NO20130156A1 - Kjoleanordning for nedihullsverktoy - Google Patents

Abstract

Det beskrives en kjøleanordning (2) for nedihullsverktøy hvor et nedihullsverktøy (1) er termisk forbundet til en oppladbar kuldekilde (21) som omfatter et massivt kuldekildelegeme (221) som rommes av en isolert kjølemediumbeholder (22) og hvor nedi hullsverktøyet (1) er termisk forbundet til kuldekilden (21) ved hjelp av en kjølekrets (23) som omfatter en første varmeveksler (11) anordnet på nedihullsverktøyet (1) og som på en fluidkommuniserende måte er innbyrdes forbundet med en andre varmeveksler (231) anordnet i det massive kuldekildelegemet (211), hvor et kjølesystem (5) er termisk forbundet til kuldekilden (21) under en nedihulls arbeidsoperasjon med kjøleanordningen (2). Det beskrives videre en fremgangsmåte for kjøling av nedihullsverktøyet (1). Det beskrives også bruk av et forhåndskjølt massivt kuldekildelegeme (211) rommet i en isolert kjølemediumbeholder (22) som en kuldekilde (21) foren kjølekrets (23) som er termisk forbundet til et nedihulls verktøy (1) som har behov for kjøling under nedihulls arbeidsoperasjoner.

Description

ANORDNING FOR KJØLING AV NEDIHULLS LOGGEVERKTØY

Oppfinnelsen vedrører en kjøleanordning for nedihullsverktøy hvor et nedihullsverktøy er termisk forbundet til en oppladbar kuldekilde som omfatter et massivt kuldekildelegeme som er rommet i en isolert kjølemediumbeholder, og hvor nedihullsverktøyet er termisk forbundet til kuldekilden ved hjelp av en kjølekrets som omfatter en første varmeveksler anordnet på nedihullsverktøyet og som på en fluidkommuniserende måte er innbyrdes forbundet med en andre varmeveksler anordnet i det massive kuldekildelegemet. Videre vedrører den en fremgangsmåte for kjøling av et nedihulls-verktøy, og til slutt vedrører oppfinnelsen anvendelse av et massivt kuldekildelegeme rommet i en isolert kjølemediumbeholder, som en kuldekilde for en kjølekrets som er termisk forbundet til et nedihullsverktøy som har behov for kjøling under nedihulls arbeidsoperasjoner.

Loggeverktøy for oljebrønner er per definisjon bygget for arbeid i aggressivt miljø. Dette betyr at de trenger å være i drift ved temperaturer og trykk som er betydelig høyere enn de som påtreffes ved daglig bruk av elektronisk utstyr. Fremgangsmåter som beskriver kjøling av elektroniske komponenter ved bruk av Peltierelementer, er beskrevet tidligere. Termoelektriske systemer bruker generelt Peltierelementer som er i stand til å bevege termisk energi fra én side av hylsteret sitt til den motsatte siden ved bruk av elektrisk spenning og dermed danne ganske store temperaturforskjeller fra én side til den andre. Slike systemer er mest vanlige å finne for eksempel i PCer for å bidra til kjøling av prosessoren heten. For Peltierelementer gjelder at deres effektive yteevne, det vil si, mengden forbrukt energi sammenliknet med energimengden som er flyttet mellom den varme og kalde overflaten, kan falle til svært lave verdier, så som mindre enn 2 % yteevne, når store differanser i temperaturer over elementene er påkrevd. I varme miljøer som letebrønner eller produksjonsbrønner for olje og gass, kan omgivelsestemperaturene være i overkant av 200°C. Elektronikk har generelt en maksimal driftstemperatur på 70-80°C (for prosessorer) og til og med bile-lektronikk kan bare fungere ved temperaturer lavere enn 150°C. I slike tilfelle kan den påkrevde temperaturforskjellen som et system må være i stand til å oppnå for å sikre at et utstyr forblir under 70°C, være så høy som 130°C. I dette henseende, ved slike høye temperaturer, dersom et Peltierelement ble brukt til å transportere 10 watt med termisk energi bort fra en innretning ved å avsette nevnte termiske energi inn i et varmt miljø med, for eksempel 175°C, ville Peltierelementet ved 2 % yteevne forbruke 500W med kraft i prosessen. I realiteten er slike elementer vanligvis tilpasset kraftfor-bruksnivåer mye lavere enn dette, slik at de effektive yteevnetapene resulterer i at systemet er uegnet til å holde den kalde enden kald.

