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南极冰下基岩钻探现状及展望
1
作者
朱顺杰
张凯
+5 位作者
杨甘生
李亚洲
王晋
王如生
王海柱
刘敬平
《极地研究》
北大核心
2025年第2期394-416,共23页
南极冰下基岩钻探工程技术是研究极地地质科学的重要方向之一。通过解决南极冰下基岩岩心获取工程的技术问题,可为深入探究南极冰下地质体的物质成分、岩石组成及性质等基础地质学问题提供样本。由于南极大陆被平均几千米厚的冰盖覆盖,...
南极冰下基岩钻探工程技术是研究极地地质科学的重要方向之一。通过解决南极冰下基岩岩心获取工程的技术问题,可为深入探究南极冰下地质体的物质成分、岩石组成及性质等基础地质学问题提供样本。由于南极大陆被平均几千米厚的冰盖覆盖,因此,对冰下地质体的物质成分和岩石组成等了解十分困难,详细资料更加缺乏。为此,本文介绍了南极冰下基岩钻探概况,分别从南极冰下基岩钻探装备及相关工艺方法进行综述分析,从中探寻能够实现在南极内陆快速钻穿冰层,获取更长的冰下基岩岩心的南极冰下基岩钻探装备。结果表明:(1)空气/钻井液反循环技术、连续管技术和热水钻技术是冰层快速钻进的重要发展方向之一;(2)提钻取心技术、绳索取心技术和钻井液反循环连续取心技术将是未来南极冰下基岩取心钻探的重要方向之一。本文还基于电缆悬吊式电动机械钻及岩心回转钻机,提出了多工艺融合的冰下基岩快速钻探技术,并对未来南极冰下基岩多工艺钻探装备及配套工艺技术具体研究方向进行探讨,指出南极冰下多工艺钻探技术在未来冰下基岩钻探有着极大的发展潜力,是未来获取更长冰下基岩岩心的必经之途。
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关键词
极地冰下基岩钻探
钻探装备与工艺
冰层钻进
基岩取心
南极
现状与展望
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职称材料
融水对CO_(2)激光融冰的影响
2
作者
张楠
王瑛雨
+7 位作者
Pavel Talalay
范晓鹏
宫达
王婷
韩博
魏贤哲
柏洪亮
王亮
《吉林大学学报（地球科学版）》
CAS
CSCD
北大核心
2023年第6期1854-1863,共10页
激光钻探具有高能性、高度方向性、清洁性、非接触式切割钻进等优势,在激光热融穿透冰的过程中,融水对激光的穿透效率有很大影响。为探究融水对激光穿透效率的影响程度,本文选用冰吸收效率更高的CO_(2)激光,在不同辐照角度、不同激光功...
激光钻探具有高能性、高度方向性、清洁性、非接触式切割钻进等优势,在激光热融穿透冰的过程中,融水对激光的穿透效率有很大影响。为探究融水对激光穿透效率的影响程度,本文选用冰吸收效率更高的CO_(2)激光,在不同辐照角度、不同激光功率作用下对模拟极地冰心制备的冰样品进行定点穿透实验。结果表明:在负入射角-90°~-15°时,穿透速度为0.67~2.20 mm/s,仅为理论速度的21%~40%,孔径达到了光斑直径的3~5倍;而在正入射角15°~45°时,融水因重力作用及时排除,穿透速度为13.19~36.50 mm/s,是理论速度的2.2~6.5倍。
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关键词
CO_(2)激光
定点穿孔
融水影响
穿透速度
孔径
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职称材料
极地冰盖钻孔孔壁截面形态高精度测量方法与装置优化设计
3
作者
柏洪亮
张楠
+5 位作者
Pavel Talalay
陈艳吉
刘昀忱
范晓鹏
宫达
韩博
《极地研究》
2025年第3期563-573,共11页
极地冰川钻探已成为极地科学研究的热点,而极地冰盖钻孔孔壁截面形态数据能够提供冰川运动规律和冰盖稳定性等信息。本文针对吉林大学研制的极地冰盖钻孔高精度物理参数检测的测井仪对于钻孔孔壁截面形态的测量需求,设计了一种新型测量...
