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[发明专利]一种水压触发式冰层底部多点热水取芯钻具-CN201810248061.8有效
发明人：范晓鹏;王婷;达拉拉伊;杨阳;张楠;曹品鲁;王如生;刘安 -专利权人：吉林大学
申请日： 2018-03-24 - 公布日： 2023-09-19 - 主分类号： E21B25/00 文献下载
摘要：一种水压触发式冰层底部多点热水取芯钻具，包括热水管、钻具进水管、进水管扶正块、挡水帽、上外管、活塞缸体、密封圈、活塞、活塞杆、活塞杆扶正块、滑动支座、导正杆、弹簧、固定支座、钻头、卡断器销轴、卡断器、卡簧、卡簧固定螺钉、钻头连接螺钉、软管、转动销轴、支杆、冰芯管、顶杆、下外管及螺钉。本发明采用压力触发方式，使钻具到达孔底后，携带的三个冰芯管张开，并完成钻进采样，并可多次下放钻具进行多点采样，使得同一个钻孔的孔底采样量大大增加。本发明工作可靠，操作方便，与热水钻系统配合使用，在不增加地表设备情况下完成孔底多点多次采样，大大降低了施工成本，且整套钻具易损件少，使用寿命长。
一种水压触发冰层底部多点热水取芯钻具

[发明专利]一种可随钻清除孔内岩石碎屑的冰层热水钻头-CN202310746704.2在审
发明人：范晓鹏;李晨熠;张楠;达拉拉伊;宫达;洪嘉琳;邓志鹏 -专利权人：吉林大学
申请日： 2023-06-25 - 公布日： 2023-08-25 - 主分类号： E21B10/60 文献下载
摘要：本发明提出了一种可随钻清除孔内岩石碎屑的冰层热水钻头，属于极地冰盖钻探技术领域，包括外管、挡板、阀芯、弹簧、钻头体、堵丝、第一密封圈、阀套、第二密封圈、喷嘴和第三密封圈，该钻头可通过变换流道，在孔底形成分支孔，从而使岩石碎屑落入分支孔以达到清除主孔内岩石碎屑的目的，从而大大提高了热水钻在钻遇含岩石碎屑冰层时的钻进效率；该钻头利用液压原理，通过设置环形空腔，使阀芯在热水压力下持续保持在上限位，结构简单可靠。
一种可随钻清除岩石碎屑冰层热水钻头

[发明专利]一种可变直径的向上钻进热融钻头-CN202310495676.1在审
发明人：王婷;韩博;陈艳吉;刘昀忱;达拉拉伊;宫达;洪嘉琳 -专利权人：吉林大学
申请日： 2023-05-05 - 公布日： 2023-07-21 - 主分类号： E21B7/00 文献下载
摘要：本发明公开一种可变直径的向上钻进热融钻头，属于极地冰盖钻探技术领域，包括相互协同配合的第一钻头体、花键杆、第一弹簧、滑套、第二弹簧、第二钻头体、连杆、第一固定块、第三弹簧、限位套、第四弹簧、第二固定块、外管、第三钻头体、支撑杆、第五弹簧和限位垫片，在向下钻进时维持小直径，向上钻进时则可增大直径，从而形成大直径钻孔，解决了可回收式热融探测器在干孔段向上钻进中容易卡钻的问题；采用钻头和冰层的相互作用力作为钻头直径增大的动力，并在钻头增大至最大直径时可完成自锁；通过控制第二钻头体和第三钻头体的设置高度，使其缩回和伸展运动在不同高度进行，避免了二者相互干涉，同时伸展后能够拼接成完整环形，结构简单可靠。
一种可变直径向上钻进钻头

[发明专利]热水驱动自旋转冰层取芯钻进方法及装置-CN201710300548.1有效
发明人：范晓鹏;达拉拉伊;曹品鲁;张楠;王如生;王婷;刘刚;刘安 -专利权人：吉林大学
申请日： 2017-04-29 - 公布日： 2023-05-16 - 主分类号： E21B4/02 文献下载
摘要：本发明公开了一种热水驱动自旋转冰层取芯钻进方法及装置，该方法是采用热水作为动力介质驱动孔底钻具回转进而完成取芯钻进，利用旋流喷射器原理，通过在钻头体内部设计引流通道，引导热水从钻头侧壁喷出，热水反作用力将驱动钻头进行回转，从而切削冰层完成钻进。装置包括热水管、电缆、电缆终端、触底检测机构、分水接头、上扶正器、电气舱、下扶正器、过渡管及下部双管钻具和自旋转钻头。本发明将旋流喷射器原理应用于孔底碎岩，可实现极地冰层快速取芯钻探；本发明采用热‑机械混合方式进行取样钻进，热水既为孔底钻具提供孔底动力，同时也将钻进产生的冰屑带离孔底并融化，提高了孔底动力钻具的寿命和钻进效率。
热水驱动旋转冰层钻进方法装置

