CN110806326A - 一种旋转导向工具通讯测试装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种旋转导向工具通讯测试装置及方法，旋转导向工具通讯测试装置包括：地面上位机、变频器、电机、普通同步带轮、皮带、磁性同步带轮、脉冲发生器、压力传感器、解码测试盒以及旋转导向工具；所述地面上位机的输出端与所述变频器的输入端连接；所述变频器的输出端与所述电机的输入端连接；所述电机的输出轴固定安装所述普通同步带轮；所述磁性同步带轮套装在所述脉冲发生器的壳体上，所述普通同步带轮与所述磁性同步带轮之间通过所述皮带传动连接；所述脉冲发生器内部具有电磁阀总成和发电机总成。优点为：本发明可以使旋转导向工具通讯测试简单、高效、准确，大大降低了时间和成本。

Description

一种旋转导向工具通讯测试装置及方法

技术领域

本发明属于旋转导向钻井技术领域，具体涉及一种旋转导向工具通讯测试装置及方法。

背景技术

旋转导向钻井系统是定向井领域的装备，能够提高定向井作业成功率和效率，是目前定向井领域最重要的技术之一。旋转导向工具组装完成之后，需要完成检测信号通讯解码的可靠性测试。

现有技术中，旋转导向工具通讯测试的主要方法是：通过实际井场进行循环试验，完成旋转导向工具通讯可靠性测试。

以实际井场进行通讯可靠性测试为例，其通讯测试过程的原理为：参考图1，箭头21代表泥浆循环过程，在钻进过程中，泥浆泵24抽取泥浆池23中的泥浆，并将泥浆通过调节阀门25注入到钻杆26的水眼中，钻杆26的底端固定旋转导向工具和钻头20，因此，泥浆通过钻杆26的水眼后从钻杆的底端钻头20流出，流入井内；井内泥浆沿着井壁从上面出口流入到泥浆沉淀池22中，通过过滤系统把井下传上来的砂石泥土等杂质过滤，再抽入泥浆池23中，由此完成泥浆循环过程。

随着钻井技术的发展，由于地面上位机和井内的旋转导向工具需要进行通讯，而传统的有线或无线通信方式具有诸多缺点，因此，目前主要通过对泥浆流速和压力进行控制，传递编码信号，即：当地面上位机需要向旋转导向工具下传操作指令时，根据操作指令的二进制编码，调节阀门25的开度转化为泥浆流速的高低，例如，操作指令二进制编码中的0对应低泥浆流速，操作指令二进制编码中的1对应高泥浆流速，因此，旋转导向工具只需要对泥浆流速的转化信号进行检测，即可实现获取来自地面上位机的操作指令的效果；由此实现地面上位机和旋转导向工具的通信。

所以，现有技术中，采用实际井场方式对旋转导向工具通讯性能进行测试时，需要实现井场的泥浆循环过程，不仅耗费大量资金，而且测试周期比较长，因此，简易可靠的旋转导向工具通讯测试装置的开发工作就显得十分重要。

发明内容

针对现有技术存在的缺陷，本发明提供一种旋转导向工具通讯测试装置及方法，可有效解决上述问题。

本发明采用的技术方案如下：

本发明提供一种旋转导向工具通讯测试装置，包括：地面上位机(1)、变频器(2)、电机(3)、普通同步带轮(4)、皮带(5)、磁性同步带轮(7)、脉冲发生器(8)、压力传感器(9)、解码测试盒(10)以及旋转导向工具(6)；

所述地面上位机(1)的输出端与所述变频器(2)的输入端连接；所述变频器(2)的输出端与所述电机(3)的输入端连接；所述电机(3)的输出轴固定安装所述普通同步带轮(4)；所述磁性同步带轮(7)套装在所述脉冲发生器(8)的壳体上，所述普通同步带轮(4)与所述磁性同步带轮(7)之间通过所述皮带(5)传动连接；

所述脉冲发生器(8)内部具有电磁阀总成和发电机总成，所述脉冲发生器(8)的发电机总成的供电接口端与所述旋转导向工具(6)的用电接口端连接；所述旋转导向工具(6)的供电接口端通过线缆与所述脉冲发生器(8)的电磁阀总成的用电接口端连接，进而控制所述电磁阀总成的打开或关闭状态；所述脉冲发生器(8)的一端安装可滑动的蘑菇头(8-1)；所述电磁阀总成与所述蘑菇头(8-1)固定连接，所述电磁阀总成打开或关闭时，带动所述蘑菇头(8-1)上移或回到原位；所述蘑菇头(8-1)的前方固定安装所述压力传感器(9)；所述蘑菇头(8-1)上移时，按压所述压力传感器(9)；所述蘑菇头(8-1)回到原位时，离开所述压力传感器(9)；

