【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及钻井工程，特别涉及一种井下工具冷却装置、井下钻具组合、钻井系统及应用。
技术介绍
1、在石油和天然气等油气田开发或地热钻井施工中，底部钻具组合通过钻杆连接从井底延伸到地面。随着钻头旋转，钻井液润滑钻头并从水眼中喷出，通过裸眼或者套管与钻具形成的环形通道流到地面。
2、底部钻具组合除钻头外，经常包括井下工具的电气系统模块，主要包括传感模块、控制模块和脉冲模块。传感模块为司钻提供信息关于正在钻穿的地层，使用“随钻测量”(mwd)或“随钻测井”(lwd)；传感模块提供有关钻井井斜、方位角的数据，以调控钻头朝钻进方向前进；传感模块的信号通常是由控制模块接收和处理，控制模块包含数字化的电子元件、存储传感器数据。控制模块利用脉冲模块在钻井液流中产生声脉冲，将传感器信号转发出去。压力脉冲传送到地面进行检测和解码，为司钻提供信息。
3、电气系统模块中的电子元件会产生热量，且地层中的高温传入井下工具中，导致其电子元件温度过热引起电气系统故障或缩短电子元件的预期寿命。为了减少进入井下工具的热量，可使用热绝缘体或将电子设备放在真空绝热管中。通常真空绝热管将电子设备与井下工具的壳体隔绝开，阻隔热进入电子舱室。电子元器件通过真空绝热管隔绝进入电子舱室的热量和电子元件产生的热量，保持环境温度在电器的正常工作温度。
技术实现思路
1、专利技术人发现，目前采用主动降温的电子压缩机冷却系统需要外部电源，且制冷功率较低，无法满足井下降温需求。热电冷却器系统停止运行时，系统成为一个
2、鉴于上述问题，提出了本专利技术以便提供一种克服上述问题或者至少部分地解决上述问题的一种井下工具冷却装置、井下钻具组合、钻井系统及应用。
3、第一方面，本专利技术实施例提供一种井下工具冷却装置，可以包括：真空绝热管、电子元器件支架、蒸发器、内管、外管、支撑组件、水舱组件和蒸汽回收组件；
4、所述电子元器件支架、所述蒸发器、所述内管、所述外管设置在所述真空绝热管内部；
5、所述真空绝热管两端分别设置有支撑组件，所述内管和所述外管分别贯穿所述支撑组件并向外延伸；所述真空绝热管与所述水舱组件的一端连接，所述水舱组件的另一端与所述蒸汽回收组件连接；
6、所述蒸发器位于所述真空绝热管的近端，与所述内管的近端和所述外管的近端连通，所述内管贯穿所述水舱组件，其远端与所述蒸汽回收组件连通；所述外管的远端与所述水舱组件连通；所述电子元器件支架位于所述蒸发器和远端的支撑组件之间。
7、可选的，所述电子元器件支架上设有用于安装电子元器件的键槽；所述键槽内设有柔性支撑材料。
8、可选的，该装置还可以包括：套设于所述真空绝热管外侧的工具外壳。
9、可选的，所述支撑组件可以包括：第一同心管支撑件、第二同心管支撑件以及与所述第二同心管支撑件抵接的工具外壳支撑件；
10、所述第一同心管支撑件、所述第二同心管支撑件和所述工具外壳支撑件上开设有安装所述内管和所述外管的通孔；所述第一同心管支撑件靠近所述真空绝热管的一端呈台阶结构，所述真空绝热管的近端套设于所述第一同心管支撑件的台阶上；所述第一同心管支撑件用于将所述电子元器件支架所在区域与所述蒸发器所在区域分隔；所述第二同心管支撑件靠近所述真空绝热管的一端呈台阶结构，所述真空绝热管的远端套设于所述第二同心管支撑件的台阶上；
11、所述工具外壳支撑件的两端分别呈台阶结构，所述工具外壳和所述水舱组件的水舱外壳分别套设在所述工具外壳支撑件的台阶上；所述第二同心管支撑件和所述工具外壳支撑件用于将所述电子元器件支架所在区域与所述水舱组件的水舱所在区域分隔。
12、可选的，所述第二同心管支撑件和所述工具外壳支撑件可一体成型。
13、可选的，所述工具外壳支撑件为弹性隔热材质。
14、可选的，该装置还可以包括：控制阀；
15、所述控制阀位于所述外管的近端，用以控制所述蒸发器蒸发液体的蒸发速率。
16、可选的，所述水舱组件可以包括：水舱外壳和水舱支撑组件；
17、所述水舱支撑组件包括：第三同心管支撑件、水舱外壳支撑件和若干个水舱支架；
18、所述水舱支架分布于所述水舱外壳中，以支撑所述水舱外壳形成水舱；
19、所述第三同心管支撑件和所述水舱外壳支撑件嵌于所述水舱外壳的远端；
20、所述第三同心管支撑件上开设有安装所述内管和所述外管的通孔；
21、所述水舱外壳支撑件包括筒体和与所述筒体连接的凸台；所述筒体的直径大于所述凸台的直径，且所述凸台上开设有安装所述内管的通孔；
22、所述第三同心管支撑件盖合在所述筒体的一端，以使所述第三同心管支撑件和所述筒体形成一密闭空间，所述外管的远端延伸至所述密闭空间。
23、可选的，所述第三同心管支撑件上附着有铁海绵；或，所述第三同心管支撑件为铁海绵材质；
24、所述水舱内储存有水和氮气的混合物。
25、可选的，所述蒸汽回收组件可以包括：沸石舱外壳、沸石柱和若干沸石舱支架；
26、所述沸石舱支架分布于所述沸石舱外壳中以分隔出若干个沸石舱；
27、所述沸石舱用于盛放沸石柱，以吸收由内管从所述蒸发器中导出的水蒸汽。
28、可选的，所述蒸汽回收组件还可以包括：弹性件，所述弹性件套设于所述水舱组件的水舱外壳支撑件的凸台中，以抵接于所述沸石柱。
