CN106795740A - 具有轨道管的冲压加速器系统 - Google Patents

Abstract

冲压加速器装置可利用布置在可定位在井下的引导管内的轨道。所述轨道可作用来沿着所述引导管的长度引导超高速抛射体。所述轨道可携带实用工具或提供其他服务来操作所述系统。例如，用于功率的电线、控制信令等可放置在所述轨道内。在另一个实例中，气体可由所述轨道输送。

Description

具有轨道管的冲压加速器系统

优选权

本申请要求2015年10月21日提交的标题为“Ram Accelerator System with RailTube”的待决美国专利非临时申请序列号14/919,657的优先权，其进而要求2014年10月23日提交的标题为“Ram Accelerator System with Rail Tube”的美国专利临时申请序列号62/067,923的优先权。先前提交的非临时申请和先前提交的临时申请的全部内容以引用方式并入本文。

背景技术

传统的钻探和挖掘方法利用钻头来在一个或多个待穿透的材料层中形成孔。挖掘、采石以及隧道掘进也可使用放置在孔中并被引爆以便分离至少一部分材料的炸药。炸药的使用可能导致另外的安全性和监管负担，这增加了操作成本。通常，这些方法循环通过钻探、爆破、材料移除、地面支撑以及其他阶段，并且是用于移除材料以形成所期望的挖掘的相对缓慢(取决于移动的截面积，典型的是每纵尺数分钟至数小时至数天)的方法。

附图说明

现在将在下面参考附图更全面地描述某些实现方式和实施方案，附图中示出了各个方面。然而，各方面可以许多不同的形式实现，并且不应被解释为限于本文所阐述的实现方式。附图不一定按比例绘制，并且所示对象的相对比例可能已经被修改以便于说明而不是限制。全文中相同的数字是指相同的元件。

图1是用于使用冲压加速器钻探或挖掘的图解系统，所述冲压加速器包括保持被配置来朝向材料的工作面推进抛射体的一种或多种可燃气体的多个部段。

图2示出使用冲压加速器钻探形成的弯曲的钻探路径。

图3示出部段分离机构，其被配置来重设在抛射体的发射期间穿透的隔膜使得维持冲压加速器的部段之间的密封。

图4示出被配置来使用冲压燃烧效果加速的抛射体。

图5示出配置有研磨内芯的抛射体，所述研磨内芯被配置来提供冲击时和后的材料研磨。

图6示出抛射体与地质材料的流体-流体冲击相互作用。

图7示出抛射体与地质材料的非流体-流体冲击相互作用。

图8示出与引导管以及扩孔器和可放置在井下的其他装置相关联的其他细节。

图9示出放置在井下的引导管，其具有耦接到被配置来将喷射物从地上冲击物运送出去处理的一个或多个喷射物通道的喷射物收集器。

图10示出放置在井下的引导管，其具有被配置来通过在地上循环以移除至少一部分喷射物的流体冷却的扩孔器。

图11示出放置在井下的引导管，在孔内部署连续的混凝土衬里。

图12示出使用冲压加速器来通过使用多个抛射体钻探多个孔的隧道掘进或挖掘。

图13示出用于移除由冲压加速器抛射体钻探的孔限定的岩石部段的装置。

图14是使用冲压加速器钻探孔的过程的流程图。

图15是多次射击多个抛射体的过程的流程图，其中在至少一些射击之间调节射击模式。

图16示出部署了端盖的放置在井下的引导管以及用于在孔中的地层流体中产生气隙的系统。

图17示出用于限制系统中的对象的快速释放配件。

图18示出图17的快速释放配件的剖视图。

图19示出具有用于与快速释放配件的一部分啮合的保持特征的填塞器的侧视图。

图20示出具有用于运送实用工具、引导抛射体等的轨道管的壳体。

图21示出图20的壳体的另外的视图，描绘轨道管和抛射体通道。

图22是使用冲压加速器和端盖钻探孔的过程的流程图。

具体实施方式

用于穿透材料的常规钻探和挖掘技术通常依赖于用于在工作面处切割或研磨的机械钻头。这些材料可包括金属、陶瓷、地质材料等。机械钻头上的工具磨损和断裂减慢了这些操作，增加了成本。此外，切割诸如硬岩的材料的进展速率可能是禁止的。钻探可用于建立水井、地热井、油井、气井、地下管线等。另外，常规技术的环境影响可能很大。例如，常规钻探可能需要大量的水，其在干旱地区可能不容易获得。因此，资源提取可能是昂贵的、耗时的或两者都是。

本公开中描述用于使用冲压加速器来朝向地质材料的工作面射击一个或多个抛射体的系统和技术。冲压加速器包括分成多个部段的发射管。每个部段被配置来保持一种或多种可燃气体。抛射体被加速到沿着发射管并通过多个部段的冲压速度。在冲压速度下，至少部分地由抛射体的形状提供的冲压压缩效应在冲压燃烧效应中引发一种或多种可燃气体的燃烧，从而加速抛射体。在一些实现方式中，抛射体可加速到超高速。在一些实现方式中，超高速包括在从冲压加速器发射管喷射或退出时大于或等于每秒两千米的速度。在其他实现方式中，抛射体可加速到非超高速。在一些实现方式中，非超高速包括低于每秒两千米的速度。

从冲压加速器喷射的抛射体撞击地质材料的工作面。由于抛射体中的大量动能，超高速行进的抛射体通常与工作面处的地质材料相互作用作为在冲击时的流体-流体相互作用。这种相互作用也可被描述为水力弹性或水力塑性。这种相互作用形成通常为圆柱形式的孔。通过射击一系列抛射体，可穿过地质材料钻孔。相比之下，以非超高速行进的抛射体与工作面处的地质材料相互作用作为固-固相互作用。这种相互作用可破坏或破碎地质材料，并且可形成圆柱形的孔或具有圆锥形轮廓的坑。

部段分离机构被配置来在冲压加速器中的包含一种或多种可燃气体的不同部段之间提供一个或多个障碍。每个部段可配置来在各种条件诸如特定压力等下包含一种或多种可燃气体。部段分离机构可采用被配置来密封一个或多个部段的隔膜、阀等。在射击期间，抛射体穿过隔膜，破坏密封件，或者在发射之前打开阀。卷轴机构可用于将隔膜的未使用部段移动到适当位置，恢复密封。还可使用其他分离机构，诸如球阀、板、端盖、重力梯度等。分离机构可被配置来作为防喷器、防反冲装置等操作。例如，分离机构可包括球阀，所述球阀被配置来当来自孔下的压力超过阈值压力时关闭。

可进一步引导或处理由抛射体的冲击形成的孔。可将引导管(也称为“漂移管”)插入孔中以防止下沉、引导钻探路径、部署仪器等。在一个实现方式中，扩孔器或滑动间隔件可耦接到引导管并插入井下。扩孔器可包括被配置来将孔成形为基本均匀的截面的一个或多个切割或研磨表面。例如，扩孔器可被配置来使孔的侧面平滑。

扩孔器还可被配置来在引导管与孔的壁之间施加横向力，使钻头倾斜或以其他方式沿特定方向引导钻头。此方向性使得冲压加速器能够形成弯曲的钻探路径。

引导管被配置来从冲压加速器喷射的抛射体并将它们引向工作面。一系列抛射体可从冲压加速器沿着引导管射击，允许连续钻探操作。还可提供其他操作，例如将连续的混凝土衬里插入孔中。

包括由一个或多个抛射体与地质材料的冲击产生的材料的喷射物可从孔中移除。在一些实现方式中，由冲击产生的背压可迫使喷射物从孔中流出。在一些实现方式中，诸如压缩空气、水等的工作流体可被注入到孔中以帮助移除至少一部分喷射物。注入可在每次发射抛射体之前、期间或之后连续进行。

还可部署一个或多个冲压加速器以钻探若干孔用于隧道掘进、挖掘等。多个加速器可顺序地或同时地射击以撞击工作面上的一个或多个目标点。在由抛射体冲击形成若干孔之后，可使用各种技术来移除由彼此靠近的两个或更多个孔限定的地质材料块。可通过破碎器臂施加机械力，以在工作面处从地质材料的主体卡扣、断开或以其他方式释放地质材料块。在其他实现方式中，常规炸药可放置到冲压加速器钻出的孔中并且被引爆以破碎地质材料。

在一些实现方式中，常规的钻探技术和设备可与冲压加速器钻探结合使用。例如，冲压加速器钻孔可用于达到特定的目标深度。一旦位于目标深度处，就可使用常规取芯钻头以在目标深度处从岩层中取出岩芯样品。

所描述的系统和技术可用于减少资源提取、资源勘探、建造等所涉及的时间、成本和环境影响。此外，冲压加速器钻探的能力使得能够更深入地勘探和恢复自然资源。另外，在冲击期间释放的能量可用于岩土勘测，诸如反射地震学、地层表征等。

说明性系统和机构

图1是用于使用冲压加速器102钻探或挖掘的说明性系统100。冲压加速器102可定位在距离地质材料106或目标材料间隔距离104处。地质材料106可包括岩石、尘土、冰等。冲压加速器102具有主体108。主体108可包括一种或多种材料，诸如钢、碳纤维、陶瓷等。

冲压加速器102包括增压机构110。增压机构110可包括气枪、电磁发射器、固体爆炸装药、可燃气体、液体爆炸装药、背压系统等中的一个或多个。增压机构110可通过提供等于或大于冲压速度的抛射体118与一种或多种可燃气体中的颗粒之间的相对速度差来操作。冲压速度是抛射体118相对于一种或多种可燃气体中的颗粒的速度，在所述速度下发生冲压效应。在一些实现方式中，发射管116的在增压机构110内的至少一部分可在发射之前维持在真空。

在这里描绘的实例中，增压机构包括引爆气枪，包括耦接到腔室114的点火器112。腔室114可被配置来容纳一种或多种可燃的或爆炸的或可引爆的材料，当由点火器112触发时，所述材料生成能量反应。例如，腔室114可填充有氢和氧。在所描绘的气枪实现方式中，腔室114耦接到放置有抛射体118的发射管116内。在一些实现方式中，抛射体118可包括或邻近填塞器120，所述填塞器120配置来至少临时地密封腔室114使其与发射管116隔离。填塞器120可附接到抛射体118，与抛射体118集成但易碎，与抛射体118分离但与其118接触等。可提供一个或多个鼓风排气孔122以提供反应副产物的释放。在其他实现方式中，可不存在鼓风排气孔122。在一些实现方式中，发射管116可以是光滑的、铆接的，包括一个或多个导轨或其他引导特征等。发射管116或其部分可维持在低于环境大气压力的压力下。例如，发射管116的部分(诸如增压机构110中的那些)可被抽空至小于25托的压力。

