液相高壓脈沖放電致裂巖石技術(shù)研究進(jìn)展

李沼萱，閆 鐵，侯兆凱，孫文峰，鞠國(guó)帥，劉樹龍

(1.遼寧石油化工大學(xué)，遼寧 撫順 113001；2.東北石油大學(xué)，黑龍江 大慶 163318；3.中國(guó)石油大慶油田有限責(zé)任公司，黑龍江 大慶 163000)

0 引 言

頁巖油氣和致密油氣等非常規(guī)油氣資源日益受到重視。對(duì)于巖性致密的儲(chǔ)層，破巖和壓裂都面臨嚴(yán)峻挑戰(zhàn)[1]。液相高壓脈沖放電致裂巖石技術(shù)是一種利用電能在液體中產(chǎn)生等離子體通道，進(jìn)而產(chǎn)生沖擊波，使巖石致裂的技術(shù)[2-3]。1905年，Swedbery發(fā)現(xiàn)液相高壓放電可產(chǎn)生沖擊波，后來這種在水中高壓放電產(chǎn)生沖擊波的現(xiàn)象被稱為“液電效應(yīng)”[4]。在隨后幾十年中，先后有俄羅斯、澳大利亞、法國(guó)、美國(guó)和烏克蘭等國(guó)家的學(xué)者加入相關(guān)技術(shù)的基礎(chǔ)性研究工作中[5-10]。中國(guó)早期引入該項(xiàng)技術(shù)主要應(yīng)用于油層解堵[11-12]。橋口油田[13]在應(yīng)用低頻脈沖放電技術(shù)解堵后注水井注水壓力下降了5.0 MPa，單井日注水量增加了30 m3/d，累計(jì)增加注水量3.15×103m3。中原油田[14]、克拉瑪依油田[15]和河南油田[16]也開展了相關(guān)應(yīng)用研究，在研究中發(fā)現(xiàn)沖擊波可使儲(chǔ)層出現(xiàn)裂縫?；谶@一思路，國(guó)內(nèi)外學(xué)者進(jìn)一步將該技術(shù)應(yīng)用于破巖和壓裂方面。挪威Badger Explorer公司研制了液相放電破巖鉆機(jī)并進(jìn)行測(cè)試，由于其破巖能效較低，無法滿足經(jīng)濟(jì)要求，評(píng)估結(jié)果是樣機(jī)在當(dāng)前還不能夠商業(yè)化應(yīng)用。液相高壓脈沖放電致裂巖石技術(shù)雖然在國(guó)內(nèi)外多個(gè)油田進(jìn)行了初步的試驗(yàn)和應(yīng)用，但其能量利用效率低，有效作用范圍小，并沒能得到廣泛推廣應(yīng)用[17]。為進(jìn)一步推動(dòng)該技術(shù)的研究，從工作機(jī)理、實(shí)驗(yàn)裝置和影響因素等方面歸納了液相高壓脈沖放電致裂巖石技術(shù)的研究進(jìn)展，以期為今后研究該方向的學(xué)者提供參考。

1 工作機(jī)理

液相高壓脈沖放電致裂巖石(簡(jiǎn)稱脈沖放電致裂巖石或脈沖放電)又稱液電破碎巖石，是指將高壓電極和接地電極置于液體介質(zhì)中，當(dāng)高壓電極和接地電極兩端的電場(chǎng)強(qiáng)度達(dá)到一定值時(shí)，2個(gè)電極中間的液體介質(zhì)發(fā)生離解或碰撞電離，形成等離子體通道。等離子體通道內(nèi)壓力急劇上升并向外膨脹，猛烈擠壓周圍的液體介質(zhì)，使其溫度、密度、壓力呈階躍式升高，形成初始沖擊波，再伴隨氣泡和射流，對(duì)巖石進(jìn)行破碎。因此，脈沖放電致裂巖石分為液相介質(zhì)擊穿(等離子體通道產(chǎn)生)和巖石破碎2個(gè)部分。

