[发明专利]一种旋转导向钻井工具的电能传输装置

权利要求书

1.一种旋转导向钻井工具的电能传输装置，其特征在于，包括

旋转芯轴，所述旋转芯轴上设有发电装置以及与所述发电装置电连接的发射线圈组件，所述发射线圈组件包括第一初级线圈和第二初级线圈，所述第一初级线圈和所述第二初级线圈通过第一切换电路并联连接，以使得所述发电装置与所述第一初级线圈或所述第二初级线圈择一进行连接，所述第一初级线圈与所述第二初级线圈并行绕制于所述旋转芯轴上；

非旋转套，所述非旋转套套设在所述旋转芯轴的外侧，所述非旋转套上设有接收线圈组件，所述接收线圈组件与所述发射线圈组件通过电感耦合；

所述接收线圈组件包括第一次级线圈和第二次级线圈，所述第一次级线圈与所述第二次级线圈通过第二切换电路并联设置，以使得所述发射线圈组件与所述第一次级线圈或第二次级线圈择一进行电感耦合，所述第一次级线圈与所述第二次级线圈并行绕制于所述非旋转套上。

2.根据权利要求1所述的旋转导向钻井工具的电能传输装置，其特征在于，

所述第一切换电路包括第一开关模块、第一处理模块和第一采样模块；

所述第一开关模块的第一引脚通过所述第一处理模块与所述第一采样模块连接，所述第一开关模块的第二引脚与所述第二初级线圈的输出端相连；

所述第一采样模块用于采集所述第一初级线圈的输出端的电信号，并用于根据所述电信号获得相应的电压值；

所述第一处理模块在接收到来自所述第一采样模块的电压值小于预设阈值时，控制所述第一开关模块闭合。

3.根据权利要求2所述的旋转导向钻井工具的电能传输装置，其特征在于，

所述第一切换电路还包括第一故障判定模块；

所述第一故障判定模块与所述第一初级线圈并联，且所述第一故障判定模块的一端与所述第一处理模块连接。

4.根据权利要求3所述的旋转导向钻井工具的电能传输装置，其特征在于，

所述第一采样模块包括电流感应器和电阻；

所述电流感应器的输出端与所述电阻的一端连接，所述电流感应器用于感应所述第一初级线圈的输出端的电流；

所述第一处理模块包括放大器、第一滤波器、现场可编辑逻辑门阵列FPGA和第一MCU；

所述放大器的一端与所述电阻的另一端连接；

所述FPGA的第一引脚通过所述第一滤波器与所述放大器的另一端连接，所述FPGA的第二引脚与所述第一开关模块的第一引脚连接，所述FPGA的第三引脚与所述第一MCU的第一引脚连接。

5.根据权利要求4所述的旋转导向钻井工具的电能传输装置，其特征在于，所述第一故障判定模块包括激励器和判别器；

所述激励器的一端与所述第一初级线圈的输入端连接，所述激励器的另一端与所述第一MCU的第二引脚连接；

所述判别器的一端与所述第一初级线圈的输出端连接，所述判别器的另一端与所述第一MCU的第三引脚连接。

6.根据权利要求5所述的旋转导向钻井工具的电能传输装置，其特征在于，所述第一初级线圈的输入端、所述第二初级线圈的输入端及所述第一MCU的第四引脚均与谐振补偿模块连接。

7.根据权利要求3所述的旋转导向钻井工具的电能传输装置，其特征在于，

所述第一采样模块包括耦合线圈；

所述第一处理模块包括整流器、第二滤波器、电平转换器和第二MCU；

所述整流器与所述耦合线圈并联；

所述电平转换器的第一引脚通过所述第二滤波器与所述整流器连接，所述电平转换器的第二引脚与所述第一开关模块的第一引脚连接，所述电平转换器的第三引脚与所述第二MCU的第一引脚连接。

8.根据权利要求7所述的旋转导向钻井工具的电能传输装置，其特征在于，所述第一故障判定模块包括激励器和判别器；

所述激励器的一端与所述第一初级线圈的输入端连接，所述激励器的另一端与第二MCU的第二引脚连接；

所述判别器的一端与所述第一初级线圈的输出端连接，所述判别器的另一端与第二MCU的第三引脚连接。