[发明专利]一种液冷随钻测量系统

说明书

本发明公开了一种液冷随钻测量系统，包括通讯电缆、与通讯电缆相连的各电子器件、钻杆、探管和钻具，钻杆包括无磁杆段，电子器件设置在探管中并与之共同安装在无磁杆段内，探管的两管端封闭，无磁杆段两端的连接部位均做密封处理，使得探管和无磁杆段之间形成一密封腔，在该密封腔中填充有冷却液，各电子器件工作时产生的热量通过冷却液传导至密封腔的腔室壁，再传导至外部的泥浆与之接触散热。本发明在探管和钻杆之间的空隙中填充冷却液，电子器件所产生的热量通过冷却液可迅速传导至钻杆外壁和钻头边缘，并通过与泥浆接触实现散热，达到良好的散热效果，可以保护电子传感器等电子器件在长期使用后不受损坏，提高了随钻测量系统的使用寿命。

技术领域

本发明涉及一种随钻测量系统，尤其涉及一种液冷随钻测量系统。

背景技术

随钻测量是在钻井过程中，测量所钻穿地层的地质和岩石物理参数(电阻率、放射性、声波及核磁等)的技术。地质导向钻井技术是把钻井技术、测井技术及油藏工程技术融合为一体，形成的带有近钻头地质参数(伽马和电阻率)、近钻头钻井参数(井斜角)及其他辅助参数的测量短节，然后通过信号传至MWD，再传至地面控制系统的钻井技术。近年来，随钻测量技术不断进步，随钻定向测量及测井工具传感器更加接近钻头，可以更快、更准的获取数据，提高实时决策的准确性和能力。

现有的随钻测量系统包括通讯电缆、与通讯电缆相连的各种电子传感器、钻杆、探管和钻具，钻具连接在钻杆的下端上，钻具的前端是钻头，钻杆主要由从上至下依次连接的送水器钻杆、上无磁钻杆和下无磁钻杆组成，探管安装在无磁钻杆中并靠近钻头，电子传感器设置在探管内，以避免由于传感器更加接近钻头而在测量过程中受到损坏。

但是，随着测量技术的发展，测试参数更为精确，电子传感器的功率逐渐增大，其散热问题日渐凸显。由于探管和钻杆的侧壁形成两层结构，其间空气的导热效果较差，因而对传感器达不到良好的冷却效果，因为冷却不足，传感器在长时间使用后容易损坏，严重影响了随钻测量系统的使用寿命。

发明内容

本发明的目的在于提供一种结构简单、制造成本低、散热效果好、提高使用寿命的液冷随钻测量系统。

本发明的目的通过如下的技术方案来实现：一种液冷随钻测量系统，包括通讯电缆、与通讯电缆相连的各电子器件、钻杆、探管和钻具，所述钻杆包括无磁杆段，所述电子器件设置在所述探管中并与之共同安装在所述无磁杆段内，其特征在于：所述探管的两管端封闭，所述无磁杆段两端的连接部位均做密封处理，使得所述探管和所述无磁杆段之间形成一密封腔，在该密封腔中填充有冷却液，各电子器件工作时产生的热量通过冷却液传导至密封腔的腔室壁，再传导至外部的泥浆与之接触散热。

本发明在探管和钻杆之间的空隙中填充冷却液，电子器件(包括电子传感器)所产生的热量通过冷却液可迅速传导至钻杆外壁和钻头边缘，并通过与泥浆接触实现散热，达到良好的散热效果，可以保护电子传感器等电子器件在长期使用后不受损坏，提高了随钻测量系统的使用寿命。

优选的，本发明所述密封腔主要由探管的管壁与无磁杆段的侧壁之间的空隙以及探管的两端与无磁杆段的两端之间的空隙组成。

为了进一步提高散热效果，作为本发明的一种改进，所述密封腔中的冷却液是外部冷却液，所述探管内填充有绝缘冷却液，其为内部冷却液，所述电子器件浸没于所述内部冷却液中，电子器件产生的热量通过内部冷却液传导至探管的管壁，再通过外部冷却液传导至密封腔的腔室壁，然后传导至外部的泥浆与之接触散热。

作为本发明的一种实施方式，所述外部冷却液是高沸点冷却液，所述高沸点冷却液充满整个密封腔。高沸点冷却液的沸点温度高于40度，具体可选用硅油或矿物油等。