王 绵，王子涵，刘小玉

（西安石油大学电子工程学院，陕西 西安 710000）

在石油钻井工程中，井下工具需要在地表附近以及地表以下数百米处运行［1］，钻具会处于严峻的操作环境 （井下温度可能超过200°C，压力可能超过138MPa）。为了在钻井时从井下获得测量信息，BHA安装有电子仪器，随钻测井工具和随钻测量工具都与电子仪器结合。这些电子仪器可以是各种电子元件如计算机芯片、电路板、处理器、电源转换器等。

井下工具中的电子元件也在内部产生热量。例如电缆工具的耗散功率超过100W，井下工具在钻柱上的耗散功率超过10W。电子元件额定工作温度通常不超过125°C。当井下环境温度超过200°C时，此时超过电子元件的结温，电子元件的热量不能消散到环境中，会在电子部件内部积累。这会使得部件工作特性退化或者故障，从而降低了它们的使用寿命或者在某些温度下电子器件可能停止工作。电子元件故障中断井下活动，钻入钻孔需要昂贵的钻机时间，加上电子元件的更换成本，这会导致更多人力物力的成本消耗。因此，在井下工具散热中必须考虑井下环境的热量和工具部件产生的热量。

现有的用于井下工具中的热组件温度管理的通常是蓄热温度管理系统，蓄热温度管理是将热组件的热量移除并存储到散热器中。然而在井下环境中用散热器储存热量具有一定的局限性，不能去除与散热器相邻的热组件热量。本文提出一种基于热电制冷的井下工具的温度管理系统及方法。……