[發(fā)明專利]一種可控且可活動的雙激光束開采頁巖氣裝置及方法有效
| 申請?zhí)枺?/td> | 201710652920.5 | 申請日： | 2017-08-02 |
| 公開（公告）號： | CN107339084B | 公開（公告）日： | 2020-03-10 |
| 發(fā)明（設(shè)計）人： | 劉勝;占必紅;程佳瑞;蘇丹;王春喜 | 申請（專利權(quán)）人： | 武漢大學(xué) |
| 主分類號： | E21B43/00 | 分類號： | E21B43/00 |
| 代理公司： | 武漢科皓知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 42222 | 代理人： | 魏波 |
| 地址： | 430072 湖*** | 國省代碼： | 湖北;42 |
| 權(quán)利要求書： | 查看更多 | 說明書： | 查看更多 |
| 摘要： | |||
| 搜索關(guān)鍵詞： | 一種 可控 活動 激光束 開采 頁巖 裝置 方法 | ||
1.一種可控且可活動的雙激光束開采頁巖氣方法，采用可控且可活動的雙激光束開采頁巖氣裝置；其特征在于：所述裝置包括能量光纖（1）、連續(xù)激光頭（4）、連續(xù)激光頭保持架（13）、脈沖激光頭（6）、脈沖激光頭保持架（5）、地面控制系統(tǒng)（14）、高精密電磁油氣檢測傳感器（8）、天然氣水合物檢測傳感器（10）；
所述能量光纖（1）為兩條，一條與所述連續(xù)激光頭（4）連接，用于產(chǎn)生連續(xù)激光束（9）；另一條與所述脈沖激光頭（6）連接，用于產(chǎn)生脈沖激光束（12）；
所述連續(xù)激光頭（4）安裝在連續(xù)激光頭保持架（13）內(nèi)，所述脈沖激光頭（6）安裝在脈沖激光頭保持架（5）內(nèi)；
所述高精密電磁油氣檢測傳感器（8）、天然氣水合物檢測傳感器（10）設(shè)置在所述連續(xù)激光頭保持架（13）上，分別通過導(dǎo)線與所述地面控制系統(tǒng)（14）連接，用于探測在破巖過程中前方是否有油氣田、探測到陸域中凍土層中是否存在可燃冰；
所述地面控制系統(tǒng)（14）根據(jù)探測獲得的信息，控制連續(xù)激光頭（4）、脈沖激光頭（6）工作；
兩條能量光纖（1）之間設(shè)置有并排連接扣（2），用于實現(xiàn)連續(xù)激光和脈沖激光協(xié)同有序操作；
所述地面控制系統(tǒng)（14）包括信號采集和提取子系統(tǒng)（15）、數(shù)據(jù)預(yù)處理子系統(tǒng)（16）；所述信號采集和提取子系統(tǒng)（15）采集到由高精密電磁油氣檢測傳感器（8）探測到的油氣田的微弱的電性特征，并進行提取；所述信號采集和提取子系統(tǒng)（15）采集到由天然氣水合物檢測傳感器（10）探測到陸域中凍土層中是否存在可燃冰信息；所述數(shù)據(jù)預(yù)處理子系統(tǒng)（16）將信號采集和提取子系統(tǒng)（15）采集的信號進行分析處理，并傳遞給地面控制系統(tǒng)（14）；
所述連續(xù)激光頭保持架（13）內(nèi)還設(shè)置有探照燈（7）、微型攝像頭（11）；所述探照燈（7）、微型攝像頭（11）通過導(dǎo)線與所述地面控制系統(tǒng)（14）連接；
所述能量光纖（1），一條通過機器人關(guān)節(jié)活動機構(gòu)（17）與所述連續(xù)激光頭（4）連接，另一條通過機器人關(guān)節(jié)活動機構(gòu)（17）與所述脈沖激光頭（6）連接；所述連續(xù)激光頭保持架（13）、脈沖激光頭保持架（5）均分別安裝在機器人關(guān)節(jié)活動機構(gòu)（17）上；所述機器人關(guān)節(jié)活動機構(gòu)（17）均通過導(dǎo)線與所述地面控制系統(tǒng)（14）連接；
所述方法包括以下步驟：
步驟1：地面控制系統(tǒng)（14）控制連續(xù)激光頭（4）或/和脈沖激光頭（6）進行破巖作業(yè)；
步驟2：高精密電磁油氣檢測傳感器（8）實時探測在破巖過程中前方是否有油氣田，天然氣水合物檢測傳感器（10）實時探測陸域中凍土層中是否存在可燃冰；
步驟3：地面控制系統(tǒng)（14）判斷高精密電磁油氣檢測傳感器（8）或/和天然氣水合物檢測傳感器（10）是否檢測到信號；
若是，則改變工作方式，并回轉(zhuǎn)執(zhí)行所述步驟2；
若否，地面控制系統(tǒng)（14）控制連續(xù)激光頭（4）和脈沖激光頭（6）協(xié)同破巖作業(yè)，并回轉(zhuǎn)執(zhí)行所述步驟2；
步驟3中所述改變工作方式，具體實現(xiàn)過程是地面控制系統(tǒng)（14）控制連續(xù)激光頭（4）和脈沖激光頭（6）停止工作，同時控制機器人關(guān)節(jié)活動機構(gòu)（17）改變破巖路徑，避開油氣田或/和可燃冰區(qū)域；
步驟3中所述改變工作方式，具體實現(xiàn)過程是利用水射流的方法進行破巖作業(yè)；
步驟3中所述地面控制系統(tǒng)（14）控制連續(xù)激光頭（4）和脈沖激光頭（6）協(xié)同破巖作業(yè)，首先由激光器產(chǎn)生可控的高能激光，經(jīng)能量光纖（1）傳輸至連續(xù)激光頭（4），經(jīng)連續(xù)激光頭（4）聚焦后連續(xù)激光束（9）作用于頁巖（3）上，對頁巖（3）進行預(yù)熱；頁巖（3）經(jīng)預(yù)熱后，由激光器產(chǎn)生可控的高能激光，經(jīng)能量光纖（1）傳輸至脈沖激光頭（6），經(jīng)脈沖激光頭（6）聚焦后脈沖激光束（12）作用于經(jīng)連續(xù)激光預(yù)熱的頁巖（3）上，使頁巖（3）破裂并去除頁巖。
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