本實用新型屬于石油勘探領(lǐng)域，特別是涉及一種無線測試短節(jié)。

背景技術(shù)：

現(xiàn)代鉆井技術(shù)中，越來越多的傳感器被安裝在井下鉆柱中，用來進(jìn)行井眼環(huán)境和參數(shù)的隨鉆測量，比如對壓力、空間姿態(tài)、溫度、伽瑪?shù)鹊臏y量。來自傳感器的數(shù)據(jù)送到一個隨鉆測量裝置中，然后通過該裝置傳輸?shù)降孛?。隨著全球油氣資源的枯竭以及社會發(fā)展對能源需求的日益增長，低壓油氣藏以及煤層氣的開發(fā)越來越受到重視，同時，為了更好地開發(fā)這類資源，更多采用的是特殊鉆井技術(shù)，如定向井、水平井、欠平衡鉆井、地質(zhì)導(dǎo)向鉆井、氣體鉆井等需要獲取各種詳細(xì)的鉆井工藝參數(shù)和地質(zhì)參數(shù)，這些參數(shù)需要在鉆井過程中實時地發(fā)送到地面，為現(xiàn)場工程師提供決策依據(jù)。

電磁無線隨鉆測量是利用電磁波進(jìn)行井下測控系統(tǒng)和地面基站通信，實現(xiàn)鉆頭的軌跡檢測與控制以及井下勘探數(shù)據(jù)在地面處理器的實時處理。絕緣短節(jié)是無線隨鉆測量儀器進(jìn)行無線通信的關(guān)鍵，它通過使上下兩端的鉆桿絕緣分別充當(dāng)無線信號發(fā)射天線的兩極，從而進(jìn)行無線信號的發(fā)射和接收。由于絕緣短節(jié)對于監(jiān)測井下鉆具具有很重要的意義，因此，在進(jìn)行井下鉆井工作前，需要對與絕緣短節(jié)相連的測量儀器進(jìn)行旋轉(zhuǎn)測試。

目前的無線測試短節(jié)主要用于常溫下廠房內(nèi)測試。但是，根據(jù)工作需要，有許多儀器需要進(jìn)行旋轉(zhuǎn)測試，每個儀器都需要單獨的設(shè)計旋轉(zhuǎn)接頭的接口，很不方便，而且旋轉(zhuǎn)接頭的連線也經(jīng)常損壞。

因此，有必要提出一種新的技術(shù)方案。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

針對上述問題，本實用新型提出一種無線測試短節(jié)，其結(jié)構(gòu)簡單、測量方便，降低了產(chǎn)品的損壞率。

本實用新型提供一種無線測試短節(jié)，所述短節(jié)包括套筒、電路板和電源模塊，電路板和電源模塊均位于所述套筒內(nèi)，所述套筒的一端連接有轉(zhuǎn)接頭，套筒的另一端連接有接收裝置，所述轉(zhuǎn)接頭的另一端與待測設(shè)備連接，

所述套筒具有容納腔，所述套筒的側(cè)面開設(shè)有與所述容納腔連通的開孔，所述開孔上蓋合有蓋板，所述容納腔中設(shè)置有支架,所述支架上設(shè)置有至少一個容納槽，所述容納槽與所述開孔相對，相鄰的容納槽之間設(shè)置有擋板；

所述電路板上集成有陀螺儀模塊、MCU模塊、CAN通訊模塊、FSK調(diào)制解調(diào)模塊和無線通訊模塊，所述MCU模塊通過CAN通訊模塊和FSK調(diào)制解調(diào)模塊采集所述待測設(shè)備的測量參數(shù)，所述陀螺儀模塊采集待測設(shè)備的旋轉(zhuǎn)數(shù)據(jù)，采集的測量參數(shù)和旋轉(zhuǎn)數(shù)據(jù)通過無線通訊模塊傳輸給上位機(jī)；

所述電源模塊包括容納于所述容納槽中的可充電鋰電池，可充電鋰電池為兩組并聯(lián)，每組包括4個串聯(lián)的可充電鋰電池。

進(jìn)一步的，所述套筒上還開設(shè)有充電接口，多個可充電鋰電池通過充電接口與外部電源連接。

進(jìn)一步的，所述電路板上還集成有第一電源轉(zhuǎn)換模塊、第二電源轉(zhuǎn)換模塊、第一電池電壓電流檢測模塊、第二電池電壓電流檢測模塊及欠壓過壓過流保護(hù)模塊，所述第一電源轉(zhuǎn)換模塊和第二電源轉(zhuǎn)換模塊分別與電源模塊連接，所述電源模塊通過第一電源轉(zhuǎn)換模塊用于為所述電路板供電，所述電源模塊通過第二電源轉(zhuǎn)換模塊用于為所述待測設(shè)備供電；所述第一電池電壓電流檢測模塊用于監(jiān)測電源模塊的電壓和電流狀態(tài)，所述第二電池電壓電流檢測模塊用于監(jiān)測所述第二電源轉(zhuǎn)換模塊的電壓和電流狀態(tài)，所述欠壓過壓過流保護(hù)模塊用于監(jiān)測電池與待測設(shè)備之間的電路。

