CN101133232B - 井底操作中的加热和冷却电气元件 - Google Patents
井底操作中的加热和冷却电气元件 Download PDFInfo
- Publication number
- CN101133232B CN101133232B CN2005800415475A CN200580041547A CN101133232B CN 101133232 B CN101133232 B CN 101133232B CN 2005800415475 A CN2005800415475 A CN 2005800415475A CN 200580041547 A CN200580041547 A CN 200580041547A CN 101133232 B CN101133232 B CN 101133232B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- temperature
- power supply
- energy storing
- storing device
- electrical equipment
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
- 238000001816 cooling Methods 0.000 title claims description 33
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 title claims description 28
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 23
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 claims description 7
- 230000005611 electricity Effects 0.000 claims description 3
- 239000000523 sample Substances 0.000 claims description 3
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 claims 3
- 239000002002 slurry Substances 0.000 claims 2
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 claims 1
- 238000004146 energy storage Methods 0.000 abstract description 6
- 230000004888 barrier function Effects 0.000 abstract description 3
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 41
- 238000005553 drilling Methods 0.000 description 27
- 239000012782 phase change material Substances 0.000 description 24
- 239000000463 material Substances 0.000 description 17
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 13
- 230000008569 process Effects 0.000 description 13
- 230000002706 hydrostatic effect Effects 0.000 description 11
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 9
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 8
- 238000011049 filling Methods 0.000 description 7
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 7
- 230000008859 change Effects 0.000 description 6
- 239000011261 inert gas Substances 0.000 description 6
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 6
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 6
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 5
- 230000006870 function Effects 0.000 description 5
- NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-N Phosphoric acid Chemical compound OP(O)(O)=O NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000007600 charging Methods 0.000 description 4
- 238000005755 formation reaction Methods 0.000 description 4
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 4
- WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N Lithium Chemical compound [Li] WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000004411 aluminium Substances 0.000 description 3
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 3
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 description 3
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 3
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 3
- 230000009191 jumping Effects 0.000 description 3
- 229910052744 lithium Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000003921 oil Substances 0.000 description 3
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 3
- BVKZGUZCCUSVTD-UHFFFAOYSA-L Carbonate Chemical compound [O-]C([O-])=O BVKZGUZCCUSVTD-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M Ilexoside XXIX Chemical compound C[C@@H]1CC[C@@]2(CC[C@@]3(C(=CC[C@H]4[C@]3(CC[C@@H]5[C@@]4(CC[C@@H](C5(C)C)OS(=O)(=O)[O-])C)C)[C@@H]2[C@]1(C)O)C)C(=O)O[C@H]6[C@@H]([C@H]([C@@H]([C@H](O6)CO)O)O)O.[Na+] DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M 0.000 description 2
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910000147 aluminium phosphate Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000006399 behavior Effects 0.000 description 2
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 description 2
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 2
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 2
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 2
- 239000012212 insulator Substances 0.000 description 2
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 2
- 229910052594 sapphire Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010980 sapphire Substances 0.000 description 2
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 2
- 239000011734 sodium Substances 0.000 description 2
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 2
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 2
- OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N Calcium Chemical compound [Ca] OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004215 Carbon black (E152) Substances 0.000 description 1
- HBBGRARXTFLTSG-UHFFFAOYSA-N Lithium ion Chemical compound [Li+] HBBGRARXTFLTSG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910021586 Nickel(II) chloride Inorganic materials 0.000 description 1
- NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N Sulfur Chemical compound [S] NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000005864 Sulphur Substances 0.000 description 1
- JFBZPFYRPYOZCQ-UHFFFAOYSA-N [Li].[Al] Chemical compound [Li].[Al] JFBZPFYRPYOZCQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000004913 activation Effects 0.000 description 1
- 230000003044 adaptive effect Effects 0.000 description 1
- 229910052791 calcium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011575 calcium Substances 0.000 description 1
- BCFSVSISUGYRMF-UHFFFAOYSA-N calcium;dioxido(dioxo)chromium;dihydrate Chemical compound O.O.[Ca+2].[O-][Cr]([O-])(=O)=O BCFSVSISUGYRMF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000013500 data storage Methods 0.000 description 1
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 1
- 238000003487 electrochemical reaction Methods 0.000 description 1
- 239000000839 emulsion Substances 0.000 description 1
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 1
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 1
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 1
- 239000006260 foam Substances 0.000 description 1
- 239000012634 fragment Substances 0.000 description 1
- 230000004927 fusion Effects 0.000 description 1
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 1
- 230000017525 heat dissipation Effects 0.000 description 1
- 229930195733 hydrocarbon Natural products 0.000 description 1
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 description 1
- 230000002209 hydrophobic effect Effects 0.000 description 1
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000002372 labelling Methods 0.000 description 1
- 229910001416 lithium ion Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 1
