[go: up one dir, main page]
More Web Proxy on the site http://driver.im/

NO20130005A1 - Device for use downhole which includes equipment having heat carrier ducts - Google Patents

Device for use downhole which includes equipment having heat carrier ducts

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
Norwegian (no)
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/en

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
    • 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
    • E21B47/00—Survey of boreholes or wells
    • E21B47/01—Devices for supporting measuring instruments on drill bits, pipes, rods or wirelines; Protecting measuring instruments in boreholes against heat, shock, pressure or the like
    • E21B47/017—Protecting measuring instruments
    • E21B47/0175—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)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Geology (AREA)
  • Mining & Mineral Resources (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • Geochemistry & Mineralogy (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Fluid Mechanics (AREA)
  • General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Geophysics (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.A method and apparatus for controlling the temperature of a device in a tool used in a wellbore are shown. The device generally includes a substrate and a heat source associated with the substrate which induces heat to the substrate. The substrate includes a fluid channel therein. A fluid system provides the fluid into the fluid channel and out the fluid channel to control the temperature of the component.

Description

KRYSS-REFERANSE TIL BESLEKTEDE SØKNADER CROSS-REFERENCE TO RELATED APPLICATIONS

Denne søknaden krever prioritet til United States provisorisk søknad med løpenr. 61/356,434, levert 18. juni, 2010. This application claims priority to the United States provisional application with serial no. 61/356,434, filed June 18, 2010.

BAKGRUNN FOR REDEGJØRELSEN BACKGROUND FOR THE EDITORIAL

1. Redegjørelsens felt 1. The field of the account

Foreliggende redegjørelse omhandler regulering av temperatur for anordninger i et verktøy som opererer i en brønnboring. The report at hand deals with the regulation of temperature for devices in a tool that operates in a wellbore.

2. Beskrivelse av den beslektede teknikk 2. Description of the related art

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. Survey-while-drilling operations generally employ a drilling tool that includes various sensors, processors and devices that operate downhole to enable drilling operations. Typical downhole devices are composed of a number of printed circuit boards and individual components such as sensors and integrated circuits. The lifetime of these electrical components depends on various factors including their operating temperature, their temperature specification and temperature stability (low temperature variations have an important impact). As drilling takes place at ever greater depths and consequently higher temperatures, there is an increasing demand for downhole devices that operate at high temperatures.

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. The special circumstances involved in the operation of devices in a measurement-while-drilling tool provide additional difficulties with respect to heat generation. Due to the generally small installation space in the tool and the increasing level of heat generation, these extreme amounts of heat can be generated over a small volume and cause overheating. The need for energy dissipation therefore increases significantly. Application of a temperature control system for an electrical device can significantly improve the lifetime of the component. There is therefore a need to regulate the temperature of devices operating in a tool in a well drilling environment.

OPPSUMMERING AV REDEGJØRELSEN SUMMARY OF THE REPORT

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. In one aspect, the disclosure provides an apparatus including a heat source, a channel associated with the heat source, and a device configured to flow a carrier through the channel that absorbs heat from the heat source.

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. In another aspect, the disclosure provides an apparatus for use in a downhole tool, which includes a substrate; a heat source associated with the substrate, the heat source inducing heat to the substrate; a fluid channel in the substrate; and a fluid flow unit configured to flow a fluid through the fluid channel to regulate a temperature of the component.

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. In another aspect, the present disclosure provides a method of regulating a temperature of a device in a tool in a wellbore, which includes providing the device having a substrate having a fluid channel therein in the wellbore; inducing heat from a heat source to the substrate; and flowing a fluid through the fluid channel to regulate the temperature of the device.

KORT BESKRIVELSE AV TEGNINGENE BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS

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. The present explanation is best understood with reference to the following figures in which like number symbols generally refer to like elements and in which: FIG. 1 shows a schematic illustration of a drilling system that includes a downhole tool that contains an apparatus for cooling devices in the downhole tool during operation of such tool downhole, according to various embodiments of the present disclosure; FIG. 2 shows an exemplary embodiment of the apparatus for regulating the temperature of a heat-generating device used in the exemplary tool during downhole operations; and FIG. 3-6 show various exemplary embodiments of components that can be used downhole with the exemplary temperature control apparatus shown herein.

