新的高溫電子技術(shù)為超深井的油藏監(jiān)測開辟了途徑
電子行業(yè)的快速發(fā)展使得集成電路的體積變得越來越小，速度越來越高，價格越來越低。但遺憾的是，固態(tài)電子元件在極端環(huán)境下的穩(wěn)定性還不能滿足需求。超深井極端環(huán)境需要的電子元件的缺乏就是很好的例證。汽車和飛機(jī)制造業(yè)也面臨同樣的問題，這些行業(yè)正在研究新的半導(dǎo)體以滿足需求。新的電子設(shè)備能夠解決極端環(huán)境的應(yīng)用問題。
絕緣體上的半導(dǎo)體（SOI）是最著名的擴(kuò)展電子元件高溫性能的工具。在SOI中，每個晶體管都建在絕緣體上，使“熱”生成電子的數(shù)量減少了約100倍。SOI元件通常可以在250oC下工作，有些遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過300oC。在150oC的溫度下性能基本無下降，相比之下體硅在125oC以上性能就會下降。
新的半導(dǎo)體為電子工業(yè)開啟了大門。碳化硅就是一例。與硅相比，碳化硅的電壓承受能力提高了4倍，散熱性能提高1倍。與現(xiàn)有的硅設(shè)計相比，未來碳化硅馬達(dá)控制器體積更小，重量更輕，能量消耗更低。加之可靠的SOI，可以制造具有極高能量密度的電子系統(tǒng)。
美國Sandia地?zé)嵫芯坎吭O(shè)計了特制的SOI芯片，以生產(chǎn)制造基本測井和鉆井儀器需要的全套高溫SOI元件。該部正與許多元件和傳感器制造商共同進(jìn)行鉆井和測井儀器的試驗(yàn)工作。
試驗(yàn)是在高溫地?zé)岷妥⑷刖羞M(jìn)行的，至今，Sandia HT SOI壓力/溫度(PT)測井儀器在無熱防護(hù)的情況下在256oC的井中完成了測井作業(yè)。還計劃在一口溫度達(dá)300oC的井中進(jìn)行為期1個月的測試。
截至目前，除進(jìn)行油井監(jiān)測測試外，還在火山活動監(jiān)測和地?zé)峋O(jiān)測中成功地布放了3個油藏監(jiān)測系統(tǒng)。前兩個得到美國地質(zhì)勘探局的支助，用于火山活動監(jiān)測；后一個用于監(jiān)測距Coso地?zé)岚l(fā)電廠1英里的一口地?zé)峋?100ft溫度大致為193oC。
這些試驗(yàn)表明，與常規(guī)的電子元件相比，在193oC時，新的HT SOI電子元件的壽命實(shí)際上是不受限制的；SOI的應(yīng)用使電子元件能夠在250oC下工作。因此，采用SOI不僅提高了測井儀器的耐溫指標(biāo)，還延長了使用壽命。
絕緣體上的半導(dǎo)體（SOI）是最著名的擴(kuò)展電子元件高溫性能的工具。在SOI中，每個晶體管都建在絕緣體上，使“熱”生成電子的數(shù)量減少了約100倍。SOI元件通常可以在250oC下工作，有些遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過300oC。在150oC的溫度下性能基本無下降，相比之下體硅在125oC以上性能就會下降。
新的半導(dǎo)體為電子工業(yè)開啟了大門。碳化硅就是一例。與硅相比，碳化硅的電壓承受能力提高了4倍，散熱性能提高1倍。與現(xiàn)有的硅設(shè)計相比，未來碳化硅馬達(dá)控制器體積更小，重量更輕，能量消耗更低。加之可靠的SOI，可以制造具有極高能量密度的電子系統(tǒng)。
美國Sandia地?zé)嵫芯坎吭O(shè)計了特制的SOI芯片，以生產(chǎn)制造基本測井和鉆井儀器需要的全套高溫SOI元件。該部正與許多元件和傳感器制造商共同進(jìn)行鉆井和測井儀器的試驗(yàn)工作。
試驗(yàn)是在高溫地?zé)岷妥⑷刖羞M(jìn)行的，至今，Sandia HT SOI壓力/溫度(PT)測井儀器在無熱防護(hù)的情況下在256oC的井中完成了測井作業(yè)。還計劃在一口溫度達(dá)300oC的井中進(jìn)行為期1個月的測試。
截至目前，除進(jìn)行油井監(jiān)測測試外，還在火山活動監(jiān)測和地?zé)峋O(jiān)測中成功地布放了3個油藏監(jiān)測系統(tǒng)。前兩個得到美國地質(zhì)勘探局的支助，用于火山活動監(jiān)測；后一個用于監(jiān)測距Coso地?zé)岚l(fā)電廠1英里的一口地?zé)峋?100ft溫度大致為193oC。
這些試驗(yàn)表明，與常規(guī)的電子元件相比，在193oC時，新的HT SOI電子元件的壽命實(shí)際上是不受限制的；SOI的應(yīng)用使電子元件能夠在250oC下工作。因此，采用SOI不僅提高了測井儀器的耐溫指標(biāo)，還延長了使用壽命。
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