CN110552687A - 电子内筒总成、电子外筒总成非接触能量信息传输装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种电子内筒总成、电子外筒总成非接触能量信息传输装置，其包括由外壳体、第二环、外罩、外磁条、外线圈、第一环、外线圈固定片组成的电子外筒总成和由内罩、内磁条、内线圈、内壳体、内线圈固定片组成的电子内筒总成两部分。本发明其电子内外筒总成之间为非接触的形式，分别与不旋转外筒和旋转芯轴相连，通过在旋转电子总成周围产生交变磁场实现电能的非接触式传输，所传递的电能为高频交流电，信号通过调制解调的方式加载在电流上，在电能传输的过程中实现信号的传输，并通过改变绕线的匝数来调整输出电压。通过非接触式电磁耦合的方法同时达到电能与信号传输以及变压的的功能，且具有结构简单、便于安装、可靠性好等特点。
Description
技术领域
本发明涉及钻井工具技术领域，具体涉及电子内筒总成、电子外筒总成非接触能量信息传输装置。
背景技术
在钻井工具工作过程中，各短节之间需要进行能量与信号的传输，一般是通过导电滑环来实现，导电滑环为接触式能量传输，结构简单，工作可靠，但仅适用于工作时相对静止短节之间的连接，若两者相对转动，随着导电滑环相对转动次数的增加，不可避免的出现磨损，若出现工具漏电现象将影响工具的正常工作。静止推靠式旋转导向工具在工作过程中，需要给不旋转外筒通电以供给执行部件使用。不旋转外筒与旋转芯轴在工作过程中有持续性的相对转动，且两者之间有可能短时间内会有少量油气介质或地层液，工作环境复杂。
发明内容
本发明的目的在于提供一种电子内筒总成、电子外筒总成非接触能量信息传输装置，其通过非接触式电磁耦合的方法同时达到电能与信号传输以及变压的的功能，且具有结构简单、便于安装、可靠性好等特点。
为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种电子内筒总成、电子外筒总成非接触能量信息传输装置，其包括由外壳体、第二环、外罩、外磁条、外线圈、第一环、外线圈固定片组成的电子外筒总成和由内罩、内磁条、内线圈、内壳体、内线圈固定片组成的电子内筒总成两部分；
电子内筒总成以同轴的方式置于电子外筒总成内，在工作状态下电子内筒总成与电子外筒总成有相对转动，两者之间存在间隙；外罩与内罩之间不接触，电子内筒总成通过导线与上端电子仓相连，电子外筒总成通过导线与下端电子仓相连；
电子外筒总成是将外磁条通过第二环和第一环固定在外壳体上，外磁条上绕有外线圈，外线圈通过外线圈固定片固定，外线圈固定片紧固在外壳体上；
外罩在电子外筒总成的最内层，径向固定外磁条和外线圈；
电子内筒总成是将内磁条通过内罩固定在内壳体上；内磁条上绕有内线圈，内线圈通过内线圈固定片来固定。
作为优选，所述外壳体和内壳体上都有过孔，可通过内六角圆柱头螺栓分别将电子外筒总成、电子内筒总成卡紧在钻井工具的不旋转外筒和旋转芯轴上。
作为优选，通过内六角圆柱头螺栓将外线圈固定片紧固在外壳体上。
作为优选，所述内壳体上有台阶，可轴向限制内罩的位置。
作为优选，所述外罩分别与第二环和第一环的接触处涂有密封胶。
作为优选，所述内罩与内壳体之间涂有密封胶。
本发明所提供的电子内筒总成、电子外筒总成非接触能量信息传输装置，电子内外筒总成之间为非接触的形式，分别与不旋转外筒和旋转芯轴相连，通过在旋转电子总成周围产生交变磁场实现电能的非接触式传输，所传递的电能为高频交流电，信号通过调制解调的方式加载在电流上，在电能传输的过程中实现信号的传输，并通过改变绕线的匝数来调整输出电压。通过非接触式电磁耦合的方法同时达到电能与信号传输以及变压的的功能，且具有结构简单、便于安装、可靠性好等特点。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例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中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例提供的电子内筒总成、电子外筒总成非接触能量信息传输装置的剖视图。
附图标记说明：
