A heat pipe type magnetic refrigeration drilling fluid drilling for underground cooling, polar ice cores, natural gas hydrate and permafrost gas hydrate, offshore oil drilling, deep Continental Drilling, which is composed of a battery module, magnetic refrigeration equipment, diversion channel, heat pipe heat exchanger and drill bit. Diversion channel flushing fluid passage and annular magnetic refrigeration area between liquid through the battery compartment below the coil reaches the lower flow channel, located in the battery compartment at the bottom of the battery, connected by a quick connector with the pulse generator, pulse current, resulting in electromagnetic fields; below battery module is composed of pulse magnetic refrigeration area. Generator, upper and lower coil, wire, shell, paramagnetic salt storage cavity, waterproof layer and paramagnetic salts; heat pipe heat exchanger by direct heat pipe and spiral heat pipe, direct heat pipe is directly inserted into the paramagnetic salt storage cavity, a spiral heat tube core barrel winding, realize refrigeration below, the drill core barrel.
【技术实现步骤摘要】
一种热管式磁制冷钻井冲洗液地下冷却钻具
本技术涉及钻井冲洗液冷却领域,特别涉及一种用于极地冰心、陆地冻土区天然气水合物、海洋天然气水合物、海洋石油钻探、深部大陆钻探的热管式磁制冷地下冲洗液冷却钻具。
技术介绍
海洋天然气水合物勘探与陆域天然气水合物勘探的取样工作需要对钻孔冲洗液低温制冷,来获得保真的天然气水合物岩心样品;深部石油勘探、大陆科学钻探等钻进深度高、地温梯度大,离不开钻孔冲洗液对钻头的冷却作用。常规的制冷措施是在地表对冲洗液进行低温制冷,但是在地表制冷随着钻进深度的增加,钻孔冲洗液的用量也会增加,随之产生的制冷所消耗的能量也在增加,由于低温钻孔冲洗液在高温低层容易引起地应力分布不均匀导致发生孔内事故,因此采用井下小范围制冷与全控制冷相比,不仅可以节约能源,还可以减少进内事故发生的概率。固体磁性物质(磁性离子构成的系统)在受磁场作用磁化时,系统的磁有序度加强(磁熵减小),对外放出热量;再将其去磁,则磁有序度下降(磁熵增大),又要从外界吸收热量。这种磁性离子系统在磁场施加与除去过程中所出现的热现象称为磁热效应。如果把这样两个绝热去磁引起的吸热过程和绝热磁化引起的放热过程用一个循环连接起来,通过外加磁场,有意识地控制磁惰,就可使得磁性材料不断地从一端吸热而在另一端放热,从而达到制冷的目的。
技术实现思路
针对大陆与海洋深部钻井地温梯度大、天然气水合物与冰心取样易分解的问题,根据顺磁性材料在交变磁场里吸放热的性质,设计出一种工艺简单、节约能源、节省材料的一种热管式磁制冷地下冲洗液冷却钻具。为达到上述目的,本技术提供如下技术方案:一种用于极地冰心、陆地冻土区天 ...
【技术保护点】
一种热管式磁制冷钻井冲洗液地下冷却钻具,其特征在于:是由电池舱(2)、顺磁性盐储腔壳体(10)、导流通道(15)、热管换热设备和钻头(19)组成,电池舱(2)上部为内螺纹接头(1),电池舱(2)内安装有电池(3),通过快插式接头(5)与脉冲发生器(4)连接,实现脉冲电流的输出;电池舱(2)的下方是磁制冷区域,由脉冲发生器(4)、上部线圈(7)、下部线圈(13)、导线(9)、顺磁性盐储腔壳体(10)、顺磁性盐储腔(11)、防水隔离层(8)和顺磁性盐类(12)组成,脉冲发生器(4)是连接电池舱(2)与磁制冷区域上部线圈(7)的枢纽,上部线圈(7)与下部线圈(13)均缠绕在线圈轴(6)上,外部由防水密封舱(14)保护,上部线圈(7)和下部线圈(13)通过一根穿过顺磁性盐储腔壳体(10)的导线(9)连接,上部线圈(7)与下部线圈(13)的中部设计为顺磁性盐储腔(11),顺磁性盐类(12)填充在顺磁性盐储腔(11)内;磁制冷区域也设计为环型柱状结构,冲洗液由下部线圈(13)下方的导流通道(15)流入顺磁性盐储腔(11)的环状通道;热管式换热器下方是取芯筒(18),取芯筒(18)的下方连接钻头(1 ...
【技术特征摘要】
1.一种热管式磁制冷钻井冲洗液地下冷却钻具,其特征在于:是由电池舱(2)、顺磁性盐储腔壳体(10)、导流通道(15)、热管换热设备和钻头(19)组成,电池舱(2)上部为内螺纹接头(1),电池舱(2)内安装有电池(3),通过快插式接头(5)与脉冲发生器(4)连接,实现脉冲电流的输出;电池舱(2)的下方是磁制冷区域,由脉冲发生器(4)、上部线圈(7)、下部线圈(13)、导线(9)、顺磁性盐储腔壳体(10)、顺磁性盐储腔(11)、防水隔离层(8)和顺磁性盐类(12)组成,脉冲发生器(4)是连接电池舱(2)与磁制冷区域上部线圈(7)的枢纽,上部线圈(7)与下部线圈(13)均缠绕在线圈轴(6)上,外部由防水密封舱(14)保护,上部线圈(7)和下部线圈(13)通过一根穿过顺磁性盐储腔壳体(10)的导线(9)连接,上部线圈(7)与下部线圈(13)的中部设计为顺磁性盐储腔(11),顺磁性盐类(12)填充在顺磁性盐...
【专利技术属性】
技术研发人员:赵帅,李强,孙友宏,韩婧,王振东,康世杰,刘召,
申请(专利权)人:吉林大学,
类型:新型
国别省市:吉林,22
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