围压和轴压对液电脉冲等离子体破岩效果影响规律的计算模型

摘要

液电脉冲等离子体破岩是一种新型高效破岩技术，目前围压和轴压环境下该技术的破岩规律尚不明确。结合试验和应力波分布计算模型，对不同围压和轴压影响下液电脉冲等离子体破岩效果进行研究。建立液电脉冲等离子体冲击波下岩石内部应力波分布计算模型，分析花岗岩岩样内的应力波峰值分布特征，验证模型的准确性；耦合不同围压和轴压环境下花岗岩、页岩和砂岩岩样的超声波参数测试试验，揭示围压和轴压对液电脉冲等离子体破岩效果的影响规律。结果表明：液电脉冲等离子体冲击下，岩样内部均同时出现了压缩、剪切和拉伸应力；轴压对于破岩效果的影响更大；围压和轴压增大时，岩石内部的应力波峰值均增大，表明液电脉冲等离子体在井下应力环境下将具较好的破岩效果。

关键词

液电效应 / 等离子体 / 应力波 / 计算模型 / 岩石破碎

基金资助

国家自然科学基金项目(52174010,U19B6003); 中国石油天然气集团有限公司-中国石油大学(北京)战略合作科技专项(ZLZX2020-01)