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[发明专利]基于连续梁绳索取心防斜钻具力学模型的计算方法-CN202210934145.3有效
发明人： 潘德元;贺前平;蔡隽;王杰;方国庆;李毅;刘文辉;周成建;吕敬尊;张昭;崔海龙;汪勇 -专利权人：中国地质调查局长沙自然资源综合调查中心
申请日： 2022-08-04 - 公布日： 2023-08-25 - 主分类号： G06F30/17 文献下载
摘要：本发明公开了一种基于连续梁绳索取心防斜钻具力学模型的计算方法，本方法首先基于材料力学和定向井下部钻具组合设计标准中切点的辅助方程，得到切点跨距计算方程；基于跨距计算方程得到切点跨距关系图，然后基于目标孔斜和目标钻压，根据关系图得到对应的切点跨距，并标记为目标跨距；最后于绳索取心钻杆上安装多个稳定器，且相邻的稳定器之间的距离不超过目标跨距，这样设置，多个稳定器能够大大提升对于绳索取心钻杆的稳定作用，减少钻进过程中的位移，从而预防钻孔弯曲；且因稳定器之间的距离不超过目标跨距，能够避免绳索取心钻杆重新形成触点而导致的防斜效果降低，即提升钻进防斜效果。
基于连续绳索取心防斜钻具力学模型计算方法

[发明专利]一种超深钻孔侧壁取样装置-CN202310068252.7在审
发明人：方国庆;商连南;潘德元;杨涛;王杰;蔡隽;贺前平;崔海龙;郭鹏飞;周弘文;左同欢;程安;孙燕龙;余文峰;汪勇 -专利权人：中国地质调查局长沙自然资源综合调查中心
申请日： 2023-01-17 - 公布日： 2023-07-07 - 主分类号： G01N1/08 文献下载
摘要：本发明公开了一种超深钻孔侧壁取样装置，包括承载壳，承载壳内设有承载部件，承载部件上转动设有取样部件；承载部件包括横向设置在承载壳内的承载板，承载板靠近承载壳壳壁的一侧设有芯杆，所述芯杆背离承载板的一端通过导头与承载壳相连；取样部件包括套设在芯杆外壁的岩心盘，岩心盘能够沿芯杆的延伸方向滑动和沿芯杆的轴心转动，岩心盘上滑动收容有至少两组取样组件，取样组件两端分别贯穿岩心盘，取样组件贯穿岩心盘的两端均位于岩心盘的滑动方向上；动力组件用于带动取样组件伸出开口对钻孔侧壁进行取样，还用于带动岩心盘转动使得取样组件的位置进行替换。使机构一次下放可、多次取心，大大的提高了效率。
一种钻孔侧壁取样装置

[实用新型]一种超深钻孔侧壁取样装置-CN202320143264.7有效
发明人：方国庆;商连南;潘德元;杨涛;王杰;蔡隽;贺前平;崔海龙;郭鹏飞;周弘文;左同欢;程安;孙燕龙;余文峰;汪勇 -专利权人：中国地质调查局长沙自然资源综合调查中心
申请日： 2023-01-17 - 公布日： 2023-07-07 - 主分类号： G01N1/08 文献下载
摘要：本实用新型公开了一种超深钻孔侧壁取样装置，包括承载壳，承载壳内设有承载部件，承载部件上转动设有取样部件；承载部件包括横向设置在承载壳内的承载板，承载板靠近承载壳壳壁的一侧设有芯杆，所述芯杆背离承载板的一端通过导头与承载壳相连；取样部件包括套设在芯杆外壁的岩心盘，岩心盘能够沿芯杆的延伸方向滑动和沿芯杆的轴心转动，岩心盘上滑动收容有至少两组取样组件，取样组件两端分别贯穿岩心盘，取样组件贯穿岩心盘的两端均位于岩心盘的滑动方向上；动力组件用于带动取样组件伸出开口对钻孔侧壁进行取样，还用于带动岩心盘转动使得取样组件的位置进行替换，所述承载壳为矩型结构。使机构一次下放可、多次取心，大大的提高了效率。
一种钻孔侧壁取样装置

