[发明专利]用于井下应用和增产的原位激光生成器的冷却系统

权利要求书

1.一种井下激光器组件，其用于穿透地下地层，所述井下激光器组件包括：

激光生成单元，其位于地下井内；以及

涡流管，所述涡流管具有：

压缩气源口；

热气出口，其定向成沿远离所述激光生成单元的方向引导热气流；以及

冷气出口，其定向成引导冷气流经过所述激光生成单元。

2.根据权利要求1所述的井下激光器组件，其中，所述涡流管还包括涡流室，所述涡流室成形为将压缩气源加速成涡流流型。

3.根据权利要求1或权利要求2所述的井下激光器组件，其中，所述涡流管位于所述地下井内。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的井下激光器组件，其中，所述激光生成单元包括定位成激发激活介质的激发机构。

5.根据权利要求4所述的井下激光器组件，其中，所述激光生成单元还包括光学谐振器，所述光学谐振器包括位于所述激活介质的第一端处的反射镜以及位于所述激活介质的第二端处的输出耦合器镜。

6.根据权利要求5所述的井下激光器组件，其中，所述反射镜位于所述输出耦合器镜的井上。

7.根据权利要求1至6中任一项所述的井下激光器组件，还包括具有激光准直器的激光操纵器，所述激光操纵器定位成通过所述激光准直器接收来自所述激光生成单元的原始激光束以产生准直激光束。

8.根据权利要求7所述的井下激光器组件，其中，所述激光操纵器还包括被定位成分离所述准直激光束的分束器。

9.根据权利要求7所述的井下激光器组件，其中，所述激光操纵器还包括：

光束转向器，其定位在所述准直激光束的路径中，所述光束转向器可操作为改变所述准直激光束的方向，从而产生转向激光束；以及

旋转系统，其定位成使所述转向激光束围绕所述准直激光束的轴线旋转。

10.一种用于利用井下激光器组件穿透地下地层的方法，所述方法包括：

利用位于地下井内的激光生成单元生成原始激光束；

向涡流管的压缩气源口提供压缩气源；

利用所述涡流管的热气出口沿远离所述激光生成单元的方向引导热气流；以及

利用所述涡流管的冷气出口引导冷气流经过所述激光生成单元。

11.根据权利要求10所述的方法，还包括利用所述涡流管的涡流室将所述压缩气源加速成涡流流型。

12.根据权利要求10或权利要求11所述的方法，其中，所述涡流管位于所述地下井内。

13.根据权利要求10至12中任一项所述的方法，其中，生成所述原始激光束包括用所述激光生成单元的激发机构激发所述激光生成单元的激活介质。

14.根据权利要求13所述的方法，其中，生成所述原始激光束包括利用光学谐振器反射激光，所述光学谐振器包括位于所述激活介质的第一端处的反射镜以及位于所述激活介质的第二端处的输出耦合器镜。

15.根据权利要求14所述的方法，其中，所述反射镜位于所述输出耦合器镜的井上。

16.根据权利要求10至15中任一项所述的方法，其中，还包括利用具有激光准直器的激光操纵器产生准直激光束，所述激光操纵器定位成通过所述激光准直器接收来自所述激光生成单元的所述原始激光束。

17.根据权利要求16所述的方法，还包括利用所述激光操纵器的分束器来分离所述准直激光束。

18.根据权利要求16所述的方法，其中，所述方法还包括：

通过利用定位在所述准直激光束的路径中的所述激光操纵器的光束转向器改变所述准直激光束的方向来产生转向激光束；以及

利用所述激光操纵器的旋转系统使所述转向激光束围绕所述准直激光束的轴线旋转。