CN117957714A - 多件式波纹波导 - Google Patents

Abstract

一种装置包含管件，所述管件包含内表面、内径和长度。所述装置还包含线圈弹簧。所述线圈弹簧包含外表面、外径和沿着所述线圈弹簧的长度布置的多个线圈元件。所述线圈弹簧可定位在所述管件内，并且所述线圈弹簧的所述外径可小于所述管件的所述内径。所述线圈弹簧可形成波导。本文还描述了相关的制造方法和系统。

Description

多件式波纹波导

相关申请的交叉引用

本申请根据35U.S.C.§119要求2021年7月6日提交的美国专利申请序列第17/367,800号、标题为“多件式波纹波导(MULTI-PIECE CORRUGATED WAVEGUID)”的优先权。其全部内容在此通过引用整体明确地并入本文。

技术领域

本文描述的主题涉及用于传输电磁波的波导。

背景技术

波导是通过将能量传输限制于一个方向来以最小的能量损失引导波(如电磁波或声音)的结构。波导可用于非常规钻凿技术，如热钻凿和/或毫米波钻凿，以形成井的钻孔。波导可用于将电磁波传输到钻孔中，以便能够在比传统旋转钻凿更深的地下深度进行钻凿。波导中可包含特定的内部特征，如波纹槽，并且可增强提供到钻孔中的电磁波的传输效率。在单一长度的管件中形成和部署波纹波导可能花费高，需要专门的材料和设备，并且易于产生制造误差，这可能导致库存浪费、井的运行停机以及电磁能的低效传输。

发明内容

在一方面，提供一种装置。在一个实施例中，装置可包含管件，所述管件包含内表面、内径和长度。装置还可包含线圈弹簧。线圈弹簧可包含外表面、外径和沿着所述线圈弹簧的长度布置的多个线圈元件。线圈弹簧可定位在管件内，并且所述线圈弹簧的外径可小于管件的内径。

在另一个实施例中，间隙可限定在线圈弹簧的外表面与管件的内表面之间。在另一个实施例中，线圈弹簧可形成波导。在另一个实施例中，线圈弹簧的内表面可包含导电材料。在另一个实施例中，线圈弹簧可包含铜、金、银或铂的涂层。在另一个实施例中，装置还可包含在管件与线圈弹簧之间的绝缘层。在另一个实施例中，线圈弹簧的外表面可包含介电材料。

在另一个实施例中，多个线圈元件中的至少一个线圈元件可通过所述至少一个线圈元件相对于线圈弹簧的圆周的一个完整匝来限定。在另一个实施例中，多个线圈元件中的至少一个线圈元件可包含基部和从所述基部延伸的突出部，所述突出部包含梯形截面形状、圆形截面形状、方形截面形状、矩形截面形状或正弦曲线截面形状中的一种。在另一个实施例中，多个线圈元件可沿着所述多个线圈元件的长度包含梯形截面形状、圆形截面形状、截面矩形形状、截面椭圆形形状或锥形形状中的一种。

在另一个实施例中，线圈弹簧可包含铜线材和/或铝线材。在另一个实施例中，管件可包含碳钢管件。在另一个实施例中，多个线圈弹簧可定位在管件内。在另一个实施例中，多个线圈弹簧中的第一线圈弹簧和第二线圈弹簧可通过定位在管件内的联接弹簧而联接。在另一个实施例中，联接弹簧的第一端可附接到第一线圈弹簧的第一端，并且联接弹簧的第二端可附接到第二线圈弹簧的第二端，联接弹簧可被构造成由于第一线圈弹簧和/或第二线圈弹簧的热膨胀而减少第一线圈弹簧和第二线圈弹簧相对于彼此的轴向行程量。

在另一个实施例中，线圈弹簧和/或多个线圈元件中的每个线圈元件的截面轮廓的尺寸可设计成传播电磁波。在另一个实施例中，线圈弹簧和线圈弹簧的截面轮廓的尺寸可设计成以HE11模式传播电磁波。在另一个实施例中，管件的长度可大于1米。在另一个实施例中，管件的长度可大于5米。在另一个实施例中，管件的长度可大于9米。

在另一个实施例中，多个线圈元件的尺寸可设计成包含在多个线圈元件的两个或更多个线圈元件之间的空间，空间的尺寸可设计成是通过波导组件注入到井的钻孔中的电磁波的波长的1/6。在另一个实施例中，多个线圈元件的尺寸可设计成包含在多个线圈元件的两个或更多个线圈元件之间的节距，节距的尺寸可设计成是通过波导组件注入到井的钻孔中的电磁波的波长的1/3。在另一个实施例中，多个线圈元件的尺寸可设计成包含以下所述的宽度，所述宽度的尺寸设计成小于通过波导组件注入到井的钻孔中的电磁波的波长。

在另一个实施例中，管件内的线圈弹簧可形成螺旋槽。在另一个实施例中，螺旋槽可被构造成传播电磁波。在另一个实施例中，螺旋槽可被构造成以HE11模式、横电模式、横磁模式或横电模式与横磁模式的组合来传播电磁波。在另一个实施例中，管件可以是锥形管件，并且线圈弹簧可以是锥形线圈弹簧。在另一个实施例中，管件可以是弯管件。在另一个实施例中，管件和线圈弹簧可以被包含在壳体中并且被构造成在壳体内延伸或缩回。

在另一方面，提供一种方法。在一个实施例中，方法可包含将包含截面轮廓的线材挤出。方法还可包含将线材形成为线圈弹簧，线圈弹簧具有外径和沿着线圈弹簧的长度布置的多个线圈元件。方法可进一步包含将线圈弹簧插入到具有比线圈弹簧的外径大的内径的管件中，管件可以具有线圈弹簧在管件内延伸所沿着的长度。

在另一个实施例中，方法可包含用导电材料涂覆线材。方法还可包含用导电材料涂覆线圈弹簧。方法可进一步包含用绝缘材料涂覆管件的内表面。在另一个实施例中，导电材料可包含铜、银或金中的一种或多种。在另一个实施例中，当线圈弹簧被插入到管件中时，间隙可形成在管件的内表面与线圈弹簧的外表面之间。

在另一个实施例中，方法可进一步包含在管件的内表面上形成通道，通道可沿着管件的长度轴向延伸。在另一个实施例中，线材的截面轮廓可包含基部和从基部延伸的突出部，突出部可包含梯形轮廓、圆形轮廓、方形轮廓、矩形轮廓或正弦曲线轮廓中的一种。在另一个实施例中，将线材形成为线圈弹簧可包含将线材缠绕在心轴上，使得多个线圈元件中的每个线圈元件的形状可与心轴沿着线圈弹簧长度的至少一部分的截面形状对应。在另一个实施例中，心轴的截面形状可包含梯形形状、圆形形状、矩形形状、椭圆形形状或锥形形状中的至少一种。

在另一个实施例中，线材可以是铜线材或铝线材。在另一个实施例中，方法可进一步包含形成多个线圈弹簧并将多个线圈弹簧插入到管件中。

在另一方面，提供一种装置。在一个实施例中，装置可包含外管件。外管件可具有内表面、内径和长度。装置还可包含内管件。内管件可具有内表面、外表面、外径以及形成在内表面上并沿着内管件的长度延伸的螺旋形槽。内管件可定位在外管件内，并且内管件的外径可小于外管件的内径。

在另一个实施例中，间隙可限定在内管件的外表面与外管件的内表面之间。在另一个实施例中，螺旋形槽可形成波导。在另一个实施例中，内管件的内表面和/或螺旋形槽可包含导电材料。在另一个实施例中，装置可进一步包含在外管件与内管件之间的绝缘层。在另一个实施例中，内管件的外表面可包含介电材料。在另一个实施例中，螺旋形槽可被构造成传播毫米电磁波。在另一个实施例中，螺旋形槽可被构造成以HE11模式传播毫米电磁波。

在另一方面，提供一种系统。在一个实施例中，系统可包含波导组件。波导组件可包含管件。管件可包含内表面、内径和长度。波导组件还可包含线圈弹簧。线圈弹簧可包含外表面、外径和沿着所述线圈弹簧的长度布置的多个线圈元件。线圈弹簧可定位在管件内，并且线圈弹簧的外径小于管件的内径。系统还可包含毫米波钻凿装置。毫米波钻凿装置可包含回旋管，所述回旋管被构造成通过波导组件将毫米波辐射能量注入到井的钻孔中。

在另一个实施例中，系统可包含地下的多个波导组件，用于引导毫米波辐射能量以钻凿钻孔的一部分或从钻孔中移除材料。在另一个实施例中，多个线圈弹簧可以在一个或多个管件内堆叠到井的表面下方15km的距离。

在另一方面，提供一种方法。在一个实施例中，方法可包含在金属原料片材的第一侧上形成多个波纹特征。片材可包含第一边缘和第二边缘。方法还可包含将金属原料片材形成为第一管件。方法还可包含将第一边缘和第二边缘焊接在一起以密封第一管件。密封的第一管件可形成波纹波导。

在另一个实施例中，方法可包含将密封的第一管件插入到第二管件中以形成多件式波纹波导。

在另一方面，提供一种方法。在一个实施例中，方法可包含接收具有第一表面、第一边缘和第二边缘的金属原料片材。方法还可包含在金属原料片材的第一表面顶上接收波纹元件。波纹元件可包含多个波纹特征。方法可进一步包含将金属原料片材形成为第一管件，第一管件将波纹元件容纳在第一管件内。方法还可包含将第一边缘和第二边缘焊接在一起以密封第一管件。密封的第一管件可形成多件式波纹波导。

在另一个实施例中，波纹元件是线圈弹簧。在另一个实施例中，波纹元件是第二管件，所述第二管件包含形成在所述第二管件的内表面上的多个波纹特征。

附图说明

根据以下结合附图进行的详细描述，将更容易理解这些和其他特征，其中：

图1是图示如本文描述的包含多件式波纹波导的毫米波钻凿系统的示例性实施例的图；

图2是图示如本文描述的包含用于低损耗传输毫米波辐射的波导的钻孔的截面视图的图；

图3是图示如本文描述的用于形成多件式波纹波导的方法的一个示例性实施例的流程图；

图4是图示如本文描述的用于涂覆多件式波纹波导的部分的方法的一个示例性实施例的流程图；

图5是图示如本文描述的多件式波纹波导的示例性实施例的截面视图的图；

图6是图示如本文描述的多件式波纹波导的示例性实施例的截面视图的图，所述多件式波纹波导包含在多件式波纹波导的线圈弹簧的外表面上的介电材料和/或热绝缘材料；

图7是图示如本文描述的多件式波纹波导的示例性实施例的截面视图的图，所述多件式波纹波导包含在管件与多件式波纹波导的线圈弹簧之间的绝缘层；

图8是图示如本文描述的多件式波纹波导的示例性实施例的截面视图的图，所述多件式波纹波导包含在多件式波纹波导的管件的内表面上的介电材料和/或热绝缘材料；

图9是图示如本文描述的包含内管件的多件式波纹波导的示例性实施例的截面视图的图，所述内管件具有形成在所述内管件的内表面上的螺旋槽；

图10是图示如本文描述的包含内管件的多件式波纹波导的示例性实施例的截面视图的图，所述内管件具有螺旋槽和在所述多件式波纹波导的所述内管件的外表面上的介电材料；

图11是图示如本文描述的包含内管件的多件式波纹波导的示例性实施例的截面视图的图，所述内管件具有螺旋槽和在管件与所述多件式波纹波导的线圈弹簧之间的绝缘层；

图12是图示如本文描述的包含锥形管件和锥形线圈弹簧的多件式波纹波导的示例性实施例的截面视图的图；

图13是图示如本文描述的包含弯管件的多件式波纹波导的示例性实施例的截面视图的图；

图14A至14B是图示如本文描述的包含壳体的多件式波纹波导的示例性实施例的截面视图的图，管件和线圈弹簧可从所述壳体延伸；

图15是图示如本文描述的制造用于在多件式波纹波导中使用的线圈管材产品的示例性实施例的图。

图16是图示如本文描述的制造包含线圈管材产品的多件式波纹波导的示例性实施例的图。

图17A至17G是图示如本文描述的多件式波纹波导中所包含的线圈弹簧的示例性实施例的图；

图18A至18E是图示如本文描述的多件式引导件中所包含的多个线圈单元的截面形状的示例性实施例的图；

图19A是图示如本文描述的多件式波纹波导的线圈元件的突出部的方形截面轮廓的示例性实施例的图；

图19B是图示如本文描述的多个线圈元件的示例性实施例的图，每个线圈元件包含突出部的方形截面轮廓；

图20A是图示如本文描述的多件式波纹波导的线圈元件的突出部的梯形截面轮廓的示例性实施例的图；

图20B是图示如本文描述的多个线圈元件的示例性实施例的图，每个线圈元件包含突出部的梯形截面轮廓；

图21A是图示如本文描述的多件式波纹波导的线圈元件的突出部的梯形截面轮廓的另一个示例性实施例的图；

图21B是图示如本文描述的多个线圈元件的另一个示例性实施例的图，每个线圈元件包含突出部的梯形截面轮廓；

图22A是图示如本文描述的多件式波纹波导的线圈元件的突出部的矩形截面轮廓的示例性实施例的图；

图22B是图示如本文描述的多个线圈元件的示例性实施例的图，每个线圈元件包含突出部的矩形截面轮廓；

图23A是图示如本文描述的多件式波纹波导的线圈元件的突出部的圆形截面轮廓的示例性实施例的图；

图23B是图示如本文描述的多个线圈元件的示例性实施例的图，每个线圈元件包含突出部的圆形截面轮廓；

图24A是图示如本文描述的多件式波纹波导的线圈元件的突出部的正弦曲线截面轮廓的示例性实施例的图；

图24B是图示如本文描述的多个线圈元件的示例性实施例的图，每个线圈元件包含突出部的正弦曲线截面轮廓；

图25A是图示如本文描述的包含多个截面轮廓的线圈元件的突出部的示例性实施例的图；

图25B是图示如本文描述的多个线圈元件的示例性实施例的图，每个线圈元件包含具有多个截面轮廓的突出部；

图26A至26C是图示如本文描述的由两(2)个嵌套线圈弹簧形成的多件式波纹波导的示例性实施例的图；以及

图27是示出图26C的多件式波纹波导的示例性实施例的图。

应注意，图式未必按比例绘制。图式仅旨在描绘本文所公开的主题的典型方面，且因此不应被视为限制本公开的范围。

具体实施方式

波导是通过将能量传输限制于一个方向来以最小的能量损失引导波(如电磁波或声音)的结构。例如，在毫米波钻凿操作中，可以采用波导来有效地将电磁波传送到形成井所需的深度。用于形成波导的设计和材料会影响以特定传输模式传输的电磁波的传输效率。例如，射频(RF)波可以使用包含一系列波纹特征的波导长距离传输。波纹特征可包含能在管件的长度内延伸的重复凸形形状或槽的图案。可以将波纹特征的图案(例如，凸形形状、槽等)成形为帮助电磁波的传播，并且可以根据波导被设计用于有效传播的波的特性(例如，频率)来设计尺寸。通常，波纹波导可包含能改进波导的传输效率的介电或导电涂层。

