脉冲等离子技术

等离子脉冲压裂技术苏权生（胜利油田分公司采油工艺研究院）摘要：等离子脉冲压裂通过等离子体产生高能等离子束，高能等离子束周期性的作用在生产目的层位，在周期性冲击波作用下地层流体产生谐振，疏通储层天然流通通道并产生新的微裂缝沟通地层和井筒，从而提高储层渗流能力，实现油井增产水井增注。

关键词：脉冲，等离子，谐振，微裂缝，渗流能力以经济有效的手段获得油气井高产是油气田开发的目标，在地层中压开人工裂缝有利于油气的产出。

最先应用的爆炸压裂技术，虽然产生了比较显著的经济效益，但其伤害井筒、难以控制、造成近井压实带等问题难以解决，从而逐渐被水力压裂所取代。

目前，水力压裂已发展成为一项成熟而完善的技术，在油田开发中起着重要作用，但其产生的裂缝参数受地层应力影响，对一些特殊储层的改造效果不甚理想，亟需进行其它增产技术研究，补充水力压力技术缺陷，在此基础上，等离子脉冲压裂技术应运而生。

1.等离子脉冲压裂技术原理1.1基本原理通过等离子发射控制器，在密闭条件下产生高能量等离子束，通过射孔孔眼周期性的作用在地层岩石和流体，能够在近井地带形成多条不受地应力影响的径向裂缝，使得人工裂缝和天然裂缝沟通；同时在周期性力作用下，地层流体产生谐振，对储层天然流通通道进行疏通、清洗，从而大幅度提高储层渗流能力。

等离子脉冲压裂主要增产原理包括：（1）机械作用：高能等离子束在近井地带产生微裂缝，有效沟通天然裂缝，提高油层渗流能力，增加油井产能；（2）脉冲冲击波作用：高能等离子束产生强水力冲击波，引起地层流体谐振，对油层的机械杂质堵塞起到解堵作用；（3）热效应：等离子束的高温可溶解近井地带的蜡质和沥青质，解除油层孔道堵塞，改善地层流体的物性和流态，加快原油向井底的流动速度,提高储层的驱油效率，有效降低表皮系数，从而达到增产增注的目的。

1.2技术设备等离子脉冲压裂设备主要是等离子发生器、控制装置、辅助装置等，如图1 所示。

施工作业时用电缆车把等离子发生器下入到目的层段，然后进行等离子脉冲压裂作业，作业结束后可以上提等离子发生器，进行第二段作业，工艺简单、方面、快捷、安全、环保。

手术室高年资护士培训纪录时间：2022、1、］7 ________ 地点：学习室_______________________________________ 主讲人：吴元琴参与人数：参与人员签名：_讲稿：超脉冲等离子系统的操作超脉冲发生器的概述双极电凝是一种广泛运用于外科的常见工具。

