钻井芯片的保护系统、保护方法及控制方法与流程

1.本发明涉及钻井技术领域，具体而言，涉及一种钻井芯片的保护系统、保护方法及控制方法。


背景技术：

2.随着石油开采程度的不断推进，钻井工业的平均井深不断增加，这样一来，增大了石油钻井施工的难度。在石油勘探测井时，仪器常常在井下几千米深井中(可达8000m以上)工作，深井的环境特点是温度高、压力大,并有剧烈震动。在这样环境温度下，仪器中的电子器件及其组成的电路难以可靠工作，进而容易导致仪器出现故障，影响钻井工作效率。


技术实现要素：

3.鉴于此，本发明提出了一种钻井芯片的保护系统，旨在解决现有技术在对深井进行勘探时仪器无法在深井环境中可靠工作的问题。本发明还提出了一种钻井芯片的保护方法和钻井芯片的保护控制方法。
4.一个方面，本发明提出了一种钻井芯片的保护系统，该系统包括：壳体、舱体、冷却装置和隔热层；其中，壳体的内部呈负压状态，舱体设置于壳体内，舱体内设置有钻井芯片；冷却装置设置于壳体的外部，用于通过向舱体输送具有预设温度的冷却液，通过冷却液与钻井芯片进行换热，以使钻井芯片冷却，并将换热后的冷却液输出；冷却液的温度低于钻井芯片的温度；隔热层包设于壳体的外壁。
5.进一步地，上述钻井芯片的保护系统中，冷却装置包括：第一换热装置和降温装置；其中，第一换热装置和降温装置均设置于壳体的同一侧，第一换热装置的第一入口用于接收钻井液，第一换热装置的第二入口通过输出管与舱体相连通，以接收与钻井芯片换热后的冷却液；第一换热装置的第一出口用于将与冷却液换热升温后的钻井液输出，第一换热装置的第二出口通过降温装置和输入管与舱体相连通；降温装置用于对与钻井液换热降温后的冷却液进行降温，并将降温后的冷却液输送至舱体内。
6.进一步地，上述钻井芯片的保护系统中，冷却装置还包括：压缩机，压缩机设置于壳体的另一侧，压缩机的入口与输出管相连接，以接收与钻井芯片换热后的冷却液，压缩机的出口与第一换热装置的第二入口相连接，以将升压升温后的冷却液输送至第一换热装置；和/或，发电机，发电机的入口用于接收钻井液，发电机的出口与第一换热装置的第一入口相连接。
7.进一步地，上述钻井芯片的保护系统中，第一换热装置为冷凝器；和/或，降温装置为降压阀，减压阀设置于输入管。
8.进一步地，上述钻井芯片的保护系统中，冷却装置还包括：第二换热装置；其中，第二换热装置设置于隔热层的外部，第二换热装置的第一入口与压缩机的出口相连接，第二换热装置的第二入口与第一换热装置的第一出口相连接，第二换热装置的第一出口与第一换热装置的第二入口相连接以将换热降温后的冷却液输送至第一换热装置，第二换热装置
的第二出口用于将换热升温后的钻井液输出。
9.本发明中，通过冷却装置对钻井芯片进行冷却，能够使得钻井芯片保持低温，提高了钻井芯片的抗高温能力，进而保证了钻具的正常工作，提高了钻井效率，解决了现有技术在对深井进行勘探时仪器无法在深井环境中可靠工作的问题，壳体的内部呈负压状态，避免了气体流动传热进而避免了钻井芯片温度的传递，起到了隔热作用，并且，壳体和隔热层能够对外界的温度进行隔离，避免外界温度传递给钻井芯片，还能使得舱体内保持低温状态，保证钻井芯片的稳定工作，同时，钻井芯片能够在高温环境下工作，使得钻井芯片的工作范围灵活可调节。
10.另一方面，本发明还提出了一种钻井芯片的保护方法，该方法包括如下步骤：第一换热步骤，将钻井液和冷却液均输送至换热装置中，钻井液与冷却液进行换热，以使冷却液降温；降温步骤，对换热降温后的冷却液再次降温；第二换热步骤，将降温后的冷却液输送至舱体内，以对舱体内的钻井芯片进行冷却；处理步骤，将与钻井芯片换热升温后的冷却液输送至换热装置中；当检测到钻井芯片的温度大于等于预设工作温度时重复上述各步骤。
