UA137102U - Пристрій для охолодження приладу свердловини - Google Patents

Abstract

Пристрій для охолоджування свердловинного приладу містить захисний герметичний кожух, кільцеву порожнину з теплоносієм, що охоплює елемент охолоджування з зазором, тепловідводи. Кільцева порожнина закріплена за допомогою горловин до верхнього фланця герметичного кожуха, тепловідводи виконані у вигляді дуг, виготовлених з теплопровідного пружного матеріалу, що жорстко закріплені на об'єкті охолоджування з можливістю переміщення їх по кільцевій порожнині, в якій встановлено змійовик з вихідними отворами в горловину.

Description

Корисна модель належить до холодильної техніки і може бути використана для охолоджування приладів у високотемпературних свердловинах при науково-дослідних і пошуково-розвідувальних роботах по виявленню родовищ корисних копалини.

Відомий свердловинний малогабаритний імпульсний нейтронний генератор для проведення геофізичних досліджень свердловин (див., наприклад, Геофізичне обладнання. - Надра, 1970. -

Вип. 43. - С. 132-146), що містить нейтронну трубку і високовольтне джерело напруги живлення.

Оскільки для роботи нейтронної трубки потрібна високовольтна живляча напруга, то при малому діаметрі генератора нейтронів з щільною компоновкою елементів схеми основну увагу приділяють забезпеченню електроміцності схеми. При цьому тепловіддача від джерел енергії на зовнішню поверхню корпусу генератора відбувається лише через теплопровідність матеріалів. Оскільки вживані електроізоляційні матеріали мають низьку теплопровідність, то температура тепловиділяючих елементів усередині об'єму генератора може на 60 "С-100 С перевищувати температуру довкілля, що приводить до швидкого старіння ізоляції і скорочення терміну служби нейтронного генератора.

Недолікам даного пристрою для охолоджування свердловинного приладу є малий ресурс його роботи.

Відомий пристрій для охолоджування свердловинного приладу (Патент РФ Мо 2127456, кл. 128 15/02, опуб. 10.03.1999 р), виконаний в захисному герметичному кожусі, що містить співвісний шток відносного переміщення, елемент охолодження, теплоносій, робочу камеру і дві кільцеві порожнини, що примикають до неї з двох сторін. Робоча камера пов'язана з першою порожниною зворотним клапаном, а з другою - регулюючим клапаном. Перша порожнина примикає до поршня на штоку. Друга кільцева порожнина утворена сполученими подвійними з проміжком стінками, порожнистим торцем і тепловідводом і через другий зворотний клапан - з першою кільцевою порожниною. Цей пристрій служить для охолодження електронної апаратури свердловинного приймального модуля протягом перебування близько 5 годин в екстремальних умовах при великих пластових тисках.

Основним недоліком відомої конструкції є установка в об'єм пристрою для охолоджування свердловинного приладу додаткових рухливих елементів (штока з поршнем, клапанів), що ускладнює конструкцію і зменшує надійність його роботи.

Зо В основу корисної моделі поставлена задача удосконалення пристрою для охолоджування свердловинного приладу шляхом зміни його конструкції, що дозволить підвищити надійність і ресурс роботи пристрою.

Поставлена задача вирішується тим, що в пристрої для охолоджування свердловинного приладу, що містить захисний герметичний кожух, кільцеву порожнину з теплоносієм, що охоплює елемент охолоджування з зазором, тепловідводами, згідно з корисною моделлю, кільцева порожнина закріплена за допомогою горловин до верхнього фланця герметичного кожуха, тепловідводи виконані у вигляді дуг, виготовлених з теплопровідного пружного матеріалу, жорстко закріплених на об'єкті охолоджування з можливістю переміщення їх по кільцевій порожнині, в якій встановлений змійовик з вихідними отворами в горловини.

Прикріплення кільцевої порожнини за допомогою огорловин до верхнього фланця герметичного кожуха дозволяє зменшити відведення тепла з герметичного кожуха, який нагрівається стінками гарячої свердловини, в кільцеву порожнину з теплоносієм, оскільки горловини виконані з тонкостінних трубок малого діаметру, які володіють малою теплопровідністю. Зменшений теплопідвід до кільцевої порожнини дозволяє збільшити час витрачання запасу холоду теплоносія, що підвищує ресурс і надійність роботи пристрою.

Виконання тепловідводів у вигляді дуг дозволяє заповнити зазор між кільцевою ємкістю і свердловинним приладом, забезпечивши тепловий контакт, між ними, що підвищує надійність роботи пристрою. Виготовлення тепловідводів з теплопровідного пружного матеріалу дозволяє ефективно відводити теплову енергію зі свердловинного приладу, а пружність матеріалу створює зусилля притиснення поверхонь, що гарантує тепловідвідний контакт і підвищує надійність роботи пристрою. Жорстке закріплення тепловідводів на об'єкті охолоджування з можливістю переміщення їх по кільцевій порожнині підвищує надійність конструкції при виконанні складальних робіт. Установка змійовика в кільцеву ємність дозволяє, пропускаючи по ньому рідкий азот, охолодити теплоносій до температури, при якій пристрій зберігає здатність охолоджувати свердловинний прилад протягом одного циклу обробки високотемпературної свердловини, що повністю забезпечує надійність роботи пристрою. Розміщення вихідних отворів змійовика в горловини кільцевої порожнини зменшує кількість герметичних з'єднань в порівнянні з індивідуальним виведенням всіх елементів з кільцевої порожнини, що зменшує вірогідність розгерметизації конструкції і підвищує надійність роботи пристрою.