基于类似的原理，结合佳乐等离子技术与佳乐PK器械，比其他相类似的在电外发生器上的器械更好的供应了对组织凝与切的效果。

佳乐超脉冲发生器的关键特征是发生器有识别与它连接的佳乐PK器械设施类型的特点。

识别器械后，自动激活发生器的PK模式、默认输出功率，得到每把器械独特的电凝效果。

这一特点为设施的使用供应了更多的便利。

使用者也可以转变默认值，以获得PK器械更宽广范围的输出值。

等离子组织切割(PK)PK输出模式下，佳乐等离子脉冲器械的电极上产生使组织电凝的能量。

依靠PK默认输出功率，这个“活跃”的电极供应了组织切割和止血功能。

此模式采用液体的传导性，包括在体腔中冲洗伤口的生理盐水和组织液。

超脉冲发生器是一种适用于开放手术、内窥镜手术和腹腔镜手术中的软组织切割和凝聚的全面电外学装置。

此设施适用于电手术器械培训后有资格的医务人员。

超脉冲发生器是为外科手术中的软组织切割和凝聚所设计的。

系统装置有以下项目组成：发生器、脚踏开关、合式的连接线、佳乐医疗PK手术器械和其他双极手术器械。

一、操作前预备1、检查发生器电源连接，电源连接满意全部平安接地的要求，不要使用扩展线或任何形式的适配器。

当主要插座从发生器上断开时，电线必需始终与插头连接。

禁止拉动电线本身。

2、接地发生器，为确保平安使用，发生器须通过电源插头和电源连线正确接地。

只能使用医用标准连接线。

3、PK器械的输出显示，显示分为两部分，上面一部分显示被激活器械的类型，当切割和凝聚被启动会供应一个器械输出量。

下面一部分显示输出功率类型。

(1)、左边一部分显示电凝(PK)模式选择PKl, PK2, PK3和电热模式选择Tl, T2,依据连接的佳乐PK器械不同，默认电源设置从10 —120.(2)、右边一部分显示蒸汽脉冲凝聚(VPC)模式选择VPl,VP2, VP3和标准凝聚(DES),依据连接的佳乐PK器械不同，默认电源设置从10 -120o VPC模式只适用于佳乐PK器械。

基于脉冲电源的低温等离子技术低温等离子技术是一种利用低温等离子体对材料表面进行处理的技术。

它可以在不加热或仅加热到较低温度的情况下，改善材料表面的性质，如增加表面能、提高附着力、增强耐磨性等。

而脉冲电源则是运用脉冲电流实现材料表面等离子体处理的一种电源。

脉冲电源是一种将直流电转换成脉冲电的设备。

它通过控制脉冲宽度、频率、电流等参数，使输出电流变为一定幅值和脉冲数的脉冲信号，从而实现对材料表面的等离子体处理。

相对于传统的直流电源，脉冲电源具有以下优势：1. 能够更精确地控制等离子体的参数，如气体流量、压强、功率等，以满足不同的处理需求。

2. 能够在处理材料表面时减少热量的影响，从而保护材料的结构和性质。

3. 能够在短时间内提供高能量，从而提高等离子体处理的效率。

基于脉冲电源的低温等离子技术已经在许多领域得到了广泛的应用。

例如，它被用于表面涂层、清洗和去污、表面改性和光刻等方面。

下面分别介绍这些领域的应用。

表面涂层是低温等离子技术的一个重要应用方向。

例如，使用脉冲电源的等离子体源可以在材料表面产生高能量的离子，并将其注入到基体材料中，从而形成一层厚度很薄的涂层。

这种涂层能够提高材料表面的硬度、耐磨性、耐蚀性和附着力等性能，从而使其更适用于各种环境。

清洗和去污是低温等离子技术的另一个应用方向。

利用脉冲电源的等离子体源生成的化学活性物种，可以将固体表面的杂质和附着物去除，例如去除电子元器件的焊锡和油污。

相比于传统的化学清洗方法，这种技术无需使用有害的化学物质，同时对材料表面的热影响也很小。

表面改性是低温等离子技术的另一种重要应用。

通过脉冲电源的等离子体源可以改变表面的化学组成、形貌和晶体结构等。

例如，在金属表面形成一个高密度的氧化层，可以大幅提高它的抗腐蚀性。

而在聚合物表面，通过引入具有异丙基官能团的气体，可以大幅提高其表面能。

光刻是低温等离子技术的另一个应用。

通过使用脉冲电源的等离子体源可以在材料表面形成纳米级别的结构，从而实现微纳加工。

等离子体技术的应用-------废气处理及航天推进器等离子体是一种电离气体，由电子、离子、中性粒子等组成，属于物质的高能凝聚态。

等离子体中含有大量的带电粒子，使得它与普通气体有着本质的区别，具有很多普通气体没有的特性。

对等离子体的研究己发展成为一门独立的物理学分支——等离子体物理学，等离子体物理学在工程技术中的应用形成了大有发展前景的专门技术，即等离子体技术。

近年来，等离子体技术的实际应用获得了快速的发展，应用领域越来越广泛。

目前，世界各国正加紧研究把等离子体技术用于武器系统隐身、通信和探测、火炮发射、飞行器拦截、环境污染、航天推进等方面，等离子体技术的应用对未来具有深远的意义一、环境污染近几年来，等离子体技术在能源、信息、材料、化工、物理医学、军工、航天等领域中大量应用，同时，国外许多研究机构不断将等离子体技术应用在环境工程中。

