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MX355677B

Method and system for advancement of a borehole using a high power laser.

Abstract

There is provided a system, apparatus and methods for the laser drilling of a borehole in the earth. There is further provided with in the systems a means for delivering high power laser energy down a deep borehole, while maintaining the high power to advance such boreholes deep into the earth and at highly efficient advancement rates, a laser bottom hole assembly, and fluid directing techniques and assemblies for removing the displaced material from the borehole.

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  1. 1
    NOVEDAD DE LA INVENCIÓN NOVELTY OF THE INVENTION CLAIMS REIVINDICACIONES 5 1A system to create a drilling well in the ground, comprising:a. a high power laser source;b. a downhole assembly;and, c. a fiber that optically connects the laser source to the downhole assembly, so that a laser beam from the laser source is transmitted to the downhole assembly, where the laser beam has a 5 1Un sistema para crear un pozo de perforación en la tierra, que comprende: a. una fuente láser de potencia alta;b. un ensamble de fondo del pozo;y, c. una fibra que conecta ópticamente la fuente láser con el ensamble del fondo del pozo, de manera que un rayo láser de la fuente láser es transmitido al ensamble del fondo del pozo, en donde el rayo láser tiene un 10 Gaussian profile at the joint connection of the bottom of the fiber well;d. a means for providing the laser beam to a bottom surface of the drill hole;and. a beam power deposition optic having a property of changing an energy distribution profile within the laser beam;and, f. the downhole assembly, comprising: i. the means to 10 perfil Gaussiano en la conexión de ensamble del fondo del pozo de fibra;d. un medio para proporcionar el rayo láser a una superficie del fondo del pozo de perforación;e. una óptica de deposición de potencia de rayo que tiene una propiedad de cambiar un perfil de distribución de energía dentro del rayo láser;y, f. el ensamble de fondo del pozo, comprendiendo: i. el medio para 15 proporcionar el rayo láser a la superficie del fondo del pozo de perforación;y, ii. el medio de proporción comprende la óptica de deposición de potencia de rayo;g. en donde, el rayo láser, como es suministrado desde el ensamble de fondo del pozo ilumina la superficie del fondo del pozo de perforación con un perfil de deposición de energía substancialmente uniforme en la superficie del fifteen providing the laser beam to the bottom surface of the drill hole;and, ii. the proportioning means comprises the beam power deposition optics;g. wherein, the laser beam, as supplied from the downhole assembly illuminates the bottom surface of the drill hole with a substantially uniform energy deposition profile on the surface of the well. 20 fondo. twenty background.
  2. 5
    5 further characterized in that the laser beam is at least approximately 20 kW at the bottom fiber well assembly connection. 5 caracterizado además porque el rayo láser es por lo menos aproximadamente de 20 kW en la conexión de ensamble del fondo del pozo de fibra. 5 - The system according to claim 1, further characterized in that the laser beam is at least approximately 3 kW at the assembly connection at the bottom of the fiber well. 5, - El sistema de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado además porque el rayo láser es por lo menos aproximadamente de 3 kW en la conexión de ensamble del fondo del pozo de fibra. 10 10
  3. 10
    10, - A system to create a drilling well in the ground, comprising:a. a high power laser source;b. a background assembly 10, - Un sistema para crear un pozo de perforación en la tierra, que comprende: a. una fuente láser de potencia alta;b. un ensamble de fondo 138 from the well;and, c. a fiber that optically connects the bottom hole assembly, so that a laser beam Id source laser source is transmitted to the bottom hole assembly, where the laser beam has a substantially Gaussian profile at the connection of bottom assembly 138 del pozo;y, c. una fibra que conecta ópticamente la fu^,,^ — ensamble del fondo del pozo, de manera que un rayo lásertte Id fuente lásei es transmitido al ensamble del fondo del pozo, en donde el rayo láser tiene un perfil substancialmente Gaussiano en la conexión de ensamble del fondo del 5 fiber well;d. a means for providing the laser beam to a bottom surface of the drill hole;and. a beam power deposition optic having a property of changing an energy distribution profile within the laser beam;and, f. the downhole assembly, comprising: i. the means to provide the laser beam to the bottom surface of the borehole 5 pozo de fibra;d. un medio para proporcionar el rayo láser a una superficie del fondo del pozo de perforación;e. una óptica de deposición de potencia de rayo que tiene una propiedad de cambiar un perfil de distribución de energía dentro del rayo láser;y, f. el ensamble de fondo del pozo, comprendiendo: i. el medio para proporcionar el rayo láser a la superficie del fondo del pozo de 10 drilling;and, i. the proportioning means comprises the beam power deposition optics;g. wherein, the laser beam, as supplied from the downhole assembly illuminates the bottom surface of the drill hole with a substantially uniform energy deposition profile at the bottom surface. 10 perforación;y, ¡i. el medio de proporción comprende la óptica de deposición de potencia de rayo;g. en donde, el rayo láser, como es suministrado desde el ensamble de fondo del pozo ilumina la superficie del fondo del pozo de perforación con un perfil de deposición de energía substancialmente uniforme en la superficie del fondo. 15 15
  4. 19
    19, - A system to create a drilling well in the ground, comprising:a. a high power laser source;b. a downhole assembly;and, c. a fiber that optically connects the laser source to the downhole assembly so that a laser beam from the laser source 19, - Un sistema para crear un pozo de perforación en la tierra, que comprende: a. una fuente láser de potencia alta;b. un ensamble de fondo del pozo;y, c. una fibra que conecta ópticamente la fuente láser con el ensamble del fondo del pozo, de manera que un rayo láser de la fuente láser
  5. 20
    20 es transmitido al ensamble del fondo del pozo, en donde el rayo láser tiene un perfil súper-Gaussiano en la conexión de ensamble del fondo del pozo de fibra; d. un medio para proporcionar el rayo láser a una superficie del fondo del pozo de perforación; e. una óptica de deposición de potencia de rayo que twenty it is transmitted to the downhole assembly, where the laser beam has a super-Gaussian profile at the fiber downhole assembly connection; d. a means for providing the laser beam to a bottom surface of the drill hole; and. a beam power deposition optic that 140 It has a property of changing an energy distribution profile within the laser beam; and, f. the downhole assembly, comprising:i. the means for providing the laser beam to the bottom surface of the drill hole;and, ii. the proportioning medium comprises the deposition optics of 140 tiene una propiedad de cambiar un perfil de distribución de energía dentro del rayo láser;y, f. el ensamble de fondo del pozo, comprendiendo: i. el medio para proporcionar el rayo láser a la superficie del fondo del pozo de perforación;y, ii. el medio de proporción comprende la óptica de deposición de 5 lightning power;g. wherein, the laser beam, as supplied from the downhole assembly, illuminates the bottom surface of the drill hole with a substantially uniform energy deposition profile at the bottom surface. 5 potencia de rayo;g. en donde, el rayo láser, como es suministrado desde el ensamble de fondo del pozo Ilumina la superficie del fondo del pozo de perforación con un perfil de deposición de energía substancialmente uniforme en la superficie del fondo. 20, - El sistema de conformidad con la reivindicación 19, 10 caracterizado además porque la fuente láser proporciona más de un rayo láser. 20. The system according to claim 19, 10 further characterized in that the laser source provides more than one laser beam.
  6. 28
    28, - A system to create a drilling well in the ground, comprising:a. a high power laser source;b. a downhole assembly;c. an optical fiber;i. that it has a first and a second end;¡I. that it has a length between the first and second ends;iii. the first end being optically associated with the laser source;V. the fiber 28,- Un sistema para crear un pozo de perforación en la tierra, que comprende: a. una fuente láser de potencia alta;b. un ensamble de fondo de pozo;c. una fibra óptica;i. que tiene un primer y un segundo extremo;¡i. que tiene una longitud entre el primer y segundo extremos;iii. el primer extremo estando asociado en forma óptica con la fuente láser;¡v. la fibra 15 teniendo una longitud de al menos aproximadamente 304.8 metros;d. un medio para entregar un rayo láser desde la fuente láser a una superficie del pozo de perforación;e. el medio de entrega láser estando conectado a y ópticamente asociado con el segundo extremo de la fibra óptica;f. un medio para proporcionar una deposición de energía substanclalmente uniforme, en fifteen having a length of at least approximately 304.8 meters;d. a means of delivering a laser beam from the laser source to a surface of the drill hole;and. the laser delivery means being connected to and optically associated with the second end of the optical fiber;F. a means of providing a substantially uniform energy deposition, in 20 donde el medio para proporcionar la deposición de energía substanclalmente uniforme comprende una formación de mlcroóptlca;y, g. el medio de entrega láser comprende el medio para proporcionar la deposición de energía substanclalmente uniforme. twenty wherein the means for providing the substantially uniform energy deposition comprises a micro-optical formation;and, g. the laser delivery means r comprises the means for providing substantially uniform energy deposition. 142 142 ι. / ύί »· claim 28, laser comprises a claim 28 ι./ύί»· la reivindicación 28, láser comprende un la reivindicación 28
  7. 29
    29, - El sistema de conformidad con caracterizado además porque el medio de entrega ensamble óptico. 29, - The system in accordance with further characterized because the delivery means optical assembly.
