[发明专利]一种冷却井下工具部件的装置

说明书

本发明公开了一种冷却井下工具部件的装置，所述冷却井下工具部件的装置包括具有储存饱和蒸气压的液体制冷剂的储存室，储存室设有允许液体制冷剂从储存室排出并蒸发的蒸汽出口，蒸汽出口与井下工具部件连通；还包括用于对储存室中的液体制冷剂施加压力以将储存室中的液体制冷剂维持在制冷剂的饱和蒸汽压力或高于液体制冷剂的饱和蒸汽压力的压力施加装置。与现有技术相比，本发明结构简单，使用方便，对井下工具的待冷却部件的冷却效果好，便于推广使用。

技术领域

本发明涉及井下工具冷却降温技术领域，特别是一种冷却井下工具部件的装置。

背景技术

使用钻井和评估装置和工具钻探用于生产碳氢化合物(石油和天然气)的井筒。钻井后使用电缆测井仪来记录这些井。目前的钻井和测井工具包括各种复杂的传感器，电子电路和液压元件，以执行复杂的钻井作业，并在井下获得各种测量，以确定地层的各种参数，并评估和监测钻井和电缆操作。深井中存在严重的井下环境条件，例如高达300℃的温度和高于10,000psi的压力。一些井钻到10000米。这种井下条件对用于钻井的材料和电子设备提出了很高的要求，进行了随钻测量(MWD)和电缆测量。基于珀耳帖效应的热电冷却器和其他类型的装置(例如烧瓶)已被用于将某些组件的温度保持在低于200℃的环境温度约50℃。然而，在井下作业期间，流体蒸发通常不具有外部冷却。

发明内容

本发明的目的是要解决现有技术总存在的不足，提供一种冷却井下工具部件的装置。

为达到上述目的，本发明是按照以下技术方案实施的：

一种冷却井下工具部件的装置，所述冷却井下工具部件的装置包括具有储存饱和蒸气压的液体制冷剂的储存室，储存室设有允许液体制冷剂从储存室排出并蒸发的蒸汽出口，蒸汽出口与井下工具部件连通；还包括用于对储存室中的液体制冷剂施加压力以将储存室中的液体制冷剂维持在制冷剂的饱和蒸汽压力或高于液体制冷剂的饱和蒸汽压力的压力施加装置。

进一步，所述冷却井下工具部件的装置还包括设置在储存室的蒸汽出口设有第一流量控制阀以及与第一流量控制阀连接的控制器。

进一步，所述压力施加装置包括设置于储存室内的第二腔室、将储存室和第二腔室分隔开的活塞，以及设置在第二腔室内的弹簧，活塞与储存室内壁滑动配合，弹簧一端与第二腔室一端的内壁固定连接、另一端与活塞固定连接。

进一步，所述压力施加装置包括设置于储存室内的填充有次级流体的第二腔室，以及将储存室和第二腔室分隔开的活塞，活塞与储存室内壁滑动配合以使储存室内的液体制冷剂和第二腔室中的次级流体之间处于压力连通状态。

进一步，所述压力施加装置包括包覆在储存室外且填充有次级流体的第二腔室，储存室由可收缩容器制成。

进一步，所述压力施加装置包括与储存室一端连通的填充有制冷剂的第二腔室、设置于储存室中的第一活塞和设置于第二腔室中的第二活塞，第二活塞的直径大于第一活塞的直径。

进一步，所述冷却井下工具部件的装置还包括用于容纳井下工具部件的存储装置，存储装置的入口与储存室的蒸汽出口连通，存储装置的出口连接制冷剂蒸汽吸附装置，制冷剂蒸汽吸附装置设有排出液体制冷剂的制冷剂出口，制冷剂出口通过管道与储存室中的制冷剂连通，管道与储存室连接处设有与控制器连接的第二流量控制阀。

进一步，所述液体制冷剂为水，次级流体为丙醇。

与现有技术相比，本发明通过将具有饱和蒸汽压力的液体制冷剂从储存室蒸发排出到井下工具的待冷却部件，以对井下工具的待冷却部件产生冷却效果，而且通过压力施加装置将储存室中的液体制冷剂始终维持在制冷剂的饱和蒸汽压力或高于液体制冷剂的饱和蒸汽压力；另外还可以通过制冷剂蒸汽吸附装置将蒸发或的制冷剂收集然后回流到储存室中从而能够持续对井下工具的待冷却部件进行冷却降温。本发明结构简单，使用方便，对井下工具的待冷却部件的冷却效果好，便于推广使用。

附图说明