УСТРОЙСТВО С НАНОДИОДОМ И НАНОПЕРЕКЛЮЧАТЕЛЕМ ДЛЯ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ В СТВОЛЕ СКВАЖИНЫ И СПОСОБ ЕГО РАБОТЫ Российский патент 2008 года по МПК E21B43/1185 F42B3/10 

Область техники

Настоящее изобретение относится к устройству с нанодиодом и нанопереключателем для использования в стволе скважины и способу его работы.

Уровень техники

Электронные устройства часто используются в стволе скважины для приведения в действие таких скважинных устройств, как детонаторы, клапаны, пакеры и т.д. Примерами электронных устройств являются диоды и переключатели. Распространенным типом электронного устройства является такое полупроводниковое электронное устройство, как полупроводниковый диод или полупроводниковый транзистор, который формирует переключатель.

Недостаток полупроводниковых электронных устройств заключается в том, что они имеют невысокую надежность в такой высокотемпературной среде, как ствол скважины. Ток утечки полупроводникового диода увеличивается экспоненциально с повышением температуры. Поэтому надежная работа полупроводниковых диодов не обеспечивается при высоких температурах, особенно если полупроводниковые диоды оставлены в высокотемпературной среде в стволе скважины на долгое время, например, на много дней. Выполненные на полупроводниковых устройствах переключатели также имеют пониженную надежность при высокой температуре.

Для стволов скважины нередко применяются инструменты, работающие при высоком напряжении. Например, высокое напряжение используется для подрыва детонаторов стреляющих перфораторов. Постоянное напряжение подрыва детонаторов стреляющих перфораторов может составлять 1400 В (или даже выше). Обычные полупроводниковые устройства, включая диоды или транзисторы, обычно не в состоянии надежно работать в этих условиях при высоком напряжении. Поэтому применяются специальные диоды или транзисторы (называемые силовыми диодами или транзисторами). К недостаткам этих высоковольтных полупроводниковых устройств можно отнести то, что они относительно дорогостоящие, имеют низкую надежность и значительный ток утечки особенно при высоких температурах.

Сущность изобретения

Технической задачей настоящего изобретения является создание наноустройства для использования в стволе скважины, которое имеет повышенную надежность, незначительный ток утечки при высоких температурах и недорогостоящие.

Поставленная задача согласно одному из вариантов осуществления настоящего изобретения решена путем создания устройства, которое содержит компонент, используемый в стволе скважины, и наноустройство для приведения этого компонента в действие.

Краткое описание чертежей

Другие признаки настоящего изобретения будут очевидны из приводимого ниже описания со ссылками на сопровождающие чертежи, на которых.

Фиг.1 изображает инструмент, используемый в стволе скважины, согласно одному из осуществлений настоящего изобретения;

Фиг.2 изображает принципиальную схему детонатора, согласно изобретению;

Фиг.3 изображает разрез нанодиода, используемого в схеме детонатора, согласно изобретению;

Фиг.4 изображает разрез комбинированного нанодиода и нанопереключателя, используемых в схеме детонатора, согласно изобретению;

Фиг.5 изображает разрез боковой проекции еще одного варианта осуществления комбинированного нанодиода и нанопереключателя, используемых в схеме детонатора, согласно изобретению;

Фиг.6 изображает разрез комбинированного нанодиода и нанопереключателя по линии VI-VI на Фиг.5, согласно изобретению.

Подробное описание предпочтительных вариантов воплощения изобретения

В описании и формуле изобретения термины «соединять», «соединение», «соединенный», «в соединении с» и «соединяющий» используются в значении «в непосредственном соединении с» или «в соединении с еще одним элементом/посредством еще одного элемента». Термины «вверх» и «вниз», «верхний» и «нижний», «в направлении вверх» и «в направлении вниз», «перед» и «после», «над» и «под», указывают в этом описании взаимное расположение над или под данной точкой или элементом. Применительно к оборудованию и способам использования в наклонных или горизонтальных скважинах эти термины могут обозначать направление слева направо, справа налево или другие соответствующие взаимосвязи.

