随钻仪器井下降温系统阻热性能研究

作     者：刘珂 高文凯 洪迪峰 彭烈新 贾衡天 Liu Ke;Gao Wenkai;Hong Difeng;Peng Liexin;Jia Hengtian

作者机构：中国石油集团工程技术研究院有限公司北京市昌平区102206 中国石油勘探开发研究院 

出 版 物：《石油机械》 (China Petroleum Machinery)

年 卷 期：2020年第48卷第8期

页      面：23-30页

学科分类：0820[工学-石油与天然气工程] 082001[工学-油气井工程] 08[工学] 

基　　金：中国石油天然气集团公司科学研究与技术开发项目“深层与复杂地层钻完井新技术新方法研究(二期)”(2019A-3912) 

主　　题：随钻仪器 电路系统 井下降温系统 阻热性能 一维数学模型 三维数值模型 

摘      要：现有井下仪器采用的阻热技术都没有对阻热性能进行可靠的分析和定量的评价。鉴于此,以随钻仪器井下降温系统中的阻热技术为研究内容,建立了相应的物理模型,设计了阻热方案,阐述了阻热机理。基于传热学理论,建立了一维数学模型和三维数值模型,并通过一组参数得到了不同阻热方案和不同求解方法下的传热量,从而定量评价了降温系统的阻热性能。研究结果表明:一维解析解和三维数值解给出的阻热性能趋势一致,即采用真空和绝热材料组合的阻热方案,电路系统获取的传热量最低,阻热性能最好;一维解析解和三维数值解得到的传热量为同一数量级,明确了高温环境传递给电路系统热量的大小;一维解析解均小于相同条件下三维数值解,表明三维数值模型能更精确地反应实际传热量,更适用于对阻热性能的研究。研究成果可为随钻仪器井下降温系统的设计提供理论依据。