增压机构110被配置来利用抛射体118发起冲压效应。冲压效应导致一种或多种可燃气体被抛射体118压缩并且随后靠近抛射体118的背侧燃烧。这种压缩导致一种或多种可燃气体的加热，从而触发点火。点火的气体在放热反应中燃烧，在抛射体118上施加冲击，其沿着发射管116加速。在一些实现方式中，可使用烟火点火器辅助或发起点火。烟火点火器可固定到抛射体118或其一部分，或者可布置在发射管116内。

增压机构110可使用电磁、固体爆炸装药、液体爆炸装药、气体爆炸装药、存储的压缩气体等来以冲压速度沿着发射管116推进抛射体118。在一些实现方式中，可使用背压系统。背压系统使经过静止抛射体118的一种或多种可燃气体的至少一部分加速，从而在初始静止抛射体118中产生冲压效应。例如，处于高压下的可燃气体混合物可在抛射体118停留在发射管116内时经过抛射体118从发射管116内的端口排出。此相对速度差实现冲压速度，并且燃烧的冲压效应开始并且将抛射体118沿着发射管116推动。也可使用混合系统，其中抛射体118移动并且同时施加背压。在另一个实现方式中，隔膜可朝向抛射体118移动，使可燃气体位移经过静止抛射体118以产生冲压效应。

抛射体118沿着发射管116从增压机构110传递到一个或多个冲压加速部段124中。冲压加速部段124(或“部段”)可由部段分离机构126约束。部段分离机构126被配置来维持可燃气体混合物128，所述可燃气体混合物128已经通过特定部段124中的一个或多个气体入口阀130允许进入部段124中。不同部段124中的每一个可具有不同的可燃气体混合物128。

不同部段124可由防止在任一侧上处于或接近相同压力下的不同可燃气体混合物的混合的各种构件(诸如杯、面板或隔膜)分离。

部段分离机构126可包括阀，诸如球阀、隔膜、重力梯度、液体、端盖或被配置来将不同的可燃气体混合物128基本上维持在它们各自的部段124内的其他结构或材料。在下面关于图3描述的一个实现方式中，可使用卷轴机构来展开隔膜，允许隔膜在其在冲压加速器102的操作期间被抛射体118穿透之后相对快速地复位。在其他实现方式中，发射管116可以不垂直于当地垂线的角度布置，使得重力基于不同的可燃气体混合物128的相对密度将其保持在不同高度处。例如，较轻的可燃气体混合物128“浮”在较重的可燃气体混合物128的顶部，所述较重的可燃气体混合物128沉到或保留在发射管116的底部上。在另一个实例中，孔134的底部处的流体可提供密封，所述密封允许引导管136被可燃气体混合物128填充并且用作冲压加速部段124。

在此图中，描绘了由五个部段分离机构126(1)-(5)维持的四个部段124(1)-(4)。当准备操作时，部段124(1)-(4)中的每一个用可燃气体混合物128(1)-(4)填充。在其他实现方式中，可使用不同数量的部段124、部段分离机构126等。

可燃气体混合物128可包括一种或多种可燃气体。一种或多种可燃气体可包括氧化剂或氧化物。例如，可燃气体混合物128可包括比例为2:1的氢气和氧气。可使用其他可燃气体混合物，诸如硅烷和二氧化碳。可燃气体混合物128可通过从固体或液体气体发生器使用固体材料从环境大气中提取，电解诸如水的材料来提供，所述固体或液体气体发生器使用化学反应释放可燃气体的固体材料与预先存储的气体或液体等。

可燃气体混合物128可以是相同的或可在部段124之间不同。这些差异包括化学成分、压力、温度等。例如，部段124(1)-(4)中的每一个中的可燃气体混合物128的密度可沿着发射管116减小，使得部段124(1)将可燃气体128保持在比部段124(4)高的压力。在另一个实例中，部段124(1)中的可燃气体混合物128(1)可包括氧和丙烷，而可燃气体混合物128(3)可包括氧和氢。

一个或多个传感器132可被配置在沿着冲压加速器102的一个或多个位置处。这些传感器132可包括压力传感器、化学传感器、密度传感器、疲劳传感器、应变仪、加速度计、接近传感器等。

冲压加速器102被配置来从发射管116的喷射端并朝向地质材料106或其他材料的工作面喷射抛射体118。在冲击时，可形成孔134。喷射端是冲压加速器102的靠近孔134的部分。

一系列抛射体118可一个接一个地射击，以形成随着每次冲击而长度增长的孔。冲压加速器102可将抛射体118加速到超高速。如在本公开中所使用的，超高速包括在从冲压加速器发射管喷射或退出时大于或等于每秒两千米的速度。

在其他实现方式中，抛射体118可加速到非超高速。非超高速包括低于每秒两千米的速度。超高速和非超高速也可基于抛射体118与地质材料106或其他材料的相互作用来表征。例如，超高速冲击的特征在于流体-流体型相互作用，而非超高速冲击通常被描述为固-固相互作用。下面关于图6和图7更详细地讨论这些相互作用。

在一些实现方式中，引导管136可插入孔134中。引导管136的内部可以是光滑的、铆接的，包括一个或多个导轨或其他引导特征等。引导管136提供用于抛射体118从冲压加速器102行进到正在被钻探的地质材料106的部分的路径。引导管136还可用于防止下沉、引导钻探路径、部署仪器、部署扩孔器等。因此，引导管136可沿着由抛射体118的连续冲击形成的钻探路径138。引导管136可包括耦接在一起的多个部段，诸如具有螺纹、夹具等。引导管136可以是圆形、椭圆形、矩形、三角形或者描述多面体截面。引导管136可包括彼此嵌套的一个或多个管或其他结构。例如，引导管136可包括同轴安装的内管和外管，或者内管抵靠外管的一侧。

与常规钻探相比，使用抛射体118的冲击的孔134的形成通过使与添加更多引导管136相关联的工作停止最小化来提高钻探速度。例如，在重复射击之后，间隔距离104可增加到零至数百英尺的距离。在使用若干抛射体118延伸孔134之后，可停止射击，同时插入一个或多个另外引导管136部段。此插入可用于转向或引导孔134的方向。相比之下，常规钻探可能涉及每十英尺停止以添加钻杆的新部段，这导致较慢的进度。在其他实现方式中，随着孔134延伸，引导管136可随后前进。

可通过修改冲压加速器102的一个或多个射击参数、移动引导管136等来改变钻探路径138的方向。例如，引导管136上的扩孔器可通过推动孔134的壁、将引导管136弯曲或倾斜到特定方向来施加横向压力。

喷射物收集器140被配置来收集或捕获由一个或多个抛射体118的冲击产生的喷射物的至少一部分。喷射物收集器140可靠近孔134的顶部放置，诸如耦接到引导管136。

在一些实现方式中，钻头卡盘142可机械地耦接到引导管136，使得引导管136可升高、降低、旋转、倾斜等。因为地质材料106通过抛射体118的冲击被移除，引导管136的端部不承载与传统机械钻探技术相关联的负载。因此，与常规钻探相比，具有冲压加速器系统的钻头卡盘142可向引导管136施加较小的扭矩。

冲压加速器102可与常规钻探技术结合使用。下面关于图2更详细地讨论这种情况。

在一些实现方式中，电子控制系统144可耦接到冲压加速器102、一个或多个传感器132、抛射体118中的一个或多个传感器等。控制系统144可包括被配置来促进冲压加速器102的操作的一个或多个处理器、存储器、接口等。控制系统144可耦接到一个或多个部段分离机构126、气体入口阀130以及传感器132，以便协调冲压加速器102的配置用于抛射体118的喷射。例如，控制系统144可将特定可燃气体混合物128填充到特定部段124中并且推荐特定抛射体118类型以用于在特定地质材料106中形成特定孔134。控制系统144还可提供部段分离机构126的打开和关闭的顺序。例如，控制系统144可向部段分离机构126发送信号或电力，使得它们能够打开以允许抛射体118通过。

在一些实现方式中，代替或除了部段分离机构126之外，挡板或环形构件可放置在冲压加速部段124内。挡板被配置来允许抛射体118在操作期间通过。挡板可允许减少冲压加速器102、引导管136等内的分段分离机构126的数量。

在一些实现方式中，结合轨道管使用挡板(如下面关于图20所述)可允许在不使用填塞器120的情况下操作。通过省略填塞器120，可显着简化机构以及系统100的操作。例如，增压机构110可包括使用可燃气体来在没有填塞器120的情况下射击抛射体118的引爆枪。

可存在这里未描绘的其他机构。例如，注入系统可被配置来将一种或多种材料添加到抛射体118的尾流中。这些材料可用于清洁发射管116、清洁引导管136、移除碎屑等。例如，粉末状二氧化硅可被注入到抛射体118的尾流中，使得二氧化硅的至少一部分被尾流拉着沿着发射管116向下、进入孔134中或两者。

虽然冲压加速器102被描绘为在地面上，但在一些实现方式中，冲压加速器102可至少部分地在地面之下。

图2示出了情景200，其中至少部分地由冲压加速器钻探形成弯曲的钻探路径138。在此图示中，在地平面204处示出了202工作地点。在工作地点202处，支撑结构206保持冲压加速器102。例如，支撑结构206可包括井架、起重机、支架等。在一些实现方式中，冲压加速器102的总长度可在75英尺至800英尺之间。支撑结构206被配置来在射击期间将发射管116维持在基本直线上、在期望取向上。通过最小化发射管116在射击抛射体118期间的偏转，减小了施加在主体108上的侧向载荷。在一些实现方式中，多个冲压加速器102可移入和移出孔134前面的位置以射击其抛射体118，使得一个冲压加速器102在射击而同时另一个在装载。

