[发明专利]一种主动式井下仪表热管理系统及方法

权利要求书

1.一种主动式井下仪表热管理系统，其特征在于，包括承压腔(1)、保温腔(3)、翅片(4)、芯片盒(6)、半导体制冷片(7)、导热铜块(8)和半圆弧铜瓦(11)；

保温腔(3)靠近顶部的位置有设有一个缺口；芯片盒(6)安装于所述缺口中；芯片盒(6)内部依次装有半导体制冷片(7)、导热铜块(8)和半圆弧铜瓦(11)；半导体制冷片(7)的冷端紧贴芯片盒(6)；半导体制冷片(7)热端紧贴导热铜块(8)，导热铜块(8)紧贴半圆弧铜瓦(11)；半圆弧铜瓦(11)位于保温腔(3)的外表面；

翅片(4)设置于保温腔(3)内；翅片(4)顶部固定在芯片盒(6)外部；

保温腔(3)的两端设有密封端盖；

承压腔(1)为不锈钢圆筒状结构，顶端开有内螺纹，底端开有外螺纹；保温腔(3)安装于承压腔(1)内部，半圆弧铜瓦(11)与不锈钢承压腔(1)的内表面相接触；

保温腔的顶端密封端盖包括与保温腔(3)内壁配合的小圆周面和与承压腔(1)的内壁配合的大圆周面；保温腔的顶端密封端盖为有机耐高温绝热材料制成；热膨胀时，顶端密封端盖的膨胀量大于金属制成承压腔(1)的热膨胀量，保证承压腔(1)内壁周向密封。

2.根据权利要求1所述的一种主动式井下仪表热管理系统，其特征在于，翅片(4)为铜制波纹多孔翅片；翅片的长度方向与安装于保温腔(3)内的测井仪表PCB主板的方向一致。

3.根据权利要求1所述的一种主动式井下仪表热管理系统，其特征在于，承压腔(1)的底部有一阶梯状结构(13)，将保温腔(3)与保温腔的底端密封端盖在轴向固定。

4.根据权利要求1所述的一种主动式井下仪表热管理系统，其特征在于，保温腔的底端密封端盖为有机耐高温绝热材料制成，其中心开有用于导线引出的通孔；底端密封端盖的内侧开有一圆槽(14)，翅片(4)底部设有一个尖嘴，尖嘴插入圆槽(14)中。

5.根据权利要求1所述的一种主动式井下仪表热管理系统，其特征在于，所述缺口为扇形缺口(16)；芯片盒(6)的头部为扇形结构(24)，与保温腔(3)的扇形缺口(16)相配合，以防止芯片盒滑落到保温腔(3)内部；芯片盒(6)的侧面带有两排倒钩(23)；倒钩(23)插入到保温腔(3)扇形缺口(16)的两排狭缝中，将芯片盒固定在扇形缺口(16)中。

6.根据权利要求1所述的一种主动式井下仪表热管理系统，其特征在于，翅片(4)的顶部为方槽形结构；方槽形结构镶嵌在芯片盒(6)的外部并通过线筒(9)和固定栓(12)为固定；固定栓(12)以及线筒(9)与芯片盒(6)的内壁接触处用耐高温绝热胶密封。

7.根据权利要求1所述的一种主动式井下仪表热管理系统，其特征在于，导热铜块(8)为扇形，头大尾小，其顶部为圆弧形，与半圆弧铜瓦(11)钎焊在一起；导热铜块(8)的底部为平面，与制冷片(7)的热端紧密接触，之间添加了导热硅脂。

8.根据权利要求1所述的一种主动式井下仪表热管理系统，其特征在于，芯片盒(6)上部压有一个扇形密封框(5)；扇形密封框(5)将芯片盒(6)和导热铜块(8)以及半圆弧铜瓦(11)隔开；扇形密封框(5)由耐高温绝热材料制成；其内圈的各个棱角处开有倒角；其四个侧面处设计为缩进结构，各个缩进结构处加涂耐高温的密封胶。

9.一种主动式井下仪表热管理方法，其特征在于，基于权利要求1至8中任一项所述的一种主动式井下仪表热管理系统，利用半导体制冷片在通电时的帕尔帖效应产生冷热分离，热端通过金属承压腔(1)的整个外表面对腔外流体对流散热，在井下产生持续低温冷腔环境，并将井下仪表的电子元器件置于该冷腔环境中进行温度保护。