11.进一步地，上述钻井芯片的保护方法中，第一换热步骤之前还包括：检测钻井芯片的温度，当钻井芯片的温度大于等于预设工作温度时执行第一换热步骤、降温步骤、第二换热步骤和处理步骤，以对钻井芯片进行降温；再次检测钻井芯片的温度，当钻井芯片的温度大于等于预设工作温度时重复第一换热步骤、降温步骤、第二换热步骤和处理步骤，直至当钻井芯片的温度小于预设工作温度时停止对钻井芯片降温。
12.进一步地，上述钻井芯片的保护方法中，处理步骤包括：升温子步骤，对与钻井芯片换热升温后的冷却液进行升压升温；输出子步骤，将升压升温后的冷却液输送至换热装置中；降温步骤中，对换热降温后的冷却液进行降压降温。
13.本发明中，钻井液与冷却液换热后，能够使得冷却液的温度降低，然后对降温后的冷却液进一步降温，再将冷却液输送至舱体内与钻井芯片进行热交换，不仅充分利用了钻井液的温度，提高了能源利用率，还能保证冷却液具有足够低温，进而实现对钻井芯片的降温，提高了钻井芯片的抗高温能力，进而保证了钻具的正常工作，提高了钻井效率，并且，钻井芯片能够在高温环境下工作，使得钻井芯片的工作范围灵活可调节。
14.另一方面，本发明还提出了一种钻井芯片的保护控制方法，该方法包括如下步骤：检测步骤，检测钻井芯片的温度；调节步骤，将钻井芯片的温度与预设工作温度进行比较，并在钻井芯片的温度大于等于预设工作温度时，通过冷却装置来对钻井芯片进行冷却；在钻井芯片的温度小于预设工作温度时延迟预设时间后重复检测步骤和调节步骤。
15.进一步地，上述钻井芯片的保护控制方法中，调节步骤中，在钻井芯片的温度大于等于预设工作温度时，通过增大冷却液的流量和/或钻井液的流量以使冷却液与钻井液进行换热，使得通过冷却液对钻井芯片进行冷却。
16.进一步地，上述钻井芯片的保护控制方法中，调节步骤包括：冷却液流量调节子步骤，将钻井芯片的温度与预设工作温度进行比较，在钻井芯片的温度大于等于预设工作温度时，增大压缩机的功率以增大冷却液的流量；再次检测钻井芯片的温度，并在该次检测到的钻井芯片的温度大于等于上一次检测到的钻井芯片的温度时，继续增大压缩机的功率；钻井液流量第一调节子步骤，重复冷却液流量调节子步骤，直至压缩机的功率增大至最大功率时，增大泥浆泵的功率以增大钻井液的流量；钻井液流量第二调节子步骤，再次检测钻
井芯片的温度，并在该次检测到的钻井芯片的温度大于等于上一次检测到的钻井芯片的温度时，继续增大泥浆泵的功率；重复钻井液流量第二调节子步骤，直至泥浆泵的功率增大至最大功率。
17.本发明中，通过冷却装置对钻井芯片进行冷却，能够使得钻井芯片保持低温，提高了钻井芯片的抗高温能力，进而保证了钻具的正常工作，提高了钻井效率。
附图说明
18.通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本发明的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中：
19.图1为本发明实施例提供的钻井芯片的保护系统的结构示意图；
20.图2为本发明实施例提供的钻井芯片的保护方法的流程图；
21.图3为本发明实施例提供的钻井芯片的保护方法的又一流程图；
22.图4为本发明实施例提供的钻井芯片的保护控制方法的流程图；
23.图5为本发明实施例提供的钻井芯片的保护控制方法的原理图。
具体实施方式
24.下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施例。虽然附图中显示了本公开的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。
25.系统实施例：
26.参见图1，图1为本发明实施例提供的钻井芯片的保护系统的结构示意图。如图所示，钻井芯片3属于钻具的电子控制器件，钻具中钻杆的内部为空心且呈圆柱状，钻井芯片3设置于钻杆内，则钻井芯片的保护系统也设置于钻杆的内部。钻井芯片的保护系统包括：壳体1、舱体2、冷却装置5和隔热层4。其中，壳体1的内部呈负压状态，在本实施例中，壳体1的内部为真空状态。舱体2设置于壳体1内，并且，舱体2靠近壳体1的顶部(图1所示的上部)设置。具体地，舱体2的一端开口，舱体2的开口端与壳体1的顶壁(图1所示的上壁)相连接，舱体2的封闭端与壳体1的底部(图1所示的下部)之间具有预设距离，该预设距离可以根据实际情况来确定，本实施例对此不做任何限制。舱体2内设置有钻井芯片3，并且，钻井芯片3与壳体1的顶壁相连接。