[发明专利]基于热水钻孔的冰架底部冰层热熔取芯方法及取芯装置-CN201810248066.0有效
发明人：范晓鹏;达拉拉伊;孙友宏;曹品鲁;王如生;张楠;王婷;李枭;李亚洲 -专利权人：吉林大学
申请日： 2018-03-24 - 公布日： 2023-04-18 - 主分类号： E21B25/00 文献下载
摘要：一种基于热水钻孔的冰架底部冰层热熔取芯方法及取芯装置，取芯方法是基于已有热水钻孔进行设计，首先采用热水钻成孔，然后将钻具下入孔内，到达冰架底部后采用电驱动方式使取芯钻具张开，并通过热熔钻头自下而上完成热熔钻进和采样，通过电机可以控制取芯装置张开直径大小，从而实现在距离钻孔不同距离冰层取样钻进。取芯装置的结构是能收缩和张开。本发明能很好的完成冰架或冰层底部冰层取芯钻进，结构简单，采样量大。
基于热水钻孔底部冰层热熔取芯方法装置

[发明专利]极地积雪层快速钻进用空气旋喷钻头-CN201710300712.9有效
发明人：范晓鹏;达拉拉伊;张楠;曹品鲁;王如生;王婷;李星辰;李亚洲 -专利权人：吉林大学
申请日： 2017-04-29 - 公布日： 2023-04-07 - 主分类号： E21B10/43 文献下载
摘要：本发明公开了一种极地积雪层快速钻进用空气旋喷钻头，其变径接头上部与高压空气管路连接，变径接头下部与座体连接。旋转轴上部通过两套轴承与座体配合，两套轴承之间安装有轴承挡环对轴承进行限位。钻头体底部径向均布三个刀头，刀头通过螺钉固定在钻头体上，刀头外径略大于钻头直径，保证钻具可顺利向下钻进。钻头体内部设计有斜向上的旋喷通道和垂直向下的底喷通道，高压气体经由高压空气管路、旋转轴中心孔到达钻头体内部，并分别由旋喷通道和底喷通道喷出钻头外，由旋喷通道喷出的高压空气驱动钻头体进行回转，由底喷通道喷出的气体将钻进产生的冰屑带离孔底，并由钻头与孔壁环状间隙上返至地表。
极地积雪快速钻进气旋钻头

[发明专利]极地冰层热水取芯钻进方法及装置-CN201710300737.9有效
发明人：杨阳;范晓鹏;达拉拉伊;曹品鲁;张楠;王如生;刘安;李枭 -专利权人：吉林大学
申请日： 2017-04-29 - 公布日： 2023-03-31 - 主分类号： E21B7/15 文献下载
摘要：本发明公开了一种极地冰层热水取芯钻进方法及装置，装置包括热水管、电缆、电缆终端、触底检测机构、分水接头、上反扭装置、电气舱、下反扭装置、螺杆马达及下部双管钻具和钻头。方法是采用热水作为动力介质驱动孔底钻具回转进而完成取芯钻进，热水采用管路输送至孔底钻具，同时采用电缆为钻具内传感器及通讯模块进行供电，并实现地表对孔内钻进参数的监测；冰层切削钻头通过回转切削向下钻进，避免了热水钻全孔钻进对冰芯质量的影响，同时切削产生的冰屑被热水带离孔底，并在向上运输过程中融化；在钻具上方设计反扭装置，防止上部钻具在钻头切削冰层时发生转动，同时反扭装置支撑在孔壁上，有利于保证钻具在较小倾角下稳定钻进。
极地冰层热水钻进方法装置

[发明专利]极地冰下基岩热水取芯钻进方法及装置-CN201710300564.0有效
发明人：杨阳;达拉拉伊;范晓鹏;曹品鲁;张楠;王如生;宫达;刘刚;刘安;李枭 -专利权人：吉林大学
申请日： 2017-04-29 - 公布日： 2023-03-21 - 主分类号： E21B7/15 文献下载
摘要：本发明公开了一种极地冰下基岩热水取芯钻进方法及装置，装置包括热水管、电缆、电缆终端、触底检测机构、分水接头、反扭装置、电气舱、岩屑管、螺杆马达及下部双管钻具和钻头；方法是采用热水作为动力介质驱动孔底钻具回转进而完成基岩取芯钻进，热水采用管路输送至孔底钻具，同时采用电缆为钻具内传感器及通讯模块进行供电，并实现地表对孔内钻进参数的监测；岩石钻进钻头通过回转磨削向下钻进，同时钻进产生的岩屑被热水带离孔底，并沿钻具与孔壁环状间隙上返；本发明很好地解决了极地冰下基岩快速取芯钻探技术难题，通过与热水钻相结合，可快速钻穿冰盖到达冰下基岩界面，并更换基岩热水取芯钻具完成岩心取样钻进。
极地基岩热水钻进方法装置

