RU2010107390A - Применение композитов с выровненными нанотрубками для теплопередачи в скважинах - Google Patents

Применение композитов с выровненными нанотрубками для теплопередачи в скважинах Download PDF

Info

Publication number
RU2010107390A
RU2010107390A RU2010107390/03A RU2010107390A RU2010107390A RU 2010107390 A RU2010107390 A RU 2010107390A RU 2010107390/03 A RU2010107390/03 A RU 2010107390/03A RU 2010107390 A RU2010107390 A RU 2010107390A RU 2010107390 A RU2010107390 A RU 2010107390A
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
heat
anisotropic nanocomposite
metal
absorbing
anisotropic
Prior art date
Application number
RU2010107390/03A
Other languages
English (en)
Other versions
RU2516078C2 (ru
Inventor
Рокко ДИФОДЖИО (US)
Рокко Дифоджио
Роджер ФИНЧЕР (US)
Роджер ФИНЧЕР
Original Assignee
Бейкер Хьюз Инкорпорейтед (Us)
Бейкер Хьюз Инкорпорейтед
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 Бейкер Хьюз Инкорпорейтед (Us), Бейкер Хьюз Инкорпорейтед filed Critical Бейкер Хьюз Инкорпорейтед (Us)
Publication of RU2010107390A publication Critical patent/RU2010107390A/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2516078C2 publication Critical patent/RU2516078C2/ru

Links

Classifications

    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E21EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21BEARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B47/00Survey of boreholes or wells
    • E21B47/01Devices for supporting measuring instruments on drill bits, pipes, rods or wirelines; Protecting measuring instruments in boreholes against heat, shock, pressure or the like
    • E21B47/017Protecting measuring instruments
    • E21B47/0175Cooling arrangements
    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E21EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21BEARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B47/00Survey of boreholes or wells
    • E21B47/01Devices for supporting measuring instruments on drill bits, pipes, rods or wirelines; Protecting measuring instruments in boreholes against heat, shock, pressure or the like
    • E21B47/017Protecting measuring instruments
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28DHEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
    • F28D15/00Heat-exchange apparatus with the intermediate heat-transfer medium in closed tubes passing into or through the conduit walls ; Heat-exchange apparatus employing intermediate heat-transfer medium or bodies
    • F28D15/02Heat-exchange apparatus with the intermediate heat-transfer medium in closed tubes passing into or through the conduit walls ; Heat-exchange apparatus employing intermediate heat-transfer medium or bodies in which the medium condenses and evaporates, e.g. heat pipes

Landscapes

  • Geology (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mining & Mineral Resources (AREA)
  • General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Fluid Mechanics (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Geophysics (AREA)
  • Geochemistry & Mineralogy (AREA)
  • Cooling Or The Like Of Semiconductors Or Solid State Devices (AREA)
  • Cooling Or The Like Of Electrical Apparatus (AREA)
  • Resistance Heating (AREA)
  • Carbon And Carbon Compounds (AREA)
  • Sorption Type Refrigeration Machines (AREA)
  • Physical Or Chemical Processes And Apparatus (AREA)

Abstract

1. Устройство, содержащее анизотропный нанокомпозиционный элемент, имеющий тепловую связь с тепловыделяющим элементом для отведения тепла от тепловыделяющего элемента вдоль заданного направления. ! 2. Устройство по п.1, содержащее теплопоглощающий элемент, имеющий тепловую связь с анизотропным нанокомпозиционным элементом для приема от него тепла. ! 3. Устройство по п.2, содержащее теплообменник, имеющий тепловую связь с анизотропным нанокомпозиционным элементом для передачи от него тепла к теплопоглощающему элементу. ! 4. Устройство по п.1, содержащее переходной элемент между тепловыделяющим элементом и анизотропным нанокомпозиционным элементом для передачи тепла от теплопроводящего элемента к анизотропному нанокомпозиционному элементу. ! 5. Устройство по п.1, в котором анизотропный нанокомпозиционный элемент включает материал-основу и ориентированные в одном направлении теплопроводящие нанотрубки. ! 6. Устройство по п.5, в котором нанотрубки состоят из по меньшей мере одного материала из группы, включающей углерод, нитрид бора и нитрид галлия. ! 7. Устройство по п.1, в котором анизотропный нанокомпозиционный элемент выполнен с использованием пакетов листов, каждый из которых включает материал-основу и ориентированные в одном направлении теплопроводящие нанотрубки. ! 8. Устройство по п.2, в котором теплопоглощающий элемент выбран из группы, состоящей из металлического элемента, керамического элемента, слоистой структуры из металлического и керамического элементов, композита металла и неметалла, текучей среды, сорбционного охладителя и устройства, использующего фазовые переходы. ! 9. Устройство по п.3, в к�

