一种热电材料基底、随钻测量仪和钻井设备制造技术

本实用新型专利技术提供了一种热电材料基底、随钻测量仪和钻井设备。该基底用以实现抗压筒内零部件的固定，包括：并排且间隔设置的低温侧绝缘板和高温侧绝缘板；其中，低温侧绝缘板靠近高温侧绝缘板的侧壁上设有若干个低温侧电极片，并且，高温侧绝缘板靠近低温侧绝缘板的侧壁上设有若干个高温侧电极片，其与低温侧电极片之间通过热电材料串联。本实用新型专利技术通过低温侧绝缘板和高温侧绝缘板，实现抗压筒内的零部件的固定；通过低温侧电极片、高温侧电极片和热电材料实现串联，利用帕尔帖效应对高温侧绝缘板进行放热、对低温侧绝缘板进行制冷形成温差，通过低温的低温侧绝缘板对抗压筒内固定的零部件进行冷却，给抗压筒内部的零部件提供适宜工作温度。

A thermoelectric material substrate, MWD instrument and drilling equipment

【技术实现步骤摘要】
一种热电材料基底、随钻测量仪和钻井设备
本技术涉及钻井
，具体而言，涉及一种热电材料基底、随钻测量仪和钻井设备。
技术介绍
现阶段在石油开发钻探、煤层气、地热井等定向井市场中对无线随钻测斜仪的应用越来越广泛，尤其是在石油勘探开发领域定向井中随钻测斜仪（MeasurementWhileDrilling，MWD仪器）的应用尤为突出，其中在定向井的逐渐改进及发展过程中起到了重要的推动作用，尤其是对于定向井的轨迹控制与监测的发展做出很大的贡献。随着深海、深地、地热能源的陆续开发，深井超深井数量逐步增多，对于MWD仪器的要求也越来越高，主要是由于井深的增加，出现了井底温度高问题。为了保证井眼质量、最大限度地发现油气藏、煤层气、地热等能源需要提高MWD仪器的耐高温能力。现有耐高温手段主要通过循环冷却系统进行降温和采用耐高温的材料，费用昂贵，但效果不显著，一般国内外MWD仪器最大额定抗温175℃，实际耐温在150℃以下，在高温下出现循环降温次数多，纯钻时效低，分段循环降温效率低，异常次数多等问题导致MWD仪器使用异常，另外，抗175℃以上的MWD仪器较少且成本较高。
技术实现思路
鉴于此，本技术提出了一种热电材料基底、随钻测量仪和钻井设备，旨在解决现有MWD仪器通过循环冷却系统进行降温，其降温效果不显著出现异常限制了其使用范围的问题。一方面，本技术提出了一种热电材料基底，用以实现抗压筒内零部件的固定，该热电材料基底包括：并排且间隔设置的低温侧绝缘板和高温侧绝缘板；其中，所述高温侧绝缘板用以设置且连接在所述抗压筒的内壁上，并且，所述高温侧绝缘板靠近所述低温侧绝缘板的侧壁上设有若干个高温侧电极片；所述低温侧绝缘板用以设置在所述抗压筒的内部且连接所述抗压筒内的零部件，所述低温侧绝缘板靠近所述高温侧绝缘板的侧壁上设有若干个低温侧电极片，所述低温侧电极片与所述高温侧电极片之间通过热电材料件串联，用以利用帕尔帖效应对所述高温侧绝缘板进行放热、对所述低温侧绝缘板进行制冷形成温差，以对所述抗压筒内固定的零部件进行冷却。进一步地，上述热电材料基底，每个所述低温侧电极片均通过热电材料件与其中两个所述高温侧电极片串联组合为第一单元，各个所述第一单元之间串联；或，每个所述高温侧电极片均通过热电材料件与其中两个所述低温侧电极片串联组合为第二单元，各个所述第二单元之间串联。进一步地，上述热电材料基底，所述热电材料件包括：成对设置的P型电腿和N型电腿；其中，在各所述第一单元中，所述P型电腿连接在所述低温侧电极片和其中一个所述高温侧电极片之间，所述N型电腿连接在所述低温侧电极片和另一个所述高温侧电极片之间；或，在各所述第二单元中，所述P型电腿连接在所述高温侧电极片和其中一个所述低温侧电极片之间，所述N型电腿连接在所述高温侧电极片和另一个所述低温侧电极片之间。进一步地，上述热电材料基底，所述低温侧绝缘板和所述高温侧绝缘板均为平板结构，并且，所述低温侧绝缘板的宽度小于所述高温侧绝缘板的宽度。进一步地，上述热电材料基底，所述低温侧绝缘板和/或所述高温侧绝缘板为陶瓷板。另一方面，本技术还提出了一种随钻测量仪，该随钻测量仪的井下仪器系统设置有上述热电材料基底。