一种高电压脉冲碎岩技术的匹配电压波头确定方法及系统技术方案

本发明专利技术公开了一种高电压脉冲碎岩技术的匹配电压波头确定方法及系统，属于高电压放电技术领域。包括：测定岩石和绝缘液的离散伏秒特性；对岩石和绝缘液的离散伏秒特性进行曲线拟合，获得伏秒特性曲线；根据岩石和绝缘液的伏秒特性曲线，获得临界波头时间；根据临界波头时间，获得临界伏秒特性曲线和匹配波头时间；根据临界伏秒特性曲线和匹配波头时间，获得临界击穿电压，进而确定匹配电压峰值。本发明专利技术提出的匹配电压波头的确定方法，能够针对不同种类的岩石和绝缘液，选取合适的匹配电压波头，使得等离子体通道在岩石中形成的概率提升，降低在绝缘液中形成等离子体通道的概率，从而提高高电压脉冲碎岩技术的破碎效率，优化破碎效果，节约成本。节约成本。节约成本。

【技术实现步骤摘要】
一种高电压脉冲碎岩技术的匹配电压波头确定方法及系统


[0001]本专利技术属于高电压放电
，更具体地，涉及一种高电压脉冲碎岩技术的匹配电压波头确定方法及系统。

技术介绍

[0002]在打桩、钻井等场合，通常采用传统机械钻头的方式碎岩，通过钻头的高速旋转克服岩石的抗压强度实现碎岩，但是该方法存在效率较低、钻头磨损快、越往深处钻速越慢等缺点。高电压脉冲碎岩技术通过对岩石进行放电，在岩石内部形成等离子体通道，由于等离子体通道的高温、高压强的特性，其会在放电期间向外膨胀，从而实现碎岩。由于高电压脉冲碎岩技术需要克服岩石的抗拉强度，而岩石的抗拉强度仅为抗压强度的10％左右，所以高电压脉冲碎岩技术具有能量利用率高、无需考虑岩石硬度等优点。
[0003]在高电压脉冲碎岩技术中，电极通常放置在岩石的同一个表面上，岩石之外的区域是气体或液体。为了在岩石内部形成等离子体通道，所施加的电压需要高于固体的击穿电压。对于一般的电压波形，气体和液体的击穿电压远低于固体的击穿电压，所以等离子体通道将在岩石之外的气体或液体中形成，而不在岩石中形成。研究发现，存在本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高电压脉冲碎岩技术的匹配电压波头确定方法，其特征在于，包括：(1)测定岩石和绝缘液的离散伏秒特性；(2)对所述岩石和绝缘液的离散伏秒特性进行曲线拟合，获得伏秒特性曲线；(3)根据所述岩石和绝缘液的伏秒特性曲线，获得临界波头时间；(4)根据所述临界波头时间，获得临界伏秒特性曲线；(5)根据所述临界波头时间，确定匹配波头时间；(6)根据所述临界伏秒特性曲线和匹配波头时间，获得临界击穿电压，进而确定匹配电压峰值。2.如权利要求1所述的匹配电压波头确定方法，其特征在于，所述步骤(1)中，伏秒特性的测定过程中，击穿发生在电压波头。3.如权利要求1所述的匹配电压波头确定方法，其特征在于，所述步骤(1)中，在同一电压幅值下做至少10组实验；对于岩石，将各击穿时间对应的击穿电压最大值乘以转换系数k后，将其作为离散点；对于绝缘液，选取各击穿时间对应的击穿电压最小值作为离散点。4.如权利要求1所述的匹配电压波头确定方法，其特征在于，所述步骤(2)中，岩石的伏秒特性曲线拟合公式为：U
r
＝
‑
a1lg(t)+b1其中，U
r
为岩石的击穿电压，单位为kV，t为击穿时间，单位为μs，a1、b1为拟合参数；绝缘液的伏秒特性曲线拟合公式为：U
l
＝
‑
a2lg(t)+b2其中，U
l...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘毅，张赫，赵勇，刘鸿基，林福昌，王天宇，谢敬瑶，
申请(专利权)人：华中科技大学，
类型：发明
国别省市：