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[发明专利]用于复杂地层的钻头稳态工作与增能协同破岩方法及装置-CN202010686775.4在审
发明人：曾义金;胡群爱;孙连忠 -专利权人：中国石油化工股份有限公司;中国石油化工股份有限公司石油工程技术研究院
申请日： 2020-07-16 - 公布日： 2022-01-18 - 主分类号： E21B7/00 文献下载
摘要：本发明提供一种用于复杂地层的钻头稳态工作与增能协同破岩方法，其包含：基于目标区域的地层岩性、岩石力学参数以及地层脆性指数，结合破岩所需机械能量门槛值的要求，优选破岩工具的类型及其参数；通过地层造斜指数以及研磨指数优选底部钻具组合，并根据研磨指数优化破岩工具的应用参数；依据地层软硬交错指数断定破岩工具的振动程度，以优选得到稳定工况类工具的类型以及安装位置；基于钻柱失稳条件以及目标区域的地层特征参数，明确钻井参数的敏感性以及钻井参数的范围；计算技术效益指数以评价当前的破岩效率，对破岩工具进行迭代优化。本发明通过定量分析，基于钻头稳态工况下提供充足的钻头破岩能量的原则，形成了高效协同破岩优化方法。
用于复杂地层钻头稳态工作协同方法装置

[实用新型]一种微波辅助破岩试验装置-CN202221115091.X有效
发明人：廖金军;曹龙飞;杨杰;徐震;乐丹;江峻;聂明娇 -专利权人：中国铁建重工集团股份有限公司
申请日： 2022-05-10 - 公布日： 2022-08-23 - 主分类号： G01N3/02 文献下载
摘要：本实用新型提供了一种微波辅助破岩试验装置。包括破岩执行机构、微波施加机构和压力加载机构；所述压力加载机构包括用于放置岩石样品的岩仓，所述岩仓一面开口，所述破岩执行机构和微波施加机构均设置于开口处；所述微波施加机构包括微波施加器和与微波施加器连接的机械臂本实用新型通过调节机械臂动作来调节微波施加器的位姿，可实现微波施加器不同角度的位姿变化，使微波施加器和岩石样品达到试验所需要的热照射距离；可进行微波施加器在不同位姿下与破岩执行机构的协同破岩实验，获取不同试验情况下破岩执行机构和微波施加机构的协同破岩效果，可以有效地指导实际的微波破岩工作。
一种微波辅助试验装置

[发明专利]一种激光破岩装置-CN201811333913.X在审
发明人：刘飞香;程永亮;何其平;彭正阳;欧阳涛;韩佳霖;邵质中;于永强;祝爽;戴兴兴 -专利权人：中国铁建重工集团有限公司
申请日： 2018-11-09 - 公布日： 2019-01-18 - 主分类号： E21D1/00 文献下载
摘要：本发明公开了一种激光破岩装置，包括：用于粉碎岩石的激光器，激光器包括至少一个激光头；与激光头相连、用于带动激光头转动的回转机构，激光头可沿回转机构的径向移动；与回转机构相连、用于驱动回转机构升降的升降机构工作时，采用激光头对岩石进行粉碎，对极硬岩地质有较好的破岩效果；通过回转机构带动激光头旋转，使激光头能够将与其径向位置对应的周向区域的岩石粉碎，由于激光头可沿回转机构的径向移动，因此，可通过调整激光头在回转机构上的径向位置在一个优选实施例中，该激光破岩装置可在低净空环境下工作。
激光头回转机构破岩装置岩石激光径向位置径向移动激光器升降机构岩石粉碎岩石开挖周向区域大断面低净空对极破岩硬岩优选升降转动开挖地质驱动

[发明专利]一种微波破岩恒阻锚索钻机-CN202011201895.7在审
发明人：王浩森;王瑞;乔庆;李杰宇;王彦军;白锋;高成章 -专利权人：山西银锋科技有限公司
申请日： 2020-11-02 - 公布日： 2020-12-29 - 主分类号： E21B7/15 文献下载
摘要：本发明公开了一种微波破岩恒阻锚索钻机，包括钻机机体和钻杆，所述钻机机体的底部焊接安装有钻机气腿，钻机气腿的底部设置有提手。该微波破岩恒阻锚索钻机，通过波导装置、微波发射装置和微波发射头的配合，采用微波破岩原理将微波发射头设置于钻头的最顶端，致使微波能够与所钻探的岩石更接近，同时也使得微波功率损耗较小从而能够致使岩石加温速率提高后，从而可以显著降低岩石的抗压强度，大大提高了打锚杆、锚索施工的效率，同时由于大幅降低了硬岩的抗压强度，可以极大的减少钻头的磨损，可以减少在施工过程中因为钻头磨损引起的卡钻杆，更换钻头的时间，从而一定程度上提高了装置采掘的效率
一种微波破岩恒阻锚索钻机