Как правило, наноустройства, также называемые «наноэлектронными устройствами», предназначены для использования в стволе скважины. Примерами наноустройства являются: нанодиод, нанопереключатель, или комбинированный нанодиод и нанопереключатель. Термин «наноустройство» относится к любому устройству, которое обладает конструктивными особенностями, основанными на нанотехнологии. Примерами нанотехнологии являются наноэмиттеры, выполненные в виде углеродных нанотрубок или наноразмерных алмазов, способных излучать электроны.

Наноустройство можно использовать в детонаторе, установленном в стволе скважины и используемом для подрыва взрывчатых веществ (например, взрывчатых веществ в стреляющем перфораторе). Либо наноустройства можно использовать с другими инструментами или компонентами в стволе скважины. Выгодность применения наноустройств в том, что они надежны в условиях высокой температуры, т.е. температуры выше 100°С, и высокого напряжения, т.е. выше 100 В и до 1000 В или выше. Некоторые типы наноустройств могут эффективно и надежно работать в течение длительного времени при температурах до 100°С и выше. Наноустройства также могут выдерживать напряжения 100 В или выше.

На Фиг.1 показан инструмент 102, установленный в стволе скважины 100. Ствол скважины 100 может проходить через один или несколько содержащих углеводороды продуктивных пластов в окружающей их формации. В альтернативных вариантах осуществления ствол скважины 100 может проходить через пласты других видов текучей среды, например воду и др. Ствол скважины 100 может быть использован в горной промышленности или в других применениях, где инструмент 102 помещают в высокотемпературную среду. Высокотемпературная среда является средой, в которой температура превышает 100°С. Хотя изобретение целесообразно использовать для высокотемпературных применений, некоторые варианты осуществления данного изобретения можно использовать и в среде с более низкой, ниже 100°С, температурой, например, при добыче воды или в нагнетательных скважинах, в хранилищах углеводородов или в скважинах для изолирования CO₂.

В одном варианте осуществления инструмент 102 содержит перфоратор 104, например, стреляющий перфоратор для создания перфораций в окружающей формации, чтобы текучие среды между стволом скважины 100 и окружающим продуктивным пластом могли сообщаться друг с другом. Альтернативно инструмент 102 может содержать другие элементы. В некоторых случаях перфоратор 104 связан с детонатором 106. Детонатор 106 содержит одно или несколько наноустройств 108, которые способны надежно работать в высокотемпературной среде ствола скважины 100. Наноустройства 108 также способны надежно работать при высоких напряжениях, например, свыше 1000 В.

Приведение в действие детонатора 106 происходит под управлением электросвязи по кабелю 110, который проходит от инструмента 102 к другому месту выше по стволу скважины 100, например, на поверхность над стволом скважины 100. Приведение в действие детонатора 106 предусматривает приведение в действие наноустройства, которое в свою очередь формирует сигнал активации перфоратору 104. Альтернативно, если инструмент включает в себя другие типы компонентов, то активация наноустройства вызывает сигнал активации, который подается на другие компоненты, чтобы они выполнили заданные функции в стволе скважины. Активацию детонатора можно также осуществить такими альтернативными средствами, как запитываемое от батареи скважинное устройство, которое приводится в действие дистанционно передаваемыми сигналами давления, телеметрическими радиосигналами или запрограммированным хронирующим устройством, или иной соответствующей комбинацией перечисленных устройств.

На Фиг.2 представлена принципиальная схема детонатора, являющаяся частью детонатора 106 (Фиг.1). Цепь детонатора содержит нанодиод 200, имеющий катодный электрод, связанный с общим узлом (или точкой общего соединения) 206, который электрически связан с электродом конденсатора 202. Нанодиод 200 также содержит анодный электрод, электрически связанный с выходом зарядной схемы 204. Зарядная схема 204 обеспечивает заряжающий ток и напряжение через нанодиод 200 и заряжает конденсатор 202. Нанодиод 200 выключается, когда к нанодиоду 200 прилагается напряжение, меньшее заданного. Но если на нанодиод 200 прилагается напряжение, большее чем заданное напряжение или равное ему, то нанодиод 200 включается и позволяет положительному электрическому току протекать через нанодиод 220 от анодного электрода в катодный электрод, тем самым аккумулируя электроэнергию в конденсаторе при заряжении конденсатора положительным напряжением.

