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[发明专利]一种模拟复杂月面钻进的可视化系统及方法-CN202310681156.X有效
发明人：毛天桥;李守定;陈薪硕;李晓;张路青;武艳芳;郑博;李关访;张召彬 -专利权人：中国科学院地质与地球物理研究所
申请日： 2023-06-09 - 公布日： 2023-09-22 - 主分类号： G09B25/00 文献下载
摘要：本发明属于月球探索和地质钻探技术领域，具体涉及了一种模拟复杂月面钻进的可视化系统及方法，旨在解决现有技术中试验方法无法观察月壤内部情况，缺少内部细节参数，很难实时直观的揭示月壤‑钻具的相互作用机理，进而指导钻进过程的问题。本发明包括：试验系统底座、旋转式CT系统、温度泵、真空泵、空压机、钻进系统、模拟月壤桶、恒钻压稳定系统、综合控制台，通过旋转式CT系统对模拟月壤桶内部进行成像，实时监测钻头的状况。本发明具有直观、可视化、信息明确等优点，预期为月面复杂地层钻探提供理论支撑。
一种模拟复杂钻进可视化系统方法

[发明专利]一种多功能岩石三轴可视化试验系统-CN202310778313.9有效
发明人：毛天桥;李晓;张路青;李守定;李关访;郑博;胡彦智;孙修阔;郭鹏 -专利权人：中国科学院地质与地球物理研究所
申请日： 2023-06-29 - 公布日： 2023-09-12 - 主分类号： G01N3/12 文献下载
摘要：本发明属于岩石力学试验与岩石力学试验设备领域，具体涉及了一种多功能岩石三轴可视化试验系统，旨在解决试验系统整体刚度不够、CT扫描系统分辨率低、试验系统高压管路、电路以及信号线路会产生缠绕、控制系统复杂、整体体积大等问题。本发明包括：轴向加载系统、高能加速器CT扫描系统、转台系统、三轴压力室、流体压裂泵、温度泵、围压加载泵、动力油源、综合控制台；通过转台系统带动高能加速器CT扫描系统转动，对岩石样品进行扫描内部成像，通过三轴压力室、流体压裂泵对岩石样品进行压缩和压裂实验。本发明克服了当前已有设备射线能量低、分辨率低、加载反力框架刚度低、试验过程中管线缠绕等问题。
一种多功能岩石可视化试验系统

[发明专利]一种配备CT扫描的岩石真三轴试验系统-CN202310814017.X有效
发明人：毛天桥;李守定;李晓;张路青;郑博;李关访;郭鹏;胡彦智;孙修阔 -专利权人：中国科学院地质与地球物理研究所
申请日： 2023-07-05 - 公布日： 2023-08-29 - 主分类号： G01N3/06 文献下载
摘要：本发明属于岩石力学试验与岩石力学试验设备领域，具体涉及了一种配备CT扫描的岩石真三轴试验系统，旨在解决现有技术中，试验系统框架刚度不够、高压管路、电线、信号线旋转时缠绕问题，反力框架、加载作动器遮挡射线的问题。本发明包括：真三轴加载系统、高能加速器CT扫描系统；高能加速器CT扫描系统配置在真三轴加载系统内部，高能加速器CT扫描系统用于对立方体岩石样品内部结构成像，并在成像时通过真三轴加载系统中的多个活塞杆加长杆能够持续对立方体岩石样品施加应力。本发明能够减少射线衰减，保证成像质量，保证加载过程中平稳、顺畅，能够有效解决反力框架、加载作动器遮挡射线的问题。
一种配备 ct 扫描岩石真三轴试验系统

[发明专利]室内验证探地雷达对复杂地层探测分辨率的装置及方法-CN202310651684.0有效
发明人：毛天桥;李守定;李晓;张路青;陈新硕;郑博;李关访;武艳芳 -专利权人：中国科学院地质与地球物理研究所
申请日： 2023-06-05 - 公布日： 2023-08-08 - 主分类号： G01V13/00 文献下载
摘要：本发明属于探地雷达技术领域，具体涉及了室内验证探地雷达对复杂地层探测分辨率的装置及方法，旨在解决特征体类别、尺寸形状单一、数量少、布置位置要求高，增加物理模型的制作时间，且不符合探地雷达实际探测所面临的地层复杂度的问题。本发明包括：通过所述行走机构（2）带动探地雷达（2.1）运动，扫描特征体（3.8），同时通过卧式高能加速器CT机构（1）扫描特征体（3.8），并验证所述探地雷达（2.1）的分辨率。本发明省去了在探地雷达测量之前对特征体的参数进行测量的步骤，减少了误差的存在，从而能够精准的得到探地雷达的分辨率。
室内验证雷达复杂地层探测分辨率装置方法