DETALJERT BESKRIVELSE AV REDEGJØRELSEN DETAILED DESCRIPTION OF THE EDITORIAL

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. FIG. 1 shows a schematic illustration of a measurement-while-drilling system 100 which includes an apparatus for cooling various devices used downhole according to various embodiments of the present disclosure. The drilling system 100 has a drill string 120 carrying a drill assembly 190 (also referred to as a "bottom hole assembly" or "BHA") guided in a "well bore" or "bore hole" 126 to drill the well bore 126 into geological formations 195. 100 may include a conventional derrick 111 mounted on a deck 112 which may support a turntable 114 which may be rotated by a power machine such as an electric motor (not shown) at a desired rotational speed. The drill string 120 may include tubing such as a drill pipe 122 or a coiled tubing system that extends downward from the surface into the borehole 126. The drill string 120 may be pressed into the wellbore 126 when the drill pipe 122 is used as the tubing. For coiled tubing applications, a tubing injector (not shown) may be used to move the coiled tubing from a source thereof, such as a spool (not shown), to the wellbore 126. A drill bit 150 attached to the end of the drill string 120 breaks up the the geological formations 195 when the drill bit 150 is rotated. If the drill pipe 122 is used, the drill string 120 can be connected to a drill winch 130 via a Kelly joint 121, a swivel 128 and a wire 129 through a pulley 123. During drilling operations, the drill winch 130 can be operated to control the weight of the drill bit 150 or "force on drill bit," which is an important parameter affecting the rate of penetration (ROP) into the geological formations 195. The operation of the drill winch 130 is well known in the art and thus is not described in detail herein.

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. During typical drilling operations, a suitable drilling fluid 131 (also sometimes referred to as "mud" or "drilling mud") from a mud tank (source) 132 may be circulated under pressure through a channel in the drill string 120 by a mud pump 134. The drilling fluid 131 can pass from the mud pump 134 to the drill string 120 via a "de-surger" (not shown), a fluid line 138 and the Kelly joint 121. The drilling fluid 131 is generally released downhole at a wellbore bottom 151 through an opening (not shown) in the drill bit 150 and circulates up the hole through an annular space 127 between the drill string 120 and the wellbore 126, and returns to the mud tank 132 via a return line 135. The drilling fluid 131 lubricates the drill bit 150 and carries wellbore 126 cuttings and/or chips away from the drill bit 150 A flow rate sensor or dynamic pressure sensor Si is typically placed in the fluid line 138 and can provide information about the drilling fluid 131 flow rate and/or dynamic pressure. A surface torque sensor S2 and a surface rotational speed sensor S3 associated with the drill string 120 may provide information about the torque and rotational speed of the drill string 120, respectively. Additional sensors (not shown) may be associated with the line 129 to provide the hook load on the drill string 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. In one aspect, the drill bit 150 can be rotated by simply rotating the drill pipe 122. In another aspect, a downhole motor 155 (mud motor) can be located in the BHA 190 to rotate the drill bit 150. The drill pipe 122 can be rotated to supplement the rotational force of the mud motor 155 or to cause changes in the drilling direction. The mud motor 155 can be connected to the drill bit 150 via a drive shaft (not shown) located in a bearing assembly 157. The mud motor 155 can rotate the drill bit 150 when the drilling fluid 131 passes through the mud motor 155 under pressure. The bearing assembly 157 can support the radial and/or the axial forces of the drill bit 150. A stabilizer 158 coupled to the bearing assembly 157 can act as a centralizer for the lower part of the mud motor 155 and/or the BHA 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. In one aspect, a drill sensor module 159 located near the drill bit 150 may contain sensors, circuitry and/or processing software to determine dynamic drilling parameters, such as bit bounce of the drill bit 150, lugging of the BHA 190, backspin rotation, torque, shock, borehole pressure, annulus pressure, acceleration measurements, etc. A suitable telemetry and/or communication sub 172 may also be provided to communicate data to and from the surface. The bore sensor module 159 may process the raw sensor information and/or may send the sensor information to a surface monitor 140 via the telemetry system 172 or a transducer 143 coupled to the fluid line 138, as shown at 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. The communications sub 172, the power unit 178, and a formation evaluation (FE) tool 179 may all be associated in tandem with the drill string 120. Flex subs, for example, may be used when coupling the FE tool 179 to the BHA 190. The BHA 190 may perform various measurements, such as pulsed nuclear magnetic resonance (NMR) measurements and/or nuclear density (ND) measurements, for example, while the borehole 126 is being drilled. The BHA 190 may include one or more formation evaluation and/or other tools and/or sensors 177, such as a temperature sensor 177a, capable of making measurements of downhole mud (drilling fluid) 131 temperature over time and arranged for to do so, and/or a mud (drilling fluid) 131 dynamic pressure and/or flow rate sensor 177b, capable of making measurements of the downhole mud (drilling fluid) 131 dynamic pressure and/or flow rate. These various measuring devices may use, for example, a microprocessor, a multi-layer circuit board or any other electrical components that generate excess heat during their operation. In another aspect, the devices or electrical components may be heated due to exposure to the temperature of the surrounding environment. Such heat-generating devices and/or heated devices may be provided with heat carrier channels adjacent to them which provide a circulating heat carrier into and away from the device to remove heat. In one aspect, a heat-generating device or heated device may have a channel integrated therein to provide flow of the heat carrier within the device and to bring the heat carrier into thermal contact with the heat-generating portion (or heated portion) of the device. In another aspect, the heat carrier channel may be provided on one side of the device or may be wrapped around the device.