Виходячи із зазначеного, можна дійти висновку, що за допомогою перерахованих істотних ознак корисної моделі, що заявляється, успішно вирішується поставлена задача. Пристрій, що заявляється, для охолоджування свердловинного приладу представлений на кресленні.

Пристрій складається з наступних елементів: 1 - кільцева порожнина, 2 - змійовик, З - верхній фланець, 4 - горловина, 5 - горловина змійовика, 6 - герметичний кожух, 7 - вентиль, 8 - свердловинний прилад (охолоджуваний елемент), 9 - тепловідвід, 10 - опора.

Кільцева порожнина 1, це резервуар утворений двома співвісними циліндричними поверхнями з торців завареними кільцеподібними: дном та кришкою. Кільцева порожнина 1 охоплює з зазором свердловинний прилад 8 і призначена для зберігання теплоносія (води).

Змійовик 2, який розташований в кільцевій порожнини 1, призначений для охолоджування теплоносія до заданої температури, шляхом прокачування через нього рідкого азоту. Змійовик 2 виконаний так, що кількість витків ближче до дна зростає. Така конструкція дозволить виморожувати воду з дна до верху при цьому збільшення об'єму льоду, при переході рідина-лід, заповнить додатковий об'єм кільцевої порожнини 1, не пошкодивши її. Верхній фланець З утримує кільцеву порожнину 1 на чотирьох горловинах, дві з яких - (горловина 4), призначені для заправки теплоносія; а дві інші - (горловина 5), призначені для виведення кінців змійовика З назовні. Герметичний кожух 6, виконаний підвищеної міцності і оберігає конструкцію пристрою від дії зовнішнього тиску при глибинному зануренні. Свердловинний прилад 8 призначений для обробки високотемпературної свердловини. В процесі його роботи електронна частина, виділяє додатково теплову енергію. Для забезпечення нормальної роботи свердловинного приладу 8 необхідно постійно відводити теплову енергію, що виділяється ним. Для цього встановлені пружинні тепловідводи 9, виконані у вигляді дуги. Пружинні тепловідводи 9 жорстко закріплені на свердловинному приладі 8, в тих місцях, що виділяють теплову енергію, і контактують через кільцеву порожнину 1 з теплоносієм. Кількість пружинних тепловідводів встановлена відповідно кількості теплової енергії, що виділяється, на даній ділянці. Така конструкція тепловідводів дозволяє надійно здійснювати тепловий контакт свердловинного приладу 8 і кільцевої порожнини 1, що забезпечує відведення теплової енергії в теплоносій з ділянок, що виділяють тепло. Опора 10 виконана з теплоізоляційного матеріалу і призначена для установки і кріплення свердловинного приладу 8 в пристрої. Кільцева порожнина 1 з теплоносієм, змійовиком 2, і

Зо свердловинним приладом 8, за допомогою верхнього фланця 3, встановлені в герметичний кожух 6. Ємність герметичного кожух 6 через вентиль 7 відкачується до залишкового тиску не більш 107 мм рт.ст., що дозволяє практично усунути теплопідвід зовні по залишкових газах.

Теплопідвід від теплового випромінювання із стінок високотемпературних свердловин сприймається теплоносієм кільцевої порожнини 1. Конструкція корисної моделі, що заявляється, з пружинними тепловідводами, дозволяє забезпечити нормальні умови для роботи свердловинного приладу, за рахунок поглинання теплової енергії охолодженим теплоносієм, що надходить, як із стінок високотемпературних свердловин, так і приладом, який виділяє.

Робота пристрою для охолоджування свердловинного приладу у високотемпературній свердловині здійснюється таким чином. Кільцеву порожнину 1 через горловину 4 заповнюють теплоносієм (водою), не більше 80 95 об'єму. Герметичний кожух 6 через вентиль 7 відкачують до залишкового тиску не більше 107 мм рт.ст. У змійовик 2 (горловини 5) подають рідкий азот, виморожуючи воду і охолоджуючи лід до заданої температури. Закривають всі горловини і пристрій для охолоджування свердловинного приладу 8 підготовлено до занурення. При обробці високотемпературної свердловини, теплова енергія, що надходить, зовні і зі свердловинного приладу надходить в кільцеву порожнину 1 і витрачається на нагрів льоду, танення льоду і нагрів води. Після виконання першого циклу занурення і повернення пристрою, надалі підготовка його до роботи, полягає лише в охолоджуванні теплоносія (води) рідким азотом.

Claims (1)

1. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ Пристрій для охолоджування свердловинного приладу, що містить захисний герметичний кожух, кільцеву порожнину з теплоносієм, що охоплює елемент охолоджування з зазором, тепловідводи, який відрізняється тим, що кільцева порожнина закріплена за допомогою горловин до верхнього фланця герметичного кожуха, тепловідводи виконані у вигляді дуг, виготовлених з теплопровідного пружного матеріалу, що жорстко закріплені на об'єкті охолоджування з можливістю переміщення їх по кільцевій порожнині, в якій встановлено змійовик з вихідними отворами в горловину.