本发明专利技术提供了一种等离子体发生装置及铣井方法。装置包括：阴极体、内部中空的阳极体和进气机构；阴极体的第一端与进气机构相连接，阴极体的第二端设置有凸起部，凸起部的径向尺寸大于阴极体的径向尺寸以形成凸字形结构；阳极体套设于阴极体的外部且与阴极体之间具有间隙以形成放电室，阳极体的第一端与进气机构相连接，阳极体的第二端为自由端且其径向尺寸不大于凸起部的径向尺寸，阳极体的第二端与凸起部之间具有预设距离以形成与放电室相连通的环形的放电口；进气机构向放电室内输送工质气。本发明专利技术中，放电室内产生的等离子电弧输出后呈圆周状分布，扩大了作用区域，当应用于铣井时呈圆周分布的等离子电弧切割固井材料，便于固井材料的取出。于固井材料的取出。于固井材料的取出。
【技术实现步骤摘要】
等离子体发生装置及铣井方法
[0001]本专利技术涉及钻井
，具体而言，涉及一种等离子体发生装置及铣井方法。
技术介绍
[0002]目前，全世界的石油行业中，已经不再产油的无用井的数量非常大。然而，这些无用井的固井材料还可以继续进行二次利用，但是这些固井材料均置于井下，不便于取出。
技术实现思路
[0003]鉴于此，本专利技术提出了一种等离子体发生装置，旨在解决现有技术的无用井中的固井材料不便于取出的问题。本专利技术还提出了一种铣井方法。
[0004]一个方面，本专利技术提出了一种等离子体发生装置，该装置包括：阴极体、内部中空的阳极体和进气机构；其中，阴极体为柱状结构，阴极体的第一端与进气机构相连接，阴极体的第二端设置有凸起部，凸起部的径向尺寸大于阴极体的径向尺寸，以形成凸字形结构；阳极体套设于阴极体的外部且与阴极体之间具有间隙以形成放电室，阳极体的第一端与进气机构相连接，阳极体的第二端为自由端且其径向尺寸不大于凸起部的径向尺寸，阳极体的第二端与凸起部之间具有预设距离以形成与放电室相连通的环形的放电口；进气机构用于向放电室内输送工质气。
[0005]进一步地，上述等离子体发生装置中，阴极体的第二端与凸起部之间为平滑过渡；阳极体为筒状结构，阳极体的内径由第一端至第二端逐渐增大，以使阳极体的第二端处呈喇叭状结构。
[0006]进一步地，上述等离子体发生装置中，进气机构包括：本体；其中，本体与阴极体的第一端和阳极体的第一端均连接，本体的内部设置有气体腔，本体开设有进气口和至少两个与放电室连通的出气口，进气口和各出气口均与气体腔相连通。
[0007]进一步地，上述等离子体发生装置中，本体靠近放电室处的内部设置有至少两个与气体腔相连通的螺旋出气孔，每个螺旋出气孔的出口均形成一个出气口。
[0008]进一步地，上述等离子体发生装置还包括：阴极冷却机构；其中，阴极冷却机构用于对阴极体进行冷却。
[0009]进一步地，上述等离子体发生装置中，阴极冷却机构包括：外管、用于输送阴极冷却水的内管和环形的连接件；其中，外管套设于内管的外部且与内管之间具有间隙以形成环形空间，内管的第一端置于外管的外部，连接件盖设于环形空间；外管与阴极体的第一端相连接，阴极体的第一端开设有向第二端处凹陷的阴极冷却通道，内管的第二端悬置于阴极冷却通道内且与阴极冷却通道的内壁之间具有预设间隙；外管的侧壁开设有用于将阴极冷却水输出的输出口；进气机构呈环形且套设于外管的外部。
[0010]进一步地，上述等离子体发生装置还包括：阳极冷却机构；其中，阳极冷却机构设置于阳极体的外部，用于对阳极体进行冷却。
[0011]进一步地，上述等离子体发生装置中，阳极冷却机构包括：两端开口的壳体、以及
均呈环形的分隔板和盖体；其中，壳体套设于阳极体的外部，并且，壳体的第一端与阳极体的第二端相连接，盖体套设于阳极体的第一端的外部且与壳体的第二端相连接；分隔板设置于壳体内，并且，分隔板的第一端与盖体相连接，分隔板的第二端与阳极体的第二端之间具有预设距离；盖体对应于分隔板与阳极体之间的空间开设有冷却水输入口，盖体对应于分隔板与壳体之间的空间开设有冷却水输出口。
[0012]本专利技术中，阳极体与阴极体之间的间隙形成放电室，放电室的第一端对应于进气机构处，第二端呈敞口状态以形成环形的放电口，这样，阴极体与阳极体在通电后且在工质气作用下产生的等离子电弧由放电室的第二端输出后呈圆周状分布，有效地扩大了等离子电弧的作用区域，当等离子体发生装置应用于铣井时，呈圆周分布的等离子电弧作用于井壁的固井材料，利用等离子电弧的高温切割固井材料，便于固井材料的取出进而对固井材料进行再次利用，解决了现有技术的无用井中的固井材料不便于取出的问题。
[0013]另一方面，本专利技术还提出了一种利用上述等离子体发生装置进行铣井的方法，该方法包括如下步骤：输送步骤，向阴极体与阳极体之间的放电室内输送工质气；其中，阳极体的内部中空且套设于阴极体的外部，阳极体与阴极体之间的间隙形成放电室，并且，阴极体的其中一端设置有其径向尺寸大于阴极体径向尺寸的凸起部，阳极体靠近凸起部的端部径向尺寸不大于凸起部的径向尺寸，并且，阳极体的该端部与凸起部之间具有预设距离以形成与放电室相连通的环形的放电口；产弧步骤，对阴极体与阳极体通电，以在放电室内产生等离子电弧；分割步骤，等离子电弧由放电口输出后分割井壁的固井材料；取出步骤，将分割后的固井材料取出。