  8. 30
    30, - El sistema de conformidad con caracterizado además porque el medio de entrega láser está contenido dentro del ensamble de fondo de pozo láser. 30, - The system in accordance with further characterized in that the laser delivery means is contained within the laser downhole assembly.
  9. 42
    46, - A system to create a drilling well in the ground, comprising:a. a high power laser source;b. a downhole assembly;c. an optical fiber;I. that it has a first and a second end;¡I. that it has a length between the first and second ends;iii. the first end being optically associated with the laser source;V. the fiber having a length of at least approximately 304.8 meters;d. a means of delivering a laser beam from the laser source to a surface of the drill hole;and. the laser delivery means being connected to and optically associated with the second end of the optical fiber;F. a means for providing a substantially uniform energy deposition, wherein the means for providing a substantially uniform energy deposition comprises an axcon lens;and, the laser delivery means comprises the means for providing substantially uniform energy deposition. 46, - Un sistema para crear un pozo de perforación en la tierra, que comprende: a. una fuente láser de potencia alta;b. un ensamble de fondo de pozo;c. una fibra óptica;I. que tiene un primer y un segundo extremo;¡i. que tiene una longitud entre el primer y segundo extremos;iii. el primer extremo estando asociado en forma óptica con la fuente láser;¡v. la fibra teniendo una longitud de por lo menos aproximadamente de 304.8 metros;d. un medio para entregar un rayo láser desde la fuente láser a una superficie del pozo de perforación;e. el medio de entrega láser estando conectado a y ópticamente asociado con el segundo extremo de la fibra óptica;f. un medio para proporcionar una deposición de energía substanclalmente uniforme, en donde el medio para proporcionar una deposición de energía substancialmente uniforme comprende un lente axlcon;y, el medio de entrega láser comprende el medio para proporcionar la deposición de energía substanclalmente uniforme. 145 145
  10. 57
    61, - El sistema de conformidad con la reivindicación' 46rcaracterizado además porque la fuente láser ”55T poi Iv-· menee-aproximadamente de 5 kW a aproximadamente 20 kW. 61, - The system according to claim '46rfurther characterized in that the 55T poi Iv- · menee-laser source is approximately 5 kW to approximately 20 kW.
  11. 60
    64.- A system to create a drilling well in the ground, comprising:a. a high power laser source;b. a downhole assembly;c. an optical fiber;i. that it has a first and a second end;ii. that it has a length between the first and second ends;iii. the first end being optically associated with the laser source;iv. the fiber 64.- Un sistema para crear un pozo de perforación en la tierra, que comprende: a. una fuente láser de potencia alta;b. un ensamble de fondo de pozo;c. una fibra óptica;i. que tiene un primer y un segundo extremo;ii. que tiene una longitud entre el primer y segundo extremos;iii. el primer extremo estando asociado en forma óptica con la fuente láser;iv. la fibra 15 teniendo una longitud de por lo menos aproximadamente de 304.8 metros;d. un medio para entregar un rayo láser desde la fuente láser a una superficie del pozo de perforación, en donde el rayo láser tiene un perfil Gaussiano en el segundo extremo;e. el medio de entrega láser estando conectado a y ópticamente asociado con el segundo extremo de la fibra óptica;f. un medio fifteen having a length of at least approximately 304.8 meters;d. a means of delivering a laser beam from the laser source to a surface of the drill hole, where the laser beam has a Gaussian profile at the second end;and. the laser delivery means being connected to and optically associated with the second end of the optical fiber;F. a medium 20 para proporcionar una deposición de energía substancialmente uniforme;y, el medio de entrega láser comprende el medio para proporcionar la deposición de energía substancialmente uniforme. twenty to provide a substantially uniform energy deposition;and, the laser delivery means comprises the means for providing substantially uniform energy deposition. 148 148 TO. .ζ, Á. .ζ,
  12. 61
    65. - The system according to claim further characterized in that the laser delivery means —compnds · -a> -. optical assembly. 65. - El sistema de conformidad con la reivindicación caracterizado además porque el medio de entrega láser—comprcnde·-un>-. ensamble óptico.
  13. 68
    72, - El sistema de conformidad con la reivindicación ~Q4r ‘’' caracterizado además porque el rayo láser es por lo menos'-aproxtmadamente·^ =de 3 kW en el segundo extremo de la fibra. 72, - The system according to claim ~ Q4r '' 'further characterized in that the laser beam is at least approximately 3 kW at the second end of the fiber.
  14. 71
    78.- A system to create a drilling well in the ground, 20 comprising:a. a high power laser source;b. a downhole assembly;c. an optical fiber;i. that it has a first and a second end;ii. that it has a length between the first and second ends;iii. the first end being optically associated with the laser source;V. the fiber 78.- Un sistema para crear un pozo de perforación en la tierra, 20 que comprende: a. una fuente láser de potencia alta;b. un ensamble de fondo de pozo;c. una fibra óptica;i. que tiene un primer y un segundo extremo;ii. que tiene una longitud entre el primer y segundo extremos;iii. el primer extremo estando asociado en forma óptica con la fuente láser;¡v. la fibra 150 150 Pl τ 7 having a length of at least approximately 304.8 meters;cL a means of delivering a laser beam from the laser source-to-a surface of the drill hole, where the laser beam has a substantially Gaussian profile at the second end;and. the means of delivery Pl τ 7 teniendo una longitud de por lo menos aproximadamente de 304.8 metros;cL un medio para entregar un rayo láser desde la fuente fáser -ar-una superficie del pozo de perforación, en donde el rayo láser tiene un perfil substancialmente Gaussiano en el segundo extremo;e. el medio de entrega 5 laser being connected to and optically associated with the second end of the optical fiber;F. a means of providing a substantially uniform energy deposition;and, the laser delivery means comprises the means for providing substantially uniform energy deposition. 5 láser estando conectado a y ópticamente asociado con el segundo extremo de la fibra óptica;f. un medio para proporcionar una deposición de energía substanclalmente uniforme;y, el medio de entrega láser comprende el medio para proporcionar la deposición de energía substanclalmente uniforme.
  15. 83
    90. - The system according to claim -78pft;further characterized in that the laser source is * —by- “lcr -« θηθβ—. approximately 15 kW. 90. - El sistema de conformidad con la reivindicación -78pft;caracterizado además porque la fuente láser es*—por-“lcr -«θηθβ—. aproximadamente de 15 kW.
  16. 85
    92. - A system to create a drilling well in the ground, comprising:a. a high power laser source;b. a downhole assembly;c. an optical fiber;i. that it has a first and a second end;ii. 92. - Un sistema para crear un pozo de perforación en la tierra, que comprende: a. una fuente láser de potencia alta;b. un ensamble de fondo de pozo;c. una fibra óptica;i. que tiene un primer y un segundo extremo;ii. 10 that it has a length between the first and second ends;iii. the first end being optically associated with the laser source;iv. the fiber having a length of at least approximately 304.8 meters;d. a means of delivering a laser beam from the laser source to a surface of the drill hole, where the laser beam has a super15 Gaussian profile at the second end;and. the laser delivery means being connected to and optically associated with the second end of the optical fiber;F. a means of providing a substantially uniform energy deposition;and, the laser delivery means comprises the means for providing substantially uniform energy deposition. 10 que tiene una longitud entre el primer y segundo extremos;iii. el primer extremo estando asociado en forma óptica con la fuente láser;iv. la fibra teniendo una longitud de por lo menos aproximadamente de 304.8 metros;d. un medio para entregar un rayo láser desde la fuente láser a una superficie del pozo de perforación, en donde el rayo láser tiene un perfil súper15 Gaussiano en el segundo extremo;e. el medio de entrega láser estando conectado a y ópticamente asociado con el segundo extremo de la fibra óptica;f. un medio para proporcionar una deposición de energía substancialmente uniforme;y, el medio de entrega láser comprende el medio para proporcionar la deposición de energía substancialmente uniforme. 20 20
  17. 87
    94. - The system according to claim ^ ?, 'further characterized in that the laser delivery means is contained within the laser downhole assembly. 94. - El sistema de conformidad con la reivindicación^?,' caracterizado además porque el medio de entrega láser está contenido dentro del ensamble de fondo de pozo láser.