29、第二方面，本专利技术实施例提供一种第一方面所述的井下工具冷却装置在钻井系统中的应用。
30、第三方面，本专利技术实施例提供一种井下钻具组合，可以包括：钻头、钻挺、短节和如第一方面所述的井下工具冷却装置；
31、所述钻头、所述钻挺、所述井下工具冷却装置和所述短节依次连接；
32、所述井下工具冷却装置的电子元器件支架上设置有若干电子元器件。
33、第四方面，本专利技术实施例提供一种钻井系统，可以包括：地面钻井设备和如第一方面所述的井下钻具组合。
34、本专利技术实施例中提供的上述技术方案的有益效果至少包括：
35、本专利技术实施例中提供了一种井下工具冷却装置、井下钻具组合、钻井系统及应用，该装置可以包括：真空绝热管、电子元器件支架、蒸发器、内管、外管、支撑组件、水舱组件和蒸汽回收组件；所述电子元器件支架、所述蒸发器、所述内管、所述外管设置在所述真空绝热管内部；所述真空绝热管两端分别设置有支撑组件，所述内管和所述外管分别贯穿所述支撑组件并向外延伸；所述真空绝热管与所述水舱组件的一端连接，所述水舱组件的另一端与所述蒸汽回收组件连接；所述蒸发器位于所述真空绝热管的近端，与所述内管的近端和所述外管的近端连本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种井下工具冷却装置，其特征在于，包括：真空绝热管、电子元器件支架、蒸发器、内管、外管、支撑组件、水舱组件和蒸汽回收组件；
2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述电子元器件支架上设有用于安装电子元器件的键槽；所述键槽内设有柔性支撑材料。
3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，还包括：套设于所述真空绝热管外侧的工具外壳。
4.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，所述支撑组件包括：第一同心管支撑件、第二同心管支撑件以及与所述第二同心管支撑件抵接的工具外壳支撑件；
5.根据权利要求4所述的装置，其特征在于，所述第二同心管支撑件和所述工具外壳支撑件可一体成型。
6.根据权利要求4所述的装置，其特征在于，所述工具外壳支撑件为弹性隔热材质。
7.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，还包括：控制阀；
8.根据权利要求1～7中任一项所述的装置，其特征在于，所述水舱组件包括：水舱外壳和水舱支撑组件；
9.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，所述第三同心管支撑件上附着有铁海绵；或，所
10.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，所述蒸汽回收组件包括沸石舱外壳、沸石柱和若干沸石舱支架；
11.根据权利要求10所述装置，其特征在于，还包括：弹性件，所述弹性件套设于所述水舱组件的水舱外壳支撑件的凸台中，以抵接于所述沸石柱。
12.一种如权利要求1～11中任一项所述的井下工具冷却装置在钻井系统中的应用。
13.一种井下钻具组合，其特征在于，包括：钻头、钻挺、短节和如权利要求1～11中任一项所述的井下工具冷却装置；
14.一种钻井系统，其特征在于，包括：地面钻井设备和如权利要求13所述的井下钻具组合。
...【技术特征摘要】
1.一种井下工具冷却装置，其特征在于，包括：真空绝热管、电子元器件支架、蒸发器、内管、外管、支撑组件、水舱组件和蒸汽回收组件；
2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述电子元器件支架上设有用于安装电子元器件的键槽；所述键槽内设有柔性支撑材料。
3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，还包括：套设于所述真空绝热管外侧的工具外壳。
4.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，所述支撑组件包括：第一同心管支撑件、第二同心管支撑件以及与所述第二同心管支撑件抵接的工具外壳支撑件；
5.根据权利要求4所述的装置，其特征在于，所述第二同心管支撑件和所述工具外壳支撑件可一体成型。
6.根据权利要求4所述的装置，其特征在于，所述工具外壳支撑件为弹性隔热材质。
7.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，还包括：控制阀；
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【专利技术属性】
技术研发人员：冯明，杨恒林，王元，付利，郭凯杰，陈刚，袁光杰，夏焱，乔磊，张恒，王子昕，
申请(专利权)人：中国石油天然气集团有限公司，
类型：发明
国别省市：
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