NO20130005A1 - Anordning for bruk nedihulls som inkluderer utstyr som har varmebaererkanaler - Google Patents

Anordning for bruk nedihulls som inkluderer utstyr som har varmebaererkanaler

Info

Publication number
NO20130005A1
NO20130005A1 NO20130005A NO20130005A NO20130005A1 NO 20130005 A1 NO20130005 A1 NO 20130005A1 NO 20130005 A NO20130005 A NO 20130005A NO 20130005 A NO20130005 A NO 20130005A NO 20130005 A1 NO20130005 A1 NO 20130005A1
Authority
NO
Norway
Prior art keywords
fluid
heat
substrate
temperature
channel
Prior art date
Application number
NO20130005A
Other languages
English (en)
Inventor
Joerg Lehr
Sebastian Jung
Sascha Schwarze
Tobias Kruhn
Ludger Overmeyer
Original Assignee
Baker Hughes Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Baker Hughes Inc filed Critical Baker Hughes Inc
Publication of NO20130005A1 publication Critical patent/NO20130005A1/no

Links

Classifications

    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B36/00—Heating, cooling or insulating arrangements for boreholes or wells, e.g. for use in permafrost zones
    • E21B36/001—Cooling arrangements
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L23/00—Details of semiconductor or other solid state devices
    • H01L23/34—Arrangements for cooling, heating, ventilating or temperature compensation ; Temperature sensing arrangements
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L23/00—Details of semiconductor or other solid state devices
    • H01L23/34—Arrangements for cooling, heating, ventilating or temperature compensation ; Temperature sensing arrangements
    • H01L23/36—Selection of materials, or shaping, to facilitate cooling or heating, e.g. heatsinks
    • H01L23/373—Cooling facilitated by selection of materials for the device or materials for thermal expansion adaptation, e.g. carbon
    • H01L23/3735—Laminates or multilayers, e.g. direct bond copper ceramic substrates
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L23/00—Details of semiconductor or other solid state devices
    • H01L23/34—Arrangements for cooling, heating, ventilating or temperature compensation ; Temperature sensing arrangements
    • H01L23/46—Arrangements for cooling, heating, ventilating or temperature compensation ; Temperature sensing arrangements involving the transfer of heat by flowing fluids
    • H01L23/473—Arrangements for cooling, heating, ventilating or temperature compensation ; Temperature sensing arrangements involving the transfer of heat by flowing fluids by flowing liquids
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K1/00—Printed circuits
    • H05K1/02—Details
    • H05K1/0272—Adaptations for fluid transport, e.g. channels, holes
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/26—Layer connectors, e.g. plate connectors, solder or adhesive layers; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/31—Structure, shape, material or disposition of the layer connectors after the connecting process
    • H01L2224/32—Structure, shape, material or disposition of the layer connectors after the connecting process of an individual layer connector
    • H01L2224/321—Disposition
    • H01L2224/32151—Disposition the layer connector connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive
    • H01L2224/32221—Disposition the layer connector connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked
    • H01L2224/32225—Disposition the layer connector connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked the item being non-metallic, e.g. insulating substrate with or without metallisation
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/42—Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/47—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
    • H01L2224/48—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of an individual wire connector
    • H01L2224/4805—Shape
    • H01L2224/4809—Loop shape
    • H01L2224/48091—Arched
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/42—Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/47—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
    • H01L2224/48—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of an individual wire connector
    • H01L2224/481—Disposition
    • H01L2224/48151—Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive
    • H01L2224/48221—Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked
    • H01L2224/48225—Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked the item being non-metallic, e.g. insulating substrate with or without metallisation
    • H01L2224/48227—Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked the item being non-metallic, e.g. insulating substrate with or without metallisation connecting the wire to a bond pad of the item
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/42—Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/47—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
    • H01L2224/48—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of an individual wire connector
    • H01L2224/481—Disposition
    • H01L2224/48151—Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive
    • H01L2224/48221—Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked
    • H01L2224/48245—Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked the item being metallic
    • H01L2224/48247—Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked the item being metallic connecting the wire to a bond pad of the item
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/73—Means for bonding being of different types provided for in two or more of groups H01L2224/10, H01L2224/18, H01L2224/26, H01L2224/34, H01L2224/42, H01L2224/50, H01L2224/63, H01L2224/71
    • H01L2224/732—Location after the connecting process
    • H01L2224/73251—Location after the connecting process on different surfaces
    • H01L2224/73265—Layer and wire connectors
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K1/00—Printed circuits
    • H05K1/02—Details
    • H05K1/0201—Thermal arrangements, e.g. for cooling, heating or preventing overheating
    • H05K1/0203—Cooling of mounted components
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K2201/00—Indexing scheme relating to printed circuits covered by H05K1/00
    • H05K2201/06—Thermal details
    • H05K2201/064—Fluid cooling, e.g. by integral pipes
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K3/00—Apparatus or processes for manufacturing printed circuits
    • H05K3/30—Assembling printed circuits with electric components, e.g. with resistor
    • H05K3/32—Assembling printed circuits with electric components, e.g. with resistor electrically connecting electric components or wires to printed circuits
    • H05K3/34—Assembling printed circuits with electric components, e.g. with resistor electrically connecting electric components or wires to printed circuits by soldering
    • H05K3/3447—Lead-in-hole components

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Mining & Mineral Resources (AREA)
  • Geology (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Fluid Mechanics (AREA)
  • General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Geochemistry & Mineralogy (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Cooling Or The Like Of Semiconductors Or Solid State Devices (AREA)
  • Control Of Temperature (AREA)

Abstract

En fremgangsmåte og apparatur for å regulere en temperatur av en anordning i et verktøy brukt i en brønnboring er vist. Anordningen inkluderer generelt et substrat og en varmekilde assosiert med substratet som induserer varme til substratet. Substratet inkluderer en fluidkanal deri. Et fluidsystem tilveiebringer fluidet inn i fluidkanalen og ut avfluidkanalen for å styre temperaturen av komponenten.