所述压力传感器(9)的输出端连接到所述解码测试盒(10)的输入端，所述解码测试盒(10)的输出端连接到所述地面上位机(1)的输入端。

优选的，所述磁性同步带轮(7)与所述脉冲发生器(8)内部的第一磁铁总成之间传动连接。

优选的，所述脉冲发生器(8)内部的第一磁铁总成为N极和S极间隔安装的第一环形磁铁总成；所述磁性同步带轮(7)包括同轴设置的轮体(7-1)和第二环形磁铁总成(7-2)；所述轮体(7-1)和所述第二环形磁铁总成(7-2)之间固定连接；所述轮体(7-1)的外周面具有等间距轮齿，所述等间距轮齿用于套装所述皮带(5)；所述第二环形磁铁总成(7-2)为N极和S极间隔安装的磁铁总成；所述第二环形磁铁总成(7-2)位于所述轮体(7-1)的内侧；并且，所述第二环形磁铁总成(7-2)与所述第一环形磁铁总成同轴设置，所述第二环形磁铁总成(7-2)位于所述第一环形磁铁总成的外侧，当所述第二环形磁铁总成(7-2)在所述轮体(7-1)的带动下转动时，所述第二环形磁铁总成(7-2)和所述第一环形磁铁总成相同极性磁铁相互排斥，相反极性磁铁相互吸引，产生磁力联动和动态平衡，传递动力，进而实现所述第二环形磁铁总成(7-2)带动所述第一环形磁铁总成转动的效果。

本发明还提供一种旋转导向工具通讯测试装置的通讯测试方法，包括以下步骤：

步骤1，地面上位机(1)通过以下方法向旋转导向工具(6)下发操作指令，实现所述地面上位机(1)和所述旋转导向工具(6)之间的下行信号通讯：

步骤1-1，地面上位机(1)产生需要下传的二进制编码形式的操作指令；

步骤1-2，所述地面上位机(1)将所述二进制编码形式的操作指令下传给变频器(2)；

步骤1-3，所述变频器(2)接收所述二进制编码形式的操作指令，按照所述操作指令的各个二进制码值的排列顺序，根据二进制码值0或1，与低档输出频率和高档输出频率之间的对应关系，依次将每个二进制码值转化为对应的输出频率，从而将二进制编码形式的操作指令，转化为具有编码特征的输出频率，并将所述输出频率输出给电机(3)；

步骤1-4，所述电机(3)在具有编码特征的输出频率的作用下，进行相应的转动，包括：如果所述变频器(2)输出高档频率，则驱动所述电机(3)进行高速转动；如果所述变频器(2)输出低档频率，则驱动所述电机(3)进行低速转动；从而将具有编码特征的输出频率，转化为具有编码特征的电机转速；

步骤1-5，所述电机(3)转动时，通过普通同步带轮(4)、皮带(5)和磁性同步带轮(7)组成的传动装置，最终带动脉冲发生器(8)内部的第一环形磁铁总成进行同步转动；因此，所述电机(3)的具有编码特征的电机转速，转化为所述第一环形磁铁总成的具有编码特征的磁铁转速；

步骤1-6，所述第一环形磁铁总成转动时，使所述脉冲发生器(8)内部发电机总成产生高频率交流电或低频率交流电的电能，具体的，如果所述第一环形磁铁总成进行高速转动，则内部发电机产生高频率交流电的电能；如果第一环形磁铁总成进行低速转动，则内部发电机产生低频率交流电的电能，从而将第一环形磁铁总成的具有编码特征的转速机械能，转化为具有编码特征的电能，并将电能供给旋转导向工具(6)，向旋转导向工具(6)供电；

步骤1-7，所述旋转导向工具(6)测量供电电压的电压频率，解码得到地面上位机(1)下传的操作指令；

步骤2，旋转导向工具(6)通过以下方法向地面上位机(1)上传测量信息，实现所述旋转导向工具(6)和所述地面上位机(1)之间的上行信号通讯：

步骤2-1，旋转导向工具(6)将需要上传的二进制形式的测量信息，根据测量信息的二进制码值0或1，与高电平电信号或低电平电信号之间的对应规则，将其转化为具有编码特征的电平电信号，并将所述电平电信号作用于脉冲发生器(8)内部的电磁阀总成；