對(duì)液相介質(zhì)擊穿機(jī)理的探索是研究脈沖放電致裂巖石機(jī)理的關(guān)鍵一步，Zhu等[18]利用球狀電極作為高壓電極，板狀電極作為接地電極，觀測(cè)電極表面的超聲速流柱發(fā)生過程(脈沖放電持續(xù)時(shí)間在微秒量級(jí)下)，不同放電電壓下電極表面擊穿過程見圖1。

由圖1可知：放電電壓為57.0 kV時(shí)，出現(xiàn)了迅速向外膨脹的超聲速流柱，液體介質(zhì)被擊穿，儲(chǔ)能裝置中的能量全部釋放。此時(shí)的超聲速流柱處于短間歇期—電離循環(huán)階段，內(nèi)部等離子體的數(shù)密度達(dá)到1021/cm3。Li等[19]建立模型探索了等離子體通道產(chǎn)生過程以及沖擊波特性。蔣杰靈[20]根據(jù)質(zhì)量、動(dòng)量、能量守恒方程描述了圓柱形脈沖等離子體通道的演化過程，應(yīng)用四階Rounge-Kutta法計(jì)算了等離子體通道中等離子體密度、電流、壓力等參數(shù)隨時(shí)間的變化關(guān)系。王一博[21]在此研究的基礎(chǔ)上建立了“柱爆轟”模型，通過“猜測(cè)—迭代”算法推導(dǎo)了放電過程中等離子體溫度的演化規(guī)律，并通過數(shù)值模擬方法計(jì)算了各關(guān)鍵變量隨時(shí)間的演化規(guī)律。與此同時(shí)，還有很多學(xué)者提出了關(guān)于等離子體通道的動(dòng)態(tài)擊穿機(jī)理，如“氣泡引燃”理論[22]，還有“電爆炸引燃”理論[23]和“場(chǎng)致電流引燃”理論[24]等。Gurovich等[25]提出了等離子體通道的電阻時(shí)變模型，認(rèn)為在等離子體擊穿過程中，等離子體通道的電阻是隨放電過程產(chǎn)生變化的。隨后，Kaizhuo[26]等人對(duì)電阻時(shí)變模型進(jìn)行了仿真模擬，采用有限差分的方法計(jì)算了放電電壓和放電電流。

圖1 不同放電電壓下電極表面擊穿過程

除了探索等離子體通道產(chǎn)生過程，還有部分學(xué)者針對(duì)巖石的擊穿過程進(jìn)行研究。祝效華等[27]提出了一種巖石介質(zhì)擊穿模型，即概率發(fā)展模型(PDM)。通過室內(nèi)實(shí)驗(yàn)和模型計(jì)算提出了等離子體破巖數(shù)值模擬方法，并最終得到了破巖規(guī)律。但數(shù)值模擬方法和算例存在一些不足之處，如將與等離子通道接觸的顆粒的溫度設(shè)為固定數(shù)值，在熱能耗散方面存在缺陷。

目前，針對(duì)脈沖放電致裂巖石機(jī)理的研究還處于探索階段，對(duì)等離子體通道的動(dòng)態(tài)擊穿機(jī)理和巖石介質(zhì)擊穿模型研究都存在精度不足的問題。脈沖放電致裂巖石機(jī)理屬于多物理場(chǎng)耦合作用過程，目前依舊沒有完整的理論模型，亟需國(guó)內(nèi)外學(xué)者繼續(xù)鉆研與探索。

2 脈沖放電致裂巖石實(shí)驗(yàn)裝置

脈沖放電致裂巖石實(shí)驗(yàn)裝置主要包括高能儲(chǔ)能電容器組、放電開關(guān)、放電電極組、顯示裝置和安全保護(hù)系統(tǒng)等。為獲得最優(yōu)的巖石破碎效果，相關(guān)學(xué)者致力于脈沖放電裝置的研發(fā)。