Claims (22)

1. Устройство, содержащее анизотропный нанокомпозиционный элемент, имеющий тепловую связь с тепловыделяющим элементом для отведения тепла от тепловыделяющего элемента вдоль заданного направления.
2. Устройство по п.1, содержащее теплопоглощающий элемент, имеющий тепловую связь с анизотропным нанокомпозиционным элементом для приема от него тепла.
3. Устройство по п.2, содержащее теплообменник, имеющий тепловую связь с анизотропным нанокомпозиционным элементом для передачи от него тепла к теплопоглощающему элементу.
4. Устройство по п.1, содержащее переходной элемент между тепловыделяющим элементом и анизотропным нанокомпозиционным элементом для передачи тепла от теплопроводящего элемента к анизотропному нанокомпозиционному элементу.
5. Устройство по п.1, в котором анизотропный нанокомпозиционный элемент включает материал-основу и ориентированные в одном направлении теплопроводящие нанотрубки.
6. Устройство по п.5, в котором нанотрубки состоят из по меньшей мере одного материала из группы, включающей углерод, нитрид бора и нитрид галлия.
7. Устройство по п.1, в котором анизотропный нанокомпозиционный элемент выполнен с использованием пакетов листов, каждый из которых включает материал-основу и ориентированные в одном направлении теплопроводящие нанотрубки.
8. Устройство по п.2, в котором теплопоглощающий элемент выбран из группы, состоящей из металлического элемента, керамического элемента, слоистой структуры из металлического и керамического элементов, композита металла и неметалла, текучей среды, сорбционного охладителя и устройства, использующего фазовые переходы.
9. Устройство по п.3, в котором теплопередающий элемент выбран из группы, состоящей из термоэлектрического охладителя, устройства охлаждения с замкнутым контуром и теплового насоса, в котором используется эффект Джоуля-Томсона или двигатель Стирлинга.
10. Устройство по п.9, дополнительно содержащее датчик для измерения температуры тепловыделяющего элемента и контроллер, выполненный с возможностью регулирования количества тепла, передаваемого от тепловыделяющего элемента, на основе, по меньшей мере отчасти, температуры теплопоглощающего элемента.
11. Устройство по п.10, в котором контроллер выполнен с возможностью управления мощностью, подводимой к теплопередающему элементу для регулирования количества тепла, отводимого от тепловыделяющего элемента к теплопоглощающему элементу.
12. Устройство по п.2, дополнительно содержащее изолирующий элемент, размещенный вблизи от тепловыделяющего элемента для направленной передачи тепла от этого тепловыделяющего элемента к анизотропному нанокомпозиционному элементу.
13. Способ отвода тепла от тепловыделяющего элемента, при осуществлении которого:
передают тепло от тепловыделяющего элемента к анизотропному нанокомпозиционному элементу, обеспечивающему передачу тепла вдоль заданного направления, и
передают тепло, полученное анизотропным нанокомпозиционным элементом, к теплопоглощающему элементу.
14. Способ по п.13, в котором передают тепло от анизотропного нанокомпозиционного элемента к теплопоглощающему элементу, используя теплообменник.
15. Способ по п.13, в котором передают тепло от теплопроводящего элемента к анизотропному нанокомпозиционному элементу, используя переходной элемент, помещенный между теплопроводящим элементом и анизотропным нанокомпозиционным элементом.
16. Способ по п.13, в котором нанокомпозиционный элемент включает материал-основу и ориентированные в одном направлении теплопроводящие нанотрубки.
17. Способ по п.13, в котором передают тепло в направлении от тепловыделяющего элемента к анизотропному нанокомпозиционному элементу.
18. Способ по п.13, в котором управляют передачей тепла от тепловыделяющего элемента на основе, по меньшей мере отчасти, температуры тепловыделяющего элемента.
19. Способ по п.13, в котором используют теплопоглощающий элемент, выбранный из группы, состоящей из металлического элемента, керамического элемента, слоистой структуры из металлического и керамического элементов, композита металла и неметалла, текучей среды, сорбционного охладителя и устройства, использующего фазовые переходы.
20. Способ по п.14, в котором используют теплопередающий элемент, выбранный из группы, состоящей из термоэлектрического охладителя, устройства охлаждения с замкнутым контуром и теплового насоса, в котором используется эффект Джоуля-Томсона или двигатель Стирлинга.
21. Инструмент для использования в скважине, включающий:
корпус инструмента,
тепловыделяющий элемент,
теплопроводящее устройство, содержащее по меньшей мере один анизотропный нанокомпозиционный элемент, соединенный с тепловыделяющим элементом для отведения от него тепла вдоль заданного направления, и
теплопоглощающий элемент, соединенный с теплопроводящим устройством для поглощения тепла от анизотропного нанокомпозиционного элемента.
22. Инструмент по п.21, в котором анизотропный нанокомпозиционный элемент включает материал-основу и нанотрубки, строго выровненные по оси вдоль заданного направления.
RU2010107390/06A 2007-08-02 2008-08-04 Применение композитов с выровненными с нанотрубками для теплопередачи в скважинах RU2516078C2 (ru)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US11/833,015 2007-08-02
US11/833,015 US8020621B2 (en) 2007-05-08 2007-08-02 Downhole applications of composites having aligned nanotubes for heat transport
PCT/US2008/072051 WO2009018559A2 (en) 2007-08-02 2008-08-04 Downhole applications of composites having aligned nanotubes for heat transport