极地冰川钻探已成为极地科学研究的热点,而极地冰盖钻孔孔壁截面形态数据能够提供冰川运动规律和冰盖稳定性等信息。本文针对吉林大学研制的极地冰盖钻孔高精度物理参数检测的测井仪对于钻孔孔壁截面形态的测量需求,设计了一种新型测量装置,其结构精简,测量精度高,对零部件的维护与修理也十分便捷。为验证这种测量装置结构的合理性与精度,本文对该装置结构及其重要零部件进行了数值模拟分析和实验验证。同时针对该测量装置结构中存在的不足,提出了改进方法,该方法提高了测量装置的测量精度和数据处理便捷性。以上改进既扩大了该测量装置的适用范围,也使其适用于各种尺寸钻孔横截面形态的测量,为极地冰盖钻孔孔壁截面形态的高精度测量提供了有力工具,有利于推动对冰川运动规律和冰盖稳定性等方面的研究。
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关键词
极地冰盖
测量装置
孔径测量
模拟分析
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职称材料
题名
南极冰下基岩钻探现状及展望
1
作者
朱顺杰
张凯
杨甘生
李亚洲
王晋
王如生
王海柱
刘敬平
机构
中国地质
大学
(北京)
工程
技术学院
吉林大学极地科学与工程研究院
中国石油
大学
(北京)油气资源与探测国家重点实验室
中国石油
大学
(华东)石油
工程
学院
出处
《极地研究》
北大核心
2025年第2期394-416,共23页
基金
国家重点研发计划(2021YFA0719104)资助。
文摘
南极冰下基岩钻探工程技术是研究极地地质科学的重要方向之一。通过解决南极冰下基岩岩心获取工程的技术问题,可为深入探究南极冰下地质体的物质成分、岩石组成及性质等基础地质学问题提供样本。由于南极大陆被平均几千米厚的冰盖覆盖,因此,对冰下地质体的物质成分和岩石组成等了解十分困难,详细资料更加缺乏。为此,本文介绍了南极冰下基岩钻探概况,分别从南极冰下基岩钻探装备及相关工艺方法进行综述分析,从中探寻能够实现在南极内陆快速钻穿冰层,获取更长的冰下基岩岩心的南极冰下基岩钻探装备。结果表明:(1)空气/钻井液反循环技术、连续管技术和热水钻技术是冰层快速钻进的重要发展方向之一;(2)提钻取心技术、绳索取心技术和钻井液反循环连续取心技术将是未来南极冰下基岩取心钻探的重要方向之一。本文还基于电缆悬吊式电动机械钻及岩心回转钻机,提出了多工艺融合的冰下基岩快速钻探技术,并对未来南极冰下基岩多工艺钻探装备及配套工艺技术具体研究方向进行探讨,指出南极冰下多工艺钻探技术在未来冰下基岩钻探有着极大的发展潜力,是未来获取更长冰下基岩岩心的必经之途。
关键词
极地冰下基岩钻探
钻探装备与工艺
冰层钻进
基岩取心
南极
现状与展望
Keywords
polar subglacial bedrock drilling
drilling equipment and processes
ice drilling
bedrock coring
Antarctica
status and prospects
分类号
P634 [天文地球—地质矿产勘探]
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职称材料
题名
融水对CO_(2)激光融冰的影响
2
作者
张楠
王瑛雨
Pavel Talalay
范晓鹏
宫达
王婷
韩博
魏贤哲
柏洪亮
王亮
机构
吉林大学
建设
工程
学院
吉林大学极地科学与工程研究院
吉林
省水利水电勘测设计
研究院
出处
《吉林大学学报（地球科学版）》
CAS
CSCD
北大核心
2023年第6期1854-1863,共10页
基金
国家自然科学基金项目(42176232)。
文摘
激光钻探具有高能性、高度方向性、清洁性、非接触式切割钻进等优势,在激光热融穿透冰的过程中,融水对激光的穿透效率有很大影响。为探究融水对激光穿透效率的影响程度,本文选用冰吸收效率更高的CO_(2)激光,在不同辐照角度、不同激光功率作用下对模拟极地冰心制备的冰样品进行定点穿透实验。结果表明:在负入射角-90°~-15°时,穿透速度为0.67~2.20 mm/s,仅为理论速度的21%~40%,孔径达到了光斑直径的3~5倍;而在正入射角15°~45°时,融水因重力作用及时排除,穿透速度为13.19~36.50 mm/s,是理论速度的2.2~6.5倍。
关键词
CO_(2)激光
定点穿孔
融水影响
穿透速度
孔径
Keywords
CO_(2) laser
fixed point perforation
meltwater influence
penetration velocity
aperture
分类号
P634 [天文地球—地质矿产勘探]
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职称材料
题名
极地冰盖钻孔孔壁截面形态高精度测量方法与装置优化设计
3
作者
柏洪亮
张楠
Pavel Talalay
陈艳吉
刘昀忱
范晓鹏
宫达
韩博
机构
吉林大学
建设
工程
学院
出处
《极地研究》
2025年第3期563-573,共11页
基金
国家自然科学基金(42176232)
国家重点研发计划(2021YFC2801400)资助。
文摘
极地冰川钻探已成为极地科学研究的热点,而极地冰盖钻孔孔壁截面形态数据能够提供冰川运动规律和冰盖稳定性等信息。本文针对吉林大学研制的极地冰盖钻孔高精度物理参数检测的测井仪对于钻孔孔壁截面形态的测量需求,设计了一种新型测量装置,其结构精简,测量精度高,对零部件的维护与修理也十分便捷。为验证这种测量装置结构的合理性与精度,本文对该装置结构及其重要零部件进行了数值模拟分析和实验验证。同时针对该测量装置结构中存在的不足,提出了改进方法,该方法提高了测量装置的测量精度和数据处理便捷性。以上改进既扩大了该测量装置的适用范围,也使其适用于各种尺寸钻孔横截面形态的测量,为极地冰盖钻孔孔壁截面形态的高精度测量提供了有力工具,有利于推动对冰川运动规律和冰盖稳定性等方面的研究。
关键词
极地冰盖
测量装置
孔径测量
模拟分析
Keywords
polar ice sheet
measurement device
borehole diameter measurement
simulation analysis
分类号
P343.6 [天文地球]
P941.6 [天文地球—水文科学]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
南极冰下基岩钻探现状及展望
朱顺杰
张凯
杨甘生
李亚洲
王晋
王如生
王海柱
刘敬平
《极地研究》
北大核心
2025
0
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职称材料
2
融水对CO_(2)激光融冰的影响
张楠
王瑛雨
Pavel Talalay
范晓鹏
宫达
王婷
韩博
魏贤哲
柏洪亮
王亮
《吉林大学学报（地球科学版）》
CAS
CSCD
北大核心
2023
0
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下载PDF
职称材料
3
极地冰盖钻孔孔壁截面形态高精度测量方法与装置优化设计
柏洪亮
张楠
Pavel Talalay
陈艳吉
刘昀忱
范晓鹏
宫达
韩博
《极地研究》
2025
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职称材料
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