步骤2-2，所述脉冲发生器(8)内部的电磁阀总成，在所述电平电信号的作用下，进行对应的打开或关闭动作，从而将具有编码特征的电平电信号，转化为具有编码特征的电磁阀总成动作信号；

步骤2-3，所述脉冲发生器(8)内部的电磁阀总成进行对应的打开或关闭动作时，带动蘑菇头(8-1)上移或回到原位，从而将具有编码特征的电磁阀总成动作信号，转化为具有编码特征的蘑菇头位置信号；

步骤2-4，当所述蘑菇头(8-1)上移时，按压压力传感器(9)，从而使压力传感器(9)检测到压力信号并且输出对应电平信号；当所述蘑菇头(8-1)回到原位时，远离所述压力传感器(9)，从而使压力传感器(9)检测到压力信号为0，并且输出对应电平信号；因此，具有编码特征的蘑菇头位置信号，转化为压力传感器(9)的具有编码特征的电平信号；

步骤2-5，所述压力传感器(9)，将具有编码特征的电平信号上传给解码测试盒(10)进行信号处理转换，所述解码测试盒(10)再将转换后的信号上传给地面上位机(1)，所述地面上位机(1)对接收到的信号进行解码，得到旋转导向工具(6)上传的二进制形式的测量信息。

本发明提供的一种旋转导向工具通讯测试装置及方法具有以下优点：

本发明提供的一种旋转导向工具通讯测试装置及方法，在对旋转导向工具通讯可靠性进行测试时，不需要在实际井场进行实际泥浆循环测试，本发明通过变频器、电机、普通同步带轮、皮带和磁性同步带轮的信号传递来模拟泥浆进行信号传递的过程，从而实现向脉冲发生器传递具有编码特征的信号，实现下行信号通讯测试；通过脉冲发生器蘑菇头上移或回到原位的原理，模拟井口泥浆压力传输信号，实现上行信号通讯测试。因此，本发明可以使旋转导向工具通讯测试简单、高效、准确，大大降低了时间和成本。

附图说明

图1为现有技术提供的泥浆循环过程的原理图；

图2为本发明提供的一种旋转导向工具通讯测试装置的结构示意图；

图3为本发明提供的一种旋转导向工具通讯测试方法的流程示意图。

具体实施方式

为了使本发明所解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

本发明提供一种旋转导向工具通讯测试装置，参考图2，包括：地面上位机1、变频器2、电机3、普通同步带轮4、皮带5、磁性同步带轮7、脉冲发生器8、压力传感器9、解码测试盒10以及旋转导向工具6；

地面上位机1的输出端与变频器2的输入端连接；变频器2的输出端与电机3的输入端连接；电机3的输出轴固定安装普通同步带轮4；磁性同步带轮7套装在脉冲发生器8的壳体上，普通同步带轮4与磁性同步带轮7之间通过皮带5传动连接；因此，电机3转动时，通过皮带5带动磁性同步带轮7同步转动；而当磁性同步带轮7转动时，带动脉冲发生器8内部的第一磁铁总成同步转动。

具体实现上，磁性同步带轮7与脉冲发生器8内部的第一磁铁总成之间传动连接。具体的传动连接方式可以为磁同步连接方式，即：

脉冲发生器8可以将机械能转换为电能，脉冲发生器8内部的第一磁铁总成为N极和S极间隔安装的第一环形磁铁总成；磁性同步带轮7包括同轴设置的轮体7-1和第二环形磁铁总成7-2；轮体7-1和第二环形磁铁总成7-2之间固定连接；轮体7-1的外周面具有等间距轮齿，等间距轮齿用于套装皮带5；第二环形磁铁总成7-2为N极和S极间隔安装的磁铁总成；第二环形磁铁总成7-2位于轮体7-1的内侧；并且，第二环形磁铁总成7-2与第一环形磁铁总成同轴设置，第二环形磁铁总成7-2位于第一环形磁铁总成的外侧，第二环形磁铁总成7-2的外部可固定环形保护钢环，避免磁铁受到机械磨损。