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 1
- 239000012528 membrane Substances 0.000 description 1
- 229910001510 metal chloride Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 1
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 description 1
- 210000005036 nerve Anatomy 0.000 description 1
- QMMRZOWCJAIUJA-UHFFFAOYSA-L nickel dichloride Chemical compound Cl[Ni]Cl QMMRZOWCJAIUJA-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 239000003129 oil well Substances 0.000 description 1
- 238000012856 packing Methods 0.000 description 1
- 230000000149 penetrating effect Effects 0.000 description 1
- 239000004033 plastic Substances 0.000 description 1
- 229920003023 plastic Polymers 0.000 description 1
- 239000002243 precursor Substances 0.000 description 1
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 1
- 230000000630 rising effect Effects 0.000 description 1
- 239000011435 rock Substances 0.000 description 1
- 229910010271 silicon carbide Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052708 sodium Inorganic materials 0.000 description 1
- FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M sodium chloride Inorganic materials [Na+].[Cl-] FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 230000002269 spontaneous effect Effects 0.000 description 1
- 230000003068 static effect Effects 0.000 description 1
- 230000009897 systematic effect Effects 0.000 description 1
- 230000009466 transformation Effects 0.000 description 1
- 210000001364 upper extremity Anatomy 0.000 description 1
- 239000011800 void material Substances 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
- E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
- E21B47/00—Survey of boreholes or wells
- E21B47/01—Devices for supporting measuring instruments on drill bits, pipes, rods or wirelines; Protecting measuring instruments in boreholes against heat, shock, pressure or the like
- E21B47/017—Protecting measuring instruments
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
- E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
- E21B36/00—Heating, cooling or insulating arrangements for boreholes or wells, e.g. for use in permafrost zones
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
- E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
- E21B47/00—Survey of boreholes or wells
- E21B47/01—Devices for supporting measuring instruments on drill bits, pipes, rods or wirelines; Protecting measuring instruments in boreholes against heat, shock, pressure or the like
- E21B47/017—Protecting measuring instruments
- E21B47/0175—Cooling arrangements
Landscapes
- Geology (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mining & Mineral Resources (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Fluid Mechanics (AREA)
- Geochemistry & Mineralogy (AREA)
- General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Geophysics (AREA)
- Secondary Cells (AREA)
- Cooling Or The Like Of Electrical Apparatus (AREA)
- Earth Drilling (AREA)
- Portable Nailing Machines And Staplers (AREA)
- Processing Of Terminals (AREA)
Abstract
在一些实施方式中，一种设备包括用于井底操作的工具。该工具包括发电的井底电源(202)。该工具还包括基于该电力降低温度的冷却器模块(104)。所述工具可包括能量存储装置(203)、热障(106)、遥测装置(212)和传感器(214A-214N)。
Description
相关申请的交叉引用
本申请依照35U.S.C§119(e)，要求2004年12月3日提交的美国临时申请No.60/633,181的优先权，该申请通过引用结合于此。
相关申请
本申请相关于律师备案号为1880.069US1、2005年12月2日提交的序列号为：______、题为“RECHARGEABLE ENERGY STORAGE DEVICE IN ADOWNHOLE OPERATION(井底操作中的可充电能量存储器件)”的申请；以及律师备案号为1880.067US1、2005年12月2日提交的序列号为：______、题为“SWITCHABLE POWER ALLOCATION IN A DOWNHOLE OPERATION(井底操作中的可切换功率配给)”的申请。
技术领域
本申请一般涉及石油开采操作，尤其涉及在这些操作的井底工具中使用电子器件的配置。
背景技术
在钻井操作过程中，随钻测量(MWD)和随钻测井(LWD)系统以及绳索系统提供井筒方向测量、岩石物理测井和钻井信息以定位和提取地表以下的碳氢化合物。在这些操作中使用的不同工具结合各种的电气元件。这些工具的示例包括用于测量不同井底参数的传感器、数据存储装置、流控制装置、用于数据通信的发射器/接收器等。井底温度可在低温和高温之间变化，这对电气元件的工作产生不利影响。
发明内容
在一些实施方式中，一种设备包括用于井底操作的工具。该工具包括用以发电的井底电源。该工具还包括基于该电力降低温度的冷却器模块。
附图说明
本发明的各实施方式可通过参照以下描述和示出这些实施方式的附图得到最好地理解。本文包括的附图的标号方案是附图中给定的参考标号的首数字与该附图的编号关联。例如，工具100位于图1中。然而，参考标号对于不同附图中相同的那些元件相同。在附图中：
图1示出根据本发明的一些实施方式的包括可在高温操作的电气元件的配置的井底操作工具。
图2示出根据本发明的一些实施方式的包括可在高温操作的电气元件的配置的井底操作工具的更详细示图。
图3A-3B示出根据本发明的一些实施方式的作为能量存储装置的机械弹簧配置。
图4A-4B示出根据本发明的一些实施方式的作为能量存储装置的静液压腔配置。
图5A-5B示出根据本发明的一些实施方式的作为能量存储装置的高位块配置。
图6A-6B示出根据本发明的一些实施方式的作为能量存储装置的差压驱动配置。
图7A-7B示出根据本发明的一些实施方式的作为能量存储装置的压缩气体驱动装置。
图8示出根据本发明的一些实施方式的包括用于控制加热和冷却之间能流的配置的井底操作工具的更详细示图。
图9示出根据本发明的一些实施方式的作为时间的函数的两种相变材料的温度的曲线图。
图10示出根据本发明的一些实施方式的包括用于控制加热和冷却之间能流的配置的井底操作工具中的能流和热量流。
图11示出根据本发明的一些实施方式的用于控制加热和冷却之间能流的流程图。
图12示出根据本发明的一些实施方式的包括可充电能量存储装置的井底操作工具中的能流。
图13示出根据本发明的一些实施方式的包括可充电能量存储装置的井底操作工具中的热流。热量从涡轮发电机806和冷却器804流向泥流808。
图14A示出根据本发明的一些实施方式的包括可充电能量存储装置以井底供电的井底操作工具的更详细示图。
图14B示出根据本发明的其它实施方式的包括可充电能量存储装置以井底供电的井底操作工具的更详细示图。
图15A示出根据本发明的一些实施方式的电缆测井操作过程中包括井底加热和/或冷却的钻井。
图15B示出根据本发明的一些实施方式的MWD操作过程中包括井底加热和/或冷却的钻井。
具体实施方式
以下描述用于井底加热和冷却的方法、设备和系统。在以下描述中，列出许多具体细节。然而，应该理解，本发明的各实施方式可在没有这些具体细节的情况下实施。在其它情况中，众所周知的电路、结构和技术未详细示出以防止混淆本描述的理解。
一些实施方式包括具有与热耗散冷却系统结合可在高温操作的电气元件的配置。一些实施方式包括容纳在可由热耗散冷却系统冷却的绝热容器中的不同商业现货(COTS)电子器件(诸如高密度存储器和微处理器)。冷却系统可包括用于增强热能转移的散热片、热交换器和其它元件。此外，该配置可包括能将热量耗散到周围环境的元件。例如，工具压力外壳、钻柱等可接合于散热片、热交换器等以耗散热量。在一些实施方式中，某些电气元件可在高温操作。例如，作为电源(例如流驱动发电机)、传感器、遥测元件等的一部分的电气元件可在高温操作。一些实施方式允许使用可在低温操作的井底COTS微处理器和存储器。因此，可使用高温电气元件获得的处理速度可更快且存储密度可更高。
一些实施方式包括可切换运行以向井底加热器和冷却器两者供电的发电机。例如，如果温度较低，则部分或全部功率可切换到用来升高能量存储装置的温度的加热器。相反，如果温度较高，则部分或全部功率可切换到用来降低电子器件温度的冷却器。
一些实施方式包括可与另一电源(诸如由井底泥流驱动的涡轮发电机)结合使用的可充电能量存储装置。该可充电能量存储装置可在高温操作。可在高温操作的可充电能量存储装置超过了标准能量存储装置(诸如标准锂电池)的工作温度限制。此外，对井底能量存储装置充电可允许比不可充电能量存储装置所需的更小的存储装置有效负载。
虽然参考从电气元件排除热量描述，但是这些实施方式可用于从任何类型的元件排除热量。例如，该元件可以是机械、机电的等。在以下描述中，高温和低温的定义对各种元件进行定义。该温度的定义相关于该元件并且可与其它元件的温度无关或有关。例如，元件A的高温可与元件B的高温不同。
各实施方式的描述可分成四个部分。第一部分描述井底操作的工具。第二部分描述用于在井底工具中加热或冷却的可切换操作井底电源的不同配置。第三部分描述使用可充电井底能量存储装置的不同配置。第四部分描述示例操作环境。第五部分提供一些一般注释。
加热和/或冷却的井底工具
图1示出根据本发明的一些实施方式的包括可在高温操作的电气元件的配置的井底操作工具。特别地，图1示出可代表作为MWD系统一部分的井底工具、作为电缆系统一部分的工具主体、临时钻井测试工具等的工具100。以下更详细地描述这些系统的示例(参看图10A-10B的描述)。工具100包括高温电源102、冷却器模块104、热障106和高温传感器部分108。
在一些实施方式中，冷却器模块104包括一个或多个热交换器或用于热能转移的其它元件。该热交换器可以是并行流热交换器，其中两种流体在同一端进入交换器并彼此平行地通过交换器。该热交换器可以是反向流热交换器，其中两种流体在相反两端进入热交换器。热交换器也可以是相交流热交换器、平板热交换器等。热交换器可由多层不同材料构成，例如具有铝翼或铝板的铜流管。在一些实施方式中，冷却器模块包括能从该工具的一个区域(诸如由热敏电子器件占据的区域)排除热量并将该热量转移到不那么温度敏感的一些其它区域的热声冷却器。
热障106可以是绝热容器。热障106可容纳不同的电子器件或电气元件。例如，热障106可容纳可在低温操作的电子器件或电气元件。在一些实施方式中，这种电子器件或电气元件是COTS电子器件。高温传感器部分108包括一个至多个不同传感器，包括可在高温操作的的电气元件。或者，能在高温操作的一些电子元件可容纳在热障106中并且可在低温操作。
图2示出根据本发明的一些实施方式的包括可在高温操作的电气元件的配置的井底操作工具的更详细示图。特别地，图2示出工具100的更详细框图。工具100包括高温电源202、高温功率调节电子器件204、能量存储装置203、冷却器模块104、低温电子器件206、热障106、高温遥测装置212和传感器214A-214N。在一些实施方式中，图2所示工具100的所有元件并没有全部结合其中。例如，工具100可不包括能量存储装置203。在另一示例中，工具100可不包括高温遥测装置212。
高温电源202接合于高温功率调节电子器件204。高温电源202可向工具100中的不同电力负载供电。例如，不同电力负载可包括低温电子器件206、冷却器模块104、传感器214A-214N、高温遥测装置212、能量存储装置203等。高温电源202可以有不同类型。高温电源202可产生包括交流(AC)或直流(DC)的任何电力波形。例如，高温电源202可以是从钻井中的泥流发电的流驱动发电机、基于振动的发电机等。高温电源202可以有轴向、径向或混合流类型。在一些实施方式中，高温电源108可由被钻井流驱动的正位移马达驱动，诸如莫洛(Moineau)型马达。