Description

KRYSS-REFERANSE TIL BESLEKTEDE SØKNADER
Denne søknaden krever prioritet til United States provisorisk søknad med løpenr. 61/356,434, levert 18. juni, 2010.
BAKGRUNN FOR REDEGJØRELSEN
1. Redegjørelsens felt
Foreliggende redegjørelse omhandler regulering av temperatur for anordninger i et verktøy som opererer i en brønnboring.
2. Beskrivelse av den beslektede teknikk
Måling-under-boring operasjoner anvender generelt et boreverktøy som inkluderer ulike sensorer, prosessorer og anordninger som opererer nedihulls for å muliggjøre boreoperasjoner. Typiske nedihullsanordninger er sammensatt av en mengde trykte kretskort og individuelle komponenter slik som sensorer og inte-grerte kretser. Levetiden for disse elektriske komponentene avhenger av ulike faktorer inkludert deres driftstemperatur, deres temperaturspesifikasjon og tempe-raturstabilitet (lave temperaturvariasjoner har en viktig innvirkning). Ettersom boring finner sted ved stadig større dybder og følgelig høyere temperaturer, er det et økende krav til nedihullsanordninger som opererer ved høye temperaturer.
De spesielle omstendighetene involvert i drift av anordninger i et måling-under-boring verktøy tilveiebringer ytterligere vanskeligheter med hensyn til varmegenerering. På grunn av et generelt lite installasjonsrom i verktøyet og det økende nivået av varmegenerering, kan disse ekstreme varmemengdene bli dannet over et lite volum og føre til overoppheting. Behovet for energidissipering øker derfor signifikant. Anvendelse av et temperastyringssystem for en elektrisk anordning kan signifikant forbedre levetiden av komponenten. Det er derfor et behov for å regulere temperaturen av anordninger som opererer i et verktøy i et brønnbo-ringsmiljø.
OPPSUMMERING AV REDEGJØRELSEN
I ett aspekt, tilveiebringer redegjørelsen en apparatur som inkluderer en varmekilde, en kanal assosiert med varmekilden og en anordning konfigurert for å strømme en bærer gjennom kanalen som absorberer varme fra varmekilden.
I et annet aspekt, tilveiebringer redegjørelsen en apparatur for anvendelse i et nedihullsverktøy, som inkluderer et substrat; en varmekilde assosiert med substratet, varmekilden induserer varme til substratet; en fluidkanal i substratet; og en fluidstrømningsenhet konfigurert for å strømme et fluid gjennom fluidkanalen for å regulere en temperatur av komponenten.
I et annet aspekt, tilveiebringer foreliggende redegjørelse en fremgangsmåte for å regulere en temperatur av en anordning i et verktøy i en brønnboring, som inkluderer å tilveiebringe anordningen som har et substrat som har en fluidkanal deri i brønnboringen; indusere varme fra en varmekilde til substratet; og strømme et fluid gjennom fluidkanalen for å regulere temperaturen av anordningen.
KORT BESKRIVELSE AV TEGNINGENE
Foreliggende redegjørelse blir best forstått med referanse til de følgende fi-gurer hvori like tallsymboler generelt refererer til like elementer og hvori: FIG. 1 viser en skjematisk illustrasjon av et boresystem som inkluderer et nedihullsverktøy som inneholder en apparatur for kjøling av anordninger i nedihullsverktøyet i løpet av drift av slik verktøy nedihulls, i henhold til ulike utfø-relsesformer av foreliggende redegjørelse; FIG. 2 viser en eksempelvis utførelsesform av apparaturen for å regulere temperaturen av en varme-genererende anordning anvendt i det eksempelvise verktøyet i løpet av nedihullsoperasjoner; og FIG. 3-6 viser ulike eksempelvise utførelsesformer av komponenter som kan bli anvendt nedihulls med den eksempelvise temperaturstyringsapparaturen vist heri.
DETALJERT BESKRIVELSE AV REDEGJØRELSEN
FIG. 1 viser en skjematisk illustrasjon av et måling-under-boring system 100 som inkluderer en apparatur for kjøling av ulike anordninger anvendt nedihulls i henhold til ulike utførelsesformer av foreliggende redegjørelse. Boresystemet 100 har en borestreng 120 som bærer en boresammenstilling 190 (også referert til som en "bunnhullssammenstilling" eller "BHA") ført i en "brønnboring" eller "bore-hull" 126 for å bore brønnboringen 126 inn i geologiske formasjoner 195. Boresystemet 100 kan inkludere en konvensjonell derrik 111 stilt opp på et dekke 112 som kan bære et dreiebord 114 som kan bli rotert ved en kraftmaskin slik som en elektrisk motor (ikke vist) ved en ønsket rotasjonshastighet. Borestrengen 120 kan inkludere rørsystem slik som et borerør 122 eller et kveilet rørsystem som strekker seg nedover fra overflaten inn i borehullet 126. Borestrengen 120 kan bli presset inn i brønnboringen 126 når borerøret 122 blir anvendt som rørsystemet. For kveilet rørsystem anvendelser, kan en rørsysteminjektor (ikke vist) bli brukt for å flytte det kveilede rørsystemet fra en kilde derav, slik som en spole (ikke vist), til brønnboringen 126. En borkrone 150 knyttet til enden av borestrengen 120 bryter opp de geologiske formasjonene 195 når borkronen 150 blir rotert. Hvis borerøret 122 blir brukt, kan borestrengen 120 være koplet til en borevinsj 130 via en Kelly sammenføyning 121, en svivel 128 og en ledning 129 gjennom en talje 123. I løpet av boreoperasjoner kan borevinsjen 130 bli operert for å styre vekten på borkronen 150 eller "kraft på borkrone," som er en viktig parameter som påvirker pene-treringshastigheten (ROP) inn i de geologiske formasjonene 195. Driften av borevinsjen 130 er velkjent innen faget og er således ikke beskrevet i detalj heri.
I løpet av typiske boreoperasjoner, kan et egnet borefluid 131 (også noen ganger referert til som "slam" eller "boreslam") fra en slamtank (kilde) 132 bli sir-kulert under trykk gjennom en kanal i borestrengen 120 ved en slampumpe 134. Borefluidet 131 kan passere fra slampumpen 134 til borestrengen 120 via en "de-surger" (ikke vist), en fluidledning 138 og Kelly-sammenføyningen 121. Borefluidet 131 blir generelt sluppet ut nedihulls ved en brønnboringsbunn 151 gjennom en åpning (ikke vist) i borkronen 150 og sirkulerer opp hullet gjennom et ringformet rom 127 mellom borestrengen 120 og brønnboringen 126, og returnerer til slam-tanken 132 via en returledning 135. Borefluidet 131 smører borkronen 150 og fø-rer brønnboring 126 borekaks og/eller spon bort fra borkronen 150. En strøm-ningshastighetssensor eller dynamisk trykksensor Si blir typisk plassert i fluidledningen 138 og kan tilveiebringe informasjon om borefluidets 131 strømningshas-tighet og/eller dynamisk trykk. En overflate-dreiemomentsensor S2og en overflate-rotasjonshastighetssensor S3assosiert med borestrengen 120 kan tilveiebringe informasjon om henholdsvis dreiemomentet og rotasjonshastigheten for borestrengen 120. Ytterligere sensorer (ikke vist) kan være assosiert med ledningen 129 for å tilveiebringe kroklasten på borestrengen 120.