形成波纹波导的一些现有方法包含对管件的内表面进行机械加工、旋转切割、攻丝或钻孔以形成波纹特征。也可以将环件的堆叠构造在管件内以形成波纹特征。但是这些方法对于长波导长度可能难以执行，并且因此可能导致波纹特征的尺寸误差。这些误差会降低波导的传输效率。

另外，使用一些现有方法形成具有较长长度的波导会留下残余材料，如切边、毛刺等，这也会降低波导的传输效率。而且，一些现有的方法不适用于随后对较长长度的管件进行机械加工以校正波纹特征的缺陷。因此，使用一些传统方法在长管件中形成的波导维修和更换成本可能很高。而且，例如用导电涂层涂覆较长长度的管件的内表面(以及其中的波纹特征)可能是具有挑战性的、昂贵且劳动密集的。

本文描述的多件式波纹波导可用于传输电磁波的各种工业和应用中，如石油和天然气生产工业、核能、聚变反应堆、钻凿和采矿作业以及声音或音频应用。与购买具有通过传统制造方法而形成的构造波纹特征的长波纹波导相比，多件式波纹波导的设计和制造方法可以为任何工业或应用提供更便宜的替代方案。因此，本主题的一些实现方式可包含由布置在管件内的线圈弹簧形成的多件式波纹波导。线圈弹簧可以成形为提供波导的波纹特征，而管件可以提供结构支撑。通过利用管件内部的线圈弹簧作为波导，可以生产更长长度的波导，而不会产生由形成波导的一些现有方法所引入的波纹特征尺寸误差。而且，通过减少波纹特征的尺寸误差，波导可以更有效地传播电磁波(例如，毫米波)，从而得到改进的波导。

在一些实施例中，多件式波纹波导可以被构造为在井形成期间用于毫米波钻凿。在一些实现方式中，线圈弹簧和管件的内表面可以涂覆有例如导电涂层。本文描述的多件式波纹波导的一些实现方式的传输效率也可以通过设计线圈弹簧的尺寸特征来改进，如与特定传输模式相关的线圈弹簧的宽度、深度和节距。本文描述的多件式波纹波导的一些实现方式可以以各种传输模式提供对电磁波的有效传输。

本文描述的多件式波纹波导的一些实现方式可以通过组装多个单独的部件来形成。在一些实现方式中，与在单个长管件件内加工波纹特征的现有方法相比，每个单独的部件可以以更高的精度形成。单独形成部件可以确保波纹特征已形成有高效且依赖于频率的电磁波传输所需的期望特性。而且，单独制造本文描述的多件式波纹波导的一些实现方式的部件可以减少操作和维护成本，因为与机械加工固定长度的管件相比，可以在更大的管件长度范围内将线圈弹簧和管件组装在一起。

在一些实现方式中，由于线圈弹簧可以容易地在管件内移除和更换，因此可以减少维修和更换成本。相比之下，现有方法的维修和更换成本可能更高，因为重新机械加工较长长度的管件可能需要专门的设备和长时间的停机。另外，对管件进行多次重新机械加工会导致剩余材料不足以再形成所需的波导波纹特征。

图1是图示包含示例性多件式波纹波导108的毫米波钻凿(MMWD)系统100的示例性实施例的图。图1中所示的MMWD系统100包含回旋管102，所述回旋管通过动力电缆104连接到向回旋管102供电的电源106。回旋管102输出的高功率毫米波束由波导108来引导，如本文描述的多件式波纹波导。波导108可包含波导弯曲部118、窗口120、具有用于废气排放和压力控制的开口128的波导部分126。波导的一部分位于地面130以下，以帮助对钻孔进行密封。

作为波导108传输线的一部分，存在用于防止反射功率返回回旋管102的隔离器110和用于诊断通路112的接口。诊断通路通过低功率波导114连接到诊断电子设备和数据采集116。在窗口120处，存在通过管道124连接到窗口的加压气体供应单元122，以将清洁气体流注入穿过窗口内表面，从而防止窗口沉积。第二加压单元136通过管道132连接到波导开口128，以帮助控制钻孔148中的压力，并根据需要引入和移除钻孔气体。窗口气体注入单元122可以在相对于钻孔压力单元136稍高的压力下操作，以维持气体流穿过窗口表面。钻孔加压管道132中的支管线134可以连接到减压阀138，以允许挥发的钻孔材料和窗口气体通过气体分析监测单元140排出，接着通过气体过滤器142和排气管144进入大气146。在一些实施例中，排气管144可以将气体返回到加压单元136以供重复使用。

钻孔中的压力可以部分或全部由于熔化的地下物质部分挥发而增加。在毫米波功率和气体压力的组合作用下，钻孔148端部处的热熔体前沿152可以传播到地下地层中，留下陶瓷(例如，玻璃质)钻孔壁150。此壁可以用作介电波导，以将毫米波束传输到热前沿152。

图2是图示包含多件式波纹波导的示例性钻孔的截面视图的图，所述多件式波纹波导可被构造用于低损耗传输毫米波辐射。图2提供了更为细节的MMWD的视图，并且与Woskov等人、标题为“毫米波钻凿系统(Millimeter-wave Drilling System)”的美国专利第8,393,410号中所描述的相对应。具有环空205、玻璃质/陶瓷壁210和渗透玻璃215的钻孔200具有插入用于改进毫米波束传播效率的波导组件220。在一些实施例中，波导组件可包含多件式波纹波导，如本文将描述的。在一些实施例中，可以将多个波导组件插入到钻孔中。例如，多个波导组件可以彼此堆叠到井的表面下方1km、5km、10km或更远的距离。

如图2所示，波导组件220的直径可小于钻孔直径，以形成用于排气/采掘的环形间隙225。多件式波纹波导220的前缘与钻孔的热熔体前沿235的相隔距离230足够远，以允许发射的毫米波光束发散240利用所引导的毫米波光束填充245介电钻孔200。相隔距离230足够远，还以便为了可生存性而使波导组件220处的温度保持足够低。插入的波导组件220还用作来自表面的加压气流250的导管。此气流使波导保持清洁，并有助于从钻孔中采掘/移动岩石材料。来自表面的气流250与岩石材料的挥发出的气体260混合255，以通过环形空间225将冷凝的岩石蒸汽携带到表面。排出气流265足够大，以限制挥发的岩石细颗粒的尺寸，并将它们一直携带到表面。

图3是图示如本文描述的用于形成多件式波纹波导的方法的一个示例性实施例的流程图。在305，可以将包含截面轮廓的线材挤出。挤出或滚轧形成线材以形成线圈弹簧(例如，本文描述的波导的波纹特征)能有利地改进所制造的波导的质量，因为与可以在波导的内表面上机械加工、攻丝或以其它方式钻掘波纹槽的传统方法相比，挤出不太可能在波导内留下毛刺或加工材料。线材可以由任何标准金属或非金属材料制成。在一些实施例中，线材可包含金属线材或其它导电材料，如铜线材、铝线材或铜铬锆合金线材。挤出可以形成线材的截面轮廓。截面轮廓可包含基部和从基部延伸的突出部，如图所示和参照图19至25所描述的。

基部和突出部可包含可以成形为各种几何形状和尺寸的轮廓。例如，在一些实施例中，突出部的轮廓可包含梯形轮廓、圆形轮廓、方形轮廓、矩形轮廓或正弦曲线轮廓。在一些实施例中，基部可包含矩形轮廓或弯曲轮廓。可以是其它轮廓形状。

突出部可包含能与传输通过本文描述的多件式波纹波导的电磁波的模式和/或频率相对应的宽度和深度。例如，突出部的宽度和深度可以形成为与电磁波(如HE11模式或任何其它低衰减模式下的毫米波和微波)的最佳传输相对应。

波纹波导的突出部的宽度和深度可以相对于传输通过波导的波的频率来构造。例如，为了HE11模式下的最佳传输，波纹的宽度可小于波长的六分之一，波纹的深度可以大约是束波长的四分之一。对于其它传播模式，波纹可以采用不同的几何特征。

在310，线材可以形成为线圈弹簧，线圈弹簧具有外径和沿着线圈弹簧的长度布置的多个线圈元件。在一些实施例中，线圈弹簧可以通过将线材缠绕于模型如心轴而将线材形成为线圈弹簧来形成。这样，线圈弹簧的截面形状(例如，从与沿着线圈弹簧长度延伸的轴线平行的角度观察线圈弹簧时观察到的形状)和线圈弹簧的每个线圈元件的形状可以与心轴的截面形状(例如，从与沿着心轴长度延伸的轴线平行的角度观察心轴时观察到的形状)相对应。心轴的截面形状(以及进而线圈元件、多个线圈元件和线圈弹簧的截面形状)可包含梯形形状、圆形形状、矩形形状、方形形状或椭圆形形状，例如，如图18A至18E所示。可以是其它形状。

在一些实施例中，线圈弹簧可以是锥形线圈弹簧，其可以使用锥形心轴来形成。在一些实施例中，多个线圈元件以及进而线圈弹簧的截面形状可以沿着多个线圈元件和/或线圈弹簧的长度而变化。在一些实施例中，线圈弹簧可包含沿着线圈弹簧长度的多种截面轮廓。

线圈弹簧的线圈元件可以与围绕心轴的单匝线材相对应。每个线圈元件可以具有圆周和直径。每个线圈元件的直径可以与线圈弹簧和形成线圈弹簧的多个线圈元件的直径相对应。如参照图17A所示，多个线圈元件可包含限定在两个线圈弹簧的中心之间的节距。节距可与传输通过本文描述的多件式波纹波导的电磁波的模式和/或频率相对应。另外，线圈元件可包含突出部。突出部可以形成有与例如在HE11模式下毫米波的最佳传输相对应的宽度和深度。在图19至25中示出并参照其描述了图示突出部的宽度和深度的线圈元件的轮廓。

在一些实施例中，线圈弹簧可以形成为压缩弹簧或拉伸弹簧。根据所需的线圈元件之间的节距，使用压缩弹簧(例如，如图17A所示线圈元件之间具有较大节距的线圈弹簧)而不是拉伸弹簧(例如，如图17B所示线圈元件之间具有较小节距的线圈弹簧)可能是有利的。在一些实施例中，可以以参照操作310所描述的方式来形成多个线圈弹簧。在一些实施例中，线圈弹簧可以形成为在线圈弹簧的每个端部包含附接点，使得多个线圈弹簧可以连接或接合在一起，如图17B和17C所示。例如，附接点可包含在线圈弹簧的每个端部处构造的半圆形附接点。一个线圈弹簧的一个端部处的半圆形附接点可以与另一相邻线圈弹簧的一个端部处的半圆形附接点联接。

在315，可以将线圈弹簧插入到管件中。管件可以为线圈弹簧提供结构刚性，并且可以被设计成提供气密或液密(例如，加压)密封。在一些实施例中，管件可以是连续管件、线圈管材产品或管道管材产品。在一些实施例中，管件可以是气体注射器或泵出设备。管件可以具有能比线圈弹簧的外径大的内径。管件可以具有长度，线圈可以沿着所述长度在管件内延伸。当被插入到管件中时，线圈弹簧可以在管件内形成多个波纹特征，如图5至8、图12至13和14A至14B中所图示的。波纹特征可以使线圈弹簧和管件能以各种传输模式(如HE11模式)有效地将电磁波传输从中通过。波纹特征可以是因将线材挤出为具有特定截面轮廓和节距而进一步限定的，使得通过管件内的线圈弹簧和多个线圈元件的截面轮廓来实现传输效率。在一些实施例中，管件可以由金属或非金属材料形成。在一些实施例中，管件可以由碳钢、不锈钢、因康镍合金(Inconel)、钛合金、钼合金、钨合金、铜合金、铝合金或铜铬锆形成。在一些实施例中，可以将多个线圈弹簧插入到管件中。

