專利名稱：一種低頻磁通信裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及石油、定向隧道及地質(zhì)勘探鉆井工程測(cè)斜領(lǐng)域，尤其涉及隨鉆測(cè)量系統(tǒng)和地質(zhì)導(dǎo)向系統(tǒng)，具體是一種低頻磁通信裝置。
背景技術(shù)：
當(dāng)前在地質(zhì)勘探、礦山或石油等鉆井工程中，要及時(shí)了解鉆進(jìn)過程信息，鉆孔軌跡，并且實(shí)時(shí)準(zhǔn)確的掌握地層信息，需要把定向傳感器和地質(zhì)信息傳感器安裝在距離鉆頭很近的位置，當(dāng)鉆具組合中有螺桿鉆具時(shí)，螺桿中無法穿過導(dǎo)線，若想將數(shù)據(jù)傳輸?shù)降孛妫?需要首先將數(shù)據(jù)跨過螺桿，然后再傳輸?shù)降孛??？邕^螺桿的無線電磁波短傳有效方法是采用垂直電場(chǎng)法設(shè)計(jì)天線，將整個(gè)鉆桿和外部鉆井液以及地層作為信道傳輸信號(hào)，若想接收到鉆桿上的電場(chǎng)變化信號(hào)，只能把接收天線將整個(gè)金屬鉆桿包住，而且考慮到鉆桿承壓等問題也不能直接將接收天線連接到泥漿脈沖發(fā)生器系統(tǒng)，所以在鉆桿內(nèi)的泥漿脈沖發(fā)生器系統(tǒng)無法直接接收到近鉆頭傳輸來的信號(hào)，于是解決如何將金屬管外信號(hào)傳輸?shù)浇饘俟軆?nèi)的問題擺在人們面前。
發(fā)明內(nèi)容為了克服現(xiàn)有技術(shù)中的不足，使得在鉆井或者地質(zhì)導(dǎo)向系統(tǒng)中金屬管外的信號(hào)能穿透管壁發(fā)送到管內(nèi)，本實(shí)用新型提供一種低頻磁通信裝置。本實(shí)用新型解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是一種低頻磁通信裝置由信號(hào)發(fā)射部分、金屬管和信號(hào)接收部分組成，信號(hào)發(fā)射部分、信號(hào)接收部分分別置于金屬管外部和內(nèi)部，其特征是信號(hào)發(fā)射部分和信號(hào)接收部分被金屬管隔離。信號(hào)發(fā)射部分、信號(hào)接收部分使用頻率低于5kHz的電磁波進(jìn)行通信。信號(hào)發(fā)射部分將采集自近鉆頭附近的井斜、溫度及鉆頭轉(zhuǎn)速等參數(shù)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理后存儲(chǔ)并發(fā)射，使用頻率低于5kHz的電磁波，通信速率110bps，將數(shù)據(jù)發(fā)送給信號(hào)接收部分，信號(hào)先進(jìn)行帶通濾波，然后信號(hào)放大，再經(jīng)過比較和保持將信號(hào)解碼為串口信號(hào)。在需要近鉆頭鉆井參數(shù)時(shí)，將信號(hào)接收部分投放到金屬管內(nèi)，靠近井下信號(hào)發(fā)射部分附近接收數(shù)據(jù)，接收后存儲(chǔ)數(shù)據(jù)，再提到地面進(jìn)行數(shù)據(jù)讀取，這樣就實(shí)現(xiàn)了使用低頻磁通信。本實(shí)用新型的有益效果是，本裝置可以保證能夠?qū)崿F(xiàn)低頻電磁波穿透金屬管正常接收信號(hào)，避免數(shù)據(jù)的滯后性，而且接收信號(hào)靈敏，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，節(jié)省電能。

附圖1是本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)示意圖；附圖2是本實(shí)用新型信號(hào)發(fā)射部分工作流程圖；附圖3是本實(shí)用新型信號(hào)接收部分工作流程圖。圖中1.信號(hào)發(fā)射部分，2.金屬管，3.信號(hào)接收部分。
具體實(shí)施方式