高温功率调节电子器件204可接收并调节来自高温电源202的电力。高温电源202可定位在靠近钻柱的钻头的传感器214A-214N附近。高温电源202可进一步向上定位在作为遥测系统一部分的中继器(repeater)附近。
高温电源202和高温功率调节电子器件204可包括可在高温操作的电气元件。电气元件可由诸如蓝宝石上硅(SOS)的绝缘体上硅(SOI)构成。在一些实施方式中，高温电源102和高温功率调节电子器件204中的电气元件可操作的高温包括150摄氏度(℃)以上、175℃以上、200℃以上、220℃以上、175-250℃范围内、175-250℃范围内等的温度。
热障106阻挡热量从外部环境向装在热障106中的电子器件或电气元件传递。在一些实施方式中，热障106可包括绝热真空瓶、填充绝热固体的真空瓶、材料填充腔、气体填充腔、流体填充腔或任何其它适当屏障。在一些实施方式中，在热障106与工具100的外壁之间可存在间隙。该间隙可抽成真空，从而阻挡热量从工具100的外部向热障106内的电气元件传递。在一些实施方式中，热障106可容纳低温电子器件206、冷却器模块104的至少一部分和传感器214A-214N的至少一部分。这些电气元件可操作的低温包括150℃以下、175℃以下、200℃以下、220℃以下、125℃以下、100℃以下、80℃以下、0-80℃范围内、-20-100℃范围内等的温度。
在一些实施方式中，传感器214A-214N由高温电子器件组成并且不装在热障106中。因此，传感器214A-214N可耐受与过高温度的环境进行直接接触。在一些实施方式中，传感器214A-214N的至少一部分具有不能在过高环境温度中操作的元件。在这种配置中，这些传感器214A-214N的热敏元件可部分地或全部地容纳在热障106中。或者/此外，传感器214A-214N的这些热敏元件可接合于冷却器模块104。因此，这些热敏元件可保持在其工作温度或该温度之下。传感器214A-214N可代表用于感测、控制、数据存储、遥测等的任何类型的电子器件或装置。
传感器214A-214N可以有测量包括温度和压力、地下地层的各种特性(诸如电阻率、孔隙度等)、井眼特性(例如大小、形状等)等的不同井底参数和状况的不同类型。传感器214A-214N也可包括用于确定井眼方向的方向传感器。传感器214A-214N可包括电磁传播传感器、核传感器、声学传感器、压力传感器、温度传感器等。
传感器214高温部分内的电气元件可由绝缘体上硅(SOI)、蓝宝石上硅(SOS)、碳化硅等组成。在一些实施方式中，传感器214的高温部分的电气元件可操作的高温包括150摄氏度(℃)以上、175℃以上、200℃以上、220℃以上、175-250℃范围内、175-250℃范围内等的温度。在一些实施方式中，传感器低温部分的电气元件可操作的低温包括150℃以下、175℃以下、200℃以下、220℃以下、125℃以下、100℃以下、80℃以下、0-80℃范围内、-20-100℃范围内等的温度。在一些实施方式中，高温遥测装置212的电气元件可操作的高温包括150摄氏度(℃)以上、175℃以上、200℃以上、220℃以上、175-250℃范围内、175-250℃范围内等的温度。
可从高温电源202向冷却器模块104供电。或者/此外，可直接从井眼中的流体流向冷却器模块104供电。如果冷却器模块104由流体流驱动，则磁矩接合器可用于通过允许经由机械流体屏障的机械接合来避免使用动态密封。该安排提供冷却器的直接机械动力。或者，由流体流提供的机械功率可用于驱动液压泵或气压泵，之后液压泵或气压泵可用于驱动液压马达或气压马达或其它元件以提供冷却器的机械驱动。在一些实施方式中，冷却器模块104可包括热声冷却器。热声冷却器通常以基本上相同的速度运行，而流体流速可显著变化。因此，可变速离合器可用于向冷却器模块104提供恒定转速。可变速离合器可具有机械传动或可使用可变的流变流体，诸如磁流变流体。此外，转速可通过改变流体流中的发电机叶片上翼的角度而变化。在高流速下，可使用制动来限制叶片的转速。来自高温电源202的动力可以是电气的和/或机械的。例如，冷却器模块104可直接供以机械能量。换言之，流体流可导致机械运动，这向冷却器模块104提供动力。或者/此外，流体流可导致生成产生机械运动的电能的机械运动，这向冷却器模块104提供动力。
能量存储装置103可以是适于向井底工具供电的任何能量存储装置。能量存储装置的示例包括诸如伏打电池、锂电池、熔盐电池或热储备电池的主(即不可充电)电池，诸如熔盐电池、固态电池或锂离子电池的次级(即可充电)电池，诸如固体氧化物燃料电池、磷酸燃料电池、碱性燃料电池、质子交换薄膜燃料电池或熔融碳酸盐燃料电池的燃料电池，电容器，诸如内燃机的热力引擎，以及它们的组合。上述能量存储装置是本领域中公知的。适当的电池在美国专利No.6,672,382(描述伏打电池)、美国专利No.6,253,847和6,544,691(描述热电池和熔盐可充电电池)中公开，这些专利通过引用整体结合于此。井底使用的适当燃料电池在美国专利No.5,202,194和6,575,248中公开，这些专利通过引用整体结合于此。涉及井眼中使用电容器的其它公开可在美国专利No.6,098,020和6,426,917中找到，这些专利通过引用整体结合于此。涉及在井眼中使用内燃机的其它公开可在美国专利No.6,705,085中找到，该专利通过引用整体结合于此。
能量存储装置203可向工具100中的不同电力负载供电。例如，不同电力负载可包括低温电子器件102、冷却系统104、传感器114A-114N、高温遥测装置112等。能量存储装置203可具有相对较高的最低工作温度，该温度通常由能量存储装置的供应商和/或制造商确定和提供。作为示例，以下是高温能量存储装置的最低操作温度：钠/硫磺熔盐电池(通常为次级电池)在约290℃至约390℃工作；钠/金属氯化物(例如氯化镍)熔盐电池(通常为次级电池)在约220℃至450℃工作；锂铝/铁二硫化物熔盐电池在约500℃附近工作；钙/铬酸钙电池在约300℃附近工作；磷酸燃料电池在约150℃至250℃工作；熔融碳酸盐燃料电池在约650℃至约800℃工作；以及固体氧化物燃料电池在约800℃至1000℃工作。
在一些实施方式中，能量存储装置203可基于不同类型的机械弹簧配置。图3A-3B示出根据本发明的一些实施方式的作为能量存储装置的机械弹簧配置。具体地，图3A示出根据本发明的一些实施方式的包括存储功率的扭力弹簧302的能量存储装置300。扭力弹簧302通过驱动轴304接合于电源308。因此，扭力弹簧302可向电源308供电，用于向工具100中的元件提供动力。
图3B示出根据本发明的一些实施方式的包括压缩弹簧的能量存储装置。具体地，图3B示出在排气室(exhaust chamber)324中包括弹簧322的能量存储装置320。弹簧322用来存储功率。弹簧322通过液压流体326接合于电源328。因此，弹簧322可向电源328供电，用来向工具100中的元件提供动力。
在一些实施方式中，能量存储装置203可基于不同类型的静液压腔配置。图4A-4B示出根据本发明的一些实施方式的作为能量存储装置的静液压腔配置。图4A示出根据本发明的一些实施方式的包括静液压驱动机械系统的能量存储装置。具体地，图4A示出包括流体静压402的能量存储装置400。流体静压402定位在与传动活塞404(可以是非转动的)相邻。能量存储装置400也包括定位在与传动活塞404相邻(与流体静压402相反)的扭转轴406。能量存储装置400包括定位在与扭转轴406相邻(与传动活塞404相反)的加速器408。能量存储装置400包括定位在与加速器408相邻(与扭转轴406相反)的传动轴410。能量存储装置400包括定位在与传动轴410相邻(与加速器408相反)的电源412。能量存储装置400也包括定位在与电源412相邻(与传动轴410相反)的排气室414。
图4B示出根据本发明的一些实施方式的包括静压驱动液压系统的能量存储装置。具体地，图4B示出包括流体静压422的能量存储装置420。流体静压422定位在与活塞424(可以是浮动的)相邻。能量存储装置420也包括定位在与活塞424相邻(与流体静压422相反)的液压流体426。能量存储装置420包括定位在与液压流体426相邻(与活塞424相反)的电源428。能量存储装置420包括定位在与电源428相邻(与液压流体426相反)的排气室430。
在一些实施方式中，能量存储装置203可基于不同类型的高位质量块配置。图5A-5B示出根据本发明的一些实施方式的作为能量存储装置的高位质量块配置。图5A示出包括质量块驱动机械系统的能量存储装置。具体地，图5A示出包括质量块502的能量存储装置500。该质量块502定位成与扭转轴504相邻。能量存储装置500也包括定位在与扭转轴504相邻(与质量块502相反)的加速器506。能量存储装置500也包括定位在与加速器506相邻(与扭转轴504相反)的传动轴508。该能量存储装置也包括定位在与传动轴508相邻(与加速器506相反)的电源510。
图5B示出包括质量块驱动的液压系统的能量存储装置。具体地，图5B示出在排气室524中包括质量块522的能量存储装置520。排气室524定位在与液压流体526相邻。能量存储装置500也包括定位在与液压流体526相邻(与排气室524相反)的电源528。
在一些实施方式中，能量存储装置203也可基于不同类型的差压驱动配置。图6A-6B示出根据本发明的一些实施方式的作为能量存储装置的差压驱动配置。图6A示出包括差压驱动机械系统的能量存储装置。具体地，图6A示出包括环面压力孔602的能量存储装置600。该环面压力孔602定位在与传动活塞604(可以是非转动的)相邻。能量存储装置600也包括定位在与传动活塞604相邻(与环面压力孔602相反)的扭转轴606。能量存储装置600也包括定位在与扭转轴606相邻(与传动活塞604相反)的加速器608。能量存储装置600也包括定位在与加速器608相邻(与扭转轴606相反)的传动轴610。能量存储装置600也包括定位在与传动轴610相邻(与加速器608相反)的电源612。能量存储装置600包括定位在与电源612相邻(与传动轴610相反)的油压孔614。
图6B示出包括差压驱动液压系统的能量存储装置。具体地，图6B示出包括环面压力孔622的能量存储装置620。环面压力孔622定位在与活塞624(可以是浮动的)相邻。能量存储装置620也包括定位在与活塞624相邻(与环面压力孔622相反)的液压流体626。能量存储装置620也包括定位在与液压流体626相邻(与活塞624相反)的电源628。能量存储装置620也包括定位在与电源628相邻(与液压流体626相反)的油压孔630。
在一些实施方式中，能量存储装置203可基于不同类型的压缩气体驱动配置。图7A-7B示出根据本发明一些实施方式的作为能量存储装置的压缩气体驱动配置。图7A示出包括压缩气体驱动机械系统的能量存储装置。具体地，图7A示出包括惰性气体填充702的能量存储装置700。惰性气体填充702定位在与传动活塞704(可以是非转动的)相邻。能量存储装置700也包括定位在与传动活塞704相邻(与惰性气体填充702相反)的扭转轴706。能量存储装置700也可包括定位在与扭转轴706相邻(与传动活塞704相反)的加速器708。能量存储装置700也可包括定位在与加速器708相邻(与扭转轴706相反)的传动轴710。能量存储装置700也包括定位在与传动轴710相邻(与加速器708相反)的电源712。能量存储装置700包括定位在与电源712相邻(与传动轴710相反)的排气室714。
图7B示出包括压缩气体驱动液压系统的能量存储装置。具体地，图7B示出包括惰性气体填充722的能量存储装置720。惰性气体填充722定位在与活塞724(可以是浮动的)相邻。能量存储装置720可包括定位在与活塞724相邻(与惰性气体填充722相反)的液压流体726。能量存储装置720也包括定位在与液压流体726相邻(与活塞724相反)的电源728。能量存储装置720包括定位在与电源728相邻(与液压流体726相反)的排气室730。
因此，如上所述，一些实施方式提供了井底操作的低温电气元件(诸如装在热障106中的)与高温电气元件(诸如作为高温电源202、高温功率调节电子器件204、高温遥测装置212、传感器214等的一部分)的组合。
用于加热和冷却的可切换操作的井底电源
在一些实施方式中，控制器可用于控制工具100中的能流。图8示出根据本发明的一些实施方式的包括用于控制加热和冷却之间能流的配置的井底操作工具的更详细示图。具体地，图8示出工具100的多个部分的更详细框图。图8包括接合于控制器824的电源802。控制器824接合于传感器812。控制器也接合于加热器806和冷却器模块822。加热器806热接合于能量存储装置804。冷却器模块822热接合于电子器件820。热接合可通过传导、对流、辐射等。可任选热障816也可至少部分地围绕加热器806、传感器812和能量存储装置804。可任选热障818也可至少部分地围绕冷却器模块822、电子器件820和传感器812。加热器806可以是欧姆电阻加热器。电源802和冷却器模块822可以分别与图2所示的电源和冷却器模块类似。
可任选散热片835可热接合于加热器806。加热器806的散热片835允许在能量不被其它元件消耗时将热能提供给能量存储装置804。例如，热量可从地表附近的电源提供给地表附近的散热片835内的相变材料。散热片835可在通过井眼寒冷部分传送的过程中向能量存储装置804提供热量。此外，接合于加热器806的散热片835可增加加热器806保持关断的持续时间，从而提供使用电子器件820的额外时间。
可任选散热片836可以热接合于电子器件820。在一些实施方式中，散热片835和/或散热片836包括一种相变材料。在一些实施方式中，散热片835和/或散热片836包括一种以上的相变材料。这种散热片可用于基于相变材料的状态触发事件。在一些实施方式中，散热片835/836可以由两种相变材料构成。图9示出根据本发明的一些实施方式的作为时间的函数的散热片内两种相变材料的温度的曲线图。如图所示，曲线900包括相变材料A和相变材料B的作为时间函数的温度。材料A的熔(溶)解温度(902)低于材料B的熔解温度(904)。温度升高直到达到材料A的熔解温度(906)。在材料A熔解之后，温度继续升高(908)。温度升高直到达到材料B的熔解温度。该第二平稳段提供散热片中两种相变材料即将耗尽的警告。
例如，相变材料的即将耗尽可触发一个或多个事件。事件的一个示例是调低或关断高功耗装置以减小产生的热量。在另一示例中，相变材料的给定变化可向操作员触发离开钻井的信号。例如，相变材料的变化可表示井底的过热。事件的另一示例可以是对加热器/冷却器系统的反馈指示：需要施加或多或少的功率以增加或减少加热/冷却能力。事件的又一示例可以是辅助或备份加热/冷却供给(诸如发热/吸热化学反应)的激活。在一些实施方式中，相变材料的状态可用作系统性能、诊断评价等的预报器。可监控相变材料的温度以优化加热和/或冷却系统的性能。
虽然使用两种相变材料描述，但是可以使用更少或更多数量的材料。如果使用更多部分，在可获得使用散热片的更精确估计。在一些实施方式中，相变材料的多个部分不易混合。易混合性可通过使材料疏水/亲水、通过制成相变材料的乳液而得到控制。在一些实施方式中，如果相变材料混合在一起，则材料可被物理分开。例如，这些材料之一可封装在金属、塑料、玻璃、陶瓷等中。相变材料可被至于泡沫的空隙空间中。