  18. 94
    101, - El sistema de conformidad con la reivindicación caracterizado además porque el rayo láser es por lo menee^iwémadamente-’— de 5 kW en el segundo extremo de la fibra. 101, - The system according to claim, further characterized in that the laser beam is at least 5 kW at the second end of the fiber.
  19. 99
    106, - A system to create a drilling well in the ground, comprising:a. a high power laser source;b. a downhole assembly;c. a fiber that optically connects the laser source to the downhole assembly, so that a laser beam from the laser source is 106, - Un sistema para crear un pozo de perforación en la tierra, que comprende: a. una fuente láser de potencia alta;b. un ensamble de fondo del pozo;c. una fibra que conecta ópticamente la fuente láser con el ensamble del fondo del pozo, de manera que un rayo láser de la fuente láser es 20 transmitido al ensamble del fondo del pozo;d. un medio para proporcionar el rayo láser a una superficie del fondo del pozo de perforación;y, e. una óptica de deposición de potencia de rayo que tiene una propiedad de cambiar un perfil de distribución de energía dentro del rayo láser;f. el ensamble de fondo twenty transmitted to the downhole assembly;d. a means for providing the laser beam to a bottom surface of the drill hole;and, e. a beam power deposition optic having a property of changing an energy distribution profile within the laser beam;F. the bottom assembly 155 of the well, including: i. the means to provide the l'asfer ray ετί »downhole surface;¡I. the ratio measure comprises the beam power deposition optics;and, iii. the means to provide the laser beam to the bottom surface of the drill hole 155 del pozo, comprendiendo: i. el medio para proporcionar el rayo l'ásfer ετί» superficie del fondo del pozo de perforación;¡i. el rnedíó^de proporción comprende la óptica de deposición de potencia de rayo;y, iii. el medio para proporcionar el rayo láser a la superficie del fondo del pozo de perforación 5 configured to provide a specific energy deposition profile;g. wherein, the laser beam, as supplied from the downhole assembly Illuminates the bottom surface of the drill hole with a predetermined energy deposition profile, where the predetermined energy deposition profile comprises at least two areas concentric that 5 configurado para proporcionar un perfil de deposición de energía determinado;g. en donde, el rayo láser, como es suministrado desde el ensamble de fondo del pozo Ilumina la superficie del fondo del pozo de perforación con un perfil de deposición de energía predeterminado, en donde el perfil de deposición de energía predeterminado comprende por lo menos dos áreas concéntricas que 10 they have different energy deposition profiles. 10 tienen diferentes perfiles de deposición de energía.
  20. 105
    112, - A system to create a drilling well in the ground, 5 comprising:a. a high power laser source;b. a downhole assembly;and, c. a fiber that optically connects the laser source to the downhole assembly, such that a laser beam from the laser source is transmitted to the downhole assembly;d. a means for providing the laser beam to a bottom surface of the drill hole;and. an optic 112, - Un sistema para crear un pozo de perforación en la tierra, 5 que comprende: a. una fuente láser de potencia alta;b. un ensamble de fondo del pozo;y, c. una fibra que conecta ópticamente la fuente láser con el ensamble del fondo del pozo, de manera que un rayo láser de la fuente láser es transmitido al ensamble del fondo del pozo;d. un medio para proporcionar el rayo láser a una superficie del fondo del pozo de perforación;e. una óptica 10 beam power deposition that has a property of changing an energy distribution profile within the laser beam;F. the downhole assembly, comprising: i. the means for providing the laser beam to the bottom surface of the drill hole;ii. the proportioning means comprises the beam power deposition optics;and, iii. the means to 10 de deposición de potencia de rayo que tiene una propiedad de cambiar un perfil de distribución de energía dentro del rayo láser;f. el ensamble de fondo del pozo, comprendiendo: i. el medio para proporcionar el rayo láser a la superficie del fondo del pozo de perforación;ii. el medio de proporción comprende la óptica de deposición de potencia de rayo;y, iii. el medio para 15 proporcionar el rayo láser a la superficie del fondo del pozo de perforación configurado para proporcionar un perfil de deposición de energía determinado;g. en donde, el rayo láser, como es suministrado desde el ensamble de fondo del pozo ilumina la superficie del fondo del pozo de perforación con un perfil de deposición de energía predeterminado, en donde el perfil de deposición de fifteen providing the laser beam to the bottom surface of the configured drill hole to provide a determined energy deposition profile;g. wherein, the laser beam, as supplied from the downhole assembly illuminates the bottom surface of the drill hole with a predetermined energy deposition profile, where the deposition profile of 20 energía predeterminado es provisto mediante una serie de patrones de disparos láser. twenty Default power is provided through a series of laser firing patterns.
  21. 111
    118, - A system to create a drilling well in the ground, comprising:a. a high power laser source;b. a downhole assembly;and, c. a fiber that optically connects the laser source to the downhole assembly, such that a laser beam from the laser source is transmitted to the downhole assembly;d. a means to provide 118,- Un sistema para crear un pozo de perforación en la tierra, que comprende: a. una fuente láser de potencia alta;b. un ensamble de fondo del pozo;y, c. una fibra que conecta ópticamente la fuente láser con el ensamble del fondo del pozo, de manera que un rayo láser de la fuente láser es transmitido al ensamble del fondo del pozo;d. un medio para proporcionar 20 el rayo láser a una superficie del fondo del pozo de perforación;e. una óptica de deposición de potencia de rayo que tiene una propiedad de cambiar un perfil de distribución de energía dentro del rayo láser;f. el ensamble de fondo del pozo, comprendiendo: i. el medio para proporcionar el rayo láser a la twenty the laser beam to a surface at the bottom of the drill hole;and. a beam power deposition optic having a property of changing an energy distribution profile within the laser beam;F. the downhole assembly, comprising: i. the means to provide the laser beam to the 158 ‘‘ —1 · '·' F.Ά t. · ·. : · Bottom surface of the drilling well;ii. the proportion medium- it comprises the beam power deposition optics;and, iii. the means for providing the laser beam to the bottom surface of the drill hole configured to provide a given energy deposition profile;158 ‘‘ —1 ·' ·’ F.Ά t. · · . : · superficie del fondo del pozo de perforación;ii. el medio de proporción- comprende la óptica de deposición de potencia de rayo;y, iii. el medio para proporcionar el rayo láser a la superficie del fondo del pozo de perforación configurado para proporcionar un perfil de deposición de energía determinado;5 g. wherein, the laser beam, as supplied from the downhole assembly illuminates the bottom surface of the drill hole with a predetermined energy deposition profile, where the predetermined energy deposition profile is provided by a pattern of scatter laser shot. 5 g. en donde, el rayo láser, como es suministrado desde el ensamble de fondo del pozo ilumina la superficie del fondo del pozo de perforación con un perfil de deposición de energía predeterminado, en donde el perfil de deposición de energía predeterminado es provisto mediante un patrón de disparo láser de dispersión. 10 10
  22. 117
    124, - A system to create a drilling well in the ground, comprising:a. a high power laser source;b. a downhole assembly;and, c. a fiber that optically connects the laser source to the downhole assembly, such that a laser beam from the laser source is transmitted to the downhole assembly;d. a means for providing the laser beam to a bottom surface of the drill hole;and. a beam power deposition optic having a property of changing an energy distribution profile within the laser beam;F. a mechanical removal means;g. the downhole assembly, comprising: I. the means to provide the laser beam to the bottom surface of the drill hole;¡I. the proportioning means comprises the beam power deposition optics;and, iii. the means for providing the laser beam to the bottom surface of the drill hole configured to provide a given energy deposition profile;h. wherein, the laser beam, as supplied from the downhole assembly illuminates the bottom surface of the drill hole with a predetermined energy deposition profile, where the predetermined energy deposition profile is based, at least in part, in the mechanical stresses applied by the mechanical removal means. 124, - Un sistema para crear un pozo de perforación en la tierra, que comprende: a. una fuente láser de potencia alta;b. un ensamble de fondo del pozo;y, c. una fibra que conecta ópticamente la fuente láser con el ensamble del fondo del pozo, de manera que un rayo láser de la fuente láser es transmitido al ensamble del fondo del pozo;d. un medio para proporcionar el rayo láser a una superficie del fondo del pozo de perforación;e. una óptica de deposición de potencia de rayo que tiene una propiedad de cambiar un perfil de distribución de energía dentro del rayo láser;f. un medio de remoción mecánico;g. el ensamble de fondo del pozo, comprendiendo: I. el medio para proporcionar el rayo láser a la superficie del fondo del pozo de perforación;¡I. el medio de proporción comprende la óptica de deposición de potencia de rayo;y, iii. el medio para proporcionar el rayo láser a la superficie del fondo del pozo de perforación configurado para proporcionar un perfil de deposición de energía determinado;h. en donde, el rayo láser, como es suministrado desde el ensamble de fondo del pozo ilumina la superficie del fondo del pozo de perforación con un perfil de deposición de energía predeterminado, donde en el perfil de deposición de energía predeterminado se basa, por lo menos en parte, en los esfuerzos mecánicos aplicados por el medio de remoción mecánico. 160 160 Λ. ' .-. ‘ til, ti .) ', ζ··.;·χ Β Λ. '.-. 'til, ti.)', ζ ·· .;· Χ Β DEL/. ΥΛΎ '< *·. · ' ··? OF THE/. ΥΛΎ '<* ·. · '··? INDUSTRIAL INDUSTRIAL
