一种用于井下仪器的制冷装置的制造方法
【专利摘要】本发明提供一种用于石油勘探井下仪器的制冷系统，其中，由上接头、金属导热承压接头、密封外壳组成的密闭系统，其内部放置一套由电动机、压力泵、冷凝器、截流管和蒸发器组成的制冷系统，蒸发器放置在保温瓶内部，蒸发器上放置电路板，通过蒸发器降低保温瓶内部温度，从而使得保温瓶内部温度大大低于外部高温高压泥浆温度，保温瓶内部放置一个吸热剂，一旦制冷系统出现故障，内部吸热剂吸收保温瓶内部的热量，保温瓶和隔热石棉隔离密封外壳外部传导的热量，从而确保一定时间内保温瓶内部温度维持在合理的温度范围内，通过内部温度传感器可实时监测保温瓶内部的温度。
【专利说明】
一种用于井下仪器的制冷装置
技术领域
[0001]本发明涉及用于石油勘探井下仪器的一种制冷装置，尤其涉及一种用于降低勘探石油的井下仪器的内部测量电路工作温度的制冷装置。
【背景技术】
[0002]在石油开发的过程中，需要使用各种测量仪器，测量地层内部的流体及岩石的各种物理参数，准确地确定油层位置，方便开采石油。但在深井的测量仪器，要经受井下高温环境，要确保仪器内部测量电路正常工作。
[0003]目前，市场上出现各种井下测量仪器，为了确保内部的测量电路工作正常，通常采用两种方式:一种方式是将测量电路和吸热剂放置在金属保温瓶内部，随着保温瓶内部温度升高，吸热剂气化，从而吸收热量，来降低内部的各种温度，但是这种方式受到工作时间的限制，一旦超过一定时间吸热剂全部气化完成，保温瓶内部温度则不再降低，反而随着时间的延长保温瓶内部的温度上升。另一种方式就是采用高温电子器件制作电路，直接暴露在高温环境中，不适用保温瓶和吸热剂，但是这种方式成本太高，而且有些电子器件不能耐高温，限制了测量仪器功能的应用。
[0004]因此，本领域技术人员亟待开发一种能够帮助井下各种在高温环境中工作的测量仪器降到合适温度的制冷装置。
【发明内容】
[0005]本发明为了克服现有技术的缺点，提出一种将一套小型制冷系统放置在仪器内部，来降低仪器内部测量电路的温度，不受工作时间限制，成本较低。
[0006]为了实现上述目的，本发明采用了如下结构:一种用于井下仪器的制冷装置，其包括有密封外壳，密封外壳的内腔设置有金属保温瓶，其中，所述金属保温瓶的头部与金属导热承压头密封连接，金属保温瓶的内部设置有蒸发器，蒸发器的内部设置有流体通道，制冷剂在流体通道内部由于温度升高而气化并沿着流体通道流动，制冷剂气化吸收热量;隔热石棉位于金属导热承压头端部，从而将金属保温瓶内部空气与金属保温瓶外部空气隔离。
[0007]进一步地，所述金属导热承压头的腔中还设置有金属固定盘，所述隔热石棉将金属固定盘与蒸发器隔离开，金属固定盘上固定有压力栗，压力栗连接于直流电动机，冷凝器采用螺旋结构以扩大散热面积，且套设于压力栗和直流电动机外侧，冷凝器和金属导热承压头内腔表面直接接触，便于将热量传导到外部高温高压泥浆。
[0008]进一步地，所述截流管穿过隔热石棉且将蒸发器内部的流体通道的入口连接于冷凝器出口；连接管穿过隔热石棉且将蒸发器内部的流体通道的出口连接于压力栗的入口处，压力栗的出口连接于冷凝器的入口。
[0009]进一步地，制冷剂通过截流管从冷凝器进入流体通道，并在流体通道内部由于温度升高而气化并沿着流体通道流动;截流管内部加工有细长孔，以实现阻流作用，避免了冷凝器中的制冷剂没有完全降温到理想温度就过快的进入到流体通道。
[0010]进一步地，所述蒸发器采用了工字型结构，其上下两面放置有电路板。
[0011]进一步地，所述密封外壳与所述金属导热承压头密封连接;所述金属导热承压头密封连接有上接头，上接头与电气接头连接，电气接头通过导线分别供电于直流电动机和电路板工作。
[0012]进一步地，所述金属保温瓶的头部与金属导热承压头螺纹固定连接。
[0013]进一步地，所述金属保温瓶内部的最下端进一步设置有用于辅助降温的吸热剂，吸热剂通过螺钉连接于蒸发器的下部。
[0014]进一步地，本发明还包括一种与本发明所述制冷装置相关的制冷方法，其中，电路板长时间工作，并发热，与其连接的蒸发器吸热，从而使得蒸发器内部的制冷剂气化，气化后的制冷剂在压力栗的作用下，沿着蒸发器内部的流体通道单方向流动，并且通过连接管进入压力栗，然后再进入到冷凝器中，气化后的制冷剂在冷凝器的作用下液化，并通过截流管再次进入到蒸发器内部的流体通道，进而进入下一个制冷过程。