如附圖1所示，一種低頻磁通信裝置由信號(hào)發(fā)射部分1、金屬管2和信號(hào)接收部分 3組成，信號(hào)發(fā)射部分1、信號(hào)接收部分3分別置于金屬管2外部和內(nèi)部，信號(hào)發(fā)射部分1和信號(hào)接收部分3被金屬管2隔離。信號(hào)發(fā)射部分1及信號(hào)接收部分3可方便拆卸，金屬管2采用相對(duì)磁導(dǎo)率低于 1.005的材料，與空氣的導(dǎo)磁率很近，此類無磁材料放置在空氣中對(duì)周圍磁場(chǎng)幾乎無影響。 信號(hào)發(fā)射部分1使用線圈將電能轉(zhuǎn)換為磁場(chǎng)，信號(hào)接收部分3使用磁傳感器進(jìn)行磁場(chǎng)到電信號(hào)的轉(zhuǎn)換，再經(jīng)過一系列信號(hào)處理后從而實(shí)現(xiàn)通信。如附圖2所示，是信號(hào)發(fā)射部分1工作流程圖，分四個(gè)過程數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)處理、 數(shù)據(jù)發(fā)射和休眠狀態(tài)。進(jìn)入工作狀態(tài)后進(jìn)行數(shù)據(jù)采集；采集完成后進(jìn)行數(shù)據(jù)計(jì)算和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)，然后進(jìn)行數(shù)據(jù)發(fā)射；當(dāng)發(fā)射完畢后進(jìn)入省電模式，即休眠狀態(tài)。系統(tǒng)工作按照以上4個(gè)階段循環(huán)進(jìn)行。如附圖3所示，是信號(hào)接收部分3工作流程圖，分三個(gè)過程待機(jī)狀態(tài)、數(shù)據(jù)接收、 休眠狀態(tài)。當(dāng)信號(hào)接收部分3開始工作，向井下投放過程中處于待機(jī)狀態(tài)；然后進(jìn)行正常的數(shù)據(jù)接收；當(dāng)接到數(shù)據(jù)后，不需接收數(shù)據(jù)時(shí)，單片機(jī)進(jìn)入省電模式，處于休眠狀態(tài)。以上對(duì)本實(shí)用新型的實(shí)施進(jìn)行了詳細(xì)介紹，并闡述了其優(yōu)越性。對(duì)于本領(lǐng)域的一般技術(shù)人員，依據(jù)本發(fā)明方法的思想，在具體實(shí)施方式
及應(yīng)用范圍上均會(huì)有改變之處，綜上所述，本說明書內(nèi)容不應(yīng)理解為對(duì)本方法發(fā)明使用的限制。
權(quán)利要求1.一種低頻磁通信裝置，由信號(hào)發(fā)射部分、金屬管和信號(hào)接收部分組成，信號(hào)發(fā)射部分、信號(hào)接收部分分別置于金屬管外部和內(nèi)部，其特征是信號(hào)發(fā)射部分和信號(hào)接收部分被金屬管隔離。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征是金屬管采用相對(duì)磁導(dǎo)率低于1.005的材料。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征是信號(hào)發(fā)射部分、信號(hào)接收部分使用頻率低于 5kHz的電磁波進(jìn)行通信。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征是信號(hào)發(fā)射部分使用線圈將電能轉(zhuǎn)換為磁場(chǎng)， 信號(hào)接收部分使用磁傳感器進(jìn)行磁場(chǎng)到電信號(hào)的轉(zhuǎn)換。
專利摘要一種低頻磁通信裝置，由信號(hào)發(fā)射部分、金屬管和信號(hào)接收部分組成，信號(hào)發(fā)射部分、信號(hào)接收部分分別置于金屬管外部和內(nèi)部，信號(hào)發(fā)射部分和信號(hào)接收部分被金屬管隔離。金屬管采用相對(duì)磁導(dǎo)率低于1.005的材料。信號(hào)發(fā)射部分、信號(hào)接收部分使用頻率低于5kHz的電磁波進(jìn)行通信。信號(hào)發(fā)射部分使用線圈將電能轉(zhuǎn)換為磁場(chǎng)，信號(hào)接收部分使用磁傳感器進(jìn)行磁場(chǎng)到電信號(hào)的轉(zhuǎn)換，再經(jīng)過一系列信號(hào)處理后從而實(shí)現(xiàn)通信。本裝置可以保證能夠?qū)崿F(xiàn)低頻電磁波穿透金屬管正常接收信號(hào)，避免數(shù)據(jù)的滯后性，而且接收信號(hào)靈敏，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，節(jié)省電能。
文檔編號(hào)E21B47/12GK202023558SQ20112003719
公開日2011年11月2日 申請(qǐng)日期2011年2月12日 優(yōu)先權(quán)日2011年2月12日
發(fā)明者張耀輝 申請(qǐng)人:北京六合偉業(yè)科技有限公司