Зарядную схему 204 можно обеспечить локально с детонатором 106 (Фиг.1). Либо зарядную схему 204 можно расположить на поверхности, и при этом электрический заряд будет подаваться по кабелю 110 для подзарядки конденсатора 202. Конденсатор 202 действует как устройство хранения заряда и аккумулирует заряд от зарядной схемы 204.

Общий узел 206 электрически связан с переключателем 208. Переключатель 208 можно выполнить либо как искровой разрядник, либо как полупроводниковый переключатель, или как нанопереключатель.

Переключатель 208 срабатывает на сигнал активации, разрешает прохождение включающего тока от конденсатора 202 в пусковое устройство 210. Сигналом активации может быть напряжение, более высокое, чем заданное напряжение. Следует отметить, что заданное напряжение для приведения в действие переключателя 208 может отличаться от заданного напряжения для активации нанодиода 200. Альтернативно, сигнал активации можно направить в пусковой электрод переключателя 208 для включения переключателя 208.

Примером пускового устройства 210 является взрывное пусковое устройство с фольгой. Либо пусковым устройством 210 может быть взрывное пусковое устройство с мостовой перемычкой, пусковое устройство с полупроводниковым мостом и т.д. Либо вместо конденсатора 202 в схеме детонатора (Фиг.2) можно использовать другие источники энергии.

При включении переключателя 208 для подачи электрического заряда от конденсатора 202 к пусковому устройству 210, которое вызывает детонацию взрывчатого вещества для приведения в действие детонатора 106 (Фиг.1).

Согласно варианту осуществления нанодиод 200 и переключатель 208 (Фиг.2) выполнены как отдельные компоненты, например - как дискретные компоненты на печатной плате. Либо нанодиод 200 и переключатель 208, который может быть нанопереключателем, можно встроить в единый узел или блок (Фиг.4). Согласно еще одному варианту воплощения нанодиод 200 и переключатель 208 можно выполнить как дискретные компоненты, но их можно расположить вблизи друг друга, чтобы обеспечить плотно скомпонованный узел.

Нанодиод 300 (Фиг.3) имеет подложку 301, на которой расположен катодный электрод 302. Подложку 301 можно сформировать из нескольких материалов, включая кремний, керамику, стекло и т.д. Катодный электрод 302 является слоем, сформированным на подложке 301, причем этот слой содержит проводящий материал.

Нанотрубки 304 могут быть сформированы на поверхности катодного электрода 302. В приводимом в качестве примера осуществлении нанотрубки 304 выращивают (или формируют иным образом) на верхней поверхности катодного электрода 302, в результате чего нанотрубки 304 покрывают катодный электрод 302. Одним из применяемых типов нанотрубок является углеродная нанотрубка. Углеродные нанотрубки (Фиг.3) покрывают поверхность катодного электрода 302. Альтернативно, углеродные нанотрубки могут быть нанесены, или сформированы, на катодном электроде в виде групп углеродных нанотрубок, или их можно нанести в дискретном порядке. Нанотрубки можно также сформировать из других материалов, таких как кремний, молибден, титан, нитрид бора и т.д.

Нанотрубка является, как правило, цилиндрической структурой из определенного материала. Нанотрубка является по существу очень маленькой трубкой, толщина стенки которой измеряется в значениях атомного масштаба. Например, углеродная нанотрубка является трубкой, в которой стенки сформированы из молекул углерода, и толщина стенки равна одной молекуле. Углеродные нанотрубки могут быть многослойными концентрическими трубками, называемыми многостенными углеродными нанотрубками, или одностенными углеродными нанотрубками. Углеродная нанотрубка представляет собой цилиндрическую конструкцию из молекул углерода. Углеродные нанотрубки обладают определенными электрическими свойствами, эффективными для формирования определенных типов устройств, таких как диоды или переключатели.

