缆不被冻住；地表绞车用于下放和提升钻具；密封无菌帐篷用于钻具及钻探场地无污染处理。方法包括开孔、伴热电缆加热钻进、停止伴热电缆加热、钻具内部卷筒放缆钻进、取样及参数观测、钻具内部卷筒收缆返回、伴热电缆加热返回和钻具拆卸及样品回收步骤。本发明所能解决钻井液和热水钻的热水对冰下湖造成污染的问题，实现南极冰下湖无污染取样及探测。
一种基于电缆无污染冰下湖取样探测方法设备

[实用新型]热融式井壁水平取芯钻具-CN201922249147.5有效
发明人： 帕维尔达拉拉伊;魏贤哲;范晓鹏;李亚洲;赵高莉 -专利权人：吉林大学
申请日： 2019-12-16 - 公布日： 2020-08-07 - 主分类号： E21B7/00 文献下载
摘要：本实用新型公开了一种热融式井壁水平取芯钻具，包括有电动机、驱动机构、弯曲机构、套管和取芯钻头，其中电动机设在套管内腔的顶部，驱动机构设在电动机的下部并与电动机相连接，驱动机构由电动机进行驱动，弯曲机构的顶端铰接在驱动机构的下部，弯曲机构插设在导向管内，弯曲机构在驱动机构的带动下能够在导向管内进行移动，导向管的出口对应套管侧壁上的导向孔位置处设置，取芯钻头铰接在弯曲机构的底端,取芯钻头能够在弯曲机构的推动下从导向孔伸出到达取冰芯位置处。有益效果：能够实现取芯工具伸入冰钻孔侧壁进行取芯钻进；热融式取芯钻头通过电线直接和地表设备相连，整套钻具的机械结构简单而易于加工，成本低。
热融式井壁水平取芯钻具

[实用新型]一种用于高寒地区的高抗拉强度的耐磨同轴电缆-CN202020190925.8有效
发明人：孙友宏;张楠;刘辉;帕维尔达拉拉伊;范晓鹏;王婷;李冰;王如生;杨阳;宫达;洪嘉琳;刘昀忱;刘安;陈艳吉 -专利权人：吉林大学
申请日： 2020-02-21 - 公布日： 2020-08-07 - 主分类号： H01B7/02 文献下载
摘要：本实用新型公开了一种用于高寒地区的高抗拉强度的耐磨同轴电缆，包括内导体、内绝缘层、外导体、外绝缘层、密封护套层、抗拉增强层和外保护层；内导体为电缆最内层；内导体外为内绝缘层，用以内外层导体间的绝缘，内绝缘层外为外导体，外导体外为外绝缘层，外绝缘层包覆在外导体上，外绝缘层提供电缆整体与外部绝缘隔离；外绝缘层外为密封护套层，密封护套层外为抗拉层，抗拉层外是外保护层。与现有电缆相比，本实用新型的电缆结构保证了电缆在高寒地区针对吊挂使用及电缆缠绕摩擦工况下的安全使用，具有耐低温性能好、抗拉强度大、防水性好、载流能力大、高电压供电绝缘性能好等特点。
一种用于高寒地区抗拉强度耐磨同轴电缆

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