  23. 122
    129.- A system to create a drilling well in the ground, comprising:a. a high power laser source;b. a downhole assembly;and, c. a fiber that optically connects the laser source to the downhole assembly, such that a laser beam from the laser source is transmitted to the downhole assembly;d. a means to provide 129.- Un sistema para crear un pozo de perforación en la tierra, que comprende: a. una fuente láser de potencia alta;b. un ensamble de fondo del pozo;y, c. una fibra que conecta ópticamente la fuente láser con el ensamble del fondo del pozo, de manera que un rayo láser de la fuente láser es transmitido al ensamble del fondo del pozo;d. un medio para proporcionar 20 el rayo láser a una superficie del fondo del pozo de perforación;e. una óptica de deposición de potencia de rayo que tiene una propiedad de cambiar un perfil de distribución de energía dentro del rayo láser;f. un medio de remoción mecánico;g. el ensamble de fondo del pozo, comprendiendo: i. el medio para twenty the laser beam to a surface at the bottom of the drill hole;and. a beam power deposition optic having a property of changing an energy distribution profile within the laser beam;F. a mechanical removal means;g. the downhole assembly, comprising: i. the means to 161 institute μ :: ·: 161 instituto μ::· : DE LA rnou, . OF THE rnou,. INDUSTRIAL proporcionar el rayo láser a la superficie del fondo del pozo de perforación;¡i. el medio de proporción comprende la óptica de deposición de potencia de rayo;y, iii. el medio para proporcionar el rayo láser a la superficie del fondo del pozo de perforación configurado para proporcionar un perfil de deposición de INDUSTRIAL provide the laser beam to the bottom surface of the drill hole;¡I. the proportioning means comprises the beam power deposition optics;and, iii. the means to provide the laser beam to the bottom surface of the drill hole configured to provide a deposition profile of 5 determined energy;h. wherein, the laser beam, as supplied from the downhole assembly Illuminates the bottom surface of the drill hole with a predetermined energy deposition profile, where the predetermined energy deposition profile has at least two areas of different energy and the energies in the areas correspond 5 energía determinado;h. en donde, el rayo láser, como es suministrado desde el ensamble de fondo del pozo Ilumina la superficie del fondo del pozo de perforación con un perfil de deposición de energía predeterminado, en donde el perfil de deposición de energía predeterminado tiene por lo menos dos áreas de energía diferente y las energías en las áreas corresponden 10 Inversely to the mechanical forces applied by the mechanical means. 10 Inversamente a las fuerzas mecánicas aplicadas por los medios mecánicos.
  24. 127
    134, - A method to advance a drilling well 5 using a laser, the method comprises:a. advancing a high power laser beam transmission medium into the drill hole;i. the drill hole having a bottom surface, a side wall surface, a top opening, and a length extending between the bottom surface and the top opening of at least approximately 134, - Un método para hacer avanzar un pozo de perforación 5 utilizando un láser, el método comprende: a. hacer avanzar un medio de transmisión de rayo láser de potencia alta dentro del pozo de perforación;i. el pozo de perforación teniendo una superficie del fondo, una superficie de pared lateral, una abertura superior, y una longitud que se extiende entre la superficie del fondo y la abertura superior de por lo menos aproximadamente 10 304.8 meters;ii. the transmission means comprise a distal end, a proximal end, and a length extending between the distal and proximal ends, the distal end being advanced down the drill hole;iii. the transmission means comprises a means for transmitting high power laser energy;b. provide a laser beam to the end 10 304.8 metros;ii. los medios de transmisión comprenden un extremo distal, un extremo próximo, y una longitud que se extiende entre los extremos distal y próximo, el extremo distal haciéndose avanzar hacia abajo del pozo de perforación;iii. el medio de transmisión comprende un medio para transmitir energía láser de potencia alta;b. proporcionar un rayo láser al extremo 15 próximo del medio de transmisión;c. transmitir substancialmente toda la potencia del rayo láser hacia abajo la longitud del medio de transmisión, de manera que el rayo sale del extremo distal teniendo un primer perfil de distribución de energía;d. transmitir el rayo láser desde el extremo distal a un ensamble óptico en un ensamble de fondo del pozo láser, en donde el rayo fifteen close to the transmission medium;c. transmitting substantially all the power of the laser beam down the length of the transmission medium, such that the beam exits the distal end having a first energy distribution profile;d. transmit the laser beam from the distal end to an optical assembly in a bottom assembly of the laser well, where the beam 20 láser se cambia a un segundo perfil de distribución de energía;e. dirigir el rayo láser, que tiene una potencia de por lo menos aproximadamente 5 kW y que tiene un segundo perfil de distribución de energía, a una superficie del pozo de perforación;y, f. proporcionar en el mismo el rayo láser a la superficie twenty laser is switched to a second power distribution profile;and. directing the laser beam, which has a power of at least about 5 kW and which has a second power distribution profile, to a surface of the drill hole;and, f. provide the same laser beam to the surface 163 drilling well in a given pattern;wherein the downhole surface defines a downhole surface area, the determined pattern defines a pattern area, and the laser beam defines a spot area;where the downhole surface area is equal to or greater than the 163 del pozo de perforación en un patrón determinado;en donde la superficie de fondo del pozo define un área de superficie de fondo del pozo, el patrón determinado define un área de patrón, y el rayo láser define un área de punto;en donde el área de superficie de fondo del pozo es igual que o mayor que el 5 pattern area, and the pattern area is larger than the laser spot area;wherein the determined pattern is configured to illuminate a majority of the downhole surface area of ​​the well with the laser beam and in a determined energy deposition profile to the downhole surface area of ​​the well;g. whereby, the length of the drilling well is increased, in part, 5 área de patrón, y el área de patrón es mayor que el área de punto láser;en donde el patrón determinado está configurado para iluminar una mayoría del área de superficie de fondo del pozo con el rayo láser y en un perfil de deposición de energía determinada al área de superficie de fondo del pozo;g. mediante lo cual, se incrementa la longitud del pozo de perforación, en parte, 10 based on the interaction of the laser beam with the surface of the drill hole. 10 con base en la interacción del rayo láser con la superficie del pozo de perforación.
  25. 129
    136, - A method to advance a drilling well using a laser, the method comprises:a. advance a fiber of 136, - Un método para hacer avanzar un pozo de perforación utilizando un láser, el método comprende: a. hacer avanzar una fibra de 20 transmisión de rayo láser de potencia alta dentro del pozo de perforación;i. el pozo de perforación teniendo una superficie del fondo, una superficie de pared lateral, una abertura superior, y una longitud que se extiende entre la superficie del fondo y la abertura superior de por lo menos aproximadamente twenty High power laser beam transmission within the drill hole;i. the drill hole having a bottom surface, a side wall surface, a top opening, and a length extending between the bottom surface and the top opening of at least approximately 164 π, ir ' : .. 164 π, to go ' : .. 304.8 meters;ϋ. the transmission means comprise a dlstal end, a proximal end, and a length extending between the dlstal and proximal ends, the distal end being advanced down the drill hole;b. provide a laser beam, which has a power of at 304.8 metros;ϋ. los medios de transmisión comprenden un extremo dlstal, un extremo próximo, y una longitud que se extiende entre los extremos dlstal y próximo, el extremo distal haciéndose avanzar hacia abajo del pozo de perforación;b. proporcionar un rayo láser, que tiene una potencia de por lo 5 minus approximately 10 kW, to the proximal end of the transmission fiber;c. transmit the power of the laser beam down the length of the transmission fiber, so that the beam exits from the dlstal end;d. create a laser beam spot, which has a power of at least about 5 kW, and direct the laser beam spot to the bottom surface 5 menos aproximadamente 10 kW, al extremo próximo de la fibra de transmisión;c. transmitir la potencia del rayo láser hacia abajo la longitud de la fibra de transmisión, de manera’que el rayo sale del extremo dlstal;d. crear un punto de rayo láser, que tiene una potencia de por lo menos aproximadamente 5 kW, y dirigir el punto de rayo láser a la superficie de fondo 10 drilling well in a given pattern;wherein the determined pattern defines an area by essentially illuminating the entire background surface;and, wherein the predetermined pattern provides a substantially uniform energy deposition profile to the area;g. whereby, the length of the drilling well is increased, in part, based on the 10 del pozo de perforación en un patrón determinado;en donde el patrón determinado define un área Iluminando esencialmente toda la superficie de fondo;y, en donde el patrón predeterminado proporciona un perfil de deposición de energía substancialmente uniforme al área;g. mediante lo cual, se Incrementa la longitud del pozo de perforación, en parte, con base en la 15 Interacción del rayo láser con la superficie del pozo de perforación. fifteen Interaction of the laser beam with the surface of the drill hole.