Вместо нанотрубок 304, сформированных на катодном электроде 302, можно использовать наноразмерную алмазную пленку. «Наноразмерный алмаз» обозначает алмазный кристалл с размером зерна менее некоторого заданного значения, например, 100 нм. Наноразмерный алмаз можно сформировать в виде пленочной конструкции. Наноразмерная алмазная пленка, нанесенная на поверхность различными способами, имеет относительно хорошие характеристики электронной эмиссии, в некоторых случаях сравнимые с углеродными нанотрубками.

На катодном электроде 302 предусмотрена изолирующая прокладка 306. Анодный электрод 308 затем сформирован на прокладке 306 таким образом, что анодный электрод 308 отстоит, и поэтому электрически изолирован, от катодного электрода 302 на заданное расстояние. Анодный электрод 308 является проводящим слоем, сформированным на поверхности верхнего покрытия 310 (которое можно выполнить из таких различных материалов, как кремний, керамика и т.д.). Примеры материалов анодного электрода 308 включают никель, молибден, тантал, или любой другой соответствующий металл с низким коэффициентом ВЭ/ПЭ вторичных электронов эмиссии из анодного электрода по сравнению с числом первичных электронов, попадающих на анодный электрод, начинающийся на катоде. Хорошими кандидатами могут быть также и другие материалы с низкой рабочей функцией: золото, иридий, палладий или платина. Нужно отметить, что катодный электрод 302 также можно сформировать из того же материала, что и анодный электрод 308.

Компоновка, состоящая из верхнего покрытия 310, анодного электрода 308, изолирующей прокладки 306, катодного электрода 302 и подложки 301, обеспечивает герметичную камеру 312, которую можно заполнить вакуумом. Либо камеру 312 можно заполнить диэлектрическим газом. Диэлектрическим газом могут быть, например, ксенон, аргон, неон, гелий и гексафторид серы.

Нанотрубки 304 формируют наноэмиттеры, используемые для электронной эмиссии в целях обеспечения протекания электрического тока между электродами 302 и 308 нанодиода 300. При приложении разности потенциалов между электродами 302 и 308 происходит эмиссия электронов из наноэмиттеров (обеспечиваемых нанотрубками 304), в результате чего положительный ток протекает от анодного электрода 308 к катодному электроду 116 либо через вакуум, либо через газ в камере 312.

Катодный электрод 302 нанодиода (Фиг.3) электрически связан с общим узлом 206 (Фиг.2), и поэтому катодный электрод 302 электрически связан и с переключателем 208, и с конденсатором 202, показываемым на Фиг.2. Анодный электрод 308 электрически связан с зарядной схемой 204 (Фиг.2).

Нанодиод 300 (Фиг.3) содержит катод и анод внутри вакуумной оболочки. Нанодиод напоминает уменьшенный вариант вакуумного диода, с некоторыми существенными отличиями. Во-первых, отсутствует нить нагрева катода. Помимо этого, электронная эмиссия из нанотрубок 304 происходит по существу путем значительно более эффективной автоэлектронной эмиссии. Таким образом, обеспечивается возможность работы нанодиода 300 без нагреваемой нити, присутствующей в известных вакуумных трубках.

Во время работы в ответ на напряжение, большее чем или равное заданному напряжению на анодном или катодном электродах 302 и 304, эмиссия электронов осуществляется из наноэмиттеров, обеспечиваемых нанотрубками 304, в результате чего электроны проходят между электродами 302 и 304. На основе потока электронов из электрода 302 в электрод 308 положительный электрический ток протекает из электрода 308 (анодный электрод) в электрод 302 (катодный электрод). Когда ток протекает между электродами 302 и 308, то нанодиод 300 считается «включенным».

На фиг.4 показан единый узел 400, состоящий из комбинированного нанодиода и нанопереключателя. Узел 400 включает в себя нанодиод 410 и нанопереключатель 412. Узел 400 содержит подложку 402 и покрытие 403, отделенные друг от друга изолирующими прокладками 404, 406 и 405. Общий электрод 408 сформирован в виде слоя или пластины над подложкой 402, которая может быть выполнена из кремния, керамики и т.д.

