钻头电极及钻头制造技术

本实用新型专利技术提供了一种钻头电极及钻头。钻头电极包括：绝缘体、至少三个接地极和至少两个第一高压电极；各接地极和各第一高压电极均呈平板状且均相平行；其中两个接地极分别设置于绝缘体外壁面相对的两侧，其余各接地极与各第一高压电极均间隔地设置于绝缘体内，各接地极与各第一高压电极交替设置；各接地极的第一端和各第一高压电极的第一端均延伸至绝缘体的第一端的外部；各接地极均用于与接地端相连接；各第一高压电极均用于与高压端相连接。本实用新型专利技术能够保证良好的绝缘，并能形成电极间均匀电场，减少了尖端放电，保证稳定破岩，还可以对各接地极和各第一高压电极的厚度以及之间的间隙进行调整，使得钻头直径最大化，提高了钻井效率。了钻井效率。了钻井效率。

【技术实现步骤摘要】
钻头电极及钻头


[0001]本技术涉及岩石破碎
，具体而言，涉及一种钻头电极及钻头。

技术介绍

[0002]破碎岩石是人类改造自然、利用自然资源中最古老、最基本的活动之一。近年来涌现了一批新式的岩石破碎方法，主要分为两类，一类是利用机械能对岩石进行破碎，包括超声波、弹射冲击波、高压水射流等方法；另一类是利用热能对岩石进行破碎，包括表面热射流、脉冲电子束、激光和红外照射等方法。其中，高压脉冲放电破岩是利用脉冲放电产生的冲击波、射流或等离子体通道的力学效应对岩石产生破坏，具有破岩效率高、能量可控、无污染、成本低等优点。
[0003]钻头电极就是利用高压电脉冲放电技术进行破岩，钻头电极置于液体介质中，并且在岩石表面放电，对岩石产生破坏，达到钻井的目的。然而，现有的钻头为圆锥形结构，受圆锥形结构相关参数的影响，容易形成尖端放电。