在另一个实施例中，当线圈弹簧被插入到管件中时，间隙可形成在管件的内表面与线圈弹簧的外表面之间，如图5至8以及图12至13中所图示的。由于电磁波通过管件和线圈弹簧传输期间的热膨胀，间隙可以使线圈弹簧材料发生变化。间隙允许气体从表面向下流到钻孔底部，同时允许线圈弹簧内侧和外侧的波纹冷却，这是传统波导管道无法实现的。管件可用作可以通过线圈弹簧泄漏到环境中的任何电磁波的附加屏障。在一些实施例中，通道可以形成于管件的内表面并且可以使气体从将成为钻孔底部的表面流动。在一些实施例中，通道可以沿着管件的长度轴向延伸。

图4是图示如本文描述的用于涂覆多件式波纹波导的部分的方法400的一个示例性实施例的流程图。涂覆或浸涂本文描述的多件式波纹波导的部分可以提高所传输的电磁波的传输效率，并且可以帮助管理多件式波纹波导内的热状况。与对已经钻孔或机械加工以在长管件内形成波纹波导特征的长管件内表面进行涂覆的传统方法相比，对本文描述的多件式波纹波导的部分进行涂覆可能更容易，因为线圈弹簧和管件可以分开形成并且可以分开进行涂覆。另外，使用本文描述的较短长度线圈弹簧还可以使得在插入到管件中之前更容易施用涂层材料。

在405，可以用导电材料对线材进行涂覆。在一些实施例中，可以用导电材料如铜、银、铂或金对线材进行涂覆。涂覆工艺可包含气相沉积、化学或电化学涂覆、喷涂、辊涂、浸涂、施用薄膜等。在一些实施例中，可以用介电材料对线材进行涂覆。

在410，可利用导电材料对线圈弹簧进行涂覆。在一些实施例中，线圈弹簧的外径可以涂覆有导电材料，如图17B所示。在一些实施例中，线圈弹簧可涂覆有导电材料，如铜、银、铂或金。在一些实施例中，线圈弹簧可涂覆有介电材料。涂覆工艺可包含气相沉积、化学或电化学涂覆、喷涂、辊涂、浸涂、施用薄膜等。

在415，可利用绝缘材料对管件的内表面进行涂覆。例如，如图8所示，管件的内表面可涂覆有介电材料。绝缘材料可以是热绝缘的，并且可以用在管件的内表面与线圈弹簧的外表面之间，以将井筒环空205中的热量与线圈弹簧分开。这样可以允许来自表面的吹扫气体一直向下到钻孔的底部对线圈弹簧进行冷却，而不会由于与管件的内表面(其与通过环空205上升的热气体接触)的相互作用而损失冷却能力。在一些实施例中，绝缘材料可包含玻璃纤维、开孔泡沫、闭孔泡沫、聚苯乙烯、陶瓷纤维、碳复合材料、二氧化硅纤维、岩棉等。

虽然本文参照钻凿操作对多件式波纹波导进行了描述，但是本文中的多件式波纹波导的实施例可以部署在各种其它构造中用于传输电磁波。虽然钻凿操作可能需要将MCG插入到地面并且可能使气体在MCG中或在MCG周围流动，但是此处描述的MCG的实施例的其它应用可以使用在地上的MCG的固定布置来进行。例如，在核能或声音传输应用中，MCG可以被构造在地上的表面上，并相对于要传输电磁波的目标进行定位。

图5是图示如本文描述的多件式波纹波导500的示例性实施例的截面视图的图。本文描述的多件式波纹波导(MCG)的一些实现方式可以根据参照图3和4描述的方法300和400来形成。本文描述的示例性MCG可以被构造用于在参照图1描述的系统100内操作，并且用于参照图2所描述的钻孔200中的部署。

如图5所示，MCG 500可以被部署到正在进行井或其它地下钻凿操作的表面510处的钻孔505中。MCG 500可以将电磁能量515如RF波传送到钻孔505中。MCG 500可包含管件520和定位在管件520内的线圈弹簧525。管件520可包含内表面、外表面、限定在相对的内表面之间的内径、限定在相对的外表面之间的外径以及限定在管件520的第一端与管件520的第二端之间的长度。在一些实施例中，管件520的长度可以大于一米、大于5米或大于9米。在管件包含连续管件、线圈管材产品或管道管材产品的实施例中，管件520的长度可以大于10km。当形成钻孔时，可以部署10s和100s的管件520以达到形成井所需的足够深度。

线圈弹簧525可包含沿着管件520的长度布置的多个线圈元件530，并且可以形成波导。多个线圈元件530可包含两个或更多个线圈元件535。线圈弹簧525可包含与管件520的内表面接口的外表面以及限定在线圈弹簧525的相对的外表面之间的外径。线圈弹簧525的外径可小于管件520的内径。

如图5所示，间隙540可限定在线圈弹簧525的外表面与管件520的内表面之间。间隙能够使线圈弹簧525在电磁波传输通过MCG 500期间由于线圈弹簧525的热膨胀而在管件520内膨胀。间隙540还可以允许气体经过表面到达钻孔的底部。另外，第二间隙545可以限定在管件520的外表面与钻孔505的壁之间。

在一些实施例中，线圈弹簧525以及线圈元件535中每一个的截面轮廓的尺寸可以设计成将电磁波传播通过MCG 500。例如，可以形成线圈弹簧525和线圈元件535的截面轮廓并将尺寸设计成以低衰减传播毫米电磁波。线圈弹簧525和线圈元件535的截面轮廓的尺寸可设计成以一种或多种传输模式传输电磁波。例如，线圈弹簧525和线圈元件535的截面轮廓的尺寸可设计成以HE11模式传输毫米电磁波。

在一些实施例中，线圈弹簧525和线圈元件535的截面轮廓的尺寸可基于所传输的电磁波的波长和/或频率来设计。

如图5所示，线圈弹簧525可形成螺旋槽550。在一些实现方式中，螺旋槽550可沿着线圈弹簧525的长度在线圈弹簧525的内表面上连续延伸。螺旋槽550可以由每个线圈元件535的相对突出部形成。在一些实施例中，线圈弹簧525可包含在每个线圈元件535的突出部之间测量的内径555。在一些实施例中，内径555可包含以下直径：5.0毫米至15.0毫米、10.0毫米至20.0毫米、15.0毫米至25.0毫米、20.0毫米至30.0毫米、25.0毫米至35.0毫米、30.0毫米至40.0毫米、45.0毫米至55.0毫米、50.0毫米至60.0毫米、55.0毫米至65.0毫米、60.0毫米至70.0毫米、65.0毫米至75.0毫米、70.0毫米至80.0毫米、75.0毫米至90.0毫米或85.0毫米至200.0毫米。在一些实施例中，内径可以大于200.0毫米或小于5.0毫米。可以是其它内径。在一些实施例中，内径555可包含公差范围，如+/-0.075毫米、+/-0.1毫米、+/-0.125毫米、+/-0.150毫米、+/-0.175毫米或+/-.2毫米、+/-.225毫米或+/-.25毫米，尽管也可以是其它公差范围。

图6是图示如本文描述的多件式波纹波导600的示例性实施例的截面视图的图，所述多件式波纹波导包含在多件式波纹波导的线圈弹簧的外表面上的介电材料和/或热绝缘材料。如图6所示，MCG 600可包含管件605、线圈弹簧610以及在线圈弹簧610的外表面上的介电材料615。在一些实施例中，介电材料可包含玻璃、陶瓷、瓷料和大多数塑料。介电材料615可以作为涂层被施用到线圈弹簧610的外径上，或者介电材料615可以是被添加到组装的MCG 600上的独立部件。介电材料615可以将管件605与线圈弹簧610电隔离，并防止它们之间电短路。

在一些实施例中，线圈弹簧610可包含在线圈弹簧610的每个线圈元件的突出部之间测量的内径620。在一些实施例中，内径620可包含以下直径：5.0毫米至15.0毫米、10.0毫米至20.0毫米、15.0毫米至25.0毫米、20.0毫米至30.0毫米、25.0毫米至35.0毫米、30.0毫米至40.0毫米、45.0毫米至55.0毫米、50.0毫米至60.0毫米、55.0毫米至65.0毫米、60.0毫米至70.0毫米、65.0毫米至75.0毫米、70.0毫米至80.0毫米、75.0毫米至90.0毫米或85.0毫米至200.0毫米。在一些实施例中，直径可以大于200.0毫米或小于5.0毫米。可以是其它直径。在一些实施例中，内径620可包含公差范围，如+/-0.075毫米、+/-0.1毫米、+/-0.125毫米、+/-0.150毫米、+/-0.175毫米、+/-.2毫米、+/-.225毫米或+/-.25毫米，尽管也可以是其它公差范围。

图7是图示如本文描述的多件式波纹波导700的示例性实施例的截面视图的图，所述多件式波纹波导包含在管件与多件式波纹波导的线圈弹簧之间的绝缘层。如图7所示，MCG 700可包含管件705、线圈弹簧710和绝缘层715。绝缘层715可以是热绝缘的，并且可以定位在管件705与线圈弹簧710之间。在一些实施例中，绝缘层可由绝缘材料形成，如玻璃纤维、开孔/闭孔泡沫、聚苯乙烯、陶瓷纤维、碳复合材料、二氧化硅纤维、岩棉等。绝缘材料可以定位在管件705的内表面与线圈弹簧710的外表面之间，以将井筒环空205中的热量与线圈弹簧710分开。这样可以允许来自表面的吹扫气体一直向下到钻孔的底部对线圈弹簧710进行冷却，而不会由于与管件705的内表面(其与通过环空205上升的热气体接触)的相互作用而损失冷却能力。

在一些实施例中，线圈弹簧710可包含在线圈弹簧710的每个线圈元件的突出部之间测量的内径720。在一些实施例中，内径720可包含以下直径：5.0毫米至15.0毫米、10.0毫米至20.0毫米、15.0毫米至25.0毫米、20.0毫米至30.0毫米、25.0毫米至35.0毫米、30.0毫米至40.0毫米、45.0毫米至55.0毫米、50.0毫米至60.0毫米、55.0毫米至65.0毫米、60.0毫米至70.0毫米、65.0毫米至75.0毫米、70.0毫米至80.0毫米、75.0毫米至90.0毫米或85.0毫米至200.0毫米。在一些实施例中，直径可以大于200.0毫米或小于5.0毫米。可以是其它直径。在一些实施例中，内径720可包含公差范围，如+/-0.075毫米、+/-0.1毫米、+/-0.125毫米、+/-0.150毫米、+/-0.175毫米、+/-.2毫米、+/-.225毫米或+/-.25毫米，尽管也可以是其它公差范围。

图8是图示如本文描述的多件式波纹波导800的示例性实施例的截面视图的图，所述多件式波纹波导包含在多件式波纹波导的管件的内表面上的介电材料和/或热绝缘材料。如图8所示，MCG 800可包含管件805、线圈弹簧810以及管件815的内表面上的介电材料815。在一些实施例中，介电材料和/或热绝缘材料可包含玻璃纤维、开孔/闭孔泡沫、聚苯乙烯、陶瓷纤维、碳复合材料、二氧化硅纤维、岩棉等。

在一些实施例中，线圈弹簧810可包含在线圈弹簧810的每个线圈元件的突出部之间测量的内径820。在一些实施例中，内径820可包含以下直径：5.0毫米至15.0毫米、10.0毫米至20.0毫米、15.0毫米至25.0毫米、20.0毫米至30.0毫米、25.0毫米至35.0毫米、30.0毫米至40.0毫米、45.0毫米至55.0毫米、50.0毫米至60.0毫米、55.0毫米至65.0毫米、60.0毫米至70.0毫米、65.0毫米至75.0毫米、70.0毫米至80.0毫米、75.0毫米至90.0毫米或85.0毫米至200.0毫米。在一些实施例中，直径可以大于200.0毫米或小于5.0毫米。可以是其它直径。在一些实施例中，内径820可包含公差范围，如+/-0.075毫米、+/-0.1毫米、+/-0.125毫米、+/-0.150毫米、+/-0.175毫米、+/-.2毫米、+/-.225毫米或+/-.25毫米，尽管也可以是其它公差范围。

图9是图示如本文描述的包含内管件的多件式波纹波导900的示例性实施例的截面视图的图，所述内管件具有形成在内管件的内表面上的螺旋槽。如图9所示，MCG 900可包含外管件905。外管件905可包含内表面、限定在相对的内表面之间的内径以及限定在管件905的第一端与管件905的第二端之间的长度。MCG 900还可包含一个或多个内管件，如内管件910和内管件915。每个内管件可包含内表面、外表面、限定在相对的外表面之间的外径以及形成在内管件910和内管件915的内表面上的螺旋形槽920。由于内管件910和内管件915的外径小于外管件905的内径，内管件910和内管件915可定位在外管件905内。在一些实施例中，例如，当多个内管件被定位在外管件905内时，两个或更多个内管件910和内管件915可以通过螺纹连接、通过将一个内管件焊接到第二内管件或通过将一个内管件螺栓连接到第二内管件而接合。在一些实施例中，内管件910和/或内管件915可通过形成在外管件905的内表面上的突起而固定在外管件905内。在一些实施例中，内管件910和内管件915可以通过磁联接或可包围内管件910和内管件915的重叠部分的保持环而接合。在一些实施例中，内管件910和内管件915可以由卷成管件状的扁平原材料片材形成。在此种实施例中，波纹特征可以形成在扁平原材料片材的表面上，并且波纹特征可包含螺旋波纹以及在扁平原材料片材的表面上形成为凸形形状(ridge)和凹形形状(valley)的非螺旋波纹。在一些实施例中，内管件910和内管件915可以通过增材制造方法来形成。