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. The communication sub 172 typically obtains the measurements from the various sensors and transmits the signals, which are to be processed at the surface. Alternatively, the signals can be processed downhole, using a downhole processor 177c in the BHA. The communication between the surface and the downhole devices may be established using any suitable telemetry technique, including, but not limited to, mud pulse telemetry, electromagnetic telemetry, acoustic telemetry, and wireline. The cabled pipe can be: a coiled pipe system, in which the pipe system carries a communication connection; or joined pipes, in which the individual pipes carry a communication link, such as an electrical conductor or an optical 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. The surface control unit 140 receives and processes signals from one or more other downhole sensors as well as the flow rate sensor Si, the surface torque sensor S2 and/or the surface rotation speed sensor S3 and other sensors used in the drilling system 100. The surface control unit 140 can display desired drilling parameters on an image field 142 that can be utilized by an operator. to control the drilling operations. The surface control unit 140 may typically include a computer or processor, at least one memory for storing programs and data, and a recorder for recording data. The surface control unit 140 may typically be configured to activate one or more alarms 144 under certain operating conditions.

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. The present disclosure provides a temperature control system for controlling temperature of one or more components of the BHA 190 or other apparatus, such as (a) wireline tools used for logging well bores. The temperature control system, in general, pumps a heat carrier through a channel or channel system formed adjacent to or integrated or incorporated into a housing or unit by the one or more components of the BHA 190. Such components may include, but are not limited to, electrical components (such such as micro-processors, etc), sensors or devices that have several layers, such as multilayer circuit boards or substrates. The one or more components can be heat-generating components, components heated by the downhole environment, or other components that can benefit from rapid heat dissipation therefrom. The heat carrier flows through the duct system and conducts heat to or away from the component to regulate (raise or lower) the temperature of the component. The geometry of the heat carrier channels and their proximity to the heat sources not only allows the temperature of the components to be controlled but also allows the removal of various hot spots. Although FIG. 1 shows a downhole tool in the wellbore during a drilling operation, the temperature control apparatus shown herein is also applicable in wireline tools used to log wells after the wellbore has been drilled, as well as in any other tools used in the wellbore, such as such as tools or devices used in production wells. FIG. 2 shows an exemplary embodiment of a temperature control device 200 for regulating the temperature of a device used in a tool downhole, such as the exemplary measurement-during-drilling system according to FIG. 1. The apparatus 200 includes in one embodiment a heat carrier storage unit 210, a heat generating device 230, a heat sink 240 and one or more heat carrier transfer devices 220a-c. In one aspect, the heat-generating device 230 refers to a device that generates heat upon operation of the device. In another aspect, the heat-generating device 230 refers to a device that is heated by or absorbs heat from its surrounding environment, such as a downhole environment. In yet another aspect, the heat-generating device 230 refers to a device that is heated by the operation of another device in thermal contact with the heat-generating device. Such a device can also be referred to as a hot device or heat source or device whose temperature is desired to be controlled or regulated. A heat carrier 225 flows from the heat carrier storage unit 210 to the heat generating device 230 and finally to a heat sink 240 via the one or more heat carrier transfer devices 220a-c. In the process, the heat carrier 225 transfers heat generated by the heat-generating device 230 to the heat sink 240, which in turn can distribute the heat to the surrounding environment. In one embodiment, the heat carrier 225 is stored at the heat sink 240 after arrival at the heat sink. In another embodiment, the heat carrier 225 may be transported to and stored in a storage container 250 once heat has been transferred to the heat sink 240. In another embodiment, the heat carrier 225 returns to the heat carrier storage unit 210 once heat has been transferred from the heat carrier 225 to the heat sink 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. The heat carrier 225 is a medium capable of absorbing or resorbing thermal energy. The heat carrier can be in a gaseous, liquid or solid state or in any combination of these states. The thermal energy is stored in the heat carrier by temperature changes of the heat carrier, in chemical transformations or phase changes of the heat carrier or by any combination of these processes. The heat carrier 225 may be selected according to various selection criteria, such as the desired operating temperature of the heat-generating device 230 as well as the heat capacity, mobility, viscosity and durability of the heat carrier 225. In an aspect in which the heat carrier 225 is a fluid, the fluid is chosen to have a boiling point that allows heat storage by using the latent heat of the phase transition from liquid to gaseous. In another aspect in which the heat carrier is solid, the solid material may be chosen to have a melting point that allows heat storage using the latent heat of the phase transition from solid to liquid.