技术实现思路

[0004]鉴于此，本技术提出了一种钻头电极，旨在解决现有技术中钻头电极为圆锥形结构易导致尖端放电的问题。本技术还提出了一种具有该钻头电极的钻头。
[0005]一个方面，本技术提出了一种钻头电极，该钻头电极包括：绝缘体、至少三个接地极和至少两个第一高压电极；其中，各接地极和各第一高压电极均呈平板状且均相平行；其中两个接地极分别设置于绝缘体外壁面相对的两侧，其余各接地极与各第一高压电极均间隔地设置于绝缘体内，并且，各接地极与各第一高压电极交替设置；各接地极的第一端和各第一高压电极的第一端均延伸至绝缘体的第一端的外部；各接地极均用于与接地端相连接；各第一高压电极均用于与高压端相连接。
[0006]进一步地，上述钻头电极中，其中一个接地极置于绝缘体的轴向中心线的位置处；每个第一高压电极均置于相邻两个接地极之间且与相邻两个接地极之间均具有第一预设距离。
[0007]进一步地，上述钻头电极中，每个接地极的第一端和每个第一高压电极的第一端相齐平且均与绝缘体的第一端具有第二预设距离；每个接地极的第二端和每个第一高压电极的第二端相齐平。
[0008]进一步地，上述钻头电极中，各接地极之间通过接地极连接线相连接，接地极连接线与接地端相连接；各第一高压电极之间通过高压电极连接线相连接，高压电极连接线与高压引线相连接，高压引线穿设于绝缘体且置于绝缘体的第二端的外部。
[0009]进一步地，上述钻头电极还包括：第二高压电极；其中，第二高压电极的第一端与各第一高压电极的第二端相连接，第二高压电极的第二端与高压电极连接线相连接，第二高压电极的内部填充绝缘材料。
[0010]进一步地，上述钻头电极中，每个接地极的第一端和每个第一高压电极的第一端
均设置有连接件，以增加接地极与第一高压电极之间的绝缘距离。
[0011]进一步地，上述钻头电极中，每个连接件的截面均为梯形，每个连接件的尺寸较小的一端与接地极的第一端或者第一高压电极的第一端相连接，每个连接件的尺寸较大的一端用于与岩石相接触。
[0012]进一步地，上述钻头电极中，绝缘体的外壁面相对的两侧均开设有凹槽，每个凹槽朝向绝缘体第一端的一面为敞口设置，两个接地极一一对应地置于两个凹槽内；绝缘体的第一端开设有至少三个向第二端延伸的插接槽，各接地极和各第一高压电极插设于各插接槽内。
[0013]进一步地，上述钻头电极中，接地极为三个，第一高压电极为两个，其中两个接地极分别设置于绝缘体外壁面相对的两侧，其中一个接地极置于绝缘体的轴向中心线的位置处且与两个第一高压电极交替且间隔地设置于绝缘体内。
[0014]本技术中，各接地极和各第一高压电极均呈平板状且相平行，其中两个接地极分别设置于绝缘体外壁面相对的两侧，另一个接地极与两个第一高压电极间隔且交替地设置于绝缘体内，保证了良好的绝缘，并能形成电极间均匀电场，减少了尖端放电，保证稳定破岩，还可以对各接地极和各第一高压电极的厚度以及之间的间隙进行调整，以符合实际的钻井钻孔的要求，使得钻头直径最大化，提高了钻井效率，解决了现有技术中钻头电极为圆锥形结构易导致尖端放电的问题。
[0015]另一方面，本技术还提出了一种钻头，该钻头包括：钻杆和上述任一种钻头电极；其中，钻杆与钻头电极中的绝缘体的第二端相连接。
[0016]由于钻头电极具有上述效果，所以具有该钻头电极的钻头也具有相应的技术效果。
附图说明
[0017]通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本技术的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中：
[0018]图1为本技术实施例提供的钻头电极的结构示意图；
[0019]图2为本技术实施例提供的钻头电极的俯视结构示意图。
具体实施方式
[0020]下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施例。虽然附图中显示了本公开的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。需要说明的是，在不冲突的情况下，本技术中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本技术。
[0021]钻头电极实施例：
[0022]参见图1和图2，图中示出了本实施例中钻头电极的优选结构。如图所示，钻头电极包括：绝缘体1、至少三个接地极2和至少两个第一高压电极3。其中，绝缘体1可以为实心圆
柱体，绝缘体1的第一端为图1所示的下端，绝缘体1的第二端为图1所示的上端。每个接地极2均呈平板状，各个接地极2之间均为并列设置。每个第一高压电极3也均呈平板状，各第一高压电极3之间均为并列设置。并且，各接地极2和各第一高压电极3均相平行。
[0023]其中两个接地极2分别设置于绝缘体1外壁面相对的两侧，具体地，两个接地极2设置于绝缘体1的外壁面，并且，两个接地极2为相对设置。其余各接地极2与各第一高压电极3均匀地、间隔地设置于绝缘体1内，并且，各接地极2与各第一高压电极3为交替设置。具体地，置于绝缘体1内的接地极2置于绝缘体1的轴向(图1所示的由上至下的方向)中心线的位置处，每个第一高压电极3均置于相邻两个接地极2之间，并且，每个第一高压电极3与相邻两个接地极2之间均具有第一预设距离。具体实施时，第一预设距离可以根据实际情况来确定，本实施例对此不做任何限制。
[0024]优选的，接地极2为三个，第一高压电极3为两个，其中两个接地极2分别设置于绝缘体1外壁面相对的两侧，其中一个接地极2置于绝缘体1的轴向中心线的位置处且与两个第一高压电极3交替且间隔地设置于绝缘体1内。具体地，置于绝缘体1的轴向中心线的位置处的接地极2与两个第一高压电极3间隔地设置于绝缘体1的内部，并且，该接地极2与两个第一高压电极3为交替设置，同时，三个接地极2与两个第一高压电极3均为交替设置本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种钻头电极，其特征在于，包括：绝缘体(1)、至少三个接地极(2)和至少两个第一高压电极(3)；其中，各所述接地极(2)和各所述第一高压电极(3)均呈平板状且均相平行；其中两个所述接地极(2)分别设置于所述绝缘体(1)外壁面相对的两侧，其余各所述接地极(2)与各所述第一高压电极(3)均间隔地设置于所述绝缘体(1)内，并且，各所述接地极(2)与各所述第一高压电极(3)交替设置；各所述接地极(2)的第一端和各所述第一高压电极(3)的第一端均延伸至所述绝缘体(1)的第一端的外部；各所述接地极(2)均用于与接地端相连接；各所述第一高压电极(3)均用于与高压端相连接。2.根据权利要求1所述的钻头电极，其特征在于，其中一个所述接地极(2)置于所述绝缘体(1)的轴向中心线的位置处；每个所述第一高压电极(3)均置于相邻两个所述接地极(2)之间且与相邻两个所述接地极(2)之间均具有第一预设距离。3.根据权利要求1所述的钻头电极，其特征在于，每个所述接地极(2)的第一端和每个所述第一高压电极(3)的第一端相齐平且均与所述绝缘体(1)的第一端具有第二预设距离；每个所述接地极(2)的第二端和每个所述第一高压电极(3)的第二端相齐平。4.根据权利要求1所述的钻头电极，其特征在于，各所述接地极(2)之间通过接地极连接线(4)相连接，所述接地极连接线(4)与所述接地端相连接；各所述第一高压电极(3)之间通过高压电极连接线(5)相连接，所述高压电极连接线(5)与高压引线(6)相连接，所述高压引线(6)穿设于所述绝缘体(1)且置于所述绝缘体(1)的第二端的外部。5.根据权利要求4所述的钻头电极，其特征在于，还包括：第二高压电...

【专利技术属性】
技术研发人员：高锐，党殿杰，焦少卿，赵爱红，
申请(专利权)人：新奥科技发展有限公司，
类型：新型
国别省市：