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浅谈关于井下钻具的设计要求的相关知识

浅谈关于井下钻具的设计要求的相关知识

点击数:7527 次   录入时间:03-04 12:00:14   整理:http://www.55dianzi.com   电工基础

在现代钻探使用的所有电子器件中,最为常用的是数据采集器件,其目的是实现更好、更高效的钻探。

 

  用于许多陆基井和一些监测储层温度和压力的永久安装工具的测井工具,均为同样具有高温电子器件的其他类工具。这些系统必须实时检查钻柱和围岩,从而让在地面上的钻探工能够控制钻探的位置。在这些系统中使用一些现代电子器件,可以捕获更多关于油气构造以及钻柱位置和方向的数据。高温下的一些失效机理包括电迁移 (EM)、时间相关介质击穿 (TDDB)、负偏置温度不稳定性 (NBTI),以及热载流子注入。

 

  如何对井下系统电子器件进行封装非常重要,因为将工具安装在某个钻头上面后其必须要能够承受高温、振动和碰撞。目前的一些工具中所使用的大多数半导体,一般都只能在 125℃以下温度工作。

 

由于全世界对石油和天然气的需求不断增长,对这些重要资源的更高效钻探变得尤为重要。之后,对这种数字数据进行处理,然后提供给其他工具,或者通过通信器件传到地面。

 

  几种工具必须在极端环境下工作,同时由于空间的限制,其必须将许多复杂的电子器件集成到一个非常小的空间中。除机械设计完整性和特种金属选择以外,对于能够嵌入到这些工具中的一些坚固耐用电子器件的需求也至关重要。用于封装标准半导体的一般塑封材料会降解,并不能在 200℃下提供足够的运行可靠性。其中的两个例子是随钻测井 (LWD) 和随钻测量 (MWD) 工具。在地表以下几千米深的地方记录测井数据和操作钻头的能力,让更高效的资源回收成为现实。使用适应这种环境的一些器件,电子组件可以更加健壮,也更不易出现故障。

 

  高温电子器件让钻头操纵和水平钻法成为现实,从而最大化产油层。然而,人们经常在超出其数据表规定的环境下使用它们。

 

  高温井下工具要求大量不同类型的有源半导体器件,从诸如运算放大器 (op amp) 和数据转换器等模拟组件到电源管理和嵌入式处理器。

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