当第二环形磁铁总成7-2在轮体7-1的带动下转动时，第二环形磁铁总成7-2和第一环形磁铁总成相同极性磁铁相互排斥，相反极性磁铁相互吸引，产生磁力联动和动态平衡，类似齿轮转动形式的联动，传递动力，进而实现第二环形磁铁总成7-2带动第一环形磁铁总成转动的效果。

脉冲发生器8内部具有电磁阀总成和发电机总成，脉冲发生器8的发电机总成的供电接口端与旋转导向工具6的用电接口端连接；旋转导向工具6的供电接口端通过线缆与脉冲发生器8的电磁阀总成的用电接口端连接，进而控制电磁阀总成的打开或关闭状态；脉冲发生器8的一端安装可滑动的蘑菇头8-1；电磁阀总成与蘑菇头8-1固定连接，电磁阀总成打开或关闭时，带动蘑菇头8-1上移或回到原位；蘑菇头8-1的前方固定安装压力传感器9；蘑菇头8-1上移时，按压压力传感器9；蘑菇头8-1回到原位时，离开压力传感器9；

压力传感器9的输出端连接到解码测试盒10的输入端，解码测试盒10的输出端连接到地面上位机1的输入端。

基于以上旋转导向工具通讯测试装置，其进行通讯测试方法，参考图3，包括以下步骤：

步骤1，地面上位机1通过以下方法向旋转导向工具6下发操作指令，实现地面上位机1和旋转导向工具6之间的下行信号通讯：

步骤1-1，地面上位机1产生需要下传的二进制编码形式的操作指令；

例如，地面上位机1下传操作指令，操作指令的编码格式为“同步头+数据”的二进制编码，其中，同步头为“FF AA FF AA FF”，一共五个字节，对应的二进制码为“1111111110101010 11111111 10101010 11111111”，数据为四十个字节。

步骤1-2，地面上位机1将二进制编码形式的操作指令下传给变频器2；例如，地面上位机1将二进制编码形式的操作指令通过USB串口下传给变频器2。

步骤1-3，变频器2接收二进制编码形式的操作指令，按照操作指令的各个二进制码值的排列顺序，根据二进制码值0或1，与低档输出频率和高档输出频率之间的对应关系，依次将每个二进制码值转化为对应的输出频率，从而将二进制编码形式的操作指令，转化为具有编码特征的输出频率，并将输出频率输出给电机3；

例如，变频器设置二进制码值“1”对应高档输出频率33.60Hz；二进制码值“0”对应低档输出频率26.88hz；当然，也可以设置二进制码值“0”对应高档输出频率33.60Hz；二进制码值“1”对应低档输出频率26.88hz，具体设置方式可根据实际应用灵活设置，本发明对此并不限制。

步骤1-4，电机3在具有编码特征的输出频率的作用下，进行相应的转动，包括：如果变频器2输出高档频率，则驱动电机3进行高速转动；如果变频器2输出低档频率，则驱动电机3进行低速转动；从而将具有编码特征的输出频率，转化为具有编码特征的电机转速；

例如，根据实际工况中泥浆流量，可以设置33.60Hz高频率对应电机转速为3500rpm；26.88hz低频率，对应电机转速为2800rpm。具体根据实际应用灵活设置，本发明对此并不限制。

步骤1-5，电机3转动时，通过普通同步带轮4、皮带5和磁性同步带轮7组成的传动装置，最终带动脉冲发生器8内部的第一环形磁铁总成进行同步转动；因此，电机3的具有编码特征的电机转速，转化为第一环形磁铁总成的具有编码特征的磁铁转速；

步骤1-6，第一环形磁铁总成转动时，使脉冲发生器8内部发电机总成产生高频率交流电或低频率交流电的电能，具体的，如果第一环形磁铁总成进行高速转动，则内部发电机产生高频率交流电的电能；如果第一环形磁铁总成进行低速转动，则内部发电机产生低频率交流电的电能，从而将第一环形磁铁总成的具有编码特征的转速机械能，转化为具有编码特征的电能，并将电能供给旋转导向工具6，向旋转导向工具6供电；因此，脉冲发生器8向旋转导向工具6供电的同时，供电电能频率即隐含编码信号。

步骤1-7，旋转导向工具6测量供电电压的电压频率，解码得到地面上位机1下传的操作指令，例如，高频率交流电对应二进制码值“1”，低频率交流电对应二进制码值“0”，从而实现解码操作。