参照图9，可使用两种相变材料，其中材料A与材料B之间的熔解温度之间存在较大的ΔT。在这种情形中，热接合于散热片的电气元件(例如能量存储装置804(如图8所示))可配置成在材料A的熔解温度和材料B的熔解温度之间的温度范围内工作。因此，存在保持电气元件足够冷以便运行的散热片(材料A)。也存在当周围温度过高、加热器的温度调节故障、由使用高功耗导致的内热产生过多热量等时防止电气元件过热的散热片(材料B)。散热片835/836的构成不局限于相变材料。例如，散热片835/836也可由诸如铜、铝等的不同金属组成。
回到图8，能量存储装置804中存储的能量可用于向电力负载810、加热器806、冷却器模块822、电子器件820等供电。电力负载810可表示不同的井底电力负载。参照图2，例如，电力负载810可以包括传感器214、高温遥测装置212等。电源802也可向电力负载810、电子器件820等供电。
此外，电源820是可切换操作的，以向加热器806和冷却器模块822两者供电。在一些实施方式中，在低温下，来自电源802的较大部分或全部功率可提供给加热器806。相反，在高温下，来自电源802的较大部分或全部功率可提供给冷却器模块822。
加热和冷却之间的电力分配可允许使用较小的发电机。特别地，对负载的简单求和的总电力可比电源802可提供的电力更大。这是可能的，因为在一些实施方式中，并不同时使用所有的负载。在一些实施方式中，电源802从井底的泥流得到电力。电力分配可允许较低流速率下的全部操作。
控制器824可以是直接的电缆连接、电感接合、反馈控制器、前馈控制器、预编程基于定时的控制器、神经网络控制器、自适应控制器等，它们允许电力在电源802与加热器806以及电源802与冷却器模块822之间流动。例如，在一些实施方式中，控制器824可以是改变脉冲宽度以调节所施加电压的占空比的脉冲宽度调制控制器。
控制器824被示为基于来自传感器812的输入控制功率分配。传感器812被示为监控能量存储装置804和电子器件820的温度。各实施方式并不限制于此。例如，控制器824可基于来自传感器812之一(没有必要两者)的输入来控制。或者/此外，控制器824可基于定位成测量井下周围环境的另一传感器(未示出)来控制。或者/此外，控制器824可基于散热片835和/或散热片836内的相变材料的温度来控制。在一些实施方式中，加热器806和冷却器模块822可调节从控制器824接收的动力量。例如，如果冷却器模块822不需要冷却动力，则冷却器模块822可包括其自身的控制器以调节接收多少动力。可任选温度调节装置可接合于加热器806和冷却器模块822。控制可基于来自温度调节装置的对能量存储装置804/电子器件820或对散热片835/836的温度基准。
在一些实施方式中，能量存储装置804可以是热障818。因此，能量存储装置804可以是可在低温操作的装置(诸如主锂电池)。在一些实施方式中，该供给可包括多个能量存储装置，其中一个或多个可定位在热障818外且一个或多个可装在热障818中。在一些实施方式中，散热片836可定位在冷却器模块822与电子器件820之间。在一个这样的配置中，可不使用散热片835。
图10示出根据本发明一些实施方式的包括用于控制加热和冷却之间能流的配置的井底操作工具中的能流和热流。能流和热流分别由实线和虚线示出。电源802表示为从井底泥流1004接收动力的涡轮1006。
控制器824接合成从涡轮1006接收电力。控制器824接合成可切换地向冷却器模块822和加热器806供电。控制器824也接合成可切换地向电子器件820和能量存储装置804供电。在一些实施方式中，可同时向电子器件820和能量存储装置804供电或向其中之一供电。
控制器824可配置成从多个源接收电力。例如，控制器824可从发电机和能量存储装置接收电力。来自发电机的电力可分派给控制器824并由其按变化的比例分派给能量存储装置804、冷却器模块822、电子器件820、加热器806、电子器件820(包括传感器)和控制器824的任一个或全部。在一些实施方式中，来自能量存储装置804的电力可分派给控制器824并由其按变化的比例分派给电子器件820(包括传感器)。来自能量存储装置804的电力有可能在较短的时段分派给冷却器模块822或加热器806。
对于热流，热量可在散热片836与冷却器模块822之间交换。热量也可以在散热片835与加热器806之间交换。热量也可以从电子器件820流向冷却器模块822以及流向能量存储装置804。热量也可以从冷却器模块822流向环境418以及流向加热器806。热量也可以从加热器806流向能量存储装置804。
热流和能流并不局限于图10所示。例如，对于热流，方向取决于相对温度。在一些实施方式中，热量可在电子器件820与散热片836之间、散热片836与冷却器模块822之间、以及冷却器模块822与环境418之间流动。热量也可以在加热器806与能量存储装置804之间流动。
现在描述图8所示的配置的操作。具体地，图11示出根据本发明的一些实施方式的用于控制加热和冷却之间的能流的流程图。该流程图在框1102开始。
在框1102，井底温度(或者井底温度的变化速率)得以确定。参看图8，控制器824可进行该确定。控制器824可基于来自多个井底传感器之一的数据进行确定。例如，控制器824可确定工具外部环境或内部环境的温度。控制器824可确定能量存储装置804和/或电子器件820的温度。控制器824也可以确定多个散热片之一(例如散热片835或散热片836)内的一个或多个相变材料的温度。流程进行到框1104。
在框1104，来自电源的电力在作为用于基于井底温度进行井底操作的工具的一部分的加热器与冷却器之间分配。参照图8，控制器824进行该分配。控制器824基于井底温度分配不同比例、全部或不分配等。例如，如果井底温度低于最小值，则控制器824可向加热器806分配全部电力。如果井底温度在最小值之上且在阈值之下，则控制器824可向加热器806分配更大比例的电力。如果井底温度在阈值之上，则控制器824可向冷却器模块822分配全部的电力。在一些实施方式中，如果井底温度被定义为较低，则控制器824可向加热器806分配占优势的电力。如果井底温度被定义为较高，则控制器824可向冷却器模框822分配占优势的电力。例如，低温被定义成低于100℃的温度；高温被定义成100℃或以上的温度。因此，控制器824可使用多种不同技术在加热器和冷却器之间分配电力。虽然描述成在加热器与冷却器模框之间分配，但是各实施方式不局限于此。例如，控制器824可向该工具的其它元件分配电力。特别地，控制器824可在加热器、冷却器模块822、电子器件820、散热片836、散热片835等之间分配电力。
井底可充电能量存储装置
在一些实施方式中，可充电能量存储装置可用于在井底向电气元件提供动力。例如，参照图2和8，能量存储装置203/804是可充电的。可充电能量存储装置可由井底电源充电。例如，涡轮发电机可用于对可充电能量存储装置充电。在一些实施方式中，可充电能量存储装置可在地面进行充电。换言之，可充电能量存储装置可在置于井中之前进行充电。在一些实施方式中，可充电能量存储装置可以是不同类型的电池(诸如熔盐电池)。可充电能量存储装置可在高温操作。可充电能量存储装置可操作的高温包括60℃以上、120℃以上、175℃以上、220℃以上、600℃以上、175-250℃范围内、220-600℃范围内等的温度。在这些温度以下，可充电能量存储装置可提供电功率，但是由于内部电阻增加、电容减小、循环寿命减小、或其它温度相关行为而被定义为“不可操作”。在一些实施方式中，可充电能量存储装置可在低温操作。可充电能量存储装置可操作的低温包括100℃以下、150℃以下、175℃以下、200℃以下、220℃以下、125℃以下、100℃以下、80℃以下、0-80℃范围内、-20-100℃范围内等的温度。在更高温度，这些可充电能量存储装置可提供电功率，但是由于自放电增大、循环寿命减小、电流输出减小、安全性降低、或一些其它温度相关行为而定义为“不可操作”。
能量存储装置和可充电能量存储装置可将能量存储在电化学反应中，诸如电池、电容器和燃料电池。能量存储装置和可充电能量存储装置可将能量存储为机械势能，诸如弹簧和液压组件，或者将能量存储为机械动能，诸如调速轮和摆动组件。
井底电气元件可由电源(诸如由井底泥流驱动的涡轮发电机)、由工具钻柱振动驱动的基于振动的发电机、由流体引发振动驱动的基于振动的发电机、由原子衰减供电的核电源、基于液压蓄能器的电源、基于气体蓄电池的电源、基于调速轮的电源、基于静液压转储室的电源、以及一个或多个可充电能量存储装置的组合驱动。这种配置的一个示例在图2中示出。例如，电气元件可在存在足够流体流时由发电机直接供电。未被电气元件消耗的功率可用于对一个或多个可充电能量存储装置充电。在没有流的情况下，全部或部分电气元件可由一个或多个可充电能量存储装置供电。例如，当钻架被改变(没有流体流)时，冷却系统和/或加热器可被关闭且用于所选传感器和/或电子器件的功率可由可充电能量存储装置提供。
一些实施方式使用控制器(与图8中所示的近似)来控制发电机、可充电能量存储装置和能量存储装置之间的电力分配。因此，控制器用作将能量从发电机、可充电能量存储装置和能量存储装置导向不同井底电力负载的电力枢纽。图12和13分别示出根据本发明的一些实施方式的包括可充电能量存储装置的工具的多个部分的能流和热流。图12示出根据本发明的一些实施方式的在包括可充电能量存储装置井底操作工具中的能流。
如图所示，发电机1206和冷却器1204从流1208接收动力。控制器接合成从发电机1206、可充电能量存储装置1210和能量存储装置1214接收电力。控制器1202向冷却器1204和电子器件1212分配电力。因此，冷却器1204可从流1208或从控制器1202直接接收动力。能量存储装置1214也可接合成向发电机1206供电。控制器1202也可将来自发电机1206和能量存储装置1214的动力分配给可充电能量存储装置1210。
图13示出根据本发明的一些实施方式的包括可充电能量存储装置的井下操作工具的热流。热量可从发电机1306和冷却器1304流向泥流1308。热量可在冷却器1304与可充电存储装置1310之间交换。热量也可在冷却器1304与能量存储装置1314之间交换。因此，来自冷却器1304的热量可增加可充电存储装置1310和能量存储装置1314的效率(尤其在该装置可在高温操作时)。或者，冷却器1304可在周围温度超过可充电存储装置1310和能量存储装置1314的最大工作温度时向这些装置提供额外冷却。热量可在冷却器1304与电子器件1312之间交换。因此，冷却器1304通过接收来自电子器件1312的热量而向其提供冷却。如果需要恒定的温度基准，则冷却器1304也可向电子器件1312提供热量。热量可在可充电能量存储装置1310与能量存储装置1314之间交换。热量可从电子器件1312流向可充电能量存储装置1310和能量存储装置1314。
DC电源(诸如可充电能量存储装置)可向电气元件提供比AC电源更洁净(clean)的电源。因此，在一些实施方式中，涡轮发电机(或其它井底AC电源)可用于对可充电能量存储装置进行充电，然后该能量存储装置可向电气元件提供动力。换言之，在这种配置中，发电机不用于向电气元件直接供电。图14A和14B示出不同类型的配置。图14A示出根据本发明一些实施方式的包括井底供电的可充电能量存储装置的井底操作工具的更详细示图。AC电源1402可从流体流或钻柱运动接收机械功率并且可将机械功率转化成电功率。AC电源1402可以是任一类型的发电机(诸如如上所述的涡轮发电机)。来自AC电源1402的电功率可被变压器1404接收。变压器1404升高或降低来自AC电源1402的交流电流。来自变压器1404的变压电流可接合成输入到整流器1406。整流器1406将电流转换成DC电流，然后该DC电流可用于对可充电能量存储装置1408和可充电能量存储装置1410进行充电。可充电能量存储装置1408和可充电能量存储装置1410可向电子器件1412提供DC电。控制器1407可接合于整流器1406、可充电能量存储装置1408和可充电能量存储装置1410。控制器807控制对哪个可充电能量存储装置进行充电以及哪个可充电能量存储装置向电子器件1412供电。因此，DC电流电源可用于基于AC电流电源向电子器件1412供电。在一些实施方式中，当一个可充电能量存储装置正在充电时，另一个能量存储装置可用于向井底电子器件供电。控制器1407可基于各个装置中的能量存储量进行切换控制。例如，如果可充电能量存储装置1408正在供电并且几乎耗尽存储的能量，则控制器1407可切换成可充电能量存储装置1410供电而可充电能量存储装置被充电。
图14B示出根据本发明的其它实施方式的包括井底供电的可充电能量存储装置的井底操作工具的更详细示图。图14B具有与图14A类似的配置。然而，整流器1406首先从AC电源1402接收电力。转换器1405接合成从整流器1406接收DC电力。该转换器1405可进行DC-DC上升转换以升高DC电压。虽然参考AC电源描述图14A-14B，但各实施方式并不限制于此。图14A-14B所示的工具可包括任何其它类型的电力。
本文所示的各实施方式可以各种组合。例如，图8的配置(具有用于在加热和冷却之间切换的控制器824)可与图14A-14B的配置(具有与多个可充电能量存储装置组合的AC电源)相组合。
系统操作环境
现在描述根据一些实施方式的工具100的系统操作环境。图15A示出根据本发明的一些实施方式的电缆测井操作过程中包括井底加热和/或冷却的钻井。钻井平台1586配备有支撑升降机1590的钻架1588。油井和气井的钻探通常由一串钻管进行，这些钻管连接在一起以便形成通过转台1510下降到井筒或井眼1512中的钻柱。这里假设钻柱暂时从井眼1512移除以允许诸如探针或探测器的电缆测井工具主体1570由电缆或测井缆线1574下降到井眼1512中。通常，工具主体1570下降到感兴趣区域的底部并且随后以基本恒定的速度向上拉。在向上运动的过程中，工具主体1570中包括的设备可用于在它们通过时对与井眼1512相邻的地下地层1514进行测量。测量数据可传送到测井设备1592以便存储、处理和分析。测井设备1592可设置有各种类型信号处理的电子设备。在钻井操作过程中(例如在随钻测井或随钻测井操作过程中)可收集并分析类似的测井数据。
图15B示出根据本发明一些实施例的MWD操作过程中包括井底加热和/或冷却的钻井。可以看出系统1564如何也可形成位于井1506的地面1504的钻机1502的一部分。钻机1502可对钻柱1508提供支持。钻柱1508可穿过转台1510，以便穿过地下地层1514钻探井眼1512。钻柱1508可包括主动钻杆1516、钻杆1518和可能位于钻杆1518下部的井眼底部钻具组件1520。
井眼底部钻具组件1520可包括钻环1522、井底工具1524和钻头1526。钻头1526可通过穿入地表1504和地表地层1514产生钻井1512。井底工具1524可包括任意数量的不同类型工具，包括MWD(随钻测量)工具、LWD(随钻测井)工具等。
在钻探操作过程中，钻柱1508(可能包括主动钻杆1516、钻杆1518和井眼底部钻具组件1520)可由转台1510转动。此外/或者，井眼底部钻具组件1520也可由位于井底的马达(例如泥浆马达)转动。钻环1522可用于向钻头1526添加重量。钻环1522也可加固井眼底部钻具组件1520以允许井眼底部钻具组件1520将添加的重量转移给钻头1526，从而辅助钻头1526穿入地表1504和地表地层1514。