冲压加速器102可垂直地、成角度地或水平地布置，这取决于特定的任务。例如，在钻井时，冲压加速器102可基本垂直地定位。相比之下，在钻通道时，冲压加速器102可基本水平地定位。

钻探路径138可被配置来沿着一个或多个曲率半径弯折或弯曲。曲率半径可至少部分地基于在抛射体118在引导管136内运送期间施加在所述引导管136上的侧向载荷来确定。

弯曲的能力允许定向钻探路径138，使得可到达地平面204以下的空间中的特定点，或者避免特定区域。例如，钻探路径138可被配置来绕地下储层。在此图示中，钻探路径138穿过地质岩层208的若干层，到达最终目标深度210。在目标深度210处或者在冲击期间钻探路径138中的其他点处，可分析来自抛射体118的冲击的喷射，以确定钻探路径138的端部穿过的各种地质沿层208的组成。

在一些实现方式中，冲压加速器102或其一部分可延伸或放置在孔134内。例如，冲压加速器102可沿着引导管136下降，并且射击可在地平面204以下的深度处开始。在此实现方式中，冲压加速器102可在不需要鼓风排气孔122的情况下操作。在另一实现方式中，引导管136或其一部分可用作另外冲压加速部段124。例如，孔134中的引导管136的下部部分可填充有可燃气体，以便在冲击之前提供加速度。

利用冲压加速器102的钻探可与常规钻探技术结合使用。例如，冲压加速器102可用于快速达到先前指定的目标深度210水平线。在那一点处，可停止使用冲压加速器102，并且常规钻探技术可使用由抛射体118形成的孔134用于诸如切割岩芯样品等的操作。一旦岩芯样品或其他操作已经完成了期望的距离，则冲压加速器102的使用可恢复，并且另外抛射体118可用于增加钻探路径138的长度。

在另一实现方式中，抛射体118可以这样的方式成形，即捕获或测量地质材料106的材料特性或分析包括抛射体118的材料与地质材料106或其他靶材料之间的材料相互作用。可从孔134中回收抛射体118碎片的样品，诸如通过抛射体118的岩芯钻探和回收。另外，抛射体118中的传感器可将信息传输回控制系统144。

图3示出部段分离机构126的一个实现方式的机构300。如上所述，可使用若干技术和机构来将不同的可燃气体混合物128维持在特定的冲压加速器部段124内。

这里描绘的机构300可布置在特定部段124的一个或多个端部处。例如，机构300可如这里所示的位于部段124(1)与124(2)之间、在包含可燃气体混合物128(4)的部段124(4)的喷射端处等。

间隙302设置在冲压加速器部段124之间。隔膜304延伸通过间隙302，或当在喷射端上时在发射管116的前面延伸。隔膜304被配置来将可燃气体混合物128维持在相应的部段124内，防止环境大气进入排空部段124等。

隔膜304可包括一种或多种材料，包括但不限于金属、塑料、陶瓷等。例如，隔膜304可包括铝、钢、铜、尼龙、聚氯乙烯、聚酯薄膜等。在一些实现方式中，载体或支撑基质或结构可布置在隔膜304的被配置来在射击期间被抛射体118穿透的至少一部分的周围。隔膜304的被配置来被穿透的部分可以一种或多种方式与载体不同。例如，载体可更厚，具有不同的组分等。在一些实现方式中，隔膜304的被配置来被穿透的部分可被刻痕或以其他方式设计以促进抛射体118的穿透。

供应卷筒306可在载体带或隔膜材料中存储多个隔膜304，其中被穿透的隔膜被卷取卷筒308卷取。

可通过压缩隔膜304的一部分或者载体将隔膜304保持在第一冲压加速器部段124(1)上的第一密封组件310与第二冲压加速器部段124(2)上的对应第二密封组件312之间来在部段124与隔膜304之间维持密封。第二密封组件312在这里被描绘为被配置来如箭头314所示朝向或远离第一密封组件310位移，以便允许制造或破坏隔膜304的密封和运动。

在用可燃气体混合物128抽空或填充部段124期间，如密封在第一密封组件310与第二密封组件312之间的完整隔膜304密封部段124。在射击期间，抛射体118穿透隔膜304，留下孔。在射击之后，材料可从供应卷筒306卷绕到卷取卷筒308，使得完整隔膜304被带入发射管116中并且随后被密封组件密封。

外壳316可被配置来封闭卷筒、密封组件等。可提供允许维持的各种接入端口或舱口，所述维持诸如移除或放置供应卷筒306、卷取卷筒308等。可提供分离接头318，其允许第一冲压加速器部段124(1)与第二冲压加速器部段124(2)分离。外壳316、分离接头318以及其他结构可被配置来维持操作期间的发射管116的对准。外壳316可配置有一个或多个压力释放阀320。这些阀320可用于释放由冲压加速器102的操作、大气压力的变化等产生的压力。

虽然在此实例中描绘了第一冲压加速器部段124(1)和第二冲压加速器部段124(2)，但应理解，机构300可在其他部段124之间、其他部段124的末端等采用。

在其他实现方式中，代替卷筒，隔膜304可布置为材料板或片。进给机构可被配置来改变这些板或片以用完整的隔膜替换穿透的隔膜304。

部段分离机构126可包括配置来在发射管116外滑动的板，诸如闸阀。也可使用其他阀诸如球阀。在相同射击操作期间，这些各种机构中的一个或多个可用在相同的发射管116中。例如，机构300可在冲压加速器102的喷射端使用，而球阀或闸阀可在部段124之间使用。

部段分离机构126可被配置来装配在引导管136内，或者放置在孔134内。这种布置允许冲压加速部段124沿着孔134向下延伸。例如，机构300可向下部署到孔134中以支持沿着孔向下射击正在进行的抛射体118序列。

图4示出抛射体118的若干视图400。侧视图402将抛射体118描述为具有前部404、后部406、杆穿透器408以及内部主体410和外壳主体412。前部404被配置来在发射期间在后部406之前离开发射管116。

杆穿透器408可包括一种或多种材料，诸如金属、陶瓷、塑料等。例如，杆穿透器408可包括铜、贫化铀等。

抛射体118的内部主体410可包括固体塑料材料或其他材料以夹带到孔134中，所述材料例如像炸药、孔清洁器、防渗物、水、冰。例如，抛射体118可包括生成气体以帮助从孔134移除喷射物的材料。塑料炸药或专用炸药可嵌入杆穿透器408中。当抛射体118穿透地质材料106时，炸药被夹带到孔134中，在那里它可被引爆。在另一个实施方案中，外壳主体412可连接到被配置来将单独炸药拉入孔134中的挂绳。

在一些实现方式中，抛射体118的至少一部分可包括在冲压加速器102的射击序列的至少一部分期间存在的条件期间可燃的材料。例如，外壳主体412可包括铝。在一些实现方式中，抛射体118可省略机载推进剂。

抛射体118的后部406还可包括填塞器120，所述填塞器120适于在抛射体118加速通过发射管116的每个部段时防止可燃气体混合物128经过抛射体118逃逸。填塞器120可以是抛射体118的整体部分或单独且可分开的单元。截面414示出沿线A-A指示的平面的视图。

如所描绘的，抛射体118还可包括一个或多个翅片416、轨道或其他引导特征。例如，抛射体118可被膛线以引发螺旋。翅片416可定位到抛射体118的前部404、后部406或两者，以在发射和喷射期间提供引导。翅片416可涂布有研磨材料，当抛射体118穿透地质材料106时，所述研磨材料有助于清洁发射管116。在一些实现方式中，一个或多个翅片416可包括磨头418。在一些实现方式中，抛射体118的主体可向外延伸以形成翅片或其他引导特征。磨头418可用于在抛射体118的通过期间清洁引导管136。

在操作期间，冲压加速部段124或引导管136中的一个或多个的宽度可改变。例如，随着钻探深度变深，引导管136的连续部段可更窄。抛射体118的翅片416可被配置来在运输期间磨损、剪切、弯曲、压缩等，使得抛射体118继续沿着管的长度行进。在一些实现方式中，切割元件可内置在管中以剪掉翅片416的一部分。例如，包括剪切表面的圆锥形部段可用于从较宽套管过渡到较窄套管。当抛射体118行进通过此圆锥形部段或“漏斗”时，切割元件移除翅片416的至少一部分，使得抛射体118将通过部段分离机构126(诸如球阀等)装配到引导管136的下游部段中。例如，引导管136的下游部段可包括一个或多个轨道管(下面参考图20描述)。这些轨道管可被配置来引导抛射体118、在操作期间将特定的旋转或自旋运送到抛射体118等。例如，轨道管可具有导致抛射体118旋转的螺旋曲线。

在一些实现方式中，抛射体118可并入有一个或多个传感器或其他仪器。传感器可包括加速度计、温度传感器、陀螺仪等。来自这些传感器的信息可使用射频、光传输、声音传输等返回到接收设备。此信息可用于修改一个或多个射击参数、表征孔134中的材料等。

图5示出另一个抛射体118设计的若干视图500。如这里在示出截面的侧视图502中所示，抛射体118具有前部504和后部506。

杆穿透器408在抛射体118内。虽然穿透器被描绘为杆，但在其他实现方式中，穿透器可具有一种或多种其他形状，诸如棱柱体。

类似于上述，抛射体118可包括中间芯506和外芯508。在一些实现方式中，可省略这些中的一个或两个。也如上所述，抛射体118可包括内部主体410和外壳主体412，虽然具有与上面关于图4所述的形状不同的形状。

抛射体118可包括烟火点火器510。烟火点火器510可被配置来在射击期间发起、维持或以其他方式支持可燃气体混合物128的燃烧。

截面512示出了沿线B-B所指示的平面的视图。如所描绘的，抛射体118可以不是径向对称的。在一些实现方式中，抛射体118的形状可被配置来向抛射体118提供引导或方向。例如，抛射体118可具有楔形或凿形。如上所述，抛射体118还可包括一个或多个翅片416、轨道或其他引导特征。

抛射体118可包括一种或多种研磨材料。研磨材料可布置在抛射体118内或上，并且配置成在与地质材料106的工作面冲击时提供研磨作用。研磨材料可包括金刚石、石榴石、碳化硅、钨或铜。例如，中间芯506可包括可层叠在杆穿透器408的内芯与外芯508之间的研磨材料。