27.隔热层4包设于壳体1的外壁，隔热层4可以为绝热材料制成，也可以为高性能保温材料制成，隔热层4将壳体1的外侧壁、顶壁和底壁均包设在内，以起到隔热的作用。
28.冷却装置5设置于壳体1的外部，冷却装置5用于通过向舱体2输送具有预设温度的冷却液，其中冷却液的温度低于钻井芯片3的温度，通过冷却液与钻井芯片3进行换热，以使钻井芯片3冷却，并将换热后的冷却液输出，以保证钻井芯片3的温度保持在预设工作温度，避免温度过高而影响正常工作。具体实施时，预设工作温度可以根据实际情况来确定，本实施例对此不做任何限制。
29.具体地，冷却液通过输入管7输送至舱体2内，换热升温后的冷却液通过输出管6输出。输入管7穿设于壳体1的顶壁且舱体2相连通，输出管6的第一端与舱体2相连通，输出管6穿设于壳体1的底壁且其第二端置于壳体1的外部。冷却液具有预设低温，冷却液与钻井芯片3进行热交换，钻井芯片3的温度降低，而冷却液的温度升高，输出管6将升温后的冷却液输出。
30.具体实施时，输入管7和输出管6的外部也包设隔热层，以保证输入的冷却液的低温，避免冷却液的低温扩散而影响冷却液对钻井芯片3的换热降温效果，还能保证输出的冷却液的高温，避免冷却液的高温扩散。
31.可以看出，本实施例中，通过冷却装置5对钻井芯片3进行冷却，能够使得钻井芯片3保持低温，提高了钻井芯片3的抗高温能力，进而保证了钻具的正常工作，提高了钻井效率，解决了现有技术在对深井进行勘探时仪器无法在深井环境中可靠工作的问题，壳体1的内部呈负压状态，避免了气体流动传热进而避免了钻井芯片3温度的传递，起到了隔热作用，并且，壳体1和隔热层4能够对外界的温度进行隔离，避免外界温度传递给钻井芯片3，还能使得舱体2内保持低温状态，保证钻井芯片3的稳定工作，同时，钻井芯片3能够在高温环境下工作，使得钻井芯片3的工作范围灵活可调节。
32.参见图1，上述实施例中，冷却装置5可以包括：第一换热装置51和降温装置52。其中，第一换热装置51和降温装置52均设置于壳体1的同一侧，第一换热装置51的第一入口用于接收钻井液，该钻井液从地面系统经过钻杆的内部向钻头处流动，由于冷却装置5设置于钻杆中，所以钻井液从地面系统流动至钻杆内并输送至第一换热装置51。具体实施时，钻井液为钻探过程中使用的循环冲洗介质，钻杆用于传递钻头破碎岩石所需的能量，钻杆的内部输送循环钻井液。
33.第一换热装置51的第二入口通过输出管6与舱体2相连通，第一换热装置51的第二入口用于接收与钻井芯片3换热升温后的冷却液。钻井液与冷却液在第一换热装置51内进行热交换，使得钻井液的温度升高，冷却液的温度降低。第一换热装置51的第一出口用于将与冷却液换热升温后的钻井液输出，该钻井液向钻头处流动。第一换热装置51的第二出口通过降温装置52和输入管7与舱体2相连通，第一换热装置51的第二出口用于将与钻井液换热降温后的冷却液输送至降温装置52，降温装置52用于对该冷却液继续降温冷却，并将降温后的冷却液输送至舱体2内。在舱体2内，冷却液继续与钻井芯片3进行热交换，以降低钻井芯片3的温度。
34.优选的，第一换热装置51为冷凝器。
35.可以看出，本实施例中，与钻井芯片3换热升温后的冷却液在第一换热器内与钻井液进行热交换，使得冷却液的温度降低，降温装置52对降温后的冷却液进一步降温，再将冷却液输送至舱体2内与钻井芯片3进行热交换，不仅充分利用了钻井液的温度，提高了能源利用率，还利用钻井液的温度和降温装置52对冷却液进行降温以保证冷却液具有足够低温，进而实现对钻井芯片3的降温。