在钻井操作过程中，泥浆泵1532可将钻井流体(有时本领域技术人员称为“钻井泥浆”)从泥浆坑1534通过软管1536进入钻杆1518并向下到达钻头1526。钻井流体可从钻头1526流出并通过钻杆1518与井眼1512的侧壁之间的环行区域1540返回到地面1504。然后钻井流体回到泥浆坑1534，并在其中得到过滤。在一些实施方式中，钻井流体可用于在钻井操作过程中冷却钻头1526，以及向钻头1526提供润滑。此外，钻井流体可用于移除由操作钻头1526产生的地表地层1514的碎块。
综述
在描述中，列出了诸如逻辑实现、操作码、指定操作数的装置、资源分割/共享/复制实现、系统组件的类型和相互关系、以及逻辑分割/集成选择的许多具体细节，以便于提供对本发明更加透彻的理解。然而，本领域技术人员应该理解本发明的实施方式可在没有这种具体细节的情况下实施。在其它情形中，未详细示出控制结构、门级电路(gate level circuits)和全部软件指令序列，以便于不使本发明的各实施方式变得混淆。通过所包含的描述，本领域技术人员可在没有不当实验的情况下实施适当的功能。
说明书中的“一实施方式”、“实施方式”、“示例实施方式”等用语表示所述实施方式可包括特定的特性、结构或特征，但是不是每个实施方式都有必要包括该特定的特性、结构或特征。此外，该用语不必要指代同一实施方式。而且，当结合实施方式描述特定的特性、结构或特征时，认为可结合明确描述或未明确描述的其它实施方式影响这些特性、结构或特征在本领域技术人员的技能范围内。
多个附图示出根据本发明的一些实施方式用于井底加热和冷却的系统和设备的框图。一个示图示出根据本发明的一些实施方式的用于井底加热和冷却的操作的流程图。参考框图中示出的系统/设备来描述流程图的操作。然而，应该理解流程图的操作可通过系统和设备的实施方式而非参考框图描述的那些来实现，而且参考系统/设备描述的实施方式进行不同于参考流程图描述的操作。
本文所描述的操作的部分或全部可通过硬件、固件、软件或其结合实现。例如，本文描述的不同控制器的操作可通过硬件、固件、软件或其结合实现。在阅读和理解本公开的内容之后，本领域技术人员应该理解其中软件程序可从基于计算机的系统中的机器可读介质开始执行软件程序中所定义的功能的方式。本领域技术人员还应理解可使用可用来创建设计成实施并实现本文所公开方法的一个或多个软件程序的各种编程语言。可使用诸如Java或C++的面向对象语言以面向对象的格式构建程序。或者，可使用诸如汇编或C的过程语言，以面向过程的格式构建程序。软件组件可使用诸如应用程序接口或包括远程程序呼叫的程序间通信的本领域技术人员熟知的诸多机制的任一种进行通信。各个实施方式的示教不局限于任何特定编程语言或环境。
就本文描述的实施方式的各种替代方案而言，本文的详细描述仅旨在是说明性的，而不应作为对本发明的范围的限制。因此，本发明所要求的权利是落在所附权利要求及其等效方案的范围和精神内的所有更改。因此，说明书和附图应视为是说明性而非限制性的。
Claims (15)
1.一种用于井底加热和冷却的系统，包括：
油田管；以及
接合于所述油田管的井底工具(100)，所述井底工具(100)包括：
至少部分地围绕在100摄氏度以下的温度下可操作的第一电气元件(206)的绝热体(106)；
接合于所述第一电气元件(206)的冷却器模块(104)，所述冷却器模块(104)用来降低所述第一电气元件(206)的温度；以及
发电电源(102)，所述电源(102)包括可在175摄氏度以上的温度下操作的第二电气元件(204)，所述电源(102)至少部分地向所述第一电气元件(206)供电。
2.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述电源(102)用于至少部分地向所述冷却器模块(104)供电。
3.如权利要求1所述的系统，其特征在于，沿钻柱(1508)定位其中的井眼(1512)向下的泥浆流用来至少部分地向所述冷却器模块(104)提供动力。
4.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述井底工具(100)还包括采集与地层评价相关的数据的传感器(214)，所述传感器(214)包括可在150摄氏度以上的温度下操作的第三电气元件，其中所述电源(102)至少部分地向所述第三电气元件供电。
5.如权利要求4所述的系统，其特征在于，所述传感器(214)从由电阻传感器、方向传感器、压力温度、温度传感器和伽吗探测器组成的组中选择。
6.如权利要求4所述的系统，其特征在于，所述第三电气元件是用来处理与所述地层评价相关的数据的电子器件部分。
7.如权利要求4所述的系统，其特征在于，所述井底工具(100)还包括具有可在150摄氏度以上的温度下操作的第四电气元件的遥测模块(212)。
8.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述电源(102)包括流驱动发电机。
9.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述井底工具(100)还包括补充来自所述电源(102)的电力的电池(203)。
10.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述电源(102)可由所述冷却器模块(104)主动冷却。
11.一种用于井底加热和冷却的方法，包括：
操作井底工具(100)，所述操作包括：
从具有可在150摄氏度以上的温度下操作的第一电气元件(204)的所述工具(100)的电源(102)发电；以及
使用至少部分地由所述电源(102)供电的冷却系统将在150摄氏度以下的温度下可操作的低温电子器件(206)冷却到一可操作温度。
12.如权利要求11所述的方法，其特征在于，操作所述井底工具(100)还包括使用具有可在高温操作的传感器电气元件并且接合于所述低温电子器件(206)的传感器(214)测量井底参数。
13.如权利要求11所述的方法，其特征在于，从所述电源(102)发电包括使用由井底泥浆流驱动的流驱动发电机发电。
14.一种用于井底加热和冷却的方法，包括：
操作井底工具(100)，所述操作包括：
从可在175摄氏度以上的温度下操作的涡轮发电机发电；以及
基于来自所述涡轮发电机的电力使用所述工具(100)中电气元件的冷却器模块(104)降低温度，其中所述电气元件在125摄氏度以下的温度下可操作，其中
所述工具(100)还包括在来自所述涡轮发电机的电力被提供给所述冷却器模块(104)之前调节所述电力的第二电气元件(204)，其中所述第二电气元件(204)可在150摄氏度以上的温度下操作。
15.如权利要求14所述的方法，其特征在于，操作所述工具还包括使用在150摄氏度以上的温度下可操作的传感器(214)进行地层评价。
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US63318104P | 2004-12-03 | 2004-12-03 | |
| US60/633,181 | 2004-12-03 | ||
| PCT/US2005/043721 WO2006065559A1 (en) | 2004-12-03 | 2005-12-02 | Heating and cooling electrical components in a downhole operation |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN101133232A CN101133232A (zh) | 2008-02-27 |
| CN101133232B true CN101133232B (zh) | 2012-11-07 |
Family
ID=36127285
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN2005800415475A Expired - Fee Related CN101133232B (zh) | 2004-12-03 | 2005-12-02 | 井底操作中的加热和冷却电气元件 |
Country Status (7)
| Country | Link |
|---|---|
| US (2) | US20060191682A1 (zh) |
| EP (1) | EP1828539B1 (zh) |
| CN (1) | CN101133232B (zh) |
| AU (1) | AU2005316870A1 (zh) |
| CA (1) | CA2587897C (zh) |
| NO (1) | NO338366B1 (zh) |
| WO (1) | WO2006065559A1 (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106285639A (zh) * | 2016-08-31 | 2017-01-04 | 中国船舶重工集团公司第七八研究所 | 一种超高温自然伽马防震探头 |
Families Citing this family (53)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8024936B2 (en) * | 2004-11-16 | 2011-09-27 | Halliburton Energy Services, Inc. | Cooling apparatus, systems, and methods |
| CA2587897C (en) | 2004-12-03 | 2012-05-29 | Halliburton Energy Services, Inc. | Heating and cooling electrical components in a downhole operation |
| WO2006060673A1 (en) * | 2004-12-03 | 2006-06-08 | Halliburton Energy Services, Inc. | Rechargeable energy storage device in a downhole operation |
| WO2006060708A1 (en) * | 2004-12-03 | 2006-06-08 | Halliburton Energy Services, Inc. | Switchable power allocation in a downhole operation |
| US8726997B2 (en) * | 2006-04-07 | 2014-05-20 | Raise Production Inc. | Method of cooling a downhole tool and a downhole tool |
| US20080277162A1 (en) * | 2007-05-08 | 2008-11-13 | Baker Hughes Incorporated | System and method for controlling heat flow in a downhole tool |
| US8020621B2 (en) * | 2007-05-08 | 2011-09-20 | Baker Hughes Incorporated | Downhole applications of composites having aligned nanotubes for heat transport |
| US7806173B2 (en) * | 2007-06-21 | 2010-10-05 | Schlumberger Technology Corporation | Apparatus and methods to dissipate heat in a downhole tool |
| US7440283B1 (en) * | 2007-07-13 | 2008-10-21 | Baker Hughes Incorporated | Thermal isolation devices and methods for heat sensitive downhole components |
| US7665527B2 (en) | 2007-08-21 | 2010-02-23 | Schlumberger Technology Corporation | Providing a rechargeable hydraulic accumulator in a wellbore |
| US8763702B2 (en) * | 2008-08-05 | 2014-07-01 | Baker Hughes Incorporated | Heat dissipater for electronic components in downhole tools and methods for using the same |
| IT1391311B1 (it) * | 2008-10-15 | 2011-12-01 | Sumoto Srl | Unita' di alimentazione e controllo, particolarmente per elettromotori sommersi. |
| US9080424B2 (en) * | 2008-12-12 | 2015-07-14 | Baker Hughes Incorporated | System and method for downhole cooling of components utilizing endothermic decomposition |
| US8826984B2 (en) * | 2009-07-17 | 2014-09-09 | Baker Hughes Incorporated | Method and apparatus of heat dissipaters for electronic components in downhole tools |
| US8839871B2 (en) | 2010-01-15 | 2014-09-23 | Halliburton Energy Services, Inc. | Well tools operable via thermal expansion resulting from reactive materials |
| US8439106B2 (en) * | 2010-03-10 | 2013-05-14 | Schlumberger Technology Corporation | Logging system and methodology |
| GB201006394D0 (en) * | 2010-04-16 | 2010-06-02 | Dyson Technology Ltd | Controller for a brushless motor |
| US8375729B2 (en) * | 2010-04-30 | 2013-02-19 | Palo Alto Research Center Incorporated | Optimization of a thermoacoustic apparatus based on operating conditions and selected user input |
| US8474533B2 (en) | 2010-12-07 | 2013-07-02 | Halliburton Energy Services, Inc. | Gas generator for pressurizing downhole samples |