[发明专利]一种河流湖泊监测井施工工艺-CN202310172012.1在审
发明人：张昭;王杰;蔡隽;潘德元;贺前平;任保峰;徐兵 -专利权人：中国地质调查局长沙自然资源综合调查中心
申请日： 2023-02-27 - 公布日： 2023-04-25 - 主分类号： E21B43/10 文献下载
摘要：本发明公开了一种河流湖泊监测井施工工艺，采用打井设备对地面垂直向下钻孔，在打到粉砂质地层后，停止钻孔形成基井；将基板固定在基井的井底，并在基板背离基井井底的一侧垂直设置筒口朝上，并能够供滤管伸入的滑筒；将滤管垂直放入基井，并使得滤管靠近基井井底的一端插入到滑筒内；在滤管靠近基井的井壁的一侧与井壁之间填充过滤层；在滤管背离基井井底的一端制作用于对滤管的管切缝进行清理的清理结构；在滤管背离基井井底的一端做密封处理。避免并解决了滤管的管切缝在被泥沙堵塞后，滤管取不到水的问题，保持监测井对地下水质的检测。
一种河流湖泊监测施工工艺

[实用新型]一种花瓣式岩心爪取心钻具-CN202223023005.5有效
发明人：蔡隽;吕敬尊;张昭;周成建;崔海龙;贺前平;方国庆;王杰;潘德元 -专利权人：中国地质调查局长沙自然资源综合调查中心
申请日： 2022-11-14 - 公布日： 2023-02-03 - 主分类号： E21B25/10 文献下载
摘要：本实用新型公开一种花瓣式岩心爪取心钻具，包括内管和岩心爪，所述内管形成有用于容纳岩心的容纳空间，所述所述容纳空间朝向钻头的一端形成敞口；所述岩心爪套设在所述内管朝向所述钻头的一端，所述岩心爪在打开状态时用于敞开所述容纳空间的敞口以使岩心进入所述容纳空间，所述岩心爪在闭合状态时用于切断岩心，并在所述切断后的岩心下部形成闭合的托举板，以将所述岩心托举在所述容纳空间内。本实用新型提出的技术方案，旨在解决现有的钻具对松散软质地层取心效率低的问题。
一种花瓣岩心爪取心钻具

[实用新型]一种防跑偏装置-CN202222115082.7有效
发明人：蔡隽;吕敬尊;王杰;潘德元;贺前平;方国庆;张昭;周成建;崔海龙 -专利权人：中国地质调查局长沙自然资源综合调查中心
申请日： 2022-08-11 - 公布日： 2022-11-15 - 主分类号： E21B19/24 文献下载
摘要：本实用新型公开一种防跑偏装置，包括固定座、限位筒、第一调整机构和第二调整机构，限位筒的两端呈敞口，限位筒内形成连通两敞口的竖向限位通道，第二调整机构驱动连接限位筒，第二调整机构用于在水平面内沿设定方向驱动限位筒移动；第一调整机构设置于固定座，第一调整机构驱动连接第二调整机构，第一调整机构用于在水平面内沿垂直于设定方向的移动方向驱动第二调整机构，以使第一调整机构和第二调整机构配合驱动限位筒在水平面内调整位置。本实用新型提出技术方案中使得防跑偏装置调整限位筒对准时无需整个防跑偏装置移动调整，方便了对限位筒的精细化调整。
一种防跑偏装置

[发明专利]基于能量法的跟管钻进最大深度计算方法-CN202210934232.9在审
发明人： 潘德元;王杰;方国庆;贺前平;蔡隽;李毅;刘文辉;张昭;任宝峰;宋佳坤;徐兵;邝高怀;杨久成;陈成;叫武军 -专利权人：中国地质调查局长沙自然资源综合调查中心
申请日： 2022-08-04 - 公布日： 2022-11-01 - 主分类号： G06F30/17 文献下载
摘要：本发明公开了一种基于能量法的跟管钻进最大深度计算方法，涉及到岩土钻掘工程领域。本方法，能够有效确定潜孔锤跟管钻进的最大深度；本方法采用材料力学能量法理论，当跟管钻进至最大深度时，冲击功全部用于克服地层摩阻，而地层摩阻表现为套管的应变能变化；其次采用能量法理论对跟管钻进至最大深度时的冲击功与套管的应变能转化提出假设条件；然后根据地层与套管的接触模式和相对运动方式对地层摩阻力进行取值；应变能与冲击能均是某个时刻的增量参数，无需考虑钻压、扭矩、浮力、套管自重等参数，只涉及到套管尺寸和材质、地层与套管的动摩阻力、以及冲击器额定冲击能量等固有参数，能够排除其他参数干扰，大大提高计算结果的可靠性。
基于能量钻进最大深度计算方法

