孙 强 ，刘永红 ，王广旭 ，王晓龙 ，申 泱

（1.中国石油大学（华东）机电工程学院，山东青岛 266580；2.东营市科学技术局，山东东营 257061；3.首都航天机械有限公司，北京 100076；4.清华大学机械工程系，北京100084）

油气资源是关系国计民生、保障国家能源安全的战略性资源。随着油气资源的日益枯竭，能源勘探已经向更深更复杂的地层发展。在勘探开发中，破岩技术尤为关键，破岩效率直接影响钻井速度与钻井成本的高低[1]。在复杂地层中遇到坚硬岩石层时，常规破岩方法能耗高、效率低，无法达到施工要求，尤其是在水平井和小井眼中还易发生钻头磨钝、钻井液漏失等复杂问题[2]。为了解决常规破岩技术在钻进过程中所遇到的问题，各种高效破岩新技术陆续发展：新型钻头[3]（PDC与牙轮复合钻头、新型尖齿PDC钻头）、旋冲钻井[4]、粒子冲击破岩[5]、超临界CO2钻井[6]、高能等离子放电破岩技术[7]等，其中高能等离子放电破岩技术的研究已成为国内外目前研究的热点[8]。

在进行岩石高瞬时能量密度加工时，电源正负极之间高能量会在极短的时间内释放，形成高温等离子体，岩石在高温高压等离子体的作用下，产生熔化、气化以及应力剥落现象[9-10]。由于加工过程复杂、放电时间短且不易观察，热应力难以测量[11]，而数值模拟方法对加工过程中的温度场测量冲破了传统技术的壁垒[12]。本文采用ANSYS有限元分析软件，基于热传导理论，建立了等离子通道破岩过程中的物理模型，对模型进行数值模拟，得到了工具电极与岩石温度场的分布规律；……