[实用新型]一种激光破岩装置-CN201821851072.7有效
发明人：刘飞香;程永亮;何其平;彭正阳;欧阳涛;韩佳霖;邵质中;于永强;祝爽;戴兴兴 -专利权人：中国铁建重工集团有限公司
申请日： 2018-11-09 - 公布日： 2019-06-21 - 主分类号： E21D1/00 文献下载
摘要：本实用新型公开了一种激光破岩装置，包括：用于粉碎岩石的激光器，激光器包括至少一个激光头；与激光头相连、用于带动激光头转动的回转机构，激光头可沿回转机构的径向移动；与回转机构相连、用于驱动回转机构升降的升降机构工作时，采用激光头对岩石进行粉碎，对极硬岩地质有较好的破岩效果；通过回转机构带动激光头旋转，使激光头能够将与其径向位置对应的周向区域的岩石粉碎，由于激光头可沿回转机构的径向移动，因此，可通过调整激光头在回转机构上的径向位置在一个优选实施例中，该激光破岩装置可在低净空环境下工作。
激光头回转机构破岩装置岩石激光径向位置径向移动激光器本实用新型升降机构岩石粉碎岩石开挖周向区域大断面低净空对极破岩硬岩优选升降转动开挖地质驱动

[发明专利]一种基于超声波振动预先掏槽的巷道掘进高效破岩方法-CN202011573368.9有效
发明人：王旭锋;常泽超;张东升;张炜;李翔宇;王聪;王纪尧 -专利权人：中国矿业大学
申请日： 2020-12-28 - 公布日： 2022-08-12 - 主分类号： E21D9/00 文献下载
摘要：本发明属于巷道掘进岩石高效破碎领域，具体涉及一种基于超声波振动预先掏槽的巷道掘进高效破岩方法。为解决坚硬岩石高效破碎问题，本发明提出在硬岩巷道掘进时，利用超声波方向性好、能量集中等优点，首先采用超声波振动设备对目标区域岩体进行振动冲击，促进其内部裂隙迅速扩展并快速达到破碎，实现预先掏槽，再结合辅助眼该方法涉及的掏槽范围与深度可通过调整超声波的频率与功率控制，能有效减少打眼、装药等工序的时间，减少空气污染，节约炸药，降低掘进成本，可广泛适用于硬岩工程中巷道的快速掘进。
一种基于超声波振动预先掏槽巷道掘进高效方法

[发明专利]一种组合破岩刀头结构-CN202010684922.4有效
发明人：刘增辉;马正阔;魏长赟;倪福生;顾磊;蒋爽;李洪彬 -专利权人：河海大学常州校区
申请日： 2020-07-16 - 公布日： 2022-06-24 - 主分类号： E02F5/28 文献下载
摘要：本发明公开了一种组合破岩刀头结构，包括锯片装置、冲击锤装置、锯片驱动装置、冲击锤驱动装置、箱体、管道和连接件；锯片装置、冲击锤装置、锯片驱动装置和冲击锤驱动装置安装在箱体内，管道安装装箱体部分上，连接件用于组合破岩刀头与多功能挖泥船工作臂的连接本发明通过锯片进行预破岩即切割出矩形槽，再利用冲击锤进行冲击并破岩，最后利用多功能挖泥船的绞吸泵将破岩产生的碎岩以及泥水混合物通过管道部分吸出和运输。这将强化冲击锤破岩效果，并丰富水下破岩的方法，最终实现破岩、吸岩和运岩一体化，对疏浚行业，甚至是整个航运业都具有重大意义。
一种组合刀头结构

[发明专利]一种冲击回转复合切削钻头-CN202210671869.3在审
发明人：蔡家品;沈立娜;李春;吴海霞;贾美玲;刘海龙;张建元;梁秋平 -专利权人：北京探矿工程研究所
申请日： 2022-06-14 - 公布日： 2022-08-23 - 主分类号： E21B10/36 文献下载
摘要：本发明利用冲洗液驱动液动冲击锤及钎头，对硬地层进行冲击破碎，利用钻头上的复合片刀翼进一步对冲击破碎岩石进行压碎和刮削，将液动冲击锤及钎头对硬地层的高效冲击破岩与复合片刀翼钻头的回转刮削破岩进行有效结合，实现了对硬地层高效冲击回转复合切削钻进，提高了深部硬岩地层勘探开发效率。
一种冲击回转复合切削钻头