[实用新型]一种预制管间止水的地下水巢式监测井-CN202220894648.8有效
发明人： 潘德元;王杰;方国庆;贺前平;蔡隽;杨涛;周成建 -专利权人：中国地质调查局长沙自然资源综合调查中心
申请日： 2022-04-15 - 公布日： 2022-07-19 - 主分类号： G01V9/00 文献下载
摘要：本实用新型公开一种预制管间止水的地下水巢式监测井，包括井眼，井眼至少经过两个含水层以及两个隔水层；井眼内设有至少两个取水井，取水井的数量与含水层的数量一致；取水井包括实管、滤水管以及膨润土管，滤水管伸入至含水层处，实管的一端与滤水管固定连接，实管的另一端伸出至地面上，膨润土管套设在实管上；井眼内设有砾料与黏土球，砾料填满含水层，且砾料位于滤水管外侧，黏土球填满隔水层，且黏土球位于膨润土管外侧。黏土球填满隔水层，且黏土球位于膨润土管外侧，水化膨胀后膨润土管充分填充黏土球之间的间隙，形成隔水层，提高隔水的可靠性，防止上下两个含水层之间串层。
一种预制止水地下水监测

[实用新型]一种海底冲击取样钻具-CN202122982863.1有效
发明人：杨涛;罗敏玄;方国庆;王杰;蔡隽;潘德元;贺前平 -专利权人：中国地质调查局长沙自然资源综合调查中心
申请日： 2021-11-29 - 公布日： 2022-05-10 - 主分类号： E21B25/00 文献下载
摘要：本实用新型公开了一种海底冲击取样钻具，包括用于对样品进行取样的取样组件，所述取样组件一侧设有对取样组件进行撞击的冲击组件，所述冲击组件背离取样组件的一侧设有扶正组件；所述取样组件包括储料件和用于将样品导入到储料件内的取样件，所述取样件包括钻头，所述钻头内设有防止储料件内样品从钻头处滑出的单向阻料组件，单向阻料组件将储料件内的取料阻挡在内，防止储料件内的样品沿钻头内壁掉落出储料件，造成样品缺失。
一种海底冲击取样

[实用新型]一种压卡式喷射反循环取心钻具-CN202120973179.4有效
发明人：蔡隽;娄元林;王杰;潘德元;贺前平;方国庆;杨涛;钟奕昕;吕敬尊 -专利权人：中国地质调查局长沙自然资源综合调查中心
申请日： 2021-05-08 - 公布日： 2021-12-31 - 主分类号： E21B25/04 文献下载
摘要：本实用新型公开一种压卡式喷射反循环取心钻具，包括上接头、外管、负压装置、内管和钻头，上接头用于与钻杆相连；取心抓手套设在内管朝向所述钻头的一端上以抓紧岩心；负压装置的一端和上接头固定连接，负压装置的另一端和内管固定连接，负压装置用于形成负压以使内管内的岩心悬浮；当需要进行目标岩层的取心作业时，上接头背离所述钻头的一侧与钻杆固定连接，并传导扭矩，经由外管传递到钻头，从而使得压卡式喷射反循环取心钻具旋转，实现钻进，在钻进过程中通过负压装置在井底建立局部反循环，悬浮岩心管内的岩心，减少钻进过程中卡心、堵心、磨心等复杂情况，最后通过取心抓手将岩层紧固抓取。
一种卡式喷射循环取心钻具

[实用新型]一种双作用扭力冲击器-CN202121076494.3有效
发明人：王杰;李凯;蔡隽;潘德元;张昭;贺前平;方国庆;吕敬尊;周成建;崔海龙 -专利权人：中国地质调查局长沙自然资源综合调查中心
申请日： 2021-05-19 - 公布日： 2021-11-26 - 主分类号： E21B4/14 文献下载
摘要：本实用新型公开一种双作用扭力冲击器，包括钻铤短节、壳体、冲击装置和钻头座，钻铤短节与壳体的一端固定连接，壳体背离钻铤短节的一端与钻头座固定连接，冲击装置收容在壳体内，冲击装置用于产生扭力冲击并将扭力冲击传递到壳体上；将双作用扭力冲击器安装在钻杆和钻头之间，钻杆与第一螺纹固定连接，钻头和第二螺纹固定连接，钻井液通过第一螺纹、水道和第二轮螺纹传递到钻头，最后导通到井底，钻杆的扭矩通过钻铤短节、壳体和钻头座传递到钻头上位钻头的运动提供主动力，冲击装置产生扭力冲击并传递冲击到壳体上，能提高研磨性地层的机械钻速，同时防止钻头发生“卡滑”现象。
一种作用扭力冲击