[0014]进一步地，上述铣井方中，产弧步骤还包括：对阳极体进行冷却；对阴极体进行冷却。
[0015]本专利技术中，阴极体与阳极体在通电后且在工质气作用下产生的等离子电弧由放电室输出后呈圆周状分布，有效地扩大了等离子电弧的作用区域，并且，等离子电弧作用于井壁的固井材料，进而切割固井材料，便于固井材料的取出进而再次利用。
附图说明
[0016]通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本专利技术的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中：
[0017]图1为本专利技术实施例提供的等离子体发生装置的结构示意图；
[0018]图2为本专利技术实施例提供的等离子体发生装置的工质气流动示意图；
[0019]图3为本专利技术实施例提供的等离子体发生装置的冷却水流动示意图；
[0020]图4为本专利技术实施例提供的铣井方法的流程图。
具体实施方式
[0021]下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施例。虽然附图中显示了本公开的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。需要说明的是，在不冲突的情况下，本专利技术中的实施例及
实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本专利技术。
[0022]等离子体发生装置实施例：
[0023]参见图1，图1为本专利技术实施例提供的等离子体发生装置的结构示意图。如图所示，等离子体发生装置包括：阴极体1、阳极体2和进气机构3。其中，阴极体1为柱状结构，阴极体1的第二端(图1所示的右端)设置有凸起部7，该凸起部7的径向尺寸大于阴极体1的径向尺寸，则阴极体1与凸起部7形成凸字形结构。优选的，凸起部7与阴极体1为一体成型。优选的，阴极体1的第二端与凸起部7之间为平滑过渡。更为优选的，阴极体1为圆柱状结构，凸起部7也为圆柱状结构，阴极体1的轴向中心线与凸起部7的轴向中心线处于同一直线上。
[0024]进气机构3设置于阴极体1的一侧，图1所示的右侧，进气机构3与阴极体1的第一端相连接，该连接可以为可拆卸连接，也可以为固定连接，本实施例对此不做任何限制。
[0025]阳极体2的内部中空，阳极体2套设于阴极体1的外部，并且，阳极体2与阴极体1之间具有一定的间隙，该间隙形成放本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种等离子体发生装置，其特征在于，包括：阴极体(1)、内部中空的阳极体(2)和进气机构(3)；其中，所述阴极体(1)为柱状结构，所述阴极体(1)的第一端与所述进气机构(3)相连接，所述阴极体(1)的第二端设置有凸起部，所述凸起部的径向尺寸大于所述阴极体(1)的径向尺寸，以形成凸字形结构；所述阳极体(2)套设于所述阴极体(1)的外部且与所述阴极体(1)之间具有间隙以形成放电室(4)，所述阳极体(2)的第一端与所述进气机构(3)相连接，所述阳极体(2)的第二端为自由端且其径向尺寸不大于所述凸起部的径向尺寸，所述阳极体(2)的第二端与所述凸起部之间具有预设距离以形成与所述放电室(4)相连通的环形的放电口(8)；所述进气机构(3)用于向所述放电室(4)内输送工质气。2.根据权利要求1所述的等离子体发生装置，其特征在于，所述阴极体(1)的第二端与所述凸起部之间为平滑过渡；所述阳极体(2)为筒状结构，所述阳极体(2)的内径由第一端至第二端逐渐增大，以使所述阳极体(2)的第二端处呈喇叭状结构。3.根据权利要求1所述的等离子体发生装置，其特征在于，所述进气机构(3)包括：本体(31)；其中，所述本体(31)与所述阴极体(1)的第一端和所述阳极体(2)的第一端均连接，所述本体(31)的内部设置有气体腔(32)，所述本体(31)开设有进气口和至少两个与所述放电室(4)连通的出气口，所述进气口和各所述出气口均与所述气体腔(32)相连通。4.根据权利要求3所述的等离子体发生装置，其特征在于，所述本体(31)靠近所述放电室(4)处的内部设置有至少两个与所述气体腔(32)相连通的螺旋出气孔(33)，每个所述螺旋出气孔(33)的出口均形成一个所述出气口。5.根据权利要求1所述的等离子体发生装置，其特征在于，还包括：阴极冷却机构(5)；其中，所述阴极冷却机构(5)用于对所述阴极体(1)进行冷却。6.根据权利要求5所述的等离子体发生装置，其特征在于，所述阴极冷却机构(5)包括：外管(51)、用于输送阴极冷却水的内管(52)和环形的连接件(53)；其中，所述外管(51)套设于所述内管(52)的外部且与所述内管(52)之间具有间隙以形成环形空间，所述内管(52)的第一端置于所述外管(51)的外部，所述连接件(53)盖设于所述环形空间；所述外管(51)与所...
【专利技术属性】
技术研发人员：陈培培，高锐，方易剑，
申请(专利权)人：新奥科技发展有限公司，
类型：发明
国别省市：
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