[实用新型]一种低频磁通信装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及石油、定向隧道及地质勘探钻井工程测斜领域，尤其涉及随钻测量系统和地质导向系统，具体是一种低频磁通信装置。

背景技术

当前在地质勘探、矿山或石油等钻井工程中，要及时了解钻进过程信息，钻孔轨迹，并且实时准确的掌握地层信息，需要把定向传感器和地质信息传感器安装在距离钻头很近的位置，当钻具组合中有螺杆钻具时，螺杆中无法穿过导线，若想将数据传输到地面，需要首先将数据跨过螺杆，然后再传输到地面。跨过螺杆的无线电磁波短传有效方法是采用垂直电场法设计天线，将整个钻杆和外部钻井液以及地层作为信道传输信号，若想接收到钻杆上的电场变化信号，只能把接收天线将整个金属钻杆包住，而且考虑到钻杆承压等问题也不能直接将接收天线连接到泥浆脉冲发生器系统，所以在钻杆内的泥浆脉冲发生器系统无法直接接收到近钻头传输来的信号，于是解决如何将金属管外信号传输到金属管内的问题摆在人们面前。

发明内容

为了克服现有技术中的不足，使得在钻井或者地质导向系统中金属管外的信号能穿透管壁发送到管内，本实用新型提供一种低频磁通信装置。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：一种低频磁通信装置由信号发射部分、金属管和信号接收部分组成，信号发射部分、信号接收部分分别置于金属管外部和内部，其特征是：信号发射部分和信号接收部分被金属管隔离。信号发射部分、信号接收部分使用频率低于5kHz的电磁波进行通信。

信号发射部分将采集自近钻头附近的井斜、温度及钻头转速等参数进行数据处理后存储并发射，使用频率低于5kHz的电磁波，通信速率110bps，将数据发送给信号接收部分，信号先进行带通滤波，然后信号放大，再经过比较和保持将信号解码为串口信号。在需要近钻头钻井参数时，将信号接收部分投放到金属管内，靠近井下信号发射部分附近接收数据，接收后存储数据，再提到地面进行数据读取，这样就实现了使用低频磁通信。

本实用新型的有益效果是，本装置可以保证能够实现低频电磁波穿透金属管正常接收信号，避免数据的滞后性，而且接收信号灵敏，结构简单，节省电能。

附图说明

附图1是本实用新型结构示意图；

附图2是本实用新型信号发射部分工作流程图；

附图3是本实用新型信号接收部分工作流程图。

图中1. 信号发射部分，2. 金属管，3. 信号接收部分。 

具体实施方式

如附图1所示，一种低频磁通信装置由信号发射部分1、金属管2和信号接收部分3组成，信号发射部分1、信号接收部分3分别置于金属管2外部和内部，信号发射部分1和信号接收部分3被金属管2隔离。

信号发射部分1及信号接收部分3可方便拆卸，金属管2采用相对磁导率低于1.005的材料，与空气的导磁率很近，此类无磁材料放置在空气中对周围磁场几乎无影响。信号发射部分1使用线圈将电能转换为磁场，信号接收部分3使用磁传感器进行磁场到电信号的转换，再经过一系列信号处理后从而实现通信。

如附图2所示，是信号发射部分1工作流程图，分四个过程：数据采集、数据处理、数据发射和休眠状态。进入工作状态后进行数据采集；采集完成后进行数据计算和数据存储，然后进行数据发射；当发射完毕后进入省电模式，即休眠状态。系统工作按照以上4个阶段循环进行。

如附图3所示，是信号接收部分3工作流程图，分三个过程：待机状态、数据接收、休眠状态。当信号接收部分3开始工作，向井下投放过程中处于待机状态；然后进行正常的数据接收；当接到数据后，不需接收数据时，单片机进入省电模式，处于休眠状态。

以上对本实用新型的实施进行了详细介绍，并阐述了其优越性。对于本领域的一般技术人员，依据本发明方法的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本方法发明使用的限制。