  26. 131
    138. - A method of advancing a drilling well using a laser, the method comprises:a. advance a fiber of 138. - Un método para hacer avanzar un pozo de perforación utilizando un láser, el método comprende: a. hacer avanzar una fibra de 165 High power laser beam transmission within the drill hole;i. the ——— f · - / »“ Tunria ι -> · ιι ^ ιτι-5ΐτ -.-— ~ t / · *> τ * τ ·· »Λ drilling well having a bottom, a side wall, an opening upper, and a length extending between the bottom surface and upper opening of at least approximately 304.8 meters;¡I. the fiber 165 transmisión de rayo láser de potencia alta dentro del pozo de perforación;i. el ——— f ·— /»“Tunria ι —>·ιι^ιτι-5ΐτ-.-—~ t/· *>τ*τ··»Λ pozo de perforación teniendo un fondo, una pared lateral, una abertura superior, y una longitud que se extiende entre la superficie del fondo y la abertura superior de por lo menos aproximadamente 304.8 metros;¡i. la fibra 5 Transmission lines comprise a distal end, a proximal end, and a length that extends between the distal and proximal ends, the distal end being advanced down the drill hole;b. provide a laser beam, having a power of at least about 10 kW and having an energy distribution profile, to the proximal end of the 5 de transmisión comprenden un extremo distal, un extremo próximo, y una longitud que se extiende entre los extremos distal y próximo, el extremo distal haciéndose avanzar hacia abajo del pozo de perforación;b. proporcionar un rayo láser, que tiene una potencia de por lo menos aproximadamente 10 kW y que tiene perfil de distribución de energía, al extremo próximo del medio de 10 transmission;c. transmitting the power of the laser beam down the length of the transmission fiber, such that the beam exits the distal end and enters a bottom assembly of the laser well;d. change the energy distribution profile of the laser beam;and, e. direct the laser beam, which has a power of at least about 5 kW, towards the bottom of the drill hole at 10 transmisión;c. transmitir la potencia del rayo láser hacia abajo la longitud de la fibra de transmisión, de manera que el rayo sale del extremo distal y entra a un ensamble de fondo del pozo láser;d. cambiar el perfil de distribución de energía del rayo láser;y, e. dirigir el rayo láser, que tiene una potencia de por lo menos aproximadamente 5 kW, hacia el fondo del pozo de perforación en 15 un patrón determinado definiendo una primera área, y el rayo láser como se dirige, teniendo una sección transversal definiendo un área menor que la primera área;y, en donde el patrón determinado proporciona un perfil de deposición de energía determinada al fondo del pozo de perforación, en donde una mayoría del fondo se ilumina por el patrón determinado, y fifteen a given pattern defining a first area, and the laser beam as directed, having a cross section defining a smaller area than the first area;and, where the determined pattern provides a determined energy deposition profile to the bottom of the drill hole, where a majority of the bottom is illuminated by the determined pattern, and 20 mediante lo cual la longitud del pozo de perforación se incrementa, en parte, con base en la interacción del rayo láser con el fondo del pozo de perforación. twenty whereby the length of the drill hole is increased, in part, based on the interaction of the laser beam with the bottom of the drill hole.
  27. 132
    139.- A laser downhole assembly to create a drill hole in the ground comprising:a. a laser beam path;b. a 139.- Un ensamble de fondo de pozo láser para crear un pozo de perforación en la tierra que comprende: a. una trayectoria de rayo láser;b. una 166 b Ά-ü.? í χχ!ϊ 166 b Ά-ü .?í χχ!ϊ O i O ¡i INETi-cs ' o · ·.;:. INETi-cs' o · ·;;:. OE la HViEÍWO OE la HViEÍWO INDUSTklAt first camera along the ray path;c. a rotating optical connector means located along the beam path;d. a beam-forming optic located along the beam path;and. a beam power deposition optics located along the beam path;F. a second chamber along the beam path, the second chamber contains the beam shaping optics, the beam power optics and an incompressible transmissive fluid;and, g. a beam delivery opening in the laser downhole assembly along the beam path;h, whereby a laser beam is able to travel along the laser beam path and exit the downhole assembly through the opening so that it can illuminate a drill hole surface. INDUSTklAt primer cámara a lo largo de la trayectoria de rayo;c. un medio de conector óptico giratorio ubicado a lo largo de la trayectoria de'rayo;d. una óptica que conforma el rayo ubicada a lo largo de la trayectoria de rayo;e. una óptica de deposición de potencia de rayo ubicada a lo largo de la trayectoria de rayo;f. una segunda cámara a lo largo de la trayectoria de rayo, la segunda cámara contiene la óptica que conforma el rayo, la óptica de potencia de rayo y un fluido transmisivo incompresible;y, g. una abertura de entrega de rayo en el ensamble de fondo de pozo láser a lo largo de la trayectoria de rayo;h, mediante lo cual, un rayo láser es capaz de viajar a lo largo de la trayectoria de rayo láser y salir del ensamble de fondo del pozo a través de la abertura de modo que pueda iluminar una superficie de pozo de perforación.
  28. 133
    140. - A laser downhole assembly to create a drill hole in the ground comprising:a. a laser beam path;b. a first camera along the beam path;c. a beam-forming optic located along the beam path;d. a second chamber along the beam path, the second chamber contains the beam shaping optics, the beam power optics and an incompressible transmissive fluid;and, f. a beam delivery opening in the laser downhole assembly along the beam path;h, whereby a laser beam traveling through the downhole assembly along the beam path travels through b), then c), then e), and then f). 140. - Un ensamble de fondo de pozo láser para crear un pozo de perforación en la tierra que comprende: a. una trayectoria de rayo láser;b. una primer cámara a lo largo de la trayectoria de rayo;c. una óptica que conforma el rayo ubicada a lo largo de la trayectoria de rayo;d. una segunda cámara a lo largo de la trayectoria de rayo, la segunda cámara contiene la óptica que conforma el rayo, la óptica de potencia de rayo y un fluido transmisivo incompresible;y, f. una abertura de entrega de rayo en el ensamble de fondo de pozo láser a lo largo de la trayectoria de rayo;h, mediante lo cual, un rayo láser viajando a través del ensamble de fondo del pozo a lo largo de la trayectoria de rayo viaja a través de b), luego c) luego e) y luego f).
  29. 134
    141, - A laser downhole assembly to create a drill hole in the ground comprising:a. a laser beam path;b. a 141, - Un ensamble de fondo de pozo láser para crear un pozo de perforación en la tierra que comprende: a. una trayectoria de rayo láser;b. una 167 first camera along the beam path;c. an optical connector means located along the beam path;d. collimation optics located along the ray path;and. an axicon optic located along the ray path;F. a second camera along the 167 primer cámara a lo largo de la trayectoria de rayo;c. un medio de conector óptico ubicado a lo largo de la trayectoria de rayo;d. óptica de colimación ubicada a lo largo de la trayectoria de rayo;e. una óptica axicon ubicada a lo largo de la trayectoria de rayo;f. una segunda cámara a lo largo de la 5 ray path, the second chamber comprises d) and e), and means to resist downhole pressures;and, g. a beam delivery opening in the laser downhole assembly along the beam path;h, whereby a laser beam is able to travel along the laser beam path and exit the downhole assembly through the opening of the 5 trayectoria de rayo, la segunda cámara comprende d) y e), y medios para resistir presiones del fondo del pozo;y, g. una abertura de entrega de rayo en el ensamble de fondo de pozo láser a lo largo de la trayectoria de rayo;h, mediante lo cual, un rayo láser es capaz de viajar a lo largo de la trayectoria de rayo láser y salir del ensamble de fondo del pozo a través de la abertura de 10 so it can illuminate a drill hole surface. 10 modo que pueda ¡luminar una superficie de pozo de perforación.