[实用新型]一种水力冲蚀式沉积物取样器-CN202221468441.0有效
发明人：宫达;刘起君;肖晗;任斐;陈星宇;黄文浩;达拉拉伊;范晓鹏;李亚洲;李冰;李晨熠 -专利权人：吉林大学
申请日： 2022-06-14 - 公布日： 2022-09-20 - 主分类号： G01N1/14 文献下载
摘要：本实用新型公开了一种水力冲蚀式沉积物取样器，属于海洋、湖泊底部沉积物取样技术领域，包括悬吊部件、供电部件和水力冲蚀取样部件，其中悬吊部件装配在取样器上部，水力冲蚀取样部件装配在取样器下部，供电部件装配在悬吊部件与水力冲蚀取样部件之间；悬吊部件与供电部件之间连接为孔轴配合，二者之间通过弹簧及台阶特征定位，水力冲蚀取样部件与供电部件通过螺栓连接，供电部件通过水密电缆向水力冲蚀取样部件供电。与现有技术相比，该取样器通过水力冲蚀方式减小取样管外壁与沉积物之间的接触面积，大大降低取样器进尺、上提过程中的外围阻力，降低船载绞车及其悬吊绳索的载荷需求。
一种水力冲蚀沉积物取样

[实用新型]一种电池供电型冰层钻具-CN202221365475.7有效
发明人：宫达;李宏林;许伟强;李鸣鸣;孙玉树;王沂田;范晓鹏;李晨熠;达拉拉伊;张楠;李冰;杨阳 -专利权人：吉林大学
申请日： 2022-06-02 - 公布日： 2022-09-06 - 主分类号： E21B7/00 文献下载
摘要：本实用新型提出了一种电池供电型冰层钻具，属于极地、高山冰川浅层冰芯钻探技术领域，钻具包括供电部件、动力部件和取芯部件，供电部件装配在钻具上部，取芯部件装配在钻具下部，动力部件装配在供电部件与取芯部件之间；供电部件与动力部件间为轴孔配合，二者间通过第二弹簧及台阶特征定位；取芯部件与动力部件之间为孔轴配合，二者间通过径向螺栓定位；动力部件用于向取芯部件提供旋转扭矩。本实用新型提出钻具无需铠装电缆供电，采用常规绳索吊放与钻具触底启动的供电、控制方式，大大降低了整个冰钻系统的总质量、运输成本及后勤补给难度，增加了冰芯钻探的现场实施效率。
一种电池供电冰层

[发明专利]南极冰钻用绞车绕缆拉力传感装置-CN201811328458.4有效
发明人：王治刚;孙友宏;达拉拉伊;王继新;张楠;雷天龙;李想 -专利权人：吉林大学
申请日： 2018-11-09 - 公布日： 2020-05-26 - 主分类号： G01L5/102 文献下载
摘要：本发明公开了一种南极冰钻用绞车绕缆拉力传感装置，减阻滑轴和拉紧块、第一霍尔检测电路和第二霍尔检测电路设置在壳体内，第一霍尔检测电路和第二霍尔检测电路与从控制板连接，负载电缆穿过减阻滑轴，拉力弹簧一端连接在减阻滑轴上，另一端与拉紧块末端连接，拉紧块首端开设有螺纹孔，拉力调整螺栓穿过壳体旋在拉紧块首端的螺纹孔内，磁块设置在第一霍尔检测电路和第二霍尔检测电路之间且与减阻滑轴固连；该装置通过拉力调整螺栓对拉紧块的位置进行调整，使拉力弹簧作用在电缆上的拉力发生变化，最终控制卷桶电机和促动电机的转速关系比，达到正确的绕绳关系。
南极冰钻用绞车拉力传感装置

[实用新型]一种水压触发式冰层底部多点热水取芯钻具-CN201820404021.3有效
发明人：范晓鹏;王婷;达拉拉伊;杨阳;刘安 -专利权人：吉林大学
申请日： 2018-03-24 - 公布日： 2018-12-18 - 主分类号： E21B25/00 文献下载
摘要：一种水压触发式冰层底部多点热水取芯钻具，包括热水管、钻具进水管、进水管扶正块、挡水帽、上外管、活塞缸体、密封圈、活塞、活塞杆、活塞杆扶正块、滑动支座、导正杆、弹簧、固定支座、钻头、卡断器销轴、卡断器、卡簧、卡簧固定螺钉、钻头连接螺钉、软管、转动销轴、支杆、冰芯管、顶杆、下外管及螺钉。本实用新型采用压力触发方式，使钻具到达孔底后，携带的三个冰芯管张开，并完成钻进采样，并可多次下放钻具进行多点采样，使得同一个钻孔的孔底采样量大大增加。本实用新型工作可靠，操作方便，与热水钻系统配合使用，在不增加地表设备情况下完成孔底多点多次采样，大大降低了施工成本，且整套钻具易损件少，使用寿命长。
钻具本实用新型取芯钻具螺钉触发式扶正块活塞杆进水管冰层水压冰芯卡断卡簧外管密封圈活塞地表设备多次采样多点采样固定螺钉固定支座滑动支座活塞缸体施工成本使用寿命系统配合压力触发转动销轴钻头连接软管采样量挡水帽导正杆热水管热水钻易损件钻头采样弹簧顶杆器销支杆钻进钻孔张开下放携带