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2010107390A true RU2010107390A (ru) 2011-09-10
RU2516078C2 RU2516078C2 (ru) 2014-05-20

Family

ID=40305300

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2010107390/06A RU2516078C2 (ru) 2007-08-02 2008-08-04 Применение композитов с выровненными с нанотрубками для теплопередачи в скважинах

Country Status (8)

Country Link
US (1) US8020621B2 (ru)
EP (1) EP2171206B1 (ru)
CN (1) CN101772615B (ru)
AU (1) AU2008283767C1 (ru)
BR (1) BRPI0815004A2 (ru)
CA (1) CA2693839C (ru)
RU (1) RU2516078C2 (ru)
WO (1) WO2009018559A2 (ru)

Families Citing this family (24)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CA2712957C (en) * 2008-01-23 2013-10-15 Schlumberger Canada Limited Downhole characterization of formation fluid as a function of temperature
US8763702B2 (en) * 2008-08-05 2014-07-01 Baker Hughes Incorporated Heat dissipater for electronic components in downhole tools and methods for using the same
US9016374B2 (en) 2009-06-12 2015-04-28 Baker Hughes Incorporated Heat removal in drilling and production operations
US8826984B2 (en) * 2009-07-17 2014-09-09 Baker Hughes Incorporated Method and apparatus of heat dissipaters for electronic components in downhole tools
US8763695B2 (en) 2010-04-15 2014-07-01 Halliburton Energy Services, Inc. Electrically conductive oil-based drilling fluids
CN102906931B (zh) * 2010-04-30 2015-07-01 罗多尔夫·安东尼奥·M·戈梅兹 非扩散液体能量存储设备
US8770292B2 (en) 2010-10-25 2014-07-08 Guy L. McClung, III Heatable material for well operations
WO2012058410A2 (en) 2010-10-29 2012-05-03 Baker Hughes Incorporated Graphene-coated diamond particles, compositions and intermediate structures comprising same, and methods of forming graphene-coated diamond particles and polycrystalline compacts
US8840693B2 (en) 2010-10-29 2014-09-23 Baker Hughes Incorporated Coated particles and related methods
WO2012071055A1 (en) 2010-11-22 2012-05-31 Mcclung Guy L Iii Wellbore operations, system, and methods with mcnano devices
US8708047B2 (en) * 2011-08-19 2014-04-29 Baker Hughes Incorporated Method of cooling downhole element using nanoenhanced downhole fluid
US8950489B2 (en) * 2011-11-21 2015-02-10 Sondex Wireline Limited Annular disposed stirling heat exchanger
GB2500671B8 (en) * 2012-03-29 2014-07-09 Ev Offshore Ltd Camera assembly
US20140034318A1 (en) * 2012-08-06 2014-02-06 Apache Corporation Electromagnetic heating of cnt and cnt based derivatives dispersions and solutions or cnt and cnt based derivatives containing coatings or metals for oil and gas equipment for remediation or prevention of solids formation in wellbores
EP2740890B1 (en) * 2012-12-06 2017-02-01 Services Pétroliers Schlumberger Cooling system and method for a downhole tool
CN103590818B (zh) * 2013-10-21 2016-01-06 中国石油天然气股份有限公司 一种井筒内温度分布半解析确定方法及装置
US9637996B2 (en) 2014-03-18 2017-05-02 Baker Hughes Incorporated Downhole uses of nanospring filled elastomers
FR3022292B1 (fr) * 2014-06-16 2016-07-29 Technip France Raidisseur tubulaire regule thermiquement
US20170133120A1 (en) * 2015-11-09 2017-05-11 Hamilton Sundstrand Corporation Isolation structures for electrical systems
CN105422084B (zh) * 2015-11-26 2018-07-13 中国石油天然气股份有限公司 一种热水循环加热降粘工艺的井筒温度场获取方法及装置
CN105682425A (zh) * 2016-03-11 2016-06-15 华中科技大学 一种测井仪器中大功率器件的散热方法
CN108009317A (zh) * 2017-11-09 2018-05-08 武汉大学 一种复合材料的热导率研究仿真和建模方法
US11822039B2 (en) * 2019-10-21 2023-11-21 Schlumberger Technology Corporation Formation evaluation at drill bit
US20240141135A1 (en) * 2022-10-31 2024-05-02 Halliburton Energy Services, Inc. Resin-based materials for use in wellbore operations

