包括多芯片模块壳体的井下工具制造技术

井下工具包括工具主体，其具有内表面部分和外表面部分。外表面部分包括凹槽，其具有周壁和内表面。多芯片模块(MCM)壳体限定在该凹槽中。MCM壳体包括一个或多个强化构件，该一个或多个强化构件支撑井下工具的轴向和径向负荷，以及包括一个或多个电子设备容纳区域。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】相关申请的交叉参考本申请要求享有于2014年5月20日提交的申请号为No.14/282792的美国申请的权益，这里作为参考引用其全部内容。
技术介绍
在地下钻井中，井下工具被经常提供有各种传感器以检测各种井下参数。传感器可以用于测量、测井、遥测、导向等等。传感器测量数据可以由电子部件处理以评估该数据、发送该数据或使用该测量值进行直接控制。电子部件必须能够承受高温、加速度以及其它井下环境条件。电子部件通常以设置在凹槽内的多芯片模块(MCM)电子设备的形式构造，该凹槽设置在井下工具内。MCM电子设备由晶片(集成电路)组成。这些晶片对各种气体敏感，例如氟和氯，并且因此需要单独的壳体。MCM壳体设计为保护MCM电子设备免于有害气体损害。套管或盖板，通常覆盖MCM壳体。套管或盖板封装该MCM壳体以提供保护而免受流体静力钻井负荷力和钻井泥浆影响。
技术实现思路
根据示例性实施例的井下工具包括工具主体，其具有内表面部分和外表面部分。外表面部分包括凹槽，其具有周壁和内表面。多芯片模块(MCM)壳体限定在该凹槽内。MCM壳体包括一个或多个强化构件和一个或多个电子设备容纳区域，该一个或多个强化构件支撑井下工具的轴向和径向负荷。附图说明现在参照附图，其中将相同的元件在若干个附图中进行相同地编号：图1示出了根据某一示例性实施例的包括多芯片模块(MCM)壳体的井下工具的部分的透视图；图2示出了图1的MCM壳体；图3示出了图1的井下工具的横截面侧视图；图4示出了图1的井下工具的横截面轴向端视图；图5示出了根据某一示例性实施例的另一方面的包括MCM壳体的井下工具的横截面侧视图；图6示出了图5的MCM壳体的详细视图，图示了提供至井下工具的连接的密封件；图7示出了图5的井下工具的横截面轴向端视图；图8示出了根据某一示例性实施例的另一方面的包括多芯片模块(MCM)壳体的井下工具的部分的透视图；图9示出了图8的井下工具的横截面侧视图；图10示出了根据某一示例性实施例的另一方面的图8的井下工具的横截面侧视图；图11示出了具有联接至图8的MCM壳体的连接器的井下工具的横截面侧视图；以及图11示出了根据某一示例性实施例的具有可拆卸电子部件接入构件的井下工具的横截面侧视图；图12示出了根据某一示例性实施例的方面的可拆卸电子部件接入构件的详细视图；以及图13示出了根据某一示例性实施例的采用具有可拆卸电子部件接入构件的井下工具的井下系统。具体实施方式根据某一示例性实施例，井下工具在图1中通常标示为2；井下工具2包括工具主体4，该工具主体4具有内表面部分6和外表面部分8。工具主体4包括具有边缘13的凹槽12(图3)。凹槽12还由周壁16包围并且包括内表面18。根据某一示例性实施例的一方面，工具主体4包括布置在凹槽12内的多芯片模块(MCM)壳体24。如将在下面更充分详细的，MCM壳体24设计为保护电子部件(未示出)免于有害气体、磨损和液流损害，并且承载来自工具主体4的负荷。此外，在工具主体4和凹槽12上面设置了外盖30。外盖30以套管32的形式示出，该套管32完全围绕工具主体4延伸并且提供额外的支撑以承受流体静力负荷。当然，应当理解的是，外盖30还可以采取仅仅部分围绕工具主体4延伸的舱盖或盖的形式。如图2至图4所示，MCM壳体24包括具有部分45的壳体主体42，该部分45包括第一表面47和第二相对表面48。部分45可以包括大体对应于外表面部分8的形状。周壁50围绕部分45延伸。周壁50包括将内表面18和边缘13接合的外周缘53。MCM壳体24还可以包括多个强化构件，其中两个标示为56和57，从第二表面48突出。强化构件57还可以从周壁50突出。强化构件56和57可以与MCM壳体24整体地形成或者可以构成单独的部件。每个强化构件56、57包括对应的悬臂式端部58和59，它们与第二表面48和周壁50一起限定了一个或多个电子设备容纳区域60。电子设备容纳区域60容纳传感器和/或工具主体4内的其它电子部件。根据某一示例性方面，MCM壳体24支撑在凹槽12中在内表面18上并且由此可以形成冗余组件(未单独地标记)的部分，其可以对内部布置的部件提供除了可以由外盖30提供的保护之外额外的保护。具体地，外周缘53和悬臂式端部58、59抵靠内表面18并且支撑部分45。以此方式，MCM壳体24能够承受流体静力负荷并且保护内部的电子部件。另外，MCM壳体24为电子部件提供保护而不增加井下工具2的总体径向厚度。一旦处于合适位置，外周缘53可以结合至工具主体4。