[发明专利]井下高效电制冷装置

说明书

本申请公开了一种井下高效电制冷装置，包括散热体(7)和保温舱体(6)，其中，保温舱体(6)位于散热体(7)内部，其中容纳导热部分(1)、电制冷模块(2)、井下电路(3)、纳米绝热部分(4)，其中，所述导热部分(1)由涂覆于保温舱体(6)底部的导热材料构成，其中，所述电制冷模块(2)被置于导热硅脂1之上，所述电制冷模块(2)的散热面与所述导热部分(1)接触，用于把热量通过所述导热部分(1)传导给所述散热体(7)，所述电制冷模块(2)的冷凝面与所述井下电路(3)的下表面接触，用于对所述井下电路(3)降温，其中，所述纳米绝热部分(4)覆盖所述井下电路(3)的上表面和侧表面。

技术领域

本发明涉及石油工程装备领域，特别是涉及一种井下高效电制冷装置。

背景技术

随着油气田开发逐渐向超深井、非常规油藏发展，井下环境温度越来越高，尤其在超深井中，井下温度可达175℃以上。另外在重油开采高温驱油方式的应用中，井下温度将更高，于是对井下工具的耐温性提出了更高的要求。

随着石油工程装备技术的不断发展，井下测量和控制工具得到越来越多的应用。在这些井下工具中，不可避免的需要使用各种电路系统和集成电路(IC)芯片以实现井下参数数据的采集、处理、存储和与地面通讯等功能，这也是石油工程装备技术向模块化、智能化和精细化发展的关键环节之一。因此，如何实现电路系统和集成电路(IC)芯片在井下高温环境中的长期稳定使用是需要解决的关键问题。

集成电路(IC)芯片按其性能和可靠性一般分为商用级、工业级和军品级三个等级，其长期稳定工作的环境温度标称值分别为55℃、85℃和125℃，而随着科技的不断进步，进年来也出现了耐温150℃甚至175℃的集成电路(IC)芯片，但在一些石油工程装备工具中，其一些电路功能还是无法实现在高温环境下长期工作，另外耐高温的电子元器件的购买受国外限制及高成本的约束。

在其他工业应用领域，对发热量较大的器件进行端面散热，散热方式主要包括对流散热和制冷，其中半导体制冷应用广泛，并有相关的散热结构专利。但其主要针对环境温度为室温的应用领域，且其结构和体积难以应用在井下工具中。

综上所述，目前在深井、高温井、热采井等井下温度较高的应用场合中，各种石油工程装备工具电路系统还不能完全在高温环境下长期稳定的工作，必须通过保温和制冷结构加以实现。

发明内容

本发明的主要目的在于解决现有技术中存在的问题，提供一种井下高效电制冷装置。

根据本发明的实施例，提供了一种井下高效电制冷装置，包括散热体(7)和保温舱体(6)，其中，保温舱体(6)位于散热体(7)内部，其中容纳导热部分(1)、电制冷模块(2)、井下电路(3)、纳米绝热部分(4)，其中，所述导热部分(1)由涂覆于保温舱体(6)底部的导热材料构成，其中，所述电制冷模块(2)被置于导热硅脂1之上，所述电制冷模块(2)的散热面与所述导热部分(1)接触，用于把热量通过所述导热部分(1)传导给所述散热体(7)，所述电制冷模块(2)的冷凝面与所述井下电路(3)的下表面接触，用于对所述井下电路(3)降温，其中，所述纳米绝热部分(4)覆盖所述井下电路(3)的上表面和侧表面。

本发明的有益效果在于：

1、采用该制冷方法，在保温的同时能够实时有效控制舱体的温度，适用于井下电路长期有效的工作；

2、整体结构采用标准钻铤的结构，适应现场井下工程应用；

3、与现有工具的连接简便，通用性强；

4、仅需与井下电路共用一组井下电源即可实现制冷及温度控制，并能实现实时与地面的通讯；

5、制冷系统和井下电路处于一个舱体，提高了制冷效果；

6、该装置同时也解决了井下电路的减震问题。

附图说明