化石能源在当前仍然是全世界最重要的一次能源,在开发化石能源时需要对储层进行一定的改造,给油气储层施加压力,使储层破裂来降低油气开采难度,但是传统的以水力压裂为代表的开采方式有着单次、整体、效率低的缺点。电爆炸作为一种冲击波的产生手段,可以利用脉冲功率技术把电能转化为可控制的冲击能量,并且可以改善储层结构,增大渗透率,是一种高效率的开采方式。论文意在研制一种可以在井下工作,将电能转换为机械能,产生冲击从而提高油气井产量的装置。液电效应和金属丝电爆炸是两种常见的以电方法产生冲击波的方法。为了深入了解影响冲击波效果的因素,论文建立模型,用微分方程组描述了液电效应的作用机理,对不同的参数产生的影响进行了数学推导。通过仿真,得出了放电电压越高,冲击强度越大的结论。按相态发展过程金属丝爆炸可以分成五个阶段,分别对五个阶段用微分方程组描述其特性,对不同参数产生的影响进行了数学推导,并用仿真验证推导的结果。最后得到了放电电压越高,放电越剧烈,放电能量越大的结论。论文在第三章最后对比了两种冲击波发生机理的优劣,以及在工程中的可执行性,最后选定液电效应作为冲击波的发生机理。设计井下换能器需要先确定产生脉冲功率的基本原理。Marx发生器和倍压整流是脉冲功率技术中两种常用的技术。论文介绍了Marx发生器和倍压整流电路的原理并比较了两种技术的优缺点和工程上的可行性,确定了更具有可行性,成本相对较低的倍压整流作为产生脉冲功率的基本原理。分析了倍压电路的充电特性,研究其充电时的暂态过程,得出了充电电压对换能器充电速度的影响关系。设计了一套换能器装置性能的实验方案,还设计了一套用于采集电压、电流、振动信号的检测系统,用于检测换能器的放电能量和放电频率。通过改变充电电压,研究了其对放电频率的影响,验证了第四章中对充电特性的分析;通过改变主开关放电电压,研究了其对放电能量的影响。