I ett aspekt, kan borkronen 150 bli rotert ved bare å rotere borerøret 122. I et annet aspekt, kan en nedihullsmotor 155 (slammotor) være plassert i BHAen 190 for å rotere borkronen 150. Borerøret 122 kan bli rotert for å supplere rota-sjonskraften av slammotoren 155 eller å bevirke endringer i boreretningen. Slammotoren 155 kan være koplet til borkronen 150 via en drivaksel (ikke vist) plassert i en lagersammenstilling 157. Slammotoren 155 kan rotere borkronen 150 når borefluidet 131 passerer gjennom slammotoren 155 undertrykk. Lagersammen stillingen 157 kan støtte de radiale og/eller de aksiale krefter av borkronen 150. En stabilisator 158 koplet til lagersammenstillingen 157 kan virke som en sentraliserer for den nederste delen av slammotoren 155 og/eller BHAen 190.
I ett aspekt, kan en boresensormodul 159 plassert nær borkronen 150 inne-holde sensorer, kretsteknikk og/eller prosesseringsprogramvare for å bestemme dynamiske boreparametere, slik som "bit bounce" av borkronen 150, lugging av BHAen 190, baklengs rotasjon, dreiemoment, sjokk, borehulltrykk, ringromstrykk, akselerasjonsmålinger, etc. En egnet telemetri og/eller kommunikasjonssub 172 kan også være tilveiebrakt for å kommunisere data til og fra overflaten. Boresen-sormodulen 159 kan prosessere den ubearbeidede sensorinformasjonen og/eller kan sende sensorinformasjonen til en overflatekontroll 140 via telemetrisystemet 172 eller en transduser 143 koplet til fluidledningen 138, som vist ved 145.
Kommunikasjonssuben 172, kraftenheten 178 og et formasjonsevaluerings-(FE) verktøy 179 kan alle være tilknyttet i tandem med borestrengen 120. "Flex subs", for eksempel, kan bli brukt når en knytter FE verktøyet 179 til BHAen 190. BHAen 190 kan utføre ulike målinger, slik som pulset kjernemagnetisk resonans (NMR) målinger og/eller kjernetetthets- (ND) målinger, for eksempel, mens borehullet 126 blir boret. BHAen 190 kan inkludere én eller flere formasjonsevalue-rings- og/eller andre verktøyer og/eller sensorer 177, slik som en temperatursen-sor 177a, som er i stand til å gjøre målinger av nedihullsslam (borefluid) 131 temperaturen over tid og arrangert for å gjøre det, og/eller en slam (borefluid) 131 dynamisk trykk og/eller strømningshastighetssensor 177b, i stand til å gjøre målinger av nedihullsslammets (borefluidets) 131 dynamiske trykk og/eller strøm-ningshastighet. Disse ulike måleanordningene kan anvende, for eksempel, en mik-roprosessor, et flerlags kretskort eller hvilke som helst andre elektriske komponenter som genererer overskuddsvarme i løpet av deres drift. I et annet aspekt kan anordningene eller de elektriske komponentene bli varmet på grunn av eks-ponering for temperaturen i det omkringliggende miljøet. Slike varme-genererende anordninger og/eller oppvarmede anordninger kan være forsynt med varmebærer-kanaler nærliggende til dem som tilveiebringer en sirkulerende varmebærer inn i og bort fra anordningen for å fjerne varme. I ett aspekt kan en varme-genererende anordning eller oppvarmet anordning ha en kanal integrert deri for å tilveiebringe strømning av varmebæreren innen anordningen og å bringe varmebæreren til termisk kontakt med den varme-genererende delen (eller oppvarmede delen) av an ordningen. I et annet aspekt, kan varmebærerkanalen være tilveiebrakt på én side av anordningen eller kan være viklet rundt anordningen.
Kommunikasjonssuben 172 oppnår typisk målingene fra de ulike sensorene og overfører signalene, som skal bli prosessert ved overflaten. Alternativt kan signalene bli prosessert nedihulls, ved anvendelse av en nedihullsprosessor 177c i BHA. Kommunikasjonen mellom overflaten og nedihullsanordningene kan bli etablert ved anvendelse av en hvilken som helst egnet telemetriteknikk, inkludert, men ikke begrenset til, slampulstelemetri, elektromagnetisk telemetri, akustisk telemetri, og kablet rør. Det kablede røret kan være: et viklet rørsystem, hvori rør-systemet bærer en kommunikasjonsforbindelse; eller sammenføyde rør, hvori de individuelle rørene bærer en kommunikasjonsforbindelse, slik som en elektrisk leder eller en optisk fiber.
Overflatestyringsenheten 140 mottar og prosesserer signaler fra én eller flere andre nedihullssensorer så vel som strømningshastighetssensoren Si, over-flatedreiemomentsensoren S2og/eller overflaterotasjonshastighetssensoren S3og andre sensorer brukt i boresystemet 100. Overflatestyringsenheten 140 kan vise ønskede boreparametere på et bildefelt 142 som kan bli utnyttet av en operatør for å styre boreoperasjonene. Overflatestyringsenheten 140 kan typisk inkludere en datamaskin eller prosessor, minst ett minne for å lagre programmer og data, og en registrator for å registrere data. Overflatestyringsenheten 140 kan typisk være konfigurert for å aktivere én eller flere alarmer 144 under visse driftsbetingelser.
Foreliggende redegjørelse tilveiebringer et temperaturstyringssystem for å styre temperatur for én eller flere komponenter i BHAen 190 eller en annen apparatur, slik som (et) vaierledningsverktøyer brukt for logging av brønnboringer. Temperaturstyringssystemet, generelt, pumper en varmebærer gjennom en kanal eller et kanalsystem dannet nærliggende til eller integrert eller innebygget i et hus eller enhet av den ene eller flere komponenter i BHAen 190. Slike komponenter kan inkludere, men er ikke begrenset til, elektriske komponenter (slik som mikro-prosessorer, etc), sensorer eller anordninger som har flere lag, slik som flerlags kretskort eller substrater. Den ene eller flere komponenter kan være varme-genererende komponenter, komponenter oppvarmet ved nedihullsmiljøet, eller andre komponenter som kan ha fordel av hurtig varmedissipasjon derfra. Varmebæreren strømmer gjennom kanalsystemet og fører varme til eller bort fra komponenten for å regulere (heve eller senke) temperaturen av komponenten. Geometrien for var- mebærerkanalene og deres nærhet til varmekildene tillater ikke bare å styre temperaturen av komponentene men tillater også å fjerne ulike heteflekker. Selv om FIG. 1 viser et nedihullsverktøy i brønnboringen i løpet av en boreoperasjon, er temperaturstyringsapparaturen vist heri likeledes anvendbar i vaierledningsverk-tøyer som blir brukt for å logge brønner etter at brønnboringen har blitt boret, så vel som i hvilke som helst andre verktøyer brukt i brønnboringen, slik som verk-tøyer eller anordninger brukt i produksjonsbrønner. FIG. 2 viser en eksempelvis utførelsesform av en temperaturstyringsappa-ratur 200 for å regulere temperaturen av en anordning brukt i et verktøy nedihulls, slik som det eksempelvise måling-under-boring systemet ifølge FIG. 1. Apparaturen 200 inkluderer i én utførelsesform en varmebærer lagringsenhet 210, en varme-genererende anordning 230, en varmesenke 240 og én eller flere varme-bæreroverføringsanordninger 220a-c. I ett aspekt referer den varme-genererende anordningen 230 til en anordning som genererer varme ved drift av anordningen. I et annet aspekt, refererer den varme-genererende anordningen 230 til en anordning som blir varmet ved eller absorberer varme fra dens omkringliggende miljø, slik som et nedihullsmiljø. I enda et annet aspekt, refererer den varme-genererende