I eksempelet med boring av letebrønner og olje- og gassproduksjonssystemer, hvor innretninger så som instrumenter, mekaniske eller elektroniske elementer behøver å bli holdt ved en temperatur mye lavere enn temperaturen til det omgivende miljøet, ville et slikt kraftforbruk være upraktisk, ettersom de fleste krafttransportsystemer (så som kabler) bare kan frakte maksimalt 1000W, og derfor vil hoveddelen av kraften forsvinne ut i de primære systemer, og ikke i støttesystemene slik som kjøling.

Fremgangsmåten for kjøling består vanligvis av en enkelt eller serier av forbundne kompresjons- eller evaporatorsykler, best beskrevet ved et standard husholdningskjø-leskap. Selv om slike systemer ikke virker bra når radiatoren i den varme enden alle-rede er varm, ettersom slike systemer er avhengige av konveksjon for å fjerne over-skuddsvarmen fra stråleelementet. I tillegg krever temperaturdifferansen som trengs for å opprettholde en driftstemperåtur for elektronikk i et varmt miljø, som fremstilt over, flere trinn av kjølere, hver med ulikt arbeidsfluid. I dette henseende kan ikke standardsystemer av freontypen fremskaffe den nødvendige driftstempe råtur for slike bruksområder, et tilleggsproblem er at kjølesystemer trenger kompressorer og mange bevegelige deler, med den medfølgende reduksjon i pålitelighet og hardførhet.

I de senere år er det gjort forsøk på å bruke fristempel Stirlingmotorer i varme miljø-er, så som lete- og produksjonsbrønner, med begrenset suksess. Systemene er avhengige kun av den aktive driften av kompresjonsstempelet. Forskyvningsstempelet er kun forbundet til en fjær for forskyvning og resonans. Slike systemer trenger å bli inn-stilt slik at hele sammenstillingen vekselvirker i resonans, hvorved forskyvningsstempelet svinger i harmonisk bevegelse ut av fase med den harmoniske bevegelsen til kompresjonsstempelet. Kompresjonsstempelet kan svinges ved bruk av en lineær ak-tuator eller kopperspole- og magnetkombinasjon, eller ved mekanisk armforbindelse til en roterende skive, som illustrert i den originale Stirlingmotoren. I dette henseende kan slike betasyklusfristempel Stirlingmotorer være svært effektive ettersom kun ett stempel kjøres, med en effektiv reduksjon i mekanisk eller elektrisk last som resultat.

Faseforholdet mellom kompresjonsstempelet og forskyvningsstempelet er imidlertid en funksjon av resonansfrekvensen til systemet som er en funksjon av stemplenes mas-ser, kompresjonsforholdene, arbeidsfluidets trykk og arbeidsfluidets temperatur. Ettersom arbeidsfluidets temperatur øker som et resultat av et varmt ytre miljø, endrer arbeidsfluidets trykk også, og resultatet er en endring i resonansfrekvensen til systemet som forandrer faseforholdet mellom stemplene. I praksis avtar og forminskes tra-pesformen til Carnotsyklusen etter hvert som fasevinkelen til de to stemplene avtar fra typisk 60 grader og ned til 0 grader. I dette henseende blir en fristempel Stirling-motor mindre og mindre effektiv etter hvert som arbeidsfluidet endrer temperatur og trykk, i tillegg kollapser syklusen og faseforholdet avtar til en fasevinkel på null grader, hvilket betyr at det ikke er ulikhet mellom den varme og kalde siden av systemet. Fristempel Stirlingmotoren krever at den varme siden kjøles ned aktivt på en eller an-nen måte.

Når det gjelder bruk av Stirling-kjøleteknologien inne i et borehull for leting eller pro-duksjon, kan miljøet være veldig varmt (opp til 175°C). Kjøling må skje via konveksjon til borehullets væske(r), fortrinnsvis mens nedihullsverktøyet er i bevegelse. Stir-ling-kjøleren må designes for å virke i disse varme omgivelsesforholdene. Den vil omforme termisk energi med en generell virkningsgrad på omkring 25 % og således tillate kjøling av en kuldekilde, som i sin tur er inni en De wa rf laske.