图6示出诸如在已经从冲压加速器102喷射的抛射体118穿透地质材料106的工作面期间发生的流体-流体冲击相互作用的序列600。在此图示中，如箭头602所示，时间被指示为沿页面向下递增。

在一个实现方式中，具有大致10:1或更大的长径比的抛射体118以高速冲击到地质材料106的工作表面中。也可使用3：1、4：1等的其他长径比。以高于大致800米/秒的速度穿透导致数量级为抛射体118的长度的两倍或更多倍的穿透深度。另外，所产生的孔134的直径大致为冲击抛射体118的直径的两倍或更多倍。抛射体118的速度的另外增加导致地质材料106的穿透深度的增加。随着抛射体118的速度增加，抛射体118的前部在与地质材料106的工作面冲击时开始变得蘑菇状。这种冲击产生流体-流体相互作用区604，其导致抛射体118的侵蚀或蒸发。由冲击产生的背压可迫使喷射物606或诸如来自扩孔器的切屑的其他材料从孔134流出。喷射物606可包括从细灰尘到块的各种尺寸的颗粒。在一些实现方式中，喷射物606可包括可用于其他工业过程中的一种或多种材料。例如，包括碳的喷射物606可包括适用于诸如医学、化学工程、印刷等的其他应用的巴基球或纳米颗粒。

速度越高，抛射体118变得越完全被腐蚀，并且因此由高速冲击产生的空间“越清洁”或越空，从而留下更大的直径和更深的孔134。另外，在抛射体118和地质材料106的一部分已经蒸发时，孔134将没有或几乎没有抛射体118的剩余材料。

图7示出诸如较低速度下的抛射体118穿透地质材料106的工作面期间发生的非流体-流体冲击相互作用的序列700。这种相互作用也可被描述为非水利弹性的。在此图示中，如箭头702所示，时间被指示为沿页面向下递增。

在较低速度下，诸如当抛射体118以低于每秒2千米的速度从冲压加速器102喷射出时，地质材料106的接近抛射体118的部分开始在破裂区704中破裂。喷射物606可从冲击部位抛出。不是如发生流体-流体相互作用那样蒸发抛射体118和一部分地质材料106，这里冲击可粉碎或破碎地质材料106块。例如，第一冲击可被认为已经“预调节”了破裂区704用于随后冲击。

如上所述，由冲击产生的背压可迫使喷射物606从孔134流出。

图8示出包括配备有内管802和外管804的引导管136的机构800。内管802相对于外管804的定位可由一个或多个定位装置806维持。在一些实现方式中，定位装置806可包括轴环或环。定位装置806可包括一个或多个孔径或通道以允许诸如流体、喷射物606等材料通过。定位装置806可被配置来允许内管802与外管804之间的相对运动，诸如旋转、平移等。例如，外管804可在内管802保持静止的同时旋转。

内管802与外管804之间的空间可形成一个或多个流体分配通道808。流体分配通道808可用于运输喷射物606，诸如冷却或液压流体的流体、衬里材料等。流体分配通道808被配置来通过一个或多个流体线812从流体供应单元810接受流体。流体分配通道808可包括一个管在另一个管内的同轴布置，护套包括内管802与外管804之间的空间。流体可在闭环中再循环，或在开环中使用一次。

内管802布置在外管804内。在一些实现方式中，管可彼此共线。可添加另外管，以提供另外功能，诸如另外流体分配通道808。

一个或多个扩孔器814耦接到流体分配通道808并布置在孔134中。扩孔器814可被配置来提供各种功能。这些功能可包括通过切割、刮除、磨削等提供孔134的基本均匀的截面。由扩孔器814提供的另一功能可用作孔134的壁与引导管136之间的轴承。来自流体供应单元810的流体可被配置来冷却、润滑并且在一些实现方式中为扩孔器814供电。

扩孔器814还可配置有一个或多个致动器或其他机构以产生一个或多个横向运动816。这些横向运动816使引导管136的至少一部分相对于孔134的壁位移，从而斜置、倾斜或弯曲引导管136的一个或多个部分。因此，抛射体118的冲击点可偏移。通过在孔134内的一个或多个扩孔器814处选择性地施加横向运动816，随后的抛射体118的位置冲击，并且钻探路径138的所得方向可改变。例如，作为横向运动816的结果，钻探路径138可以是弯曲的。

扩孔器814或诸如辊、引导件、套环等的其他支撑机构可沿着引导管136定位。这些机构可防止或最小化操作期间引导管136的欧拉屈曲。

在一些实现方式中，抛射体118的路径也可通过其他机构来改变，诸如抛射体引导器818。抛射体引导器818可布置在一个或多个位置处，诸如引导管136、引导管136的靠近地质材料106的工作面的端部处等。抛射体引导器818可包括被配置来在离开引导管136时偏转或偏移抛射体118的结构。

如上所述，引导管136或没有使用引导管136时的冲压加速器102可与地质材料106的工作面分离间隔距离104。间隔距离104可至少部分地基于深度、孔134中的材料、射击参数等而变化。在一些实现方式中，间隔距离104可以是两英尺或更多英尺。

随着钻探进行，引导管136的另外部段可耦接到在孔134中的那些部段。如这里所示，位于孔134中的引导管136(1)可耦接到引导管136(2)。在一些实现方式中，内管802和外管804可在单独操作中啮合。例如，内管802(2)可啮合到孔134中的内管802(1)，一个或多个定位装置806可安置就位，并且外管804(2)也可啮合到外管804(1)。

在一些实现方式中，激光单元820可用于将能量施加到抛射体118前方的材料中。这可用于减小运动时抛射体118上的阻力。例如，引导管136可包括光纤或激光单元820，以生成被射入来临的抛射体的路径中的激光脉冲。在J.Fang、Y.J.Hong、Q.Li和H.Huang的“Hypersonic wave drag reduction performance of cylinders with repetitivelaser energy depositions”中更详细地描述超高速抛射体中的阻力的减少。

图9示出机构900，其中诸如来自冲压加速器102的射击的废气的流体用于从孔134驱动喷射物606或其他材料，诸如来自扩孔器814的切屑。在此图示中，引导管136被描绘为具有一个或多个扩孔器814。本文所述的流体分配通道808或其他机构也可与机构900结合使用。

冲压加速器废气902(“废气”)或另一工作流体被迫沿着引导管136向下。工作流体可包括压力下的空气或其他气体、水或其他流体、浆料等。废气902将喷射物606推入一个或多个喷射物运输通道904中。在一个实现方式中，喷射物运输通道904可包括引导管136与孔134的壁之间的空间。在另一实现方式中，喷射物运输通道904可包括引导管136和与引导管136同轴的另一管之间的空间。喷射物运输通道904被配置来将喷射物606从孔134运出到喷射物收集器140。

一系列单向阀906可布置在喷射物运输通道904内。单向阀906被配置成使得废气902和喷射物606能够远离孔134的远端朝向喷射物收集器140迁移。例如，由沿引导管136向下行进的抛射体118产生的压力波迫使喷射物606沿着喷射物运输通道904经过单向阀906。随着压力下降，较大块的喷射物606可落下，但被单向阀906防止返回到孔134的端部。通过由连续抛射体118的排气902或其他注入物或另一工作流体产生的每个连续压力波，给定块的喷射物606经过连续的单向阀906迁移到表面。在表面处，喷射物收集器140运输喷射物606以进行处理。

可分析表面处的喷射物606以确定孔134中的地质材料106的组分。在一些实现方式中，抛射体118可配置有预定元件或跟踪材料，使得分析可与一个或多个特定抛射体118相关联。例如，编码标签剂可被注入到废气902中、放置在抛射体118上或内等。

图10示出用于使用流体操作扩孔器814或孔134中的其他装置并移除喷射物606的机构1000。如上所述，引导管136可配备有一个或多个流体分配通道808。流体分配通道808可被配置来将流体从流体供应单元810提供到孔134中的一个或多个装置或出口。

在此图示中，扩孔器814中的一个或多个被配置来包括一个或多个流体出口端口1002。流体出口端口1002被配置来将流体的至少一部分从流体分配通道808发出到孔134中。此流体可用于带走喷射物606或其他材料，诸如来自扩孔器814的切屑。如上所述，一系列单向阀906被配置来将喷射物606或其他碎屑引向喷射物收集器140。在一些实现方式中，流体升降辅助端口1004可沿着流体分配通道808周期性地布置。流体升降辅助端口1004可被配置来通过提供加压流体喷射来辅助喷射物606或其他碎屑朝向喷射物收集器140移动。流体出口端口1002、流体升降辅助端口1004或两者可被计量以提供固定或可调节的流速。

包含喷射物606或来自流体出口端口1002和流体升降辅助端口1004的其他碎屑的流体的运动可与来自废气902的压力结合工作以清除孔134的喷射物606或其他碎屑。在一些实现方式中，抛射体118的各种组合可用于在特定抛射体118射击之前预先爆炸或清除孔134的碎屑。

如上所述，冲压加速器102可与常规钻探技术结合工作。在一个实现方式中，引导管136在孔134中的端部可配备有切割或引导钻头。例如，取芯钻头可允许岩芯取样。

图11示出了机构1100，其中衬里部署在孔134内。混凝土输送护套1102或诸如管道的其他机构被配置来通过一个或多个供应线1106从混凝土泵送单元1104接受混凝土。混凝土通过混凝土输送护套1102流动到孔134内的一个或多个混凝土出口端口1108。混凝土被配置来填充孔134的壁与引导管136之间的空间。代替或或除了混凝土之外，可使用其他材料，诸如膨润土、农用秸秆、棉花、增稠剂(诸如如瓜尔胶、黄原胶)等。

随着钻探继续，诸如由于由冲压加速器102射击的抛射体118的连续冲击，引导管136可进一步向下插入孔134中，并且混凝土可继续被泵送并从混凝土出口端口1108挤出，形成混凝土衬里1110。在其他实现方式中，除了混凝土之外的材料可用于提供孔134的衬里。

在一些实现方式中，可提供密封件1112以最小化或防止混凝土流入孔134的工作面中，抛射体118瞄准冲击所述工作面。机构1100可与本文所述的其他机构组合，诸如扩孔器机构800、喷射物606移除机构900和1000等。

