一種用于井下儀器的制冷裝置的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種用于石油勘探井下儀器的制冷系統(tǒng)，其中，由上接頭、金屬導(dǎo)熱承壓接頭、密封外殼組成的密閉系統(tǒng)，其內(nèi)部放置一套由電動機(jī)、壓力泵、冷凝器、截流管和蒸發(fā)器組成的制冷系統(tǒng)，蒸發(fā)器放置在保溫瓶內(nèi)部，蒸發(fā)器上放置電路板，通過蒸發(fā)器降低保溫瓶內(nèi)部溫度，從而使得保溫瓶內(nèi)部溫度大大低于外部高溫高壓泥漿溫度，保溫瓶內(nèi)部放置一個吸熱劑，一旦制冷系統(tǒng)出現(xiàn)故障，內(nèi)部吸熱劑吸收保溫瓶內(nèi)部的熱量，保溫瓶和隔熱石棉隔離密封外殼外部傳導(dǎo)的熱量，從而確保一定時間內(nèi)保溫瓶內(nèi)部溫度維持在合理的溫度范圍內(nèi)，通過內(nèi)部溫度傳感器可實時監(jiān)測保溫瓶內(nèi)部的溫度。
【專利說明】
一種用于井下儀器的制冷裝置
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及用于石油勘探井下儀器的一種制冷裝置，尤其涉及一種用于降低勘探石油的井下儀器的內(nèi)部測量電路工作溫度的制冷裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]在石油開發(fā)的過程中，需要使用各種測量儀器，測量地層內(nèi)部的流體及巖石的各種物理參數(shù)，準(zhǔn)確地確定油層位置，方便開采石油。但在深井的測量儀器，要經(jīng)受井下高溫環(huán)境，要確保儀器內(nèi)部測量電路正常工作。
[0003]目前，市場上出現(xiàn)各種井下測量儀器，為了確保內(nèi)部的測量電路工作正常，通常采用兩種方式:一種方式是將測量電路和吸熱劑放置在金屬保溫瓶內(nèi)部，隨著保溫瓶內(nèi)部溫度升高，吸熱劑氣化，從而吸收熱量，來降低內(nèi)部的各種溫度，但是這種方式受到工作時間的限制，一旦超過一定時間吸熱劑全部氣化完成，保溫瓶內(nèi)部溫度則不再降低，反而隨著時間的延長保溫瓶內(nèi)部的溫度上升。另一種方式就是采用高溫電子器件制作電路，直接暴露在高溫環(huán)境中，不適用保溫瓶和吸熱劑，但是這種方式成本太高，而且有些電子器件不能耐高溫，限制了測量儀器功能的應(yīng)用。
[0004]因此，本領(lǐng)域技術(shù)人員亟待開發(fā)一種能夠幫助井下各種在高溫環(huán)境中工作的測量儀器降到合適溫度的制冷裝置。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明為了克服現(xiàn)有技術(shù)的缺點，提出一種將一套小型制冷系統(tǒng)放置在儀器內(nèi)部，來降低儀器內(nèi)部測量電路的溫度，不受工作時間限制，成本較低。
[0006]為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用了如下結(jié)構(gòu):一種用于井下儀器的制冷裝置，其包括有密封外殼，密封外殼的內(nèi)腔設(shè)置有金屬保溫瓶，其中，所述金屬保溫瓶的頭部與金屬導(dǎo)熱承壓頭密封連接，金屬保溫瓶的內(nèi)部設(shè)置有蒸發(fā)器，蒸發(fā)器的內(nèi)部設(shè)置有流體通道，制冷劑在流體通道內(nèi)部由于溫度升高而氣化并沿著流體通道流動，制冷劑氣化吸收熱量;隔熱石棉位于金屬導(dǎo)熱承壓頭端部，從而將金屬保溫瓶內(nèi)部空氣與金屬保溫瓶外部空氣隔離。
