麻省理工学院正在研究可以通过使用射频波发生器来熔化或汽化坚硬岩石的新技术。
麻省理工学院的等离子科学与融合中心(PSFC)的高级研究工程师Paul Woskov正在使用陀螺仪(聚变研究中使用的专用射频(RF)波发生器)替代传统钻孔技术。
据报道,毫米级的RF波可以通过完全熔化或汽化而在岩石中切出孔,Woskov认为,与机械旋转钻探系统相比,该方法可以以较低的成本将钻进速度提高十倍以上,并使矿工能够进行更深的钻探。
当前的钻井系统利用泥浆来保持井眼压力并去除多余的钻屑,但是泥浆只能承受高达9公里深度的压力。
“如果您可以超出此限制,该怎么办?如果您可以在地壳上钻十多公里怎么办?”沃斯科夫问道,他说陀螺仪技术使理论上可行。
麻省理工学院的报告说:“有了回旋管,高温物理学将取代低温泥浆的机械功能,使钻探者可以通过蒸发来提取岩石物质,或者通过加压来置换熔体。”
同样,高温融化的岩石将密封井壁,而温度升高产生的高压将防止塌陷。原则上,由于密闭空间中温度的升高总是会导致压力超过局部压力,因此,与钻探泥浆相比,钻探人员可以将钻孔的稳定性保持在更大的深度。
沃斯科夫接着说,可以按照不同的形状“钻孔”各种形状的孔。
“我们的横梁不必是圆形的。地下的力是各向异性的-不对称,这是孔洞塌陷的原因之一。但是我们可以调整梁的形状以响应局部压力。
“您可以创建一个椭圆孔,其长轴与力的各向异性相对应,从而在对称力场中实质上恢复了圆孔的强度。”
沃斯科夫(Woskov)的研究也正在研究该技术如何代替表面的破碎和碎石,在隧道中的应用以及在压裂中替代压水系统的潜在用途。
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