一種用于井下儀器的制冷裝置的制造方法
【專利摘要】本發明提供一種用于石油勘探井下儀器的制冷系統，其中，由上接頭、金屬導熱承壓接頭、密封外殼組成的密閉系統，其內部放置一套由電動機、壓力泵、冷凝器、截流管和蒸發器組成的制冷系統，蒸發器放置在保溫瓶內部，蒸發器上放置電路板，通過蒸發器降低保溫瓶內部溫度，從而使得保溫瓶內部溫度大大低于外部高溫高壓泥漿溫度，保溫瓶內部放置一個吸熱劑，一旦制冷系統出現故障，內部吸熱劑吸收保溫瓶內部的熱量，保溫瓶和隔熱石棉隔離密封外殼外部傳導的熱量，從而確保一定時間內保溫瓶內部溫度維持在合理的溫度范圍內，通過內部溫度傳感器可實時監測保溫瓶內部的溫度。
【專利說明】
一種用于井下儀器的制冷裝置
技術領域
[0001]本發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部測量電路工作溫度的制冷裝置。
【背景技術】
[0002]在石油開發的過程中，需要使用各種測量儀器，測量地層內部的流體及巖石的各種物理參數，準確地確定油層位置，方便開采石油。但在深井的測量儀器，要經受井下高溫環境，要確保儀器內部測量電路正常工作。
[0003]目前，市場上出現各種井下測量儀器，為了確保內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部，隨著保溫瓶內部溫度升高，吸熱劑氣化，從而吸收熱量，來降低內部的各種溫度，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，保溫瓶內部溫度則不再降低，反而隨著時間的延長保溫瓶內部的溫度上升。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用。
[0004]因此，本領域技術人員亟待開發一種能夠幫助井下各種在高溫環境中工作的測量儀器降到合適溫度的制冷裝置。
【發明內容】
[0005]本發明為了克服現有技術的缺點，提出一種將一套小型制冷系統放置在儀器內部，來降低儀器內部測量電路的溫度，不受工作時間限制，成本較低。
[0006]為了實現上述目的，本發明采用了如下結構:一種用于井下儀器的制冷裝置，其包括有密封外殼，密封外殼的內腔設置有金屬保溫瓶，其中，所述金屬保溫瓶的頭部與金屬導熱承壓頭密封連接，金屬保溫瓶的內部設置有蒸發器，蒸發器的內部設置有流體通道，制冷劑在流體通道內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熱承壓頭端部，從而將金屬保溫瓶內部空氣與金屬保溫瓶外部空氣隔離。
[0007]進一步地，所述金屬導熱承壓頭的腔中還設置有金屬固定盤，所述隔熱石棉將金屬固定盤與蒸發器隔離開，金屬固定盤上固定有壓力栗，壓力栗連接于直流電動機，冷凝器采用螺旋結構以擴大散熱面積，且套設于壓力栗和直流電動機外側，冷凝器和金屬導熱承壓頭內腔表面直接接觸，便于將熱量傳導到外部高溫高壓泥漿。
[0008]進一步地，所述截流管穿過隔熱石棉且將蒸發器內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器內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]進一步地，制冷劑通過截流管從冷凝器進入流體通道，并在流體通道內部由于溫度升高而氣化并沿著流體通道流動;截流管內部加工有細長孔，以實現阻流作用，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入到流體通道。
[0010]進一步地，所述蒸發器采用了工字型結構，其上下兩面放置有電路板。
[0011]進一步地，所述密封外殼與所述金屬導熱承壓頭密封連接;所述金屬導熱承壓頭密封連接有上接頭，上接頭與電氣接頭連接，電氣接頭通過導線分別供電于直流電動機和電路板工作。
[0012]進一步地，所述金屬保溫瓶的頭部與金屬導熱承壓頭螺紋固定連接。
[0013]進一步地，所述金屬保溫瓶內部的最下端進一步設置有用于輔助降溫的吸熱劑，吸熱劑通過螺釘連接于蒸發器的下部。
[0014]進一步地，本發明還包括一種與本發明所述制冷裝置相關的制冷方法，其中，電路板長時間工作，并發熱，與其連接的蒸發器吸熱，從而使得蒸發器內部的制冷劑氣化，氣化后的制冷劑在壓力栗的作用下，沿著蒸發器內部的流體通道單方向流動，并且通過連接管進入壓力栗，然后再進入到冷凝器中，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入到蒸發器內部的流體通道，進而進入下一個制冷過程。