[0007]進(jìn)一步地，所述金屬導(dǎo)熱承壓頭的腔中還設(shè)置有金屬固定盤，所述隔熱石棉將金屬固定盤與蒸發(fā)器隔離開，金屬固定盤上固定有壓力栗，壓力栗連接于直流電動機(jī)，冷凝器采用螺旋結(jié)構(gòu)以擴(kuò)大散熱面積，且套設(shè)于壓力栗和直流電動機(jī)外側(cè)，冷凝器和金屬導(dǎo)熱承壓頭內(nèi)腔表面直接接觸，便于將熱量傳導(dǎo)到外部高溫高壓泥漿。
[0008]進(jìn)一步地，所述截流管穿過隔熱石棉且將蒸發(fā)器內(nèi)部的流體通道的入口連接于冷凝器出口；連接管穿過隔熱石棉且將蒸發(fā)器內(nèi)部的流體通道的出口連接于壓力栗的入口處，壓力栗的出口連接于冷凝器的入口。
[0009]進(jìn)一步地，制冷劑通過截流管從冷凝器進(jìn)入流體通道，并在流體通道內(nèi)部由于溫度升高而氣化并沿著流體通道流動;截流管內(nèi)部加工有細(xì)長孔，以實現(xiàn)阻流作用，避免了冷凝器中的制冷劑沒有完全降溫到理想溫度就過快的進(jìn)入到流體通道。
[0010]進(jìn)一步地，所述蒸發(fā)器采用了工字型結(jié)構(gòu)，其上下兩面放置有電路板。
[0011]進(jìn)一步地，所述密封外殼與所述金屬導(dǎo)熱承壓頭密封連接;所述金屬導(dǎo)熱承壓頭密封連接有上接頭，上接頭與電氣接頭連接，電氣接頭通過導(dǎo)線分別供電于直流電動機(jī)和電路板工作。
[0012]進(jìn)一步地，所述金屬保溫瓶的頭部與金屬導(dǎo)熱承壓頭螺紋固定連接。
[0013]進(jìn)一步地，所述金屬保溫瓶內(nèi)部的最下端進(jìn)一步設(shè)置有用于輔助降溫的吸熱劑，吸熱劑通過螺釘連接于蒸發(fā)器的下部。
[0014]進(jìn)一步地，本發(fā)明還包括一種與本發(fā)明所述制冷裝置相關(guān)的制冷方法，其中，電路板長時間工作，并發(fā)熱，與其連接的蒸發(fā)器吸熱，從而使得蒸發(fā)器內(nèi)部的制冷劑氣化，氣化后的制冷劑在壓力栗的作用下，沿著蒸發(fā)器內(nèi)部的流體通道單方向流動，并且通過連接管進(jìn)入壓力栗，然后再進(jìn)入到冷凝器中，氣化后的制冷劑在冷凝器的作用下液化，并通過截流管再次進(jìn)入到蒸發(fā)器內(nèi)部的流體通道，進(jìn)而進(jìn)入下一個制冷過程。
[0015]進(jìn)一步地，如果制冷系統(tǒng)出現(xiàn)故障后，蒸發(fā)器在電路板的長期工作下開始升溫，設(shè)置于蒸發(fā)器下方的吸熱劑吸熱，從而實現(xiàn)了在一段時間內(nèi)保持金屬保溫瓶內(nèi)部的溫度。
[0016]采用了上述結(jié)構(gòu)的制冷裝置，其結(jié)構(gòu)精簡、穩(wěn)定、可靠，不僅可以實現(xiàn)制冷的作用，同時還能實現(xiàn)持續(xù)制冷，而且還克服了現(xiàn)有技術(shù)中制冷方式受到時間的限制的缺陷。
【附圖說明】
[0017]圖1為本發(fā)明所述制冷裝置的縱向剖視圖；
[0018]圖2為本發(fā)明所述制冷裝置沿著圖1中F-F方向剖切而得的另一縱向剖視圖；
[0019]圖3為本發(fā)明所述制冷裝置沿著圖2中G-G方向剖切而得的橫截面剖視圖。
[0020]圖4展示了本發(fā)明所述制冷裝置有關(guān)截流管8、連接管9、冷凝器入口、冷凝器出口、以及高壓栗入口、高壓栗出口的連接關(guān)系。