目前，等离子体技术处理废水、废气及固体废弃物的研究已经取得了一定进展。

在环境监测中电感耦合等离子体原子发射光谱法和质谱法已广泛应用于生态环境监测体系中(包括大气、水、土壤等)微量元素的测定。

在大气污染治理中主要应用于烟气净化、脱硫、脱硝等方面。

在水污染治理中主要应用于高浓度有机废液、垃圾渗滤液等废水的治理。

在固体废物处理方面，等离子体技术逐渐取代传统的焚烧法应用于城市固体废弃物及生物武器、化学武器、化学毒品等特种固体废物的处理。

1997年，美国开始采用等离子体废物处理系统处理军方废弃武器，1999年初，美国、欧盟、日本等逐渐关闭焚化炉后开始转向等离子废物处理系统，目前，瑞典、美国、德国、日本等国已建立了一定规模的城市固体废物的等离子体处理厂。

随着工业现代化的不断进步和发展，排放到大气中的硫氧化物、氮氧化物及有机废气等不断增加，大气污染造成的大气质量的恶化、酸雨现象、温室效应及臭氧层破坏足以威胁人类在地球上的生存和居住，其后果十分严峻，废气排放造成的环境污染问题逐渐引起人们的广泛重视。

脉冲放电等离子体技术的应用随着科技的不断发展，高新技术的涌现不断给人们生产生活带来便利与创新。

而脉冲放电等离子体技术就是其中之一。

它是一种利用脉冲电场产生的电离子和反应物质之间的相互作用，而形成的复杂非平衡态等离子体体系。

这种技术在工农业生产领域中有着广泛应用，尤其是能源、汽车制造、环保、材料科学等领域。

下面，本文将结合实际应用，对脉冲放电等离子体技术的应用进行探讨。

一、脉冲放电等离子体技术在能源领域的应用脉冲放电等离子体技术在现代能源领域中常被用于提高化石燃料的利用效率以及降低以煤为主要燃料的工业排放。

例如，用脉冲放电等离子体技术对煤粉进行处理，可以抑制煤的结焦、硫分、氮分和灰分等含量的增加，从而提高烟气中二氧化碳的挥发速度，减少污染物的排放。

此外，脉冲放电等离子体技术还可以用于太阳能电池制造。

在太阳能电池中，脉冲电场通过离子轰击等方法可以优化太阳能电池的制造和转换效率，并增加其电功率输出。

这种技术在解决能源危机和推广清洁能源方面具有重要意义。

二、脉冲放电等离子体技术在汽车制造领域的应用作为现代化工生产的重要组成部分，汽车制造是人们生产和出行的常用方式，而脉冲放电等离子体技术在汽车制造领域的应用更是不可避免。

