CN103230867B - 一种感应式振动信号发生器 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种感应式振动信号发生器，所述信号发生器包括：底座、伸缩棒、磁场产生装置、感应锤、输出头和碟簧；所述磁场产生装置和所述伸缩棒均置于所述底座上，所述磁场产生装置顶部设置由所述输出头；所述感应锤固定于所述输出头上，电控制信号输入所述磁场产生装置来产生磁场，所述伸缩棒在磁场作用下进行伸缩振动，当所述伸缩棒伸长时，对所述输出头产生一个向上的推力，所述推力通过所述输出头作用于所述感应锤上；当所述伸缩棒收缩时，所述输出头在所述碟簧和重力的作用下复位，同时，所述感应锤在重力的作用下复位，所述输出头和感应锤共同振动产生的反作用力作用在所述伸缩棒上传递到所述底座上。

Description

一种感应式振动信号发生器
技术领域
本发明涉及仪器仪表领域，特别涉及一种感应式振动信号发生器。
背景技术
油田分层注采、多段压裂、井下控制正在向智能化、自动化方向发展，地面控制信号的井下传输是实现油田开采控制技术的关键，目前普遍使用的井下数据传输方法是管线控制或者以压力波进行控制，但这些方法普遍存在着动用设备多，作业成本高，现场操作复杂等不足，为了降低作业成本，提高信号传输效率，迫切需要一种全新的井下数据通讯技术。
申请号为201220297207.6公开了一种地层勘探用井口信号发生器。结构为：在所述井口连接法兰盘上由下至上依次固定胶垫、内部呈弯月形的铜杯座、铜质锤头以及连接杆；其中，所述铜质锤头的外侧固定有一个伞形吸音罩，所述铜质锤头的下端面与所述铜杯座的内凹面相配合，所述铜杯座的下部外沿为弧形，与胶垫为圆弧过渡配合；在所述连接杆上固定有一个螺纹连接块，螺纹连接块与振荡器连杆做固定连接。该种发生器结构简单，可以根据具体实验要求选择驱动结构的振荡频率，适于在实验室内模拟井口信号。但是该技术方案主要解决现有的井口信号发生装置振动器撞击后产生声波，装置存在使用寿命短以及不适于进行室内模拟实验的问题，并不适用于实际油田地面控制信号的井下传输。
发明内容
本发明的目的是针对上述问题，提出一种感应式振动信号发生器，利用电磁感应原理将含有控制信号的电信号转化为机械振动信号，实现地面信息向井下的传输。
为实现上述目的，本发明提供了一种感应式振动信号发生器，所述信号发生器包括：底座、伸缩棒、磁场产生装置、感应锤、输出头和碟簧；所述磁场产生装置和所述伸缩棒均置于所述底座上，所述磁场产生装置顶部设置由所述输出头；所述感应锤固定于所述输出头上，电控制信号输入所述磁场产生装置来产生磁场，所述伸缩棒在磁场作用下进行伸缩振动，当所述伸缩棒伸长时，对所述输出头产生一个向上的推力，所述推力通过所述输出头作用于所述感应锤上；当所述伸缩棒收缩时，所述输出头在所述碟簧和重力的作用下复位，同时，所述感应锤在重力的作用下复位，所述输出头和感应锤共同振动产生的反作用力作用在所述伸缩棒上传递到所述底座上。
可选的，在本发明一实施例中，所述输出头通过压盖置于所述磁场产生装置顶部，且所述碟簧置于所述输出头和所述压盖围成的空间内。
可选的，在本发明一实施例中，所述感应锤通过螺钉固定于所述输出头上。
可选的，在本发明一实施例中，所述信号发生器还包括提手；所述提手固定于所述感应锤上。
可选的，在本发明一实施例中，所述提手通过螺钉固定于所述感应锤上。
可选的，在本发明一实施例中，所述磁场产生装置包括线圈和电源插头；所述电源插头输入一交变电流，通过电源线传输至所述线圈，驱动所述线圈产生变化的磁场。
可选的，在本发明一实施例中，所述伸缩棒置于所述线圈内。