进一步地，上述随钻测量仪，所述随钻测量仪的井下仪器系统还包括：抗压筒，所述热电材料基底设置在所述抗压筒内且所述热电材料基底的高温侧绝缘板设置在所述抗压筒的内壁上，用以将所述高温侧绝缘板上的热量传导至所述抗压筒上；设置在所述抗压筒内的脉冲发生器、驱动器、定向测量器和供电系统，并且，所述脉冲发生器、所述驱动器、所述定向测量器和/或所述供电系统设置在所述热电材料基底的低温侧绝缘板。进一步地，上述随钻测量仪，所述供电系统与所述热电材料基底相连接，用以对所述热电材料基底进行供电。再一方面，本技术还提出了一种钻井设备，该钻井设备设置有上述随钻测量仪。进一步地，上述钻井设备，所述随钻测量仪中热电材料基底的高温侧绝缘板设置在所述随钻测量仪中抗压筒的内壁上，用以将所述高温侧绝缘板上的热量传导至所述抗压筒上；所述随钻测量仪的井下仪器系统设置在所述钻井设备的钻具内，并且，所述钻具内设置有钻井液，作为所述抗压筒上热量的传输介质。本技术提供的热电材料基底、随钻测量仪和钻井设备，通过并排且间隔设置的低温侧绝缘板和高温侧绝缘板，实现抗压筒内的零部件的固定；通过低温侧绝缘板上设置的低温侧电极片、高温侧绝缘板上设置的高温侧电极片和热电材料实现串联，以将输入的电能转化为温差，进而对高温侧绝缘板进行放热、对低温侧绝缘板进行制冷形成温差，从而通过低温的低温侧绝缘板对抗压筒内固定的零部件进行冷却降温，以给抗压筒内部的零部件提供适宜工作温度，即给抗压筒内部的零部件例如MWD仪器的脉冲发生器、驱动器、定向测量器和供电系统提供相对低温的相对适宜的工作温度，从而确保抗压筒内部的零部件的正常工作，即使得该抗压筒内的零部件可在外部高温环境下可正常工作，相当于扩大了该抗压筒的耐高温性能，从而扩大了MWD仪器的使用范围。当然，低温侧绝缘板亦可对抗压筒内的空气进行降温冷却，以给抗压筒内的零部件提供一个相对较低的相对适宜的工作温度。与现有技术中通过更换抗压筒内的零部件的耐高温元器件、电路、传感器等相比，成本大幅度降低，本实施例中热电材料基底的成本约为耐高温元件成本的1/5；尤其是，即使更换抗压筒内的零部件的耐高温元器件、电路、传感器等，其耐高温性能依然受限，而本实施例中通过热电材料基底对抗压筒内部的不耐高温的零部件进行冷却降温且给抗压筒内部的不耐高温的零部件提供相对低温相对适宜的工作温度，使得抗压筒内部的不耐高温的零部件可在外部高温环境下尤其是175-200℃时正常工作，填补了国内在175-200℃井下温度作业的MWD仪器使用的空白。附图说明通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本技术的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中：图1为本技术实施例提供的热电材料基底的使用状态结构示意图；图2为本技术实施例提供的热电材料基底的结构示意图；图3为本技术实施例提供的热电材料基底的又一结构示意图；图4为本技术实施例提供的随钻测量仪的井下仪器系统的结构示意图；图5为本技术实施例提供的随钻测量仪的井下仪器系统的局部结构示意图；图6为本技术实施例提供的随钻测量仪的井下仪器系统的又一局部结构示意图；图7为本技术实施例提供的钻井设备的结构示意图。具体实施方式下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施例。虽然附图中显示了本公开的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。需要说明本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种热电材料基底，用以实现抗压筒内零部件的固定，其特征在于，包括：并排且间隔设置的低温侧绝缘板（11）和高温侧绝缘板（12）；其中，/n所述高温侧绝缘板（12）用以设置且连接在所述抗压筒（2）的内壁上，并且，所述高温侧绝缘板（12）靠近所述低温侧绝缘板（11）的侧壁上设有若干个高温侧电极片（14）；/n所述低温侧绝缘板（11）用以设置在所述抗压筒（2）的内部且连接所述抗压筒内的零部件，所述低温侧绝缘板（11）靠近所述高温侧绝缘板（12）的侧壁上设有若干个低温侧电极片（13），所述低温侧电极片（13）与所述高温侧电极片（14）之间通过热电材料件（15）串联，用以利用帕尔帖效应对所述高温侧绝缘板（12）进行放热、对所述低温侧绝缘板（11）进行制冷形成温差，以对所述抗压筒（2）内固定的零部件（10）进行冷却。/n