【具體實施方式】
[0021]為了更好的說明本發(fā)明的結(jié)構(gòu)和工作原理，下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的一種【具體實施方式】進(jìn)行詳細(xì)描述。
[0022]如圖1和圖2所示，本發(fā)明所述的制冷裝置包括有上接頭2、金屬導(dǎo)熱承壓頭3以及密封外殼12，所述上接頭2、金屬導(dǎo)熱承壓頭3以及密封外殼12依次密封連接組成一個具有內(nèi)腔的密閉系統(tǒng)，優(yōu)選地，所述密封外殼12與金屬導(dǎo)熱承壓頭的連接處設(shè)置有密封圈，所述金屬導(dǎo)熱承壓頭3與上接頭2的連接處設(shè)置有密封圈。
[0023]為了能夠更簡單明了的說明本發(fā)明的結(jié)構(gòu)，下面將按照圖1和圖2中所示的上下方向?qū)Ρ景l(fā)明所述制冷裝置做出描述，但是本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該理解的是，該方向性描述不用作限制本發(fā)明。
[0024]如圖1和圖2所示，所述密封外殼12的內(nèi)腔設(shè)置有金屬保溫瓶11，所述金屬保溫瓶11的頭部與金屬導(dǎo)熱承壓頭3螺紋固定連接。金屬導(dǎo)熱承壓頭3的與金屬保溫瓶11連接的端部處設(shè)置有隔熱石棉17，該隔熱石棉17將密封系統(tǒng)分為保溫瓶內(nèi)部以及保溫瓶外部;金屬保溫瓶11和隔熱石棉17隔離密封外殼外部傳到的熱量，從而降低保溫瓶內(nèi)部的溫度，進(jìn)而確保保溫瓶內(nèi)部溫度維持在合理的溫度范圍內(nèi)。
[0025]所述金屬保溫瓶11內(nèi)部設(shè)置有蒸發(fā)器10，蒸發(fā)器10的內(nèi)部設(shè)置有流體通道26，制冷劑19在流體通道26內(nèi)部由于溫度升高而氣化而按照一定方向流動(在本實施例中，氣化后的制冷劑19在壓力栗7的作用下沿著流體通道26順時針流動)，制冷劑19氣化吸收熱量，從而降低了保溫瓶內(nèi)部的溫度。所述隔熱石棉17位于蒸發(fā)器10和金屬固定盤25之間，從而將蒸發(fā)器10和金屬固定盤25隔離，進(jìn)而將保溫瓶外部空氣24與保溫瓶內(nèi)部空氣18隔離。在本實施例中，截流管8的出口端連接于蒸發(fā)器1的流體通道26的入口，連接管9的入口端連接于蒸發(fā)器10的流體通道26的出口；所述金屬導(dǎo)熱承壓頭3的腔內(nèi)還設(shè)置有壓力栗7，壓力栗7固定于金屬固定盤25上，且壓力栗7上方設(shè)置有直流電動機(jī)6，冷凝器5采用螺旋結(jié)構(gòu)以擴(kuò)大散熱面積，其套設(shè)于壓力栗7和直流電動機(jī)6外側(cè)，且冷凝器5和金屬導(dǎo)熱承壓頭3內(nèi)腔表面直接接觸，從而將熱量傳導(dǎo)到外部高溫高壓泥漿20，有利于散熱；如圖1和圖4所示，所述連接管9的出口端穿過隔熱石棉17連接于壓力栗7的入口 34，壓力栗7的出口 31通過內(nèi)部管道連接于冷凝器入口 32，冷凝器出口 33連接于截流管8的入口端。
[0026]如圖3所示，蒸發(fā)器10采用導(dǎo)熱性非常好的材料，在本實施例中，蒸發(fā)器采用了工字型結(jié)構(gòu)，其上下兩面放置有電路板14。