36.参见图1，上述实施例中，冷却装置5还可以包括：压缩机53。其中，压缩机53设置于壳体1的另一侧，压缩机53与第一换热装置51和降温装置52分别置于壳体1相对的两侧。压缩机53设置于输出管6与第一换热装置51的第二入口之间，具体地，压缩机53的入口与输出管6相连接，压缩机53的入口用于接收与钻井芯片3换热升温后的冷却液。压缩机53用于对
冷却液进行升压升温，压缩机53的出口与第一换热装置51的第二入口相连接，压缩机53的出口将升压升温后的冷却液输送至第一换热装置51，以与钻井液进行热交换。
37.具体实施时，隔热层4可以包设于压缩机53的外部，通过隔热层4对升温升压后的冷却液的温度进行隔离，避免其温度扩散进而影响冷却液与钻井液之间的换热效果。
38.可以看出，本实施例中，通过压缩机53对与钻井芯片3换热升温后的冷却液进行升压升温，能够大大提高冷却液与钻井液之间的换热效果，使得冷却液更好地降温。
39.优选的，降温装置52为降压阀，降压阀设置于输入管7。由于冷却液经过压缩机53后压力升高，则降压阀对冷却液进行泄压，在泄压的过程中，其温度也会大大降低，从而能够更好地降低冷却液的温度，进而保证冷却液与钻井芯片3之间的换热效率，保证钻井芯片3的低温。
40.具体实施时，隔热层4将降压阀和输入管7均包裹在内，以保证将经降压阀降温后的冷却液的温度不受外界影响。
41.具体实施时，输入管7可以为两个，两个输入管7均穿设于壳体1的顶壁且舱体2相连通，并且，第一换热装置51的第二出口与两个输入管7均相连接，第一换热装置51的第二出口将冷却液分别输送至两个输入管7中。每个输入管7上均设置一个降压阀，通过降压阀对对应的输入管7中的冷却液进行降压降温。
42.优选的，第一换热装置51为冷凝器；和/或，降温装置52为降压阀，降压阀设置于输入管7。具体实施时，可以仅仅是，第一换热装置51为冷凝器；也可以仅仅是，降温装置52为降压阀，降压阀设置于输入管7；还可以是，第一换热装置51为冷凝器，并且，降温装置52为降压阀，降压阀设置于输入管7。
43.参见图1，上述各实施例中，冷却装置5还可以包括：第二换热装置54。其中，第二换热装置54设置于隔热层4的外部，并且，第二换热装置54置于压缩机53与第一换热装置51之间。具体地，第二换热装置54的第一入口与压缩机53的出口相连接，第二换热装置54的第一入口用于接收升温升压后的冷却液。第二换热装置54的第二入口与第一换热装置51的第一出口相连接，第二换热装置54的第二入口用于接收第一换热装置51输出的与冷却液换热升温后的钻井液。在第二换热装置54内，升温升压后的冷却液与钻井液继续换热，使得冷却液的温度降低，钻井液的温度升高。第二换热装置54的第一出口与第一换热装置51的第二入口相连接，第二换热装置54的第一出口用于将换热降温后的冷却液输送至第一换热装置51，第二换热装置54的第二出口用于将换热升温后的钻井液输出。
44.第二换热装置54可以包括：两个环形壳体1，两个环形壳体1中的其中一个环形壳体1套设于另一个环形壳体1的外部，并且，两个环形壳体1紧密接触，置于内侧的环形壳体1套设于隔热层4的外部。其中一个环形壳体1的入口与压缩机53的出口相连接，以接收升温升压后的冷却液，该环形壳体1的出口与第一换热装置51的第二入口相连接。
45.另一个环形壳体1的入口与第一换热装置51的第一出口相连接，以接收第一换热装置51输出的与冷却液换热升温后的钻井液。该环形壳体1的出口用于将换热升温后的钻井液输出。
46.由于两个环形壳体1紧密接触，所以升温升压后的冷却液能够与钻井液进行热交换，使得冷却液的温度降低，钻井液的温度升高。
47.可以看出，本实施例中，在第二换热装置54中，压缩机53输出的升温升压的冷却液
与第一换热装置51输出的换热升温后的钻井液进行热交换，能够充分利用钻井液的温度，提高了能源利用率，并能使得冷却液降低一定温度，便于后续对冷却液的降温。