因此，旋转导向工具6监测到操作指令的同步头数据，则得到同步头后面的有效数据指令，并将操作指令下传到旋转导向工具6执行机构，完成指令下传执行过程。

步骤2，旋转导向工具6通过以下方法向地面上位机1上传测量信息，实现旋转导向工具6和地面上位机1之间的上行信号通讯：

步骤2-1，旋转导向工具6将需要上传的二进制形式的测量信息，根据测量信息的二进制码值0或1，与高电平电信号或低电平电信号之间的对应规则，将其转化为具有编码特征的电平电信号，并将电平电信号作用于脉冲发生器8内部的电磁阀总成；

本步骤中，对应规则可以为：二进制码值0与高电平电信号对应，同时，二进制码值1与低电平电信号对应；或者，二进制码值1与高电平电信号对应，同时，二进制码值0与低电平电信号对应。具体设置方式根据实际需要灵活设置，本发明对此并不限制。

步骤2-2，脉冲发生器8内部的电磁阀总成，在电平电信号的作用下，进行对应的打开或关闭动作，从而将具有编码特征的电平电信号，转化为具有编码特征的电磁阀总成动作信号；

本步骤中，可以设置以下两种方式：第一种，高电平电信号与电磁阀总成打开动作对应，同时，低电平电信号与电磁阀总成关闭动作对应；第二种，低电平电信号与电磁阀总成打开动作对应，同时，高电平电信号与电磁阀总成关闭动作对应。具体设置方式根据实际需要灵活设置，本发明对此并不限制。

步骤2-3，脉冲发生器8内部的电磁阀总成进行对应的打开或关闭动作时，带动蘑菇头8-1上移或回到原位，从而将具有编码特征的电磁阀总成动作信号，转化为具有编码特征的蘑菇头位置信号；

本步骤中，可以设置以下两种方式：第一种，电磁阀总成打开动作与蘑菇头上移位置对应，同时，电磁阀总成关闭动作与蘑菇头回到原位位置对应；第二种，电磁阀总成关闭动作与蘑菇头上移位置对应，同时，电磁阀总成打开动作与蘑菇头回到原位位置对应。具体设置方式根据实际需要灵活设置，本发明对此并不限制。

步骤2-4，当蘑菇头8-1上移时，按压压力传感器9，从而使压力传感器9检测到压力信号并且输出对应电平信号；当蘑菇头8-1回到原位时，远离压力传感器9，从而使压力传感器9检测到压力信号为0，并且输出对应电平信号；因此，具有编码特征的蘑菇头位置信号，转化为压力传感器9的具有编码特征的电平信号；

本步骤中，可以设置以下两种方式：第一种，压力传感器9检测到压力信号时，输出高电平信号，同时，压力传感器9检测到压力信号为0时，输出低电平信号；第二种，压力传感器9检测到压力信号时，输出低电平信号，同时，压力传感器9检测到压力信号为0时，输出高电平信号。具体设置方式根据实际需要灵活设置，本发明对此并不限制。

步骤2-5，压力传感器9，将具有编码特征的电平信号上传给解码测试盒10进行信号处理转换，例如，解码测试盒10对压力传感器9上传的电平信号进行滤波、放大、电平转换等处理，然后，解码测试盒10再将转换后的信号上传给地面上位机1，地面上位机1对接收到的信号进行解码，得到旋转导向工具6上传的二进制形式的测量信息。地面上位机1对解码到的信息进行显示和数据存储。

通过以上过程，完成井上地面上位机和井下旋转导向工具的双向通讯。

由此可见，本发明提供的一种旋转导向工具通讯测试装置及方法，具有以下特点：

(1)当测试地面上位机和旋转导向工具之间下行通讯信号的测试时，通过变频器、电机、普通同步带轮、皮带和磁性同步带轮的信号传递来模拟泥浆进行信号传递的过程，从而实现向脉冲发生器传递具有编码特征的信号的效果；脉冲发生器再将转速信号，转化为具有编码特征的电能，提供给旋转导向工具，由此实现地面上位机和旋转导向工具之间下行通讯信号的测试。由于不需要在实际井场进行实际泥浆循环测试，因此，使旋转导向工具通讯测试简单、高效、准确，大大降低了时间和成本。