例如，利用脉冲放电等离子体技术可以加速汽车轮胎胶原材料与橡胶的交联反应，从而提高橡胶的强度、柔韧性和防老性能，减少轮胎磨损和碳排放。

此外，脉冲放电等离子体技术还可以用于汽车表面涂层的处理，提高汽车外部颜色、抗氧化性、抗腐蚀性和润滑性。

同时，在车身、制动器和发动机等部件的加工制造过程中，脉冲放电等离子体技术也有着广泛的应用，以提高加工精度和生产效率，降低能耗和物资浪费。

三、脉冲放电等离子体技术在环保和材料科学领域的应用脉冲放电等离子体技术在环保和材料科学领域的应用也十分重要。

例如，在垃圾处理中，脉冲放电等离子体技术可以加速垃圾氧化分解，降低其污染物的含量和毒性，进而达到环保目的。

在材料科学领域，脉冲放电等离子体技术也广泛应用于材料表面处理、材料改性、材料复合和化合物的合成等方面。

高压脉冲等离子技术的应用高压脉冲等离子技术是一种利用高压脉冲电场来激发气体分子产生等离子体的技术。

这种技术在近年来广泛应用于物理学、化学、材料科学和生物医学等领域，取得了一系列研究成果，也带来了一些商业价值。

本文将从高压脉冲等离子技术的原理、应用和前景三个方面探讨这项技术的发展。

一、高压脉冲等离子技术的原理高压脉冲等离子技术是利用电压较高的脉冲电场对气体产生电离并形成等离子体。

当脉冲电场加在气体上时，电子受到了很大的加速，在电场的作用下，电子运动速度变快，它们与原子、分子碰撞的能量也随之增加。

当电子的能量达到一定值时，它们就可以从原子、分子中剥离电子，产生一定的电离，形成等离子体。

二、高压脉冲等离子技术的应用2.1 材料表面处理和涂层技术高压脉冲等离子技术可以用于材料表面处理和涂层技术。

利用高压脉冲电场可产生高能离子束，使材料表面达到高温和高压状态，进而可被氧化、腐蚀等。

同时高能离子束也可以很好地改善材料表面的疲劳属性、机械性能、附着力、耐腐蚀性和耐磨性。

2.2 废气处理技术高压脉冲等离子技术还可以用于废气的处理。

将有机物质所组成的废气通过等离子体，使其分解为水和二氧化碳等无害物质，有助于减少对环境的污染。

2.3 医学治疗技术高压脉冲等离子技术在医学治疗方面也有着广泛的应用。

它可以利用等离子体所产生的等离子处理基团和自由基对体内的有害物质起一定的消毒、除臭、杀菌作用，有助于改善物体的健康状态。

2.4 食品加工技术高压脉冲等离子技术还可以在食品加工中产生新的食品，例如具有降低脂肪含量、提高抗氧化能力等的功能性成分，这对于食品行业的发展有着重要的意义。

三、高压脉冲等离子技术的未来发展高压脉冲等离子技术在未来的发展中具有很大的潜力。

与传统物理和化学技术相比，这种技术具有高效、快捷、无公害等优点。

特别是在目前环保意识的提高和绿色发展的趋势下，高压脉冲等离子技术的应用和发展也会更加广泛。

需要指出的是，高压脉冲等离子技术在应用中还存在着一些问题，如技术成本高昂、由于高温会造成对材料的破坏等。

【转】等离⼦体技术【⼀】--脉冲技术本⽂介绍了脉冲等离⼦体技术在⼲法刻蚀领域的应⽤背景，从半导体制程⼯艺需求层⾯讲述了纳⽶量级的刻蚀制程对等离⼦体参数的需求。

重点对脉冲等离⼦体⼯作机制、脉冲匹配技术和脉冲等离⼦体诊断技术研究进展进⾏了论述。

关键词：⼲法刻蚀，等离⼦体损伤，脉冲等离⼦体1. 1. 引⾔伴随着摩尔定律的发展，半导体芯⽚的晶圆尺⼨越来⼤，,刻蚀的线宽也逐步缩⼩。

随着线宽的逐步降低，等离⼦体刻蚀过程导致的损伤问题⽇益突出。

这使得等离⼦体刻蚀过程需要满⾜如下要求：对衬底⽆损伤、更好的均匀性、更⾼的选择⽐、更好的各向异性和更⾼的产出等。

为了满⾜这些需求，⼈们积极研究⼀些新材料⽤于下⼀代集成电路，也同时促使⼯业界及学术界不断设计及研究适⽤于下⼀代的等离⼦体刻蚀技术，使等离⼦体源具有更多的调节⼿段、更宽的⼯艺窗⼝。

⼀般来说，等离⼦体损伤（PID）主要包含以下因素：（1）由于⾼能离⼦轰击晶⽚引起的表⾯物理损伤；（2）光⼦辐射轰击晶⽚引起的损伤；（3）等离⼦体⾮均匀性引起的损伤；（4）电荷分布的不均匀性引起的损伤；（5）各向同性的电⼦在⼤深宽⽐的顶部积累负电荷，定向的离⼦在沟槽的底部积累正电荷，这样也会导致 PID 的产⽣。

