[发明专利]用于随钻测量仪器的旋转式无线电能、信号传输系统

摘要

本发明公开了一种用于随钻测量仪器的旋转式无线电能、信号传输系统，基于电磁耦合技术和载波通讯理论，在随钻测量仪器短节连接处构建旋转式无线电能、信号传输系统，实现短节之间安全、稳定地进行电能传递和信息交互，包括电能转换电路、载波通讯电路和电磁耦合机构；通过电源短节中电能转换电路将泥浆脉冲发电机产生的低频交流电能进行交流‑直流‑交流变换，由电磁耦合机构以非接触方式将电能传输至控制短节，实现了随钻测量仪器短节之间电能的无线传输，通过载波通讯电路对待传输信号进行调制、解调、分析和处理，实现随钻测量仪器短节之间信息的无线交互。降低了短节之间连接机构的复杂性，消除了导线式和滑环式连接方式存在的不安全因素和隐患，提高了稳定性、安全性和可扩展性。

主权项

一种用于随钻测量仪器的旋转式无线电能、信号传输系统，基于电磁耦合技术和载波通讯理论，在随钻测量仪器短节连接处构建旋转式无线电能、信号传输系统，实现短节之间安全、稳定地进行电能传递和信息交互，其特征是：旋转式无线电能、信号传输系统包括电能转换电路、载波通讯电路和电磁耦合机构；所述电能转换电路包括整流滤波模块、DC‑DC模块、高频逆变模块、电能拾取模块和功率调节模块，整流滤波模块、DC‑DC模块、高频逆变模块放置在电源短节壳体的密封舱中，电能拾取模块和功率变换模块放置在控制短节壳体的密封舱中，泥浆脉冲发电机产生的低频交流电能经整流滤波模块和DC‑DC模块后产生稳定的直流电能输出至高频逆变模块，高频逆变模块将直流电能转换为高频交流电能输出至电磁耦合机构，由电磁耦合机构以非接触方式传递至控制短节，电能拾取模块和功率调节模块对接收到的高频交流电能进行处理，为各类负载提供稳定的直流电能；所述载波通讯电路包括调制模块、解调模块、单片机、监控模块和存储模块，放置于电源短节和控制短节的密封舱中，由调制模块将单片机发出的二进制信息调制到电源线上，输出至电磁耦合机构进行传输，由解调模块将电源线上传递的信息解调成二进制信息，输出至单片机中进行处理，由监控模块对单片机运行状态进行实时监控，由存储模块对短节交互信息和系统状态信息进行实时存储，实现短节之间信息的实时交互；所述电磁耦合机构包括初级磁芯、初级绕组、次级磁芯、次级绕组，初级绕组绕制于初级磁芯上，初级磁芯固定在电源短节上，钻进过程中随电源短节一起旋转，次级绕组绕制于次级磁芯上，次级磁芯固定在控制短节上，钻进过程中随控制短节保持静止，实现电能、信号的旋转式非接触传输。