螺旋形槽920可以形成为可沿着内管件910和内管件915的长度延伸的连续或半连续槽。螺旋形槽920可以形成被构造成将电磁波传输通过MCG 900的波导。例如，螺旋形槽920可被构造成以一种或多种模式传播毫米电磁波。在一些实施例中，螺旋形槽920可以被构造成以HE11传输模式传播毫米电磁波，尽管其它传输模式也可以通过螺旋形槽920传播，例如横电模式(TE)或横磁模式(TM)或TE与TM的组合。

如图9进一步所示，在一些实施例中，间隙925可限定在内管件910和内管件915的外表面与外管件905的内表面之间。间隙925能够使内管件910和内管件915在电磁波传输通过MCG 900期间由于内管件910和内管件915的热膨胀而在管件905内膨胀。间隙925还可以允许气体经过表面到达钻孔的底部。

如图9进一步所示，在一些实施例中，螺旋形槽920可包含导电材料930。导电材料930可以在螺旋槽920的表面上。在一些实施例中，内管件910和/或内管件915的内表面可包含导电材料935。导电材料可包含铜、银、铂或金。

在一些实施例中，MCG 900可包含在每个内管件910和内管件915的突出部之间测量的内径940。突出部可以由螺旋形槽920形成。在一些实施例中，内径940可包含以下直径：5.0毫米至15.0毫米、10.0毫米至20.0毫米、15.0毫米至25.0毫米、20.0毫米至30.0毫米、25.0毫米至35.0毫米、30.0毫米至40.0毫米、45.0毫米至55.0毫米、50.0毫米至60.0毫米、55.0毫米至65.0毫米、60.0毫米至70.0毫米、65.0毫米至75.0毫米、70.0毫米至80.0毫米、75.0毫米至90.0毫米或85.0毫米至200.0毫米。在一些实施例中，直径可以大于200.0毫米或小于5.0毫米。可以是其它直径。在一些实施例中，内径940可包含公差范围，如+/-0.075毫米、+/-0.1毫米、+/-0.125毫米、+/-0.150毫米、+/-0.175毫米、+/-.2毫米、+/-.225毫米或+/-.25毫米，尽管也可以是其它公差范围。

图10是图示如本文描述的包含内管件的多件式波纹波导1000的示例性实施例的截面视图的图，所述内管件具有螺旋槽和在多件式波纹波导的内管件的外表面上的介电材料。如图10所示，MCG 1000可包含外管件1005和内管件1010。在图10所示的实施例中，单个内管件1010被构造在外管件1005内部。内管件1010包含形成在内管件1010的内表面上的螺旋形槽1015。螺旋形槽1015可以是沿着内管件1010的长度形成的连续槽，并且可以形成波导。MCG 1000可包含在内管件1010的外表面上包含介电材料1020。介电材料1020可包含玻璃、陶瓷、瓷料或塑料，并且可以作为涂层被施用到内管件1020的外径上，或者介电材料1020可以是被添加到组装的MCG 1000上的独立部件。介电材料1020可以将外管件1005与内管件1010电隔离，并防止它们之间电短路。

在一些实施例中，MCG 1000可包含在内管件1010的突出部之间测量的内径1025。突出部可以由螺旋形槽1015形成。在一些实施例中，内径1025可包含以下直径：5.0毫米至15.0毫米、10.0毫米至20.0毫米、15.0毫米至25.0毫米、20.0毫米至30.0毫米、25.0毫米至35.0毫米、30.0毫米至40.0毫米、45.0毫米至55.0毫米、50.0毫米至60.0毫米、55.0毫米至65.0毫米、60.0毫米至70.0毫米、65.0毫米至75.0毫米、70.0毫米至80.0毫米、75.0毫米至90.0毫米或85.0毫米至200.0毫米。在一些实施例中，直径可以大于200.0毫米或小于5.0毫米。可以是其它直径。在一些实施例中，内径1025可包含公差范围，如+/-0.075毫米、+/-0.1毫米、+/-0.125毫米、+/-0.150毫米、+/-0.175毫米、+/-.2毫米、+/-.225毫米或+/-.25毫米，尽管也可以是其它公差范围。

图11是图示如本文描述的包含内管件的多件式波纹波导1100的示例性实施例的截面视图的图，所述内管件具有螺旋槽和在管件与多件式波纹波导的线圈弹簧之间的绝缘层。如图11所示，MCG 1100可包含外管件1105、内管件1110以及形成在内管件1110的内表面上的螺旋形槽1115。MCG 1100还可包含绝缘层1120。绝缘层1120可定位在外管件1105与内管件1110之间。在一些实施例中，绝缘层1120可由绝缘材料形成，如玻璃纤维、开孔泡沫、闭孔泡沫、聚苯乙烯、陶瓷纤维、碳复合材料、二氧化硅纤维、岩棉等。绝缘材料1120可定位在外管件1105的内表面与内管件1110的外表面之间，以将井筒环空205中的热量与内管件1110分开。这样可以允许来自表面的吹扫气体一直向下到钻孔的底部对内管件1110进行冷却，而不会由于与外管件1105的内表面(其与通过环空205上升的热气体接触)的相互作用而损失冷却能力。

在一些实施例中，MCG 1100可包含在内管件1110的突出部之间测量的内径1125。突出部可以由螺旋形槽1115形成。在一些实施例中，内径1125可包含以下直径：5.0毫米至15.0毫米、10.0毫米至20.0毫米、15.0毫米至25.0毫米、20.0毫米至30.0毫米、25.0毫米至35.0毫米、30.0毫米至40.0毫米、45.0毫米至55.0毫米、50.0毫米至60.0毫米、55.0毫米至65.0毫米、60.0毫米至70.0毫米、65.0毫米至75.0毫米、70.0毫米至80.0毫米、75.0毫米至90.0毫米或85.0毫米至200.0毫米。在一些实施例中，直径可以大于200.0毫米或小于5.0毫米。可以是其它直径。在一些实施例中，内径1125可包含公差范围，如+/-0.075毫米、+/-0.1毫米、+/-0.125毫米、+/-0.150毫米、+/-0.175毫米、+/-.2毫米、+/-.225毫米或+/-.25毫米，尽管也可以是其它公差范围。

图12是图示如本文描述的包含锥形管件和锥形线圈弹簧的多件式波纹波导1200的示例性实施例的截面视图的图。如图12所示，MCG 1200可包含管件1205和在管件1205内的线圈弹簧1210。管件1205可以是锥形管件。锥形管件1205可以具有限定在MCG 1200的第一端1215处的管件1205的相对表面之间的第一直径和限定在MCG 1200的第二端1220处的管件1205的相对表面之间的第二直径。因此，管件1205的直径可以从第一端1215向第二端1220变化。例如，第一端1215处的管件1205的第一直径可小于第二端1220处的管件1205的第二直径。如图12进一步所示，线圈弹簧1210可以是锥形线圈弹簧。与管件1205类似，线圈弹簧1210可以具有从第一端1215向第二端1220改变的直径。锥形线圈弹簧1210可以使用如参照图3所描述的锥形心轴来形成。两件式设计可以有利地降低在锥形管件1205内制造锥形波纹特征的机械加工难度。

在一些实施例中，MCG 1200可包含在MCG 1200的第一端1215处的内管件1210的突出部之间测量的内径1225。在一些实施例中，内径1225可包含以下直径：5.0毫米至15.0毫米、10.0毫米至20.0毫米、15.0毫米至25.0毫米、20.0毫米至30.0毫米、25.0毫米至35.0毫米、30.0毫米至40.0毫米、45.0毫米至55.0毫米、50.0毫米至60.0毫米、55.0毫米至65.0毫米、60.0毫米至70.0毫米、65.0毫米至75.0毫米、70.0毫米至80.0毫米、75.0毫米至90.0毫米或85.0毫米至200.0毫米。在一些实施例中，直径可以大于200.0毫米或小于5.0毫米。可以是其它直径。在一些实施例中，内径1225可包含公差范围，如+/-0.075毫米、+/-0.1毫米、+/-0.125毫米、+/-0.150毫米、+/-0.175毫米、+/-.2毫米、+/-.225毫米或+/-.25毫米，尽管也可以是其它公差范围。

在一些实施例中，MCG 1200可包含在MCG 1200的第二端1230处的内管件1210的突出部之间测量的内径1230。在一些实施例中，内径1230可包含以下直径：5.0毫米至15.0毫米、10.0毫米至20.0毫米、15.0毫米至25.0毫米、20.0毫米至30.0毫米、25.0毫米至35.0毫米、30.0毫米至40.0毫米、45.0毫米至55.0毫米、50.0毫米至60.0毫米、55.0毫米至65.0毫米、60.0毫米至70.0毫米、65.0毫米至75.0毫米、70.0毫米至80.0毫米、75.0毫米至90.0毫米或85.0毫米至200.0毫米。在一些实施例中，直径可以大于200.0毫米或小于5.0毫米。可以是其它直径。在一些实施例中，内径1230可包含公差范围，如+/-0.075毫米、+/-0.1毫米、+/-0.125毫米、+/-0.150毫米、+/-0.175毫米、+/-.2毫米、+/-.225毫米或+/-.25毫米，尽管也可以是其它公差范围。

图13是图示如本文描述的包含弯管件的多件式波纹波导1300的示例性实施例的截面视图的图。如图13所示，MCG 1300可包含管件1305(清楚起见，仅示出其内表面)和在管件1305内的线圈弹簧1310。弯管件1305可以使得MCG 1300能够被部署在不是大部分垂直或大部分水平的几何形状的各种钻孔构造中。例如，MCG 1300可用于在垂直钻孔构造与水平钻孔构造之间的转换，反之亦然。MCG 1300可以被部署为操纵或以其它方式引导电磁波绕过地下障碍物或地质构造，否则这些障碍物或地质构造可能会限制所传输的电磁波的传输效率。在一些实施例中，管件1305可以是伸缩管件(bellowed tube)，其包含被构造成在管件1305中形成弯曲的多个可收缩段。

在一些实施例中，线圈弹簧1310可包含在线圈弹簧1310的每个线圈元件的突出部之间测量的内径1315。在一些实施例中，内径1315可包含以下直径：5.0毫米至15.0毫米、10.0毫米至20.0毫米、15.0毫米至25.0毫米、20.0毫米至30.0毫米、25.0毫米至35.0毫米、30.0毫米至40.0毫米、45.0毫米至55.0毫米、50.0毫米至60.0毫米、55.0毫米至65.0毫米、60.0毫米至70.0毫米、65.0毫米至75.0毫米、70.0毫米至80.0毫米、75.0毫米至90.0毫米或85.0毫米至200.0毫米。在一些实施例中，直径可以大于200.0毫米或小于5.0毫米。可以是其它直径。在一些实施例中，内径1315可包含公差范围，如+/-0.075毫米、+/-0.1毫米、+/-0.125毫米、+/-0.150毫米、+/-0.175毫米、+/-.2毫米、+/-.225毫米或+/-.25毫米，尽管也可以是其它公差范围。

图14A至14B是图示如本文描述的包含壳体的多件式波纹波导1400的示例性实施例的截面视图的图，管件和线圈弹簧可从所述壳体延伸。MCG 1400可包含管件1405、在管件1405内的线圈弹簧1410以及壳体1415。如图14A所示，示出MCG 1400处于缩回位置。管件1405和线圈弹簧1410缩回在壳体1415内。在图14B中，示出MCG 1400处于延伸位置。在图14B中，管件1405和线圈弹簧1410已缩回在壳体1415内。这样，管件1405和线圈弹簧1410可伸缩地缩回到壳体1415中和从壳体延伸。通过使线圈弹簧1410跨越壳体1415和管件1505的长度，无论MCG 1400处于什么位置或弯曲角度，都可以容纳毫米波。而且，由于弹簧1405是单件，所以在壳体1415的内径和管件1405的内径之间没有阶跃变化。这样可以消除与突然的直径变化相关联的毫米波的功率损失。

在一些实施例中，线圈弹簧1410可包含在线圈弹簧1410的每个线圈元件的突出部之间测量的内径1420。在一些实施例中，内径1420可包含以下直径：5.0毫米至15.0毫米、10.0毫米至20.0毫米、15.0毫米至25.0毫米、20.0毫米至30.0毫米、25.0毫米至35.0毫米、30.0毫米至40.0毫米、45.0毫米至55.0毫米、50.0毫米至60.0毫米、55.0毫米至65.0毫米、60.0毫米至70.0毫米、65.0毫米至75.0毫米、70.0毫米至80.0毫米、75.0毫米至90.0毫米或85.0毫米至200.0毫米。在一些实施例中，直径可以大于200.0毫米或小于5.0毫米。可以是其它直径。在一些实施例中，内径1420可包含公差范围，如+/-0.075毫米、+/-0.1毫米、+/-0.125毫米、+/-0.150毫米、+/-0.175毫米、+/-.2毫米、+/-.225毫米或+/-.25毫米，尽管也可以是其它公差范围。