48.参见图1，上述各实施例中，冷却装置5还可以包括：发电机55。其中，发电机55的入口用于接收从地面系统输送的钻井液，发电机55的出口与第一换热装置51的第一入口相连接。钻井液在经过发电机55时，利用发电机55降低钻井液的压力并发出电力，则钻井液的压力降低的同时会使得钻井液的温度降低，进而便于钻井液在第一换热装置51中与冷却液进行热交换。并且，发电机55产生的电力一部分供应给压缩机53，其余的电力供应给钻井芯片3。
49.具体实施时，发电机55可以为涡轮发电机，并且，可以为涡轮发电机组，涡轮发电机组可以设置为2～3组。
50.优选的，冷却装置5包括：压缩机53和/或发电机55，其中，压缩机53和发电机55的结构和连接关系可以参照上述实施例即可，在此不再赘述。
51.综上所述，本实施例中，通过冷却装置5对钻井芯片3进行冷却，能够使得钻井芯片3保持低温，提高了钻井芯片3的抗高温能力，进而保证了钻具的正常工作，提高了钻井效率，壳体1的内部呈负压状态，避免了气体流动传热进而避免了钻井芯片3温度的传递，起到了隔热作用，并且，壳体1和隔热层4能够对外界的温度进行隔离，避免外界温度传递给钻井芯片3，还能使得舱体2内保持低温状态，保证钻井芯片3的稳定工作，同时，钻井芯片3能够在高温环境下工作，使得钻井芯片3的工作范围灵活可调节。
52.保护方法实施例：
53.本实施例还提出了一种钻井芯片的保护方法，参见图2，图2为本发明实施例提供的钻井芯片的保护方法的流程图。如图所示，钻井芯片的保护方法包括如下步骤：
54.第一换热步骤s1，将钻井液和冷却液均输送至换热装置中，钻井液与冷却液进行换热，以使冷却液降温。
55.具体地，钻井液从地面系统经过钻杆的内部向钻头处流动，在钻井液流动的路径中设置有换热装置。在换热装置中，钻井液与冷却液进行换热，使得冷却液的温度降低，而钻井液的温度升高。换热装置将换热升温后的钻井液和换热降温后的冷却液分别输出，其中输出的钻井液向钻头处流动。
56.具体实施时，该换热装置可以为上述系统实施例中的第一换热装置，关于第一换热装置的具体实施过程参见上述说明即可，本实施例在此不再赘述。
57.降温步骤s2，对换热降温后的冷却液再次降温。
58.具体地，换热装置将换热降温后的冷却液输出后，降温装置对该换热降温后的冷却液继续进行降温冷却。具体实施时，降温装置可以为上述系统实施例中的降温装置，关于降温装置的具体实施过程参见上述说明即可，本实施例在此不再赘述。
59.第二换热步骤s3，将降温后的冷却液输送至舱体内，以对舱体内的钻井芯片进行冷却。
60.具体地，将降温后的冷却液输送至上述系统实施例中的舱体2内，舱体2内设置有钻井芯片，降温后的冷却液在舱体2内与钻井芯片进行换热，使得冷却液的温度升高，而钻井芯片的温度降低，实现了对钻井芯片进行降温冷却。
61.具体实施时，舱体2设置于上述系统实施例中的钻井芯片的保护系统内，关于钻井
芯片的保护系统的具体实施过程参见上述说明即可，本实施例在此不再赘述。
62.处理步骤s4，将与钻井芯片换热升温后的冷却液输送至换热装置中。
63.步骤s5，检测钻井芯片的温度，当检测到钻井芯片的温度大于等于预设工作温度时重复上述各步骤，即重复上述第一换热步骤s1、降温步骤s2、第二换热步骤s3和处理步骤s4。当检测到钻井芯片的温度小于预设工作温度时可以停止对钻井芯片冷却降温。其中，预设工作温度是根据钻井芯片进行确定，即不同型号的钻井芯片的预设工作温度是不同的，本实施例对此不做任何限制。
64.可以看出，本实施例中，钻井液与冷却液换热后，能够使得冷却液的温度降低，然后对降温后的冷却液进一步降温，再将冷却液输送至舱体内与钻井芯片进行热交换，不仅充分利用了钻井液的温度，提高了能源利用率，还能保证冷却液具有足够低温，进而实现对钻井芯片的降温，提高了钻井芯片的抗高温能力，进而保证了钻具的正常工作，提高了钻井效率，并且，钻井芯片能够在高温环境下工作，使得钻井芯片的工作范围灵活可调节。