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. In one aspect, the one or more heat carrier transfer device(s) 220a-c include a thermal conduction system 224 to move the heat carrier throughout the temperature control apparatus 200. The thermal conduction system 224 may include pipes, hoses, or other encapsulation devices having an inlet and an outlet and encapsulate the heat carrier. The geometry and material of the heat carrier transfer device can be chosen depending on the application, the amount of dissipated heat and the desired temperature gradient. In one embodiment, the thermal conduction system 224 is arranged to provide a closed-loop system in which the heat carrier 225 moves from the heat carrier storage unit 210 to a channel of the heat generating device 230 and then to the heat sink device 240 and back to the heat carrier storage unit 210. In another embodiment, the thermal conduction system is arranged (to) provide an open-loop system in which the heat carrier 225 moves from the heat carrier storage unit 210 to a channel of the heat-generating device 230 and then to the heat sink device 240. An exemplary open-loop system may include heat carrier transfer devices 220a and 220b but not heat carrier transfer device 220c which otherwise returns heat carrier 225 from heat sink 240 to heat carrier storage unit 210. Although the exemplary temperature control apparatus 200 has been described with respect to three heat carrier transfer devices 220a-c, this is not intended to be limiting editing of the report. Any number of heat carrier transfer devices may be used within the scope of the disclosure.

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. In one aspect, at least one of the heat carrier transfer devices, such as heat carrier transfer device 220a, includes a pump 222 for circulating the heat carrier 225 throughout the temperature control apparatus 200. The pump 222 may be selected according to various criteria, such as flow rate, pressure difference, operating temperature, power consumption, size , weight and durability under downhole conditions. In an alternative embodiment, a passive device, such as a heat pipe, may be used in place of the pump 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 In one embodiment, the heat-generating device 230 includes a multilayer circuit board 242 or individual electronic components or sensors having a multilayer structure. The exemplary multilayer circuit board 242 includes at least one printed circuit board 232, one or more insulating layers 234, a cooling layer 236 and a carrier layer 237. In the exemplary multilayer circuit board 242 according to FIG. 2, two circuit boards 232 are connected to the cooling layer 236 so that one circuit board is connected to a top part of the cooling layer and a second circuit board is connected to a bottom part of the cooling layer. An insulating layer 234 may be placed between the circuit boards 232 and the cooling layer 236 to provide electrical isolation between the heat carrier and the various electrical components of the circuit board 242. The insulating layer provides electrical isolation between the heat carrier and the heat-generating elements of the device and also allows heat transfer on across the insulating layer between the heat carrier and the heat-generating elements of the device. Isolation of the heat carrier from the various electrical components therefore allows direct cooling of conducting or semi-conducting elements. If the electrical components and the heat carrier do not require electrical insulation, however, the heat-generating device may be mounted without the one or more insulating layer(s) 234 in one embodiment. A channel system 238 extends through the cooling layer 236 to provide a flow path for the heat carrier 225 through the multilayer circuit board 230. The circuit boards 232 provide a top and bottom side of the channel 238. Therefore, at least one circuit board is in thermal contact with the heat carrier flowing through the channel system 238 therein, in which the heat is transferred from the circuit board to the heat carrier 225. Although FIG. 2 shows a single channel 238a, any number of suitable channels may be provided for the purposes of this discussion. The heat carrier 225 enters the channel 238 at an inlet or opening 238b, moves through the channel 238a, and thereby removes heat from the circuit board 232. The heat carrier 225 leaves the channel 238a at an outlet or opening 238c. The heat carrier transfer device

