本發明屬于脈沖功率技術領域，具體涉及一種研究高靜水壓下沖擊波特性及致裂特性的模擬裝置。
背景技術：
隨著脈沖功率技術的發展，脈沖放電等離子體取得了廣泛的應用。不同于氣體中的放電，液體中的放電能夠產生幅值更強、衰減更緩慢的沖擊波。相關研究表明，對于微秒脈沖電流(幅值幾十kA)作用下的水間隙或金屬絲，源區附近的峰值壓強可達GPa級。
利用電脈沖作用于水間隙、金屬絲或含能材料，產生沖擊波完成對儲層的改造，是一種較為新穎的油氣開采技術。對高靜水壓下沖擊波行為的研究有重要意義。然而，實際環境中的儲層處于高溫高壓狀態，難以實現實驗室模擬。因此，亟需一種實驗室模擬裝置，能夠較為全面的模擬高水壓下沖擊波的特性以及其對儲層的致裂效果。
技術實現要素：
本發明的目的在于提供一種研究高靜水壓下沖擊波特性及致裂特性的模擬裝置，該模擬裝置結構設計合理，操作簡單，可控性強，對于模擬高靜水壓下的沖擊波行為具有十分重要的意義。
本發明是通過以下技術方案來實現：
一種研究高靜水壓下沖擊波特性及致裂特性的模擬裝置，包括同軸狀負載及設置在其末端的能量轉換器，能量轉換器浸沒于流體介質中，流體介質充滿于由實驗樣品與保護組件構成的密閉空間中；
保護組件通過連接件連接有增壓裝置，保護組件上還設有電氣連接口，通過該電氣連接口連接同軸電纜的一端，同軸電纜的另一端與脈沖電流源相連；
還包括與脈沖電流源、同軸狀負載及增壓裝置分別相連的測量與控制系統。
測量與控制系統通過測量/控制線分別與脈沖電流源、同軸狀負載及增壓裝置相連。
實驗樣品與保護組件通過密封圈實現密封。
保護組件與連接件通過螺紋連接。
增壓裝置實現0～30MPa壓力輸出。
實驗樣品為巖石、混凝土或金屬材料。
脈沖電流源參數可調，能量轉換器類型可調。
測量與控制系統通過無線或有線方式實現對信號的采集與對系統的控制。
與現有技術相比，本發明具有以下有益的技術效果：
本發明公開的研究高靜水壓下沖擊波特性及致裂特性的模擬裝置，是一種全新的實驗室模擬裝置，在同軸狀負載的末端設置了能量轉換器，并且該能量轉換器浸沒于流體介質中，脈沖大電流經過同軸電纜到達負載末端的能量轉換器，放電產生等離子體，能夠與周圍水介質發生作用產生沖擊波。由于流體介質充滿由實驗樣品與保護組件構成的密閉空間，保護組件與增壓裝置相連，因此能夠通過調節增壓裝置，使得水介質的壓強發生變化，此時通過測量與控制系統可以研究沖擊波的參數，通過參數反饋高水壓下沖擊波的特性以及其對儲層的致裂效果。該模擬裝置結構設計合理，操作簡單，可控性強，能夠模擬不同負載在不同壓力環境下的行為，具有十分重要的意義。
附圖說明
圖1為本發明工作于高靜水壓下的沖擊波產生裝置示意圖。
圖中，1為脈沖電流源，2為同軸電纜，3為保護組件，4為連接件，5為增壓裝置，6為實驗樣品，7為同軸狀負載，8為能量轉換器，9為流體介質，10為測量/控制線，11為測量與控制系統。
具體實施方式
下面結合具體的實施例對本發明做進一步的詳細說明，所述是對本發明的解釋而不是限定。
參見圖1，本發明公開的工作于高靜水壓下的沖擊波產生裝置，包括同軸狀負載7及設置在其末端的能量轉換器8，能量轉換器8浸沒于流體介質9中，流體介質9充滿于由實驗樣品6與保護組件3構成的密閉空間中；保護組件3通過連接件4連接有增壓裝置5，保護組件3上還設有電氣連接口，通過該電氣連接口連接同軸電纜2的一端，同軸電纜2的另一端與脈沖電流源1相連；還包括與脈沖電流源1、同軸狀負載7及增壓裝置5分別相連的測量與控制系統11。其中，測量與控制系統11通過測量/控制線10分別與脈沖電流源1、同軸狀負載7及增壓裝置5相連。
優選地，實驗樣品6與保護組件3通過密封圈實現密封。保護組件3與連接件4通過螺紋連接。增壓裝置5實現0～30MPa壓力輸出。
優選地，實驗樣品6為巖石、混凝土或金屬材料。脈沖電流源1參數可調，能量轉換器8類型可調。
優選地，測量與控制系統11通過無線或有線方式實現對信號的采集與對系統的控制。
本發明的工作于高靜水壓下的沖擊波產生裝置的工作原理為：
脈沖大電流經過同軸電纜到達負載末端的能量轉換器，放電產生等離子體，與周圍水介質發生作用產生沖擊波。通過調節增壓裝置，使得水介質的壓強發生變化，此時通過測量與控制系統可以研究沖擊波的參數。
綜上所述，本發明的工作于高靜水壓下的沖擊波產生裝置包括一定程度上可控的脈沖電流源，不同類型的能量轉換負載，密封與增壓系統。通過脈沖電容器與氣體開關完成脈沖成型，脈沖電流沿同軸電纜輸出至負載；負載參考實際應用場合，可制作為不同尺寸的同軸結構；負載末端為能量轉換器，是將電脈沖轉換為沖擊波的器件；通過密封與增壓系統，使得能量轉換器周圍充滿高靜壓的水介質，以完成高靜水壓下的沖擊波產生。