65.上述实施例中，第一换热步骤s1之前还可以包括：
66.步骤s6，检测钻井芯片的温度。当钻井芯片的温度大于等于预设工作温度时执行第一换热步骤s1、降温步骤s2、第二换热步骤s3和处理步骤s4，以对钻井芯片进行降温。当钻井芯片的温度小于预设工作温度时延迟预设时间继续检测钻井芯片的温度。具体实施时，延迟预设时间可以根据实际情况来确定，本实施例对此不做任何限制。
67.步骤s7，再次检测钻井芯片的温度。
68.当钻井芯片的温度大于等于预设工作温度时重复第一换热步骤s1、降温步骤s2、第二换热步骤s3、处理步骤s4和步骤s7，以对钻井芯片进行降温，直至当钻井芯片的温度小于预设工作温度时停止对钻井芯片降温。
69.具体地，当钻井芯片的温度大于等于预设工作温度时不断重复第一换热步骤s1、降温步骤s2、第二换热步骤s3、处理步骤s4和步骤s7，即不断对钻井芯片进行降温，直至检测到钻井芯片的温度小于预设工作温度时停止对钻井芯片降温。其中，预设工作温度是根据钻井芯片的额定温度来设定的，每个钻进芯片的预设工作温度并不完全相同。
70.可以看出，本实施例中，根据钻井芯片的温度与预设工作温度比较后来确定是否对钻井芯片进行降温，不仅能够有效地使钻井芯片冷却，还能避免当钻井芯片温度低于预设工作温度仍然不断降温而导致的能源浪费。
71.处理步骤s4进一步包括：
72.升温子步骤s41，对与钻井芯片换热升温后的冷却液进行升压升温。
73.具体地，冷却液在与钻井芯片换热升温后输送至压缩机中，通过压缩机对冷却液进行升压升温。
74.输出子步骤s42，将升压升温后的冷却液输送至换热装置中。
75.上述降温步骤s2中，对换热降温后的冷却液进行降压降温。具体地，经过换热装置输出的换热降温后的冷却液仍具有一定的压力，可以通过降低冷却液的压力而降低其温度。更为具体地，换热装置与舱体2之间可以设置有输入管，输入管用于将换热降温后的冷却液输送至舱体2内以与钻井芯片进行换热。优选的，在输入管上设置降压阀，通过降压阀对冷却液进行泄压，在泄压的过程中，冷却液的温度也会大大降低。
76.参见图3，钻井芯片的保护方法包括如下步骤：
77.第一换热步骤s1，将钻井液与冷却液均输送至换热装置中进行换热。
78.降温步骤s2，对换热降温后的冷却液进行降温。
79.第二换热步骤s3，将降温后的冷却液输送至舱体内，以对舱体内的钻井芯片进行冷却。
80.升温子步骤s41，对与钻井芯片换热升温后的冷却液进行升压升温。
81.输出子步骤s42，将升压升温后的冷却液输送至换热装置中。
82.当检测到钻井芯片的温度大于等于预设工作温度时重复第一换热步骤s1、降温步骤s2、第二换热步骤s3、升温子步骤s41和输出子步骤s42。
83.具体实施时，第一换热步骤s1、降温步骤s2和第二换热步骤s3的具体实施过程参见上述说明即可，本实施例在此不再赘述。
84.可以看出，本实施例中，通过对与钻井芯片换热升温后的冷却液进行升压升温，能够大大提高冷却液与钻井液之间的换热效果，使得冷却液更好地降温，再通过对换热降温后的冷却液进行泄压，进一步降低了冷却液的温度，提高了冷却液与钻井芯片之间的换热效率，保证了钻井芯片的低温。
85.上述各实施例中，换热装置为两个，钻井液与冷却液依次经过两个换热装置进行换热。具体地，两个换热装置可以为上述系统实施例中的第一换热装置和第二换热装置，关于第一换热装置和第二换热装置的具体实施过程参见上述说明即可，本实施例在此不再赘述。这样，通过两个换热装置能够有效地提高冷却液与钻井液之间的换热效率，充分利用钻井液的温度，使得冷却液降低至一定温度，便于后续对钻井芯片的降温。
86.上述各实施例中，在第一换热步骤s1之前，钻井液可以先经过发电机，发电机利用钻井液的压力进行发电，钻井液的压力降低的同时会使得钻井液的温度降低，再将温度降低的钻井液输送至换热装置中，以与冷却液进行热交换。