На той стороне общего электрода 408, на которой находится нанодиод 410, электрод 408 функционирует как катодный электрод. Наноэмиттеры 414 (которые могут быть нанотрубками или наноразмерными алмазами) сформированы на части общего электрода 408 в нанодиоде 410. Еще один электрод 416 сформирован на части покрытия 403, которая является частью нанодиода 410. Электрод 416 функционирует как анодный электрод для нанодиода 410. Вакуум сформирован в камере 418, определяемой подложкой 402, общим электродом 408, прокладками 404 и 406, электродом 416 и покрытием 403. Работа нанодиода 410 аналогична работе нанодиода 300.

В узле 400 на стороне нанопереключателя сформирован еще один электрод 420 на части покрытия 403, которая находится на стороне нанопереключателя в узле 400. Электрод 420 может быть вторым электродом нанопереключателя (в котором ток протекает между электродом 420 и электродом 408 при включенном нанопереключателе) или пусковым электродом для приведения в действие нанопереключателя. Наноэмиттеры 422, которые могут быть нанотрубками или наноразмерными алмазами, сформированы на электроде 420. Камера 424, определяемая прокладками 405 и 406, подложкой 402, общим электродом 408, электродом 420 и покрытием 403, заполнена газом. В альтернативном варианте осуществления наноэмиттеры можно также сформировать на участке электрода 408 на стороне нанопереключателя узла 400.

Прокладка 406 по существу разделяет две секции (нанодиод 410 и нанопереключатель 412) путем электрического изолирования электродов 416 и 420 и отделяя камеру 418 от камеры 424. Прокладка 406 обеспечивает также механическую опору и герметизирует вакуумированную камеру 418 нанодиода 410 и камеру 424 нанопереключателя 412.

Общий электрод 408 (Фиг.4) служит общим узлом 206 (Фиг.2). Нанодиод 410 используется в качестве диода 200, показанного на Фиг.2, а нанопереключатель 412 служит переключателем 208, показанным на Фиг.2.

При работе напряжение между электродом 408 и электродом 416 в нанодиоде 410 является причиной потока электронов из наноэмиттеров 414 в электрод 416, в результате чего ток протекает из электрода 408 в электрод 416.

При этом напряжение, превышающее уровень напряжения активации между электродом 408 и электродом 420, обусловливает пробой газа внутри камеры 424 нанопереключателя 412, что служит причиной создания проводящего пути между электродами 408 и 420. Электроны эмиссии из наноэмиттеров 422 содействуют пробою газа в камере 424. Проводящий путь между электродами 408 и 420 позволяет течь току из электрода 408 в электрод 420, это соответствует «включенному» положению нанопереключателя 412.

На Фиг.5 и 6 показано альтернативное осуществление узла 500, содержащего комбинированный нанодиод 502 и нанопереключатель 504 согласно планарно-геометрической конструкции. Узел 500 содержит подложку 506 и разделительный слой 510, сформированный из электроизолирующего материала, на подложке 506. По существу чашеобразное покрытие 508 предусмотрено также на подложке 506, причем покрытие 508 и подложка 506 определяют внутреннее пространство. Чашеобразное покрытие 508 имеет верхнюю стенку 508А и боковые стенки 508В-508Е, определяющие внутреннее пространство. Разделитель 510 разделяет внутреннее пространство на две отдельные камеры 512 и 514, при этом камера 512 является частью нанодиода 502, а камера 514 является частью нанопереключателя 504. Камера 512 нанодиода 502 содержит вакуум (или газ), и при этом камера 514 нанопереключателя 504 содержит газ.

Общий электрод 516 сформирован над частью верхней поверхности 507 подложки 506. Общий электрод 516 совместно используется нанодиодом 502 и нанопереключателем 504. В узле 500 на стороне нанодиода 502 сформированы наноэмиттеры 518 над участком электрода 516, который является частью нанодиода 502. Электрод 516 формирует катодный электрод нанодиода 502. Нанодиод 502 содержит также анодный электрод 520, сформированный на другой части верхней поверхности 507 подложки 506. Анодный электрод 520 электрически соединен с соединительной площадкой 522. Нужно отметить, что анодный электрод 520 и катодный электрод 516 имеют поперечное расположение - оба расположены на верхней поверхности 507 подложки 506.