220b er knyttet til kanalutløpet 238c for fjerning av varmebæreren til varmesenke 240. 220b is connected to the channel outlet 238c for removing the heat carrier to the heat sink 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. The heat sink 240 absorbs or resorbs heat from the heat carrier 225 and dissipates it to a heat carrier storage unit 210. In one embodiment, heat is passively conducted to the environment, such as the drilling mud passing through the downhole tool. In another embodiment, a heat pump actively transfers heat from the heat carrier 225 to the surrounding environment. The heat pump can move heat from the heat carrier 225 to the environment using mechanical work, where the source has a higher temperature than the environment. This provides an efficient transfer of heat since the temperature on the hot side of the heat pump is higher than the temperature of the environment and further since the environment has a much greater heat capacity. Such a system allows a rapid transfer of heat and brings the hot side of the heat pump close to thermal equilibrium with the environment, thereby lowering its temperature. In another embodiment, the heat energy can be stored in a chemical transformation or a phase change reaction.

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. A sensor 245 may be placed at or near the heat-generating device 230 to regulate operation of the temperature control apparatus 200. The sensor 245 may be configured to provide a suitable measurement to a control unit 228. In one aspect, the measurement is a temperature measurement. The controller 228 may respond to a specific temperature of the heat-generating device and be configured to maintain the heat-generating device within a specified temperature range. Alternatively, the control unit 228 may respond to a temperature gradient between the heat-generating device 230 and the surrounding environment and may be configured to maintain the temperature gradient between the heat-generating device and the environment within a specified range. In one aspect, the control unit 228 can influence an operation of the pump 222 to provide faster or slower circulation of the heat carrier 225 through channel 238a. In another aspect, the control unit 228 may affect operation of the heat sink 240 (ie, the heat pump) to decrease or increase a rate at which heat is removed from the heat carrier 225 to the surrounding environment. The control unit can also control the temperature of the heat sink (eg the temperature of the "cold" side of the heat pump). It is noted that although the sensor is described herein as providing a temperature measurement, in other aspects, the sensor may be configured to provide other measurements, such as a flow rate of the heat carrier through the duct system 238. FIG. 3-6 show various exemplary embodiments of components that may be used downhole with the exemplary temperature control apparatus shown herein. FIG. 3 shows a side view of an exemplary printed circuit board 300 which has various electronic components 302a-b connected to the circuit board. The electronic components 302a-b are shown on an outer surface of the circuit board but can also be components integrated into the circuit board in one embodiment. In one aspect, the printed circuit board 300 may include a multilayer polyamide board 304 having internal electrical connections 309. Electrical components are connected to the board 304 via electrical feedthroughs 307 that pass through the board 304 to a solder connection 305 opposite the electrical components. In another embodiment, the electrical components are surface-mounted devices without electrical feedthroughs. One or more channels are provided within the printed circuit board 300 to provide circulation of a heat carrier throughout the board and to heat-generating components of the board. The channels can be routed in any way around the heat-generating components to regulate temperature. Inlets 238b1 and 238b2 and outlets 238c1 and 238c2 to the one or more channels are shown in the side view according to FIG. 3. In an exemplary embodiment, inlet 238b1 and outlet 238c1 can provide a channel for temperature control of electronic component 302a, and inlet 238b2 and outlet 238c2 can provide a channel for temperature control of electronic component 302b. FIG. 4 shows a side view of an exemplary blank form (die only) 400 which can be cooled using the exemplary temperature control apparatus shown herein. In one aspect, the blank form includes a bulk substrate 404, a hidden substrate 406, and an active layer 408 of electronic components. The blank may have a metal 402 connected to the components of the active layer 408 along path 410. In one aspect, the metal may be a conductive aluminum path that provides an electrical connection to the components of the active layer 408. One or more channels are provided within the blank die 400 to provide circulation of a heat carrier throughout the board and to heat-generating components of the blank die. The ducts can be routed in any way around the heat-generating components to regulate temperature. Inlets 238b1 and 238b2 and outlets 238c1 and 238c2 of the one or more channels are shown in the side view according to FIG. 4. In an exemplary embodiment, inlet 238b1 and outlet 238c1 may provide a first channel through the entire blank mold and inlet 238b2 and outlet 238c2 may provide a second channel throughout the blank mold.

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 FIG. 5 shows a side view of an exemplary built-in component 500 which can be cooled using the exemplary temperature control apparatus shown herein. In one aspect, plastic/ceramic housing 504 encloses mold 502. Electrical connectors 506 provide an electrical connection to the housing 504. Wire connections 508 provide an electrical connection between electrical connections and the mold 502 through the housing 504. One or more channels are provided within the housing. 500 to provide circulation of a heat carrier throughout the housing and to heat-generating components of the housing, such as form 502. The ducts may be routed on a

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. any way around the heat-generating components to regulate temperature. Exemplary inlets 238b1 and 238b2 and outlets 238c1 and 238c2 of the one or more channels are shown in the side view according to FIG. 5. In an exemplary embodiment, inlet 238b1 and outlet 238c1 can provide a first channel through the entire house and inlet 238b2 and outlet 238c2 can provide a second channel through the entire house.