在一个实现方式中，混凝土可包括脱模剂或润滑剂。脱模剂可被配置来缓解引导管136相对于混凝土衬里1110的运动。在另一实现方式中，可从另一组出口端口发出脱模剂。还可提供被配置来在引导管136与混凝土衬里1110之间展开一次性塑料层的机构。此层可部署为液体或固体。例如，塑料层可包括聚四氟乙烯(“PTFE”)、聚乙烯等。

在一些实现方式中，钻头或其他切割工具可固定到引导管136的尖端。例如，三锥形钻头可固定到引导管136的端部。切割工具可具有孔径，抛射体118可穿过所述孔径并冲击工作面。切割工具可在冲击期间操作，或者在冲击期间可以是空闲的。

图12示出用于使用一个或多个冲压加速器102进行隧道掘进或挖掘的机构1200。多个冲压加速器102(1)-(N)可顺序地或同时地射击以撞击工作面上的一个或多个目标点，从而形成多个孔134。冲击可以预定模式配置，其在地质材料106内生成一个或多个聚焦冲击波。这些冲击波可被配置来破坏或替换在冲击时未蒸发的地质材料106。

如这里所示的，六个冲压加速器102(1)-(6)布置在工作面的前面。一个或多个抛射体118从每个冲压加速器102发射，形成对应的孔134(1)-(6)。多个冲压加速器102(1)-(N)可作为组或独立地平移、旋转或两者移动，以便瞄准和钻探地质材料106的工作面中的多个孔134。

在另一实现方式中，单个冲压加速器102可平移、旋转或两者移动，以便瞄准和钻探地质材料106的工作面中的多个孔134。

在由抛射体118的冲击形成孔134之后，可使用各种技术来移除地质材料106的块或部段。地质材料1202的部段是地质材料106的由彼此接近的两个或更多个孔限定的部分。例如，布置在正方形中的四个孔134限定地质材料106的可被移除的部段，如下面关于图13所述。

如上所述，使用冲压加速的抛射体118允许在地质材料106中快速形成孔134。这可导致与隧道掘进相关联的减少的时间和成本。

图13示出用于移除由冲压加速器抛射体118或常规钻探技术钻探的孔134限定的岩石部段的装置和过程1300。在破碎1302期间，冲压加速器102可包括破开地质材料部段1304的机构。例如，冲压加速器102可包括线性破碎器装置1306，所述线性破碎器装置1306包括根据推臂运动1310移动的一个或多个推臂1308。推臂1308可插入在地质材料部段1304之间，并且机械力可通过推臂1308施加，以在工作面处将地质材料106块从地质材料106的主体卡扣、断开或以其他方式释放，形成位移的地质材料部段1312。

在一些实现方式中，代替或除了线性破碎器装置1306之外，可使用根据旋转运动1316移动的旋转破碎器装置1314。旋转破碎器装置1314通过在旋转期间施加机械力来破开地质材料部段1304。在破碎1318之后，移除装置1320从孔134运输位移的地质材料部段1312。例如，移除装置1320可包括斗式装载机。

说明性过程

图14是利用超高速冲压加速器102穿透地质材料106的说明性过程1400的流程图1400。在框1402，在工作地点202处设置一个或多个冲压加速器102，以便钻探若干孔用于隧道掘进、挖掘等。冲压加速器102可垂直、水平或对角地定位在距待穿透的地质材料106的工作面的间隔距离处。

在框1404，一旦定位了冲压加速器102，就确定射击参数，诸如抛射体118类型和组分，地质材料106的硬度和密度，相应冲压加速器中的级数，射击角以及其他环境条件，包括每个冲压加速器102的空气压力、温度。在框1406，在确定射击参数后，至少部分地基于射击参数选择一个或多个抛射体118，并且如在框1408所述的将所选择一个或多个抛射体118装载到冲压加速器102中。

在框1410，至少部分地基于所确定射击参数配置冲压加速器102中的每一个。在框1412，随后用固体气体发生器或多种可燃气体混合物128填装冲压加速器102中的每一个。在框1414，在填装一个或多个冲压加速器102之后，根据所确定射击参数发射装载的抛射体118中的一个或多个。例如，将抛射体118加速到沿着发射管116并且通过多个部段的冲压速度，并且从冲压加速器102喷射出，形成或扩大地质材料106的工作面中的一个或多个孔134。

在框1416，从工作面中的一个或多个孔134清除喷射物的至少一部分。如上所述，由冲击产生的背压可迫使喷射物606从孔134流出。在一些实现方式中，诸如压缩空气、水等的工作流体可被注入到孔134中以帮助移除至少一部分喷射物606。可进一步处理通过抛射体118以超高速冲击形成的孔134中的每一个。

在框1418，可将引导管136插入孔134中以防止下沉、部署仪器等。在一个实现方式中，耦接到引导管136的扩孔器814可沿着孔134插入并且配置来提供基本均匀的截面。

图15是穿透地质材料106的说明性过程1500，其利用超高速冲压加速器102沿着单个孔134射击多个抛射体118，使得随着随后的抛射体118更深地穿透地质材料106，孔134被扩大。在框1502，确定地质材料106的力学。在框1504，至少部分地基于地质材料106的力学确定一组初始射击参数。在框1506，至少部分地基于一组初始射击参数，配置冲压加速器102用于进行射击。一旦配置了冲压加速器102，在框1508，就朝向地质材料106的工作面射击抛射体118，形成一个或多个孔134。在框1510，确定抛射体118与工作面的冲击结果。在一些实施方案中，在将随后的抛射体118装载和射击到孔134中之前，可能需要重新配置冲压加速器102。在框1512，至少部分地基于冲击结果确定第二组射击参数。在框1514，从如配置有第二组射击参数的冲压加速器102朝向地质材料106的工作面射击随后的抛射体118。可重复此过程，直到达到期望的穿透深度。

图16示出部署了包括端盖的放置在井下的引导管136以及用于在孔中的地层流体中产生气隙的系统的机构1600。在此图示中，描绘了引导管136。然而，在其他实现方式中，所描述的机构可与系统的其他部段结合使用。端盖1602可放置在引导管136内，以在抛射体118可能沿着通过的引导管136的内部与可在孔134内的工作面处积聚的地层流体1604之间提供至少部分密封。例如，地层流体1604可包括钻探泥浆、油、水、泥浆、气体等。

端盖1602可由塑料、聚合物、陶瓷、弹性体、金属或复合材料中的一种或多种制成。在一些实现方式中，端盖还可包括可燃材料。端盖1602可以是刚性的、柔性的、半柔性的等。

在一些实现方式中，端盖1602可至少部分地由被配置来扩展或膨胀的材料制成。例如，端盖1602可包括填充有亲水材料诸如硅胶的水可渗透覆盖物。也可使用其他材料，诸如氢氧化钙、玻璃状二氧化硅、三氧化二铁、氧化铝等。当暴露于地层流体1604内的水时，端盖1602可膨胀，从而密封引导管136。

端盖1602可以各种形状展开。这些形状可包括但不限于圆柱体、球体、透镜等。在一些实现方式中，端盖可包括被配置来接受抛射体118的凹部。例如，凹部可在端盖1602的中心。

端盖1602可包括被配置来从第一物理配置改变为第二物理配置的结构。第二物理配置可呈现比第一物理配置大的宽度。例如，第一物理配置可被折叠或收起，而第二物理配置被扩展或展开。例如，端盖1602可包括多个机械构件，所述机械构件可被位移，使得它们提供径向压力，从而增加端盖的直径，使得形成密封。

在一个实现方式中，端盖1602可部署到引导管136的靠近工作面的端部。端盖1602可形成至少部分密封，从而防止或阻止地层流体1604流入引导管136中抛射体118在其内行进的部分。

气隙流体供应单元1606被配置来通过一个或多个气隙流体供应通道1608将气隙流体或净化气体提供到靠近工作面的一个或多个气隙流体出口端口1610。气隙流体可包括气体或液体。气体气隙流体可包括但不限于氦气、氢气、二氧化碳、氮气等。在一些实现方式中，气隙流体可以是可燃的或可引爆的，诸如上述可燃气体混合物128。

气隙流体可注入到至少部分地由端盖1602和工作面约束的体积中。气隙流体可在等于或大于周围地层流体1604的压力的压力下施加。注入气隙流体以在地层流体1604内形成气隙1612或凹坑。例如，在气隙流体包括气体的情况下，气隙1612包括被气体占据的空间或泡，使至少一些地层流体1604位移。此位移可减少或防止地层流体1604或其组分从孔134侵入。凹坑可占据钻探设备的近端部分与工作面或其一部分之间的整个体积。气隙1612提供可压缩体积，喷射物606和其他冲击产物块可至少暂时地分散在在所述可压缩体积内。

在一个实现方式中，可以短暂或“打嗝”模式施加气隙流体，在短时间段内生成气隙1612。当气隙1612存在时，冲压加速器102可被配置来穿过端盖1602、气隙1612将抛射体118射击并进入工作面。

在一些实现方式中，冲压加速器102可利用挡板管冲压加速器配置，也称为“挡板管”冲压加速器。挡板管冲压加速器可包括被配置来控制可燃气体混合物128在抛射体118的通过期间的位移的一系列挡板或环形环。可代替或除了上述部段分离机构126之外使用挡板管冲压加速器。

在一个实现方式中，端盖1602可提供气隙1612，使地层流体1604的至少一部分位移。端盖1602可包括泡沫、扩展基质、球囊、被配置来扩展并维持与引导管136的密封的结构等。例如，端盖1602可包括具有大于或等于引导管136的内径的直径的球，从而在端盖1602与引导管136之间提供摩擦配合。在一些实现方式中，端盖1602可包括可燃材料。端盖1602可被配置来与工作面接触，诸如喷射物606，或者可在产生气隙1612之前通过地层流体1604与工作面分离。在其他实现方式中，端盖1602可保持在引导管136内。

在一些实现方式中，多个端盖1602可用在引导管136内、在冲压加速器102内等。例如，端盖1602可被配置来执行与部段分离机构126类似或相同的一个或多个功能。

在一些实现方式中，代替施加气隙流体来产生气隙1612，可使用化学或烟火装置。例如，烟火气体发生器装料可被部署和配置来生成气体，从而在地层流体1604中形成气隙1612。在另一个实例中，化学气体发生器可被配置来在与反应物(诸如地层流体1604的组分)接触时发出气体。