張輝等[28]設(shè)計(jì)了高壓脈沖放電致裂巖石實(shí)驗(yàn)裝置，通過高壓變壓器升高電壓，輸出最高電壓可達(dá)70.0 kV，電容器組由4個(gè)電容器串聯(lián)組成，每個(gè)電容器電容為0.5 μF，成功對(duì)頁巖進(jìn)行了致裂實(shí)驗(yàn)。還有很多學(xué)者和研究單位搭建了脈沖放電裝置，電源最高輸入電壓如表1所示[29]。

表1 國(guó)內(nèi)外部分研究單位實(shí)驗(yàn)裝置電壓

在進(jìn)行脈沖放電實(shí)驗(yàn)時(shí)經(jīng)常會(huì)面臨電磁干擾問題。Rim等[30]研發(fā)了一種自感應(yīng)磁場(chǎng)驅(qū)動(dòng)的旋轉(zhuǎn)電弧間隙開關(guān)，開關(guān)的轉(zhuǎn)換電壓為3.0～11.0 kV，峰值電流為400 kA；為提高開關(guān)性能，電極采用銅鎢合金。在實(shí)驗(yàn)過程中出現(xiàn)強(qiáng)烈的電磁輻射，并且在產(chǎn)生等離子體的過程中還出現(xiàn)電流和電壓的突變等問題。卞德存等[31]對(duì)實(shí)驗(yàn)設(shè)備出現(xiàn)電磁干擾的現(xiàn)象實(shí)施了抗電磁干擾舉措：對(duì)抗干擾能力較強(qiáng)的高壓脈沖放電系統(tǒng)，采用頻率為50 Hz、電壓為220.0 V的單相交流電供電；對(duì)抗干擾能力較弱的設(shè)備，采用直流充電電池供電；并采用帶有金屬屏蔽網(wǎng)的導(dǎo)線以及抗干擾能力強(qiáng)的壓阻式傳感器等電磁屏蔽措施。對(duì)實(shí)驗(yàn)采取相關(guān)抗干擾處理后，在測(cè)量沖擊波壓力(沖擊波在傳播過程中擠壓液體介質(zhì)的等效應(yīng)力)波形時(shí)不再受到干擾信號(hào)的影響。付榮耀[32]設(shè)計(jì)了一臺(tái)儲(chǔ)能為8.0 kJ的充電電源，在控制系統(tǒng)和高壓測(cè)量端采用光電隔離技術(shù)，減小電磁干擾對(duì)控制系統(tǒng)的影響，同時(shí)提高了裝置的操作安全性。

在優(yōu)化電極設(shè)計(jì)方面，Liu等[33]研究了最佳電極間距和等離子體通道長(zhǎng)度對(duì)沖擊波強(qiáng)度的影響。最佳電極間距與電極形狀可以在固定充電能量的前提下產(chǎn)生最強(qiáng)的沖擊波。通過等離子體通道長(zhǎng)度調(diào)節(jié)(PCLR)方法能有效提高能量傳遞效率，彌補(bǔ)在電容器和開關(guān)處的能量損耗。圖2為液相脈沖放電產(chǎn)生沖擊波示意圖。由圖2a可知：液體介質(zhì)在高壓電流下被擊穿形成等離子體通道和空腔，隨后產(chǎn)生沖擊波，但沖擊波的強(qiáng)度稍弱。由圖2b可知：電極上添加2個(gè)細(xì)小的尖端后，在2個(gè)尖端中間會(huì)產(chǎn)生等離子體通道；由于每個(gè)尖端與相鄰電極末端具有相同電位，出現(xiàn)排斥作用，尖端中間會(huì)形成1個(gè)遠(yuǎn)離電極方向的弧形通道。此時(shí)等離子體通道的長(zhǎng)度增加，等離子體通道的阻抗升高，等離子體通道中累積的能量增加，沖擊波強(qiáng)度提高。由于實(shí)驗(yàn)在沒有施加圍壓的環(huán)境下進(jìn)行，無法較好地模擬地層應(yīng)力環(huán)境，因此，對(duì)巖樣施加圍壓是下一步的實(shí)驗(yàn)方向。付榮耀等[34]對(duì)尺寸為Ф2 000 mm×600 mm的圓柱狀的水泥巖樣進(jìn)行了重復(fù)致裂巖石實(shí)驗(yàn)(實(shí)驗(yàn)次數(shù)為20次，放電電壓為18.0 kV，放電能量為32.4 kJ)，主要分析在其他放電條件相同的情況下，電極有無套管時(shí)的致裂效果。研究表明：在電極安裝套管時(shí)，放電能量會(huì)有部分損失，或作用于套管，或被套管吸收；利用裸電極直接對(duì)巖石致裂，會(huì)更有利于裂縫的起裂和擴(kuò)展。在實(shí)驗(yàn)過程中出現(xiàn)了電極燒蝕的問題，建議在下一步研究中重點(diǎn)考慮。