[发明专利]一种岩石压裂缝网拓扑结构刻画系统-CN202010618601.4有效
发明人：武艳芳;李晓;李守定;张召彬;毛天桥 -专利权人：中国科学院地质与地球物理研究所
申请日： 2020-06-30 - 公布日： 2023-06-27 - 主分类号： G06T7/00 文献下载
摘要：本发明涉及岩石破裂检测技术领域，提供了一种岩石压裂缝网拓扑结构刻画系统，包括检测壳，检测壳内设置有存储器、处理器以及存储在存储器中并可在处理器上运行的计算机程序；处理器执行计算机程序时实现下述步骤：采用影像设备获取不同变形时刻的岩石在位图像，基于各图像，获取在位的亚像素裂纹空间展布；采用本技术方案，不需要对图像边界条件进行简化，避免结构离散化形式不同导致的结果也不相同，且不包含固有的裂缝信息；能够有效地对岩石缝网进行刻画，获取岩石缝网扩展全过程。
一种岩石裂缝拓扑结构刻画系统

[发明专利]注入液和利用注入液体系向地层注入氧化钙粉末的方法-CN202111555652.8有效
发明人： 李守定;孙一鸣;李晓;马世伟;李关访 -专利权人：中国科学院地质与地球物理研究所
申请日： 2021-12-17 - 公布日： 2023-04-18 - 主分类号： E21B43/26 文献下载
摘要：本发明提供了一种利用注入液体系向地层注入氧化钙粉末的方法，包括以下步骤：将氧化钙粉末和极性有机溶剂混合，得到注入液；所述极性有机溶剂可溶于水，且不与氧化钙反应；将所述注入液注入地层。本申请还提供了一种注入液。本申请提供的向地层注入氧化钙粉末的方法，注入液中的极性有机溶剂可通过氢键与水分子结合，在水中有相当的溶解度，因此当携带有氧化钙粉末的注入液进入地层后可与水混合，使氧化钙粉末与水接触并发生反应；最后，在氧化钙‑水这一反应体系中，由于外部物质，即极性有机溶剂的引入，反应速率会降低，这起到控制反应的作用，这一效应已通过实验室测试、现有应用和理论分析证实。
注入利用液体地层氧化钙粉末方法

[发明专利]深井钻进真三轴试验装置及方法-CN202211390634.3有效
发明人： 李守定;周忠鸣;李晓;郑博;毛天桥 -专利权人：中国科学院地质与地球物理研究所
申请日： 2022-11-08 - 公布日： 2023-03-24 - 主分类号： G01N3/18 文献下载
摘要：本发明涉及岩石钻进技术领域，尤其涉及一种深井钻进真三轴试验装置及方法，旨在解决无法适用不规则试样，无法模拟复杂地层环境下钻进的问题。本发明提供的深井钻进真三轴试验装置包括压力室、钻进组件、加压组件、加热组件和至少六个锁紧组件；压力室用于容纳试样及液压油；钻进组件包括钻头；加压组件包括推杆活塞，推杆活塞插装于压力室并可沿自身轴线移动；加热组件用于加热液压油；每两个锁紧组件为一组，两个锁紧组件连成一条斜线段，斜线段相交于自身中点并沿钻头的轴线环形阵列。本发明通过多点夹持、液压施力的方式对不规则试样进行固定，并通过液压加压以及加热液压油的方式以模拟钻头在复杂地层环境下的钻进。
深井钻进真三轴试验装置方法

[发明专利]一种二氧化碳置换天然气水合物的试验系统及方法-CN202210686210.5在审
发明人：赫建明;李守定;李晓;张召彬 -专利权人：中国科学院地质与地球物理研究所
申请日： 2022-06-16 - 公布日： 2022-08-19 - 主分类号： E21B49/00 文献下载
摘要：本发明公开了一种二氧化碳置换天然气水合物的试验系统及方法，涉及天然气水合物开采技术领域，包括试样反应容器、试样边界条件加载装置、甲烷气供气装置、二氧化碳供气装置、产出物收集测量装置和数据采集控制装置；容器内腔内设有试样密封胶套和试样上部密封板，试样密封胶套与下托盘和试样上部密封板构成密封试样空间，试样上部密封板上设有轴向压力加载板，上盖板上设有轴压加载注入孔，侧围板上设有围压加载注入孔和产物输出孔并套设有液冷夹套，甲烷气体注入管和二氧化碳注入管均伸入至密封试样空间中，下托盘上设有温压传感器。本发明能够在实验室进行天然气水合物的二氧化碳可持续置换试验，为天然气水合物的二氧化碳置换开采提供指导。
一种二氧化碳置换天然气水合物试验系统方法