[0015]进一步地，如果制冷系统出现故障后，蒸发器在电路板的长期工作下开始升温，设置于蒸发器下方的吸热剂吸热，从而实现了在一段时间内保持金属保温瓶内部的温度。
[0016]采用了上述结构的制冷装置，其结构精简、稳定、可靠，不仅可以实现制冷的作用，同时还能实现持续制冷，而且还克服了现有技术中制冷方式受到时间的限制的缺陷。
【附图说明】
[0017]图1为本发明所述制冷装置的纵向剖视图；
[0018]图2为本发明所述制冷装置沿着图1中F-F方向剖切而得的另一纵向剖视图；
[0019]图3为本发明所述制冷装置沿着图2中G-G方向剖切而得的横截面剖视图。
[0020]图4展示了本发明所述制冷装置有关截流管8、连接管9、冷凝器入口、冷凝器出口、以及高压栗入口、高压栗出口的连接关系。
【具体实施方式】
[0021]为了更好的说明本发明的结构和工作原理，下面结合附图对本发明的一种【具体实施方式】进行详细描述。
[0022]如图1和图2所示，本发明所述的制冷装置包括有上接头2、金属导热承压头3以及密封外壳12，所述上接头2、金属导热承压头3以及密封外壳12依次密封连接组成一个具有内腔的密闭系统，优选地，所述密封外壳12与金属导热承压头的连接处设置有密封圈，所述金属导热承压头3与上接头2的连接处设置有密封圈。
[0023]为了能够更简单明了的说明本发明的结构，下面将按照图1和图2中所示的上下方向对本发明所述制冷装置做出描述，但是本领域技术人员应该理解的是，该方向性描述不用作限制本发明。
[0024]如图1和图2所示，所述密封外壳12的内腔设置有金属保温瓶11，所述金属保温瓶11的头部与金属导热承压头3螺纹固定连接。金属导热承压头3的与金属保温瓶11连接的端部处设置有隔热石棉17，该隔热石棉17将密封系统分为保温瓶内部以及保温瓶外部;金属保温瓶11和隔热石棉17隔离密封外壳外部传到的热量，从而降低保温瓶内部的温度，进而确保保温瓶内部温度维持在合理的温度范围内。
[0025]所述金属保温瓶11内部设置有蒸发器10，蒸发器10的内部设置有流体通道26，制冷剂19在流体通道26内部由于温度升高而气化而按照一定方向流动(在本实施例中，气化后的制冷剂19在压力栗7的作用下沿着流体通道26顺时针流动)，制冷剂19气化吸收热量，从而降低了保温瓶内部的温度。所述隔热石棉17位于蒸发器10和金属固定盘25之间，从而将蒸发器10和金属固定盘25隔离，进而将保温瓶外部空气24与保温瓶内部空气18隔离。在本实施例中，截流管8的出口端连接于蒸发器1的流体通道26的入口，连接管9的入口端连接于蒸发器10的流体通道26的出口；所述金属导热承压头3的腔内还设置有压力栗7，压力栗7固定于金属固定盘25上，且压力栗7上方设置有直流电动机6，冷凝器5采用螺旋结构以扩大散热面积，其套设于压力栗7和直流电动机6外侧，且冷凝器5和金属导热承压头3内腔表面直接接触，从而将热量传导到外部高温高压泥浆20，有利于散热；如图1和图4所示，所述连接管9的出口端穿过隔热石棉17连接于压力栗7的入口 34，压力栗7的出口 31通过内部管道连接于冷凝器入口 32，冷凝器出口 33连接于截流管8的入口端。
[0026]如图3所示，蒸发器10采用导热性非常好的材料，在本实施例中，蒸发器采用了工字型结构，其上下两面放置有电路板14。
[0027]由图1和图2可知，直流电动机6、压力栗7、冷凝器5、截流管8、连接管9以及金属固定盘25处于金属导热承压头3的腔内，且直流电动机6与压力栗7轴向连接，压力栗7通过密封螺纹安装在固定盘25上。当上接头2与电气接头I连接时，来自于电气接头I的导线4穿过上接头内腔连接于直流电动机，给直流电动机6提供动力，直流电动机6带动压力栗7工作，进而实现了气化后的制冷剂19沿着蒸发器10的流体通道26沿着一个方向流动，优选顺时针方向流动，进而通过连接管9进入到压力栗7中，然后进入冷凝器5中，气化后的制冷剂17在冷凝器5的作用下液化为液体制冷剂，并且通过截流管8进入到保温瓶11内的蒸发器10中再次对保温瓶内部进行制冷。
[0028]石油勘探测量过程中，电路板14通过导线与电气接头连接，电路板由于长时间工作而升温，从而使得蒸发器10内部的制冷剂19气化，从而降低了蒸发器10的表面温度，进而降低了金属保温瓶11内部的温度，也进而降低了电路板14的温度，从而实现了电路板14可持续的工作。