US 2006/0144619 Al beskriver et apparat for sirkulasjon av et kjølemedium gjennom en termisk kanal som er termisk forbundet til et chassisvarmevekslerelement innbefattet en flerhet av mottaksseksjoner termisk forbundet til en korresponderende flerhet av elektroniske innretninger. Temperaturen til én eller flere av flerheten av elektroniske innretninger kan observeres og kjølemediets strømningsrate justeres i henhold til den observerte temperaturen. Den termiske kanalen kan anbringes i fluidkommunika-sjon med en varmeveksler, kanskje neddykket i et materiale, så som et faseendringsmateriale, innbefattet et eutektisk faseendringsmateriale, et fast stoff, en væske eller en gass. Flere ulike mekanismer kan brukes for å kjøle apparatet når det bringes til overflaten etter drift i borehullet. I noen tilfeller er det ønskelig å fjerne og erstatte apparatet helt. I andre tilfeller brukes en ladepumpe. Ladepumpen kan brukes til å sirkulere kjølemediet i apparatets kanal. For rask drifts pause kan kjølemediet avkjøles mens det sirkuleres. Dette kan foregå enten ved å erstatte kjølemediet med nytt kjø-lemedium, eller rett og slett ved å kjøle det eksisterende kjølemediet og sirkulere det inne i kanalen til temperaturen på det sirkulerte kjølemediet blir værende på en valgt temperatur.

US2004/00264543 Al beskriver et temperaturhåndteringssystem for å styre tempera turen til en frittstående, termisk komponent. Temperaturhåndteringssystemet omfatter en varmeveksler i termisk kontakt med den termiske komponenten. Systemet omfatter også en væskeoverføringsinnretning som sirkulerer en kjølevæske gjennom et termisk kanalsystem. Ettersom kjølemediet strømmer gjennom varmeveksleren, absorberer det varme fra komponenten. Idet det oppvarmede kjølemediet forlater varmeveksleren, strømmer det til kjøleribben hvor kjøleribben absorberer varme fra kjø-levæsken, idet kjøleribben omfatter et faseendrende materiale. Faseendrende materiale er utformet til å dra fordel av varmen absorbert under faseendringen ved bestemte temperaturintervaller. Foreksempel kan det faseendrende materialet være et eutektisk materiale som har en komponentsammensetning utformet til å oppnå et ønsket smeltepunkt for materialet. Det ønskede smeltepunktet drar fordel av latent fusjonsvarme til å absorbere energi. Når materialet endrer sin fysiske tilstand absorberer det energi uten endring av temperaturen i materialet. Derfor vil tilførsel av varme bare endre materialets fase, ikke dets temperatur. For å dra fordel av den latente smeltevarmen vil det eutektiske materialet ha smeltepunkt under kokepunktet for vann og under den ønskede vedlikeholdstemperaturen til den termiske komponenten.

Oppfinnelsen har til formål å avhjelpe eller redusere i det minste én av ulempene ved kjent teknikk, eller i det minste å skaffe til veie et nyttig alternativ til kjent teknikk.

Formålet oppnås ved trekk som er angitt i nedenstående beskrivelse og i etterfølgende patentkrav.

Ordet «nedihullsverktøy» brukes for ethvert objekt som er tilveiebrakt i et borehull med den hensikt å bli brukt til å utføre en handling (apparat) eller innhente informa-sjon (føler).

En kjøleinnretning er termisk forbundet til et nedihullsverktøy, heretter også kalt kjølt objekt, som trenger en driftstemperatur betydelig under omgivelsestemperaturen som finnes i borehull i de fleste olje- og/eller gass-produserende strukturer, for eksempel loggeverktøy som bruker avbildning med tilbakespredning av røntgenstråler til å oppnå bilder fra mekanismer og komponenter i brønnen, for å opprettholde en fordelaktig verktøytemperatur anordnes kjøleinnretningen med en kuldekilde termisk forbundet til det kjølte objektet. Kuldekilden virker som en mottaker for den termiske energien som er fjernet fra det kjølte objektet, det vil si nedihullsverktøyet. Kuldekilden er anbrakt i form av et massivt metallegeme. For nedihullsformål er metallegemet fortrinnsvis sy-lindrisk.

Kuldekilden kan forbindes med et kjølesystem innrettet til å lade kuldekilden, det vil si

kjøle det massive metallet i kuldekilden.

