【摘要】：激光射孔技術(shù)是一種非接觸式的物理化學(xué)破巖新方法。與子彈射孔、聚能射孔、水力噴砂射孔等傳統(tǒng)射孔技術(shù)相比較,激光射孔技術(shù)具有射程遠(yuǎn),無壓實(shí)作用,不會(huì)造成碎屑堵塞孔隙、孔道,孔壁光滑,可有效提高油氣井壽命,不會(huì)對地下水資源造成污染等諸多優(yōu)點(diǎn)。目前,世界上僅有美國阿美石油公司完成了油氣井現(xiàn)場萬瓦激光射孔作業(yè),但相關(guān)研究成果處于保密狀態(tài),并且適用于激光射孔的光纖傳輸萬瓦級激光器系統(tǒng),歐美發(fā)達(dá)國家長期以來一直對我國技術(shù)封鎖,國內(nèi)尚無穩(wěn)定成型的產(chǎn)品。國內(nèi)相關(guān)單位僅利用百瓦級激光開展激光射孔模擬實(shí)驗(yàn),但由于激光功率較低,相關(guān)研究具有很大的局限性。本論文設(shè)計(jì)出一套成本較低,維修便捷的萬瓦級激光系統(tǒng),并用該系統(tǒng)進(jìn)行了與巖石之間的相互作用實(shí)驗(yàn)研究,為盡早實(shí)現(xiàn)激光鉆井及激光在油氣井下射孔的應(yīng)用提供了一定的理論和實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)支撐�；诳臻g非相干合束技術(shù),本文研制出一種模塊化組裝、高功率激光合束器,并利用該合束器實(shí)現(xiàn)了光纖傳輸?shù)娜f瓦級單束近高斯激光輸出,并完成萬瓦級光纖傳輸合束激光系統(tǒng)的工程化設(shè)計(jì)及搭建工作。在此基礎(chǔ)上,利用自行研制的光纖傳輸萬瓦級激光器系統(tǒng)開展了針對不同種類巖石及石油井鋼制套管的激光射孔地面實(shí)驗(yàn)研究,獲得不同的巖石尺寸、激光功率、照射時(shí)間等因素下大功率激光對不同種類巖石射孔實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。
【學(xué)位授予單位】：西北大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：TN249
【圖文】：

圖 1.1 激光作用位置的溫度飆升及破裂圖 圖 1.2 激光作用巖石產(chǎn)生的破裂現(xiàn)象圖 1.3 激光作用巖石時(shí)的氣化現(xiàn)象 圖 1.4 激光作用巖石時(shí)所產(chǎn)生的熔化現(xiàn)象1971 年，美國聯(lián)合飛機(jī)研究中心借助連續(xù) CO2激光器對花崗巖、玄武巖和石巖石成功的進(jìn)行了切槽實(shí)驗(yàn)，其研究結(jié)果表明，利用激光所發(fā)出的高能聚焦輻射

圖 1.1 激光作用位置的溫度飆升及破裂圖 圖 1.2 激光作用巖石產(chǎn)生的破裂現(xiàn)象圖 1.3 激光作用巖石時(shí)的氣化現(xiàn)象 圖 1.4 激光作用巖石時(shí)所產(chǎn)生的熔化現(xiàn)象1971 年，美國聯(lián)合飛機(jī)研究中心借助連續(xù) CO2激光器對花崗巖、玄武巖和石巖石成功的進(jìn)行了切槽實(shí)驗(yàn)，其研究結(jié)果表明，利用激光所發(fā)出的高能聚焦輻射

圖 1.3 激光作用巖石時(shí)的氣化現(xiàn)象 圖 1.4 激光作用巖石時(shí)所產(chǎn)生的熔化71 年，美國聯(lián)合飛機(jī)研究中心借助連續(xù) CO2激光器對花崗巖、玄武巖和石成功的進(jìn)行了切槽實(shí)驗(yàn)，其研究結(jié)果表明，利用激光所發(fā)出的高能聚焦各種各樣的巖石上作用出細(xì)而深的切縫[34]。隨后，激光切割巖石的方法、美等國建筑行業(yè)的混凝土、石材等加工和切割中得到了更為廣泛的應(yīng)本作為一個(gè)地震頻發(fā)的國家，山體的潛在滑移危險(xiǎn)性極大。日本地質(zhì)研究

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2784449