1、内六角圆柱头螺栓；2、法兰；3、第二环；4、内过线板；5、外壳体；6、十字槽盘头螺钉-H型M5X10；7、外过线板；8、内罩；9、外罩；10、第一环；11、内壳体；12、内磁条；13、外磁条；14、外线圈；15、内线圈；16、内线圈固定片；17、外线圈固定片。
具体实施方式
为了使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面将结合附图对本发明作进一步的详细介绍。
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者终端设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者终端设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括……”或“包含……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者终端设备中还存在另外的要素。此外，在本文中，“大于”、“小于”、“超过”等理解为不包括本数；“以上”、“以下”、“以内”等理解为包括本数。
如图1所示，一种电子内筒总成、电子外筒总成非接触能量信息传输装置，其包括由外壳体5、第二环3、外罩9、外磁条13、外线圈14、第一环10、外线圈固定片17组成的电子外筒总成和由内罩8、内磁条12、内线圈15、内壳体11、内线圈固定片16组成的电子内筒总成两部分。
所述外壳体5和内壳体11上都有过孔，可通过内六角圆柱头螺栓分别将电子外筒总成、电子内筒总成卡紧在钻井工具的不旋转外筒和旋转芯轴上。
电子内筒总成以同轴的方式置于电子外筒总成内，在工作状态下电子内筒总成与电子外筒总成有相对转动，两者之间存在间隙。外罩9与内罩8之间不接触，电子内筒总成通过导线与上端电子仓相连，电子外筒总成通过导线与下端电子仓相连。
电子外筒总成是将外磁条13通过第二环3和第一环10固定在外壳体5上，外磁条13上绕有外线圈14，外线圈14通过外线圈固定片17固定，优选通过内六角圆柱头螺栓将外线圈固定片17紧固在外壳体5上，防止在电子外筒总成转动时外线圈14错动。
外罩9在电子外筒总成的最内层，起承托作用，径向固定外磁条13和外线圈14。
电子内筒总成是将内磁条12通过内罩8固定在内壳体11上。所述内壳体11上有台阶，可轴向限制内罩8的位置。内磁条12上绕有内线圈15，内线圈15通过内线圈固定片16来固定以防止绕线的松动或错动。
所述外罩9分别与第二环3和第一环10的接触处涂有密封胶，所述内罩8与内壳体11之间也涂有密封胶，从而起到密封作用。密封胶能耐高温高压，可阻止外界物质进入到电子外筒总成、电子内筒总成内部。
进一步详述的，由外壳体5、第二环3、外罩9、外磁条13、外线圈14、第一环10、外线圈固定片17组成的电子外筒总成，其中，外罩9呈筒状，设置在电子外筒总成的最内层，起承托作用。外壳体5呈筒状，其套在外罩9之外，并且，该外壳体5与外罩9同轴设置。外磁条13设置在外壳体5的外周面上，第二环3套紧在外壳体5一端的外周面上，第一环10套紧在外壳体5另一端的外周面上，外磁条13被卡紧在第二环3和第一环10之间，如此，将外磁条13通过第二环3和第一环10固定在外壳体5上。外磁条13上绕有外线圈14，外线圈14通过外线圈固定片17固定，优选通过内六角圆柱头螺栓将外线圈固定片17紧固在外壳体5上，防止在电子外筒总成转动时外线圈14错动。
外罩9在电子外筒总成的最内层，起承托作用。该外罩9径向固定外磁条13和外线圈14。
所述外罩9分别与第二环3和第一环10的接触处涂有密封胶，从而起到密封作用。密封胶能耐高温高压，可阻止外界物质进入到电子外筒总成内部。
由内罩8、内磁条12、内线圈15、内壳体11、内线圈固定片16组成的电子内筒总成，其中，内壳体11呈筒状，该内壳体11的外周面上设置有内磁条12。所述内壳体11上有台阶，可轴向限制内罩8的位置。内磁条12上绕有内线圈15，内线圈15通过内线圈固定片16来固定以防止绕线的松动或错动。所述内罩8也呈筒状，其套在内壳体11的外周面上。内磁条12置于内壳体11和内罩8之间，如此，内磁条12通过内罩8固定在内壳体11上。