Kuldekilden er rommet i en isolert kjølemediumbeholder, for eksempel en De-warflaske. Kuldekilden omfatter en integrert fluidstrømningslinje forbundet med en

kjølekrets som er i stand til å sirkulere et kjølemedium gjennom kuldekilden, hvor den integrerte fluidstrømningslinjen virker som en første varmeveksler som overfører varmeenergi fra kjølemediet til kuldekildens metall og gjennom en andre varmeveksler på det kjølte objektet for å fjerne varmeenergi fra nevnte kjølte objekt, det vil si det aktuelle verktøyet, og overføre termisk energi til kuldekilden. Fortrinnsvis er de delene av kjølekretsen som forbinder kuldekilden og den andre varmeveksleren isolerte for å unngå uønsket termisk energioverføring fra omgivelsene til kjølemediet.

Kuldekildebeholderen omfatter midler for kjølesystemdokking for å tillate kjølesyste-met å bli koblet fra kuldekilden. Hensikten med fråkoplingen av kjølesystemet er å bytte ut kjølesystemet med et annet i den hensikt å tilpasse den totale kjølekapasite-ten til den aktuelle operasjonens behov. Videre kan den innledende ladingen finne sted på overflaten ved bruk av en stasjonær høykapasitetskjøler før kjølesystemet og kuldekilden koples sammen igjen.

Et kuldekildebeholder-/kjølesystemgrensesnitt omfatter midler for varmeveksling for å oppnå en effektiv termisk kopling under lading av kuldekilden.

Kjølesystemet kan innrettes som et sirkulasjonssystem av flytende nitrogen, en Stirlingmaskin eller en vanlig kjøler som bruker en enkelt eller serier av sammenkoplede kompresjons- og evaporatorsykler. For langtids nedihullsoperasjoner foretrekkes en Stirlingmaskin.

Kjølesystemet kan innrettes til å kjøre under avbrudd i driften av det kjølte objektet, det vil si det aktuelle verktøyet. Dermed senkes behovet med tanke på kraftoverføring fra en overflateinstallasjon.

Kjølemediet er fortrinnsvis et fluid.

Kjølekretsen omfatter en sirkulasjonspumpe forbundet til en pumperegulator.

Kjølekretsen og kjølemediumbeholderen kan omfatte én eller flere kjølemediu-mekspanderende midler, for eksempel akkumulator(er), stempel (stempler) eller belg(er) for å tilpasse de tilgjengelige middelvolum til de gjeldende endringene i middelvolum på grunn av endring i kjølemidlenes temperaturer.

Temperatursensorer er fortrinnsvis installert i kuldekilden og i nærheten av det kjølte objektet. Sensorene brukes til å overvåke endringen i temperatur for verktøyet og for kuldekilden ettersom sammenstillingen senkes ned i en varm brønn. Under drift av kjøleinnretningen vil kjølemediet overføre varme til kuldekilden idet kuldekilden blir varmet opp til tross for lading utført av kjølesystemet. Således vil kjøleevnen gradvis synke for samme mengde væskestrøm. For å kompensere kan pumpehastigheten, det vil si kjølemediets strømningshastighet, endres for å oppnå tilstrekkelig kjøling. En nedihulls mikroprosessor med dertil egnet programvarelogikk kan bruke temperatur-sensorinndata til å optimalisere strømningen av kjølemedium og justere pumpehastigheten tilsvarende.

Kontinuerlig drift av et kjølt objekt som et nedihulls røntgenkamera, forutsetter vel-lykket implementering av noen nøkkelelementer: • Den utvidede bruken av kuldekilden vil være svært avhengig av gjennomgåen-de, utmerket isolasjon av hele utstyret som er involvert i varmeutvekslingen. • Kjølemediet som skal brukes må ha veldig god varmeledningsevne, liten endring i viskositet i forhold til temperatur og fortrinnsvis stor avstand mellom fry-sepunkt og kokepunkt. • Programvare- og verktøylogikken som brukes for drift av kjølesystemet trenger å kjøre en kontinuerlig tilbakemeldingssløyfe og ressursoptimalisering for å sikre maksimal driftstid. Inndata fra ulike temperatursensorer brukes til å overvåke omgivende borehullstemperatur, temperatur for det kjølte objektet i tillegg til kuldekildetemperatur. Det kjølte objektet kjøles følgelig ved å variere pumpehastigheten. Avbrudd under drift av verktøyet kan benyttes til å kjøre kjøle-systemet for å kjøle ned igjen kuldekilden, særlig dersom kjølesystemet er en Stirlingmaskin. Gjenværende kjølekapasitet er forhåndsmodellert og rapportert til en ingeniør på overflaten via et, i og for seg kjent, signaloverføringsmiddel. • Når temperaturgrensene overskrides, utsteder systemet først varsler og hvis ikke ingeniøren foretar seg noe, er systemet i stand til å utføre en nødned-stenging.