[实用新型]基于热水钻孔的冰架底部冰层热熔取芯装置-CN201820404026.6有效
发明人：范晓鹏;达拉拉伊;孙友宏;曹品鲁;王如生;张楠;王婷;李枭;李亚洲 -专利权人：吉林大学
申请日： 2018-03-24 - 公布日： 2018-11-30 - 主分类号： E21B25/00 文献下载
摘要：本实用新型公开了一种基于热水钻孔的冰架底部冰层热熔取芯装置，包括电缆、电缆终端、钻具上盖、水密接头、电气舱上盖、电气舱壳体、电气模块、电机、电气舱下盖、联轴器、丝杆、上轴承、滑动螺母、丝杠堵头、下轴承、钻具下盖、钻具外管、挡水帽、钻头体、卡断器销轴、卡断器、卡簧、卡簧固定螺钉、钻头连接螺钉、冰芯管、上轴承座、固定铰点、锁紧螺钉、转动销轴、上支杆、下支杆、顶杆及螺钉。取芯装置的结构是能收缩和张开。本实用新型能很好的完成冰架或冰层底部冰层取芯钻进，结构简单，采样量大。
冰层取芯装置电气舱冰架钻具本实用新型螺钉卡断卡簧热熔上盖下盖钻孔电缆终端电气模块固定螺钉滑动螺母取芯钻进上轴承座锁紧螺钉转动销轴钻头连接采样量挡水帽固定铰联轴器上支杆上轴承下支杆下轴承钻头体冰芯顶杆堵头壳体器销水密丝杆丝杠外管收缩电机电缆张开

[实用新型]热水驱动自旋转冰层取芯钻进装置-CN201720474405.8有效
发明人：王婷;范晓鹏;达拉拉伊;李枭;刘安;李星辰 -专利权人：吉林大学
申请日： 2017-04-29 - 公布日： 2018-02-13 - 主分类号： E21B4/02 文献下载
摘要：本实用新型公开了一种热水驱动自旋转冰层取芯钻进装置，包括热水管、电缆、电缆终端、触底检测机构、分水接头、上扶正器、电气舱、下扶正器、过渡管及下部双管钻具和自旋转钻头。本实用新型是采用热水作为动力介质驱动孔底钻具回转进而完成取芯钻进，利用旋流喷射器原理，通过在钻头体内部设计引流通道，引导热水从钻头侧壁喷出，热水反作用力将驱动钻头进行回转，从而切削冰层完成钻进。本实用新型将旋流喷射器原理应用于孔底碎岩，可实现极地冰层快速取芯钻探；本实用新型采用热‑机械混合方式进行取样钻进，热水既为孔底钻具提供孔底动力，同时也将钻进产生的冰屑带离孔底并融化，提高了孔底动力钻具的寿命和钻进效率。
热水驱动旋转冰层钻进装置

[实用新型]极地冰下基岩热水取心钻进装置-CN201720473923.8有效
发明人：杨阳;达拉拉伊;范晓鹏;曹品鲁;张楠;王如生;宫达;刘刚;刘安;李枭 -专利权人：吉林大学
申请日： 2017-04-29 - 公布日： 2018-02-13 - 主分类号： E21B7/15 文献下载
摘要：本实用新型公开了一种极地冰下基岩热水取心钻进装置，包括热水管、电缆、电缆终端、触底检测机构、分水接头、反扭装置、电气舱、岩屑管、螺杆马达及下部双管钻具和钻头；本实用新型是采用热水作为动力介质驱动孔底钻具回转进而完成基岩取心钻进，热水采用管路输送至孔底钻具，同时采用电缆为钻具内传感器及通讯模块进行供电，并实现地表对孔内钻进参数的监测；岩石钻进钻头通过回转磨削向下钻进，同时钻进产生的岩屑被热水带离孔底，并沿钻具与孔壁环状间隙上返；本实用新型很好地解决了极地冰下基岩快速取心钻探技术难题，通过与热水钻相结合，可快速钻穿冰盖到达冰下基岩界面，并更换基岩热水取心钻具完成岩心取样钻进。
极地基岩热水钻进装置

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