(2)旋转导向工具将需要传输的信号隐含于供电电能电平中，并依次通过脉冲发生器8的电磁阀总成的开关、蘑菇头上移或回到原位的位置信号以及压力传感器检测到的电平信号，实现上行信号的传递，在此过程中，通过脉冲发生器蘑菇头上移或回到原位的原理，模拟井口泥浆压力传输信号；通过磁性同步带轮模拟实际工作中脉冲发生器外围转子，从而模拟井下泥浆冲击转子过程，由此实现地面上位机和旋转导向工具之间上行通讯信号的测试。

因此，本发明由于不需要在实际井场进行实际泥浆循环测试，因此，使旋转导向工具通讯测试简单、高效、准确，大大降低了时间和成本。

本发明具有的有益效果是：

经实验验证，本实验装置用于旋转导向的地面模拟测试，可以完成以下任务：

(1)模拟井下工作状态中泥浆循环传递通讯信号的过程；

(2)通过地面上位机对传输指令进行编码，对解码测试盒信号进行解码，实现井上和井下信号双向传输，并且将数据在显示器上显示，实时监控，并对数据进行存储；

(3)通过磁性同步带轮驱动脉冲发生器，向旋转导向工具供电时，电能中隐含编码的传输信号；

(4)通过变频器改变电机转速，模拟泥浆流量变化；

(5)通过压力传感器检测蘑菇头产生的压力，并且通过解码测试盒进行信号处理。

本发明可以使地面上位机和旋转导向工具通讯测试变得简单、高效、准确，大大降低了时间和成本。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视本发明的保护范围。

Claims (4)

1.一种旋转导向工具通讯测试装置，其特征在于，包括：地面上位机(1)、变频器(2)、电机(3)、普通同步带轮(4)、皮带(5)、磁性同步带轮(7)、脉冲发生器(8)、压力传感器(9)、解码测试盒(10)以及旋转导向工具(6)；

所述地面上位机(1)的输出端与所述变频器(2)的输入端连接；所述变频器(2)的输出端与所述电机(3)的输入端连接；所述电机(3)的输出轴固定安装所述普通同步带轮(4)；所述磁性同步带轮(7)套装在所述脉冲发生器(8)的壳体上，所述普通同步带轮(4)与所述磁性同步带轮(7)之间通过所述皮带(5)传动连接；

所述脉冲发生器(8)内部具有电磁阀总成和发电机总成，所述脉冲发生器(8)的发电机总成的供电接口端与所述旋转导向工具(6)的用电接口端连接；所述旋转导向工具(6)的供电接口端通过线缆与所述脉冲发生器(8)的电磁阀总成的用电接口端连接，进而控制所述电磁阀总成的打开或关闭状态；所述脉冲发生器(8)的一端安装可滑动的蘑菇头(8-1)；所述电磁阀总成与所述蘑菇头(8-1)固定连接，所述电磁阀总成打开或关闭时，带动所述蘑菇头(8-1)上移或回到原位；所述蘑菇头(8-1)的前方固定安装所述压力传感器(9)；所述蘑菇头(8-1)上移时，按压所述压力传感器(9)；所述蘑菇头(8-1)回到原位时，离开所述压力传感器(9)；

所述压力传感器(9)的输出端连接到所述解码测试盒(10)的输入端，所述解码测试盒(10)的输出端连接到所述地面上位机(1)的输入端。

2.根据权利要求1所述的旋转导向工具通讯测试装置，其特征在于，所述磁性同步带轮(7)与所述脉冲发生器(8)内部的第一磁铁总成之间传动连接。

3.根据权利要求2所述的旋转导向工具通讯测试装置，其特征在于，所述脉冲发生器(8)内部的第一磁铁总成为N极和S极间隔安装的第一环形磁铁总成；所述磁性同步带轮(7)包括同轴设置的轮体(7-1)和第二环形磁铁总成(7-2)；所述轮体(7-1)和所述第二环形磁铁总成(7-2)之间固定连接；所述轮体(7-1)的外周面具有等间距轮齿，所述等间距轮齿用于套装所述皮带(5)；所述第二环形磁铁总成(7-2)为N极和S极间隔安装的磁铁总成；所述第二环形磁铁总成(7-2)位于所述轮体(7-1)的内侧；并且，所述第二环形磁铁总成(7-2)与所述第一环形磁铁总成同轴设置，所述第二环形磁铁总成(7-2)位于所述第一环形磁铁总成的外侧，当所述第二环形磁铁总成(7-2)在所述轮体(7-1)的带动下转动时，所述第二环形磁铁总成(7-2)和所述第一环形磁铁总成相同极性磁铁相互排斥，相反极性磁铁相互吸引，产生磁力联动和动态平衡，传递动力，进而实现所述第二环形磁铁总成(7-2)带动所述第一环形磁铁总成转动的效果。