  30. 135
    142, - A system to create a drilling well in the ground, comprising:a. a high power laser source;b. a downhole assembly;c. an optical fiber;i. that it has a first and a second end;ii. that it has a length between the first and second ends;iii. the first 142, - Un sistema para crear un pozo de perforación en la tierra, que comprende: a. una fuente láser de potencia alta;b. un ensamble de fondo de pozo;c. una fibra óptica;i. que tiene un primer y un segundo extremo;ii. que tiene una longitud entre el primer y segundo extremos;iii. el primer 15 extremo estando asociado en forma óptica con la fuente láser;¡v. la fibra teniendo una longitud de al menos aproximadamente 304.8 metros;d. un medio para entregar un rayo láser desde la fuente láser a una superficie del pozo de perforación;e. el medio de entrega láser estando conectado a y ópticamente asociado con el segundo extremo de la fibra óptica;y, f. un medio fifteen end being optically associated with the laser source;V. the fiber having a length of at least approximately 304.8 meters;d. a means of delivering a laser beam from the laser source to a surface of the drill hole;and. the laser delivery means being connected to and optically associated with the second end of the optical fiber;and, f. a medium 20 para proporcionar una deposición de energía substancialmente uniforme, que comprende una formación de microóptica. twenty to provide a substantially uniform energy deposition, comprising microoptic formation.
  31. 136
    143, - A system to create a drilling well in the ground, comprising:a. a high power laser source;b. a background assembly 143, - Un sistema para crear un pozo de perforación en la tierra, que comprende: a. una fuente láser de potencia alta;b. un ensamble de fondo I I 168 168 -A. -TO. ΙΓί ΠΓ ΙΓί ΠΓ LA | \ of well;c. an optical fiber;i. that it has a first and a second end;ii. that it has a length between the first and second ends;Ii. the first end being optically associated with the laser source;iv. the fiber having a length of at least approximately 304.8 meters;d. lightning LA |\ de pozo;c. una fibra óptica;i. que tiene un primer y un segundo extremo;ii. que tiene una longitud entre el primer y segundo extremos;¡ii. el primer extremo estando asociado en forma óptica con la fuente láser;iv. la fibra teniendo una longitud de al menos aproximadamente 304.8 metros;d. el rayo 5 laser has a Gaussian profile at the second end of the fiber;and. a means of delivering a laser beam from the laser source to a surface of the drill hole;F. the laser delivery means being connected to and optically associated with the second end of the optical fiber;and, g. a means of providing a substantially uniform energy deposition, which 5 láser tiene un perfil Gaussiano en el segundo extremo de la fibra;e. un medio para entregar un rayo láser desde la fuente láser a una superficie del pozo de perforación;f. el medio de entrega láser estando conectado a y ópticamente asociado con el segundo extremo de la fibra óptica;y, g. un medio para proporcionar una deposición de energía substancialmente uniforme, que 10 it comprises a microoptic formation. 10 comprende una formación de microóptica.
  32. 137
    144, - A system to create a drilling well in the ground that comprises:a. a high power laser source;b. a downhole assembly;c. an optical fiber;i. that it has a first and a second end;ii. that it has a length between the first and second ends;iii. the first 144,- Un sistema para crear un pozo de perforación en la tierra que comprende: a. una fuente láser de potencia alta;b. un ensamble de fondo de pozo;c. una fibra óptica;i. que tiene un primer y un segundo extremo;ii. que tiene una longitud entre el primer y segundo extremos;iii. el primer 15 extremo estando asociado en forma óptica con la fuente láser;iv. la fibra teniendo una longitud de al menos aproximadamente 304.8 metros;d. el rayo láser tiene un perfil substancialmente Gaussiano en el segundo extremo de la fibra;e. un medio para entregar un rayo láser desde la fuente láser a una superficie del pozo de perforación;f. el medio de entrega láser estando fifteen end being optically associated with the laser source;iv. the fiber having a length of at least approximately 304.8 meters;d. the laser beam has a substantially Gaussian profile at the second end of the fiber;and. a means of delivering a laser beam from the laser source to a surface of the drill hole;F. the laser delivery means being 20 conectado a y ópticamente asociado con el segundo extremo de la fibra óptica;y, g. un medio para proporcionar una deposición de energía substancialmente uniforme. twenty connected to and optically associated with the second end of the optical fiber;and, g. a means of providing a substantially uniform energy deposition. 169 169 I ívk 7 I ívk 7 JL UL W >. JL UL W>. INSTITUTE - ..- Or '' h · de la ·? ),1 \ INSTITUTO - ..-O' 'h· de la ·? ),1 \ INDUSTRIAL !\ - .O ·· INDUSTRIAL !\- .O··
  33. 138
    145. - A system to create a drilling well on the ground, comprising:a. a high power laser source;b. a downhole assembly;c. an optical fiber;i. that it has a first and a second end;ii. that it has a length between the first and second ends;iii. the first 145. - Un sistema para crear un pozo de perforación en ia tierra, que comprende: a. una fuente láser de potencia alta;b. un ensamble de fondo de pozo;c. una fibra óptica;i. que tiene un primer y un segundo extremo;ii. que tiene una longitud entre el primer y segundo extremos;iii. el primer 5 end being optically associated with the laser source;iv. the fiber having a length of at least approximately 304.8 meters;d. the laser beam has a super-Gaussian profile at the second end of the fiber;and. a means of delivering a laser beam from the laser source to a surface of the drill hole;F. the laser delivery means being connected to and 5 extremo estando asociado en forma óptica con la fuente láser;iv. la fibra teniendo una longitud de al menos aproximadamente 304.8 metros;d. el rayo láser tiene un perfil súper-Gaussiano en el segundo extremo de la fibra;e. un medio para entregar un rayo láser desde la fuente láser a una superficie del pozo de perforación;f. el medio de entrega láser estando conectado a y 10 optically associated with the second end of the optical fiber;and, g. a means of providing a substantially uniform energy deposition. 10 ópticamente asociado con el segundo extremo de la fibra óptica;y, g. un medio para proporcionar una deposición de energía substancialmente uniforme.
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    146. - A system to create a drilling well in the ground, comprising:a. a high power laser source;b. a background assembly 146. - Un sistema para crear un pozo de perforación en la tierra, que comprende: a. una fuente láser de potencia alta;b. un ensamble de fondo 15 del pozo;y, c. una fibra que conecta ópticamente la fuente láser con el ensamble del fondo del pozo, de manera que un rayo láser de la fuente láser es transmitido al ensamble del fondo del pozo;d. el ensamble de fondo del pozo, comprendiendo: i. un medio para proporcionar el rayo láser a la superficie del fondo del pozo de perforación;¡i. el medio de proporción fifteen from the well;and, c. a fiber that optically connects the laser source to the downhole assembly, such that a laser beam from the laser source is transmitted to the downhole assembly;d. the downhole assembly, comprising: i. a means of providing the laser beam to the bottom surface of the drill hole;¡I. the proportion medium 20 comprende la óptica de deposición de potencia de rayo;y, iii. el medio para proporcionar el rayo láser a la superficie del fondo del pozo de perforación configurado para proporcionar un perfil de deposición de energía determinado;d. en donde, el rayo láser, como es suministrado desde el ensamble de fondo twenty it comprises the beam power deposition optics;and, iii. the means for providing the laser beam to the bottom surface of the drill hole configured to provide a given energy deposition profile;d. Wherein, the laser beam, as supplied from the bottom assembly 170 The wellhead illuminates the bottom surface of the drill hole with a predetermined energy deposition profile, comprising at least concentric * hos * areas having different energy deposition profiles. 170 del pozo ilumina la superficie del fondo del pozo de perforación cón un perfít de deposición de energía predeterminado, comprende por lo meno’s*Hos*areás concéntricas que tienen diferentes perfiles de deposición de energía.