[发明专利]旋转导向钻井深部模拟试验系统及方法-CN202210205691.3有效
发明人：郑博;李晓;李守定;赫建明;毛天桥;李关访;武艳芳 -专利权人：中国科学院地质与地球物理研究所
申请日： 2022-03-04 - 公布日： 2022-06-24 - 主分类号： E21B7/04 文献下载
摘要：本发明属于深部钻探技术领域，具体涉及一种旋转导向钻井深部模拟试验系统及方法，旨在解决现有的试验装置无法获取可靠的深部钻井开采数据的问题；其中系统包括总控中心、地应力加载组件和钻进系统组件；地应力加载组件包括多个围压加载单元，多个围压加载单元依次连接设置且构成预设曲线段；样品组件的周侧设置有加载垫块；钻进系统组件包括用于在预设曲线段的样品路径内钻进的旋转导向钻杆组件以及用于为旋转导向钻杆组件提供旋转力和推力的旋转驱动组件；本发明可模拟不同钻井的开采试验，获得直观的不同地应力对应下的弯曲路径模拟下的钻探效果，以及不同设置参数对深部钻井开采工程影响的试验数据，为实际开采提供可靠参数以及开采指导。
旋转导向钻井模拟试验系统方法

[发明专利]行星多功能取芯钻头、取芯方法及取芯系统-CN202210202721.5有效
发明人：郑博;李守定;李晓;赫建明;毛天桥;李关访;武艳芳 -专利权人：中国科学院地质与地球物理研究所
申请日： 2022-03-03 - 公布日： 2022-05-27 - 主分类号： E21C51/00 文献下载
摘要：本发明属于取芯装置加工技术领域，具体涉及一种行星多功能取芯钻头、取芯方法及取芯系统，旨在解决取芯装置无法满足不同强度样品采集的问题；取芯钻头包括控制器、一次取芯组件、二次取芯组件和连接板；一次取芯组件基于控制器发送的指令进行样品区域的钻入并钻取初始岩芯；二次取芯组件基于控制器发送的指令对初始岩芯钻进，控制器基于预设压力值以及二次取芯组件中设置的压力检测模块获取的实际压力值，获取初始岩芯的类型，以制定对应控制指令；若实际压力值大于预设压力值，则控制二次取芯组件返回至初始位置，控制一次取芯组件获取初始岩芯；反之，则控制二次取芯组件按预设路径进行样品岩芯采集；本发明满足不同强度样品的取芯。
行星多功能钻头方法系统

[发明专利]一种有机质热解转化和重烃改性的方法-CN202111553488.7在审
发明人： 李守定;马世伟;李晓;孙一鸣;李关访 -专利权人：中国科学院地质与地球物理研究所
申请日： 2021-12-17 - 公布日： 2022-04-26 - 主分类号： E21B43/241 文献下载
摘要：本发明提供了一种有机质热解转化和重烃改性的方法，包括以下步骤：A)将氧化钙粉末和压裂液混合，得到混合压裂液；B)在有机质储层中注入混合压裂液，反应，得到页岩油气。在本申请中，氧化钙与地下水(或后期注入水)反应放出热量，可用以提高地层温度，促进储层中干酪根有机质的热解及重烃转化为页岩油气，从而生成页岩油与页岩气，且其成本较低；氧化钙与水反应的产物具有一定强度，填充于因干酪根等有机质热解及油气的产出形成的空隙，可以有效的防止地下水渗透，防止对地下水源污染的同时提高了地层稳定性。
一种有机质转化改性方法