4.一种权利要求1-3任一项所述的旋转导向工具通讯测试装置的通讯测试方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1，地面上位机(1)通过以下方法向旋转导向工具(6)下发操作指令，实现所述地面上位机(1)和所述旋转导向工具(6)之间的下行信号通讯：

步骤1-1，地面上位机(1)产生需要下传的二进制编码形式的操作指令；

步骤1-2，所述地面上位机(1)将所述二进制编码形式的操作指令下传给变频器(2)；

步骤1-3，所述变频器(2)接收所述二进制编码形式的操作指令，按照所述操作指令的各个二进制码值的排列顺序，根据二进制码值0或1，与低档输出频率和高档输出频率之间的对应关系，依次将每个二进制码值转化为对应的输出频率，从而将二进制编码形式的操作指令，转化为具有编码特征的输出频率，并将所述输出频率输出给电机(3)；

步骤1-4，所述电机(3)在具有编码特征的输出频率的作用下，进行相应的转动，包括：如果所述变频器(2)输出高档频率，则驱动所述电机(3)进行高速转动；如果所述变频器(2)输出低档频率，则驱动所述电机(3)进行低速转动；从而将具有编码特征的输出频率，转化为具有编码特征的电机转速；

步骤1-5，所述电机(3)转动时，通过普通同步带轮(4)、皮带(5)和磁性同步带轮(7)组成的传动装置，最终带动脉冲发生器(8)内部的第一环形磁铁总成进行同步转动；因此，所述电机(3)的具有编码特征的电机转速，转化为所述第一环形磁铁总成的具有编码特征的磁铁转速；

步骤1-6，所述第一环形磁铁总成转动时，使所述脉冲发生器(8)内部发电机总成产生高频率交流电或低频率交流电的电能，具体的，如果所述第一环形磁铁总成进行高速转动，则内部发电机产生高频率交流电的电能；如果第一环形磁铁总成进行低速转动，则内部发电机产生低频率交流电的电能，从而将第一环形磁铁总成的具有编码特征的转速机械能，转化为具有编码特征的电能，并将电能供给旋转导向工具(6)，向旋转导向工具(6)供电；

步骤1-7，所述旋转导向工具(6)测量供电电压的电压频率，解码得到地面上位机(1)下传的操作指令；

步骤2，旋转导向工具(6)通过以下方法向地面上位机(1)上传测量信息，实现所述旋转导向工具(6)和所述地面上位机(1)之间的上行信号通讯：

步骤2-1，旋转导向工具(6)将需要上传的二进制形式的测量信息，根据测量信息的二进制码值0或1，与高电平电信号或低电平电信号之间的对应规则，将其转化为具有编码特征的电平电信号，并将所述电平电信号作用于脉冲发生器(8)内部的电磁阀总成；

步骤2-2，所述脉冲发生器(8)内部的电磁阀总成，在所述电平电信号的作用下，进行对应的打开或关闭动作，从而将具有编码特征的电平电信号，转化为具有编码特征的电磁阀总成动作信号；

步骤2-3，所述脉冲发生器(8)内部的电磁阀总成进行对应的打开或关闭动作时，带动蘑菇头(8-1)上移或回到原位，从而将具有编码特征的电磁阀总成动作信号，转化为具有编码特征的蘑菇头位置信号；

步骤2-4，当所述蘑菇头(8-1)上移时，按压压力传感器(9)，从而使压力传感器(9)检测到压力信号并且输出对应电平信号；当所述蘑菇头(8-1)回到原位时，远离所述压力传感器(9)，从而使压力传感器(9)检测到压力信号为0，并且输出对应电平信号；因此，具有编码特征的蘑菇头位置信号，转化为压力传感器(9)的具有编码特征的电平信号；

步骤2-5，所述压力传感器(9)，将具有编码特征的电平信号上传给解码测试盒(10)进行信号处理转换，所述解码测试盒(10)再将转换后的信号上传给地面上位机(1)，所述地面上位机(1)对接收到的信号进行解码，得到旋转导向工具(6)上传的二进制形式的测量信息。

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