В узле 500 на стороне нанопереключателя 504 электрод 516 формирует один узел нанопереключателя, еще один электрод 526, сформированный на другой части верхней поверхности 507 подложки 506, формирует еще один узел нанопереключателя 504. Нанопереключатель 504 также содержит наноэмиттеры 528 и 530, сформированные на соответствующих поверхностях электродов 516 и 526. Электроды 526 электрически соединены с соединительной площадкой 532.

Общий электрод 516 формирует общий узел, например, 206 (Фиг.2) между нанодиодом 502 и нанопереключателем 504. Соединительная площадка 522 связана с первым компонентом, например, 204 (Фиг.2), и соединительная площадка 532 электрически соединена с другим компонентом, например, с пусковым устройством 210 (Фиг.2).

Планарно-геометрическая конструкция (Фиг.5 и 6) целесообразна с точки зрения изготовления и применения. Интервал между электродами 516, 520 и 526 регулируется на одной поверхности 507; при этом для габаритов и материалов, выбираемых для изоляторов 510, для заключающих в себя камеру сторон 508А-508Е, 510 и для покрытия 508, разрешены более крупные допуски. Облегчена сборка на печатной плате или в объединенный блок, т.к. наружные соединения выполнены на одной поверхности. Для изготовления нанодиода и/или нанопереключателя можно использовать методы изготовления полупроводников и микросхем. Объединенные и компактные конструктивные особенности некоторых вариантов осуществления изобретения обеспечивают миниатюризацию, легкость компоновки, низкую себестоимость изготовления и в больших количествах.

Несмотря на то что в описании раскрыто относительно ограниченное число вариантов осуществления настоящего изобретения, но специалистам в данной области техники очевидны многие модификации и варианты. Прилагаемая формула изобретения включает в себя эти модификации.

Использование: изобретение относится к электронным устройствам, предназначенным для использования в стволе скважины. Сущность изобретения: устройство для использования в стволе скважины содержит компонент, предназначенный для использования в стволе скважины, нанодиод, связанный с этим компонентом для его активирования, при этом нанодиод содержит электрод и наноэмиттеры, сформированные на электроде и предназначенные для осуществления электронной эмиссии, нанопереключатель, электрически связанный с нанодиодом. Техническим результатом изобретения является создание наноустройства для использования в стволе скважины, которое имеет повышенную надежность, незначительный ток утечки при высоких температурах и является при этом недорогостоящим. 2 н. 28 з.п. ф-лы, 6 ил.