圖2 液相脈沖放電產(chǎn)生沖擊波示意圖

在脈沖等離子體發(fā)生裝置的研發(fā)上，國(guó)內(nèi)外學(xué)者主要針對(duì)的是裝置的充能上限和電極優(yōu)化的設(shè)計(jì)方面。對(duì)于實(shí)驗(yàn)過程中面臨的電磁干擾問題，可通過采用壓力傳感器和光電隔離技術(shù)等措施進(jìn)行規(guī)避。

3 脈沖放電致裂巖石影響因素

脈沖放電致裂巖石的影響因素很多，主要包括液相介質(zhì)電導(dǎo)率、放電電壓、放電能量、巖石圍壓和脈沖寬度等。

3.1 液相介質(zhì)電導(dǎo)率

在液相介質(zhì)電導(dǎo)率方面，莊佳昇[35]利用高壓脈沖壓力震波管，在有拋物面反射器的管道中，研究了不同液相介質(zhì)電導(dǎo)率對(duì)沖擊波壓力峰值的影響。實(shí)驗(yàn)表明：在相同電極間距(0.3 mm)和放電電壓(7.0 kV)的條件下，液相介質(zhì)電導(dǎo)率越大，沖擊波壓力峰值越高(液相介質(zhì)電導(dǎo)率為109.700 0 mS/cm時(shí)，沖擊波壓力峰值高達(dá)100 MPa；液相介質(zhì)電導(dǎo)率為0.017 7 mS/cm時(shí)，沖擊波壓力峰值為20 MPa)。并且隨著電導(dǎo)率的升高，沖擊波壓力峰值的上下浮動(dòng)范圍在逐漸減小。研究表明，提高液相介質(zhì)電導(dǎo)率可有效提高脈沖放電沖擊波的強(qiáng)度和穩(wěn)定性。

3.2 放電能量與放電電壓

在放電能量和放電電壓方面，付榮耀[36]采用最大儲(chǔ)能為40.0 kJ的電源設(shè)備對(duì)10塊巖石進(jìn)行巖石致裂實(shí)驗(yàn)。研究表明：?jiǎn)未蚊}沖放電電壓越高、放電能量越大、放電次數(shù)越多、巖樣密度越小，脈沖放電致裂巖石效果越好。提高實(shí)驗(yàn)設(shè)備的放電能量和放電電壓可以提高脈沖放電致裂巖石的效果，但需要增加實(shí)驗(yàn)設(shè)備里電容器數(shù)量，導(dǎo)致設(shè)備體積增大，在實(shí)際應(yīng)用時(shí)，不利于現(xiàn)場(chǎng)操作和實(shí)現(xiàn)技術(shù)經(jīng)濟(jì)性，建議可應(yīng)用石墨烯作為電極材料制備超級(jí)電容器[37]。

鮑先凱等[38-40]利用脈沖放電致裂巖石實(shí)驗(yàn)裝置，采用CT掃描系統(tǒng)和孔裂隙分析軟件，對(duì)低滲透煤樣致裂效果進(jìn)行了分析。研究表明：脈沖放電致裂巖石技術(shù)對(duì)煤層有很好的致裂效果；放電電壓越高，煤樣內(nèi)部的裂隙率越大，脈沖放電致裂的裂縫長(zhǎng)度越長(zhǎng)，寬度越寬。Chen[41]、Li[42-43]、Liu[44]等學(xué)者也進(jìn)行了相關(guān)研究。Chen等針對(duì)內(nèi)徑為50 mm、外徑為125 mm、高度為180 mm的砂巖巖樣進(jìn)行脈沖放電實(shí)驗(yàn)，最大放電電壓為40.0 kV，電極間距為10.0 mm，電容器的電容為5.3～84.8 μF。實(shí)驗(yàn)表明：沖擊波壓力峰值與放電能量有關(guān)，放電能量越大，沖擊波壓力峰值越高，沖擊波壓力峰值可達(dá)到250 MPa；沖擊波的沖擊次數(shù)增多，巖樣的滲透率也隨之增大。

3.3 巖石圍壓

為研究巖石圍壓對(duì)脈沖放電致裂巖石效果的影響，付榮耀等[45]對(duì)6塊巖樣分別施加0～25 MPa的靜水壓力，然后進(jìn)行脈沖放電致裂巖石實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：巖石施加圍壓對(duì)巖樣裂縫的起裂和擴(kuò)展具有抑制作用；隨著靜水壓力的增加，巖石裂縫長(zhǎng)度和寬度減小，巖樣的滲透率和孔隙度逐漸降低，裂縫的導(dǎo)流能力隨之降低。圍壓和三軸壓力有所不同，圍壓又叫做環(huán)壓，其最大主應(yīng)力和最小主應(yīng)力相等。但在真實(shí)地層中，最大主應(yīng)力和最小主應(yīng)力一般是不同的。因此，在以上實(shí)驗(yàn)中，施加圍壓在一定程度上反應(yīng)了在真實(shí)地層環(huán)境中脈沖放電致裂巖石的規(guī)律，但在真實(shí)應(yīng)力環(huán)境的模擬方面還需進(jìn)一步研究。

3.4 脈沖寬度

在研究脈沖寬度對(duì)脈沖放電致裂巖石效果的影響方面，王廣旭等[46]進(jìn)行了高壓脈沖放電致裂巖石實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)中的等離子體通道的脈沖寬度為5～45 ms。實(shí)驗(yàn)表明：隨著脈沖寬度的增加，作用在巖石上的放電能量增大，致裂巖石效果提高。但脈沖寬度的增加會(huì)導(dǎo)致高壓電極和接地電極的燒蝕損耗增加，因此，研發(fā)有效的抗燒蝕電極也是下步研究方向之一。