抛射体118可被配置来生成气隙流体。例如，抛射体118的尖端可被配置来蒸发和发出气体，使得形成气隙1612。

控制系统144可协调冲压加速器102、流体供应单元810或气隙流体供应单元1606中的一个或多个的操作。例如，控制系统144可被配置来在冲压加速器102的射击之前或期间向分配在孔134下的流体提供压力的激增或临时增加。类似地，气隙流体供应单元1606可被配置来在抛射体118的冲击之前提供气隙流体以形成气隙1612。

在一个实现方式中，端盖1602可在抛射体118冲击时被破坏。在另一个实现方式中，端盖1602可保持至少部分地就位，并且可在抛射体118的第一次穿透之后继续提供气隙1612。例如，抛射体118可穿过端盖1602，以随后冲击工作面的至少一部分。

端盖1602可以各种方式部署到期望的位置。在第一实现方式中，端盖1602可通过重力被拉到引导管136的端部。在第二实现方式中，正流体压力可施加在引导管136的第一端处，以将端盖1602拉动或推动到引导管136的靠近工作面的端部。在第三实现方式中，负流体压力可施加在引导管136的靠近工作面的端部的外侧，以将端盖1602拉到引导管136的第二端。在第四实现方式中，端盖1602可用机械构件推动到引导管136的靠近工作面的端部。

可致动一系列球阀或其他部段分离机构126以允许端盖1602前进到期望的位置，诸如管的靠近工作面的部分。

在一些实现方式中，可提供被配置来从靠近工作面的体积中移除喷射物606的螺旋钻或其他机构。例如，引导管136的端部可具有固定的一个或多个螺旋钻刀，使得旋转使喷射物606远离工作面移动并进入喷射物运输通道904。

图17示出包括用于系统100中的快速释放配件(“QRF”)1702的机构1700。QRF 1702或其部分可安装在诸如壳体的另一结构周围、内部或周围以及内部。QRF 1702可用于在射击之前限制填塞器120、端盖1602或系统100内的其他物体。填塞器120可代替破裂隔膜或者除了破裂隔膜之外。例如，填塞器120可用作将可燃气体包含在增压机构110的腔室114内。在一些实现方式中，QRF 1702可在归档之前限制抛射体118，诸如当没有填塞器120在使用时。QRF 1702还可用于将端盖1602保持在引导管136的端部处的适当位置。

在这里描绘的实现方式中，QRF 1702利用弹簧调节机构1704来调节由一个或多个弹簧1706提供的压缩或张力。在一个实现方式中，弹簧调节机构1704可包括固定螺钉、旋转电机、线性致动器等。通过利用弹簧调节机构1704改变一个或多个弹簧1706上的压缩或张力，由一个或多个弹簧1706施加到保持组件1708的力的量可改变。施加到保持组件1708的力的变化可用于改变分离QRF 1702、啮合或脱离QRF 1702的元件等所需的力的力的量。

QRF 1702可在部段1710上使用，诸如冲压加速器102的一部分、引导管136等。下面关于图18更详细地讨论QRF 1702。例如，可调节由一个或多个弹簧1706施加的力，使得在点火之前保持填塞器120，但在点火后，填塞器120后面的压力增加导致填塞器120与QRF 1702脱离，允许填塞器120和抛射体118沿着冲压加速器102的部段向下行进。

图18示出图17的快速释放配件1702的剖视图1800。在QRF 1702内可以是一个或多个保持特征，诸如这里描绘的保持球1802。

保持球1802可啮合诸如填塞器120的凹陷、唇缘或边缘的对应特征，以维持填塞器120在QRF 1702内的放置。一个或多个弹簧1706向保持组件1708施加力，所述保持组件1708包括与保持球1802接触的楔形物1804。来自楔形物1804的力随后至少部分地传递到保持球1802。通过使用弹簧调节机构1704，可调节相对于QRF 1702机械地啮合和脱离填塞器120所需的力的程度。

一个或多个保持特征相对于它们安装在其中的结构向内机械偏置。虽然通过弹簧1706提供偏置，但在其他实现方式中，诸如线性致动器、液压、气动压力等的其他机构可提供偏置力。

图19示出具有用于与QRF 1702的一部分啮合的保持凹陷1902的填塞器120的侧视图1900。例如，这里指示的保持凹陷1902可包括具有倾斜或成角度边缘的陷。在一些实现方式中，填塞器120可包括垫圈、密封件等。例如，o形环可插入到填塞器120上的通道中，以改善填塞器120与发射管116的内壁之间的密封。

在一些实现方式中，填塞器120和抛射体118可以是单件。例如，抛射体118的主体的一部分可包括适于啮合到QRF 1702的一个或多个啮合凹陷1902。在其他实现方式中，代替或除了啮合凹陷1902之外，其他啮合特征可存在于填塞器120上。例如，一个或多个分离销可用于在射击的至少一部分之前或期间限制填塞器120。

图20示出冲压加速器部段124、引导管136等中的一个或多个的实现方式的侧视图2000。例如，部段可包括管状壳体或管。

抛射体通道2002由壳体2004的内表面和一个或多个轨道管2006提供。在一些实现方式中，壳体2004可具有圆形截面。轨道管2006可提供一个或多个功能，包括但不限于增加部段的刚度、运输实用工具、在穿过部段期间引导抛射体118等。

轨道管2006可用作用于电线2008、光学线路，气动线路、液压线路2010等中的一个或多个的导管或通路。例如，电线2008可提供电功率以操作部段分离机构126、仪器等。在另一实例中，电线2008或诸如光纤的光学线路可用于传输数据、控制部段分离机构126、收集信息等。

在其他实现方式中，轨道管2006可用作导管或路径。例如，轨道管2006可用于将喷射物606从井下运送到地面，以将气体或液体分配到系统100中的部段或其他点等。在一个实现方式中，轨道管2006可用于将可燃气体输送到部段的至少一部分中。

轨道管2006被描绘为具有圆形截面的管。然而，在其他实现方式中，可使用具有其他截面的其他轨道构件。例如，轨道构件可具有“M”截面和“H”截面等。轨道管2006可包括啮合特征以啮合抛射体118的至少一部分。例如，抛射体118的侧面在抛射体轨道接触点2012处接触轨道管2006的内部部分。在另一实现方式中，抛射体118可具有啮合特征，诸如啮合从一个或多个轨道管2006延伸的构件的狭槽。轨道管2006可以与截面中的其他轨道管2006相同或不同。轨道管2006的截面可以与截面中的其他轨道管2006相同或不同。

如上所述，在一些实现方式中，抛射体118可包括诸如翅片416或其他啮合特征的特征。轨道管2006可具有对应的特征以啮合抛射体118的这些啮合特征。例如，“H”截面可被配置来在H的“臂”之间啮合抛射体118上的翅片416。如上所述，轨道管2006还可具有特征以移除或重塑翅片416或抛射体118的其他部分。例如，轨道管2006可包含切割边缘，以便在进入部段分离机构126之前辅助剪切抛射体118的翅片416的至少一部分。

还描绘了在部段分离机构与由轨道管206运送的线、电缆或其他实用工具之间的接口2014。例如，接口2014可包括将压力的变化转换成轨道管2006内的流体到特定动作(诸如打开或关闭部段分离机构126中的球阀)的部件。

轨道管2006还可被配置来引导抛射体118穿过和离开部段分离机构126。例如，轨道管2006可使抛射体118居中以进入球阀并在出口处获取抛射体118用于进一步引导。

在部段分离机构126内以虚线示出的是穿过部段分离机构126的抛射体路径2016。例如，路径可通过处于“打开”状态的球阀。在“打开”状态下，抛射体118可从一个部段自由地传到另一个部段。

图21示出图20的壳体的剖视图2100。剖视图2100描绘了壳体2004内的围绕壳体2004的圆周等距离地间隔开的三个轨道管2006(1)、2006(2)、2006(3)。在其他实现方式中，可使用更多或更少的轨道管2006。在此图示中，轨道管2006被描绘为具有圆形截面。然而，如上所述，轨道构件可具有不同的截面形状，诸如“H”、“C”、“V”、“T”等。

壳体2004内的轨道管2006提供抛射体通道2002。在系统100的操作期间，抛射体118由轨道管2006沿着抛射体通道2002引向或引导。例如，引导可以物理接触的形式提供，诸如在抛射体118接触轨道管2006的情况下。轨道管2006因此可位于抛射体118与壳体2004的一部分之间。在另一实例中，引导可通过由与轨道管2006的外表面、壳体2004的内表面等中的一个或多个相互作用的抛射体118的运动所投射的冲击波的相互作用来提供。

轨道管2006还可用于引导端盖1602的部署。例如，端盖1602可具有啮合特征以耦接到轨道管2006，以便允许将端盖1602放置在引导管136的靠近工作面的端部处。

在一些实现方式中，内部轨道管2102可在特定轨道管2006内。例如，内部轨道管2102可用于运输流体，诸如液体或气体、钻探泥浆等。

单个轨道管2006可包括若干内部轨道管2102或其他实用工具。例如，第一轨道管2006可包括用于光纤的内部轨道管2102，用于液压流体的另一轨道管等。

在一些实现方式中，轨道管2006可用于部署端盖1602。例如，端盖1602可包括通过一个或多个轨道管2006输送到工作面的泡沫。泡沫可硬化并提供期望的密封。

通过利用上述技术，系统100可以“单侧操作”模式使用，使得系统100的装载和操作在地平面或接近地平面处发生。例如，轨道管2006在表面支撑设施与井下环境之间提供用于诸如控制、材料运输等的各种用途的导管。

图22是使用冲压加速器102和端盖1602钻探孔134的过程的流程图2200。

在框2202，将引导管136部署在孔134中。引导管136可包括靠近孔134的入口的第一端以及靠近孔134内的工作面的第二端。

在框2204，将端盖1602部署在引导管136的第二端处。例如，端盖1602可在重力、压力差等的影响下被拉到工作面。

在框2206，可使用QRF 1702啮合端盖1602、抛射体118、填塞器120或另一物体中的一个或多个。例如，填塞器120可在使用QRF 1702在发射管116中射击之前被机械地限制。在另一实例中，端盖1602可用另一QRF 1702在引导管136的靠近工作面的第二端处保持就位。