[实用新型]一种冲击回转复合切削钻头-CN202221485597.X有效
发明人：蔡家品;沈立娜;李春;吴海霞;贾美玲;刘海龙;张建元;梁秋平 -专利权人：北京探矿工程研究所
申请日： 2022-06-14 - 公布日： 2022-09-27 - 主分类号： E21B10/36 文献下载
摘要：本实用新型利用冲洗液驱动液动冲击锤及钎头，对硬地层进行冲击破碎，利用钻头上的复合片刀翼进一步对冲击破碎岩石进行压碎和刮削，将液动冲击锤及钎头对硬地层的高效冲击破岩与复合片刀翼钻头的回转刮削破岩进行有效结合，实现了对硬地层高效冲击回转复合切削钻进，提高了深部硬岩地层勘探开发效率。
一种冲击回转复合切削钻头

[发明专利]自激轴冲与诱导卸荷耦合破岩钻头及钻井提速方法-CN202110338814.6在审
发明人：刘永旺;刘笑傲;刘嘉雄;管志川;邹德永;廖华林;魏森;张喆;何鑫岩 -专利权人：中国石油大学（华东）
申请日： 2021-03-30 - 公布日： 2021-07-13 - 主分类号： E21B10/43 文献下载
摘要：本发明公开了一种自激轴冲与诱导卸荷耦合破岩钻头，包括钻头本体；钻头本体的钻井端设置外部环形破岩部，外部环形破岩部的头端中部内凹形成中心破岩部；外部环形破岩部沿圆周方向设置有若干刀翼和若干镶嵌有牙轮切削齿的牙轮；刀翼的径向外端面上沿母线方向设置若干外环切削齿；中心破岩部的底端面设置中心切削齿；钻头本体上设置钻头喷嘴。本发明还公开了一种自激轴冲与诱导卸荷耦合破岩钻井提速方法。本发明可以自动产生轴向冲击提高钻头整体破岩速度、可以耦合诱导卸荷效果进一步强化破岩效率、可以发挥复合切削提升卸荷效果，从而将钻井速度提升到一个更高水平。
激轴冲诱导耦合钻头钻井提速方法

[发明专利]一种水下二氧化碳破岩管及使用方法-CN202210501317.8在审
发明人：陆少锋;陈保健;梁进;黄国松;范怀斌;李基锐;姚方明;袁明;农志祥;覃才勇;曾辉莲;马本泰;郑德金;徐君;杨远郓 -专利权人：广西新港湾工程有限公司
申请日： 2022-05-09 - 公布日： 2022-08-09 - 主分类号： F42B3/04 文献下载
摘要：一种水下二氧化碳破岩管及施工方法,该破岩管的管壁与隔热外壳之间设隔热层，破岩管上端焊接有上端盖，上端盖左侧设有充排气孔，右侧设有恒压阀排气孔，中部设有激发管安装螺栓，激发管安装螺栓上设有激发导线孔，激发管插入激发导线孔内，激发管激发导线从激发导线孔穿出，破岩管上端盖上设有吊环。采用本发明能够避免在水下破岩工程中，由于水通过钢质破岩管向破岩管中液态二氧化碳传递热量过快，引起液态二氧化碳升温使液态二氧化碳气化，压力上升引起破片式安全阀的安全片击穿排气，造成破岩失败的问题。适用于水下二氧化碳膨胀破岩施工。
一种水下二氧化碳破岩管使用方法

[发明专利]一种联合破岩方法、破岩试验台及破岩试验方法-CN202010477852.5有效
发明人：张凯;朱英;贾连辉;叶蕾;杨兴亚;程绍磊;于庆增;刘宏鹏;万钦;胡矿飞 -专利权人：中铁工程装备集团有限公司
申请日： 2020-05-29 - 公布日： 2022-11-01 - 主分类号： E21D9/10 文献下载
摘要：本发明提出一种联合破岩方法、破岩试验台及破岩试验方法。该破岩方法包括如下步骤：利用激光器在岩石上灼烧出凹坑；利用高压喷嘴在凹坑上切割出切割线；利用刀具在相邻两个凹坑及切割线之间接触破岩；重复上述步骤，直至作业完成。该破岩试验台，包括台架，台架上设有激光器、高压喷嘴、刀具和岩石平台。该破岩试验方法，包括如下步骤：在岩石平台上装载岩石，利用激光器在岩石上灼烧出凹坑；利用高压喷嘴凹坑上切割出切割线；利用刀具在岩石上相邻两个凹坑及切割线之间接触破岩；重复上述步骤，直至作业完成。本发明的优点：利用激光、射流和刀具联合使用，可以快速破岩贯入掘进。
一种联合方法试验台试验