87.综上所述，本实施例中，钻井液与冷却液换热后，能够使得冷却液的温度降低，然后对降温后的冷却液进一步降温，再将冷却液输送至舱体内与钻井芯片进行热交换，不仅充分利用了钻井液的温度，提高了能源利用率，还能保证冷却液具有足够低温，进而实现对钻井芯片的降温，提高了钻井芯片的抗高温能力，进而提高了钻井效率，并且，钻井芯片能够在高温环境下工作，使得钻井芯片的工作范围灵活可调节。
88.控制方法实施例：
89.本实施例还提出了一种钻井芯片的保护控制方法，参见图4，图4为本发明实施例提供的钻井芯片的保护控制方法的流程图。如图所示，钻井芯片的保护控制方法包括如下步骤：
90.检测步骤s1，检测钻井芯片的温度；其中，钻井芯片设置于上述系统实施例中的钻井芯片的保护系统中的舱体内。
91.具体地，在舱体2内可以设置有温度传感器，温度传感器可以实时检测钻井芯片3的温度。
92.其中，钻井芯片的保护系统的具体实施过程参见上述说明即可，本实施例在此不再赘述。
93.调节步骤s2，将钻井芯片的温度与预设工作温度进行比较，并在钻井芯片的温度大于等于预设工作温度时，通过冷却装置来对钻井芯片进行冷却。在钻井芯片的温度小于
预设工作温度时延迟预设时间后重复检测步骤s1和调节步骤s2。其中，延迟预设时间可以根据实际情况来确定，本实施例对此不做任何限制。
94.具体地，参见图1，在钻井芯片的温度大于等于预设工作温度时，冷却装置5通过向舱体2内输送冷却液，钻井芯片3与冷却液进行热交换，使得钻井芯片3的温度降低，而冷却液的温度升高，再将升温后的冷却液输出。更为具体地，冷却液通过输入管7输送至舱体2内，输入管7穿设于壳体1的顶壁且舱体2相连通。升温后的冷却液通过输出管6输出，即输出管6的第一端与舱体2相连通以接收升温后的冷却液，输出管6穿设于壳体1的底壁且其第二端置于壳体1的外部，以将升温后的冷却液输出。
95.冷却装置5可以包括：压缩机53、第一换热装置51和泥浆泵。其中，泥浆泵用于抽取钻井液，第一换热装置51的第一入口与泥浆泵的出口相连接，第一换热装置51的第一入口用于接收泥浆泵输出的钻井液。第一换热装置51的第二入口依次通过压缩机53和输出管6与舱体2相连通，具体地，舱体2与输出管6的第一端相连通，输出管6的第二端与压缩机53的入口相连接，压缩机53的出口与第一换热装置51的第二入口相连接。舱体2内与钻井芯片3换热升温后的冷却液经输出管6输送至压缩机53内，压缩机53对冷却液进行升压升温，再将升压升温后的冷却液输送至第一换热装置51中。
96.在第一换热装置51内，升压升温后的冷却液与钻井液进行热交换，使得冷却液的温度降低，而钻井液的温度升高，则第一换热装置51的第一出口用于将换热升温后的钻井液输出，第一换热装置51的第二出口通过输入管7与舱体2相连通，第一换热装置51的第二出口用于将换热降温后的冷却液输送至舱体2内，以与钻井芯片3进行换热。
97.具体实施时，输入管7可以设置有降压阀，通过降压阀对冷却液进行泄压，进一步地降低冷却液的温度，输入管7将泄压降温后的冷却液输送至舱体内。当然，根据上述系统实施例中，冷却装置还可以包括：第二换热装置54和发电机55，具体设置结构和实施方式参见上述说明即可，本实施例在此不再赘述。
98.调节步骤s2中，在钻井芯片的温度大于等于预设工作温度时，通过增大冷却液的流量和/或增大钻井液的流量以使冷却液与钻井液进行换热，使得通过冷却液对钻井芯片进行冷却。
99.优选的，增大冷却液的流量通过增大压缩机的功率来实现的，增大钻井液的流量通过增大泥浆泵的功率来实现的。
100.具体地，参加图5，调节步骤s2进一步包括：
101.冷却液流量调节子步骤s21，将钻井芯片的温度与预设工作温度进行比较，在钻井芯片的温度大于等于预设工作温度时，增大压缩机的功率，以增大冷却液的流量；并在增大压缩机的功率后，再次检测钻井芯片的温度，并将该次检测到的钻井芯片的温度与上一次检测到的钻井芯片的温度进行比较，在该次检测到的钻井芯片的温度大于等于上一次检测到的钻井芯片的温度时，继续增大压缩机的功率。