图15是图示如本文描述的制造用于在多件式波纹波导中使用的线圈管材产品的示例性实施例的图。在一些实施例中，多件式波纹波导可以由连续管件、线圈管材产品或管道管材产品形成。连续管件以及线圈或管道管材产品可以由长的片材金属条形成。长金属条可以被构造在卷轴上。可以在金属条的端部将金属条焊接在一起，然后可以通过辊轧制形成管件。然后可以将管件焊接闭合以形成极长连续长度的管件，如长度超过10km的管件。在包含连续管件、线圈管材产品或管道管材产品的实施例中，管件的长度可以大于10km。

在一些实施例中，可以将波纹特征如凸形形状和/或槽轧制或冲压到片材金属条中。这样，当线圈管件由片材金属条形成时，波纹特征设置在线圈管件的内表面上。这样，第一管件可以形成为包含预构造在第一管件的内表面上的波纹特征。然后，可以将第一管件插入到第二管件中以形成多件式波纹波导，如本文实施例中所描述的。

如图15所示，可以将长条金属原料1505与辊1510接触。辊1510可包含槽和凸形形状，其可以在金属条中形成波纹特征1515。波纹特征1515可以形成在金属原料1505的表面上，所述表面可以与将要形成的管件的内表面相对应。可以将金属原料1505输送通过一个或多个成型辊1520，以将金属原料1505转变成管件1525。管件1525可以具有开口接缝，在所述开口接缝处金属原料1505的相对的边缘彼此接近。可以通过焊接设备1530将接缝焊接，以形成在其中包含波纹特征1515的完全封闭的管件或管道1535。

图16是图示如本文描述的制造包含线圈管材产品的多件式波纹波导的示例性实施例的图。例如，长条金属原料1605可以被接收在一个或多个成型辊1610中。当由成型辊1610对金属原料进行成形时，可以将线圈弹簧1615或先前形成的线圈管材产品1615插入到金属原料1605的一部分中。在一些实施例中，线圈管材产品1615可以如参照图15所描述的来形成。一旦插入，金属原料1605可以完全形成管件并被焊接闭合。所得的管件1620可在其中包含线圈弹簧1615或线圈管材产品1615，这可提供本文所描述的波纹特征。在一些实施例中，可以在管件完全封闭和焊接闭合之前将线圈弹簧或线圈管材产品1605进行插入。在一些实施例中，可以在形成管件和焊接闭合时将线圈弹簧或线圈管材产品1615插入到线圈管件中。

图17A至17G是图示如本文描述的多件式波纹波导中所包含的线圈弹簧的示例性实施例的图。图17A至17G所示的线圈弹簧可以与本文实施例中描述的线圈弹簧对应，并且可包含构造为压缩弹簧或拉伸弹簧的线圈弹簧的实施例。在一些实施例中，压缩线圈弹簧和拉伸线圈弹簧的组合可以用在本文描述的管件内。

如图17A所示，压缩线圈弹簧的实施例示出为具有长度1705。线圈弹簧可包含内径1710和宽度1715。在一些实施例中，内径1710可包含以下直径：5.0毫米至15.0毫米、10.0毫米至20.0毫米、15.0毫米至25.0毫米、20.0毫米至30.0毫米、25.0毫米至35.0毫米、30.0毫米至40.0毫米、45.0毫米至55.0毫米、50.0毫米至60.0毫米、55.0毫米至65.0毫米、60.0毫米至70.0毫米、65.0毫米至75.0毫米、70.0毫米至80.0毫米、75.0毫米至90.0毫米或85.0毫米至200.0毫米。在一些实施例中，直径可以大于200.0毫米或小于5.0毫米。可以是其它直径。在一些实施例中，内径1710可包含公差范围，如+/-0.075毫米、+/-0.1毫米、+/-0.125毫米、+/-0.150毫米、+/-0.175毫米、+/-.2毫米、+/-.225毫米或+/-.25毫米，尽管也可以是其它公差范围。

在一些实施例中，宽度1715的尺寸可以设计成小于被提供通过本文描述的MCG的电磁波的波长。例如，宽度1715可小于被注入到井的钻孔中的毫米电磁波的波长。在一些实施例中，宽度1715可以是由本文描述的MCG所传输的RF信号的频率的1/3至1/4。线圈的宽度1715可与弹簧和本文描述的MCG内形成的波纹特征的节距对应。

线圈弹簧的线圈元件1720可以被限定为沿着线圈弹簧的圆周测量的线圈弹簧的完整匝，例如360度。多个线圈元件1720可将线圈弹簧形成为具有长度1705。线圈弹簧可包含在两个或更多个线圈元件1720之间的空间1725。例如，空间1725可以大于注入到本文描述的MCG中的电磁波的频率，但是弹簧可以被构造成压缩使得空间1725减小到所注入的电磁波的频率的至少1/10，以防止其泄漏通过。在一些实施例中，空间1715可以是0.1毫米至0.2毫米、0.15毫米至0.25毫米、0.3毫米至0.4毫米、0.35毫米至0.45毫米或0.5毫米至0.6毫米。在一些实施例中，空间可以大于0.6毫米或小于0.1毫米。可包含其它的空间大小。

在一些实施例中，线圈弹簧和多个线圈元件1720可包含在线圈元件1720之间的节距1730。节距可从第一线圈元件的中心点测量到与第一线圈元件相邻的第二线圈元件的中心点。在一些实施例中，节距1730的尺寸可以设计成是被提供通过本文描述的MCG的电磁波的波长的1/3。例如，节距1730可以是被注入到井的钻孔中的毫米电磁波的波长的1/3。例如，节距可以是0.3毫米至7.0毫米。

图17B至17G图示了用于与本文描述的MCG实施例一起使用的线圈弹簧的附加示例性实施例。图17B至17G中所示的任何和所有线圈弹簧可以具有如参照图17A中所示并描述的线圈弹簧所描述的线圈弹簧直径、线圈元件宽度、线圈元件之间的节距以及线圈元件之间的空间。例如，在图17B中，示出了拉伸弹簧。拉伸弹簧可以涂覆有材料1735，如导电材料。弹簧还可以涂覆有高度导电金属材料，如金、铂、铜或铝，其可以优化传输效率。拉伸弹簧可包含在第一端的第一联接部和在第二端的第二联接部。如图17C所示，示出了压缩线圈弹簧。压缩弹簧可包含在第一端的第一联接部和在第二端的第二联接部。

如图17D所示，在一些实施例中，线圈弹簧可包含锥形线圈弹簧。锥形线圈弹簧可包含沿着线圈弹簧的长度而改变的直径。如图17E所示，在一些实施例中，线圈弹簧可包含多个锥形部。在图17E所示的实施例中，线圈弹簧可以具有上锥形部和下锥形部，在上锥形部与下锥形部之间具有非锥形部。

如图17F所示，在一些实施例中，线圈弹簧可包含锥形部分，所述锥形部具有比上锥形部与下锥形部之间的非锥形部更大的直径。如图17G所示，在一些实施例中，线圈弹簧可包含在沿着线圈弹簧的长度的两个或更多个位置处的线圈元件之间的多个节距构造。例如，线圈弹簧可包含第一节距1740和第二节距1750。第一节距1740可小于第二节距1750。在一些实施例中，第一节距可以大于第二节距。类似地，在一些实施例中，线圈弹簧可以具有在第一多个线圈元件之间的第一空间1745以及在第二多个线圈元件之间的第二空间1755。

图18A至18E是图示如本文描述的多件式引导件中所包含的多个线圈单元的截面形状的示例性实施例的图。本文描述的线圈弹簧中所包含的多个线圈元件的截面形状可以根据图3的操作310来形成。如图18A所示，在一些实施例中，多个线圈元件可包含矩形截面形状。在一些实施例中，多个线圈元件可包含如图18B所示的椭圆形截面形状。如图18C所示，在一些实施例中，多个线圈元件可包含卵圆形截面形状。如图18D所示，在一些实施例中，多个线圈元件可包含圆形截面形状。如图18E所示，在一些实施例中，多个线圈元件可包含梯形截面形状。在一些实施例中，多个线圈元件可包含方形形状、三角形形状或多边形形状。尽管图18A至18E中所示的截面形状是在多个线圈元件的截面形状的背景下描述的，但是图18A至18E中所示的截面形状也可以与用于形成多个线圈元件的心轴的截面形状相对应。

图19A至25B示出了线圈元件的截面轮廓的各种实施例。截面轮廓可以按图3的操作305中所描述的那样来形成。可以将形成线圈弹簧和线圈弹簧的线圈元件的线材挤出成具有图19A至25B所示的截面轮廓。各种截面轮廓可以以这种方式形成，并且可以被构造用于本文描述的各种MCG实施例。例如，在一些实施例中，除了图19A至25B中所示的截面轮廓之外，截面轮廓可包含三角形或尖形截面轮廓。可以是其它截面轮廓。

图19A是图示如本文描述的多件式波纹波导的线圈元件的突出部的方形截面轮廓的示例性实施例的图。如图19A所示，线圈元件1900可包含基部1905和从基部1905延伸的突出部1925。基部1905可包含高度1910、宽度1915和背面1920。尽管示出基部1905具有矩形轮廓，但另外的基部轮廓形状也是可以实现的。类似地，尽管示出背面1920为平坦形状的背面，但另外的背面形状或轮廓也是可以实现的。在一些实施例中，高度1910可包含以下高度：0.2毫米至0.4毫米、0.3毫米至0.5毫米、0.4毫米至0.6毫米、0.5毫米至0.7毫米、0.6毫米至1.0毫米、2.0毫米至5.0毫米、4毫米至8毫米、6毫米至10毫米或12毫米至15毫米。在一些实施例中，高度可以大于15毫米或小于0.2毫米。可以是其它高度。

如图19A所示，线圈元件1900可包含从基部1905延伸的突出部1925。突出部1925可包含如图19A所示的方形轮廓，尽管其它轮廓形状也是可以实现的。突出部1925可包含高度1930、宽度1935和偏移1940。在一些实施例中，高度1930可包含以下高度：0.2毫米至0.4毫米、0.3毫米至0.5毫米、0.4毫米至0.6毫米、0.5毫米至0.7毫米或0.6毫米至1.0毫米。在一些实施例中，高度可以大于1.0毫米或小于0.2毫米。可以是其它高度。在一些实施例中，高度1930可包含公差范围，如+/-0.010毫米、+/-0.020毫米、+/-0.030毫米、+/-0.040毫米或+/-0.050毫米，尽管也可以是其它公差范围。

在一些实施例中，宽度1935可包含以下宽度：0.2毫米至0.4毫米、0.3毫米至0.5毫米、0.4毫米至0.6毫米、0.5毫米至0.7毫米、0.6毫米至0.8毫米、0.7毫米至0.9毫米或0.8毫米至1.0毫米。在一些实施例中，宽度可以大于1.0毫米或小于0.2毫米。可以是其它宽度。在一些实施例中，宽度1935可包含公差范围，如+/-0.050毫米、+/-0.060毫米、+/-0.070毫米、+/-0.080毫米或+/-0.090毫米，尽管也可以是其它公差范围。

在一些实施例中，偏移1940可包含以下偏移：0.2毫米至0.4毫米、0.3毫米至0.5毫米、0.4毫米至0.6毫米、0.5毫米至0.7毫米、0.6毫米至0.8毫米、0.7毫米至0.9毫米或0.8毫米至1.0毫米。在一些实施例中，偏移可以大于1.0毫米或小于0.2毫米。可以是其它偏移。在一些实施例中，偏移1940可包含公差范围，如+/-0.050毫米、+/-0.060毫米、+/-0.070毫米、+/-0.080毫米或+/-0.090毫米，尽管也可以是其它公差范围。

图19B是图示如本文描述的多个线圈元件的示例性实施例的图，每个线圈元件包含突出部的方形截面轮廓。如图19B所示，可形成多个线圈元件1945，使得每个线圈元件(例如，线圈元件1900A至线圈元件1900C)具有与参照图19A所示线圈元件所描述的相同的截面轮廓和尺寸。多个线圈元件1945可包含在相邻线圈元件的相邻突出部1925之间的空间1950。在一些实施例中，空间1950的尺寸可设计成是被提供通过本文描述的MCG的电磁波的波长的1/4。例如，空间1950可以是被注入到井的钻孔中的毫米电磁波的波长的1/6。如图19B进一步所示，多个线圈元件1945可包含节距1955。节距1955的尺寸可设计成是被提供通过本文描述的MCG的电磁波的波长的1/3。例如，节距1955可以是被注入到井的钻孔中的毫米电磁波的波长的1/3。其它尺寸也是可以实现的。

图20A是图示如本文描述的多件式波纹波导的线圈元件的突出部的梯形截面轮廓的示例性实施例的图。如图20A所示，线圈元件2000可包含基部2005和从基部2005延伸的突出部2025。基部2005可包含高度2010、宽度2015和背面2020。尽管示出基部2005具有矩形轮廓，但另外的基部轮廓形状也是可以实现的。类似地，尽管示出背面2020为平坦形状的背面，但另外的背面形状或轮廓也是可以实现的。在一些实施例中，高度2010可包含以下高度：0.2毫米至0.4毫米、0.3毫米至0.5毫米、0.4毫米至0.6毫米、0.5毫米至0.7毫米、0.6毫米至1.0毫米、2.0毫米至5.0毫米、4毫米至8毫米、6毫米至10毫米或12毫米至15毫米。在一些实施例中，高度可以大于15毫米或小于0.2毫米。可以是其它高度。