例如，外周缘53可以焊接或以其它方式熔接至边缘13，如图3和图4所示。当然，应当理解的是，还可以采用其它形式的结合。一个或多个连接器，诸如在63处示出的，可以安装至MCM壳体24。连接器63以压力馈通65的形式示出，然而，应当理解的是，可以采用其它形式的连接器，有线和无线两者都可。一旦处于合适位置，外套管30跨过MCM壳体24定位。不再需要适应所有的流体静力负荷，外套管30现在可以具有更薄的截面。压力馈送一般包括陶瓷或玻璃密封件，其围绕连接器63的内导体。连接器63还可以具有多于一个的导体和末端。现在将参考图5至7，在描述根据示例性实施例的另一个方面的MCM壳体70中，其中相同的附图标记代表相应视图中对应的部件。MCM壳体70包括具有部分76的壳体主体74，该部分76包括第一表面78和第二相对表面79。部分76可以包括大体对应于外表面部分8的形状。周壁82围绕部分76延伸。周壁82包括将内表面18和边缘13接合的外周缘84。MCM壳体70还可以包括多个强化构件，其中两个标示为86和87，从第二表面79突出。强化构件87还可以从周壁82突出。如上所述，强化构件86和87可以与MCM壳体70整体地形成或者可以构成单独的部件。每个强化构件86、87包括对应的悬臂式端部88和89，它们与第二表面79和周壁82一起限定了一个或多个电子设备容纳区域60。电子设备容纳区域60容纳传感器和/或工具主体4内的其他电子部件。根据示例性实施例所示，MCM壳体70通过第一密封件91可拆卸地安装在凹槽12内并且可以形成冗余组件(未单独地标记)的部分，其可以对内部布置的部件提供除了可以由外盖30提供的保护之外额外的保护。第一密封件91采取弹簧加载径向密封件92的形式，具有大体C形横截面。当然，应当理解的是，第一密封件91可以采取多种几何结构并且可以是或可以不是弹簧加载的。MCM壳体70还包括第二密封件94。第二密封件94采取弹簧加载径向密封件96的形式，类似于结合弹簧加载径向密封件92所描述的。第一密封件91和第二密封件94可以为由不锈钢、金属合金、银、铜和金形成的金属密封件，或者可以拥有诸如不锈钢、金属合金、银、铜和金的金属涂层。金属涂层的具体类型可以变化。金属涂层通常选择为不与井下地形物质和/泥浆反应。还应当理解的是，MCM壳体70可以包括兼轴向且径向延伸的单个连续密封件。还应当理解的是，MCM壳体70可以包括整体式密封件。相反，密封件可以构建到工具主体4内。一旦安装，MCM壳体70可以由外套管30覆盖。不再需要适应所有的流体静力负荷，外套管30现在可以具有更薄的截面。根据示例性实施例的另一个方面，现在将参考附图8至9对井下工具112本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种井下工具(2)，其包含：具有内表面部分(6)和外表面部分(8)的工具主体(4)，所述外表面部分(8)包括凹槽(12)，所述凹槽(12)具有周壁(16)和内表面(18)；以及限定在所述凹槽(12)内的多芯片模块(MCM)壳体(24)，所述MCM壳体(24)包括一个或多个强化构件和一个或多个电子设备容纳区域(58)，所述一个或多个强化构件支撑所述井下工具(2)的轴向和径向负荷。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.05.20 US 14/2827921.一种井下工具(2)，其包含：具有内表面部分(6)和外表面部分(8)的工具主体(4)，所述外表面部分(8)包括凹槽(12)，所述凹槽(12)具有周壁(16)和内表面(18)；以及限定在所述凹槽(12)内的多芯片模块(MCM)壳体(24)，所述MCM壳体(24)包括一个或多个强化构件和一个或多个电子设备容纳区域(58)，所述一个或多个强化构件支撑所述井下工具(2)的轴向和径向负荷。2.根据权利要求1所述的井下工具(2)，其中所述MCM壳体(24)包括具有第一表面(47)和第二表面(48)的第一部分(45)和围绕所述第二表面(48)延伸的外周缘(53)，所述外周缘(53)抵靠所述凹槽(12)的所述内表面(18)并且至少部分地限定所述一个或多个电子设备容纳区域(58)。3.根据权利要求1所述的井下工具(2)，其进一步包含：至少一个安装至所述MCM壳体(24)的连接器(63)。4.根据权利要求1所述的井下工具(2)，其中所述MCM壳体(24)焊接至所述工具主体(4)。5.根据权利要求1所述的井下工具(2)，其中所述MCM壳体(24)可拆卸地安装在所述凹槽(12)中。6.根据权利要求5所述的井下工具(2)，其进一步包含：将所述MCM壳体(24)紧固在所述凹槽(12)中的密封件(...

【专利技术属性】
技术研发人员：S·穆勒，H·R·奥柏拉尔，R·布达，H·拉恩，C·豪布德，I·罗德斯，D·本尼迪克特，
申请(专利权)人：贝克休斯公司，
类型：发明
国别省市：美国;US