現(xiàn)有井下儀器采用的阻熱技術(shù)都沒(méi)有對(duì)阻熱性能進(jìn)行可靠的分析和定量的評(píng)價(jià)。鑒于此,以隨鉆儀器井下降溫系統(tǒng)中的阻熱技術(shù)為研究?jī)?nèi)容,建立了相應(yīng)的物理模型,設(shè)計(jì)了阻熱方案,闡述了阻熱機(jī)理�；趥鳠釋W(xué)理論,建立了一維數(shù)學(xué)模型和三維數(shù)值模型,并通過(guò)一組參數(shù)得到了不同阻熱方案和不同求解方法下的傳熱量,從而定量評(píng)價(jià)了降溫系統(tǒng)的阻熱性能。研究結(jié)果表明:一維解析解和三維數(shù)值解給出的阻熱性能趨勢(shì)一致,即采用真空和絕熱材料組合的阻熱方案,電路系統(tǒng)獲取的傳熱量最低,阻熱性能最好;一維解析解和三維數(shù)值解得到的傳熱量為同一數(shù)量級(jí),明確了高溫環(huán)境傳遞給電路系統(tǒng)熱量的大小;一維解析解均小于相同條件下三維數(shù)值解,表明三維數(shù)值模型能更精確地反應(yīng)實(shí)際傳熱量,更適用于對(duì)阻熱性能的研究。研究成果可為隨鉆儀器井下降溫系統(tǒng)的設(shè)計(jì)提供理論依據(jù)。 

【文章來(lái)源】：石油機(jī)械. 2020,48(08)北大核心

【文章頁(yè)數(shù)】：8 頁(yè)

【部分圖文】：

隨鉆儀器物理模型

當(dāng)隨鉆儀器增加井下降溫系統(tǒng)后，電路艙內(nèi)放置電路系統(tǒng)和分體式微型制冷機(jī)冷端，間隙處采取阻熱措施建立高阻熱區(qū)，使原本通過(guò)橡膠支撐材料進(jìn)入到電路系統(tǒng)的熱量，由于高阻熱區(qū)的存在，大部分通過(guò)高導(dǎo)熱區(qū)(鉆鋌材料)傳遞走，僅有少量通過(guò)高阻熱區(qū)進(jìn)入到電路系統(tǒng)，從而達(dá)到阻熱效果;同時(shí)，基于傳熱學(xué)理論和設(shè)計(jì)的阻熱方案，將原本熱量只能通過(guò)傳導(dǎo)方式進(jìn)入到電路系統(tǒng)的情況，通過(guò)在間隙處建立高阻熱區(qū)，將熱量傳遞方式轉(zhuǎn)變?yōu)橥ㄟ^(guò)傳導(dǎo)、輻射和對(duì)流中的任一種或組合方式傳遞給電路系統(tǒng)，從而達(dá)到電路系統(tǒng)獲得盡可能少的熱量的目的，如圖2b所示。3 阻熱性能研究

根據(jù)阻熱介質(zhì)不同，將一維阻熱分析模型劃分為若干傳熱層，如圖3所示。其中:層1為環(huán)空中鉆井液的傳熱面，溫度為T1;層2為電路艙蓋板外壁面，溫度為T2;層3為阻熱介質(zhì)表面，溫度為T3;層3"為真空層表面，溫度為T3";層4為電路系統(tǒng)端面，溫度為T4。基于傳熱學(xué)理論，一維阻熱性能研究中，不同阻熱介質(zhì)的傳熱量關(guān)系均滿足以下3大經(jīng)典傳熱方程[20]。牛頓冷卻公式(對(duì)流傳熱方程):

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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碩士論文
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本文編號(hào)：3222793