可选的，在本发明一实施例中，所述伸缩棒两端均设置集流片。
可选的，在本发明一实施例中，所述伸缩棒为磁制伸缩棒。
可选的，在本发明一实施例中，所述信号发生器的底座设置于套管一端。
上述技术方案具有如下有益效果：本技术方案针对目前常用井下数据传输技术存在的成本高、作业复杂等问题提出，这样可以将电信号转化为振动信号，实现地面控制信号向井下的无线传输，简化工作流程，提高控制效率。并且使用设备少，作业成本低，操作简单方便。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明提出的一种感应式振动信号发生器结构示意图；
图2为本实施例中的感应式振动信号发生器结构框图。
附图标识：
1、集流片，2、底座，3、感应锤，4、伸缩棒，5、压盖，6、提手，
7、碟簧，8、垫圈，9、保护盖，10、输出头，11、线圈，12、电源插头，
13、感应装置，14、磁场产生装置，15、套管。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
如图1所示，为本发明提出的一种感应式振动信号发生器结构示意图。所述信号发生器将电控制信号转换为机械振动信号；所述信号发生器包括：底座2、伸缩棒4、磁场产生装置14、感应装置13和碟簧7；所述底座2置于套管一端，所述磁场产生装置14和所述伸缩棒4均置于所述底座2上，所述磁场产生装置14顶部设置由所述感应装置13；所述电控制信号输入所述磁场产生装置14来产生磁场，所述伸缩棒4在磁场作用下进行伸缩振动，当所述伸缩棒4伸长时，对所述感应装置13产生一个向上的推力，当所述伸缩棒4收缩时，所述感应装置13在所述碟簧7和重力的作用下复位，所述感应装置13振动产生的反作用力作用在所述伸缩棒4上传递到所述底座2上。其中，所述感应装置13包括感应锤3和输出头10；所述输出头10置于所述磁场产生装置14顶部，所述感应锤3固定于所述输出头10上。所述伸缩棒4在磁场作用下进行伸缩振动，当所述伸缩棒4伸长时，对所述输出头10产生一个向上的推力，所述推力通过所述输出头10作用于所述感应锤3上；当所述伸缩棒4收缩时，所述输出头10在所述碟簧7和重力的作用下复位，同时，所述感应锤3在重力的作用下复位，所述输出头10和感应锤3共同振动产生的反作用力作用在所述伸缩棒4上传递到所述底座2上。
如图2所示，为本实施例中的感应式振动信号发生器结构框图。所述信号发生器还包括提手6；所述提手6固定于所述感应锤3上。所述提手6通过螺钉固定于所述感应锤3上。所述输出头10通过压盖5置于所述磁场产生装置14顶部，且所述碟簧7置于所述输出头10和所述压盖5围成的空间内。所述感应锤3通过螺钉固定于所述输出头10上。所述磁场产生装置14包括线圈11和电源插头12；所述电源插头12输入一交变电流，通过电源线传输至所述线圈11，驱动所述线圈11产生变化的磁场。所述伸缩棒4置于所述线圈11内。在实际制作本实施例中的感应式振动信号发生器中，为了将伸缩棒4置于线圈11内，感应装置13分成输出头10和感应锤3。所述伸缩棒4两端均设置集流片1。在本实施例中，伸缩棒4优选为磁制伸缩棒。
在本实施中，输出头10通过螺钉与感应锤3固定于一起，并在固定处安装有保护盖9，为输出头10与感应锤3之间的固定处提供进一步地保护。在固定输出头10时，在磁场产生装置14顶部设置一垫圈8，并通过压盖5将所述输出头10固定。
