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激光钻井技术的优势

1990年以来,美国开始将部分秘密作战技能商业化,科学家们也尽最大努力将激光应用于重庆钻井实践。从理论上讲,激光打孔是一个能量传递的过程。岩石吸收能量后,会发生一些物理和化学变化。激光是一种电磁相干辐射功率,它将各种能量(电能、化学能、热能等)转化为光能。激光辐射被称为单色辐射。激光辐射的波长取决于激光的放射性介质。激光辐射的范围从0.1μm10μm,横跨紫外、可见光、红外和亚毫米波段。

激光将能量转化为光子,光子聚集形成一束强光并将其传输到岩石中。岩石导热性差,有的形成高温,使岩石层层剥落、熔融、气化。岩石的高温损伤部分是由于吸收了激光传输的能量。岩石导热性差,部分岩石温度较高,造成物理化学变化。对于激光钻削而言,重庆钻削的红外辐射比可见光辐射更具吸引力,这不仅得益于红外高能激光的先进性,也得益于岩石的特性。

重庆钻井2.png


激光钻孔相对于传统机械钻孔的优点是:(1)占地面积小,井场工作面小,移动方便;(2)可钻砂岩等固体岩石,钢筋混凝土等复合金属材料,重庆钻探可在杂乱的环境中作业,如海上钻井、湖泊等水域钻井;(3重庆钻井效率高,钻井速度显著提高。利用美国陆军mlRacl激光器进行了评价激光打孔试验,结果表明,通过凹面镜改变miracl激光器的光方向,激光束的等效打孔速度可达50.60m/h,而水平打孔的等效打孔速度可达137.16m/h;(4)远距离控制效果好,制导效果好强,提高了井控、射孔、侧钻和水平钻井的能力;(5)激光与围岩的相互作用提高了钻井效率,节约了套管,降低了成本,提高了效率,有利于保护井筒的地质结构,减少井筒表面颗粒间隙,提高透气性,改善井身功能;(6)减少排渣,不采用化学方法(如爆破)有利于生态环境保护,减少对周围居民的影响;(7) 它可以促进井下钻井机械、激光钻头和激光射孔技术的发展。


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