[0027]由圖1和圖2可知，直流電動機(jī)6、壓力栗7、冷凝器5、截流管8、連接管9以及金屬固定盤25處于金屬導(dǎo)熱承壓頭3的腔內(nèi)，且直流電動機(jī)6與壓力栗7軸向連接，壓力栗7通過密封螺紋安裝在固定盤25上。當(dāng)上接頭2與電氣接頭I連接時，來自于電氣接頭I的導(dǎo)線4穿過上接頭內(nèi)腔連接于直流電動機(jī)，給直流電動機(jī)6提供動力，直流電動機(jī)6帶動壓力栗7工作，進(jìn)而實現(xiàn)了氣化后的制冷劑19沿著蒸發(fā)器10的流體通道26沿著一個方向流動，優(yōu)選順時針方向流動，進(jìn)而通過連接管9進(jìn)入到壓力栗7中，然后進(jìn)入冷凝器5中，氣化后的制冷劑17在冷凝器5的作用下液化為液體制冷劑，并且通過截流管8進(jìn)入到保溫瓶11內(nèi)的蒸發(fā)器10中再次對保溫瓶內(nèi)部進(jìn)行制冷。
[0028]石油勘探測量過程中，電路板14通過導(dǎo)線與電氣接頭連接，電路板由于長時間工作而升溫，從而使得蒸發(fā)器10內(nèi)部的制冷劑19氣化，從而降低了蒸發(fā)器10的表面溫度，進(jìn)而降低了金屬保溫瓶11內(nèi)部的溫度，也進(jìn)而降低了電路板14的溫度，從而實現(xiàn)了電路板14可持續(xù)的工作。
[0029]進(jìn)一步地，所述金屬保溫瓶11的內(nèi)部的最下端還可以設(shè)置有吸熱劑13，吸熱劑13通過螺釘27連接于蒸發(fā)器10的下部，從而，一旦制冷系統(tǒng)出現(xiàn)故障，內(nèi)部吸熱劑吸收由密封外殼外部傳導(dǎo)的熱量以及蒸發(fā)器的熱量，從而確保在一定時間內(nèi)保溫瓶內(nèi)部溫度維持在合理的溫度范圍內(nèi)。
[0030]進(jìn)一步地，截流管8穿過隔熱石棉17且將蒸發(fā)器10內(nèi)部的流體通道26的入口連接于冷凝器出口33，所述截流管8內(nèi)部加工有細(xì)長孔28，實現(xiàn)了阻流作用，由于流體通道26的流通面積遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于截流管8的流通面積，所以避免了冷凝器中的制冷劑在沒有降溫到理想情況下便進(jìn)入到蒸發(fā)器的流體通道26的現(xiàn)象，從而提高了制冷的效果。
[0031]以上所述僅是本發(fā)明所述的用于井下儀器的制冷裝置的一種優(yōu)選實施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對于相關(guān)領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，做出的細(xì)微變型和改進(jìn)，也應(yīng)視為屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。
【主權(quán)項】
1.一種用于井下儀器的制冷裝置，其包括有密封外殼(12)，密封外殼(12)的內(nèi)腔設(shè)置有金屬保溫瓶(11)，其特征在于，所述金屬保溫瓶(11)的頭部與金屬導(dǎo)熱承壓頭(3)密封連接，金屬保溫瓶(11)的內(nèi)部設(shè)置有蒸發(fā)器(10)，蒸發(fā)器(10)的內(nèi)部設(shè)置有流體通道(26)，制冷劑(19)在流體通道(26)內(nèi)部由于溫度升高而氣化并沿著流體通道(26)流動，制冷劑(19)氣化吸收熱量；隔熱石棉(17)位于金屬導(dǎo)熱承壓頭(3)端部，從而將金屬保溫瓶內(nèi)部空氣(18)與金屬保溫瓶外部空氣(24)隔離。2.