  35. 140
    147, - A system to create a drilling well in the ground, 5 comprising:a. a high power laser source;b. a downhole assembly;and, c. a fiber that optically connects the laser source to the downhole assembly, such that a laser beam from the laser source is transmitted to the downhole assembly;d. the downhole assembly, comprising: i. a means of providing the laser beam to the 147, - Un sistema para crear un pozo de perforación en la tierra, 5 que comprende: a. una fuente láser de potencia alta;b. un ensamble de fondo del pozo;y, c. una fibra que conecta ópticamente la fuente láser con el ensamble del fondo del pozo, de manera que un rayo láser de la fuente láser es transmitido al ensamble del fondo del pozo;d. el ensamble de fondo del pozo, comprendiendo: i. un medio para proporcionar el rayo láser a la 10 drill hole bottom surface;¡I. the proportioning means comprises the beam power deposition optics;and, iii. the means for providing the laser beam to the bottom surface of the drill hole configured to provide a given energy deposition profile;and. Wherein, the laser beam, as supplied from the bottom assembly 10 superficie del fondo del pozo de perforación;¡i. el medio de proporción comprende la óptica de deposición de potencia de rayo;y, iii. el medio para proporcionar el rayo láser a la superficie del fondo del pozo de perforación configurado para proporcionar un perfil de deposición de energía determinado;e. en donde, el rayo láser, como es suministrado desde el ensamble de fondo 15 del pozo ilumina la superficie del fondo del pozo de perforación con un perfil de deposición de energía predeterminado, y en donde el perfil de deposición de energía determinada es previsto mediante una serie de patrones de disparos láser. fifteen The wellhead illuminates the bottom surface of the drill hole with a predetermined energy deposition profile, and where the determined energy deposition profile is predicted by a series of laser firing patterns.
  36. 141
    148, - A system to create a drilling well in the ground, 148, - Un sistema para crear un pozo de perforación en la tierra, 20 que comprende:a. una fuente láser de potencia alta;b. un ensamble de fondo del pozo;y, c. una fibra que conecta ópticamente la fuente láser con el ensamble del fondo del pozo, de manera que un rayo láser de la fuente láser es transmitido al ensamble del fondo del pozo;d. el ensamble de fondo del twenty which includes: a. a high power laser source;b. a downhole assembly;and, c. a fiber that optically connects the laser source to the downhole assembly, such that a laser beam from the laser source is transmitted to the downhole assembly;d. the bottom assembly of the 171 171 1Ν5ΤΠ 'Π ·. ' 1Ν5ΤΠ ’Π·. ' Dé ί ·„ INJ.j.ó y pozo, comprendiendo: i. un medio para proporcionar el rayo láser a la superficie del fondo del pozo de perforación;ii. el medio de proporción comprende la óptica de deposición de potencia de rayo;y, iii. el medio para proporcionar el rayo láser a la superficie del fondo del pozo de perforación Give ί · „INJ.j.ó and well, comprising: i. a means of providing the laser beam to the bottom surface of the drill hole;ii. the proportioning means comprises the beam power deposition optics;and, iii. the means to provide the laser beam to the bottom surface of the drill hole 5 configured to provide a specific energy deposition profile;and. wherein, the laser beam, as supplied from the downhole assembly illuminates the bottom surface of the drill hole with a predetermined energy deposition profile, and where the determined energy deposition profile is predicted by a pattern laser shooting 5 configurado para proporcionar un perfil de deposición de energía determinado;e. en donde, el rayo láser, como es suministrado desde el ensamble de fondo del pozo ilumina la superficie del fondo del pozo de perforación con un perfil de deposición de energía predeterminado, y en donde el perfil de deposición de energía determinada es previsto mediante un patrón de disparo láser de 10 dispersion. 10 dispersión.
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    149, - A system to create a drilling well in the ground, comprising:a. a high power laser source;b. a downhole assembly;c. a mechanical removal means;and, d. a fiber that optically connects the laser source to the downhole assembly, so 149,- Un sistema para crear un pozo de perforación en la tierra, que comprende: a. una fuente láser de potencia alta;b. un ensamble de fondo del pozo;c. un medio de remoción mecánico;y, d. una fibra que conecta ópticamente la fuente láser con el ensamble del fondo del pozo, de manera 15 que un rayo láser de la fuente láser es transmitido al ensamble del fondo del pozo;e. el ensamble de fondo del pozo, comprendiendo: i. un medio para proporcionar el rayo láser a la superficie del fondo del pozo de perforación;¡i. el medio de proporción comprende la óptica de deposición de potencia de rayo;y, iii. el medio para proporcionar el rayo láser a la superficie del fondo del fifteen that a laser beam from the laser source is transmitted to the downhole assembly;and. the downhole assembly, comprising: i. a means of providing the laser beam to the bottom surface of the drill hole;¡I. the proportioning means comprises the beam power deposition optics;and, iii. the means to provide the laser beam to the bottom surface of the 20 pozo de perforación configurado para proporcionar un perfil de deposición de energía determinado;f. en donde, el rayo láser, como es suministrado desde el ensamble de fondo del pozo ilumina la superficie del fondo del pozo de perforación con un perfil de deposición de energía predeterminado, y en twenty drilling well configured to provide a given energy deposition profile;F. wherein, the laser beam, as supplied from the downhole assembly illuminates the bottom surface of the drill hole with a predetermined energy deposition profile, and in 172 where the determined energy deposition profile is based, at least in part, on the mechanical stresses applied by the mechanical means. 172 donde el perfil de deposición de energía determinada se basa,' por ló menos en parte, en los esfuerzos mecánicos aplicados por el medio He'remoción mecánico.
  38. 143
    150, - A system to create a drilling well in the ground, 5 comprising:a. a high power laser source;b. a downhole assembly;c. a mechanical removal means;and, d. a fiber that optically connects the laser source to the downhole assembly, such that a laser beam from the laser source is transmitted to the downhole assembly;and. the downhole assembly, comprising: i. a means to 150,- Un sistema para crear un pozo de perforación en la tierra, 5 que comprende: a. una fuente láser de potencia alta;b. un ensamble de fondo del pozo;c. un medio de remoción mecánico;y, d. una fibra que conecta ópticamente la fuente láser con el ensamble del fondo del pozo, de manera que un rayo láser de la fuente láser es transmitido al ensamble del fondo del pozo;e. el ensamble de fondo del pozo, comprendiendo: i. un medio para 10 providing the laser beam to the bottom surface of the drill hole;¡I. the proportioning means comprises the beam power deposition optics;and, iii. the means for providing the laser beam to the bottom surface of the drill hole configured to provide a given energy deposition profile;F. where, the laser beam, as supplied from 10 proporcionar el rayo láser a la superficie del fondo del pozo de perforación;¡i. el medio de proporción comprende la óptica de deposición de potencia de rayo;y, iii. el medio para proporcionar el rayo láser a la superficie del fondo del pozo de perforación configurado para proporcionar un perfil de deposición de energía determinado;f. en donde, el rayo láser, como es suministrado desde 15 el ensamble de fondo del pozo ilumina la superficie del fondo del pozo de perforación con un perfil de deposición de energía predeterminado, y en donde el perfil de deposición de energía determinada tiene por lo menos dos áreas de energía diferente y las energías en las áreas corresponden inversamente a las fuerzas mecánicas aplicadas por los medios mecánicos. fifteen the downhole assembly illuminates the downhole surface with a predetermined energy deposition profile, and where the determined energy deposition profile has at least two different energy areas and the energies in the areas correspond inversely to the mechanical forces applied by the mechanical means. 20 20
  39. 144
    151, - A system to create a drilling well in the ground, comprising:a. a high power laser source;b. a downhole assembly;and, c. a fiber that optically connects the laser source to the downhole assembly so that a laser beam from the laser source 151,- Un sistema para crear un pozo de perforación en la tierra, que comprende: a. una fuente láser de potencia alta;b. un ensamble de fondo del pozo;y, c. una fibra que conecta ópticamente la fuente láser con el ensamble del fondo del pozo, de manera que un rayo láser de la fuente láser 173 173 ΪΤ \ Ρ 7y *τ ΪΤ\ Ρ 7y *τ W¡Y ,:: '...;-. and;W¡Y,: : ' ... ;-. y;l-e ι í · > ' .- ;.·;le ι í ·> '.-;. ·;ι υ i í i l yfey es transmitido al ensamble del fondo del pozo, en donde el rayo láser tiene un perfil Gaussiano en la conexión de ensamble del fondo del pozo de fibra;d. un medio para proporcionar el rayo láser a una superficie del fondo del pozo de perforación;e. una óptica de deposición de potencia de rayo que tiene una ι υ i í il yfey is transmitted to the downhole assembly, where the laser beam has a Gaussian profile at the downhole assembly connection of fiber;d. a means for providing the laser beam to a bottom surface of the drill hole;and. a beam power deposition optic having a 5 property of changing an energy distribution profile within the laser beam;F. a mechanical removal means;and, g. the downhole assembly, comprising: i. the means for providing the laser beam to the bottom surface of the drill hole;and, ii. the proportioning means comprises the beam power deposition optics;h. wherein, the laser beam as supplied from the downhole assembly illuminates the bottom surface of the drill hole with a substantially uniform energy deposition profile at the bottom surface, and where the energy deposition profile substantially uniform is based, at least in part, on mechanical forces applied by the removal medium 5 propiedad de cambiar un perfil de distribución de energía dentro del rayo láser;f. un medio de remoción mecánico;y, g. el ensamble de fondo del pozo, comprendiendo: i. el medio para proporcionar el rayo láser a la superficie del fondo del pozo de perforación;y, ii. el medio de proporción comprende la óptica de deposición de potencia de rayo;h. en donde, el rayo láser, como es 10 suministrado desde el ensamble de fondo del pozo ilumina la superficie del fondo del pozo de perforación con un perfil de deposición de energía substancialmente uniforme en la superficie del fondo, y en donde perfil de deposición de energía substancialmente uniforme se basa, por lo menos en parte, en fuerzas mecánicas aplicadas mediante el medio de remoción 15 mecánico. fifteen mechanic.