【技术特征摘要】
1.一种热电材料基底，用以实现抗压筒内零部件的固定，其特征在于，包括：并排且间隔设置的低温侧绝缘板（11）和高温侧绝缘板（12）；其中，
所述高温侧绝缘板（12）用以设置且连接在所述抗压筒（2）的内壁上，并且，所述高温侧绝缘板（12）靠近所述低温侧绝缘板（11）的侧壁上设有若干个高温侧电极片（14）；
所述低温侧绝缘板（11）用以设置在所述抗压筒（2）的内部且连接所述抗压筒内的零部件，所述低温侧绝缘板（11）靠近所述高温侧绝缘板（12）的侧壁上设有若干个低温侧电极片（13），所述低温侧电极片（13）与所述高温侧电极片（14）之间通过热电材料件（15）串联，用以利用帕尔帖效应对所述高温侧绝缘板（12）进行放热、对所述低温侧绝缘板（11）进行制冷形成温差，以对所述抗压筒（2）内固定的零部件（10）进行冷却。


2.根据权利要求1所述的热电材料基底，其特征在于，
每个所述低温侧电极片（13）均通过所述热电材料件（15）与其中两个所述高温侧电极片（14）串联组合为第一单元（16），各个所述第一单元（16）之间串联；或，
每个所述高温侧电极片（14）均通过所述热电材料件（15）与其中两个所述低温侧电极片（13）串联组合为第二单元（17），各个所述第二单元（17）之间串联。


3.根据权利要求2所述的热电材料基底，其特征在于，所述热电材料件（15）包括：成对设置的P型电腿（151）和N型电腿（152）；其中，
在各所述第一单元（16）中，所述P型电腿（151）连接在所述低温侧电极片（13）和其中一个所述高温侧电极片（14）之间，所述N型电腿（152）连接在所述低温侧电极片（13）和另一个所述高温侧电极片（14）之间；或，
在各所述第二单元（17）中，所述P型电腿（151）连接在所述高温侧电极片（14）和其中一个所述低温侧电极片（13）之间，所述N型电腿（152）连接在所述高温侧电极片（14）和另一个所述低温侧电极片（13）之间。

【专利技术属性】
技术研发人员：李静，周伟，聂革，耿金峰，
申请(专利权)人：新奥科技发展有限公司，
类型：新型
国别省市：河北;13