| US8726725B2 (en) | 2011-03-08 | 2014-05-20 | Schlumberger Technology Corporation | Apparatus, system and method for determining at least one downhole parameter of a wellsite |
| US8624530B2 (en) * | 2011-06-14 | 2014-01-07 | Baker Hughes Incorporated | Systems and methods for transmission of electric power to downhole equipment |
| GB2493511B (en) | 2011-07-29 | 2018-01-31 | Sondex Wireline Ltd | Downhole energy storage system |
| EP2607620A1 (en) * | 2011-12-22 | 2013-06-26 | Services Pétroliers Schlumberger | Thermal buffering of downhole equipment with phase change material |
| NO338979B1 (no) * | 2012-02-08 | 2016-11-07 | Visuray Tech Ltd | Anordning og fremgangsmåte for kjøling av nedihullsverktøy, samt anvendelse av et forhåndskjølt, massivt kuldekildelegeme som en kuldekilde for en kjølekretstermisk forbundet med et nedihullsverktøy |
| US9267346B2 (en) * | 2012-07-02 | 2016-02-23 | Robertson Intellectual Properties, LLC | Systems and methods for monitoring a wellbore and actuating a downhole device |
| US9169705B2 (en) | 2012-10-25 | 2015-10-27 | Halliburton Energy Services, Inc. | Pressure relief-assisted packer |
| EP2740890B1 (en) * | 2012-12-06 | 2017-02-01 | Services Pétroliers Schlumberger | Cooling system and method for a downhole tool |
| WO2014131126A1 (en) | 2013-02-27 | 2014-09-04 | Evolution Engineering Inc. | System and method for managing batteries for use in a downhole drilling application |
| US9587486B2 (en) | 2013-02-28 | 2017-03-07 | Halliburton Energy Services, Inc. | Method and apparatus for magnetic pulse signature actuation |
| US9726009B2 (en) | 2013-03-12 | 2017-08-08 | Halliburton Energy Services, Inc. | Wellbore servicing tools, systems and methods utilizing near-field communication |
| US9284817B2 (en) | 2013-03-14 | 2016-03-15 | Halliburton Energy Services, Inc. | Dual magnetic sensor actuation assembly |
| CN105051320B (zh) | 2013-05-03 | 2018-01-19 | 哈利伯顿能源服务公司 | 井下能量储存和转换 |
| US9752414B2 (en) | 2013-05-31 | 2017-09-05 | Halliburton Energy Services, Inc. | Wellbore servicing tools, systems and methods utilizing downhole wireless switches |
| US20150075770A1 (en) | 2013-05-31 | 2015-03-19 | Michael Linley Fripp | Wireless activation of wellbore tools |
| US10145210B2 (en) | 2013-06-19 | 2018-12-04 | Baker Hughes, A Ge Company, Llc | Hybrid battery for high temperature applications |
| US9982487B2 (en) * | 2014-08-25 | 2018-05-29 | Halliburton Energy Services, Inc. | Wellbore drilling systems with vibration subs |
| GB2547354B (en) | 2014-11-25 | 2021-06-23 | Halliburton Energy Services Inc | Wireless activation of wellbore tools |
| EP3212876A1 (en) * | 2014-12-29 | 2017-09-06 | Halliburton Energy Services, Inc. | Toolface control with pulse width modulation |
| BR112017016107A2 (pt) * | 2015-02-27 | 2018-03-27 | Halliburton Energy Services Inc | sistema para medições de reologia, e, método para operação de um sistema para medição de reologia |
| CN105350951B (zh) * | 2015-11-02 | 2018-06-08 | 中国船舶重工集团公司第七一八研究所 | 用于元素测井仪探头bgo晶体探测器的保温与预冷却装置 |
| US10605052B2 (en) * | 2015-11-19 | 2020-03-31 | Halliburton Energy Services, Inc. | Thermal management system for downhole tools |
| AU2016433797B2 (en) * | 2016-12-28 | 2021-12-23 | Halliburton Energy Services, Inc. | System, method, and device for powering electronics during completion and production of a well |
| US10372182B2 (en) | 2017-01-13 | 2019-08-06 | International Business Machines Corporation | Reducing thermal cycling fatigue |
| US9932817B1 (en) | 2017-02-10 | 2018-04-03 | Vierko Enterprises, LLC | Tool and method for actively cooling downhole electronics |
| US10815771B2 (en) * | 2017-06-26 | 2020-10-27 | HRL Laboratories, LL | Thermal regulation and vibration isolation system |
| US11396794B2 (en) * | 2018-05-29 | 2022-07-26 | Baker Hughes, A Ge Company, Llc | Device temperature gradient control |
| CN109600967A (zh) * | 2018-12-05 | 2019-04-09 | 西安石油大学 | 一种用于对井下工具的电热元件加热和冷却的装置 |
| US10774617B2 (en) * | 2018-12-21 | 2020-09-15 | China Petroleum & Chemical Corporation | Downhole drilling system |
| WO2021080778A1 (en) * | 2019-10-21 | 2021-04-29 | Schlumberger Technology Corporation | Formation evaluation at drill bit |
| CN111219181B (zh) * | 2019-11-05 | 2023-07-11 | 中国石油天然气集团有限公司 | 一种用于随钻仪器电路系统的气体驱动降温系统及方法 |
| CN113550737A (zh) * | 2020-04-07 | 2021-10-26 | 新奥科技发展有限公司 | 隔热冷却装置、随钻测量装置以及钻具 |
| US11371338B2 (en) * | 2020-06-01 | 2022-06-28 | Saudi Arabian Oil Company | Applied cooling for electronics of downhole tool |
| US20230221188A1 (en) * | 2022-01-07 | 2023-07-13 | Baker Hughes Oilfield Operations Llc | High temperature sensor and system |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US2521294A (en) * | 1944-09-25 | 1950-09-05 | Eastman Oil Well Survey Co | Well survey apparatus |
| US5458200A (en) * | 1994-06-22 | 1995-10-17 | Atlantic Richfield Company | System for monitoring gas lift wells |
| US5931000A (en) * | 1998-04-23 | 1999-08-03 | Turner; William Evans | Cooled electrical system for use downhole |
Family Cites Families (86)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US2930137A (en) | 1954-08-04 | 1960-03-29 | Jan J Arps | Earth borehole crookedness detection and indication |
| US3488970A (en) * | 1967-04-13 | 1970-01-13 | Schlumberger Technology Corp | Electrical apparatus |
| US3991817A (en) | 1974-07-02 | 1976-11-16 | Clay Rufus G | Geothermal energy recovery |
| US4164253A (en) | 1975-05-07 | 1979-08-14 | Skala Stephen F | Method for reducing thermal degradation of a heat exchange fluid |
| US4416000A (en) * | 1977-12-05 | 1983-11-15 | Scherbatskoy Serge Alexander | System for employing high temperature batteries for making measurements in a borehole |
| US4403645A (en) | 1978-07-12 | 1983-09-13 | Calmac Manufacturing Corporation | Compact storage of seat and coolness by phase change materials while preventing stratification |
| US4400858A (en) * | 1981-01-30 | 1983-08-30 | Tele-Drill Inc, | Heat sink/retainer clip for a downhole electronics package of a measurements-while-drilling telemetry system |
| US4375157A (en) | 1981-12-23 | 1983-03-01 | Borg-Warner Corporation | Downhole thermoelectric refrigerator |
| US4407136A (en) * | 1982-03-29 | 1983-10-04 | Halliburton Company | Downhole tool cooling system |
| US4479383A (en) * | 1982-06-18 | 1984-10-30 | Halliburton Company | Borehole apparatus for thermal equalization |
| US4987684A (en) * | 1982-09-08 | 1991-01-29 | The United States Of America As Represented By The United States Department Of Energy | Wellbore inertial directional surveying system |
| US4449164A (en) | 1982-09-27 | 1984-05-15 | Control Data Corporation | Electronic module cooling system using parallel air streams |