如權(quán)利要求1所述的制冷裝置，其中，所述金屬導(dǎo)熱承壓頭3的腔中還設(shè)置有金屬固定盤(25)，所述隔熱石棉(17)將金屬固定盤(25)與蒸發(fā)器(10)隔離開，金屬固定盤(25)上固定有壓力栗(7)，壓力栗(7)連接于直流電動機(jī)(6)，冷凝器(5)采用螺旋結(jié)構(gòu)以擴(kuò)大散熱面積，且套設(shè)于壓力栗(7)和直流電動機(jī)(6)外側(cè)，冷凝器(5)和金屬導(dǎo)熱承壓頭(3)內(nèi)腔表面直接接觸，便于將熱量傳導(dǎo)到外部高溫高壓泥漿(20)。3.如權(quán)利要求2所述的制冷裝置，其中，截流管(8)穿過隔熱石棉(17)且將蒸發(fā)器(10)內(nèi)部的流體通道(26)的入口連接于冷凝器出口(33);連接管(9)穿過隔熱石棉(17)且將蒸發(fā)器(10)內(nèi)部的流體通道(26)的出口連接于壓力栗(7)的入口處，壓力栗(7)的出口連接于冷凝器(5)的入口(32)。4.如權(quán)利要求2所述的制冷裝置，其中，制冷劑(19)通過截流管(8)從冷凝器(5)進(jìn)入流體通道(26)，并在流體通道(26)內(nèi)部由于溫度升高而氣化并沿著流體通道(26)流動;截流管(8)內(nèi)部加工有細(xì)長孔(28)，以實現(xiàn)阻流作用，避免了冷凝器(5)中的制冷劑沒有完全降溫到理想溫度就過快的進(jìn)入到流體通道。5.如權(quán)利要求2所示的制冷裝置，其中，所述蒸發(fā)器(10)采用了工字型結(jié)構(gòu)，其上下兩面放置有電路板(14)。6.如權(quán)利要求5所述的制冷裝置，其中，所述密封外殼(12)與所述金屬導(dǎo)熱承壓頭(3)密封連接;所述金屬導(dǎo)熱承壓頭(3)密封連接有上接頭(2)，上接頭(2)與電氣接頭(I)連接，電氣接頭(I)通過導(dǎo)線分別供電于直流電動機(jī)(6)和電路板(14)工作。7.如權(quán)利要求6所述的制冷裝置，其中，所述金屬保溫瓶(11)的頭部與金屬導(dǎo)熱承壓頭(3)螺紋固定連接。8.如權(quán)利要求1所述的制冷裝置，其中，所述金屬保溫瓶(11)內(nèi)部的最下端進(jìn)一步設(shè)置有用于輔助降溫的吸熱劑(13)，吸熱劑(13)通過螺釘(27)連接于蒸發(fā)器(10)的下部，整體放置在金屬保溫瓶11內(nèi)部。9.一種井下儀器的制冷裝置的制冷方法，其中，電路板(14)長時間工作，并發(fā)熱，與其連接的蒸發(fā)器(10)吸熱，從而使得蒸發(fā)器(10)內(nèi)部的制冷劑(19)氣化，氣化后的制冷劑在壓力栗(7)的作用下，沿著蒸發(fā)器(10)內(nèi)部的流體通道(26)單方向流動，并且通過連接管(9)進(jìn)入壓力栗(7)，然后再進(jìn)入到冷凝器(5)中，氣化后的制冷劑在冷凝器(5)的作用下液化，并通過截流管(8)再次進(jìn)入到蒸發(fā)器(10)內(nèi)部的流體通道，進(jìn)而進(jìn)入下一個制冷過程。10.如權(quán)利要求9所述的制冷裝置的制冷方法，其中，如果制冷系統(tǒng)出現(xiàn)故障后，蒸發(fā)器(10)在電路板(14)的長期工作下開始升溫，設(shè)置于蒸發(fā)器(10)下方的吸熱劑(13)吸熱，從而實現(xiàn)了在一段時間內(nèi)保持金屬保溫瓶(11)內(nèi)部的溫度。
【文檔編號】F25B39/04GK105823272SQ201610149432
【公開日】2016年8月3日
【申請日】2016年3月16日
【發(fā)明人】王少斌
【申請人】王少斌