在本实施例中，所述信号发生器的底座2设置于套管15一端，外部电源通过电源插头12将电源线给线圈11输入带有控制信号的逆变电流，根据电磁原理，线圈11会在逆变电流的作用下产生交变磁场。伸缩棒4在变化的磁场中具有一定的伸缩能力，从而在交变磁场的作用下发生规律性伸缩振动，将线圈11中的电信号转化为机械振动信号，并通过输出头10传递给感应锤3，感应锤3则将含有控制信号的振动波通过套管传递到井下，从而实现了地面到井下的数据无线传输。其中，当伸缩棒4伸长时，对输出头10产生一个向上的推力，当伸缩棒4收缩时，输出头10在碟簧7和重力的作用下复位，输出头10、感应锤3以及提手6共同振动产生的反作用力作用在伸缩棒4上，并通过伸缩棒4传递到底座2上，并通过套管15将振动信号传递到井下。
为了防止伸缩棒4两端棱角处的磁场过于集中，在伸缩棒4两端各设置一集流片1，能够保证伸缩棒4两端的磁场强度变化平滑，防止发生局部应力集中而损坏。
本实施例利用电磁感应原理，将含有控制信号的电信号转化为振动信号，实现地面信息向井下的传输，动用设备少，作业成本低，操作简单方便。另外，本实施例的装置便携性好，安装方便，并配有提手，可以人工携带至控制现场，固定到井口，将外部控制电源接入输入插座，即可实现信号的发生于传递。
以上所述的具体实施方程，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方程而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种感应式振动信号发生器，其特征在于，所述信号发生器包括：底座(2)、伸缩棒(4)、磁场产生装置(14)、感应锤(3)、输出头(10)和碟簧(7)；所述磁场产生装置(14)和所述伸缩棒(4)均置于所述底座(2)上，所述磁场产生装置(14)顶部设置由所述输出头(10)；所述感应锤(3)固定于所述输出头(10)上，所述输出头(10)通过压盖(5)置于所述磁场产生装置顶部，且所述碟簧(7)置于所述输出头(10)和所述压盖(5)围成的空间内；电控制信号输入所述磁场产生装置(14)来产生磁场，所述伸缩棒(4)在磁场作用下进行伸缩振动，当所述伸缩棒(4)伸长时，对所述输出头(10)产生一个向上的推力，所述推力通过所述输出头(10)作用于所述感应锤(3)上；当所述伸缩棒(4)收缩时，所述输出头(10)在所述碟簧(7)和重力的作用下复位，同时，所述感应锤(3)在重力的作用下复位，所述输出头(10)和感应锤(3)共同振动产生的反作用力作用在所述伸缩棒(4)上传递到所述底座(2)上。
2.如权利要求1所述的感应式振动信号发生器，其特征在于，所述感应锤(3)通过螺钉固定于所述输出头(10)上。
3.如权利要求1所述的感应式振动信号发生器，其特征在于，所述信号发生器还包括提手(6)；所述提手(6)固定于所述感应锤(3)上。
4.如权利要求3所述的感应式振动信号发生器，其特征在于，所述提手(6)通过螺钉固定于所述感应锤(3)上。
5.如权利要求1所述的感应式振动信号发生器，其特征在于，所述磁场产生装置(14)包括线圈(11)和电源插头(12)；所述电源插头(12)输入一交变电流，通过电源线传输至所述线圈(11)，驱动所述线圈(11)产生变化的磁场。
6.如权利要求5所述的感应式振动信号发生器，其特征在于，所述伸缩棒(4)置于所述线圈(11)内。
7.如权利要求1～6任一权利要求所述的感应式振动信号发生器，其特征在于，所述伸缩棒(4)两端均设置集流片(1)。
8.如权利要求1～6任一权利要求所述的感应式振动信号发生器，其特征在于，所述伸缩棒(4)为磁制伸缩棒。
9.如权利要求1～6任一权利要求所述的感应式振动信号发生器，其特征在于，所述信号发生器的底座(2)设置于套管一端。
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