| US4537067A (en) | 1982-11-18 | 1985-08-27 | Wilson Industries, Inc. | Inertial borehole survey system |
| US4547833A (en) | 1983-12-23 | 1985-10-15 | Schlumberger Technology Corporation | High density electronics packaging system for hostile environment |
| US4513352A (en) | 1984-03-20 | 1985-04-23 | The United States Of America As Represented By The United States Department Of Energy | Thermal protection apparatus |
| US5230970A (en) | 1985-05-20 | 1993-07-27 | At&T Bell Laboratories | Method of forming metal regions |
| US5230387A (en) | 1988-10-28 | 1993-07-27 | Magrange, Inc. | Downhole combination tool |
| CA1327403C (en) | 1988-12-30 | 1994-03-01 | John R. Adams | Inertial based pipeline monitoring system |
| US5159972A (en) * | 1991-03-21 | 1992-11-03 | Florida Power Corporation | Controllable heat pipes for thermal energy transfer |
| US5165243A (en) | 1991-06-04 | 1992-11-24 | The United States Of America As Represented By The United States Department Of Energy | Compact acoustic refrigerator |
| US5727618A (en) | 1993-08-23 | 1998-03-17 | Sdl Inc | Modular microchannel heat exchanger |
| US5456081A (en) | 1994-04-01 | 1995-10-10 | International Business Machines Corporation | Thermoelectric cooling assembly with optimized fin structure for improved thermal performance and manufacturability |
| GB2290869B (en) | 1994-06-28 | 1998-07-15 | Western Atlas Int Inc | Slickline conveyed wellbore seismic receiver |
| US5547028A (en) | 1994-09-12 | 1996-08-20 | Pes, Inc. | Downhole system for extending the life span of electronic components |
| US5720342A (en) | 1994-09-12 | 1998-02-24 | Pes, Inc. | Integrated converter for extending the life span of electronic components |
| US5771984A (en) | 1995-05-19 | 1998-06-30 | Massachusetts Institute Of Technology | Continuous drilling of vertical boreholes by thermal processes: including rock spallation and fusion |
| US6089311A (en) | 1995-07-05 | 2000-07-18 | Borealis Technical Limited | Method and apparatus for vacuum diode heat pump |
| DE19533555A1 (de) | 1995-09-11 | 1997-03-13 | Siemens Ag | Vorrichtung zur indirekten Kühlung einer elektrischen Einrichtung |
| US5737923A (en) | 1995-10-17 | 1998-04-14 | Marlow Industries, Inc. | Thermoelectric device with evaporating/condensing heat exchanger |
| US5784255A (en) | 1995-12-04 | 1998-07-21 | Integrated Device Technology, Inc. | Device and method for convective cooling of an electronic component |
| US5713208A (en) | 1996-04-03 | 1998-02-03 | Amana Refrigeration Inc. | Thermoelectric cooling apparatus |
| US5701751A (en) | 1996-05-10 | 1997-12-30 | Schlumberger Technology Corporation | Apparatus and method for actively cooling instrumentation in a high temperature environment |
| US5977785A (en) | 1996-05-28 | 1999-11-02 | Burward-Hoy; Trevor | Method and apparatus for rapidly varying the operating temperature of a semiconductor device in a testing environment |
| US5901037A (en) | 1997-06-18 | 1999-05-04 | Northrop Grumman Corporation | Closed loop liquid cooling for semiconductor RF amplifier modules |
| US6200536B1 (en) | 1997-06-26 | 2001-03-13 | Battelle Memorial Institute | Active microchannel heat exchanger |
| US6432497B2 (en) | 1997-07-28 | 2002-08-13 | Parker-Hannifin Corporation | Double-side thermally conductive adhesive tape for plastic-packaged electronic components |
| DE69802659T2 (de) | 1998-01-27 | 2002-08-22 | Lucent Technologies Inc., Murray Hill | Elektronisches Gerät |
| US6935409B1 (en) | 1998-06-08 | 2005-08-30 | Thermotek, Inc. | Cooling apparatus having low profile extrusion |
| US6094919A (en) | 1999-01-04 | 2000-08-01 | Intel Corporation | Package with integrated thermoelectric module for cooling of integrated circuits |
| US6411512B1 (en) | 1999-06-29 | 2002-06-25 | Delta Engineers | High performance cold plate |
| DE60040337D1 (de) | 1999-07-26 | 2008-11-06 | Prysmian Cavi Sistemi Energia | Elektrisches energieübertragungssystem in supraleitfähigkeitszustände und verfahren zur dauerkühlung eines supraleitenden kabels |
| US6201221B1 (en) | 1999-09-16 | 2001-03-13 | Lucent Technologies, Inc. | Method and apparatus for heat regulating electronics products |
| US6481216B2 (en) | 1999-09-22 | 2002-11-19 | The Coca Cola Company | Modular eutectic-based refrigeration system |
| US6644395B1 (en) | 1999-11-17 | 2003-11-11 | Parker-Hannifin Corporation | Thermal interface material having a zone-coated release linear |
| US6519955B2 (en) | 2000-04-04 | 2003-02-18 | Thermal Form & Function | Pumped liquid cooling system using a phase change refrigerant |
| DE10017971A1 (de) | 2000-04-11 | 2001-10-25 | Bosch Gmbh Robert | Kühlvorrichtung zur Kühlung von Bauelementen der Leistungselektronik mit einem Mikrowärmeübertrager |
| EP1162659A3 (de) | 2000-06-08 | 2005-02-16 | MERCK PATENT GmbH | Einsatz von PCM in Kühlern für elektronische Bauteile |
| AU2002211325A1 (en) | 2000-09-29 | 2002-04-08 | Nanostream, Inc. | Microfluidic devices for heat transfer |
| US6474074B2 (en) | 2000-11-30 | 2002-11-05 | International Business Machines Corporation | Apparatus for dense chip packaging using heat pipes and thermoelectric coolers |
| US6877332B2 (en) * | 2001-01-08 | 2005-04-12 | Baker Hughes Incorporated | Downhole sorption cooling and heating in wireline logging and monitoring while drilling |
| US6341498B1 (en) | 2001-01-08 | 2002-01-29 | Baker Hughes, Inc. | Downhole sorption cooling of electronics in wireline logging and monitoring while drilling |
| US6997241B2 (en) | 2001-01-13 | 2006-02-14 | Enertron, Inc. | Phase-change heat reservoir device for transient thermal management |
| US6539725B2 (en) * | 2001-02-09 | 2003-04-01 | Bsst Llc | Efficiency thermoelectrics utilizing thermal isolation |
| US6496375B2 (en) | 2001-04-30 | 2002-12-17 | Hewlett-Packard Company | Cooling arrangement for high density packaging of electronic components |
| US6687126B2 (en) | 2001-04-30 | 2004-02-03 | Hewlett-Packard Development Company, L.P. | Cooling plate arrangement for electronic components |
| US6646874B2 (en) * | 2001-06-12 | 2003-11-11 | Intel Corporation | Mobile computer system with detachable thermoelectric module for enhanced cooling capability in a docking station |
| US6415612B1 (en) | 2001-06-29 | 2002-07-09 | Intel Corporation | Method and apparatus for external cooling an electronic component of a mobile hardware product, particularly a notebook computer, at a docking station having a thermoelectric cooler |
| US6766817B2 (en) * | 2001-07-25 | 2004-07-27 | Tubarc Technologies, Llc | Fluid conduction utilizing a reversible unsaturated siphon with tubarc porosity action |
