[发明专利]一种脉冲等离子体钻机系统

摘要

本发明公开了一种脉冲等离子体钻机系统，它包括触发信号发生装置、高压直流充电单元、光电复合传输缆线、第一绞车、第一定滑轮、高压脉冲形成单元、去离子水循环单元和钻头电极。电路部分中的井上设备和井下设备通过直流传输线连接在一起，高压脉冲形成单元产生的高压短脉冲可直接加载在钻头电极上，避免了使用长距离脉冲传输线，不存在脉冲传输线的阻抗与岩石击穿后通道的特性阻抗失配的问题，从而大大提高了能量利用效率和钻井深度。

主权项

一种脉冲等离子体钻机系统，其特征是：包括触发信号发生装置（2）、高压直流充电单元31、光电复合传输缆线5、第一绞车（4）、第一定滑轮（6）、高压脉冲形成单元、去离子水循环单元和钻头电极;所述高压脉冲形成单元包括高储能密度电容（11）、开关（12）和密封油箱（9），密封油箱（9）的箱体由导电性材料制作，密封油箱（9）内盛有变压器油，高储能密度电容（11）和开关（12）浸没在变压器油中，高储能密度电容（11）的低压端与密封油箱（9）的箱体电连接；触发信号发生装置（2）的信号输出端与光电复合传输缆线（5）的光纤（10）的输入端连接；所述高压直流充电单元（31）的高压输出端与光电复合传输缆线（5）的高压直流传输线的高压输入端电连接，高压直流充电单元（31）的低压输出端同光电复合传输缆线（5）的高压直流传输线的低压输入端电连接；光电复合传输缆线（5）按先后顺序绕经第一绞车（4）、第一定滑轮（6）后，光电复合传输缆线（5）的高压直流传输线的高压输出端（17）同时与高储能密度电容（11）的高压端、开关（12）的阳极电连接，光电复合传输缆线（5）的高压直流传输线的低压输出端与密封油箱（9）的箱体连接，光电复合传输缆线（5）的光纤（10）的输出端与开关（12）的触发极连接；所述钻头电极包括高压电极（14）和接地电极（13），高压电极（14）和接地电极（13）之间形成空腔（16），高压电极（14）和接地电极（13）的下端面均与岩石（15）接触，高压电极（14）与高压脉冲形成单元的开关（12）的阴极电连接，接地电极（13）与高压脉冲形成单元的密封油箱（9）的箱体电连接；所述去离子水循环单元包括净化装置（23）、储液槽（22）、进水泵（21）、进水管（18）、排水管（8）、排水泵（1）、第二绞车（3）、第二定滑轮（7）、第三绞车（20）和第三定滑轮（19），净化装置（23）的出水口与储液槽（22）的进水口连通，储液槽（22）的出水口与进水泵（21）的进水口相连通，进水泵（21）的出水口与进水管（18）的进水口连通；进水管（18）按先后顺序绕经第三绞车（20）、第三定滑轮（19）后，进水管（18）的出水端与钻头电极的接地电极（13）固定连接，且进水管（18）的出水口与高压电极（14）和接地电极（13）之间的空腔（16）连通；排水管（8）的进水口与高压电极（14）和接地电极（13）之间的空腔（16）连通，排水管（8）的进水端与接地电极（13）固定连接；排水管（8）按先后顺序绕经第二定滑轮（7）、第二绞车（3）上后，排水管（8）的出水口与排水泵（1）的进水口连通，排水泵（1）的出水口与净化装置（23）的进水口连通。