[0015]進一步地，如果制冷系統出現故障后，蒸發器在電路板的長期工作下開始升溫，設置于蒸發器下方的吸熱劑吸熱，從而實現了在一段時間內保持金屬保溫瓶內部的溫度。
[0016]采用了上述結構的制冷裝置，其結構精簡、穩定、可靠，不僅可以實現制冷的作用，同時還能實現持續制冷，而且還克服了現有技術中制冷方式受到時間的限制的缺陷。
【附圖說明】
[0017]圖1為本發明所述制冷裝置的縱向剖視圖；
[0018]圖2為本發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展示了本發明所述制冷裝置有關截流管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系。
【具體實施方式】
[0021]為了更好的說明本發明的結構和工作原理，下面結合附圖對本發明的一種【具體實施方式】進行詳細描述。
[0022]如圖1和圖2所示，本發明所述的制冷裝置包括有上接頭2、金屬導熱承壓頭3以及密封外殼12，所述上接頭2、金屬導熱承壓頭3以及密封外殼12依次密封連接組成一個具有內腔的密閉系統，優選地，所述密封外殼12與金屬導熱承壓頭的連接處設置有密封圈，所述金屬導熱承壓頭3與上接頭2的連接處設置有密封圈。
[0023]為了能夠更簡單明了的說明本發明的結構，下面將按照圖1和圖2中所示的上下方向對本發明所述制冷裝置做出描述，但是本領域技術人員應該理解的是，該方向性描述不用作限制本發明。
[0024]如圖1和圖2所示，所述密封外殼12的內腔設置有金屬保溫瓶11，所述金屬保溫瓶11的頭部與金屬導熱承壓頭3螺紋固定連接。金屬導熱承壓頭3的與金屬保溫瓶11連接的端部處設置有隔熱石棉17，該隔熱石棉17將密封系統分為保溫瓶內部以及保溫瓶外部;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，從而降低保溫瓶內部的溫度，進而確保保溫瓶內部溫度維持在合理的溫度范圍內。
[0025]所述金屬保溫瓶11內部設置有蒸發器10，蒸發器10的內部設置有流體通道26，制冷劑19在流體通道26內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部的溫度。所述隔熱石棉17位于蒸發器10和金屬固定盤25之間，從而將蒸發器10和金屬固定盤25隔離，進而將保溫瓶外部空氣24與保溫瓶內部空氣18隔離。在本實施例中，截流管8的出口端連接于蒸發器1的流體通道26的入口，連接管9的入口端連接于蒸發器10的流體通道26的出口；所述金屬導熱承壓頭3的腔內還設置有壓力栗7，壓力栗7固定于金屬固定盤25上，且壓力栗7上方設置有直流電動機6，冷凝器5采用螺旋結構以擴大散熱面積，其套設于壓力栗7和直流電動機6外側，且冷凝器5和金屬導熱承壓頭3內腔表面直接接觸，從而將熱量傳導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，蒸發器10采用導熱性非常好的材料，在本實施例中，蒸發器采用了工字型結構，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處于金屬導熱承壓頭3的腔內，且直流電動機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。當上接頭2與電氣接頭I連接時，來自于電氣接頭I的導線4穿過上接頭內腔連接于直流電動機，給直流電動機6提供動力，直流電動機6帶動壓力栗7工作，進而實現了氣化后的制冷劑19沿著蒸發器10的流體通道26沿著一個方向流動，優選順時針方向流動，進而通過連接管9進入到壓力栗7中，然后進入冷凝器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進入到保溫瓶11內的蒸發器10中再次對保溫瓶內部進行制冷。
[0028]石油勘探測量過程中，電路板14通過導線與電氣接頭連接，電路板由于長時間工作而升溫，從而使得蒸發器10內部的制冷劑19氣化，從而降低了蒸發器10的表面溫度，進而降低了金屬保溫瓶11內部的溫度，也進而降低了電路板14的溫度，從而實現了電路板14可持續的工作。