| US20030019528A1 (en) | 2001-07-26 | 2003-01-30 | Ibm Corporation | Check valve for micro electro mechanical structure devices |
| US6576544B1 (en) | 2001-09-28 | 2003-06-10 | Lsi Logic Corporation | Local interconnect |
| US6502405B1 (en) * | 2001-10-19 | 2003-01-07 | John Van Winkle | Fluid heat exchanger assembly |
| US6581388B2 (en) | 2001-11-27 | 2003-06-24 | Sun Microsystems, Inc. | Active temperature gradient reducer |
| US6834712B2 (en) | 2001-11-27 | 2004-12-28 | Thermotek, Inc. | Stacked low profile cooling system and method for making same |
| US6799429B2 (en) | 2001-11-29 | 2004-10-05 | Chart Inc. | High flow pressurized cryogenic fluid dispensing system |
| US6609561B2 (en) | 2001-12-21 | 2003-08-26 | Intel Corporation | Tunnel-phase change heat exchanger |
| DE60229072D1 (de) | 2002-02-06 | 2008-11-06 | Parker Hannifin Corp | Wärmesteuerungsmaterialien mit phasenumwandlungsdispersion |
| US7012545B2 (en) * | 2002-02-13 | 2006-03-14 | Halliburton Energy Services, Inc. | Annulus pressure operated well monitoring |
| US20040237529A1 (en) * | 2002-02-25 | 2004-12-02 | Da Silva Elson Dias | Methods and systems for reversibly exchanging energy between inertial and rotating forces |
| US6590770B1 (en) | 2002-03-14 | 2003-07-08 | Modine Manufacturing Company | Serpentine, slit fin heat sink device |
| US6918437B2 (en) | 2002-03-21 | 2005-07-19 | Delphi Technologies, Inc. | Heatsink buffer configuration |
| US7096929B2 (en) | 2002-03-29 | 2006-08-29 | Leading Technology Designs, Inc. | PCM (phase change material) system and method for shifting peak electrical load |
| US6557354B1 (en) | 2002-04-04 | 2003-05-06 | International Business Machines Corporation | Thermoelectric-enhanced heat exchanger |
| US6839234B2 (en) | 2002-05-15 | 2005-01-04 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Cooling device and an electronic apparatus including the same |
| US6799633B2 (en) | 2002-06-19 | 2004-10-05 | Halliburton Energy Services, Inc. | Dockable direct mechanical actuator for downhole tools and method |
| WO2004013573A2 (en) | 2002-08-01 | 2004-02-12 | The Charles Stark Draper Laboratory, Inc. | Borehole navigation system |
| US20040079100A1 (en) | 2002-10-25 | 2004-04-29 | Sun Microsystems, Inc. | Field replaceable packaged refrigeration module with capillary pumped loop for cooling electronic components |
| US6769487B2 (en) | 2002-12-11 | 2004-08-03 | Schlumberger Technology Corporation | Apparatus and method for actively cooling instrumentation in a high temperature environment |
| US7246940B2 (en) * | 2003-06-24 | 2007-07-24 | Halliburton Energy Services, Inc. | Method and apparatus for managing the temperature of thermal components |
| US6837105B1 (en) | 2003-09-18 | 2005-01-04 | Baker Hughes Incorporated | Atomic clock for downhole applications |
| US7258169B2 (en) * | 2004-03-23 | 2007-08-21 | Halliburton Energy Services, Inc. | Methods of heating energy storage devices that power downhole tools |
| US7342787B1 (en) | 2004-09-15 | 2008-03-11 | Sun Microsystems, Inc. | Integrated circuit cooling apparatus and method |
| US7423876B2 (en) | 2004-10-15 | 2008-09-09 | Dell Products L.P. | System and method for heat dissipation in an information handling system |
| US8024936B2 (en) * | 2004-11-16 | 2011-09-27 | Halliburton Energy Services, Inc. | Cooling apparatus, systems, and methods |
| WO2006060673A1 (en) * | 2004-12-03 | 2006-06-08 | Halliburton Energy Services, Inc. | Rechargeable energy storage device in a downhole operation |
| CA2587897C (en) | 2004-12-03 | 2012-05-29 | Halliburton Energy Services, Inc. | Heating and cooling electrical components in a downhole operation |
| WO2006060708A1 (en) * | 2004-12-03 | 2006-06-08 | Halliburton Energy Services, Inc. | Switchable power allocation in a downhole operation |
-
2005
- 2005-12-02 CA CA2587897A patent/CA2587897C/en active Active
- 2005-12-02 WO PCT/US2005/043721 patent/WO2006065559A1/en active Application Filing
- 2005-12-02 US US11/293,041 patent/US20060191682A1/en not_active Abandoned
- 2005-12-02 AU AU2005316870A patent/AU2005316870A1/en not_active Abandoned
- 2005-12-02 CN CN2005800415475A patent/CN101133232B/zh not_active Expired - Fee Related
- 2005-12-02 EP EP05852833A patent/EP1828539B1/en active Active
-
2007
- 2007-06-27 NO NO20073301A patent/NO338366B1/no unknown
-
2010
- 2010-01-26 US US12/693,983 patent/US8220545B2/en active Active
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US2521294A (en) * | 1944-09-25 | 1950-09-05 | Eastman Oil Well Survey Co | Well survey apparatus |
| US5458200A (en) * | 1994-06-22 | 1995-10-17 | Atlantic Richfield Company | System for monitoring gas lift wells |
| US5931000A (en) * | 1998-04-23 | 1999-08-03 | Turner; William Evans | Cooled electrical system for use downhole |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106285639A (zh) * | 2016-08-31 | 2017-01-04 | 中国船舶重工集团公司第七八研究所 | 一种超高温自然伽马防震探头 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| WO2006065559A9 (en) | 2006-08-03 |
| WO2006065559A1 (en) | 2006-06-22 |
| CA2587897C (en) | 2012-05-29 |
| CN101133232A (zh) | 2008-02-27 |
| US20060191682A1 (en) | 2006-08-31 |
| US20100132934A1 (en) | 2010-06-03 |
| AU2005316870A1 (en) | 2006-06-22 |
| NO338366B1 (no) | 2016-08-15 |
| US8220545B2 (en) | 2012-07-17 |
| CA2587897A1 (en) | 2006-06-22 |
| EP1828539B1 (en) | 2013-01-16 |
| NO20073301L (no) | 2007-08-30 |
| EP1828539A1 (en) | 2007-09-05 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN101133232B (zh) | 井底操作中的加热和冷却电气元件 | |
| US7699102B2 (en) | Rechargeable energy storage device in a downhole operation | |
| US7717167B2 (en) | Switchable power allocation in a downhole operation | |
| EP2815069B1 (en) | Method and apparatus for remotely controlling downhole tools using untethered mobile devices | |
| CN105051320B (zh) | 井下能量储存和转换 | |
| US10320311B2 (en) | High temperature, self-powered, miniature mobile device | |
| US10619475B2 (en) | Systems and methods for wirelessly monitoring well conditions | |
| NO322354B1 (no) | Fremgangsmate og anordning for nedihulls frembringelse av elektrisk kraft | |
| CN110087439A (zh) | 井下仪器电子制冷降温系统 | |
| CN109788714B (zh) | 一种随钻井下电路半导体及相变联合降温系统及方法 | |
| CA2783993C (en) | Energy storage system | |
| CN109798089B (zh) | 一种随钻井下电路主动降温系统 | |
| MX2014007773A (es) | Amortiguamiento termico de equipo con material de cambio de fase en el fondo del agujero. | |
| CN109600967A (zh) | 一种用于对井下工具的电热元件加热和冷却的装置 | |
| Houston | A Near-Real-Time Electromagnetic Data-Link for Geothermal Downhole Instruments | |
| AU2003200091B2 (en) | Downhole apparatus for generating electrical power in a well |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20121107 Termination date: 20201202 |