  40. 145
    152, - A system to create a drilling well in the ground, comprising:a. a high power laser source;b. a downhole assembly;c. an optical fiber;i. that it has a first and a second end;ii. that it has a length between the first and second ends;iii. the first 152,- Un sistema para crear un pozo de perforación en la tierra, que comprende: a. una fuente láser de potencia alta;b. un ensamble de fondo de pozo;c. una fibra óptica;i. que tiene un primer y un segundo extremo;ii. que tiene una longitud entre el primer y segundo extremos;iii. el primer 20 extremo estando asociado en forma óptica con la fuente láser;iv. la fibra teniendo una longitud de al menos aproximadamente 304.8 metros;d. un medio para entregar un rayo láser desde la fuente láser a una superficie del pozo de perforación;e. el medio de entrega láser estando conectado a y twenty end being optically associated with the laser source;iv. the fiber having a length of at least approximately 304.8 meters;d. a means of delivering a laser beam from the laser source to a surface of the drill hole;and. the laser delivery means being connected to and 174 174 Τ * «F --¾ - !, · i ίν ·. 'and optically associated with the second end of the optical fiber;F. a means of providing a substantially uniform energy deposition;and, g. Τ * «F --¾ -!,· i ίν·. ' y ópticamente asociado con el segundo extremo de la fibra óptica;f. un medio para proporcionar una deposición de energía substancialmente uniforme;y, g. el medio de entrega láser comprende el medio para proporcionar la deposición de energía substancialmente uniforme, y en donde perfil de deposición de the laser delivery means comprises the means for providing the substantially uniform energy deposition, and wherein the deposition profile of 5 Substantially uniform energy is based, at least in part, on mechanical forces applied by the mechanical removal medium. 5 energía substancialmente uniforme se basa, por lo menos en parte, en fuerzas mecánicas aplicadas mediante el medio de remoción mecánico.
  41. 146
    153. - A system to create a drilling well in the ground, comprising:a. a high power laser source;b. a downhole assembly;c. a fiber that optically connects the laser source to the assembly 153. - Un sistema para crear un pozo de perforación en la tierra, que comprende: a. una fuente láser de potencia alta;b. un ensamble de fondo del pozo;c. una fibra que conecta ópticamente la fuente láser con el ensamble 10 downhole, so that a laser beam from the laser source is transmitted to the downhole assembly;d. a mechanical removal means;and. the downhole assembly, comprising: i. a means of providing a laser beam to a downhole surface in a given pattern, where the determined pattern is configured 10 del fondo del pozo, de manera que un rayo láser de la fuente láser es transmitido al ensamble del fondo del pozo;d. un medio de remoción mecánico;e. el ensamble de fondo del pozo, comprendiendo: i. un medio para proporcionar un rayo láser a una superficie de fondo del pozo de perforación en un patrón determinado, en donde el patrón determinado está configurado 15 para ¡luminar una mayoría de la superficie de fondo del pozo de perforación y en un perfil de deposición de energía predeterminada, y en donde el perfil de deposición de energía determinada se basa, por lo menos en parte, en las fuerzas mecánicas aplicadas por el medio de remoción mecánico. fifteen to illuminate a majority of the bottom surface of the drill hole and a predetermined energy deposition profile, and where the determined energy deposition profile is based, at least in part, on the mechanical forces applied by the mechanical removal medium.
  42. 149
    156, - Un sistema para crear un pozo de perforación en la tierra, 5 que comprende:a. una fuente láser de potencia alta;b. un ensamble de fondo del pozo;c. una fibra que conecta ópticamente la fuente láser con el ensamble del fondo del pozo, de manera que un rayo láser de la fuente láser es transmitido al ensamble del fondo del pozo;d. un medio de remoción mecánico;e. el ensamble de fondo del pozo, comprendiendo: i. un medio para 156, - ​​A system to create a drilling well in the ground, 5 comprising: a. a high power laser source;b. a downhole assembly;c. a fiber that optically connects the laser source to the downhole assembly, such that a laser beam from the laser source is transmitted to the downhole assembly;d. a mechanical removal means;and. the downhole assembly, comprising: i. a means to 10 providing a substantially elliptically shaped laser beam spot having a potential of at least about 5 kW to the downhole surface of the drill hole in a rotational manner to thereby provide a determined energy deposition profile to the surface of downhole, and where the energy deposition profile 10 proporcionar un punto de rayo láser de forma substancialmente elíptica que tiene una potencial de por lo menos aproximadamente 5 kW a la superficie de fondo del pozo de perforación en una manera giratoria para proporcionar de esta manera un perfil de deposición de energía determinada a la superficie de fondo del pozo de perforación, y en donde el perfil de deposición de energía 15 determinada se basa, por lo menos en parte, en las fuerzas mecánicas aplicadas por el medio de remoción mecánico. fifteen determined is based, at least in part, on the mechanical forces applied by the mechanical removal medium.
  43. 150
    157, - A method to advance a drilling well using a laser, the method comprises:a. advancing a transmission medium within a drill hole;i. the drilling well 157, - Un método para hacer avanzar un pozo de perforación utilizando un láser, el método comprende: a. hacer avanzar un medio de transmisión dentro de un pozo de perforación;i. el pozo de perforación 20 teniendo una superficie del fondo, una superficie de pared lateral, una abertura superior, y una longitud que se extiende entre la superficie del fondo y la abertura superior de por lo menos aproximadamente 304.8 metros;ii. los medios de transmisión comprenden un extremo distal, un extremo próximo, y twenty having a bottom surface, a side wall surface, a top opening, and a length extending between the bottom surface and the top opening of at least about 304.8 meters;ii. the transmission means comprise a distal end, a proximal end, and 176 üy;íy> muy ·, '¡ 176 üy;íy> muy· ,'¡ Dt tz. γ ..:. ..> V * + - ÍN 0 U If ΗΛΙ a length that extends between the distal and proximal ends, the distal end being advanced down the drill hole;iii. the transmission means comprises a means for transmitting high power laser energy;b. provide a laser beam to the proximal end of the Dt tz. γ..: . ..> V* +- ÍN 0 U Si ΗΛΙ una longitud que se extiende entre los extremos distal y próximo, el extremo distal haciéndose avanzar hacia abajo del pozo de perforación;iii. el medio de transmisión comprende un medio para transmitir energía láser de potencia alta;b. proporcionar un rayo láser al extremo próximo del medio de 5 transmission;c. transmitting substantially all of the power of the laser beam down the length of the transmission medium such that the beam exits the distal end;d. transmit the laser beam from the distal end to an optical assembly in a bottom assembly of the laser well;and. the bottom assembly of the laser well directs the laser beam to a surface of the well 5 transmisión;c. transmitir substancialmente toda la potencia del rayo láser hacia abajo la longitud del medio de transmisión, de manera que el rayo sale del extremo distal;d. transmitir el rayo láser desde el extremo distal a un ensamble óptico en un ensamble de fondo del pozo láser;e. el ensamble de fondo del pozo láser dirige el rayo láser a una superficie del pozo de 10 drilling;F. provide a determined energy deposition profile to the surface of the drill hole;and, g. mechanically remove laser-illuminated material from the surface of the drill hole using mechanical force;h. where the determined energy deposition profile is based, at least in part, on mechanical force. 10 perforación;f. proporcionar un perfil de deposición de energía determinada a la superficie del pozo de perforación;y, g. remover mecánicamente material iluminado láser de la superficie del pozo de perforación usando fuerza mecánica;h. en donde el perfil de deposición de energía determinada se basa, por io menos en parte, en la fuerza mecánica. 177 177
Independent claims43