[發(fā)明專利]傳感器系統(tǒng)、切割器元件、切割工具及其使用方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202080049382.0
• 申請日: 2020-05-27
• 公開（公告）號: CN114144568A
• 公開（公告）日: 2022-03-04
• 發(fā)明（設計）人: 瓦倫廷·卡尼揚塔;桑托努·高希
• 申請（專利權）人: 第六元素(英國)有限公司
• 主分類號: E21B10/55
• 分類號: E21B10/55;E21B47/013;E21B47/13;E21B47/017;E21B47/00
• 代理公司: 深圳鷹翅知識產(chǎn)權代理有限公司 44658
• 代理人: 王怡瑾;劉春風

1.一種傳感器系統(tǒng)，包括：

用于切割工具的切割器元件；

詢問收發(fā)器，該詢問收發(fā)器能夠操作用于發(fā)射射頻RF詢問信號；以及

傳感器收發(fā)器系統(tǒng)，該傳感器收發(fā)器系統(tǒng)能夠操作用于接收該RF詢問信號并發(fā)射RF響應信號；

該傳感器收發(fā)器系統(tǒng)包括信號引導介質(zhì)，該信號引導介質(zhì)被配置為在該RF詢問信號、該信號引導介質(zhì)中的引導信號、與該RF響應信號之間進行轉(zhuǎn)換；

該RF響應信號的特性取決于該信號引導介質(zhì)的狀況；其中，

該切割器元件包括該信號引導介質(zhì)，使該信號引導介質(zhì)的狀況取決于貼近該信號引導介質(zhì)的切割器元件的狀況。

2.如權利要求1所述的傳感器系統(tǒng)，其中，該切割器元件包括限定切刃的超硬部分；并且該信號引導介質(zhì)安裝到該超硬部分上；可選地，該超硬部分包括選自包括多晶金剛石材料PCD和多晶立方氮化硼PCBN材料的組的超硬材料。

3.如權利要求1或2中任一項所述的傳感器系統(tǒng)，該信號引導介質(zhì)能夠操作用于反向散射該RF詢問信號以作為該RF響應信號。

4.如前述權利要求中任一項所述的傳感器系統(tǒng)，其中，該傳感器收發(fā)器系統(tǒng)包括

換能器，并且該信號引導介質(zhì)包括

聲引導介質(zhì)；

該換能器通信地連接到該聲引導介質(zhì)。

5.如前述權利要求中任一項所述的傳感器系統(tǒng)，包括

信號處理器系統(tǒng)，該信號處理器系統(tǒng)通信地連接到該詢問收發(fā)器以接收指示該RF響應信號的指示性信號，并且被配置為處理該指示性信號并生成指示該切割器元件的狀況的輸出。

6.如前述權利要求中任一項所述的傳感器系統(tǒng)，包括

多個切割器元件和多個相應的傳感器收發(fā)器系統(tǒng)，每個切割器元件包括相應的信號引導介質(zhì)；

其中，每個傳感器收發(fā)器系統(tǒng)被配置為接收該RF詢問信號并發(fā)射相應的RF響應信號。

7.如前述權利要求中任一項所述的傳感器系統(tǒng)，該切割器元件包括超硬材料，該超硬材料限定包括切刃的超硬表面；該超硬表面具有直徑并且包括與該切刃毗連的磨損區(qū)域，該磨損區(qū)域在直徑上從該切刃延伸刃距離；

其中，該信號引導介質(zhì)的至少一部分穿過該磨損區(qū)域；并且

該刃距離是該直徑的至少3/8。

8.如前述權利要求中任一項所述的傳感器系統(tǒng)，其中，該信號引導介質(zhì)包括微機電傳感器MEMS。

9.如前述權利要求中任一項所述的傳感器系統(tǒng)，其中，該傳感器收發(fā)器系統(tǒng)包括表面聲波SAW機構，該表面聲波機構包括：

RF天線，以及

換能器；并且其中，

該信號引導介質(zhì)包括壓電層和附接到該壓電層的至少一個反射器元件，該至少一個反射器元件能夠操作用于將由該壓電層引導的第一聲信號反射為由該壓電層引導的第二聲信號；

該RF天線連接到該換能器，并且該換能器連接到該壓電層并且能夠操作用于將該RF詢問信號轉(zhuǎn)換為該第一聲信號并將該第二聲信號轉(zhuǎn)換為該RF響應信號。

10.如前述權利要求中任一項所述的傳感器系統(tǒng)，其中，該信號引導介質(zhì)的特性取決于貼近該信號引導介質(zhì)的切割器元件的溫度或應變。

11.一種用于如前述權利要求中任一項所述的傳感器系統(tǒng)的切割器元件，其中，該切割器元件包括該信號引導介質(zhì)。

12.如權利要求11所述的切割器元件，其包括該傳感器收發(fā)器系統(tǒng)。

13.一種用于鉆入地面的鉆頭組件，該鉆頭組件包括鉆頭以及如前述權利要求中任一項所述的傳感器系統(tǒng)，其中，該切割器元件和該詢問收發(fā)器附接到該鉆頭。