高能等离子射流破岩装置

高温径向梯度达66°C/mm

该装置通过高能等离子射流对硬岩进行热力耦合破岩，在无机械接触条件下实现高效钻进，适用于深层硬岩地层。

Han, Yancong · Zheng, Chao · 刘永红 · Wu, Xinlei · Bian, Renpeng · 刘鹏

Petroleum Science 2025

参数信息

剥落温度

557 °C

径向温度梯度

38.79 °C/mm

轴向温度梯度

66.13 °C/mm

去除效率

1188 mm³/s

最佳去除时间窗口

20-30 s

技术优势

无需机械接触

等离子射流依靠高温热应力剥落岩石，不依赖钻头与岩石的机械摩擦，避免钻头磨损。

已知最佳破岩窗口

在不同电流条件下，20至30秒内达到最高去除效率，最大值为1188 mm³/s（300 A）。

应用场景

• 深层硬岩钻进：用于深层硬岩钻进，用高温剥落代替机械破碎，延长钻头寿命。
• 地热钻井：用于地热井钻进，在高温硬岩地层中保持高效破岩且无机械磨损。
• 高温射流实验：用于开展高温射流与岩石相互作用实验，获取温度场和去除效率数据。