[实用新型]机械臂式激光与微波联合辅助TBM滚刀破岩试验装置-CN202221732279.9有效
发明人：温森;杜林;王峥峥;闫长斌;张敏;张静;靳仕龙;王倩 -专利权人：河南大学
申请日： 2022-07-05 - 公布日： 2022-11-15 - 主分类号： G01N3/58 文献下载
摘要：本实用新型公开了机械臂式激光与微波联合辅助TBM滚刀破岩试验装置，包括TBM试验台主体、激光辅助破岩系统、微波辅助破岩系统、机械臂及控制台。本实用新型涉及岩石工程及隧道工程技术领域，本装置可实现以下三种模式的模拟：激光辅助滚刀破岩模拟、微波辅助滚刀破岩模拟、激光—微波联合辅助滚刀破岩模拟；本装置将激光、微波技术和TBM滚刀相结合，达到彼此补充、相互影响的联合破岩效果，同时本装置不仅可以进行激光与微波联合作用下TBM滚刀切削破岩性能和磨损机理等多项研究，而且对模拟激光与微波联合辅助TBM破岩过程，实现新型预裂式TBM的研发设计与工程应用都具有价值
机械激光微波联合辅助 tbm 滚刀破岩试验装置

[发明专利]一种筒装牙轮组合破岩钻头-CN201910290653.0在审
发明人：程建新;雷茂平;梁进常;雷伟;谢国强 -专利权人：中交二公局第五工程有限公司
申请日： 2019-04-11 - 公布日： 2019-06-21 - 主分类号： E21B10/12 文献下载
摘要：本发明涉及钻孔设备技术领域的一种筒装牙轮组合破岩钻头，该筒装牙轮组合破岩钻头包括刀盘和位于所述刀盘上的牙轮组件，刀盘外周壁上设置有破岩筒，破岩筒包括外筒和内筒，外筒的下端壁上设置有若干第一耐磨潜头，若干第一耐磨潜头均倾斜朝向破岩筒外周一侧，内筒下端壁上设置有与外筒倾斜方向相背离的若干第二耐磨潜头，内筒与外筒间设置有若干第三耐磨潜头，若干第三耐磨潜头沿内筒与外筒周向方向均匀分布且平行破岩筒轴向方向设置。通过设计破岩筒及耐磨潜头，可将整体岩面切割为圆柱形，对牙轮组件进行定位，可以防止钻头与破岩区的偏移，提高破岩速度和成品质量。
破岩耐磨外筒钻头内筒刀盘牙轮牙轮组件下端壁种筒方向设置倾斜方向钻孔设备偏移筒外周外周壁筒轴筒装岩面平行切割背离

[发明专利]全尺寸齿形滚刀破岩试验装置及破岩试验过程中岩石损伤监测与分析方法-CN202111209841.X在审
发明人：宋朝阳;刘志强;宁方波;谭杰;王媛 -专利权人：北京中煤矿山工程有限公司
申请日： 2021-10-18 - 公布日： 2022-02-01 - 主分类号： G01N29/04 文献下载
摘要：本发明公开全尺寸齿形滚刀破岩试验装置及破岩试验过程中岩石损伤监测与分析方法；本发明装置包括机械破岩试验机、全尺寸齿形滚刀、多通道全数字声发射监测系统和断面形貌扫描仪；全尺寸齿形滚刀固定安装在机械破岩试验机上，多通道全数字声发射监测系统信号输入端与机械破岩试验机信号输出端电连接，机械破岩试验机信号输出端与断面形貌扫描仪信号输入端电连接；本发明方法：(1)全尺寸齿形滚刀破岩试验装置的准备；(2)试验前准备；(3)第1次试验；(4)待破碎岩样断面的形貌特征参数的采集；(5)第1+n(n≥1)次试验；(6)处理数据。本发明解决了现有滚刀破岩试验分析法只分析破岩参数而缺少岩石损伤演化过程分析的问题。
尺寸齿形滚刀破岩试验装置试验过程岩石损伤监测分析方法