[发明专利]一种井下工具冷却装置及方法

权利要求书

1.一种井下工具冷却装置，其特征在于，包括设置在井下工具中第一热交换器、设置于冷却源中的第二热交换器，以及用于在第一热交换器和第二热交换器之间进行循环冷却介质的冷却回路，所述冷却源包括容纳在绝缘冷却介质容器中的固体冷源体，所述冷却回路包括两根冷却介质导管，其中一根冷却介质导管的一端连接第一热交换器的进口、另一端连接第二热交换器的出口，另一根冷却介质导管的一端连接第一热交换器的出口、另一端连接第二热交换器的进口；位于绝缘冷却介质容器内的其中一根冷却介质导管中设有用于将冷却介质在第一热交换器和第二热交换器内进行循环的循环泵。

2.根据权利要求1所述的井下工具冷却装置，其特征在于：位于绝缘冷却介质容器内的另一根冷却介质导管上连接有冷却回路膨胀装置，其允许冷却介质3在由冷却物体的操作引起的温度升高期间膨胀到所述膨胀装置中。

3.根据权利要求1所述的井下工具冷却装置，其特征在于：所述位于绝缘冷却介质容器内还设有泵控制器，泵控制器与循环泵以及设置在固体冷源体和井下工具中的温度传感器连接，泵控制器用于接收井下工具和固体冷源体中的温度传感器的输入信号来产生控制循环泵的速度的控制信号。

4.根据权利要求1所述的井下工具冷却装置，其特征在于：还包括与绝缘冷却介质容器连接的制冷系统，制冷系统通过设置于冷却介质容器的顶部的对接装置连接冷却介质容器，制冷系统包括用作热耦合的冷却介质容器/制冷系统接口，冷却介质容器/制冷系统接口与冷却介质容器顶部接触，用于在冷却源和制冷系统之间传递热能。

5.根据权利要求1-4任一所述的井下工具冷却装置，其特征在于：所述绝缘冷却介质容器为杜瓦瓶。

6.根据权利要求1-4任一所述的井下工具冷却装置，其特征在于：所述固体冷源体由具有热容量和导热性的材料制成。

7.根据权利要求4所述的井下工具冷却装置，其特征在于：所述制冷系统为液氮循环系统，或斯特林冷却器，或使用单个或一系列连接的压缩和蒸发器循环的常规冷冻机。

8.根据权利要求6所述的井下工具冷却装置，其特征在于：所述固体冷源体为铜金属。

9.一种井下工具冷却方法，其特征在于，使用如权利要求4任一所述的井下工具冷却装置对井下工具进行冷却，具体步骤如下：

1)通过制冷系统冷却包含在绝缘冷却介质容器中的固体冷源体；

2)通过循环泵使冷却介质在第一热交换器和第二热交换器的冷却回路中循环；

3)通过第一热交换器将热能从井下工具传递到冷却介质；

4)通过第二热交换器将热能从冷却介质传递到固体冷源体，从而实现对井下工具的冷却。