激光破岩热影响区岩石物性的变化规律

激光破岩是钻探科学领域的前沿性研究课题，它的突破将为传统的石油钻井、地质钻探和矿山工程等学科带来崭新的发展空间。本项目有3个研究内容：一、研究岩石对激光能量的吸收效率与能量输入形式的关系，提出采用组合脉冲波形的能量输入新方案，通过对波形结构各参数进行不同的组合实验，改变能量输入的方式，探索岩石气化与破碎的规律；二、研究激光光斑热影响区岩石微观和宏观机械物理性能的变化特征，提出运用螺旋气流排除岩石气化产物的新方案，结合对热影响区岩石釉化层和过渡区的晶格相变、孔隙发育、渗透率等物性参数的分析测试，探索热影响区的热负荷对岩石物性变化的影响规律；三、研究热影响区岩石物性参数变化的共性，分析岩石在聚能激光作用下固/液/气三相骤变时温度场的时空分布特性，运用系统聚类分析方法，构建热影响区岩石渗透率、孔隙度、泊松比等物性参数与温度场、激光能量输入形式和辅助气流参数等的关系模型，揭示激光破岩的内在机理。