1. Устройство для использования в стволе скважины, содержащее компонент, предназначенный для использования в стволе скважины, нанодиод, связанный с этим компонентом для его активирования, при этом нанодиод содержит электрод и наноэмиттеры, сформированные на электроде и предназначенные для осуществления электронной эмиссии, нанопереключатель, электрически связанный с нанодиодом.2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что нанопереключатель содержит наноэмиттеры.3. Устройство по п.1, отличающееся тем, что наноэмиттеры содержат нанотрубки.4. Устройство по п.3, отличающееся тем, что нанотрубки выбраны из группы, состоящей из углеродных нанотрубок, кремниевых нанотрубок, молибденовых нанотрубок, титановых нанотрубок, и нанотрубок из нитрида бора.5. Устройство по п.1, отличающееся тем, что наноэмиттеры содержат наноразмерные алмазы.6. Устройство по п.1, отличающееся тем, что нанодиод и нанопереключатель образуют объединенный узел.7. Устройство по п.6, отличающееся тем, что объединенный узел содержит электрод, общий для нанодиода и нанопереключателя.8. Устройство по п.6, отличающееся тем, что объединенный узел содержит прокладку, которая определяет первую камеру для нанодиода и вторую отдельную камеру для нанопереключателя.9. Устройство по п.8, отличающееся тем, что первая камера вакуумирована, а вторая камера содержит диэлектрический газ.10. Устройство по п.6, отличающееся тем, что объединенный узел содержит подложку, на которой сформированы нанодиод и нанопереключатель.11. Устройство по п.10, отличающееся тем, что объединенный узел дополнительно содержит по существу чашеобразное покрытие, которое покрывает компоненты нанодиода и нанопереключателя.12. Устройство по п.11, отличающееся тем, что чашеобразное покрытие определяет герметизированное внутреннее пространство по меньшей мере с одной подложкой.13. Устройство по п.12, отличающееся тем, что объединенный узел также содержит разделительный слой, который разделяет внутреннее пространство между первой камерой и второй камерой, при этом первая камера является частью нанодиода и вторая камера является частью нанопереключателя.14. Устройство по п.6, отличающееся тем, что дополнительно содержит общий электрод, общий для нанодиода и нанопереключателя, причем нанодиод содержит наноэмиттеры, сформированные на участке общего электрода, являющегося частью нанодиода.15. Устройство по п.14, отличающееся тем, что нанодиод дополнительно содержит второй электрод, отстоящий от общего электрода, при этом электронная эмиссия из наноэмиттеров на общем электроде обусловливает протекание электрического тока между общим электродом и вторым электродом.16. Устройство по п.15, отличающееся тем, что нанопереключатель дополнительно содержит третий электрод, отделенный от общего электрода.17. Устройство по п.16, отличающееся тем, что третий электрод содержит пусковой электрод.18. Устройство по п.16, отличающееся тем, что нанопереключатель дополнительно содержит наноэмиттеры, сформированные на третьем электроде, обеспечивающие протекание электрического тока между общим электродом и третьим электродом в ответ на электронную эмиссию из наноэмиттеров на третьем электроде.19. Устройство по п.18, отличающееся тем, что нанопереключатель содержит дополнительные наноэмиттеры, сформированные на участке общего электрода, который является частью нанопереключателя.20. Устройство по п.1, отличающееся тем, что компонент содержит детонатор.21. Устройство по п.20, отличающееся тем, что содержит взрывчатое вещество, взрываемое детонатором.22. Устройство по п.21, отличающееся тем, что дополнительно содержит стреляющий перфоратор для выполнения перфораций в стволе скважины, при этом стреляющий перфоратор содержит взрывчатое вещество.23. Устройство по п.1, отличающееся тем, что электрод содержит первый электрод, а нанодиод дополнительно содержит второй электрод, отделенный поперечным зазором от первого электрода, при этом нанодиод также содержит подложку, имеющую поверхность, на которой расположены первый и второй электроды.24. Устройство по п.1, отличающееся тем, что указанный компонент содержит пусковое устройство.25. Устройство по п.24, отличающееся тем, что пусковое устройство выбрано из группы, состоящей из взрывного пускового устройства, покрытого фольгой, взрывного пускового устройства с мостовой перемычкой и пускового устройства с полупроводниковым мостом.26. Способ для использования в стволе скважины, заключающийся в том, что активируют нанодиод, так чтобы наноэмиттеры, сформированные на электроде нанодиода, излучали электроны, в ответ на активирование нанодиода подают электроэнергию для активирования компонента для выполнения задачи в стволе скважины и активируют нанопереключатель, подключенный к нанодиоду.27. Способ по п.26, отличающийся тем, что при активировании нанопереключателя заряжают через нанодиод конденсатор, подключенный к общей точке между нанодиодом и нанопереключателем.28. Способ по п.27, отличающийся тем, что при активировании нанопереключателя обеспечивают, чтобы электрический заряд в конденсаторе активировал упомянутый компонент.29. Способ по п.28, отличающийся тем, что для активирования компонента активируют пусковое устройство.30. Способ по п.26, отличающийся тем, что на этапе активации компонента осуществляют активацию по меньшей мере одного из следующих устройств: взрывного пускового устройства, покрытого фольгой, взрывного пускового устройства с проволочной перемычкой и пускового устройства с полупроводниковым мостом.

Приоритет по пунктам: