[發(fā)明專利]井下電子儀器強制冷卻保溫艙

有效

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• 申請日: 2016-05-04
• 公開（公告）號: CN105952440B
• 公開（公告）日: 2017-06-20
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 賈朋;房軍;薛世峰;成向陽;孫峰;朱秀星;王海靜;王斐斐
• 申請（專利權(quán)）人: 中國石油大學(xué)（華東）
• 主分類號: E21B47/017
• 分類號: E21B47/017;F25B21/02
• 代理公司: 北京思格頌知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司11635
• 代理人: 潘珺

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于石油工程領(lǐng)域，具體地，涉及一種油氣鉆采過程中在井下高溫、高壓環(huán)境中長時間工作的電子儀器保溫艙。

背景技術(shù)

在油氣鉆采過程中，井底溫度隨著深度的增加而增加，地溫梯度一般在3℃/100m，深度為3000m的井，其井底溫度一般在100攝氏度以上。我國中西部地區(qū)的油氣資源大都埋藏在深部地層，隨著油氣勘探開發(fā)目標(biāo)層位深度的增加，井底溫度也在不斷增加，如塔里木盆地的東河塘油田，油層深度5700m～6100m，井底溫度在140℃～160℃。對于地溫梯度異常的地區(qū)，在井深較淺的情況下，井底溫度便可達(dá)到180℃以上。要對這些高溫地層進(jìn)行其物理性質(zhì)的探測，應(yīng)該有專門的、能在高溫環(huán)境中連續(xù)工作的地球物理測井儀器。

測井儀器可分為隨鉆測量/測井(MWD/LWD)工具和電纜測井工具，電纜測井是在鉆井過程完成之后下入井底進(jìn)行各種參數(shù)的測量，為了使測井儀器的電子線路能在高溫環(huán)境中連續(xù)正常工作，電纜測井儀器中一般采用保溫瓶或者選擇耐溫指標(biāo)高的元器件。選擇耐溫指標(biāo)高的元器件，將增加儀器成本，工作壽命難以保證。耐溫指標(biāo)高的測井儀器多使用保溫瓶，通過在保溫瓶瓶塞中加入熔點適中、熔解熱高的吸熱劑，可在較長時間內(nèi)保持保溫瓶內(nèi)的溫度低于60℃。由于電纜測井一次工作時間較短，一般不超過24小時，因此采用常規(guī)的保溫瓶可以滿足電纜測井的溫度需求。但是隨鉆測量/測井(MWD/LWD)工具往往需要在井下連續(xù)工作100小時以上，如果繼續(xù)采用吸熱劑保溫瓶，需要大劑量的吸熱劑，保溫瓶的體積相應(yīng)的也要增大很多。

發(fā)明內(nèi)容

為克服現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷，本發(fā)明提供一種可以在井下高溫、高壓環(huán)境中長期穩(wěn)定工作的電子儀器強制冷卻保溫艙，該井下電子儀器強制冷卻保溫艙，采用半導(dǎo)體制冷裝置進(jìn)行強制冷卻，在不需要增加吸熱劑劑量的條件下，即可在井下高溫、高壓環(huán)境中為電子器件提供長期穩(wěn)定的低溫環(huán)境。從而保證油氣鉆采過程中井下電子儀器能夠在高溫、高壓環(huán)境中長時間穩(wěn)定工作。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用下述方案：

井下電子儀器強制冷卻保溫艙，包括：保溫瓶、電子儀器短節(jié)、瓶口隔熱體、半導(dǎo)體制冷裝置；其中：電子儀器短節(jié)、瓶口隔熱體和半導(dǎo)體制冷裝置順序安裝于保溫瓶內(nèi)。

相對于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明的有益效果如下：將制冷短節(jié)設(shè)計成內(nèi)熱-外冷的結(jié)構(gòu)形式，并在制冷短節(jié)兩端分別設(shè)計隔熱裝置，避免了具有較高溫度的熱端固定架與保溫瓶內(nèi)膽之間的直接接觸熱傳遞，可以有效提高強制冷卻保溫艙的工作效率，從而有效的為井下電子儀器提供一個低溫環(huán)境；在半導(dǎo)體制冷裝置的吸熱短節(jié)與制冷短節(jié)之間采用單向熱管，大大減少了熱量的反向傳遞，可進(jìn)一步提高強制冷卻保溫艙的工作效率；采用與鉆井液流動方向相同的翅片布置方式，可以提高散熱效率，再次提高了強制冷卻保溫艙的工作效率。

附圖說明

圖1為井下電子儀器強制冷卻保溫艙的示意性透視圖；

圖2為保溫瓶的示意性分解透視圖；

圖3為電子儀器短節(jié)示意性分解透視圖；

圖4為隔熱短節(jié)與半導(dǎo)體制冷裝置的示意性分解透視圖；

圖5為隔熱短節(jié)與半導(dǎo)體制冷裝置的示意性縱向剖視圖；

圖6為圖5的A-A向剖視圖。

具體實施方式

如圖1至圖6所示，井下電子儀器強制冷卻保溫艙，包括：保溫瓶1、電子儀器短節(jié)2、瓶口隔熱體3、半導(dǎo)體制冷裝置4；其中：電子儀器短節(jié)2、瓶口隔熱體3和半導(dǎo)體制冷裝置4順序安裝于保溫瓶1內(nèi)。

所述的保溫瓶1，包括：保溫瓶套101、尾部護(hù)帽102、端部堵頭103；保溫瓶套101為雙開口保溫瓶套，保溫瓶套101為高真空器件，采用保溫瓶套101作為電子儀器短節(jié)2的隔熱裝置，可有效降低進(jìn)入電子儀器艙內(nèi)的熱功率，相應(yīng)地也降低了所需的半導(dǎo)體制冷裝置4的制冷功率；尾部護(hù)帽102通過螺紋擰緊在保溫瓶套101尾部，端部堵頭103通過螺紋擰緊在保溫瓶套101端部，尾部護(hù)帽102、端部堵頭103將電子儀器短節(jié)2、瓶口隔熱體3和半導(dǎo)體制冷裝置4壓緊在保溫瓶套101內(nèi)。

所述的電子儀器短節(jié)2，包括：隔震墊塊201、儀器骨架202、電子線路板203；電子線路板203安裝在儀器骨架202上，隔震墊塊201安裝儀器骨架202尾端，隔震墊塊201與尾部護(hù)帽102相接觸。

所述的瓶口隔熱體3，包括：內(nèi)隔熱體301、外隔熱體302；內(nèi)隔熱體301位于半導(dǎo)體制冷裝置4的吸熱短節(jié)410和制冷短節(jié)430之間，外隔熱體302位于半導(dǎo)體制冷裝置4的制冷短節(jié)430與散熱短節(jié)450之間。