在框2208，可将净化气体施加到端盖1602外部并且靠近工作面的体积。这可在地层流体1604中产生气隙1612。

在框2210处，将冲压效应推进抛射体118从冲压加速器102射击到引导管136的第一端中。在一些实现方式中，抛射体118可穿透端盖1602。在其他实现方式中，端盖1602可在被抛射体118穿透之前分解或以其他方式被破坏。例如，在抛射体118之前的冲击波可在穿透之前破坏端盖1602。

条款

以下条款组提供附加描述。

第一组条款

1.一种用于钻探的方法，所述方法包括：

将引导管部署在孔中，所述引导管包括靠近所述孔的入口的第一端以及靠近工作面的第二端；

将端盖部署在所述引导管的所述第二端处；以及

使用冲压加速器将冲压效应推进的抛射体射击到所述引导管的所述第一端中。

2.如条款1所述的方法，其还包括：

在所述冲压加速器或所述引导管中的一个或多个内的特定位置处机械地啮合所述抛射体、所述端盖或填塞器中的一个或多个。

3.如条款1-2中一项或多项所述的方法，其还包括：

将净化气体施加到所述端盖外部并且靠近所述工作面的体积。

4.如条款1-3中一项或多项所述的方法，其中所述净化气体在所述抛射体穿透之前在所述孔的内容物中形成气隙。

5.如条款1-4中一项或多项所述的方法，其中所述抛射体基本上穿透所述端盖并且所述抛射体的至少一部分冲击所述工作面的至少一部分。

6.如条款1-5中一项或多项所述的方法，其中所述端盖的形状包括被配置来接受所述抛射体的凹部。

7.如条款1-6中一项或多项所述的方法，其中所述端盖在所述引导管的内部与所述孔中的流体之间形成至少部分密封。

8.如条款1-7中一项或多项所述的方法，其中所述端盖包括被配置来扩展或膨胀的材料，并且另外其中所述端盖在所述引导管的所述第一端与所述第二端之间提供密封。

9.如条款1-8中一项或多项所述的方法，其中所述端盖包括被配置来从第一物理配置改变为第二物理配置的结构，其中所述第二物理配置呈现比所述第一物理配置大的宽度，并且另外其中所述端盖在所述引导管的所述第一端与所述第二端之间提供密封。

10.如条款1-9中一项或多项所述的方法，所述部署所述端盖包括以下各项中的一者或多者：

通过重力将所述端盖拉到所述引导管的所述第二端，

在所述引导管的所述第一端处施加正流体压力以将所述端盖拉到所述引导管的所述第二端，

在所述引导管的所述第二端外部施加负流体压力以将所述端盖拉到所述引导管的所述第二端，或者

用机械构件将所述端盖推动到所述引导管的所述第二端。

11.一种方法，其包括：

将端盖部署在引导管的远端，其中所述端盖由所述引导管内的轨道管引导；以及

使用冲压加速器将推进的抛射体射击到所述引导管的近端中，其中所述抛射体由所述引导管内的所述轨道管引导。

12.如条款11所述的方法，其还包括：

在靠近所述引导管的所述远端的流体内形成气隙。

13.一种设备，其包括：

第一部段；以及

设置在所述第一部段内的第一轨道构件，其中所述第一轨道构件被配置来在穿过所述第一部段期间引导抛射体或端盖中的一个或多个。

14.如条款13所述的设备，其中所述第一轨道构件包括一个或多个啮合特征以啮合所述抛射体或所述端盖中的所述一个或多个的至少一部分。

15.如条款13-14中一项或多项所述的设备，其还包括：

部段分离机构，其耦接到所述第一部段的端部；

其中所述第一轨道构件提供一个或多个实用工具来操作所述部段分离机构。

16.如条款13-15中一项或多项所述的设备，其中所述第一轨道构件将可燃气体运送到所述第一部段的至少一部分中。

17.如条款13-16中一项或多项所述的设备，其还包括第二轨道构件和第三轨道构件，其中所述第一轨道构件、所述第二轨道构件和所述第三轨道构件沿着所述第一部段的圆周等距离地布置。

18.如条款13-17中一项或多项所述的设备，其还包括第二部段，其中所述第二部段包括通过一个或多个弹簧相对于所述第二部段向内偏置的一个或多个保持特征。

19.如条款13-18中一项或多项所述的设备，其还包括具有被配置来由所述保持特征啮合的一个或多个保持凹陷的填塞器、抛射体或所述端盖中的一个或多个。

20.如条款13-19中一项或多项所述的设备，其还包括：

包括一个或多个挡板的挡板管冲压加速器。

第二组条款

1.一种用于钻探孔的方法，所述方法包括：

相对于包括地质材料的工作面定位冲压加速器，其中所述冲压加速器包括发射管，所述发射管具有多个部段并且所述多个部段中的每一个被配置来保持一种或多种可燃气体；

基于一个或多个特性确定与所述冲压加速器相关联的一组射击参数；

将端盖部署在发射管的靠近工作面的端部处；

将净化气体施加到至少部分地由所述端盖和所述工作面限定的体积中；

至少部分地基于所述组射击参数配置所述冲压加速器；

至少部分地基于所述组射击参数选择待装载到所述冲压加速器中的抛射体；

将所述抛射体装载在所述冲压加速器中，其中所述抛射体被配置来在所述一种或多种可燃气体中发起冲击效应燃烧反应；

用所述多种可燃气体填装所述冲压加速器的所述发射管的所述多个部段；

沿着所述冲压加速器的所述发射管以冲压速度将所述抛射体增压到所述多个部段中；

通过在冲压燃烧效应中燃烧所述多个部段中的所述一种或多种可燃气体来使所述抛射体加速；

以超过每秒两千米的速度朝向所述工作面喷射所述抛射体；以及

移除至少部分地由所述抛射体与所述工作面处的所述地质材料的撞击而导致的所述工作面中的孔所产生的喷射物。

2.如条款1所述的方法，其中所述抛射体不包括机载推进剂。

3.如条款1或2中一项或多项所述的方法，其中所述一个或多个特性包括以下各项中的一个或多个：

所述地质材料的特性，

所述抛射体的质量，

所述抛射体的一个或多个部分的组分，或

周围环境条件。

4.如条款1-3中一项或多项所述的方法，所述使所述抛射体增压包括通过以下各项中的一者或多者在所述抛射体上强加物理脉冲：

气枪中的一种或多种可燃气体，

电磁发射器，

固体爆炸装药，或

液体爆炸装药。

5.如条款1-4中一项或多项所述的方法，其还包括对所述孔进行扩孔以提供所述孔的基本均匀截面。

6.如条款1-5中一项或多项所述的方法，其中沿着弯曲的钻探路径产生所述孔。

7.如条款1-6中一项或多项所述的方法，在喷射所述抛射体之后，其还包括替代所述冲压加速器定位第二冲压加速器。

8.如条款1-7中一项或多项所述的方法，其还包括将至少一个引导管耦接到所述冲压加速器，其中所述引导管被配置来插入到所述孔中。

9.一种系统，其包括：

控制系统，其被配置来确定一个或多个射击参数；

一个或多个冲压加速器，其至少部分地基于所述一个或多个射击参数配置，所述一个或多个冲压加速器中的每一个包括：

多个传感器，其被配置来与所述控制系统通信；

由部段分离机构分离的多个部段，其中所述部段中的每一个被配置来包含一种或多种可燃气体；以及

增压机构，其被配置成在抛射体上施加脉冲使得所述抛射体在所述多个部段内被加速到冲压效应速度。

10.如条款9所述的系统，其还包括被配置来插入通过所述抛射体的冲击形成的孔中的引导管。

11.如条款9-10中一项或多项所述的系统，其还包括混凝土输送护套，其耦接到所述引导管并且被配置来将液体混凝土混合物注入到所述混凝土输送护套与通过所述抛射体的冲击形成的孔的壁之间的空间中。

12.如条款9-11中一项或多项所述的系统，其还包括固定到所述引导管的至少一部分的扩孔器，所述扩孔器被配置来提供所述孔的基本均匀截面。

13.如条款9-12中一项或多项所述的系统，其中所述抛射体包括覆盖内芯的至少一部分的外芯，另外其中所述内芯包括被配置来在冲击时提供研磨作用的一种或多种材料。

14.如条款9-13中一项或多项所述的系统，所述气体分离机构包括：

隔膜分配器，其被配置来将隔膜材料移动通过被配置来包含所述一种或多种可燃气体的所述冲压加速器的所述部段之前的间隙。

15.如条款9-14中一项或多项所述的系统，其还包括破碎器装置，所述破碎器装置包括：

一个或多个破碎器臂，其被配置来插入到通过从多个冲压加速器喷射的一个或多个抛射体的冲击产生的多个孔中，所述一个或多个破碎器臂还被配置来向由所述多个孔约束的目标材料的一个或多个部分施加压力，使得所述一个或多个部分脱离目标材料的主体。