4 脈沖放電致裂巖石裂縫起裂與擴(kuò)展規(guī)律

裂縫的起裂與擴(kuò)展主要分為2類：第1類為新生裂縫的起裂和擴(kuò)展，第2類為新生裂縫與天然裂縫交匯后的裂縫擴(kuò)展情況。

針對(duì)新生裂縫的起裂和擴(kuò)展，Mao等[47]進(jìn)行了高壓脈沖放電致裂巖石實(shí)驗(yàn)，研究了多次脈沖放電后巖石的裂縫起裂和擴(kuò)展情況。當(dāng)沖擊波壓力峰值達(dá)到50 MPa時(shí)，可誘導(dǎo)多處裂縫的產(chǎn)生，裂縫的長(zhǎng)度和寬度較為理想：一般情況下巖石中會(huì)產(chǎn)生一條主裂縫，其余為次級(jí)裂縫，主裂縫主要沿巖石初始應(yīng)力最小的方向擴(kuò)展。實(shí)驗(yàn)說明液相高壓脈沖放電致裂巖石技術(shù)具有一定的定向致裂效果。付榮耀等[48]采用最大儲(chǔ)能為40.0 kJ的電源設(shè)備進(jìn)行致裂巖石實(shí)驗(yàn)，對(duì)產(chǎn)生的裂縫進(jìn)行了三維形貌分析：裂縫的表面粗糙度為0.430～1.075 mm，具有一定的導(dǎo)流能力；對(duì)巖石施加圍壓后，裂縫的數(shù)目增多，但長(zhǎng)度偏短，且裂縫普遍存在轉(zhuǎn)向的特征，局部區(qū)域發(fā)現(xiàn)了環(huán)形裂縫。姜敞等[49]在脈沖寬度為10 μs、上升沿為400 ns以及放電能量為1.0 kJ的實(shí)驗(yàn)條件下進(jìn)行致裂巖石實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)表明：隨著沖擊波沖擊次數(shù)不斷增加，巖石首先出現(xiàn)微裂縫，然后裂縫整體貫通巖石，最后巖石完全破碎；巖石表面到等離子體通道中心的距離和巖石損傷程度呈對(duì)數(shù)關(guān)系，隨距離增加巖石損傷程度下降。秦爽和卞德存等[50-51]的研究表明：地應(yīng)力對(duì)裂縫的起裂和擴(kuò)展起到抑制作用；靜水壓力對(duì)裂縫擴(kuò)展方向的影響較小，對(duì)裂縫的擴(kuò)展速度和擴(kuò)展長(zhǎng)度有較大影響。Yan等[52]也針對(duì)該問題做了相關(guān)實(shí)驗(yàn)研究，實(shí)驗(yàn)認(rèn)為靜水壓力對(duì)巖石裂縫的起裂和擴(kuò)展存在抑制性。

Li等[53]為了觀察裂縫形態(tài)，利用有機(jī)玻璃可視化的特點(diǎn)，進(jìn)行了脈沖放電致裂有機(jī)玻璃實(shí)驗(yàn)，分析裂縫形貌特征，總結(jié)裂縫起裂的影響因素，實(shí)驗(yàn)結(jié)果如圖3所示。由圖3可知：沖擊波所形成的裂縫呈現(xiàn)放射狀，裂縫擴(kuò)展存在對(duì)稱性，有分叉特征；隨著放電電壓的升高，裂縫密度(單位面積上的裂縫條數(shù))不斷增加。此外，從圖中還可發(fā)現(xiàn)，沖擊波產(chǎn)生的裂縫存在波形的特征。但有機(jī)玻璃存在均質(zhì)的特點(diǎn)，區(qū)別于巖石的非均質(zhì)性，實(shí)驗(yàn)雖能在一定程度上反應(yīng)脈沖放電的致裂方式和沖擊波的傳播路徑，但還是較為理想化，如何彌補(bǔ)材料的非均質(zhì)性這方面的不足將是下步研究方向。

考慮到脈沖放電致裂巖石裂縫與天然裂縫的交匯，周曉亭和李恒樂等[54-55]對(duì)脈沖放電下的煤體微裂隙演化與孔隙結(jié)構(gòu)變化情況進(jìn)行了研究。周曉亭的研究表明：新生裂縫的起裂主要受張剪性應(yīng)力影響，在施加圍壓的條件下應(yīng)力主要集中在天然裂縫處，脈沖放電致裂巖石裂縫優(yōu)先沿著原有結(jié)構(gòu)性缺陷部分(即天然裂縫)方向發(fā)育。李恒樂自主搭建了煤體致裂實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，不同沖擊次數(shù)下的孔裂隙發(fā)育特征如圖4所示。由圖4可知：當(dāng)沖擊次數(shù)為0時(shí)，裂縫大體為規(guī)則的單裂縫，隨著沖擊次數(shù)的增加，原生裂縫逐漸擴(kuò)展，并伴隨著多條微裂縫出現(xiàn)，部分區(qū)域出現(xiàn)貫穿孔隙的裂隙。說明裂縫以孔隙擴(kuò)展和裂隙生長(zhǎng)的方式進(jìn)行，在沖擊波的作用下裂隙在弱結(jié)構(gòu)面附近出現(xiàn)張性和剪性裂縫。