如图20A所示，线圈元件2000可包含从基部2005延伸的突出部2025。突出部2025可包含如图20A所示的梯形轮廓，尽管其它轮廓形状也是可以实现的。突出部2025可包含高度2030、宽度2035和偏移2040。在一些实施例中，高度2030可包含以下高度：0.2毫米至0.4毫米、0.3毫米至0.5毫米、0.4毫米至0.6毫米、0.5毫米至0.7毫米或0.6毫米至1.0毫米。在一些实施例中，高度可以大于1.0毫米或小于0.2毫米。可以是其它高度。在一些实施例中，高度2030可包含公差范围，如+/-0.010毫米、+/-0.020毫米、+/-0.030毫米、+/-0.040毫米或+/-0.050毫米，尽管也可以是其它公差范围。

在一些实施例中，宽度2035可包含以下宽度：0.2毫米至0.4毫米、0.3毫米至0.5毫米、0.4毫米至0.6毫米、0.5毫米至0.7毫米、0.6毫米至0.8毫米、0.7毫米至0.9毫米或0.8毫米至1.0毫米。在一些实施例中，宽度可以大于1.0毫米或小于0.2毫米。可以是其它宽度。在一些实施例中，宽度2035可包含公差范围，如+/-0.010毫米、+/-0.020毫米、+/-0.030毫米、+/-0.040毫米或+/-0.050毫米，尽管也可以是其它公差范围。

在一些实施例中，偏移2040可包含以下偏移：0.2毫米至0.4毫米、0.3毫米至0.5毫米、0.4毫米至0.6毫米、0.5毫米至0.7毫米、0.6毫米至0.8毫米、0.7毫米至0.9毫米或0.8毫米至1.0毫米。在一些实施例中，偏移可以大于1.0毫米或小于0.2毫米。可以是其它偏移。在一些实施例中，偏移2040可包含公差范围，如+/-0.010毫米、+/-0.020毫米、+/-0.030毫米、+/-0.040毫米或+/-0.050毫米，尽管也可以是其它公差范围。

在一些实施例中，突出部2025可包含相对于基部2005的表面形成的角度2060，突出部2025从所述基部延伸。在一些实施例中，角度2060可以是：0度至3.0度、1.5度至5.0度、4.0度至6.0度、5.5度至7.0度、6.0度至8.0度、7.5度至9.0度、8.0度至10.0度、9.0度至12.0度、11.0度至13.0度或12.0度至15.0度，尽管也可以是其它角度。在一些实施例中，角度可以大于15度。可以是其它角度。

图20B是图示如本文描述的多个线圈元件的示例性实施例的图，每个线圈元件包含突出部的梯形截面轮廓。如图20B所示，可形成多个线圈元件2045，使得每个线圈元件(例如，线圈元件2000A至线圈元件2000C)具有与参照图20A所示线圈元件所描述的相同截面轮廓和尺寸。多个线圈元件2045可包含在相邻线圈元件的相邻突出部2025之间的空间2050。在一些实施例中，空间2050的尺寸可设计成是被提供通过本文描述的MCG的电磁波的波长的1/6。例如，空间2050可以是被注入到井的钻孔中的毫米电磁波的波长的1/6。如图20B进一步所示，多个线圈元件2045可包含节距2055。节距2055的尺寸可设计成是被提供通过本文描述的MCG的电磁波的波长的1/3。例如，节距2055可以是被注入到井的钻孔中的毫米电磁波的波长的1/3。其它尺寸也是可以实现的。

图21A是图示如本文描述的多件式波纹波导的线圈元件的突出部的梯形截面轮廓的另一个示例性实施例的图。如图21A所示，线圈元件2100可包含基部2105和从基部2105延伸的突出部2125。基部2105可包含高度2110、宽度2115和背面2120。尽管示出基部2105具有矩形轮廓，但另外的基部轮廓形状也是可以实现的。类似地，尽管示出背面2120为平坦形状的背面，但另外的背面形状或轮廓也是可以实现的。在一些实施例中，高度2110可包含以下高度：0.2毫米至0.4毫米、0.3毫米至0.5毫米、0.4毫米至0.6毫米、0.5毫米至0.7毫米、0.6毫米至1.0毫米、2.0毫米至5.0毫米、4毫米至8毫米、6毫米至10毫米或12毫米至15毫米。在一些实施例中，高度可以大于15毫米或小于0.2毫米。可以是其它高度。

如图21A所示，线圈元件2100可包含从基部2105延伸的突出部2125。突出部2125可包含如图21A所示的梯形轮廓，尽管其它轮廓形状也是可以实现的。突出部2125可包含高度2130、偏移2135和宽度2140。在一些实施例中，偏移2135在突出部2125的任一侧上可以相同或不同。在一些实施例中，高度2130可包含以下高度：0.2毫米至0.4毫米、0.3毫米至0.5毫米、0.4毫米至0.6毫米、0.5毫米至0.7毫米或0.6毫米至1.0毫米。在一些实施例中，高度可以大于1.0毫米或小于0.2毫米。可以是其它高度。在一些实施例中，高度2130可包含公差范围，如+/-0.010毫米、+/-0.020毫米、+/-0.030毫米、+/-0.040毫米或+/-0.050毫米，尽管也可以是其它公差范围。

在一些实施例中，偏移2135可包含以下偏移：0.2毫米至0.4毫米、0.3毫米至0.5毫米、0.4毫米至0.6毫米、0.5毫米至0.7毫米、0.6毫米至0.8毫米、0.7毫米至0.9毫米或0.8毫米至1.0毫米。在一些实施例中，偏移可以大于1.0毫米或小于0.2毫米。可以是其它偏移。在一些实施例中，偏移2135可包含公差范围，如+/-0.010毫米、+/-0.020毫米、+/-0.030毫米、+/-0.040毫米或+/-0.050毫米，尽管也可以是其它公差范围。

在一些实施例中，宽度2140可包含以下宽度：0.2毫米至0.4毫米、0.3毫米至0.5毫米、0.4毫米至0.6毫米、0.5毫米至0.7毫米、0.6毫米至0.8毫米、0.7毫米至0.9毫米或0.8毫米至1.0毫米。在一些实施例中，宽度可以大于1.0毫米或小于0.2毫米。可以是其它宽度。在一些实施例中，宽度2140可包含公差范围，如+/-0.010毫米、+/-0.020毫米、+/-0.030毫米、+/-0.040毫米或+/-0.050毫米，尽管也可以是其它公差范围。

在一些实施例中，突出部2125可包含相对于基部2105的表面形成的角度2160，突出部2125从所述基部延伸。在一些实施例中，角度2160可以是：0度至3.0度、1.5度至5.0度、4.0度至6.0度、5.5度至7.0度、6.0度至8.0度、7.5度至9.0度、8.0度至10.0度、9.0度至12.0度、11.0度至13.0度或12.0度至15.0度，尽管也可以是其它角度。在一些实施例中，角度可以大于15度。在一些实施例中，角度2160在突出部2125的任一侧上可以相同。在一些实施例中，突出部2125一侧上的角度2160可以与突出部2125的相对侧上的角度2160不同。

图21B是图示如本文描述的多个线圈元件的另一个示例性实施例的图，每个线圈元件包含突出部的梯形截面轮廓。如图21B所示，可形成多个线圈元件2145，使得每个线圈元件(例如，线圈元件2100A至线圈元件2100C)具有与参照图21A所示线圈元件所描述的相同的截面轮廓和尺寸。多个线圈元件2145可包含在相邻线圈元件的相邻突出部2125之间的空间2150。在一些实施例中，空间2150的尺寸可设计成是被提供通过本文描述的MCG的电磁波的波长的1/6。例如，空间2150可以是被注入到井的钻孔中的毫米电磁波的波长的1/6。如图21B进一步所示，多个线圈元件2145可包含节距2155。节距2155的尺寸可设计成是被提供通过本文描述的MCG的电磁波的波长的1/3。例如，节距2155可以是被注入到井的钻孔中的毫米电磁波的波长的1/3。其它尺寸也是可以实现的。

图22A是图示如本文描述的多件式波纹波导的线圈元件的突出部的矩形截面轮廓的示例性实施例的图。如图22A所示，线圈元件2200可包含基部2205和从基部2205延伸的突出部2225。基部2205可包含高度2210、宽度2215和背面2220。尽管示出基部2205具有矩形轮廓，但另外的基部轮廓形状也是可以实现的。类似地，尽管示出背面2220为平坦形状的背面，但另外的背面形状或轮廓也是可以实现的。在一些实施例中，高度2210可包含以下高度：0.2毫米至0.4毫米、0.3毫米至0.5毫米、0.4毫米至0.6毫米、0.5毫米至0.7毫米、0.6毫米至1.0毫米、2.0毫米至5.0毫米、4毫米至8毫米、6毫米至10毫米或12毫米至15毫米。在一些实施例中，高度可以大于15毫米或小于0.2毫米。可以是其它高度。

如图22A所示，线圈元件2200可包含从基部2205延伸的突出部2225。突出部2225可包含如图22A所示的矩形轮廓，尽管其它轮廓形状也是可以实现的。突出部2225可包含高度2230、偏移2235和宽度2240。在一些实施例中，偏移2235在突出部2225的任一侧上可以相同或不同。

在一些实施例中，高度2230可包含可以大于或小于以下的高度：0.2毫米至0.4毫米、0.3毫米至0.5毫米、0.4毫米至0.6毫米、0.5毫米至0.7毫米或0.6毫米至1.0毫米，尽管也可以是其它高度。在一些实施例中，高度2230可包含公差范围，如+/-0.010毫米、+/-0.020毫米、+/-0.030毫米、+/-0.040毫米或+/-0.050毫米，尽管也可以是其它公差范围。

在一些实施例中，偏移2235可包含以下偏移：0.05毫米至0.1毫米、0.075毫米至0.15毫米、0.1毫米至0.15毫米、0.125毫米至0.175毫米、0.15毫米至0.2毫米、0.175毫米至0.25毫米、0.2毫米至0.4毫米、0.3毫米至0.5毫米、0.4毫米至0.6毫米、0.5毫米至0.7毫米或0.6毫米至1.0毫米。在一些实施例中，偏移可以大于1.0毫米或小于0.2毫米。可以是其它偏移。在一些实施例中，偏移2235可包含公差范围，如+/-0.010毫米、+/-0.020毫米、+/-0.030毫米、+/-0.040毫米或+/-0.050毫米，尽管也可以是其它公差范围。在一些实施例中，偏移2235在突出部2225的任一侧上可以相同。在一些实施例中，突出部2225一侧上的偏移2235可以与突出部2225的相对侧上的偏移2235不同。

在一些实施例中，宽度2240可包含以下宽度：0.2毫米至0.4毫米、0.3毫米至0.5毫米、0.4毫米至0.6毫米、0.5毫米至0.7毫米、0.6毫米至0.8毫米、0.7毫米至0.9毫米或0.8毫米至1.0毫米。在一些实施例中，宽度可以大于1.0毫米或小于0.2毫米。可以是其它宽度。在一些实施例中，宽度2240可包含公差范围，如+/-0.010毫米、+/-0.020毫米、+/-0.030毫米、+/-0.040毫米或+/-0.050毫米，尽管也可以是其它公差范围。

图22B是图示如本文描述的多个线圈元件的示例性实施例的图，每个线圈元件包含突出部的矩形截面轮廓。如图22B所示，可形成多个线圈元件2245，使得每个线圈元件(例如，线圈元件2200A至线圈元件2200C)具有与参照图22A所示线圈元件所描述的相同的截面轮廓和尺寸。多个线圈元件2245可包含在相邻线圈元件的相邻突出部2225之间的空间2250。在一些实施例中，空间2250的尺寸可设计成是被提供通过本文描述的MCG的电磁波的波长的1/6。例如，空间2250可以是被注入到井的钻孔中的毫米电磁波的波长的1/6。如图22B进一步所示，多个线圈元件2245可包含节距2255。节距2255的尺寸可设计成是被提供通过本文描述的MCG的电磁波的波长的1/3。例如，节距2255可以是被注入到井的钻孔中的毫米电磁波的波长的1/3。其它尺寸也是可以实现的。

图23A是图示如本文描述的多件式波纹波导的线圈元件的突出部的圆形截面轮廓的示例性实施例的图。如图23A所示，线圈元件2300可包含基部2305和从基部2305延伸的突出部2325。基部2305可包含高度2310、宽度2315和背面2320。尽管示出基部2305具有矩形轮廓，但另外的基部轮廓形状也是可以实现的。类似地，尽管示出背面2320为平坦形状的背面，但另外的背面形状或轮廓也是可以实现的。在一些实施例中，高度2310可包含以下高度：0.2毫米至0.4毫米、0.3毫米至0.5毫米、0.4毫米至0.6毫米、0.5毫米至0.7毫米、0.6毫米至1.0毫米、2.0毫米至5.0毫米、4毫米至8毫米、6毫米至10毫米或12毫米至15毫米。在一些实施例中，高度可以大于15毫米或小于0.2毫米。可以是其它高度。

