高压脉冲破碎

基于该方法 ， １ １ 人们 一次岩石的微爆［２－１ ］。 脉冲等离子 ［ ５ｃ ／ ｉ ９体钻机也开始了商业化进程 ， ０ － ３ 成立的 Ｂｄｅ ０ ２ ７０ ａｇｒＰ ｓ ａＴｃｎｌｇ 开始专门开发和经营脉冲等离子ｌ ｍ ｈｏ ｙ ａ ｅ ｏ体钻井技术 。高压脉冲破碎 以 去 离 子 水 为 工 作 介 质， 通 考 将不同种类和不同厚度的岩石放置于尖板电极间， 过 加 载 不 同 大 小 的 电 压 于 岩 石 上 ， 察 了 岩 石 的 电 击 穿 概 率 与平均电场强度的关系。调整传输线的 Ｇ１ ｉ ３ ｈｔ ａ ｒ ｔ ｅｐｒ ｍｔ ｓ ｆ ｈ ｏ ｎ ｓｕ ｕ ｅ ｏｔ Ｆ ． Ｐ ｏ ｄ ｔ ｃ ｒ ａａ ｅ ｒ ｅ ｇ级数可以调节加载在负载电极上的电压大小［５］。实验结果发现： 空隙率的黄砂岩电击穿场强为 ７ Ｖ ｃ ； ８％ 空 隙 率 的 白 大 理 岩 电 ７％ ０ｋ ／ ｍ ０． 孔 电 击穿场强为 １ ０ｋ ／ ｍ。 储能电容为陶 ～ ０Ｈ ， ～ ０ｋ瓷电容器 ， 电容值为 １ Ｆ 开关为火花开关 ， ５ｎ 。

高压脉冲破碎 其触 电 电 如发电 路 由 触 发 电 容 、 感、 阻 构 成 （ 图 ２ 所示）３－２ ］。 ０ｃ 电实验中 使 用 去 离 子 水 作 为 绝 缘 介 质 （ 导 率 ＜１ ０ 岩石种类 体密度 （ ｍ－３） ／ｇ ｃ 空隙率 ％ ／ 抗拉强度 Ｍ ａ ／ Ｐ 黑花岗岩μ／ ｍ） 进行实验的岩石分别是 ： Ｓｃ 。本文利用自制的高压短 在固定电压极性和电极形状下 ，脉冲电源 ， 通过考察 不同厚度岩石的电击穿概率 ，不同种类 、 揭示了在高压短脉冲作用下 ， 岩石的电击穿场强与岩石种类 、厚 图 ２ 电击穿岩石实验装置示意图 度的相关性 。 地电极为不锈钢圆盘 ，直径 １ ｍ。 近年来 ，该技术发展 利用高压脉冲放电对岩石进行电破碎 ，可以实 快速并受到广泛关注［２－１ ］。 岩 石 厚 度 对 ６ Ｖｃ 电击穿场强也有一定影响，电击穿场强随厚度增加而减少。

当充电 开关在触发电路作用下导通 ，完成之后 ， 高压脉冲经传输线变压器加载到负载电极上 。高压脉冲破碎实验中 ， ［ ４ ２ 火花开关工作在常压下 。高压脉冲电破乳机理研究-《化学物理学报》1992年03期-中国知网#地址：北京清华大学 84-48信箱 知识公司 京ICP证040431号 互联网出版许可证 新出网证（京）字008号。 ２ ｉ ｔ ｅｌｔ ｅ ｇ ｏａ ｅ ｃ ｏ ｈ ｈｖｌ ｇ ｅ ｒｄ 实验中采用的电极装置为尖板电极 ，岩石放置在电极之间 。岩石孔隙率的大小对电击 穿 场 强 影 响 显 著， 隙 率 越 大， 击 穿 场 强 越 小。实验装置如图 ２所示，主要由充电电源 、储能电 火花开关 、容、 传输线变压器 、负载组成 。

１ 以去离子水为工作介质 ，将高、低压电极放置于在多数应用实例中 ，均采用在岩石表面发生液相放 施加高压短脉冲于岩石上 ， 岩石表面 ， 岩石首先被电 利用放电产生的冲击波效应破碎岩石 。高压脉冲破碎 充电电源工作频率 １ ５ ｚ 电压 ０ ６ Ｖ。 目前开发出的样机大多采用 Ｍ ｒ ［ ］ ２０ ａｘ发生器作为钻机电源 ，单次脉冲能量在几百甚上千Ｊ 钻 机 工 作 的 稳 定 性 和 能 耗 都 存 在 较 大 问 ，题［１－２ ］。 １ ５ 分选矿石 、现疏通管道 、 提高油田出油率等用途［－６］。 黄砂岩 、黑花岗岩 ．１ ２８ ． ０６ ． ３４ 白花岗岩 ．５ ２７ １１ ． ． ２１（珍珠黑花岗岩）白花岗岩 （ 、 芝麻白花岗岩 ）白大理 、 .。高压脉冲电破乳机理研究--《化学物理学报》1992年03期#杨永清;陈汉平;;[A];纪念承淡安先生诞辰一百周年暨国际针灸发展学术研讨会论文集[C];1998年。

在多个脉冲的重复作用下 ， １ ５ 可实现连续的快速钻井 。 １ １ ７ 目前俄罗斯 、欧共体 、日本、美国等国家或地区已经相继投入该项技术的研发工作 ，并研发出一系 其中， ＪＭ ｃ ｒｇｒ等人研发的钻机列的样机［３－１ ］， １ ９ Ｓ ａＧｅｏ 对硬岩的钻井速度达到 １ ｍ ｍｎ１ ］。 然而，电， 这 内部形成细小等离子体通道并桥连高 、 击穿， 低压电些方法存在破碎效率低 ，电极烧蚀严重等问题［－９］。高压脉冲破碎 ｉ ２ Ｓｈ ｍｔ ａｒ ｍｏ ｈ ｈｖ ｔ ｅｐｌ ａａｅ ｅ ｉ ｉ ｆ ｉ ｏａ ｓ ｒ ｔｔ Ｆ ． ｃｅ ａｃｄ ｇａ ｇ ｌ ｇ ｕ ｅｂｅｋｇ ｓ ｇ１ 实验装置 图１给出了脉冲等离子体钻机破碎岩石的示意图。传输线变压器由 图 ３ 高压电极的实物图和结构尺寸 长度为２ｍ 的同轴电缆 Ｒ ２８构成。后续能量注 入 等 离 子 体 通 道 中 并 对 其 快 速 加还有一种方法是利用高压脉冲对岩石实现体击穿 ， 热， 高温高压的等离子体通道对岩石产生 通道膨胀 ，从而达到直接电粉碎岩石的目的 ，该方法可行是因 当强度超过岩石应力强度时 ， 应力破坏 ， 岩石发生破为在百 ｎ 级上升沿的短脉冲作用下 ， ｓ 岩石的电击穿 破碎的岩石会被流动的水体带离电极表面 ， 碎， 完成场强小于水的电击穿场强［０－１ ］。