Family Cites Families (37)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4375157A (en) * 1981-12-23 1983-03-01 Borg-Warner Corporation Downhole thermoelectric refrigerator
CA2127809A1 (en) * 1992-11-13 1994-05-26 Kenneth L. Jones High temperature stabilized time base
US5564503A (en) 1994-08-26 1996-10-15 Halliburton Company Methods and systems for subterranean multilateral well drilling and completion
US5720342A (en) * 1994-09-12 1998-02-24 Pes, Inc. Integrated converter for extending the life span of electronic components
US7267675B2 (en) * 1996-01-05 2007-09-11 Thermage, Inc. RF device with thermo-electric cooler
JPH1146021A (ja) 1997-07-25 1999-02-16 Central Res Inst Of Electric Power Ind 熱伝導率異方性パッド及びそれを用いた熱電変換システム並びにペルチェ冷却システム
US5931000A (en) * 1998-04-23 1999-08-03 Turner; William Evans Cooled electrical system for use downhole
US6672093B2 (en) * 2001-01-08 2004-01-06 Baker Hughes Incorporated Downhole sorption cooling and heating in wireline logging and monitoring while drilling
US6877332B2 (en) * 2001-01-08 2005-04-12 Baker Hughes Incorporated Downhole sorption cooling and heating in wireline logging and monitoring while drilling
JP4697829B2 (ja) * 2001-03-15 2011-06-08 ポリマテック株式会社 カーボンナノチューブ複合成形体及びその製造方法
JP4714371B2 (ja) * 2001-06-06 2011-06-29 ポリマテック株式会社 熱伝導性成形体及びその製造方法
US6965513B2 (en) * 2001-12-20 2005-11-15 Intel Corporation Carbon nanotube thermal interface structures
CN1296994C (zh) * 2002-11-14 2007-01-24 清华大学 一种热界面材料及其制造方法
US6769487B2 (en) * 2002-12-11 2004-08-03 Schlumberger Technology Corporation Apparatus and method for actively cooling instrumentation in a high temperature environment
US7273095B2 (en) * 2003-03-11 2007-09-25 United States Of America As Represented By The Administrator Of The National Aeronautics And Space Administration Nanoengineered thermal materials based on carbon nanotube array composites
US7168484B2 (en) * 2003-06-30 2007-01-30 Intel Corporation Thermal interface apparatus, systems, and methods
US6864571B2 (en) * 2003-07-07 2005-03-08 Gelcore Llc Electronic devices and methods for making same using nanotube regions to assist in thermal heat-sinking
US7538422B2 (en) * 2003-08-25 2009-05-26 Nanoconduction Inc. Integrated circuit micro-cooler having multi-layers of tubes of a CNT array
US20050097911A1 (en) * 2003-11-06 2005-05-12 Schlumberger Technology Corporation [downhole tools with a stirling cooler system]
US20050109502A1 (en) 2003-11-20 2005-05-26 Jeremy Buc Slay Downhole seal element formed from a nanocomposite material
US7013998B2 (en) 2003-11-20 2006-03-21 Halliburton Energy Services, Inc. Drill bit having an improved seal and lubrication method using same
US20050260412A1 (en) * 2004-05-19 2005-11-24 Lockheed Martin Corporation System, method, and apparatus for producing high efficiency heat transfer device with carbon nanotubes
US20060086506A1 (en) * 2004-10-26 2006-04-27 Halliburton Energy Services, Inc. Downhole cooling system
US20060102353A1 (en) * 2004-11-12 2006-05-18 Halliburton Energy Services, Inc. Thermal component temperature management system and method
US8024936B2 (en) * 2004-11-16 2011-09-27 Halliburton Energy Services, Inc. Cooling apparatus, systems, and methods
US7717167B2 (en) * 2004-12-03 2010-05-18 Halliburton Energy Services, Inc. Switchable power allocation in a downhole operation
US20060191682A1 (en) * 2004-12-03 2006-08-31 Storm Bruce H Heating and cooling electrical components in a downhole operation
CA2563549C (en) * 2004-12-30 2012-10-09 Sun Drilling Products Corporation Thermoset nanocomposite particles, processing for their production, and their use in oil and natural gas drilling applications
US7527101B2 (en) * 2005-01-27 2009-05-05 Schlumberger Technology Corporation Cooling apparatus and method
US7571770B2 (en) * 2005-03-23 2009-08-11 Baker Hughes Incorporated Downhole cooling based on thermo-tunneling of electrons
GB0509323D0 (en) * 2005-05-09 2005-06-15 Hughes John Heat transfer using fluid molecules
US20060255450A1 (en) * 2005-05-11 2006-11-16 Molecular Nanosystems, Inc. Devices incorporating carbon nanotube thermal pads
US20070006583A1 (en) * 2005-07-06 2007-01-11 Schlumberger Technology Corporation Nanotube electron emission thermal energy transfer devices
GB2433752B (en) * 2005-12-30 2008-07-30 Schlumberger Holdings Downhole thermoelectric power generation
DE102006001792B8 (de) * 2006-01-12 2013-09-26 Infineon Technologies Ag Halbleitermodul mit Halbleiterchipstapel und Verfahren zur Herstellung desselben
CN101232794B (zh) * 2007-01-24 2011-11-30 富准精密工业(深圳)有限公司 均热板及散热装置
US20080277162A1 (en) * 2007-05-08 2008-11-13 Baker Hughes Incorporated System and method for controlling heat flow in a downhole tool