[实用新型]一种用于快速成井的井管结构-CN202120960440.7有效
发明人： 潘德元;王杰;李立湘;方泓锦;钟奕昕;蔡隽;贺前平;方国庆;杨涛 -专利权人：中国人民武装警察部队黄金第十一支队
申请日： 2021-05-07 - 公布日： 2021-11-09 - 主分类号： E21B17/00 文献下载
摘要：本实用新型公开一种用于快速成井的井管结构，包括至少一止水管体和至少一滤水管体，各止水管体和各滤水管体依次交错连接组成井管管串；止水管体包括第一管体和不透水层，不透水层围绕第一管体的外壁面设置；滤水管体包括第二管体和砾料层，第二管体的外壁面设置若干过水孔，砾料层围绕第二管体的外壁面设置，过水孔分别连通砾料层和第二管体内。本实用新型提出技术方案中通过提前预制滤水管体和止水管体，精准控制下入的深度和长度，减少了成井过程中填入砾料和止水材料的流程，大大缩减了成井时间，减少了成井过程中的风险。
一种用于速成结构

[发明专利]地热深井井壁分布式光纤温度监测系统及其方法-CN201810540990.6有效
发明人：郝文杰;李胜涛;张建伟;蒿书利;岳冬冬;贾小丰;王新杰;史彦新;李洪涛;潘德元;张军;和国磊 -专利权人：中国地质调查局水文地质环境地质调查中心
申请日： 2018-05-30 - 公布日： 2021-11-02 - 主分类号： G01K11/324 文献下载
摘要：本发明涉及一种地热深井井壁分布式光纤温度监测系统及方法，属于温度监测技术领域，解决了现有技术无法实时获取地热钻探开发利用过程中地热井壁温度影响、地热水温度损耗的问题。本发明公开的监测系统包括分布式光纤温度测试装置、耐高温铠装光缆、光缆穿越装置。其中，耐高温铠装光缆作为测温敏感元件，随套管下入地热深井内的目标测量深度位置，用于感知井下耐高温铠装光缆线路方向上井壁温度或地热水温度的线性空间分布，能够实现准确获取不同地层、同地层不同深度的井壁温度信号或地热水温度信号，进而实现对地热深井井壁、地热水温度的永久性监测，为我国地热研究提供丰富的试验数据。
地热深井井壁分布式光纤温度监测系统及其方法

[发明专利]一种浅层地下水监测井快速成井方法及井管结构-CN202110495168.4在审
发明人： 潘德元;王杰;李立湘;方泓锦;钟奕昕;蔡隽;贺前平;方国庆;杨涛 -专利权人：中国人民武装警察部队黄金第十一支队
申请日： 2021-05-07 - 公布日： 2021-07-20 - 主分类号： E21B17/00 文献下载
摘要：本发明公开一种浅层地下水监测井快速成井方法，包括：钻探取心，获取地质岩心编录资料；物探测井并结合地质岩心编录资料，确定钻孔内地层的各含水层的分布情况和各隔水层分布情况；根据监测目的和各含水层分布情况，确定各目标含水层的分布情况和各非目标含水层的分布情况，获取各止水管体和各滤水管体的管串排列顺序；对钻孔内进行冲孔换浆和通孔；根据管串排列顺序将各止水管体和各滤水管体依次下入钻孔组装成井管管串；洗井作业；对井管管串的顶部进行封堵并安装井口保护装置。一种用于快速成井的井管结构。本发明提出技术方案中通过提前预制滤水管体和止水管体，减少了填入砾料和止水材料的流程，缩减了成井时间，减少了风险。
一种地下水监测速成方法结构

[实用新型]一种土地质量地球化学评价土壤样品采集器-CN202021633289.8有效
发明人：王明国;潘德元;冯雪珍;何锦;何计彬 -专利权人：郑州大学;河南省有色金属地质勘查总院;中国地质调查局水文地质环境地质调查中心
申请日： 2020-08-08 - 公布日： 2021-02-26 - 主分类号： G01N1/08 文献下载
摘要：本实用新型涉及一种土地质量地球化学评价土壤样品采集器，它包括操作杆，所述的操作杆的下表面上固定连接有连接杆，所述的连接杆的下端连接有取土管，所述的取土管的下端固定连接有管靴，所述的管靴采用锥台形的筒体结构，所述的取土管和管靴的侧面上设置有沿其轴向方向的条状开口；本实用新型在使用时，双手握住操作杆，一直脚踩在踏板上，使用人体重量将土壤样品采集器压入土中，有效较低劳动强度；通过连接杆及脚踏板可以对取土器的入土深度进行定位，实现了对土样采集深度的量化控制，上提后取土器携带出土样，可直接装袋；整体操作简单，便携性强，采取的土样定深定量，方便后期处理。
一种土地质量地球化学评价土壤样品采集

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