如图23A所示，线圈元件2300可包含从基部2305延伸的突出部2325。突出部2325可包含如图23A所示的圆形轮廓，尽管其它轮廓形状也是可以实现的。突出部2325可包含高度2330、偏移2335和宽度2340。在一些实施例中，偏移2335在突出部2325的任一侧上可以相同或不同。

在一些实施例中，高度2330可包含以下高度：0.2毫米至0.4毫米、0.3毫米至0.5毫米、0.4毫米至0.6毫米、0.5毫米至0.7毫米或0.6毫米至1.0毫米。在一些实施例中，高度可以大于1.0毫米或小于0.2毫米。可以是其它高度。在一些实施例中，高度2330可包含公差范围，如+/-0.010毫米、+/-0.020毫米、+/-0.030毫米、+/-0.040毫米或+/-0.050毫米，尽管也可以是其它公差范围。

在一些实施例中，偏移2335可包含以下偏移：0.05毫米至0.1毫米、0.075毫米至0.15毫米、0.1毫米至0.15毫米、0.125毫米至0.175毫米、0.15毫米至0.2毫米、0.175毫米至0.25毫米、0.2毫米至0.4毫米、0.3毫米至0.5毫米、0.4毫米至0.6毫米、0.5毫米至0.7毫米或0.6毫米至1.0毫米。在一些实施例中，偏移可以大于1.0毫米或小于0.2毫米。可以是其它偏移。在一些实施例中，偏移2335可包含公差范围，如+/-0.010毫米、+/-0.020毫米、+/-0.030毫米、+/-0.040毫米或+/-0.050毫米，尽管也可以是其它公差范围。在一些实施例中，偏移2335在突出部2325的任一侧上可以相同。在一些实施例中，突出部2325一侧上的偏移2335可以与突出部2325的相对侧上的偏移2335不同。

在一些实施例中，宽度2340可包含以下宽度：0.2毫米至0.4毫米、0.3毫米至0.5毫米、0.4毫米至0.6毫米、0.5毫米至0.7毫米、0.6毫米至0.8毫米、0.7毫米至0.9毫米或0.8毫米至1.0毫米。在一些实施例中，宽度可以大于1.0毫米或小于0.2毫米。可以是其它宽度。在一些实施例中，宽度2340可包含公差范围，如+/-0.010毫米、+/-0.020毫米、+/-0.030毫米、+/-0.040毫米或+/-0.050毫米，尽管也可以是其它公差范围。

图23B是图示如本文描述的多个线圈元件的示例性实施例的图，每个线圈元件包含突出部的圆形截面轮廓。如图23B所示，可形成多个线圈元件2345，使得每个线圈元件(例如，线圈元件2300A至线圈元件2300C)具有与参照图23A所示线圈元件所描述的相同的截面轮廓和尺寸。多个线圈元件2345可包含在相邻线圈元件的相邻突出部2325之间的空间2350。在一些实施例中，空间2350的尺寸可设计成是被提供通过本文描述的MCG的电磁波的波长的1/6。例如，空间2350可以是被注入到井的钻孔中的毫米电磁波的波长的1/6。如图23B进一步所示，多个线圈元件2345可包含节距2355。节距2355的尺寸可设计成是被提供通过本文描述的MCG的电磁波的波长的1/3。例如，节距2355可以是被注入到井的钻孔中的毫米电磁波的波长的1/3。其它尺寸也是可以实现的。

图24A是图示如本文描述的多件式波纹波导的线圈元件的突出部的正弦曲线截面轮廓的示例性实施例的图。如图24A所示，线圈元件2400可包含基部2405和从基部2405延伸的突出部2425。基部2405可包含高度2410、宽度2415和背面2420。尽管示出基部2405具有矩形轮廓，但另外的基部轮廓形状也是可以实现的。类似地，尽管示出背面2420为平坦形状的背面，但另外的背面形状或轮廓也是可以实现的。在一些实施例中，高度2410可包含以下高度：0.2毫米至0.4毫米、0.3毫米至0.5毫米、0.4毫米至0.6毫米、0.5毫米至0.7毫米、0.6毫米至1.0毫米、2.0毫米至5.0毫米、4毫米至8毫米、6毫米至10毫米或12毫米至15毫米。在一些实施例中，高度可以大于15毫米或小于0.2毫米。可以是其它高度。

如图24A所示，线圈元件2400可包含从基部2405延伸的突出部2425。突出部2425可包含如图24A所示的对称形状的正弦曲线轮廓，尽管其它形状的正弦轮廓也是可以实现的。在一些实施例中，突出部2425可以具有有角轮廓，例如三角形轮廓。在一些实施例中，多个突出部2425可以从基部延伸，并且突出部中的每一个可以具有相同或不同的轮廓形状。突出部2425可包含高度2430、偏移2435和宽度2440。在一些实施例中，突出部2425可以布置在两个偏移2435之间。

在一些实施例中，高度2430可包含以下高度：0.2毫米至0.4毫米、0.3毫米至0.5毫米、0.4毫米至0.6毫米、0.5毫米至0.7毫米或0.6毫米至1.0毫米。在一些实施例中，高度可以大于1.0毫米或小于0.2毫米。可以是其它高度。在一些实施例中，高度2430可包含公差范围，如+/-0.010毫米、+/-0.020毫米、+/-0.030毫米、+/-0.040毫米或+/-0.050毫米，尽管也可以是其它公差范围。

在一些实施例中，偏移2435可包含以下偏移：0.05毫米至0.1毫米、0.075毫米至0.15毫米、0.1毫米至0.15毫米、0.125毫米至0.175毫米、0.15毫米至0.2毫米、0.175毫米至0.25毫米、0.2毫米至0.4毫米、0.3毫米至0.5毫米、0.4毫米至0.6毫米、0.5毫米至0.7毫米或0.6毫米至1.0毫米。在一些实施例中，偏移可以大于1.0毫米或小于0.2毫米。可以是其它偏移。在一些实施例中，偏移2435可包含公差范围，如+/-0.010毫米、+/-0.020毫米、+/-0.030毫米、+/-0.040毫米或+/-0.050毫米，尽管也可以是其它公差范围。在一些实施例中，偏移2435在突出部2425的任一侧上可以相同。在一些实施例中，突出部2425一侧上的偏移2435可以与突出部2425的相对侧上的偏移2435不同。

在一些实施例中，宽度2440可包含以下宽度：0.2毫米至0.4毫米、0.3毫米至0.5毫米、0.4毫米至0.6毫米、0.5毫米至0.7毫米、0.6毫米至0.8毫米、0.7毫米至0.9毫米或0.8毫米至1.0毫米。在一些实施例中，宽度可以大于1.0毫米或小于0.2毫米。可以是其它宽度。在一些实施例中，宽度2440可包含公差范围，如+/-0.010毫米、+/-0.020毫米、+/-0.030毫米、+/-0.040毫米或+/-0.050毫米，尽管也可以是其它公差范围。

图24B是图示如本文描述的多个线圈元件的示例性实施例的图，每个线圈元件包含突出部的正弦曲线截面轮廓。如图24B所示，可形成多个线圈元件2445，使得每个线圈元件(例如，线圈元件2400A至线圈元件2400C)具有与参照图24A所示线圈元件所描述的相同的截面轮廓和尺寸。多个线圈元件2445可包含在相邻线圈元件的相邻突出部2425之间的空间2450。在一些实施例中，空间2450的尺寸可设计成是被提供通过本文描述的MCG的电磁波的波长的1/6。例如，空间2450可以是被注入到井的钻孔中的毫米电磁波的波长的1/6。如图24B进一步所示，多个线圈元件2445可包含节距2455。节距2455的尺寸可设计成是被提供通过本文描述的MCG的电磁波的波长的1/3。例如，节距2455可以是被注入到井的钻孔中的毫米电磁波的波长的1/3。其它尺寸也是可以实现的。

图25A是图示如本文描述的包含多个截面轮廓的线圈元件的突出部的示例性实施例的图。如图25A所示，线圈元件2500可包含基部2505和从基部2505延伸的突出部2525。基部2505可包含高度2510、宽度2515和背面2520。尽管示出基部2505具有矩形轮廓，但另外的基部轮廓形状也是可以实现的。类似地，尽管示出背面2520为平坦形状的背面，但另外的背面形状或轮廓也是可以实现的。在一些实施例中，高度2510和/或背面2520可包含以下高度：0.2毫米至0.4毫米、0.3毫米至0.5毫米、0.4毫米至0.6毫米、0.5毫米至0.7毫米、0.6毫米至1.0毫米、2.0毫米至5.0毫米、4毫米至8毫米、6毫米至10毫米或12毫米至15毫米。在一些实施例中，高度可以大于15毫米或小于0.2毫米。可以是其它高度。

如图25A所示，线圈元件2500可包含从基部2505延伸的多个突出部2525。突出部2525可包含如图25A所示的矩形轮廓，尽管其它轮廓形状也是可以实现的。在一些实施例中，多个突出部2525中的每一个可包含与图25A中所示的相同形状的轮廓。在一些实施例中，突出部2525中的一个或多个可包含形状与其它突出部2525的轮廓形状不同的轮廓。突出部2525可包含高度2530、宽度2535、偏移2540以及合并的突出部宽度2545。在一些实施例中，高度2530可包含以下高度：0.2毫米至0.4毫米、0.3毫米至0.5毫米、0.4毫米至0.6毫米、0.5毫米至0.7毫米或0.6毫米至1.0毫米。在一些实施例中，高度可以大于1.0毫米或小于0.2毫米。可以是其它高度。在一些实施例中，高度2530可包含公差范围，如+/-0.010毫米、+/-0.020毫米、+/-0.030毫米、+/-0.040毫米或+/-0.050毫米，尽管也可以是其它公差范围。在一些实施例中，对于相邻或不相邻的突出部2525，高度2530可以相同或不同。

在一些实施例中，宽度2535可包含以下宽度：0.2毫米至0.4毫米、0.3毫米至0.5毫米、0.4毫米至0.6毫米、0.5毫米至0.7毫米、0.6毫米至0.8毫米、0.7毫米至0.9毫米或0.8毫米至1.0毫米。在一些实施例中，宽度可以大于1.0毫米或小于0.2毫米。可以是其它宽度。在一些实施例中，宽度2535可包含公差范围，如+/-0.010毫米、+/-0.020毫米、+/-0.030毫米、+/-0.040毫米或+/-0.050毫米，尽管也可以是其它公差范围。在一些实施例中，对于相邻或不相邻的突出部2525，宽度2535可以相同或不同。

在一些实施例中，偏移2540可包含以下偏移：0.05毫米至0.1毫米、0.075毫米至0.15毫米、0.1毫米至0.15毫米、0.125毫米至0.175毫米、0.15毫米至0.2毫米、0.175毫米至0.25毫米、0.2毫米至0.4毫米、0.3毫米至0.5毫米、0.4毫米至0.6毫米、0.5毫米至0.7毫米或0.6毫米至1.0毫米。在一些实施例中，偏移可以大于1.0毫米或小于0.2毫米。可以是其它偏移。在一些实施例中，偏移2540可包含公差范围，如+/-0.010毫米、+/-0.020毫米、+/-0.030毫米、+/-0.040毫米或+/-0.050毫米，尽管也可以是其它公差范围。在一些实施例中，偏移2540在突出部2525的任一侧上可以相同。在一些实施例中，突出部2525一侧上的偏移2540可以与突出部2525的相对侧上的偏移2540不同。在一些实施例中，对于相邻或不相邻的突出部2525，偏移2540可以相同或不同。

在一些实施例中，合并的突出部宽度2545可包含以下宽度：0.2毫米至0.4毫米、0.3毫米至0.5毫米、0.4毫米至0.6毫米、0.5毫米至0.7毫米、0.6毫米至0.8毫米、0.7毫米至0.9毫米、0.8毫米至1.0毫米、0.9毫米至2.0毫米、1.5毫米至3.0毫米、2.5毫米至5.0毫米、4.0毫米至8.0毫米、6.0毫米至10.0毫米、8.0毫米至15.0毫米或10.0毫米至20.0毫米。在一些实施例中，宽度可以大于20毫米或小于0.2毫米。可以是其它合并的突出部宽度。在一些实施例中，合并的突出部宽度2545可包含公差范围，如+/-0.010毫米、+/-0.020毫米、+/-0.030毫米、+/-0.040毫米或+/-0.050毫米，尽管也可以是其它公差范围。

图25B是图示如本文描述的多个线圈元件的示例性实施例的图，每个线圈元件包含具有多个截面轮廓的突出部。如图25B所示，可形成多个线圈元件2550，使得每个线圈元件(例如，线圈元件2500A至线圈元件2500C)具有与参照图25A所示线圈元件所描述的相同的截面轮廓和尺寸。多个线圈元件2550可包含在相邻线圈元件的相邻突出部2525之间的空间2555。在一些实施例中，空间2555的尺寸可设计成是被提供通过本文描述的MCG的电磁波的波长的1/6。例如，空间2555可以是被注入到井的钻孔中的毫米电磁波的波长的1/6。如图25B进一步所示，多个线圈元件2550可包含节距2560。节距2560的尺寸可设计成是被提供通过本文描述的MCG的电磁波的波长的1/3。例如，节距2560可以是被注入到井的钻孔中的毫米电磁波的波长的1/3。其它尺寸也是可以实现的。线圈元件2550可以通过螺栓或利用中间部件轴向固定在本文描述的MCG的外管件内，以将它们连接在一起和/或连接到本文描述的MCG的外管件。

