钻井芯片的保护系统、保护方法及控制方法技术方案

本发明专利技术提供了一种钻井芯片的保护系统、保护方法及控制方法。钻井芯片的保护系统包括：壳体、舱体、冷却装置和隔热层；壳体的内部呈负压状态，舱体设置于壳体内，舱体内设置有钻井芯片；冷却装置设置于壳体的外部，用于通过向舱体输送具有预设温度的冷却液，通过冷却液与钻井芯片进行换热，以使钻井芯片冷却，并将换热后的冷却液输出；冷却液的温度低于钻井芯片的温度；隔热层包设于壳体的外壁。本发明专利技术中，通过冷却装置对钻井芯片进行冷却以使钻井芯片保持低温，提高了钻井芯片的抗高温能力，壳体的内部呈负压状态，避免了气体流动传热，壳体和隔热层能够对外界的温度进行隔离，避免外界温度传递给钻井芯片，还能使得舱体内保持低温状态。状态。状态。

【技术实现步骤摘要】
钻井芯片的保护系统、保护方法及控制方法


[0001]本专利技术涉及钻井
，具体而言，涉及一种钻井芯片的保护系统、保护方法及控制方法。

技术介绍

[0002]随着石油开采程度的不断推进，钻井工业的平均井深不断增加，这样一来，增大了石油钻井施工的难度。在石油勘探测井时，仪器常常在井下几千米深井中(可达8000m以上)工作，深井的环境特点是温度高、压力大,并有剧烈震动。在这样环境温度下，仪器中的电子器件及其组成的电路难以可靠工作，进而容易导致仪器出现故障，影响钻井工作效率。