anordningen 230 til en anordning som blir varmet ved drift av en annen anordning i termisk kontakt med den varme-genererende anordningen. En slik anordning kan også bli referert til som en het anordning eller varmekilde eller anordning hvis temperatur er ønsket å bli kontrollert eller regulert. En varmebærer 225 strømmer fra varmebærerlagringsenheten 210 til den varme-genererende anordningen 230 og til slutt til en varmesenke 240 via den ene eller flere varmebærer-overføringsanordningene 220a-c. I prosessen, overfører varmebæreren 225 varme generert ved den varme-genererende anordningen 230 til varmesenken 240, som i sin tur kan fordele varmen til det omkringliggende miljøet. I én utførel-sesform blir varmebæreren 225 lagret ved varmesenken 240 etter ankomst ved varmesenken. I en annen utførelsesform, kan varmebæreren 225 bli transportert til og lagret i en lagringsbeholder 250 med én gang varme har blitt overført til varmesenken 240. I en annen utførelsesform, vender varmebæreren 225 tilbake til varmebærerlagringsenheten 210 med én gang varme har blitt overført fra varmebæreren 225 til varmesenken 240.
Varmebæreren 225 er et medium som er i stand til å absorbere eller resor-bere termisk energi. Varmebæreren kan være i en gassformig, flytende eller fast tilstand eller i en hvilken som helst kombinasjon av disse tilstandene. Den termiske energien er lagret i varmebæreren ved temperaturendringer av varmebæreren, i kjemiske transformasjoner eller faseendringer av varmebæreren eller ved en hvilken som helst kombinasjon av disse prosessene. Varmebæreren 225 kan være valgt i henhold til ulike seleksjonskriterier, slik som den ønskede driftstemperatu-ren av den varme-genererende anordningen 230 så vel som varmekapasiteten, flyttbarheten, viskositeten og bestandigheten av varmebæreren 225. I et aspekt hvori varmebæreren 225 er et fluid, kan fluidet være valgt til å ha et kokepunkt som tillater varmelagring ved anvendelse av den latente varmen av faseovergangen fra flytende til gassformig. I et annet aspekt hvori varmebæreren er fast, kan det faste materialet være valgt til å ha et smeltepunkt som tillater varmelagring ved anvendelse av den latente varmen av faseovergangen fra fast til flytende.
I ett aspekt, inkluderer den ene eller flere varmebæreroverføringsanord-ningen(e) 220a-c et termisk ledningssystem 224 for å flytte varmebæreren gjennom hele temperaturstyringsapparaturen 200. Det termiske ledningssystemet 224 kan inkludere rør, slanger eller andre innkapslingsanordninger som har et innløp og et utløp og kapsle inn varmebæreren. Geometrien og materialet av varmebæ-reroverføringsanordningen kan bli valgt avhengig av anvendelsen, mengden av dissipert varme og ønsket temperaturgradient. I én utførelsesform er det termiske ledningssystemet 224 arrangert for å tilveiebringe et lukket-sløyfe-system hvori varmebæreren 225 flytter seg fra varmebærerlagringsenheten 210 til en kanal av den varme-genererende anordningen 230 og så til varmesenkeanordningen 240 og tilbake til varmebærerlagringsenheten 210. I en annen utførelsesform, er det termiske ledningssystemet arrangert (for å) tilveiebringe et åpen-sløyfe-system hvori varmebæreren 225 flytter seg fra varmebærerlagringsenheten 210 til en kanal av den varme-genererende anordningen 230 og så til varmesenkeanordningen 240. Et eksempelvis åpen-sløyfe-system kan inkludere varmebæreroverfø-ringsanordninger 220a og 220b men ikke varmebæreroverføringsanordningen 220c som ellers returnerer varmebæreren 225 fra varmesenken 240 til varmebærerlagringsenheten 210. Selv om den eksempelvise temperaturstyringsapparaturen 200 har blitt beskrevet med hensyn til tre varmebæreroverføringsanordninger 220a-c, er dette ikke ment å være en begrensning av redegjørelsen. Et hvilket som helst antall varmebæreroverføringsanordninger kan bli brukt innen omfanget av redegjørelsen.
I ett aspekt, inkluderer minst én av varmebæreroverføringsanordningene, slik som varmebæreroverføringsanordning 220a, en pumpe 222 for sirkulering av varmebæreren 225 gjennom hele temperaturstyringsapparaturen 200. Pumpen 222 kan være valgt i henhold til ulike kriterier, slik som strømningshastighet, trykkforskjell, driftstemperatur, strømforbruk, størrelse, vekt og bestandighet under nedihullsbetingelser. I en alternativ utførelsesform, kan en passiv anordning, slik som et varmerør, bli brukt istedenfor pumpen 222.
I én utførelsesform, inkluderer den varme-genererende anordningen 230 et flerlags kretskort 242 eller individuelle elektroniske komponenter eller sensorer som har en flerlagsstruktur. Det eksempelvise flerlags kretskortet 242 inkluderer minst ett trykt kretskort 232, ett eller flere isolerende lag 234, et kjølelag 236 og et bærerlag 237. I det eksempelvise flerlags kretskortet 242 ifølge FIG. 2, er to kretskort 232 koplet med kjølelaget 236 slik at ett kretskort er koplet til en toppdel av kjølelaget og et andre kretskort er koplet til en bunndel av kjølelaget. Et isolerende lag 234 kan være plassert mellom kretskortene 232 og kjølelaget 236 for å tilveiebringe elektrisk isolasjon mellom varmebæreren og de ulike elektriske komponentene av kretskortet 242. Det isolerende laget tilveiebringer elektrisk isolasjon mellom varmebæreren og de varme-genererende elementene av anordningen og tillater også varmeoverføring på tvers av det isolerende laget mellom varmebæreren og de varme-genererende elementene av anordningen. Isolering av varmebæreren fra de ulike elektriske komponentene tillater derfor direkte kjøling av ledende eller halv-ledende elementer. Hvis de elektriske komponentene og varmebæreren ikke krever elektrisk isolasjon, kan imidlertid den varme-genererende anordningen bli montert uten de(t) ene eller flere isolerende laget(ene) 234 i én utførelsesform. Et kanalsystem 238 strekker seg gjennom kjølelaget 236 for å tilveiebringe en strømningsvei for varmebæreren 225 gjennom flerlags kretskortet 230. Kretskortene 232 tilveiebringer en topp- og bunnside av kanalen 238. Derfor er minst ett kretskort i termisk kontakt med varmebæreren som strømmer gjennom kanalsystemet 238 deri, hvori varmen overføres fra kretskortet til varmebæreren 225. Selv om FIG. 2 viser en enslig kanal 238a, kan et hvilket som helst antall egnede kanaler være tilveiebrakt for formålene ved denne redegjørelsen. Varmebæreren 225 entrer kanalen 238 ved et innløp eller åpning 238b, flytter seg gjennom kanalen 238a, og fjerner derved varme fra kretskortet 232. Varmebæreren 225 forlater kanalen 238a ved et utløp eller åpning 238c. Varmebæreroverføringsanordningen
220b er knyttet til kanalutløpet 238c for fjerning av varmebæreren til varmesenke 240.
