[发明专利]一种基于蒸汽压缩循环的冷却井下工具的部件的装置

说明书

本发明公开了一种基于蒸汽压缩循环的冷却井下工具的部件的装置，包括设置在井下工具内的蒸发器、冷凝器、往复式压缩机、运动转换器、旋转电动机，本发明使要降低温度的部件与蒸发器热接触，冷却过程基于冷却液在往复式压缩机、冷凝器、膨胀阀、蒸发器中的循环，冷却液进入蒸发器后吸收要降低温度的部件的温度后蒸发进入冷凝器和往复式压缩机，往复式压缩机将蒸汽压缩后放热并送入冷凝器中的冷却液中，冷却液的温度通过冷凝器壳体外的泥浆进行热传递，循环上述过程，能够持续降低要降低温度的部件的温度。

技术领域

本发明涉及井下工具冷却技术领域，特别是一种基于蒸汽压缩循环的冷却井下工具的部件的装置。

背景技术

在石油和天然气地热工业中遇到越来越热的钻孔(井)。在德克萨斯州，北海，泰国和世界其他地区遇到过400F的油气井。地热孔为500至600F。大多数商业可用的电子设备通常限制在最大约250F。一些电子产品可使用温度已被推到高温，但多数是低温。在其他的许多组件中只需一个组件被评为250F，会使整个电子产品的评级达到 250F。许多电子设备在高温和高精度下会漂移。评级达到400F的电子元件由于高温的降级效应也会缩短寿命。解决这些温度困境的一种方法是冷却容纳电子设备的工具，从而冷却电子设备。电子设备(通常被称为有效负载)通常是许多电子元件的装配，通常安装在底盘上。有时，电子设备由电传感器或直接安装在底盘和/或外壳上的传感器组成。

用于在高温环境中冷却井内的方法可大致分为被动或主动系统。被动系统具有有限的操作时间。被动系统通常以冷却工具开始，并提供延迟(减慢)工具加热的方式和方法，以便在工具超过其温度极限之前有足够的时间使冷却完成其工作。隔热和杜瓦瓶等设备是实现这一目标的常用方法。共晶(相变)材料和散热器是另一种方法。但是，持续时间通常只有几个小时。对于一些在几小时内进出井的电缆工具来说这是可行，但这对于需要停留在井中数天等较长时间的电缆工具或钻孔工具来说并不好。

一些被动系统可以通过在起下钻井之前预冷散热器(通常在液氮中)来延长时间。另一种方法是在井下输送冷却剂或化学品以冷却设备，但无法在井下再次使这些材料，使用时间仍然有限。通过在井下运输更多材料可以延长时间，但在大量需求时是不切实际的。

主动系统使用工具将热量从工具中泵出并进入周围环境。这需要井下动力。该动力通常来自钻井液(泥浆)连续地进出井，通过电缆传导的电能和/或诸如电池的存储电力。

在连续几天的下井(即在钻井过程中)中需要主动系统。有许多主动系统，如蒸汽压缩制冷，布雷顿，吸收，厚度，热声，热电，磁热，电热等。Gloria Bennett(洛斯阿拉莫斯国家实验室)于1988 年在她的论文中发表井下仪器的主动冷却系统的优缺点：初步分析和系统选择。蒸汽压缩制冷循环具有许多优点。它是一个普遍应用的系统。它自1800年早期开始使用，可用于冰箱，家庭，建筑物，工业厂房，汽车等。它是非常好理解，简单，耐用的系统。可以选择冷却剂以适应几乎任何温度范围。

因此，本领域一种基于蒸汽压缩循环的冷却井下工具的部件的装置。

发明内容

本发明的目的是要解决现有技术中存在的不足，提供一种基于蒸汽压缩循环的冷却井下工具的部件的装置。

为达到上述目的，本发明是按照以下技术方案实施的：