1. 2. 脉冲等离⼦体⼯作机制通常，等离⼦体刻蚀设备多采⽤连续波（CW）射频源，即射频源提供连续的功率或者电压激发等离⼦体。

在过去的⼆⼗多年⾥，⼀些研究者通过模拟及实验证明采⽤脉冲射频模式可以扩⼤等离⼦体参数控制窗⼝，可提⾼⼯艺过程控制的灵活性。

对于射频脉冲模式，主要有两个参数，⼀个是脉冲频率（pulse frequency），即射频源每秒开关的次数；另⼀个是占空⽐(duty cycle)，即脉冲开启的时间占整个脉冲周期的⽐例。

如图1所⽰：图1.脉冲调制等离⼦体作⽤⽰意图：(1): 脉冲初期；(2): 脉冲后期；(3): 后辉光前期；(4): 后辉光后期（duty cycle=ton/(ton+toff_）通过改变脉冲频率及占空⽐，可以实现对等离⼦体参数的调控，如离⼦密度、电⼦密度、电⼦温度、等离⼦体化学成分和等离⼦体电位等。

摘要脉冲电晕等离子体技术以其投资少，占地面积小，效果好等优点迅速成为一种新型的热门的污染物处理方法。

等离子体反应器作为脉冲电晕放电等离子体技术关键部分之一，对整套污染物处理系统的正常运行以及处理效果等方面起着很重要的作用。

本文分别对有限元法分析等离子体反应器的电场分布以及等离子体反应器的水力计算两个方面进行了研究。

电场分析所得的结论如下：不同形状的反应器，同一研究区域内的电场分布不同。

改变电晕线半径，高压极间距，高低压极间距可改变研究区域内的电场分布。

具体来讲，针-板反应器强放电区出现在针尖附近，其空间电场分布沿针尖-平板方向急剧衰减。

线-线反应器的场强分布随星形线的减小而增大，并且存在一个合理的值（l / d=0.6~1）使低压极处电场强度最大。

线-板反应器的场强分布随线板距的减小而增大。

圆筒反应器的空间电场分布最为均匀，正六边形反应器的场强分布和其类似。

当正六边形反应器边长的在某个特定的范围内（a=20~30），可以取代同等半径的圆筒形反应器进行污染物处理。

水力计算所得结论如下：管径越大，压力损失越小。

同等管径下圆筒形和正六边形管压力损失差别不大。

结合两个方面的内容以及实际情况，得出边长28.9mm的六边形蜂窝状反应器可以作为待参选的反应器并进行下一步研究的结论。

关键词：等离子体反应器有限元分析电场分析水力计算AbstractPulsed corona discharge plasma technology has been a hot method because of its advantages,such as little investment,little floor area,high-activity treatment and so on.As a part of key components of pulsed corona discharge plasma, plasma reactor played an important role of offering regular service and efficiency treatment. Two aspects were researched in this paper: distribution of electric-field intensity and hydraulic calculation of the plasma reactors.From the perspective of the electric-field intensity analysis, the results obtained as follows: Different reactors, different distributions of electric-field intensity. Distributions of electric-field intensity in areas investigeatd linked with radius of electrodes, distance between high-voltage electrodes, and distance between the high-voltage electrode and the low-voltage electrode. Specifically,for the needle-plate electrode reactor,intensive discharge area apeared nearby its tip, and distributions of electric-field intensity in areas investigeatd had rapid attenuation.For the line-line electrode reactor, its distributions of electric-field intensity increased when the radius of high-voltage electrode reduced.And there is an appropriat value for the maximization of electric-field intensity of the low-voltage electrode.For the line-plate electrode reactor,its distributionsof electric-field intensity increased when the distance between high-voltage electrode and low-voltage electrode reduced.Distribution of electric-field intensity of cylinder reactor is most homogeneous,and hexagonal reactor’s is similar with it.If it’s length of side belongs to a certain range (a=20~30), hexagonal reactor can replace cylinder reactor to treat the pollution.From the perspective of hydraulic calculation, we can infer that bigger the pipe diameter, less pressure lose.And there was no obivious distinctiveness with pressure lose for the cylinder reactor and the hexagonal reactor.Combining the above contents and the actual situation, conclusions are given that the hexagonal honeycomb-shape reactor (length is 28.9mm) is suitable one that is worthy for further study.Keywords:Plasma Reactor Finite element analysisElectric field analysis Hydraulic calculation独创性声明本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。