Varmesenken 240 absorberer eller resorberer varme fra varmebæreren 225 og dissiperer den til en varmebærerlagringsenhet 210. I én utførelsesform, blir varme passivt ledet til miljøet, slik som boreslammet som passerer gjennom nedihullsverktøyet. I en annen utførelsesform overfører en varmepumpe aktivt varme fra varmebæreren 225 til det omkringliggende miljøet. Varmepumpen kan flytte varme fra varmebæreren 225 til miljøet ved anvendelse av mekanisk arbeid, hvor kilden har en høyere temperatur enn miljøet. Dette tilveiebringer en effektiv overføring av varme siden temperaturen på den varme siden av varmepumpen er høyere enn temperaturen av miljøet og videre siden miljøet har en mye større varmekapasitet. Et slik system tillater en hurtig overføring av varme og bringer den varme siden av varmepumpen tett til termisk likevekt med miljøet, og senker derved dens temperatur. I en annen utførelsesform kan varmeenergien bli lagret i en kjemisk transformasjon eller en faseforandringsreaksjon.
En sensor 245 kan bli plassert ved eller nærliggende den varme-genererende anordningen 230 for å regulere drift av temperaturstyringsapparaturen 200. Sensoren 245 kan være konfigurert for å tilveiebringe en egnet måling til en styringsenhet 228. I ett aspekt er målingen en temperaturmåling. Styringsenheten 228 kan reagere på en spesifikk temperatur av den varme-genererende anordningen og være konfigurert for å opprettholde den varme-genererende anordningen innen et spesifisert temperaturområde. Alternativt kan styringsenheten 228 reagere på en temperaturgradient mellom den varme-genererende anordningen 230 og det omkringliggende miljøet og kan være konfigurert for å opprettholde temperaturgradienten mellom den varme-genererende anordningen og miljøet innen et spesifisert område. I ett aspekt kan styringsenheten 228 påvirke en drift av pumpen 222 for å tilveiebringe raskere eller tregere sirkulering av varmebæreren 225 gjennom kanal 238a. I et annet aspekt kan styringsenheten 228 påvirke drift av varmesenken 240 (dvs. varmepumpen) for å redusere eller øke en hastighet som varme blir fjernet fra varmebæreren 225 ved til det omkringliggende miljøet. Styringsenheten kan også styre temperaturen av varmesenken (f.eks. temperaturen av den "kalde" siden av varmepumpen). Det blir anført at selv om sensoren er beskrevet heri som å tilveiebringe en temperaturmåling, kan i andre aspekter, sensoren være konfigurert for å tilveiebringe andre målinger, slik som en strøm-ningshastighet av varmebæreren gjennom kanalsystemet 238. FIG. 3-6 viser ulike eksempelvise utførelsesformer av komponenter som kan bli brukt nedihulls med den eksempelvise temperaturstyringsapparaturen vist heri. FIG. 3 viser et sideriss av et eksempelvis trykt kretskort 300 som har ulike elektroniske komponenter 302a-b knyttet til kretskortet. De elektroniske komponentene 302a-b er vist på en ytre overflate av kretskortet men kan også være komponenter integrert i kretskortet i én utførelsesform. I ett aspekt, kan det trykte kretskortet 300 inkludere et flerlags polyamidkort 304 som har interne elektriske forbindelser 309. Elektriske komponenter er knyttet til kortet 304 via elektriske gjennomføringer 307 som passerer gjennom kortet 304 til en loddingsforbindelse 305 motsatt de elektriske komponentene. I en annen utførelsesform, er de elektriske komponentene overflate-monterte anordninger uten elektriske gjennomfø-ringer. Én eller flere kanaler er tilveiebrakt innen det trykte kretskortet 300 for å tilveiebringe sirkulering av en varmebærer gjennom hele kortet og til varme-genererende komponenter av kortet. Kanalene kan være ledet på en hvilken som helst måte rundt de varme-genererende komponentene for å regulere temperatur. Inn-løp 238b1 og 238b2 og utløp 238c1 og 238c2 til den ene eller flere kanaler er vist i siderisset ifølge FIG. 3. I en eksempelvis utførelsesform kan innløp 238b1 og utløp 238c1 tilveiebringe en kanal for temperaturstyring av elektronisk komponent 302a, og innløp 238b2 og utløp 238c2 kan tilveiebringe en kanal for temperaturstyring av elektronisk komponent 302b. FIG. 4 viser et sideriss av en eksempelvis blank form (bare die) 400 som kan bli avkjølt ved anvendelse av den eksempelvise temperaturstyringsapparaturen vist heri. I ett aspekt inkluderer den blanke formen et bulksubstrat 404, et skjult substrat 406 og et aktivt lag 408 med elektroniske komponenter. Den blanke formen kan ha et metall 402 knyttet til komponentene av det aktive laget 408 langs vei 410. I ett aspekt kan metallet være en ledende aluminiumvei som tilveiebringer en elektrisk forbindelse til komponentene av det aktive laget 408. Én eller flere kanaler er tilveiebrakt innen den blanke formen 400 for å tilveiebringe sirkulering av en varmebærer gjennom hele kortet og til varme-genererende komponenter av den blanke formen. Kanalene kan bli ledet på en hvilken som helst måte rundt de varme-genererende komponentene for å regulere temperatur. Innløp 238b1 og 238b2 og utløp 238c1 og 238c2 til den ene eller flere kanaler er vist i siderisset ifølge FIG. 4. I en eksempelvis utførelsesform kan innløp 238b1 og utløp 238c1 tilveiebringe en første kanal gjennom hele den blanke formen og innløp 238b2 og utløp 238c2 kan tilveiebringe en andre kanal gjennom hele den blanke formen.
FIG. 5 viser et sideriss av en eksempelvis innbygget komponent 500 som kan bli kjølt ved anvendelse av den eksempelvise temperaturstyringsapparaturen vist heri. I ett aspekt, inneslutter plast/keramisk hus 504 form 502. Elektriske kon-nektorer 506 tilveiebringer en elektrisk forbindelse til huset 504. Trådforbindelser 508 tilveiebringer en elektrisk forbindelse mellom elektriske forbindelser og formen 502 gjennom huset 504. Én eller flere kanaler er tilveiebrakt innen huset 500 for å tilveiebringe sirkulering av en varmebærer gjennom hele huset og til varme-genererende komponenter av huset, slik som form 502. Kanalene kan bli ledet på en
hvilken som helst måte rundt de varme-genererende komponentene for å regulere temperatur. Eksempelvise innløp 238b1 og 238b2 og utløp 238c1 og 238c2 til den ene eller flere kanaler er vist i siderisset ifølge FIG. 5. I en eksempelvis utførelses-form kan innløp 238b1 og utløp 238c1 tilveiebringe en første kanal gjennom hele huset og innløp 238b2 og utløp 238c2 kan tilveiebringe en andre kanal gjennom hele huset.
FIG. 6 viser et sideriss av et eksempelvis keramisk substrat 600 som kan bli kjølt ved anvendelse av den eksempelvise temperaturstyringsapparaturen vist heri. Det keramiske substratet 600 inkluderer et flerlags keramisk substrat 604 som har interne elektriske forbindelser 609 som går gjennom det. Elektriske komponenter 602 er tilveiebrakt på en ytre overflate av substratet 604 og er elektrisk koplet til de interne elektriske forbindelsene 609 via trådforbindelser 608. Én eller flere kanaler er tilveiebrakt innen det keramiske substratet 600 for å tilveiebringe sirkulering av en varmebærer gjennom hele substratet og til varme-genererende komponenter innen substratet. Kanalene kan bli ledet på en hvilken som helst måte rundt de varme-genererende komponentene for å regulere temperatur. Eksempelvise innløp 238b1 og 238b2 og utløp 238c1 og 238c2 til den ene eller flere kanaler er vist i siderisset ifølge FIG. 6. I en eksempelvis utførelsesform kan innløp 238b1 og utløp 238c1 tilveiebringe en første kanal gjennom hele substratet og innløp 238b2 og utløp 238c2 kan tilveiebringe en andre kanal gjennom hele substratet.