[发明专利]一种破裂面变角度剪切试验系统-CN202011487559.3有效
发明人： 李守定;郑博;马世伟;李晓;祁生文 -专利权人：中国科学院地质与地球物理研究所
申请日： 2020-12-16 - 公布日： 2022-04-19 - 主分类号： G01N3/24 文献下载
摘要：本发明公开一种破裂面变角度剪切试验系统，包括支架，竖向移动架设置在支架的一端，第一样品夹持装置通过第一角度调节杆和第二角度调节杆、第三角度调节杆和第四角度调节杆以及第一压力杆和第二压力杆与竖向移动架连接，第一驱动装置与竖向移动架铰接；横向移动架在支架另一端，第二样品夹持装置通过第五角度调节杆和第六角度调节杆、第七角度调节杆和第八角度调节杆以及第三压力杆和第四压力杆与横向移动架连接，第二驱动装置与横向移动架连接；第一样品夹持装置的夹持位置与第二样品夹持装置的夹持位置对应设置固定样品。本发明提供的破裂面变角度剪切试验系统能够对岩体的天然张开破裂面进行剪切试验，获取岩体带有天然张开破裂面的力学性质。
一种破裂角度剪切试验系统

[发明专利]一种天然气水合物组分运移PET成像方法-CN201910790266.3有效
发明人： 李守定;刘丽楠;孙一鸣;李晓;柴培;章志明;魏龙 -专利权人：中国科学院地质与地球物理研究所
申请日： 2019-08-26 - 公布日： 2022-04-12 - 主分类号： G01N23/04 文献下载
摘要：本发明提供一种能够识别天然气水合物降压分解输运过程的成像方法，对含水合物沉积物降压响应过程、含水合物沉积物中流体动态输运过程进行成像，有利于科学认识对水合物储层产气过程。其特征是用正电子放射性氟核素18F标记可燃冰系统中的液态组分，形成氟溶液，氟核素衰变时发射的正电子与水中的负电子发生湮灭，以能量的形式产生两个互成180度的γ光子(511keV)，γ光子穿透能力强，具有自准直特性，且核素衰变情况不受实验室温压条件的影响，这些成对的湮没光子被PET探测器侦测到后，数据重组图像重建，识别可燃冰体系中的组分运移过程。
一种天然气水合物组分 pet 成像方法

[发明专利]一种向地层注入氧化钙粉末的方法-CN202111553505.7在审
发明人： 李守定;孙一鸣;李晓;马世伟;李关访 -专利权人：中国科学院地质与地球物理研究所
申请日： 2021-12-17 - 公布日： 2022-03-22 - 主分类号： E21B43/26 文献下载
摘要：本发明提供了一种向地层注入氧化钙粉末的方法，包括以下步骤：将复合粉体和压裂液混合，得到混合液；所述复合粉体由氧化钙颗粒和包覆于所述氧化钙颗粒表面的包覆层组成；将所述混合液输送至地层。本申请通过粉体表面包覆在氧化钙粉末颗粒表面形成包覆层，对其进行改性，使其具备短时防水性、缓释性等特性，使得现有钻井工程所用的压裂液等注入液可直接用于携带和注入氧化钙至目标储层，实现基于氧化钙水化反应的储层改造。此外，改性后的氧化钙粉末即复合粉体，相比初始氧化钙粉末具有更好的化学稳定性，便于运输和存储。
一种地层注入氧化钙粉末方法

[发明专利]一种天然气水合物储层开采结构及气体压裂注入水硬性氧化钙的天然气水合物开采方法-CN202010128589.9有效
发明人： 李守定;李晓;王思敬;孙一鸣 -专利权人：中国科学院地质与地球物理研究所
申请日： 2020-02-28 - 公布日： 2022-03-15 - 主分类号： E21B43/01 文献下载
摘要：本发明公开了一种天然气水合物储层开采结构，包括位于天然气水合物储层中的钻井；与所述钻井相连通的压裂裂隙；所述压裂裂隙位于天然气水合物储层中；所述压裂裂隙中设置有含有氧化钙粉末的气体。本发明提供的天然气水合物储层开采结构，将氧化钙粉末通过气体充满压裂裂隙中，钻井降压后压裂裂隙中天然气水合物分解，分解产生的水与氧化钙反应释放大量的热量，提供了天然气水合物分解所需的热量，并提高了分解速度，还能够形成了高孔隙的氢氧化钙填充物，既支撑了压裂裂隙，又有较好的渗透性，从而提高了天然气的产气速率。本发明提供的开采方法简单易行，开采成本低，为天然气水合物规模化开采提供了新的思路，适于商业化推广和应用。
一种天然气水合物开采结构气体注入硬性氧化钙方法

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