I et første aspekt vedrører oppfinnelsen mer spesifikt et nedihullsverktøy, hvor et nedihullsverktøy er termisk forbundet til en oppladbar kuldekilde som omfatter et massivt kuldekildelegeme som rommes av en isolert kjølemediumbeholder og hvor nedihullsverktøyet er termisk forbundet til kuldekilden ved hjelp av en kjølekrets som omfatter en første varmeveksler anordnet på nedihullsverktøyet og som på en fluidkommuniserende måte er innbyrdes forbundet med en andre varmeveksler anordnet i det massive kuldekildelegemet, hvor et kjølesystem er termisk forbundet til kuldekilden under en nedihulls arbeidsoperasjon med kjøleanordningen.

Kjølekretsen kan omfatte en sirkulasjonspumpe anordnet med en pumperegulator som genererer pumpekontrollsignaler i det minste basert på inndata fra temperatursensorer lokalisert på nedihullsverktøyet og i kuldekilden.

Kjølekretsen kan omfatte et kjølemediumekspanderende middel som er i stand til å romme en variabel porsjon av et kjølemedium innbefattet i kjølekretsen.

Kjølemediumbeholderen kan omfatte dokkemidler for kjølesystemet, en beholder/kjølesystem-grenseflate danner den termiske forbindelsen mellom kuldekilden og kjølesystemet.

Kjølesystemet kan være valgt fra gruppen omfattende et sirkulasjonssystem med flytende nitrogen, en Stirlingmaskin og en kjøler som bruker en enkelt eller serier av sammenkoplede kompresjons- og evaporasjonssykler.

I et andre aspekt vedrører oppfinnelsen mer spesifikt en fremgangsmåte for kjøling av et nedihullsverktøy, hvor fremgangsmåten omfatter trinnene: - å lade en kuldekilde ved å kjøle et massivt kuldekildelegeme rommet i en isolert kjø-lemediumbeholder - å sirkulere et kjølemedium i en kjølekrets som forbinder en første og en andre varmevekseler innbyrdes; - å overføre termisk energi fra nedihullsverktøyet til kjølemediet via den første varmeveksleren, og - å overføre termisk energi fra kjølemediet til kuldekilden via den andre varmeveksleren, hvor fremgangsmåten omfatter det ytterligere trinnet: - å lade kuldekilden ved hjelp av et kjølesystem under nedihulls arbeidsoperasjonen til nedihullsverktøyet.

Ladingen av kuldekilden utføres ved hjelp av et kjølesystem i forkant av nedihulls arbeidsoperasjonen til nedihullsverktøyet.

I et tredje aspekt vedrører oppfinnelsen mer spesifikt anvendelse av et forhåndskjølt, massivt kuldekildelegeme rommet i en isolert kjølemediumbeholder som en kuldekilde for en kjølekrets som er termisk forbundet til et nedihullsverktøy som har behov for kjøling under nedihulls arbeidsoperasjoner.

I det etterfølgende beskrives et eksempel på en foretrukket utførelsesform som er anskueliggjort på medfølgende tegning, hvor: Fig. 1 fremstiller en aksial seksjon av et kjølt objekt forbundet til en kuldekilde

som er termisk forbundet til et kjølesystem i henhold til oppfinnelsen.

Et kjølt objekt 1, også kalt nedihullsverktøy, er termisk forbundet med en kjøleinnret-ning 2 ved hjelp av en kjølekrets 23 som innbyrdes forbinder en første varmeveksler 11 anordnet i et kjølt objekt 1 og en andre varmeveksler 231 anordnet i en isolert kjø-lemediumbeholder 22.