Selv om redegjørelsen inkluderer en fremgangsmåte og apparatur for å regulere en temperatur av en varme-genererende anordning slik som et flerlags kretskort (for) anvendelse for boreformål, kan fremgangsmåten og apparaturen også bli brukt for å regulere temperaturen av anordninger brukt for andre formål slik som overvåkningsformål, aktiveringsformål og nedihulls aktiviteter som ikke er direkte relatert til boring av en brønnboring. Slike anordninger kan inkludere tem-peratursensorer, trykksensorer, hydrauliske ventiler og andre elektroniske komponenter. I en alternativ utførelsesform, kan temperaturstyringsapparaturen bli brukt for å tilveiebringe varme til batterier som er designet for drift ved høye temperaturer eller i et spesifikt temperaturområde. I enda en annen alternativ utførelsesform, kan temperaturstyringsapparaturen bli brukt for å smelte salt, som kan bli brukt som en buffer for å lagre varme og arbeid.
I et annet aspekt, kan temperaturstyringsapparaturen bli operert for å regulere eller endre en temperatur av den eksempelvise varme-genererende anordningen for å operere ved et ønsket temperaturområde, slik som en optimal driftstemperatur, og derved unngå temperaturområder hvor anordningen arbeider med lav pålitelighet. Det blir også anført at mekanisk tretthet eller nedbrytningen av komponenter ofte blir forårsaket av temperatursvingning eller termisk-induserte spenninger. Sjokk av ekstreme temperaturendringer på opp til 200 K har blitt kon-statert i geotermiske anvendelser, slik som i starten av produksjon av varmt fluid, starten av pumping til bor, etc. I ett aspekt kan således den viste temperaturstyringsapparaturen bli brukt for å redusere mekanisk tretthet og opprettholde en mekanisk styrke for en komponent ved å redusere innvirkningen av termiske spenninger på komponenten.
Således tilveiebringer redegjørelsen i ett aspekt en apparatur som inkluderer en varmekilde eller en anordning hvis temperatur er ønsket å bli regulert, en kanal assosiert med varmekilden og en strømningsanordning eller en strømnings-enhet konfigurert for å strømme en bærer gjennom kanalen, denne bæreren absorberer varme fra varmekilden.
I et annet aspekt inkluderer apparaturen videre et medium assosiert med bæreren konfigurert for å absorbere varme fra bæreren. Mediet kan være et hvilket som helst egnet medium som er konfigurert for å absorbere varme fra den oppvarmede bæreren, inkludert, men ikke begrenset til, en varmesenke, en anordning i termisk kommunikasjon med bæreren som er ved en temperatur under temperaturen av bæreren, og et fluid (slik som et borefluid) i termisk kommunikasjon med bæreren som er ved en temperatur under temperaturen av bæreren. I enda et annet aspekt tilveiebringer redegjørelsen en apparatur for anvendelse i et nedihullsverktøy, inkludert et substrat; en varmekilde assosiert med substratet, varmekilden induserer varme til substratet; en fluidkanal i substratet; og en fluid-strømningsenhet konfigurert for å strømme et fluid gjennom fluidkanalen for å regulere en temperatur av komponenten. Fluidstrømningsenheten kan inkludere en pumpe konfigurert for å levere fluidet fra en lagringsenhet til kanalen. En varmesenke mottar fluid fra substratet. Varmesenken kan inkludere et termisk ledende element konfigurert for å lede varme fra fluidet mottatt fra substratet til et fluid som strømmer gjennom verktøyet når verktøyet er i brønnboringen. Apparaturen kan videre inkludere et ledningssystem konfigurert for å tilveiebringe fluidet inn i fluidkanalen og ut av fluidkanalen. Ledningssystemet kan tilveiebringe en åpen-sløyfe-vei for fluidet eller en lukket-sløyfe-vei for fluidet. Varmekilden kan være minst én av: (i) en komponent som genererer varme når komponenten er i drift; og (ii) et miljø omkringliggende substratet. En styringsenhet for apparaturen regulerer temperaturen av komponenten ved å styre en drift av én minst én av: (i) en varmesenke som dissiperer varme fra fluidet, (ii) en varmesenke som dissiperer varme til fluidet; og (iii) en pumpe som sirkulerer fluidet gjennom fluidkanalen. En sensor koplet til substratet kan tilveiebringe en temperaturmåling av substratet til styringsenheten for å regulere temperaturen av komponenten. En strømningshastighets-sensor konfigurert (for å) måle en strømningshastighet av fluidet gjennom fluidkanalen og tilveiebringer strømningshastighetsmålingen til styringsenheten for å regulere temperaturen av komponenten.
I et annet aspekt, tilveiebringer foreliggende redegjørelse en fremgangsmåte for å regulere en temperatur av en anordning i et verktøy i en brønnboring, inkludert å tilveiebringe anordningen som har et substrat som har en fluidkanal deri i brønnboringen; indusere varme fra en varmekilde til substratet; og strømme et fluid gjennom fluidkanalen for å regulere temperaturen av anordningen. Fluidet kan være tilveiebrakt til substratet fra en fluidlagringsenhet og mottatt fra substratet ved en varmesenke. I én utførelsesform omfatter varmesenken et termisk ledende element og fremgangsmåten inkluderer videre å lede varme fra fluidet mottatt fra substratet til et fluid som strømmer gjennom verktøyet. Et ledningssystem tilveiebringer fluidet inn i fluidkanalen og ut av fluidkanalen. Ledningssystemet kan tilveiebringe én av: (i) en åpen-sløyfe-vei for fluidet; og (ii) en lukket-sløyfe-vei for fluidet. I ulike utførelsesformer er varmekilden minst én av: (i) en komponent assosiert med substratet som genererer varme når komponenten er i drift; og (ii) et miljø omkringliggende substratet. Temperaturen av komponenten kan bli regulert ved anvendelse av en styringsenhet for å styre en drift av én minst én av: (i) en varmesenke som dissiperer varme fra fluidet, (ii) en varmesenke som dissiperer varme til fluidet og (iii) en pumpe som sirkulerer fluidet gjennom fluidkanalen. En temperaturmåling av substratet kan bli tilveiebrakt til styringsenheten fra en sensor koplet til substratet for å regulere temperaturen av komponenten. I tillegg kan en strømningshastighet av fluidet gjennom fluidkanalen være tilveiebrakt til styringsenheten for å regulere temperaturen av komponenten.
Utførelsesformene beskrevet heri er derfor godt tilpasset for å utføre oppfinnelsen. Selv om ulike utførelsesformer av oppfinnelsen har blitt beskrevet for formål av denne redegjørelsen, kan tallrike endringer kjent for fagfolk bli gjort for å praktisere oppfinnelsen og å iverksette resultatene vurdert heri, uten å avvike fra konseptet eller ånden ved oppfinnelsen. Ulike modifikasjoner vil være åpenbare for fagpersonene. Det er tenkt at alle slike variasjoner som er innen omfanget av de vedlagte kravene er omfavnet av den foregående redegjørelsen.

