[實(shí)用新型]無(wú)線地磁導(dǎo)向系統(tǒng)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202021013934.6
• 申請(qǐng)日: 2020-06-05
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN212376653U
• 公開(kāi)（公告）日: 2021-01-19
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李國(guó)軍;崔朋飛
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 河南華北基礎(chǔ)工程有限公司
• 主分類號(hào): E21B47/13
• 分類號(hào): E21B47/13;E21B7/04;G01C21/08
• 代理公司: 鄭州裕晟知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 41142
• 代理人: 徐志威

本實(shí)用新型涉及無(wú)線地磁導(dǎo)向系統(tǒng)，包括地下發(fā)射部分和地面接收部分，所述地下發(fā)射部分包括天線，所述地下發(fā)射部分還包括數(shù)字處理電路、動(dòng)/靜態(tài)檢測(cè)電路、功率控制電路、信號(hào)調(diào)理電路、無(wú)線驅(qū)動(dòng)電路和用于供電的電源電路，所述動(dòng)/靜態(tài)檢測(cè)電路、功率控制電路、信號(hào)調(diào)理電路分別與數(shù)字處理電路連接，所述無(wú)線驅(qū)動(dòng)電路分別與功率控制電路和信號(hào)調(diào)理電路連接；本實(shí)用新型通過(guò)功率控制模塊反饋調(diào)節(jié)無(wú)線驅(qū)動(dòng)電路的輸出功率，實(shí)現(xiàn)了電磁波輸出功率的自適應(yīng)調(diào)節(jié)，可以根據(jù)介質(zhì)調(diào)整發(fā)射功率，使得地面接收部分可以獲得較好的接收效果，增加了本實(shí)用新型地層的適應(yīng)性的。

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型屬于無(wú)線地磁導(dǎo)向技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及無(wú)線地磁導(dǎo)向系統(tǒng)。

背景技術(shù)

在定向穿越工程中，通過(guò)地磁隨鉆導(dǎo)向系統(tǒng)，施工人員能夠準(zhǔn)確地知道當(dāng)前地下鉆頭的深度、位置、鉆頭的俯仰角、鉆進(jìn)方位角和導(dǎo)向鉆具面角，施工人員通過(guò)控制地下鉆頭的深度、位置、俯仰角、鉆進(jìn)方位角和鉆具面角，可以準(zhǔn)確的控制導(dǎo)向鉆具跟蹤預(yù)先設(shè)計(jì)的鉆孔軌跡，實(shí)現(xiàn)定向穿越。

地磁隨鉆導(dǎo)向系統(tǒng)目前通過(guò)存儲(chǔ)式、有線式或無(wú)線式實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的傳輸；但存儲(chǔ)式無(wú)法實(shí)時(shí)監(jiān)控軌跡走向，只能進(jìn)行施工后的軌跡評(píng)價(jià)；有線方式可實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)軌跡檢測(cè)并及時(shí)指導(dǎo)軌跡控向問(wèn)題，但在施工過(guò)程中操作復(fù)雜，線纜連接可靠性不高及故障點(diǎn)多等確定，降低施工的時(shí)效性。

無(wú)線式包括地下發(fā)射部分和地面接收處理部分，其工作過(guò)程大致為系統(tǒng)中隨鉆具的孔內(nèi)裝置實(shí)時(shí)檢測(cè)鉆具的振動(dòng)狀態(tài)，一直處于振動(dòng)時(shí)短節(jié)工作在低功耗模式，直至檢測(cè)到鉆具處于靜止時(shí)，短節(jié)將鉆孔的傾角、方位角、工具面角、電壓等數(shù)據(jù)進(jìn)行采集處理，并將數(shù)據(jù)按照設(shè)定的編碼格式進(jìn)行編碼、輸出，信號(hào)通過(guò)驅(qū)動(dòng)電路饋送至孔內(nèi)絕緣天線絕緣帶的兩端，信號(hào)耦合后以無(wú)線電磁形式通過(guò)地層和鉆桿的引導(dǎo)傳送至孔口接收天線部分，接收天線拾取信號(hào)，對(duì)其進(jìn)行數(shù)字處理、譯碼、糾錯(cuò)、恢復(fù)并終端顯示；但現(xiàn)有的無(wú)線電磁的發(fā)射功率恒定，在地層較差時(shí)損耗較多，傳輸距離變短、接收天線接收到的信號(hào)弱，當(dāng)信號(hào)強(qiáng)度過(guò)低時(shí)，地面接收處理部分就不能正確識(shí)別電磁波信號(hào)，從而會(huì)造成數(shù)據(jù)丟失，影響到定向穿越的精準(zhǔn)度。

實(shí)用新型內(nèi)容

本實(shí)用新型的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)的不足而提供一種自適應(yīng)功率的無(wú)線地磁導(dǎo)向系統(tǒng)。

本實(shí)用新型的技術(shù)方案如下：

無(wú)線地磁導(dǎo)向系統(tǒng)，包括地下發(fā)射部分和地面接收部分，所述地下發(fā)射部分包括天線，所述地下發(fā)射部分還包括數(shù)字處理電路、動(dòng)/靜態(tài)檢測(cè)電路、功率控制電路、信號(hào)調(diào)理電路、無(wú)線驅(qū)動(dòng)電路和用于供電的電源電路，所述動(dòng)/靜態(tài)檢測(cè)電路、功率控制電路、信號(hào)調(diào)理電路分別與數(shù)字處理電路連接，所述無(wú)線驅(qū)動(dòng)電路分別與功率控制電路和信號(hào)調(diào)理電路連接；

所述動(dòng)/靜態(tài)檢測(cè)電路用于檢測(cè)鉆具的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，所述數(shù)字處理電路用于對(duì)接收的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理、控制信號(hào)調(diào)理電路按照設(shè)定編碼格式進(jìn)行輸出和根據(jù)地面接收部分的反饋控制功率控制電路的輸出功率，所述信號(hào)調(diào)理電路用于調(diào)理信號(hào)，所述無(wú)線驅(qū)動(dòng)電路用于將調(diào)理信號(hào)生成雙極性信號(hào)，所述功率控制電路根據(jù)數(shù)字處理電路設(shè)定的功率反饋到無(wú)線驅(qū)動(dòng)電路并控制無(wú)線驅(qū)動(dòng)電路的輸出。

進(jìn)一步的，所述數(shù)字處理電路內(nèi)部采用C8051F020單片機(jī)。

進(jìn)一步的，所述動(dòng)/靜態(tài)檢測(cè)電路包括加速度傳感器、兩個(gè)LM111電壓比較器和兩個(gè) 54HC123單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器，加速度傳感器的信號(hào)輸出端分別連接至LM111電壓比較器的引腳 3，兩個(gè)LM111電壓比較器均連接至54HC123單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器的引腳1，兩個(gè)54HC123單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器的引腳13分別連接至C8051F020單片機(jī)的引腳51和引腳53。