16.如条款9-15中一项或多项所述的系统，所述控制系统还被配置来以被配置来生成目标材料内的一个或多个聚焦冲击波的预定模式射击多个冲压加速器。

17.一种用于钻探孔的方法，所述方法包括：

确定与使用冲压加速器将冲压效应推进的抛射体射击到工作面中相关联的第一组射击参数，其中所述工作面包括一种或多种目标材料；

至少部分地基于所述第一组射击参数，配置所述冲压加速器用于射击；

使用如配置有所述第一组射击参数的冲压加速器朝向所述工作面射击冲压效应推进的第一抛射体；

确定冲击点处所述第一抛射体与所述工作面的冲击结果；

至少部分地基于所述冲击结果，确定第二组射击参数；以及

使用如配置有所述第二组射击参数的所述冲压加速器朝向靠近所述工作面处的所述冲击点的点射击冲压效应推进的第二抛射体。

18.如条款17所述的方法，其还包括在所述冲击点处将引导管至少部分地插入孔中。

19.如条款17-18中一项或多项所述的方法，使用一种或多种流体来从所述冲击点冲刷喷射物。

20.如条款17-19中一项或多项所述的方法，所述目标材料包括以下各项中的一种或多种：

地质材料，

金属，

陶瓷，或

固体晶体。

第三组条款

1.一种用于钻探孔的方法，所述方法包括：

部署管，所述管包括靠近所述孔的入口的第一端以及靠近工作面的第二端；

将端盖部署在所述管的所述第二端处；

将净化气体施加到所述端盖外部并且靠近所述工作面的体积；以及

使用冲压加速器将冲压效应推进的抛射体射击到所述管的所述第一端中。

2.如条款1所述的方法，其中所述净化气体在所述抛射体穿透之前在所述孔的内容物中形成气隙。

3.如条款1或2中一项或多项所述的方法，其中所述净化气体在所述抛射体穿透所述端盖之前形成与所述端盖的至少一部分接触的气泡。

4.如条款1-3中一项或多项所述的方法，其中在所述抛射体冲击后部署所述端盖。

5.如条款1-4中一项或多项所述的方法，其中所述端盖被所述抛射体穿透。

6.如条款1-5中一项或多项所述的方法，其中所述抛射体基本上穿透所述端盖并且所述抛射体的至少一部分冲击所述工作面的至少一部分。

7.如条款1-6中一项或多项所述的方法，其中所述端盖包括以下各项中的一种或多种：

塑料，

聚合物，

陶瓷，

弹性体

金属，或

复合材料。

在一些实现方式中，端盖还可包括可燃材料。

8.如条款1-7中一项或多项所述的方法，其中所述端盖的形状包括以下各项中的一种或多种：

圆柱形，

球形，或

透镜。

9.如条款1-8中一项或多项所述的方法，其中所述端盖的形状包括被配置来接受所述抛射体的凹部。

10.如条款1-9中一项或多项所述的方法，其中所述端盖在所述管的内部与所述孔中的流体之间形成至少部分密封。

11.如条款1-10中一项或多项所述的方法，其中所述端盖包括被配置来扩展或膨胀的材料，并且另外其中所述端盖在所述管的所述第一端与所述第二端之间提供密封。例如，所述端盖可包括填充有亲水材料诸如硅胶的水可渗透覆盖物。也可使用其他材料，诸如氢氧化钙、玻璃状二氧化硅、三氧化二铁、氧化铝等。当暴露于地层流体1604内的水时，端盖1602可膨胀，从而密封引导管136。

12.如条款1-11中一项或多项所述的方法，其中所述端盖包括被配置来从第一物理配置改变为第二物理配置的结构，其中所述第二物理配置呈现比所述第一物理配置大的宽度，并且另外其中所述端盖在所述管的所述第一端与所述第二端之间提供密封。例如，所述端盖可包括多个机械构件，所述机械构件可被位移，使得它们提供径向压力，从而增加所述端盖的直径，使得形成所述密封。

13.如条款1-12中一项或多项所述的方法，所述部署所述端盖包括以下各项中的一者或多者：

通过重力将所述端盖拉到所述管的所述第二端，

在所述管的所述第一端处施加正流体压力以将所述端盖拉到所述管的所述第二端，

在所述管的所述第二端外部施加负流体压力以将所述端盖拉到所述管的所述第二端，或者

用机械构件将所述端盖推动到所述管的所述第二端。

在一个实现方式中，可致动一系列球阀或其他部段分离机构126以允许端盖1602前进到管的靠近工作面的部分。

14.一种用于钻探孔的方法，所述方法包括：

将管部署在孔中，所述管包括靠近所述孔的入口的第一端以及靠近工作面的第二端；

将端盖部署在所述管的所述第二端处；以及

使用冲压加速器将冲压效应推进的抛射体射击到所述管的所述第一端中并穿过所述端盖到达所述工作面。

15.如条款14所述的方法，其中所述冲压加速器包括挡板管冲压加速器。

16.如条款14或15中一项或多项所述的方法，其还包括：

将净化气体施加到所述端盖外部并且靠近所述工作面的体积以在地层流体内形成腔。

附加应用

冲压加速器102也可用于工业应用中，诸如在材料生产、制造等中。在这些应用中，目标可包括诸如金属、塑料、木材、陶瓷等的材料。例如，在造船期间，高强度钢的大板可能需要具有用于管道、螺旋桨轴，舱口盖等的孔。冲压加速器102可被配置来通过一个或多个金属块来射击一个或多个抛射体118以形成孔。大开口可由围绕期望开口的周边的多个较小孔形成。随后可使用诸如等离子体炬、锯等等的常规切割方法来移除剩余材料并最终形成开口以供使用。除了开口之外，抛射体118的冲击也可用于形成其他特征，诸如目标内的凹陷。因此，在这些工业应用中使用冲压加速器102可使用难以切割、研磨或以其他方式机械加工的材料制造。

超高速抛射体118的冲击也可用于产生新材料，诸如工业金刚石或新合金。原子核的融合也可以使用由抛射体118提供的动量来完成。

此外，抛射体118可被配置为使得在冲击期间，特定材料被沉积在冲击区域内。例如，抛射体118可包括碳，使得在与目标冲击时，在开口的所得表面上形成来自冲击压力的金刚石涂层。可提供托架或其他机构以捕获喷射物606、冲击后的抛射体118的部分等。例如，冲压加速器102可被配置来穿过目标材料并朝向水池射击。

本申请中描述的技术可用于在地质材料106或地面或非地面设置中的其他材料中钻孔134。例如，所描述的系统100可用于在地球上、地球卫星上、火星上、小行星上等钻孔134。

冲压加速器102还可用于将抛射体118发射到地面上的轨迹中。例如，投射物118可以包括待输送到轨道中的有效载荷。

本领域普通技术人员将容易地认识到，上述图中所示的某些步骤或操作可被消除、组合、细分、并行执行或以替代顺序进行。此外，上述方法可实现为用于计算机系统的一个或多个软件程序，并且在计算机可读存储介质中编码为可在一个或多个处理器上执行的指令。这些程序的单独实例可在单独的计算机系统上执行或跨其分配。

尽管已经将某些步骤描述为由某些装置、过程或实体执行，但并非必须如此，并且本领域普通技术人员将理解各种替代实现方式。

另外，本领域普通技术人员将容易认识到，上述技术可以用于各种装置、环境和情况。尽管本公开是针对特定实施方案和实现方式编写的，但可向本领域技术人员建议各种改变和修改，并且本公开旨在涵盖落入所附权利要求的范围内的此类改变和修改。

Claims (20)

1.一种用于钻探的方法，所述方法包括：

将引导管部署在孔中，所述引导管包括靠近所述孔的入口的第一端以及靠近工作面的第二端；

将端盖部署在所述引导管的所述第二端处；以及

使用冲压加速器将冲压效应推进的抛射体射击到所述引导管的所述第一端中。

2.如权利要求1所述的方法，其还包括：

在所述冲压加速器或所述引导管中的一个或多个内的特定位置处机械地啮合所述抛射体、所述端盖或填塞器中的一个或多个。

3.如权利要求1所述的方法，其还包括：

将净化气体施加到所述端盖外部并且靠近所述工作面的体积。

4.如权利要求3所述的方法，其中所述净化气体在所述抛射体穿透之前在所述孔的内容物中形成气隙。

5.如权利要求1所述的方法，其中所述抛射体基本上穿透所述端盖并且所述抛射体的至少一部分冲击所述工作面的至少一部分。

6.如权利要求1所述的方法，其中所述端盖的形状包括被配置来接受所述抛射体的凹部。

7.如权利要求1所述的方法，其中所述端盖在所述引导管的内部与所述孔中的流体之间形成至少部分密封。

8.如权利要求1所述的方法，其中所述端盖包括被配置来扩展或膨胀的材料，并且另外其中所述端盖在所述引导管的所述第一端与所述第二端之间提供密封。

9.如权利要求1所述的方法，其中所述端盖包括被配置来从第一物理配置改变为第二物理配置的结构，其中所述第二物理配置呈现比所述第一物理配置大的宽度，并且另外其中所述端盖在所述引导管的所述第一端与所述第二端之间提供密封。

10.如权利要求1所述的方法，所述部署所述端盖包括以下各项中的一者或多者：

通过重力将所述端盖拉到所述引导管的所述第二端，

在所述引导管的所述第一端处施加正流体压力以将所述端盖拉到所述引导管的所述第二端，

在所述引导管的所述第二端外部施加负流体压力以将所述端盖拉到所述引导管的所述第二端，或者

用机械构件将所述端盖推动到所述引导管的所述第二端。

11.一种方法，其包括：

将端盖部署在引导管的远端，其中所述端盖由所述引导管内的轨道管引导；以及

使用冲压加速器将推进的抛射体射击到所述引导管的近端中，其中所述抛射体由所述引导管内的所述轨道管引导。

12.如权利要求11所述的方法，其还包括：

在靠近所述引导管的所述远端的流体内形成气隙。

13.一种设备，其包括：

第一部段；以及

设置在所述第一部段内的第一轨道构件，其中所述第一轨道构件被配置来在穿过所述第一部段期间引导抛射体或端盖中的一个或多个。

14.如权利要求13所述的设备，其中所述第一轨道构件包括一个或多个啮合特征以啮合所述抛射体或所述端盖中的所述一个或多个的至少一部分。

15.如权利要求13所述的设备，其还包括：

部段分离机构，其耦接到所述第一部段的端部；

其中所述第一轨道构件提供一个或多个实用工具来操作所述部段分离机构。

16.如权利要求13所述的设备，其中所述第一轨道构件将可燃气体运送到所述第一部段的至少一部分中。

17.如权利要求13所述的设备，其还包括第二轨道构件和第三轨道构件，其中所述第一轨道构件、所述第二轨道构件和所述第三轨道构件沿着所述第一部段的圆周等距离地布置。

18.如权利要求13所述的设备，其还包括第二部段，其中所述第二部段包括通过一个或多个弹簧相对于所述第二部段向内偏置的一个或多个保持特征。

19.如权利要求18所述的设备，其还包括具有被配置来由所述保持特征啮合的一个或多个保持凹陷的填塞器、抛射体或所述端盖中的一个或多个。

20.如权利要求13所述的设备，其还包括：

包括一个或多个挡板的挡板管冲压加速器。