技术实现思路

[0003]鉴于此，本专利技术提出了一种钻井芯片的保护系统，旨在解决现有技术在对深井进行勘探时仪器无法在深井环境中可靠工作的问题。本专利技术还提出了一种钻井芯片的保护方法和钻井芯片的保护控制方法。
[0004]一个方面，本专利技术提出了一种钻井芯片的保护系统，该系统包括：壳体、舱体、冷却装置和隔热层；其中，壳体的内部呈负压状态，舱体设置于壳体内，舱体内设置有钻井芯片；冷却装置设置于壳体的外部，用于通过向舱体输送具有预设温度的冷却液，通过冷却液与钻井芯片进行换热，以使钻井芯片冷却，并将换热后的冷却液输出；冷却液的温度低于钻井芯片的温度；隔热层包设于壳体的外壁。
[0005]进一步地，上述钻井芯片的保护系统中，冷却装置包括：第一换热装置和降温装置；其中，第一换热装置和降温装置均设置于壳体的同一侧，第一换热装置的第一入口用于接收钻井液，第一换热装置的第二入口通过输出管与舱体相连通，以接收与钻井芯片换热后的冷却液；第一换热装置的第一出口用于将与冷却液换热升温后的钻井液输出，第一换热装置的第二出口通过降温装置和输入管与舱体相连通；降温装置用于对与钻井液换热降温后的冷却液进行降温，并将降温后的冷却液输送至舱体内。
[0006]进一步地，上述钻井芯片的保护系统中，冷却装置还包括：压缩机，压缩机设置于壳体的另一侧，压缩机的入口与输出管相连接，以接收与钻井芯片换热后的冷却液，压缩机的出口与第一换热装置的第二入口相连接，以将升压升温后的冷却液输送至第一换热装置；和/或，发电机，发电机的入口用于接收钻井液，发电机的出口与第一换热装置的第一入口相连接。
[0007]进一步地，上述钻井芯片的保护系统中，第一换热装置为冷凝器；和/或，降温装置为降压阀，减压阀设置于输入管。
[0008]进一步地，上述钻井芯片的保护系统中，冷却装置还包括：第二换热装置；其中，第二换热装置设置于隔热层的外部，第二换热装置的第一入口与压缩机的出口相连接，第二换热装置的第二入口与第一换热装置的第一出口相连接，第二换热装置的第一出口与第一换热装置的第二入口相连接以将换热降温后的冷却液输送至第一换热装置，第二换热装置
的第二出口用于将换热升温后的钻井液输出。
[0009]本专利技术中，通过冷却装置对钻井芯片进行冷却，能够使得钻井芯片保持低温，提高了钻井芯片的抗高温能力，进而保证了钻具的正常工作，提高了钻井效率，解决了现有技术在对深井进行勘探时仪器无法在深井环境中可靠工作的问题，壳体的内部呈负压状态，避免了气体流动传热进而避免了钻井芯片温度的传递，起到了隔热作用，并且，壳体和隔热层能够对外界的温度进行隔离，避免外界温度传递给钻井芯片，还能使得舱体内保持低温状态，保证钻井芯片的稳定工作，同时，钻井芯片能够在高温环境下工作，使得钻井芯片的工作范围灵活可调节。
[0010]另一方面，本专利技术还提出了一种钻井芯片的保护方法，该方法包括如下步骤：第一换热步骤，将钻井液和冷却液均输送至换热装置中，钻井液与冷却液进行换热，以使冷却液降温；降温步骤，对换热降温后的冷却液再次降温；第二换热步骤，将降温后的冷却液输送至舱体内，以对舱体内的钻井芯片进行冷却；处理步骤，将与钻井芯片换热升温后的冷却液输送至换热装置中；当检测到钻井芯片的温度大于等于预设工作温度时重复上述各步骤。
[0011]进一步地，上述钻井芯片的保护方法中，第一换热步骤之前还包括：检测钻井芯片的温度，当钻井芯片的温度大于等于预设工作温度时执行第一换热步骤、降温步骤、第二换热步骤和处理步骤，以对钻井芯片进行降温；再次检测钻井芯片的温度，当钻井芯片的温度大于等于预设工作温度时重复第一换热步骤、降温步骤、第二换热步骤和处理步骤，直至当钻井芯片的温度小于预设工作温度时停止对钻井芯片降温。
[0012]进一步地，上述钻井芯片的保护方法中，处理步骤包括：升温子步骤，对与钻井芯片换热升温后的冷却液进行升压升温；输出子步骤，将升压升温后的冷却液输送至换热装置中；降温步骤中，对换热降温后的冷却液进行降压降温。
[0013]本专利技术中，钻井液与冷却液换热后，能够使得冷却液的温度降低，然后对降温后的冷却液进一步降温，再将冷却液输送至舱体内与钻井芯片进行热交换，不仅充分利用了钻井液的温度，提高了能源利用率，还能保证冷却液具有足够低温，进而实现对钻井芯片的降温，提高了钻井芯片的抗高温能力，进而保证了钻具的正常工作，提高了钻井效率，并且，钻井芯片能够在高温环境下工作，使得钻井芯片的工作范围灵活可调节。
[0014]另一方面，本专利技术还提出了一种钻井芯片的保护控制方法，该方法包括如下步骤：检测步骤，检测钻井芯片的温度；调节步骤，将钻井芯片的温度与预设工作温度进行比较，并在钻井芯片的温度大于等于预设工作温度时，通过冷却装置来对钻井芯片进行冷却；在钻井芯片的温度小于预设工作温度时延迟预设时间后重复检测步骤和调节步骤。