Also Published As

Publication number Publication date
CA2693839A1 (en) 2009-02-05
EP2171206B1 (en) 2017-02-22
CN101772615A (zh) 2010-07-07
AU2008283767A1 (en) 2009-02-05
EP2171206A4 (en) 2013-11-27
EP2171206A2 (en) 2010-04-07
CN101772615B (zh) 2014-10-08
BRPI0815004A2 (pt) 2015-03-03
RU2516078C2 (ru) 2014-05-20
AU2008283767B2 (en) 2013-08-15
WO2009018559A3 (en) 2009-05-14
US20090032259A1 (en) 2009-02-05
WO2009018559A2 (en) 2009-02-05
US8020621B2 (en) 2011-09-20
AU2008283767C1 (en) 2014-01-16
CA2693839C (en) 2013-01-08

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2010107390A (ru) Применение композитов с выровненными нанотрубками для теплопередачи в скважинах
WO2006042190A3 (en) Air-conditioning and heating system utilizing thermo-electric solid state devices
EP1703583A3 (en) Method and apparatus for cooling with coolant at a subambient pressure
US20050189647A1 (en) Carbonaceous composite heat spreader and associated methods
RU2004132534A (ru) Система и способ охлаждения для скважинного инструмента
FR2868519A1 (fr) Generateur thermique a materiau magneto-calorique et procede de generation de thermies
US20100011753A1 (en) Engine exhaust system having a thermoelectric conversion device and a heat pipe
CN101512784A (zh) 含有温差发电机和发电机限温装置的热电装置
US20090109623A1 (en) Heat-radiating module with composite phase-change heat-radiating efficiency
JP2006313200A5 (ru)
ATE501648T1 (de) Kontaktkühlsystem
WO2009071222A3 (de) System zur solarenergienutzung mit vorrichtung zur wärmeabgabe an die umgebung, verfahren zum betreiben des systems sowie verwendung
MY162297A (en) Downhole thermal component temperature management system and method
FI106066B (fi) Työaineeseen olomuodon muutoksessa sitoutuvaan lämpöenergiaan perustuva jäähdytin
Shilpa et al. A systematic review of thermoelectric peltier devices: applications and limitations
CN203014716U (zh) 高热流密度器件废热发电装置
JP2011115036A (ja) 発熱源の熱を利用した発電方法およびヒートパイプ装置
CN207287974U (zh) 一种带有热管散热器的超磁致伸缩超声致动器
KR101679954B1 (ko) 열전발전 장치
Ahamat et al. Performance of thermoelectric module as a water cooler and water heater
CN204425876U (zh) 一种具有复合结构的散热装置
Weyant et al. Heat pipe embedded AlSiC plates for high conductivity-low CTE heat spreaders
Sarraf et al. High temperature and high heat flux thermal management for electronics
Weiss et al. Operational enhancements for small scale thermal energy storage devices
Ion et al. Ecological optimization of an irreversible Rankine heat engine

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20200805