102.钻井液流量第一调节子步骤s22，重复冷却液流量调节子步骤s21，直至压缩机的功率增大至最大功率时，并且，该次检测到的钻井芯片的温度仍然大于等于上一次检测到的钻井芯片的温度时，增大泥浆泵的功率，以增大钻井液的流量。
103.具体实施时，在钻井芯片的温度小于预设工作温度时，延时预设时间后，重新检测钻井芯片的温度并与预设工作温度进行比较，然后重复上述操作即可。
104.具体实施时，在增大压缩机的功率后，延时预设时间后，再次检测钻井芯片的温度，若该次检测到的钻井芯片的温度小于上一次检测到的钻井芯片的温度，再将该次检测到的钻井芯片的温度与预设工作温度进行比较，若该次检测到的钻井芯片的温度大于预设工作温度，则重新开始上述检测步骤s1和调节步骤s2。若该次检测到的钻井芯片的温度小于等于预设工作温度，则重新开始进入待机状态，然后重复上述检测步骤s1和调节步骤s2。
105.若该次检测到的钻井芯片的温度大于等于上一次检测到的钻井芯片的温度，再判断压缩机的功率是否增大至最大功率，若没有增大至最大功率，则继续增大压缩机功率，重复上述操作。若增大至压缩机的最大功率时，则增大泥浆泵的功率。
106.钻井液流量第二调节子步骤s23，在增大泥浆泵的功率后，再次检测钻井芯片的温度，并将该次检测到的钻井芯片的温度与上一次检测到的钻井芯片的温度进行比较，在该次检测到的钻井芯片的温度大于等于上一次检测到的钻井芯片的温度时，继续增大泥浆泵的功率；重复钻井液流量第二调节子步骤s23，直至泥浆泵的功率增大至最大功率。并在泥浆泵的功率增大至最大功率时进行报警，报警后钻井芯片的保护系统停止工作，并记录数据进行保存，然后进入休眠状态。
107.具体实施时，在增大泥浆泵的功率后，若该次检测到的钻井芯片的温度大于等于上一次检测到的钻井芯片的温度，并在判断压缩机的功率达到最大功率时，继续增大泥浆泵的功率；重复上述操作，若检测到该次检测到的钻井芯片的温度大于等于上一次检测到的钻井芯片的温度，并且，压缩机的功率达到最大功率，泥浆泵的功率也达到了最大功率时，进行报警。
108.图5中的t0为钻井芯片的预设工作温度，t1为首次检测到钻井芯片的温度，t2为增大压缩机功率后检测到的钻井芯片的温度。在后续步骤中，t2与t1进行比较时，t2和t1的温度是不断转换的，即t1为上一次检测到的钻井芯片的温度，t2为该次检测到的钻井芯片的温度。图5中的延时预设时间是为了减少控制的工作频率，并通过不断比较该次钻井芯片的温度与上一次的钻井芯片的温度来确定下一步操作。具体实施时，延时预设时间可以根据实际情况来确定，本实施例对此不做任何限制。
109.具体实施时，该控制方法中可以设置有控制器，控制器与温度传感器、压缩机和泥浆泵均电性连接，具体地可以通过线路电性连接，也可以通过无线通讯的形式进行电性连接，控制器接收温度传感器检测到的钻井芯片的温度，并调节压缩机的功率和泥浆泵的功率。
110.需要说明的是，本发明中的钻井芯片的保护系统、保护方法及保护控制方法的原理相同，相关之处可以相互参照。
111.综上所述，本实施例中，通过冷却装置对钻井芯片进行冷却，能够使得钻井芯片保持低温，提高了钻井芯片的抗高温能力，进而保证了钻具的正常工作，提高了钻井效率，并且，冷却装置通过将钻井液与冷却液进行热交换来降低冷却液的温度，不仅充分利用了钻井液的温度，还能对冷却液进行降温，便于冷却液对钻井芯片进行降温。以及，通过增大压缩机的功率和泥浆泵的功率来提高了冷却液和钻井液的流量，进而提高了钻井液与冷却液之间的换热效果，有效地保证了冷却液对钻井芯片的降温冷却。
112.显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围
之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。