在不同介质条件下采用高功率密度激光照射花岗岩和砂岩, 分析激光工艺参数对岩石破碎比能和射孔尺寸的影响。结果表明, 干燥、饱和水、饱和钻井液三种花岗岩试样, 获得最小比能的激光功率分别是800、800和1 000 W, 而砂岩对应的激光功率分别是800、1 000和1 200 W。随着功率和照射时间的增加, 两种岩石的射孔尺寸逐渐增大。相同条件下干燥花岗岩试样的激光射孔尺寸最大, 饱和水试样次之, 饱和钻井液试样最小。对于砂岩, 激光功率一定时, 饱和钻井液试样的射孔尺寸小于另外两组试样。花岗岩原始抗拉强度为10.11 MPa, 三种介质条件下激光处理后抗拉强度分别降至5.82、4.12和5.02 MPa。原始干燥砂岩的抗拉强度约为5.07 MPa, 激光照射后抗拉强度降至2.36、2.07和1.06 MPa。此外, 激光处理后岩石可钻性级数也随之降低, 且花岗岩试样降低幅度大于砂岩。

采用激光辅助机械破岩,激光束照射砂岩后再进行机械破岩,研究砂岩对激光热作用的敏感性规律并对其力学性能和可钻性进行研究.结果表明,激光照射砂岩表面时,离焦量和作用时间是影响钻孔直径和深度的重要参数,而激光功率主要影响钻孔深度.激光照射在砂岩表面形成具有一定直径、深度的破碎坑,由灰色瓷釉层和褐色热影响区组成.原始砂岩由石英、高岭石和伊利石组成,抗压强度为36.4MPa,属于低强度岩石.激光照射后灰色瓷釉层和褐色热影响区主要含石英和高岭石,且石英含量增加,随激光钻孔密度的增大,砂岩抗压强度和可钻性级数均降低.