Claims (23)

1. Apparatur for anvendelse i et nedihullsverktøy, omfattende: et substrat; en varmekilde assosiert med substratet, varmekilden induserer varme til substratet; en fluidkanal i substratet; og en fluidstrømningsenhet konfigurert for å strømme et fluid gjennom fluidkanalen for å regulere en temperatur av komponenten.
2. Apparatur ifølge krav 1, hvori fluidstrømningsenheten omfatter en pumpe konfigurert for å tilføre fluidet fra en lagringsenhet til kanalen.
3. Apparatur ifølge krav 1 som videre omfatter en varmesenke konfigurert for å motta fluid fra substratet.
4. Apparatur ifølge krav 3, hvori varmesenken videre omfatter et termisk ledende element konfigurert for å lede varme fra fluidet mottatt fra substratet til et fluid som strømmer gjennom verktøyet når verktøyet er i brønnboringen.
5. Apparatur ifølge krav 1 som videre omfatter et ledningssystem konfigurert for å tilveiebringe fluidet inn i fluidkanalen og ut av fluidkanalen.
6. Apparatur ifølge krav 5, hvori ledningssystemet tilveiebringer én av: (i) en åpen-sløyfe-vei for fluidet; og (ii) en lukket-sløyfe-vei for fluidet.
7. Apparatur ifølge krav 1, hvori varmekilden er minst én av: (i) en komponent som genererer varme når komponenten er i drift; og (ii) et miljø omkringliggende substratet.
8. Apparatur ifølge krav 1 som videre omfatter en styringsenhet konfigurert for å regulere temperaturen av komponenten ved å styre en operasjon av én minst én av: (i) en varmesenke som dissiperer varme fra fluidet, (ii) en varmesenke som dissiperer varme til fluidet; og (iii) en pumpe som sirkulerer fluidet gjennom fluidkanalen.
9. Apparatur ifølge krav 8 som videre omfatter en sensor koplet til substratet konfigurert for å tilveiebringe en temperaturmåling av substratet til styringsenheten for å regulere temperaturen av komponenten.
10. Apparatur ifølge krav 1, som videre omfatter en sensor konfigurert for å måle en strømningshastighet av fluidet gjennom fluidkanalen og tilveiebringe strømningshastighetsmålingen til styringsenheten for å regulere temperaturen av komponenten.
11. Fremgangsmåte for å regulere en temperatur av en anordning i et verktøy i en brønnboring, omfattende å: tilveiebringe anordningen som har et substrat som har en fluidkanal deri i brønnboringen; indusere varme fra en varmekilde til substratet; og strømme et fluid gjennom fluidkanalen for å regulere temperaturen av anordningen.
12. Fremgangsmåte ifølge krav 11 som videre omfatter å tilveiebringe fluidet til substratet fra en fluidlagringsenhet.
13. Fremgangsmåte ifølge krav 11 som videre omfatter å motta fluidet fra substratet ved en varmesenke.
14. Fremgangsmåte ifølge krav 13, hvori varmesenken omfatter et termisk ledende element og hvori fremgangsmåten videre omfatter å lede varme fra fluidet mottatt fra substratet til et fluid som strømmer gjennom verktøyet.
15. Fremgangsmåte ifølge krav 11 som videre omfatter anvendelse av et ledningssystem for å tilveiebringe fluidet inn i fluidkanalen og ut av fluidkanalen.
16. Fremgangsmåte ifølge krav 15, hvori ledningssystemet tilveiebringer én av: (i) en åpen-sløyfe-vei for fluidet; og (ii) en lukket-sløyfe-vei for fluidet.
17. Fremgangsmåte ifølge krav 11, hvori varmekilden er minst én av: (i) en komponent assosiert med substratet som genererer varme når komponenten er i drift; og (ii) et miljø omkringliggende substratet.
18. Fremgangsmåte ifølge krav 11 som videre omfatter anvendelse av en styringsenhet for å regulere temperaturen av komponenten ved å styre en drift av én minst én av: (i) en varmesenke som dissiperer varme fra fluidet, (ii) en varmesenke som dissiperer varme til fluidet og (iii) en pumpe som sirkulerer fluidet gjennom fluidkanalen.
19. Fremgangsmåte ifølge krav 18 som videre omfatter å tilveiebringe en temperaturmåling av substratet til styringsenheten fra en sensor koplet til substratet for å regulere temperaturen av komponenten.
20. Fremgangsmåte ifølge krav 18, som videre omfatter å tilveiebringe en måling av strømningshastighet av fluidet gjennom fluidkanalen (til) styringsenheten for å regulere temperaturen av komponenten.
21. En apparatur, omfattende: en varmekilde; en kanal assosiert med varmekilden; og en anordning konfigurert for å strømme en bærer gjennom kanalen som absorberer varme fra varmekilden.
22. Apparatur ifølge krav 21 som videre omfatter et medium assosiert med bæreren konfigurert for å absorbere varme fra bæreren.
23. Apparatur ifølge krav 22, hvori mediet er valgt fra en gruppe bestående av: en varmesenke; en anordning i termisk kommunikasjon med bæreren som er ved en temperatur under temperaturen av bæreren; et fluid i termisk kommunikasjon med bæreren som er ved en temperatur under temperaturen av bæreren.
NO20130005A 2010-06-18 2013-01-03 Anordning for bruk nedihulls som inkluderer utstyr som har varmebaererkanaler NO20130005A1 (no)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US35643410P 2010-06-18 2010-06-18
PCT/US2011/040924 WO2011160046A2 (en) 2010-06-18 2011-06-17 Apparatus for use downhole including devices having heat carrier channels