图26A至26C是图示如本文描述的由两(2)个嵌套线圈弹簧形成的多件式波纹波导的示例性实施例的图。如图26A所示，可以通过将第一线圈弹簧2605旋转到第二线圈弹簧2610中，将第一线圈弹簧2605插入到第二线圈弹簧2610中，使得每个线圈弹簧的线圈元件如图26B所示的组装的两件式线圈弹簧2615中所示的那样螺纹连接在一起。图26C示出了两件式线圈弹簧2615的截面视图。

图27是示出图26C的多件式波纹波导的示例性实施例的图。如图27所示，示出图26C的细节A用于图示两个线圈弹簧嵌套在一起产生与第一线圈弹簧2605和第二线圈弹簧2610的直径和节距对应的波纹特征的轮廓。第一线圈弹簧2605可具有比第二线圈弹簧2610的内径2710大的内径2705。在一些实施例中，第一线圈弹簧2605可涂覆有第一材料，如介电或铁磁材料。第二线圈弹簧2610可涂覆有第二材料，如导电材料。

本主题的一些实现方式可以提供适用于电磁波传输的多件式波纹波导。例如，本主题的一些实现方式能够形成和使用波纹波导，所述波纹波导适合用于使用毫米电磁波以各种传输模式如HE11模式钻凿井的钻孔。通过经由可插入到管件中的线圈弹簧来提供波纹波导特征，而不是在较长长度的管件内机械加工波纹特征，本文描述的波纹波导的多件式构造的一些实现方式可以降低制造此种装置的复杂性。结果，本文描述的MCG的一些实现方式可以以比通过机械加工、攻丝或钻孔形成波纹特征更高的精度公差来制造，这可以将机械加工的材料留在波导内并降低电磁传输率。另外，涂覆或镀覆MCG的部件可以更容易地进行，因为可以在制造过程中将绝缘、介电或导电材料施用到单个部件上，而不是在已经将波纹特征加工成长管件长度之后用绝缘、介电或导电材料涂覆或镀覆较长长度的管件。

已经对某些示例性实施例进行了描述，以提供对本文公开的系统、设备和方法的结构、功能、制造和使用的原理的全面理解。已经在附图中图示了这些实施例的一个或多个示例。所属领域的技术人员将理解，本文中具体描述且附图中示出的系统、装置和方法是非限制性的示例性实施例，且本发明的范围仅由权利要求书限定。结合一个示例性实施例说明或描述的特征可以与其它实施例的特征组合。此类修改和改变旨在被包含在本发明的范围内。此外，在本公开中，实施例的类似命名的组件通常具有类似特征，并且因此在具体实施例内，未必完整地详细说明每个类似命名的组件的每个特征。

如本文在整个说明书和权利要求书中所使用，近似语言可以被用来修改可以允许变化的任何定量表示，而不引起其所涉及的基本功能的改变。因此，由例如“约”、“大致”和“大体上”等一个或多个术语修饰的值不限于指定的精确值。在至少一些例项中，近似语言可对应于用于测量所述值的仪器的精度。此处以及在整个说明书和权利要求书中，范围限制可以是组合和/或互换的，除非上下文或语言另外指示，否则此类范围经识别并且包含其中所含的所有子范围。

基于上述实施例，本领域技术人员将理解本发明的进一步特征和优点。因此，除了所附权利要求所表明的之外，本申请不受已经具体示出和描述的内容的限制。本文引用的所有出版物和参考文献都通过引用整体明确并入。

Claims (55)

1.一种装置，其包括：

管件，其包含内表面、内径和长度；以及

线圈弹簧，其包含外表面、外径和沿着所述线圈弹簧的长度布置的多个线圈元件，其中所述线圈弹簧定位在所述管件内，并且所述线圈弹簧的所述外径小于所述管件的所述内径。

2.根据前一权利要求所述的装置，其中间隙限定在所述线圈弹簧的所述外表面与所述管件的所述内表面之间。

3.根据前述权利要求中任一项所述的装置，其中所述线圈弹簧形成波导。

4.根据前述权利要求中任一项所述的装置，其中所述线圈弹簧的所述内表面包含导电材料。

5.根据前述权利要求中任一项所述的装置，其中所述线圈弹簧包含铜、金、银或铂的涂层。

6.根据前述权利要求中任一项所述的装置，其中所述装置进一步包括在所述管件与所述线圈弹簧之间的绝缘层。

7.根据前述权利要求中任一项所述的装置，其中所述线圈弹簧的所述外表面包含介电材料。

8.根据前述权利要求中任一项所述的装置，其中所述多个线圈元件中的至少一个线圈元件是通过所述至少一个线圈元件相对于所述线圈弹簧的圆周的一个完整匝来限定。

9.根据前述权利要求中任一项所述的装置，其中所述多个线圈元件中的至少一个线圈元件包含基部和从所述基部延伸的突出部，所述突出部包含梯形截面形状、圆形截面形状、方形截面形状、矩形截面形状或正弦曲线截面形状中的一种。

10.根据前述权利要求中任一项所述的装置，其中所述多个线圈元件沿着所述多个线圈元件的长度包含梯形截面形状、圆形截面形状、截面矩形形状、截面椭圆形形状或锥形形状中的一种。

11.根据前述权利要求中任一项所述的装置，其中所述线圈弹簧包含铜线材和/或铝线材。

12.根据前述权利要求中任一项所述的装置，其中所述管件包含碳钢管件。

13.根据前述权利要求中任一项所述的装置，其中多个线圈弹簧定位在所述管件内。

14.根据权利要求13所述的装置，其中所述多个线圈弹簧的第一线圈弹簧和第二线圈弹簧通过定位在所述管件内的联接弹簧而联接。

15.根据权利要求14所述的装置，其中所述联接弹簧的第一端附接到所述第一线圈弹簧的第一端，并且所述联接弹簧的第二端附接到所述第二线圈弹簧的第二端，所述联接弹簧被构造成由于所述第一线圈弹簧和/或所述第二线圈弹簧的热膨胀而减少所述第一线圈弹簧和所述第二线圈弹簧相对于彼此的轴向行程量。

16.根据前述权利要求中任一项所述的装置，其中所述线圈弹簧和/或所述多个线圈元件中的每个线圈元件的截面轮廓的尺寸被设计成传播电磁波。

17.根据权利要求16所述的装置，其中所述线圈弹簧和所述线圈弹簧的所述截面轮廓的尺寸被设计成以HE11模式传播所述电磁波。

18.根据前述权利要求中任一项所述的装置，其中所述管件的所述长度大于1米。

19.根据前述权利要求中任一项所述的装置，其中所述管件的所述长度大于5米。

20.根据前述权利要求中任一项所述的装置，其中所述管件的所述长度大于9米。

21.根据前述权利要求中任一项所述的装置，其中所述多个线圈元件的尺寸被设计成包含在所述多个线圈元件的两个或更多个线圈元件之间的空间，所述空间的尺寸被设计成是通过波导组件注入到井的钻孔中的电磁波的波长的1/6。

22.根据前述权利要求中任一项所述的装置，其中所述多个线圈元件的尺寸被设计成包含在所述多个线圈元件的两个或更多个线圈元件之间的节距，所述节距的尺寸被设计成是通过所述波导组件注入到所述井的所述钻孔中的电磁波的波长的1/3。

23.根据前述权利要求中任一项所述的装置，其中所述多个线圈元件的尺寸被设计成包含以下所述的宽度，所述宽度的尺寸被设计成小于通过所述波导组件注入到所述井的所述钻孔中的电磁波的波长。

24.根据前述权利要求中任一项所述的装置，其中所述管件内的所述线圈弹簧形成螺旋槽。

25.根据权利要求24所述的装置，其中所述螺旋槽被构造成传播电磁波。

26.根据权利要求25所述的装置，其中所述螺旋槽被构造成以HE11模式、横电模式、横磁模式或横电模式与横磁模式的组合来传播所述电磁波。

27.根据前述权利要求中任一项所述的装置，其中所述管件是锥形管件，并且所述线圈弹簧是锥形线圈弹簧。

28.根据前述权利要求中任一项所述的装置，其中所述管件是弯管件。

29.根据前述权利要求中任一项所述的装置，其中所述管件和所述线圈弹簧被包含在壳体中并且被构造成在所述壳体内延伸或缩回。

30.一种方法，其包括：

将包含截面轮廓的线材挤出；

将所述线材形成为线圈弹簧，所述线圈弹簧具有外径和沿着所述线圈弹簧的长度布置的多个线圈元件；以及

将所述线圈弹簧插入到具有比所述线圈弹簧的所述外径大的内径的管件中，所述管件具有所述线圈弹簧在所述管件内延伸所沿着的长度。

31.根据权利要求30所述的方法，其进一步包括

用导电材料涂覆所述线材；

用导电材料涂覆所述线圈弹簧；和/或

用绝缘材料涂覆所述管件的内表面。

32.根据权利要求31所述的方法，其中所述导电材料包含铜、银或金中的一种或多种。

33.根据权利要求30至32中任一项所述的方法，其中当所述线圈弹簧被插入到所述管件中时，间隙形成在所述管件的内表面与所述线圈弹簧的外表面之间。

34.根据权利要求30至33中任一项所述的方法，其进一步包括在所述管件的内表面上形成通道，所述通道沿着所述管件的所述长度轴向延伸。

35.根据权利要求30至34中任一项所述的方法，其中所述线材的所述截面轮廓包含基部和从所述基部延伸的突出部，所述突出部包含梯形轮廓、圆形轮廓、方形轮廓、矩形轮廓或正弦曲线轮廓中的一种。

36.根据权利要求30至35中任一项所述的方法，其中将所述线材形成为线圈弹簧包含将所述线材缠绕在心轴上，使得所述多个线圈元件中的每个线圈元件的形状与所述心轴沿着所述线圈弹簧的所述长度的至少一部分的截面形状相对应。

37.根据权利要求36所述的方法，其中所述心轴的所述截面形状包含梯形形状、圆形形状、矩形形状、椭圆形形状或锥形形状中的至少一种。

38.根据权利要求30至37中任一项所述的方法，其中所述线材是铜线材或铝线材。

39.根据权利要求30至38中任一项所述的方法，其中所述方法进一步包括

形成多个线圈弹簧；以及

将所述多个线圈弹簧插入到所述管件中。

40.一种装置，其包括：

外管件，其具有内表面、内径和长度；以及

内管件，其具有内表面、外表面、外径和形成在所述内表面上并沿着所述内管件的长度延伸的螺旋形槽，其中所述内管件定位在所述外管件内，并且所述内管件的所述外径小于所述外管件的所述内径。

41.根据权利要求40所述的装置，其中间隙限定在所述内管件的所述外表面与所述外管件的所述内表面之间。

42.根据权利要求40至41中任一项所述的装置，其中所述螺旋形槽形成波导。

43.根据权利要求40至42中任一项所述的装置，其中所述内管件的所述内表面和/或所述螺旋形槽包含导电材料。

44.根据权利要求40至43中任一项所述的装置，其中所述装置进一步包括在所述外管件与所述内管件之间的绝缘层。

45.根据权利要求40至44中任一项所述的装置，其中所述内管件的所述外表面包含介电材料。

46.根据权利要求40至45中任一项所述的装置，其中所述螺旋形槽被构造成传播毫米电磁波。

47.根据权利要求46所述的装置，其中所述螺旋形槽被构造成以HE11模式传播所述毫米电磁波。

48.一种系统，其包括：

波导组件，其包括

管件，其包含内表面、内径和长度；以及

线圈弹簧，其包含外表面、外径和沿着所述线圈弹簧的长度布置的多个线圈元件，其中所述线圈弹簧定位在所述管件内，并且所述线圈弹簧的所述外径小于所述管件的所述内径；以及

毫米波钻凿装置，其包含回旋管，所述回旋管被构造成通过所述波导组件将毫米波辐射能量注入到井的钻孔中。

49.根据权利要求48所述的系统，其进一步包括地下的多个波导组件，用于引导所述毫米波辐射能量以钻凿所述钻孔的一部分或从所述钻孔中移除材料。

50.根据权利要求49所述的系统，其中所述多个线圈弹簧在一个或多个管件内堆叠到所述井的表面下方15km的距离。

51.一种方法，其包括：

在金属原料片材的第一侧上形成多个波纹特征，所述片材包含第一边缘和第二边缘；

将所述金属原料片材形成为第一管件；以及

将所述第一边缘和所述第二边缘焊接在一起以密封所述第一管件，其中密封的第一管件形成波纹波导。

52.根据权利要求51所述的方法，其进一步包括：

将所述密封的第一管件插入到第二管件中以形成多件式波纹波导。

53.一种方法，其包括：

接收具有第一表面、第一边缘和第二边缘的金属原料片材；

在所述金属原料片材的所述第一表面顶上接收波纹元件，所述波纹元件包含多个波纹特征；

将所述金属原料片材形成为第一管件，所述第一管件将所述波纹元件容纳在所述第一管件内；以及

将所述第一边缘和所述第二边缘焊接在一起以密封所述第一管件，其中密封的第一管件形成多件式波纹波导。

54.根据权利要求53所述的方法，其中所述波纹元件是线圈弹簧。

55.根据权利要求53至54中任一项所述的方法，其中所述波纹元件是第二管件，所述第二管件包含形成在所述第二管件的内表面上的多个波纹特征。