Kjøleinnretningen 2 omfatter en kuldekilde 21 i form av et massivt legeme 211 rommet i kjølemediumbeholderen 22, der beholderen 22 fortrinnsvis er i form av en De-warflaske eller liknende. Det massive legemet 211 er laget av et materiale som viser tilfredsstillende termisk kapasitet og termisk konduktivitet for det formålet å absorbere varme i en fornuftig fart, fortrinnsvis et metall som kopper. Kjølemediet i form av et massivt legeme 211 er anordnet med et kanalparti for kjølemedium som den andre varmevekslerenn 231.

Kjølekretsen 23 innbefatter en sirkulasjonspumpe 232 som utfører sirkulasjon av et kjølemedium 3 i nevnte krets 23 og de dertil forbundne første og andre varmevekslerne 11, 231. Kjølemediumkanaler 234 som utgjør partier av kjølekretsen 23 og forbinder varmevekslerne 11, 231 er isolert for å unngå uønsket oppvarming av det andre kjølemediet 3 mens det strømmer mellom kjøleinnretningen 2 og det kjølte objektet 1.

Kjølekretsen 23 innbefatter også et kjølekretsekspansjonsmiddel 236 som tillater kjø-lemediet 3 å ekspandere inn i nevnte ekspansjonsmiddel 236 under temperaturøk-ningen forårsaket av drift av det kjølte objektet 1.

Sirkulasjonspumpen 232 er på en signalkommuniserende måte forbundet til en pumperegulator 233. Pumperegulatoren 233 innbefatter flere temperatursensorer 12, 235 for overvåking av temperaturen til det kjølte objektet 1 og kuldekilden 21, i det minste. Pumperegulatoren 233 er anordnet for justering av farten til pumpen 232 slik at den tilpasses behovet for kjølekapasitet etter som temperaturen til kuldekilden 21 gradvis øker under nedihullsdriften.

Kjøleinnretningen 2 innbefatter dokkemidler 24 for forbindelse av et kjølesystem 5

omfattende beholder/kjølesystemgrensesnitt 51 som virker som en termisk kopling for overføring av termisk energi mellom kuldekilden 21 og kjølesystemet 5 når det er behov for lading av kjøleinnretningen 2. Kjølesystemet 5 kan være løsgjørbart forbundet til kjøleinnretningen 2 for å tillate kjølesystemet 5 å bli frigjort dersom det er behov for å skifte ut kjølesystemet 5 med et annet (ikke vist) for å tilpasse ladekapasiteten til de behov operasjonen som skal utføres har, eller å forbinde kuldekilden til en sta-

sjonær kjøler (ikke vist) på overflaten før det kjølte objektet 1 og kjøleinnretningen 2 senkes ned i borehullet. Kjølesystemet 5 kan være i form av et sirkulasjonssystem med flytende nitrogen, en Stirlingmaskin eller en vanlig kjøler som bruker en enkelt eller serier av sammenkoplede kompresjons- eller evaporatorsykluser; enhver type kjølesystem 5 som yter tilstrekkelig kapasitet er imidlertid relevant. En Stirlingmaskin er foretrukket dersom kapasiteten til nedihulls kraftkilden ikke tillater samtidig drift av det kjølte objektet 1 og kjølesystemet 5. Kjølesystemet 5 i form av en Stirlingmaskin kan innrettes til å kjøre under avbrudd i driften av det kjølte objektet 1. Dermed senkes kravene med tanke på kraftoverføring fra en overflateinstallasjon.

Mens sammenstillingen med verktøyet og kjøleinnretningen 1, 2 for nedihullsope-rasjon klargjøres, gjenopplades kjøleinnretningen 2 på overflaten, det vil si kjølemedi-et 211 rommet i kjølemediumbeholderen 22 kjøles ved hjelp av kjølesystemet 5, muli-gens av en stasjonær høykapasitetskjøler (ikke vist) lokalisert på en overflateinstallasjon (ikke vist) forbundet til kjøleinnretningen 2 ved hjelp av dokkemidler 24. Deretter senkes sammenstillingen med verktøyet og kjøleinnretningen 1,2 forbundet med kjølesystemet 5, ned i borehullet.