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. FIG. 6 shows a side view of an exemplary ceramic substrate 600 that can be cooled using the exemplary temperature control apparatus shown herein. The ceramic substrate 600 includes a multilayer ceramic substrate 604 having internal electrical connections 609 extending therethrough. Electrical components 602 are provided on an outer surface of the substrate 604 and are electrically coupled to the internal electrical connections 609 via wire connections 608. One or more channels are provided within the ceramic substrate 600 to provide circulation of a heat carrier throughout the substrate and to heat -generating components within the substrate. The ducts can be routed in any way around the heat-generating components to regulate temperature. Exemplary inlets 238b1 and 238b2 and outlets 238c1 and 238c2 of the one or more channels are shown in the side view according to FIG. 6. In an exemplary embodiment, inlet 238b1 and outlet 238c1 can provide a first channel through the entire substrate and inlet 238b2 and outlet 238c2 can provide a second channel through the entire substrate.

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. Although the disclosure includes a method and apparatus for regulating a temperature of a heat-generating device such as a multi-layer circuit board (for) use for drilling purposes, the method and apparatus may also be used to regulate the temperature of devices used for other purposes such as monitoring purposes, activation purposes and downhole activities that are not directly related to drilling a wellbore. Such devices may include temperature sensors, pressure sensors, hydraulic valves and other electronic components. In an alternative embodiment, the temperature control apparatus may be used to provide heat to batteries designed for operation at high temperatures or in a specific temperature range. In yet another alternative embodiment, the temperature control apparatus can be used to melt salt, which can be used as a buffer to store heat and work.

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. In another aspect, the temperature control apparatus can be operated to regulate or change a temperature of the exemplary heat-generating device to operate at a desired temperature range, such as an optimal operating temperature, thereby avoiding temperature ranges where the device operates with low reliability. It is also stated that mechanical fatigue or the breakdown of components is often caused by temperature fluctuations or thermally induced stresses. Shock of extreme temperature changes of up to 200 K has been observed in geothermal applications, such as at the start of production of hot fluid, the start of pumping to drill, etc. Thus, in one aspect, the shown temperature control apparatus can be used to reduce mechanical fatigue and maintain a mechanical strength of a component by reducing the impact of thermal stresses on the component.

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. Thus, in one aspect, the disclosure provides an apparatus that includes a heat source or a device whose temperature is desired to be regulated, a channel associated with the heat source and a flow device or a flow device configured to flow a carrier through the channel, this carrier absorbing heat from the heat source.

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. In another aspect, the apparatus further includes a medium associated with the carrier configured to absorb heat from the carrier. The medium may be any suitable medium configured to absorb heat from the heated carrier, including, but not limited to, a heat sink, a device in thermal communication with the carrier that is at a temperature below the temperature of the carrier, and a fluid (such as a drilling fluid) in thermal communication with the carrier which is at a temperature below the temperature of the carrier. In yet another aspect, the disclosure provides an apparatus for use in a downhole tool, including a substrate; a heat source associated with the substrate, the heat source inducing heat to the substrate; a fluid channel in the substrate; and a fluid flow unit configured to flow a fluid through the fluid channel to regulate a temperature of the component. The fluid flow unit may include a pump configured to deliver the fluid from a storage unit to the channel. A heat sink receives fluid from the substrate. The heat sink may include a thermally conductive element configured to conduct heat from the fluid received from the substrate to a fluid flowing through the tool when the tool is in the wellbore. The apparatus may further include a conduit system configured to provide the fluid into the fluid channel and out of the fluid channel. The conduit system can provide an open-loop path for the fluid or a closed-loop path for the fluid. The heat source may be at least one of: (i) a component that generates heat when the component is in operation; and (ii) an environment surrounding the substrate. A control unit for the apparatus regulates the temperature of the component by controlling an operation of at least one of: (i) a heat sink that dissipates heat from the fluid, (ii) a heat sink that dissipates heat to the fluid; and (iii) a pump which circulates the fluid through the fluid channel. A sensor connected to the substrate can provide a temperature measurement of the substrate to the control unit to regulate the temperature of the component. A flow rate sensor configured (to) measure a flow rate of the fluid through the fluid channel and provides the flow rate measurement to the control unit to regulate the temperature of the component.