[0015]进一步地，上述钻井芯片的保护控制方法中，调节步骤中，在钻井芯片的温度大于等于预设工作温度时，通过增大冷却液的流量和/或钻井液的流量以使冷却液与钻井液进行换热，使得通过冷却液对钻井芯片进行冷却。
[0016]进一步地，上述钻井芯片的保护控制方法中，调节步骤包括：冷却液流量调节子步骤，将钻井芯片的温度与预设工作温度进行比较，在钻井芯片的温度大于等于预设工作温度时，增大压缩机的功率以增大冷却液的流量；再次检测钻井芯片的温度，并在该次检测到的钻井芯片的温度大于等于上一次检测到的钻井芯片的温度时，继续增大压缩机的功率；钻井液流量第一调节子步骤，重复冷却液流量调节子步骤，直至压缩机的功率增大至最大功率时，增大泥浆泵的功率以增大钻井液的流量；钻井液流量第二调节子步骤，再次检测钻
井芯片的温度，并在该次检测到的钻井芯片的温度大于等于上一次检测到的钻井芯片的温度时，继续增大泥浆泵的功率；重复钻井液流量第二调节子步骤，直至泥浆泵的功率增大至最大功率。
[0017]本专利技术中，通过冷却装置对钻井芯片进行冷却，能够使得钻井芯片保持低温，提高了钻井芯片的抗高温能力，进而保证了钻具的正常工作，提高了钻井效率。
附图说明
[0018]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，而并不认为是对本专利技术的限制。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：
[0019]图1为本专利技术实施例提本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种钻井芯片的保护系统，其特征在于，包括：壳体(1)、舱体(2)、冷却装置(5)和隔热层(4)；其中，所述壳体(1)的内部呈负压状态，所述舱体(2)设置于所述壳体(1)内，所述舱体(2)内设置有钻井芯片(3)；所述冷却装置(5)设置于所述壳体(1)的外部，用于通过向舱体(2)输送具有预设温度的冷却液，通过所述冷却液与所述钻井芯片(3)进行换热，以使所述钻井芯片(3)冷却，并将换热后的冷却液输出；所述冷却液的温度低于所述钻井芯片(3)的温度；所述隔热层(4)包设于所述壳体(1)的外壁。2.根据权利要求1所述的钻井芯片的保护系统，其特征在于，所述冷却装置(5)包括：第一换热装置(51)和降温装置(52)；其中，所述第一换热装置(51)和所述降温装置(52)均设置于所述壳体(1)的同一侧，所述第一换热装置(51)的第一入口用于接收钻井液，所述第一换热装置(51)的第二入口通过输出管(6)与所述舱体(2)相连通，以接收与钻井芯片换热后的冷却液；所述第一换热装置(51)的第一出口用于将与冷却液换热升温后的钻井液输出，所述第一换热装置(51)的第二出口通过所述降温装置(52)和输入管(7)与所述舱体(2)相连通；所述降温装置(52)用于对与钻井液换热降温后的冷却液进行降温，并将降温后的冷却液输送至所述舱体(2)内。3.根据权利要求2所述的钻井芯片的保护系统，其特征在于，所述冷却装置(5)还包括：压缩机(53)，所述压缩机(53)设置于所述壳体(1)的另一侧，所述压缩机(53)的入口与所述输出管(6)相连接，以接收与钻井芯片换热后的冷却液，所述压缩机(53)的出口与所述第一换热装置(51)的第二入口相连接，以将升压升温后的冷却液输送至所述第一换热装置(51)；和/或，发电机(55)，所述发电机(55)的入口用于接收所述钻井液，所述发电机(55)的出口与所述第一换热装置(51)的第一入口相连接。4.根据权利要求3所述的钻井芯片的保护系统，其特征在于，所述第一换热装置(51)为冷凝器；和/或，所述降温装置(52)为降压阀，所述降压阀设置于所述输入管(7)。5.根据权利要求3所述的钻井芯片的保护系统，其特征在于，所述冷却装置(5)还包括：第二换热装置(54)；其中，所述第二换热装置(54)设置于所述隔热层(4)的外部，所述第二换热装置(54)的第一入口与所述压缩机(53)的出口相连接，所述第二换热装置(54)的第二入口与所述第一换热装置(51)的第一出口相连接，所述第二换热装置(54)的第一出口与所述第一换热装置(51)的第二入口相连接以将换热降温后的冷却液输送至第一换热装置(51)，所述第二换热装置(54)的第二出口用于将换热升温后的钻井液输出。6.一种钻井芯片的保护方法，其特征在于，包括如下步骤：第...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈培培，汪国庆，朱晓军，周伟，焦少卿，吴堃，房金刚，
申请(专利权)人：新奥科技发展有限公司，
类型：发明
国别省市：