圖4 不同沖擊次數(shù)下的孔裂隙發(fā)育特征

5 結(jié)論與展望

(1) 液相高壓脈沖放電致裂巖石技術(shù)是在多物理場(chǎng)耦合過程下發(fā)生的，是力、熱、聲、電耦合作用的結(jié)果，但至今仍未有完整的高壓脈沖放電致裂巖石理論，對(duì)等離子體通道的動(dòng)態(tài)擊穿機(jī)理和巖石介質(zhì)擊穿模型的研究精度不足。繼續(xù)探索高壓脈沖放電致裂巖石機(jī)理是提高脈沖放電致裂巖石技術(shù)效果的必要條件。

(2) 在實(shí)驗(yàn)裝置方面，等離子體發(fā)生過程中出現(xiàn)了強(qiáng)烈電磁干擾，存在電流、電壓突變問題，可通過壓力傳感器的選擇以及光電隔離等技術(shù)避免；放電電極組間產(chǎn)生等離子體通道時(shí)會(huì)出現(xiàn)燒蝕電極的情況，研發(fā)導(dǎo)電性能好、抗燒蝕的電極是一項(xiàng)亟需解決的技術(shù)難題。另外，電源裝置體積偏大，如果將電源裝置置于井上，裝置的體積基本不受影響，但從電源裝置到放電電極組間的電纜能量損耗必須加以考慮，需要研發(fā)低波阻抗的傳輸電纜。井下空間有限，如果將電容置于井下，電源能提供的放電能量較小，因此，需要研發(fā)高儲(chǔ)能密度的電容，建議采用石墨烯為電極材料制備超級(jí)電容器，可獲得電容內(nèi)阻更小、電容量更大、壽命更長(zhǎng)的電容器，同時(shí)需考慮水密、絕緣和電磁屏蔽等問題。

(3) 在實(shí)驗(yàn)影響因素方面，液相介質(zhì)電導(dǎo)率、巖石圍壓、放電電壓、放電能量和脈沖寬度等因素均對(duì)液相高壓脈沖放電致裂巖石效果有所影響。液相介質(zhì)電導(dǎo)率越大，沖擊波壓力峰值越高。提高液相介質(zhì)電導(dǎo)率可有效提高脈沖放電沖擊波的強(qiáng)度和穩(wěn)定性。圍壓對(duì)裂縫起裂和擴(kuò)展有抑制作用。此外，放電電壓越高、放電能量越大、放電次數(shù)越多，致裂巖石效果越好。巖石的電導(dǎo)率對(duì)高壓脈沖放電致裂巖石技術(shù)同樣存在影響，但研究較少，建議在這個(gè)方向做進(jìn)一步探索。

(4) 在裂縫的起裂和擴(kuò)展方面，巖石新生裂縫的起裂主要受張剪性應(yīng)力影響，由一條主裂縫和四周多個(gè)次級(jí)裂縫組成，裂縫擴(kuò)展存在對(duì)稱性，有轉(zhuǎn)向、分叉和波形特征。在遇到天然裂縫時(shí)，新生裂縫主要沿天然裂縫發(fā)育。目前針對(duì)裂縫轉(zhuǎn)向特征的研究只停留在初步總結(jié)現(xiàn)象階段，研究并不深入，該方向可以作為下一步深入研究的重點(diǎn)，在實(shí)驗(yàn)時(shí)需多考慮天然裂縫的影響。