Under drift av nedihullsverktøyet 1 med behov for kjøling, sirkuleres kjølemediet 3 i kjølekretsen 23 ved hjelp av sirkulasjonspumpen 232 som styres av pumpestyreren

233 basert på overvåkingen av temperaturene til verktøyet 1 og utgangstemperaturen til nevnte kjølemedium 3 ved den andre varmeveksleren 231 i kuldekilden 21. Termisk energi er således overført fra nedihullsverktøyet 1 til kuldekilden 21 ved hjelp av vek-selvirkningen mellom varmevekslerne 11, 231, kjølemediet 3 og pumpen 232. Dersom det forekommer et stadium med utilstrekkelig kjølekapasitet på grunn av at kuldekildens 21 temperatur er for høy, kan det utføres tilleggslading på stedet ved drift av kjølesystemet 5, eller i tilfelle kjølesystemet 5 ikke er i stand til å opprettholde den foreskrevne temperaturen til kuldekilden 2, stoppes innsamlingen av data med nedi-hullsverktøyet midlertidig og dermed er det ikke behov for kjøling. Stirlingkjøleren kan kjøres for å lade opp igjen kuldekilden til et tilstrekkelig nivå som så tillater å gjenopp-ta driften.

Claims (8)

1. Kjøleanordning (2) for nedihullsverktøy hvor et nedihullsverktøy (1) er termisk forbundet til en oppladbar kuldekilde (21) som omfatter et massivt kuldekildelegeme (221) som rommes av en isolert kjølemediumbeholder (22) og hvor nedihullsverktøyet (1) er termisk forbundet til kuldekilden (21) ved hjelp av en kjølekrets (23) som omfatter en første varmeveksler (11) anordnet på nedihullsverktøyet (1) og som på en fluidkommuniserende måte er innbyrdes forbundet med en andre varmeveksler (231) anordnet i det massive kuldekildelegemet (211),karakterisert vedat et kjølesystem (5) er termisk forbundet til kuldekilden (21) under en nedihulls arbeidsoperasjon med kjøleanordningen (2).

2. Kjøleanordning (2) i henhold til krav 1, hvor kjølekretsen (23) omfatter en sirkulasjonspumpe (232) anordnet med en pumpe regulator (233) som genererer pumpekontrollsignaler i det minste basert på inndata fra temperatursensorer (12, 235) lokalisert på nedihullsverktøyet (1) og i kuldekilden (21).

3. Kjøleanordning (2) i henhold til krav 1, hvor kjølekretsen (23) omfatter et kjølemediumekspanderende middel (236) som er i stand til å romme en variabel porsjon av et kjølemedium (3) innbefattet i kjølekretsen (23).

4. Kjøleanordning (2) i henhold til krav 1, hvor kjølemediumbeholderen (22) omfatter dokkemidler (24) for kjølesystemet (5), idet en beholder/ kjølesystem-grenseflate (51) danner den termiske forbindelsen mellom kuldekilden (21) og kjølesystemet (5).

5. Kjøleanordning (2) i henhold til krav 1, hvor kjølesystemet (5) er valgt fra gruppen omfattende et sirkulasjonssystem med flytende nitrogen, en Stirlingmaskin og en kjøler som bruker en enkelt eller serier av sammenkoplede kompresjons- og evaporasjonssykler.

6. Fremgangsmåte for kjøling av et nedihullsverktøy (1), hvor fremgangsmåten omfatter trinnene: - å lade en kuldekilde (21) ved å kjøle et massivt kuldekildelegeme (211) rommet i en isolert kjølemediumbeholder (22); - å sirkulere et kjølemedium (3) i en kjølekrets (23) som forbinder en første og en andre varmevekseler (11, 231) innbyrdes; - å overføre termisk energi fra nedihullsverktøyet (1) til kjølemediet (3) via den første varmeveksleren (11); - å overføre termisk energi fra kjølemediet (3) til kuldekilden (21) via den andre varmeveksleren (231), karakterisert vedat fremgangsmåten omfatter det ytterligere trinnet: - å lade kuldekilden (21) ved hjelp av et kjølesystem (5) under nedihulls arbeidsoperasjonen til nedihullsverktøyet (1).

7. Fremgangsmåte i henhold til krav 6, hvor ladingen av kuldekilden (21) utføres ved hjelp av et kjølesystem (5) i forkant av nedihulls arbeidsoperasjonen til nedihullsverktøyet (1).

8. Anvendelse av et forhåndskjølt, massivt kuldekildelegeme (211) rommet i en isolert kjølemediumbeholder (22) som en kuldekilde (21) for en kjølekrets (23) som er termisk forbundet til et nedihullsverktøy (1) som har behov for kjøling under nedihulls arbeidsoperasjoner.