[0029]进一步地，所述金属保温瓶11的内部的最下端还可以设置有吸热剂13，吸热剂13通过螺钉27连接于蒸发器10的下部，从而，一旦制冷系统出现故障，内部吸热剂吸收由密封外壳外部传导的热量以及蒸发器的热量，从而确保在一定时间内保温瓶内部温度维持在合理的温度范围内。
[0030]进一步地，截流管8穿过隔热石棉17且将蒸发器10内部的流体通道26的入口连接于冷凝器出口33，所述截流管8内部加工有细长孔28，实现了阻流作用，由于流体通道26的流通面积远远大于截流管8的流通面积，所以避免了冷凝器中的制冷剂在没有降温到理想情况下便进入到蒸发器的流体通道26的现象，从而提高了制冷的效果。
[0031]以上所述仅是本发明所述的用于井下仪器的制冷装置的一种优选实施方式，应当指出，对于相关领域的技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，做出的细微变型和改进，也应视为属于本发明的保护范围。
【主权项】
1.一种用于井下仪器的制冷装置，其包括有密封外壳(12)，密封外壳(12)的内腔设置有金属保温瓶(11)，其特征在于，所述金属保温瓶(11)的头部与金属导热承压头(3)密封连接，金属保温瓶(11)的内部设置有蒸发器(10)，蒸发器(10)的内部设置有流体通道(26)，制冷剂(19)在流体通道(26)内部由于温度升高而气化并沿着流体通道(26)流动，制冷剂(19)气化吸收热量；隔热石棉(17)位于金属导热承压头(3)端部，从而将金属保温瓶内部空气(18)与金属保温瓶外部空气(24)隔离。2.如权利要求1所述的制冷装置，其中，所述金属导热承压头3的腔中还设置有金属固定盘(25)，所述隔热石棉(17)将金属固定盘(25)与蒸发器(10)隔离开，金属固定盘(25)上固定有压力栗(7)，压力栗(7)连接于直流电动机(6)，冷凝器(5)采用螺旋结构以扩大散热面积，且套设于压力栗(7)和直流电动机(6)外侧，冷凝器(5)和金属导热承压头(3)内腔表面直接接触，便于将热量传导到外部高温高压泥浆(20)。3.如权利要求2所述的制冷装置，其中，截流管(8)穿过隔热石棉(17)且将蒸发器(10)内部的流体通道(26)的入口连接于冷凝器出口(33);连接管(9)穿过隔热石棉(17)且将蒸发器(10)内部的流体通道(26)的出口连接于压力栗(7)的入口处，压力栗(7)的出口连接于冷凝器(5)的入口(32)。4.如权利要求2所述的制冷装置，其中，制冷剂(19)通过截流管(8)从冷凝器(5)进入流体通道(26)，并在流体通道(26)内部由于温度升高而气化并沿着流体通道(26)流动;截流管(8)内部加工有细长孔(28)，以实现阻流作用，避免了冷凝器(5)中的制冷剂没有完全降温到理想温度就过快的进入到流体通道。5.如权利要求2所示的制冷装置，其中，所述蒸发器(10)采用了工字型结构，其上下两面放置有电路板(14)。6.如权利要求5所述的制冷装置，其中，所述密封外壳(12)与所述金属导热承压头(3)密封连接;所述金属导热承压头(3)密封连接有上接头(2)，上接头(2)与电气接头(I)连接，电气接头(I)通过导线分别供电于直流电动机(6)和电路板(14)工作。7.如权利要求6所述的制冷装置，其中，所述金属保温瓶(11)的头部与金属导热承压头(3)螺纹固定连接。8.如权利要求1所述的制冷装置，其中，所述金属保温瓶(11)内部的最下端进一步设置有用于辅助降温的吸热剂(13)，吸热剂(13)通过螺钉(27)连接于蒸发器(10)的下部，整体放置在金属保温瓶11内部。9.一种井下仪器的制冷装置的制冷方法，其中，电路板(14)长时间工作，并发热，与其连接的蒸发器(10)吸热，从而使得蒸发器(10)内部的制冷剂(19)气化，气化后的制冷剂在压力栗(7)的作用下，沿着蒸发器(10)内部的流体通道(26)单方向流动，并且通过连接管(9)进入压力栗(7)，然后再进入到冷凝器(5)中，气化后的制冷剂在冷凝器(5)的作用下液化，并通过截流管(8)再次进入到蒸发器(10)内部的流体通道，进而进入下一个制冷过程。10.如权利要求9所述的制冷装置的制冷方法，其中，如果制冷系统出现故障后，蒸发器(10)在电路板(14)的长期工作下开始升温，设置于蒸发器(10)下方的吸热剂(13)吸热，从而实现了在一段时间内保持金属保温瓶(11)内部的温度。
【文档编号】F25B39/04GK105823272SQ201610149432
【公开日】2016年8月3日
【申请日】2016年3月16日
【发明人】王少斌
【申请人】王少斌