所述内罩8与内壳体11之间涂有密封胶，从而起到密封作用。密封胶能耐高温高压，可阻止外界物质进入到电子内筒总成内部。
电子内筒总成以同轴的方式置于电子外筒总成内，电子内筒总成插入到外罩9内，外罩9与内罩8相临近。在工作状态下电子内筒总成与电子外筒总成有相对转动，两者之间存在间隙。外罩9与内罩8之间不接触，电子内筒总成通过导线与上端电子仓相连，电子外筒总成通过导线与下端电子仓相连。
轴通过导线输入到电子内筒总成内线圈15的电能为高频交流电，通过电与磁的相互作用，在电子内筒总成、电子外筒总成非接触能量信息传输装置周围形成变化的磁场，将电能从电子内筒总成传输到电子外筒总成，外线圈14中产生交变电流，在实现电能传输的同时可达到调整电压的效果电流通过外壳体5上连接的导线传送到不旋转外筒的电路板部分。
电子内筒总成、电子外筒总成非接触能量信息传输装置通过能耐高温高压以及防水的导线与外界电子仓相连；上端电子仓将高频交流电传入到电子内筒总成、电子外筒总成非接触能量信息传输装置内圈后，通过电流与磁场的相互作用，在电子内筒总成、电子外筒总成非接触能量信息传输装置周围产生高频交变磁场，使电子内筒总成、电子外筒总成非接触能量信息传输装置内圈产生交变电流，信号可加载在电流上随之传输，同时，通过改变变压器内外圈的线圈匝数可实现变压功能。
信号加载在高频电流上，电能传递的同时使信号得到传输，通过调质、解调的方式实现信号加载与分离；电子外筒总成外罩9本体和内罩8上引出的导线需具备耐高压、防水的功能。
本实施例所提供的电子内筒总成、电子外筒总成非接触能量信息传输装置，电子内外筒总成之间为非接触的形式，分别与不旋转外筒和旋转芯轴相连，通过在旋转电子总成周围产生交变磁场实现电能的非接触式传输，所传递的电能为高频交流电，信号通过调制解调的方式加载在电流上，在电能传输的过程中实现信号的传输，并通过改变绕线的匝数来调整输出电压。通过非接触式电磁耦合的方法同时达到电能与信号传输以及变压的的功能，且具有结构简单、便于安装、可靠性好等特点。
以上只通过说明的方式描述了本发明的某些示范性实施例，毋庸置疑，对于本领域的普通技术人员，在不偏离本发明的精神和范围的情况下，可以用各种不同的方式对所描述的实施例进行修正。因此，上述附图和描述在本质上是说明性的，不应理解为对本发明权利要求保护范围的限制。
Claims (6)
1.一种电子内筒总成、电子外筒总成非接触能量信息传输装置，其特征在于，包括由外壳体、第二环、外罩、外磁条、外线圈、第一环、外线圈固定片组成的电子外筒总成和由内罩、内磁条、内线圈、内壳体、内线圈固定片组成的电子内筒总成两部分；
电子内筒总成以同轴的方式置于电子外筒总成内，在工作状态下电子内筒总成与电子外筒总成有相对转动，两者之间存在间隙；外罩与内罩之间不接触，电子内筒总成通过导线与上端电子仓相连，电子外筒总成通过导线与下端电子仓相连；
电子外筒总成是将外磁条通过第二环和第一环固定在外壳体上，外磁条上绕有外线圈，外线圈通过外线圈固定片固定，外线圈固定片紧固在外壳体上；
外罩在电子外筒总成的最内层，径向固定外磁条和外线圈；
电子内筒总成是将内磁条通过内罩固定在内壳体上；内磁条上绕有内线圈，内线圈通过内线圈固定片来固定。
2.根据权利要求1所述的电子内筒总成、电子外筒总成非接触能量信息传输装置，其特征在于，所述外壳体和内壳体上都有过孔，可通过内六角圆柱头螺栓分别将电子外筒总成、电子内筒总成卡紧在钻井工具的不旋转外筒和旋转芯轴上。
3.根据权利要求1所述的电子内筒总成、电子外筒总成非接触能量信息传输装置，其特征在于，通过内六角圆柱头螺栓将外线圈固定片紧固在外壳体上。
4.根据权利要求1所述的电子内筒总成、电子外筒总成非接触能量信息传输装置，其特征在于，所述内壳体上有台阶，可轴向限制内罩的位置。
5.根据权利要求1所述的电子内筒总成、电子外筒总成非接触能量信息传输装置，其特征在于，所述外罩分别与第二环和第一环的接触处涂有密封胶。
6.根据权利要求1所述的电子内筒总成、电子外筒总成非接触能量信息传输装置，其特征在于，所述内罩与内壳体之间涂有密封胶。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20191210 |