[發明專利]井下供電裝置

在審

• 申請號: 201780030139.2
• 申請日: 2017-06-01
• 公開（公告）號: CN109312609A
• 公開（公告）日: 2019-02-05
• 發明（設計）人: C·奈斯加德
• 申請（專利權）人: 韋爾泰克油田解決方案股份公司
• 主分類號: E21B41/00
• 分類號: E21B41/00
• 代理公司: 北京市中咨律師事務所 11247
• 代理人: 黃麗娜;吳鵬

本發明提供一種為布置在井中的耗電裝置就地供電的井下供電裝置，該井下供電裝置包括：燃料電池，所述燃料電池產生電和水并具有燃料入口、氧化劑入口、電輸出部和水出口；流體連接至所述燃料入口的燃料容器；以及流體連接至所述氧化劑入口的氧化劑容器，其中，所述燃料電池具有內部壓力，所述內部壓力為至少1.0巴，用于升高在所述燃料電池中產生的水的沸點。此外，本發明涉及一種井下系統。

技術領域

本發明涉及一種用于為布置在井中的耗電裝置就地供電的井下供電裝置。此外，本發明涉及一種井下系統。

背景技術

當使用介入工具執行井下操作時，用于執行操作的電力需求并非總是和能在井下輸送的電力的量相符。缺乏例如經由電纜傳輸的電力尤其在操作是在距離鉆探設備處或地面處的電纜滾筒10-15千米遠處執行時是個問題。此外，電纜也并非總是存在于井的頂部。因此，布置在從井的頂部供應電力的已知電源無法到達之處的耗電裝置的電力供應已變為油田操作領域中關注度增大的方面。

發明內容

本發明的一個目的是完全或部分地克服現有技術中的上述缺點和不足。更特別地，一個目的是提供一種改進的用于向布置在從井的頂部供應電力的已知電源無法到達之處的耗電裝置供電的井下供電裝置。

從下面的描述中將變得顯而易見的上述目的以及眾多的其它目的、優點和特征由根據本發明的方案來實現，即通過為布置在井中的耗電裝置就地供電的井下供電裝置來實現，該井下供電裝置包括：

-燃料電池，所述燃料電池產生電和水并具有燃料入口、氧化劑入口、電輸出部和水出口；

-流體連接至所述燃料入口的燃料容器；以及

-流體連接至所述氧化劑入口的氧化劑容器，

其中，所述燃料電池具有內部壓力，所述內部壓力為至少1.0巴，用于升高在所述燃料電池中產生的水的沸點。

此外，所述燃料電池可以是聚苯并咪唑燃料電池。

此外，所述燃料電池可具有包含磷酸(PA)摻雜的聚苯并咪唑(PBI)的膜。

當具有包含磷酸(PA)摻雜的聚苯并咪唑(PBI)的膜時，該聚合物電解質膜呈現在150℃以上的溫度下的高離子電導率、低透氣性、優秀的氧化穩定性和優秀的熱穩定性，以及接近零的水阻力系數。

此外，所述燃料電池可具有由磷酸(PA)摻雜的聚苯并咪唑(PBI)薄膜構成的膜。

此外，所述燃料電池可具有膜，如高溫聚合物電解質膜。

此外，所述高溫聚合物電解質膜可在150℃以上的溫度下操作。

所述燃料電池能在無外部電力的情況下運行多于500小時，優選多于750小時且更優選多于1000小時的時間段。

此外，所述膜可通過吸入由二甲基乙酰胺(DMAC)有機溶劑和磷酸(PA)鑄造形成的聚苯并咪唑(PBI)膜或通過由溶解在混合酸溶劑如三氟乙酸(TFA)和磷酸(PA)中的聚苯并咪唑(PBI)溶液直接鑄造來制備。

此外，所述燃料電池可在不加濕的情況下操作。

此外，聚合物膜燃料電池在無任何外加濕度的情況下在高于120℃的溫度下的操作是高度期望的，因為在較高溫度下操作的燃料電池系統可被顯著簡化。

此外，在150℃以上時，在環境壓力下的電力輸出可在1.4A/cm²以上的電流密度下達到多于0.8W/cm²。

此外，所述燃料電池可以是無需氣體加濕的。

此外，所述燃料電池可以是不可滲透的燃料電池(non-flow-through fuelcell)。