Publications (1)

Publication Number Publication Date
NO20130005A1 true NO20130005A1 (no) 2013-01-14

Family

ID=45327650

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
NO20130005A NO20130005A1 (no) 2010-06-18 2013-01-03 Anordning for bruk nedihulls som inkluderer utstyr som har varmebaererkanaler

Country Status (6)

Country Link
US (1) US20110308791A1 (no)
AU (1) AU2011268130B2 (no)
BR (1) BR112012032351A2 (no)
GB (1) GB2494094A (no)
NO (1) NO20130005A1 (no)
WO (1) WO2011160046A2 (no)

Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9125305B2 (en) * 2010-03-17 2015-09-01 Delta Design, Inc. Devices with pneumatic, hydraulic and electrical components
DE102012106244B4 (de) * 2012-07-11 2020-02-20 Rogers Germany Gmbh Metall-Keramik-Substrat
US9353618B2 (en) * 2012-10-31 2016-05-31 Baker Hughes Incorporated Apparatus and methods for cooling downhole devices
US9611723B2 (en) * 2014-12-17 2017-04-04 Schlumberger Technology Corporation Heat transferring electronics chassis
AT518472B1 (de) * 2016-04-13 2018-04-15 Zkw Group Gmbh Bauteilkühlvorrichtung sowie Kraftfahrzeugscheinwerfer mit Bauteilkühlvorrichtung
US11396794B2 (en) * 2018-05-29 2022-07-26 Baker Hughes, A Ge Company, Llc Device temperature gradient control
US11640929B2 (en) * 2018-12-20 2023-05-02 Intel Corporation Thermal management solutions for cored substrates

Family Cites Families (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5730217A (en) * 1994-09-12 1998-03-24 Pes, Inc. Vacuum insulated converter for extending the life span of electronic components
US5931000A (en) * 1998-04-23 1999-08-03 Turner; William Evans Cooled electrical system for use downhole
JP3961843B2 (ja) * 2002-02-08 2007-08-22 株式会社日立製作所 液体冷却システムを有する小型電子計算機
US6665185B1 (en) * 2002-10-09 2003-12-16 Ltx Corporation Apparatus and method for embedded fluid cooling in printed circuit boards
US7017622B2 (en) * 2002-12-03 2006-03-28 Forhealth Technologies, Inc. Automated means for removing, parking and replacing a syringe tip cap from a syringe
US6769487B2 (en) * 2002-12-11 2004-08-03 Schlumberger Technology Corporation Apparatus and method for actively cooling instrumentation in a high temperature environment
US7591302B1 (en) * 2003-07-23 2009-09-22 Cooligy Inc. Pump and fan control concepts in a cooling system
US7215547B2 (en) * 2004-08-16 2007-05-08 Delphi Technologies, Inc. Integrated cooling system for electronic devices
US7308795B2 (en) * 2004-12-08 2007-12-18 Hall David R Method and system for cooling electrical components downhole
US20060144619A1 (en) * 2005-01-06 2006-07-06 Halliburton Energy Services, Inc. Thermal management apparatus, systems, and methods
EP1761114A3 (en) * 2005-08-31 2009-09-16 Kabushiki Kaisha Toyota Jidoshokki Circuit board
TW200735308A (en) * 2005-12-23 2007-09-16 Koninkl Philips Electronics Nv On-chip interconnect-stack cooling using sacrificial interconnect segments
US7298623B1 (en) * 2006-06-29 2007-11-20 International Business Machines Corporation Organic substrate with integral thermal dissipation channels, and method for producing same
US7806173B2 (en) * 2007-06-21 2010-10-05 Schlumberger Technology Corporation Apparatus and methods to dissipate heat in a downhole tool
JP5032269B2 (ja) * 2007-11-02 2012-09-26 東京エレクトロン株式会社 被処理基板の温度調節装置及び温度調節方法、並びにこれを備えたプラズマ処理装置
US8820397B2 (en) * 2009-04-27 2014-09-02 Halliburton Energy Services, Inc. Thermal component temperature management system and method
US8567500B2 (en) * 2009-10-06 2013-10-29 Schlumberger Technology Corporation Cooling apparatus and methods for use with downhole tools

Also Published As

Publication number Publication date
BR112012032351A2 (pt) 2019-09-24
AU2011268130B2 (en) 2017-02-02
AU2011268130A1 (en) 2013-01-17
WO2011160046A2 (en) 2011-12-22
US20110308791A1 (en) 2011-12-22
GB201223430D0 (en) 2013-02-06
WO2011160046A3 (en) 2012-02-16
GB2494094A (en) 2013-02-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
NO20130005A1 (no) Anordning for bruk nedihulls som inkluderer utstyr som har varmebaererkanaler
EP2740890B1 (en) Cooling system and method for a downhole tool
US9523270B2 (en) Downhole electronics with pressure transfer medium
US10494885B2 (en) Mud pulse telemetry with continuous circulation drilling
US7708086B2 (en) Modular drilling apparatus with power and/or data transmission
CN105144568B (zh) 井下发电系统
EP2914804B1 (en) Apparatus and methods for cooling downhole devices
US8100195B2 (en) Motor cooling radiators for use in downhole environments
NO339895B1 (no) Frembringelse av en lokal respons på en lokal tilstand for en borestreng i en oljebrønn
NO334304B1 (no) Slammotor for forbindelse i en borestreng, og borestreng omfattende slik slammotor
US20060162931A1 (en) Cooling apparatus and method
US11396794B2 (en) Device temperature gradient control
NO20240222A1 (en) Electronics enclosure for downhole tools
US9256045B2 (en) Open loop cooling system and method for downhole tools
US20150000913A1 (en) Thermal Buffering of Downhole Equipment with Phase Change Material
EP2248993B1 (en) An electronic apparatus of a downhole tool
WO2010017302A2 (en) Heat dissipater for electronic components in downhole tools and methods for using the same
CN111350457B (zh) 井下钻井系统
WO2009029800A1 (en) Apparatus and method for drilling wellbores that utilize a detachable reamer
US20210047886A1 (en) Nanocrystalline tapes for wireless transmission of electrical signals and power in downhole drilling systems
US20240271520A1 (en) Cooling wellbore logging tools

Legal Events

Date Code Title Description
FC2A Withdrawal, rejection or dismissal of laid open patent application