[0029]進一步地，所述金屬保溫瓶11的內部的最下端還可以設置有吸熱劑13，吸熱劑13通過螺釘27連接于蒸發器10的下部，從而，一旦制冷系統出現故障，內部吸熱劑吸收由密封外殼外部傳導的熱量以及蒸發器的熱量，從而確保在一定時間內保溫瓶內部溫度維持在合理的溫度范圍內。
[0030]進一步地，截流管8穿過隔熱石棉17且將蒸發器10內部的流體通道26的入口連接于冷凝器出口33，所述截流管8內部加工有細長孔28，實現了阻流作用，由于流體通道26的流通面積遠遠大于截流管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入到蒸發器的流體通道26的現象，從而提高了制冷的效果。
[0031]以上所述僅是本發明所述的用于井下儀器的制冷裝置的一種優選實施方式，應當指出，對于相關領域的技術人員來說，在不脫離本發明原理的前提下，做出的細微變型和改進，也應視為屬于本發明的保護范圍。
【主權項】
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)的內腔設置有金屬保溫瓶(11)，其特征在于，所述金屬保溫瓶(11)的頭部與金屬導熱承壓頭(3)密封連接，金屬保溫瓶(11)的內部設置有蒸發器(10)，蒸發器(10)的內部設置有流體通道(26)，制冷劑(19)在流體通道(26)內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)位于金屬導熱承壓頭(3)端部，從而將金屬保溫瓶內部空氣(18)與金屬保溫瓶外部空氣(24)隔離。2.如權利要求1所述的制冷裝置，其中，所述金屬導熱承壓頭3的腔中還設置有金屬固定盤(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(6)，冷凝器(5)采用螺旋結構以擴大散熱面積，且套設于壓力栗(7)和直流電動機(6)外側，冷凝器(5)和金屬導熱承壓頭(3)內腔表面直接接觸，便于將熱量傳導到外部高溫高壓泥漿(20)。3.如權利要求2所述的制冷裝置，其中，截流管(8)穿過隔熱石棉(17)且將蒸發器(10)內部的流體通道(26)的入口連接于冷凝器出口(33);連接管(9)穿過隔熱石棉(17)且將蒸發器(10)內部的流體通道(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)進入流體通道(26)，并在流體通道(26)內部由于溫度升高而氣化并沿著流體通道(26)流動;截流管(8)內部加工有細長孔(28)，以實現阻流作用，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入到流體通道。5.如權利要求2所示的制冷裝置，其中，所述蒸發器(10)采用了工字型結構，其上下兩面放置有電路板(14)。6.如權利要求5所述的制冷裝置，其中，所述密封外殼(12)與所述金屬導熱承壓頭(3)密封連接;所述金屬導熱承壓頭(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)通過導線分別供電于直流電動機(6)和電路板(14)工作。7.如權利要求6所述的制冷裝置，其中，所述金屬保溫瓶(11)的頭部與金屬導熱承壓頭(3)螺紋固定連接。8.如權利要求1所述的制冷裝置，其中，所述金屬保溫瓶(11)內部的最下端進一步設置有用于輔助降溫的吸熱劑(13)，吸熱劑(13)通過螺釘(27)連接于蒸發器(10)的下部，整體放置在金屬保溫瓶11內部。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，并發熱，與其連接的蒸發器(10)吸熱，從而使得蒸發器(10)內部的制冷劑(19)氣化，氣化后的制冷劑在壓力栗(7)的作用下，沿著蒸發器(10)內部的流體通道(26)單方向流動，并且通過連接管(9)進入壓力栗(7)，然后再進入到冷凝器(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)再次進入到蒸發器(10)內部的流體通道，進而進入下一個制冷過程。10.如權利要求9所述的制冷裝置的制冷方法，其中，如果制冷系統出現故障后，蒸發器(10)在電路板(14)的長期工作下開始升溫，設置于蒸發器(10)下方的吸熱劑(13)吸熱，從而實現了在一段時間內保持金屬保溫瓶(11)內部的溫度。
【文檔編號】F25B39/04GK105823272SQ201610149432
【公開日】2016年8月3日
【申請日】2016年3月16日
【發明人】王少斌
【申請人】王少斌