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. In another aspect, the present disclosure provides a method of regulating a temperature of a device in a tool in a wellbore, including providing the device having a substrate having a fluid channel therein in the wellbore; inducing heat from a heat source to the substrate; and flowing a fluid through the fluid channel to regulate the temperature of the device. The fluid may be supplied to the substrate from a fluid storage unit and received from the substrate by a heat sink. In one embodiment, the heat sink comprises a thermally conductive element and the method further includes conducting heat from the fluid received from the substrate to a fluid flowing through the tool. A conduit system provides the fluid into the fluid channel and out of the fluid channel. The conduit system may provide one of: (i) an open-loop path for the fluid; and (ii) a closed-loop path for the fluid. In various embodiments, the heat source is at least one of: (i) a component associated with the substrate that generates heat when the component is in operation; and (ii) an environment surrounding the substrate. The temperature of the component may be regulated using a control unit to control operation of at least one of: (i) a heat sink that dissipates heat from the fluid, (ii) a heat sink that dissipates heat to the fluid, and (iii) a pump that circulates the fluid through the fluid channel. A temperature measurement of the substrate can be provided to the control unit from a sensor coupled to the substrate to regulate the temperature of the component. In addition, a flow rate of the fluid through the fluid channel can be provided to the control unit to regulate the temperature of the component.

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. The embodiments described herein are therefore well adapted to carry out the invention. Although various embodiments of the invention have been described for purposes of this disclosure, numerous changes known to those skilled in the art may be made to practice the invention and to effectuate the results contemplated herein, without departing from the concept or spirit of the invention. Various modifications will be apparent to those skilled in the art. It is intended that all such variations which are within the scope of the appended claims are embraced by the foregoing statement.

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.1. Apparatus for use in a downhole tool, comprising: a substrate; a heat source associated with the substrate, the heat source inducing heat to the substrate; a fluid channel in the substrate; and a fluid flow unit configured to flow a fluid through the fluid channel to regulate a temperature of the component. 2. Apparatur ifølge krav 1, hvori fluidstrømningsenheten omfatter en pumpe konfigurert for å tilføre fluidet fra en lagringsenhet til kanalen.2. Apparatus according to claim 1, wherein the fluid flow unit comprises a pump configured to supply the fluid from a storage unit to the channel. 3. Apparatur ifølge krav 1 som videre omfatter en varmesenke konfigurert for å motta fluid fra substratet.3. Apparatus according to claim 1 which further comprises a heat sink configured to receive fluid from the substrate. 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.4. Apparatus according to claim 3, wherein the heat sink further comprises a thermally conductive element configured to conduct heat from the fluid received from the substrate to a fluid flowing through the tool when the tool is in the wellbore. 5. Apparatur ifølge krav 1 som videre omfatter et ledningssystem konfigurert for å tilveiebringe fluidet inn i fluidkanalen og ut av fluidkanalen.5. Apparatus according to claim 1 which further comprises a conduit system configured to provide the fluid into the fluid channel and out of the fluid channel. 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.6. Apparatus according to claim 5, wherein the conduit system provides one of: (i) an open-loop path for the fluid; and (ii) a closed-loop path for the fluid. 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.7. Apparatus according to claim 1, wherein the heat source is at least one of: (i) a component that generates heat when the component is in operation; and (ii) an environment surrounding the substrate. 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.8. Apparatus according to claim 1 which further comprises a control unit configured to regulate the temperature of the component by controlling an operation of at least one of: (i) a heat sink that dissipates heat from the fluid, (ii) a heat sink that dissipates heat to the fluid ; and (iii) a pump which circulates the fluid through the fluid channel. 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.9. Apparatus according to claim 8 which further comprises a sensor coupled to the substrate configured to provide a temperature measurement of the substrate to the control unit to regulate the temperature of the component. 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.10. Apparatus according to claim 1, which further comprises a sensor configured to measure a flow rate of the fluid through the fluid channel and provide the flow rate measurement to the control unit to regulate the temperature of the component. 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.11. Method for regulating a temperature of a device in a tool in a wellbore, comprising: providing the device having a substrate having a fluid channel therein in the wellbore; inducing heat from a heat source to the substrate; and flowing a fluid through the fluid channel to regulate the temperature of the device. 12. Fremgangsmåte ifølge krav 11 som videre omfatter å tilveiebringe fluidet til substratet fra en fluidlagringsenhet.12. Method according to claim 11 which further comprises providing the fluid to the substrate from a fluid storage unit. 13. Fremgangsmåte ifølge krav 11 som videre omfatter å motta fluidet fra substratet ved en varmesenke.13. Method according to claim 11 which further comprises receiving the fluid from the substrate at a heat sink. 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.14. Method according to claim 13, in which the heat sink comprises a thermally conductive element and in which the method further comprises conducting heat from the fluid received from the substrate to a fluid flowing through the tool. 15. Fremgangsmåte ifølge krav 11 som videre omfatter anvendelse av et ledningssystem for å tilveiebringe fluidet inn i fluidkanalen og ut av fluidkanalen.15. Method according to claim 11 which further comprises the use of a conduit system to provide the fluid into the fluid channel and out of the fluid channel. 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.16. The method of claim 15, wherein the conduit system provides one of: (i) an open-loop path for the fluid; and (ii) a closed-loop path for the fluid. 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.17. The method of claim 11, wherein the heat source is at least one of: (i) a component associated with the substrate that generates heat when the component is in operation; and (ii) an environment surrounding the substrate. 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.18. Method according to claim 11 which further comprises the use of a control unit to regulate the temperature of the component by controlling an operation of at least one of: (i) a heat sink that dissipates heat from the fluid, (ii) a heat sink that dissipates heat to the fluid and (iii) a pump which circulates the fluid through the fluid channel. 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.19. Method according to claim 18 which further comprises providing a temperature measurement of the substrate to the control unit from a sensor connected to the substrate in order to regulate the temperature of the component. 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.20. Method according to claim 18, which further comprises providing a measurement of flow rate of the fluid through the fluid channel (to) the control unit in order to regulate the temperature of the component. 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.21. An apparatus, comprising: a heat source; a channel associated with the heat source; and a device configured to flow a carrier through the channel that absorbs heat from the heat source. 22. Apparatur ifølge krav 21 som videre omfatter et medium assosiert med bæreren konfigurert for å absorbere varme fra bæreren.22. Apparatus according to claim 21 further comprising a medium associated with the carrier configured to absorb heat from the carrier. 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.23. Apparatus according to claim 22, in which the medium is selected from a group consisting of: a heat sink; a device in thermal communication with the carrier which is at a temperature below the temperature of the carrier; a fluid in thermal communication with the carrier which is at a temperature below the temperature of the carrier.
NO20130005A 2010-06-18 2013-01-03 Device for use downhole which includes equipment having heat carrier ducts NO20130005A1 (en)

