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新的高温电子技术为超深井的油藏监测开辟了途径

  • 作者:不详
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  • 发布时间:2008-03-31
  电子行业的快速发展使得集成电路的体积变得越来越小,速度越来越高,价格越来越低。但遗憾的是,固态电子元件在极端环境下的稳定性还不能满足需求。超深井极端环境需要的电子元件的缺乏就是很好的例证。汽车和飞机制造业也面临同样的问题,这些行业正在研究新的半导体以满足需求。新的电子设备能够解决极端环境的应用问题。

  绝缘体上的半导体(SOI)是最著名的扩展电子元件高温性能的工具。在SOI中,每个晶体管都建在绝缘体上,使“热”生成电子的数量减少了约100倍。SOI元件通常可以在250oC下工作,有些远远超过300oC。在150oC的温度下性能基本无下降,相比之下体硅在125oC以上性能就会下降。

  新的半导体为电子工业开启了大门。碳化硅就是一例。与硅相比,碳化硅的电压承受能力提高了4倍,散热性能提高1倍。与现有的硅设计相比,未来碳化硅马达控制器体积更小,重量更轻,能量消耗更低。加之可靠的SOI,可以制造具有极高能量密度的电子系统。

  美国Sandia地热研究部设计了特制的SOI芯片,以生产制造基本测井和钻井仪器需要的全套高温SOI元件。该部正与许多元件和传感器制造商共同进行钻井和测井仪器的试验工作。

  试验是在高温地热和注入井中进行的,至今,Sandia HT SOI压力/温度(PT)测井仪器在无热防护的情况下在256oC的井中完成了测井作业。还计划在一口温度达300oC的井中进行为期1个月的测试。

  截至目前,除进行油井监测测试外,还在火山活动监测和地热井监测中成功地布放了3个油藏监测系统。前两个得到美国地质勘探局的支助,用于火山活动监测;后一个用于监测距Coso地热发电厂1英里的一口地热井,在3100ft温度大致为193oC。

  这些试验表明,与常规的电子元件相比,在193oC时,新的HT SOI电子元件的寿命实际上是不受限制的;SOI的应用使电子元件能够在250oC下工作。因此,采用SOI不仅提高了测井仪器的耐温指标,还延长了使用寿命。
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【文章来自米尔自动化网http://www.mirautomation.com/html/2008-03-31/0000073947s.shtml
 三菱电机

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