一种适用于钻井用钻杆的非接触电磁耦合的数字差分通讯装置

摘要

本发明公开了一种适用于钻井用钻杆的非接触电磁耦合的数字差分通讯装置，该装置包括有耦合模块、锁紧模块、差分驱动电路模块和钻杆通讯模块。本发明装置依据电磁感应使信号在两个耦合模块之间进行非接触传输，从而实现了快速互连设备之间非接触耦合差分通讯。本发明装置解决了在传统的石油钻探过程中钻杆连接处机械式通讯插头易于磨损、松动或者由于插头间隙内渗入电解液后导致的通讯可靠性问题。

主权项

一种适用于钻井用钻杆的非接触电磁耦合的数字差分通讯装置，所述钻杆包括有第一钻杆(8)和第二钻杆(9)，第一钻杆(8)和第二钻杆(9)属于现有石油钻井中应用的钻杆；该装置包括第一耦合模块(1)、第二耦合模块(2)、第一锁紧模块(3A)、第二锁紧模块(3B)、第一差分驱动电路模块(4)、第二差分驱动电路模块(5)、第一钻杆通讯模块(6)和第二钻杆通讯模块(7)；其中，第一耦合模块(1)与第二耦合模块(2)的结构相同；其中，第一锁紧模块(3A)与第二锁紧模块(3B)的结构相同；其中，第一差分驱动电路模块(4)与第二差分驱动电路模块(5)的结构相同；其中，第一钻杆通讯模块(6)与第二钻杆通讯模块(7)的结构相同；第一钻杆(8)的内腔(83)中安装有第一差分驱动电路模块(4)、第一钻杆通讯模块(6)，在第一钻杆(8)的壳体(81)的前面板(82)上安装有第一锁紧模块(3A)；第二钻杆(9)的内腔(93)中安装有第二差分驱动电路模块(5)、第二钻杆通讯模块(7)，在第二钻杆(9)的壳体(91)的前面板(92)上安装有第二锁紧模块(3B)；当第一钻杆(8)与第二钻杆(9)需要进行对接时，调节第一锁紧模块(3A)与第二锁紧模块(3B)，使得第一锁紧模块(3A)的凸起段置于第二锁紧模块(3B)的第三沉头腔内，且第一锁紧模块(3A)的收缩段与第二锁紧模块(3B)的内倾斜段紧配合，此时第一耦合模块(1)和第二耦合模块(2)的顶盖相对对齐，第一耦合模块(1)和第二耦合模块(2)内的线圈骨架端口对齐，从而使第一耦合模块(1)和第二耦合模块(2)实现耦合；其耦合原理如下，在第一耦合模块(1)和第二耦合模块(2)中的一个耦合模块内的线圈两端接入经过处理的差分信号，基于电磁感应，第一耦合模块(1)和第二耦合模块(2)中的另一个耦合模块内的线圈两端会接收到相同的差分信号；第一耦合模块(1)包括有第一顶盖(11)、第一线圈(13)和第一线圈骨架(12)，铜线在第一线圈骨架(12)上按同一方向缠绕一定的匝数形成第一线圈(13)，第一顶盖(11)安装在第一线圈骨架(12)的开口端上；其特征在于：第一锁紧模块(3A)上设有第一对接头(3A1)、第一连接盘(3A2)、第一盖板(3A3)；所述第一对接头(3A1)上设有圆柱段(3A11)、收缩段(3A12)和凸起段(3A13)；第一对接头(3A1)的一端设有第一走线通道(3A4)，第一对接头(3A1)的另一端设有第一沉头腔(3A5)；第一对接头(3A1)的凸起段(3A13)的端面上设有多个第一螺纹孔(3A14)；第一对接头(3A1)的第一走线通道(3A4)用于第一耦合模块(1)的线缆通过，通过后的线缆与第一差分驱动电路模块(4)连接；所述第一沉头腔(3A5)内放置有第一耦合模块(1)，且通过第一盖板(3A3)实现将第一耦合模块(1)密封在第一沉头腔(3A5)内；所述第一连接盘(3A2)上设有多个第一通孔(3A21)，该第一通孔(3A21)用于第一螺钉穿过，穿过后的第一螺钉螺纹连接在第一钻杆(8)的壳体(81)的前面板(82)上，即所述前面板(82)上设有多个螺纹孔；所述第一盖板(3A3)上设有多个第二通孔(3A31)，该第二通孔(3A31)用于第二螺钉穿过，穿过第二通孔(3A31)后的第二螺钉螺纹连接在第一锁紧模块(3A)的第一对接头(3A1)的凸起段(3A13)的第一螺纹孔(3A14)内。