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 (en) 2013-01-14

Family

ID=45327650

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
NO20130005A NO20130005A1 (en) 2010-06-18 2013-01-03 Device for use downhole which includes equipment having heat carrier ducts

Country Status (6)

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

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 (en) * 2012-07-11 2020-02-20 Rogers Germany Gmbh Metal-ceramic substrate
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 (en) * 2016-04-13 2018-04-15 Zkw Group Gmbh Component cooling device and motor vehicle headlight with component cooling device
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 (en) * 2002-02-08 2007-08-22 株式会社日立製作所 A small computer with a liquid cooling system.
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 (en) * 2007-11-02 2012-09-26 東京エレクトロン株式会社 Temperature adjusting apparatus and temperature adjusting method for substrate to be processed, and plasma processing apparatus including the same
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
WO2011160046A3 (en) 2012-02-16
US20110308791A1 (en) 2011-12-22
GB2494094A (en) 2013-02-27
GB201223430D0 (en) 2013-02-06
AU2011268130A1 (en) 2013-01-17
WO2011160046A2 (en) 2011-12-22
BR112012032351A2 (en) 2019-09-24
AU2011268130B2 (en) 2017-02-02

Similar Documents

Publication Publication Date Title
NO20130005A1 (en) Device for use downhole which includes equipment having heat carrier ducts
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 (en) Generating power downhole system
EP2914804B1 (en) Apparatus and methods for cooling downhole devices
US8631867B2 (en) Methods for cooling measuring devices in high temperature wells
NO339895B1 (en) Generating a local response to a local state for a drill string in an oil well
NO334304B1 (en) Mud motor for connection in a drill string, and drill string comprising such mud motor
US20100300751A1 (en) Motor cooling radiators for use in downhole environments
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
GB2110270A (en) Drilling equipment and method
EP2594732A1 (en) Heat dissipation in downhole equipment
CN111350457B (en) Downhole drilling system
US20240271520A1 (en) Cooling wellbore logging tools
US20210047886A1 (en) Nanocrystalline tapes for wireless transmission of electrical signals and power in downhole drilling systems

Legal Events

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