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摘要
随着石油、天然气、地热等资源勘探开发钻井深度的不断增加，传统的机械钻井方式表现出效率低、能耗高等缺点，难以满足深层、超深层钻探的需要。为此，在系统梳理和总结高压电脉冲破岩机理、放电破岩类型和电脉冲钻进原理的基础上，开展了高压电脉冲破岩过程中的电学结构参数、岩石特征参数和电极结构参数对高压电脉冲破岩效率的影响研究，并探讨了电脉冲钻井技术的发展趋势与研究方向，最后提出了一种电脉冲—机械复合高效破岩新技术。研究结果表明：(1)高压电脉冲破岩过程的电学参数对破岩效率有显著影响；(2)岩石内部裂缝、裂隙倾角和裂隙度同样会直接影响高压电脉冲破岩效率；(3)电极钻头结构设计需结合其在井底处流场分布并考虑高温烧蚀因素；(4)复合钻头将高压电脉冲破岩技术与机械旋转钻井技术相结合，既保留了机械钻头修整井壁质量的能力，又加入了电极钻头高效的破岩能力，保证其在硬岩地层的长时间钻进，大大提高了钻井效率。结论认为，高压电脉冲破岩技术作为一种新型高效破岩技术，其合理使用可为钻井提速技术创新提供有益参考，其与机械钻井相复合的新型钻井技术能够实现深部难钻地层和干热岩地层的高效低成本钻井。
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单位西南石油大学; 石油大学机电工程学院
