[发明专利]用于井下工具中的散热的装置及方法

说明书

技术领域

本公开一般涉及打孔(borehole)工具系统，并且更具体地涉及用于井下 工具的散热的装置及方法。

背景技术

开采储藏井(reservoir well)涉及钻孔(drilling)地下地层和监视各种地 下地层参数。钻孔和监视典型地涉及使用具有高功率电子设备的井下 (downhole)工具。在操作期间，电子设备产生经常在井下工具中增大(build up)的热量。该增大的热量可能对井下工具的操作有害。用于散热的传统技 术涉及在井下工具中使用散热片。另一个传统的技术涉及使用蒸发-冷凝循环 热管，其使用无源流动毛细管作用(passive flow capillary action)，将热量从 热源带走。在蒸发-冷凝循环中，封闭的环形热管中的流体在吸热时蒸发。在 气态，蒸汽使用被动流动毛细管作用将量热带走。冷却时，蒸气冷凝成流体， 其能再次蒸发以便以气态传输另外的热。

发明内容

根据公开的实例，示例工具套管(collar)包括具有第一外表面、第一流 体入口和第一流体出口的主体。该示例工具套管还包括通过其形成的通道、 用于配合(engage)主体的第一流体出口的第二流体入口、用于配合主体的 第一流体入口的第二流体出口和具有延伸到通道中的至少一个突起 (protrusion)的第一内表面。

根据公开的另一个实例，示例散热装置包括主体和沿主体的一部分延伸 的第一流入通道。第一流入通道向第一发热件运送第一流体部分。第一流入 通道包括通道表面和从通道表面延伸到第一流入通道中的至少一个突起。该 示例装置还包括连接到第一流入通道的流出通道，以将第一流体部分从发热 件带走。

根据公开的另一个实例，示例的散热方法包括：通过通道移动流体，并 且将热量从发热件传输到流体。本示例方法还包括用在通道中形成的至少一 个突起在通道中混合流体，并且从该流体散热。

附图说明

图1图示可以配置其以使用此处描述的示例装置和方法的钻机(drilling rig)和钻柱(drill string)。

图2图示可以配置其以使用此处描述的示例装置和方法的、具有悬挂在 井筒(wellbore)中的钢索(wireline)工具的井筒的剖面图。

图3描述用于从发热组件散热的、可以在图1的钻柱和/或图2的钢索工 具中实现的示例装置的方块图。

图4A描述示例装置的侧面剖视图和图4B描述其剖面端视图(end view)， 可以使用该示例装置，以通过将流体朝发热设备移动和从发热设备移走而从 发热设备散热。

图5是图4A和4B的示例装置的等均度(isometric)视图。

图6A是图4A、4B和5的示例装置的底盘衬垫的立体图。

图6B是图4A、4B、5和6A的底盘衬垫的剖面端视图。

图6C是图4A、4B、5、6A和6B的底盘衬垫的剖面侧视图。

图7A描述另一个示例装置的剖面侧视图，并且图7B描述其剖面端视图， 该示例装置具有实例热交换器延伸部分(extension)以从发热设备散热。

图8是图7A和7B的实例热交换器延伸部分的立体图。

图9是示出发热设备的温度和通过图4的示例装置的流体流动速率之间 的关系的图。

图10是代表可以用来利用图4和7的示例装置来散热的实例方法的流程 图。

具体实施方式

某些实例示于上述图中，并且在以下详细描述。在描述这些实例中，相 似或相同的参考标号用来识别共同或相似的元素。各图不必符合比例，并且 为了清楚和/或简明，各图的某些特征和某些视图可能在比例上或示意上放大 示出。

图1图示实例钻机110和钻柱112，其中在此处描述的示例装置和方法 能够用于从发热元件散热。在图示的实例中，基于陆地的平台和钻架(derrick) 组件110位于穿透地下地层F的井筒W上。在图示的实例中，井筒W由旋 转钻井以众所周知的方式形成。然而，从本公开受益的本领域普通技术人员 将认识到，本发明还在连同旋转钻井的定向钻井应用中找到应用，并且此处 描述的示例装置和方法不限于基于陆地的钻机。