• ISSN 1001-1455  CN 51-1148/O3
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孔内液相放电等离子体与金属丝电爆炸破碎软岩特征的差异

叶志伟, 傅世民, 杨建华, 刘达, 彭超, 冷振东. 孔内液相放电等离子体与金属丝电爆炸破碎软岩特征的差异[J]. 爆炸与冲击. doi: 10.11883/bzycj-2026-0083
引用本文: 叶志伟, 傅世民, 杨建华, 刘达, 彭超, 冷振东. 孔内液相放电等离子体与金属丝电爆炸破碎软岩特征的差异[J]. 爆炸与冲击. doi: 10.11883/bzycj-2026-0083
YE Zhiwei, FU Shimin, YANG Jianhua, LIU Da, PENG Chao, LENG Zhendong. Differences between downhole liquid-phase discharge plasma and wire explosion in the characteristic of soft rock fragmentation[J]. Explosion And Shock Waves. doi: 10.11883/bzycj-2026-0083
Citation: YE Zhiwei, FU Shimin, YANG Jianhua, LIU Da, PENG Chao, LENG Zhendong. Differences between downhole liquid-phase discharge plasma and wire explosion in the characteristic of soft rock fragmentation[J]. Explosion And Shock Waves. doi: 10.11883/bzycj-2026-0083

孔内液相放电等离子体与金属丝电爆炸破碎软岩特征的差异

doi: 10.11883/bzycj-2026-0083
基金项目: 国家自然科学基金(52509147);国家自然科学基金(52469020);江西省自然科学基金(20253BAC260006);江西省自然科学基金(20242BAB26075);

Differences between downhole liquid-phase discharge plasma and wire explosion in the characteristic of soft rock fragmentation

  • 摘要: 孔内液相放电等离子体与金属丝电爆炸破岩是高压脉冲放电破岩技术的两种主流应用形式。本文通过集成高压脉冲放电装置、放电参数同步测量及高速摄影记录模块的试验系统,开展7~10kV充电电压下两种破岩模式的对比试验,系统分析二者在破岩效果与能量耗散方面的差异。液相放电等离子体破岩的表面裂纹密度、新增表面积随电压升高单调递增,平均块度单调递减;而金属丝电爆炸破岩的表面裂纹密度与新增表面积呈先增后减趋势,平均块度则呈先减后增特征。两种破岩模式下试样表面裂纹分形维数均随电压升高而增大,且金属丝电爆炸的裂纹网络更复杂。随充电电压升高,液相放电等离子体破岩的能量沉积效率从7kV的55.37%单调上升至10kV的69.43%;而金属丝电爆炸破岩的沉积效率呈先增后减趋势,从7kV的59.78%升至9kV的67.47%后,于10kV降至52.96%。此外,电压由7kV升至10kV时,液相放电等离子体破岩破碎能占沉积能比例从7.53%降至4.77%(占电容储能4.17%→3.32%),而金属丝电爆炸破岩中其从8.08%降至6.62%(占电容储能4.83%→2.98%)。这表明金属丝电爆炸破岩的沉积能向破碎能转化效率更高。金属丝电爆炸在10kV时的沉积能量不足,是造成其破岩效果在该电压下反而劣化,从而与液相放电等离子体破岩效果随电压持续提升的趋势产生分化的直接原因。研究成果对高压脉冲放电破岩模式选择与参数优化具有重要指导意义。
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出版历程
  • 收稿日期:  2026-03-19
  • 网络出版日期:  2026-06-22

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