進(jìn)一步的，所述套筒的一端還設(shè)置有電源指示燈和電源開關(guān)，所述電源開關(guān)用于控制電源模塊的啟閉。

進(jìn)一步的，所述電源模塊還包括電池保護(hù)電路和充電管理電路，

所述電池保護(hù)電路包括過充電控制管和過放電控制管，所述MCU模塊用于監(jiān)測電池電壓并進(jìn)行控制，當(dāng)電池充電電壓大于設(shè)定電壓時，所述MCU模塊控制所述過充電控制管切斷；當(dāng)電池放電電壓小于設(shè)定電壓時，所述MCU模塊控制所述過放電控制管切斷；當(dāng)電路中負(fù)載上的電流大于設(shè)定電流時，所述保護(hù)芯片控制所述過放電控制管切斷；

所述充電管理電路包括第一控制開關(guān)和第二控制開關(guān)，所述MCU模塊用于監(jiān)測并判斷電池的電量狀態(tài)，當(dāng)電池的電量低于設(shè)定電量時，所述MCU模塊控制所述第一控制開關(guān)閉合，所述電源指示燈點亮為紅色或閃爍；當(dāng)電池的電量達(dá)到設(shè)定電量時，所述MCU模塊控制所述第一控制開關(guān)切斷、第二控制開關(guān)閉合，所述電源指示燈點亮為綠色。

進(jìn)一步的，所述過充電控制管和過放電控制管均為MOSFET，所述過充電控制管和過放電控制管串聯(lián)連接。

進(jìn)一步的，所述上位機(jī)為監(jiān)控計算機(jī)，所述監(jiān)控計算機(jī)用于對接收到的數(shù)據(jù)進(jìn)行同步監(jiān)測、數(shù)據(jù)分析和數(shù)據(jù)存儲。

進(jìn)一步的，所述轉(zhuǎn)接頭的外徑小于所述套筒的外徑。

進(jìn)一步的，所述轉(zhuǎn)接頭與所述套筒通過螺栓固定連接，所述轉(zhuǎn)接頭與待測設(shè)備通過螺栓連接。

進(jìn)一步的，所述轉(zhuǎn)接頭上還設(shè)置有陀螺儀模塊接口，所述陀螺儀模塊接口用于與所述陀螺儀模塊相連接。

本實用新型的無線測試短節(jié)，其通過轉(zhuǎn)接頭使待測設(shè)備和短節(jié)連接提供固定，電子連線使用軟線連接，無線測試短節(jié)和待測設(shè)備一起旋轉(zhuǎn)，數(shù)據(jù)通過無線傳輸?shù)诫娔X，待測設(shè)備和轉(zhuǎn)臺也只需要提供硬件連接即可，結(jié)構(gòu)簡單、測量方便，降低了產(chǎn)品的損壞率。

附圖說明

為了更清楚地說明本實用新型的技術(shù)方案，下面將對實施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本實用新型的一些實施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其它附圖。

圖1是本實用新型無線測試短節(jié)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是圖1的A-A剖視示意圖；

圖3是本實用新型無線測試短節(jié)結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4是本實用新型電路結(jié)構(gòu)框圖；

圖5是本實用新型無線通信模塊與上位機(jī)傳輸框圖。

其中，1-套筒，2-轉(zhuǎn)接頭，3-接收裝置，4-待測設(shè)備，5-蓋板，6-支架，7-容納槽，8-指示燈，9-電源開關(guān)，10-容納腔，11-無線通信模塊，12-擋板，13-螺栓。

具體實施方式

下面將結(jié)合本實用新型實施例中的附圖，對本實用新型實施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本實用新型一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒緦嵱眯滦椭械膶嵤├?，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動的前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本實用新型保護(hù)的范圍。

請參閱圖1至圖3，圖1是本實用新型無線隨鉆測量用短節(jié)的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是圖1的A-A剖視示意圖；圖3是本實用新型無線隨鉆測量用短節(jié)結(jié)構(gòu)示意圖。如圖1至圖3所示，本實用新型所述短節(jié)包括套筒1、電路板11和電源模塊，電路板11和電源模塊均位于所述套筒1內(nèi)，所述套筒1的一端連接有轉(zhuǎn)接頭2，套筒1的另一端連接有接收裝置3，所述轉(zhuǎn)接頭2的另一端與待測設(shè)備4連接。

所述套筒1具有容納腔10，所述套筒1的側(cè)面開設(shè)有與所述容納腔10連通的開孔，所述開孔上蓋合有蓋板5。所述蓋板5是通過螺栓13連接于套筒1上，從而對開孔進(jìn)行蓋合，

所述容納腔10中設(shè)置有支架6，所述支架6上設(shè)置有至少一個容納槽7，所述容納槽7與所述開孔相對，相鄰的容納槽7之間設(shè)置有擋板12。

所述電路板上集成有陀螺儀模塊、MCU模塊、CAN通訊模塊、FSK調(diào)制解調(diào)模塊和無線通訊模塊，所述MCU模塊通過CAN通訊模塊和FSK調(diào)制解調(diào)模塊采集所述待測設(shè)備的測量參數(shù)，所述陀螺儀模塊采集待測設(shè)備的旋轉(zhuǎn)數(shù)據(jù)，采集的測量參數(shù)和旋轉(zhuǎn)數(shù)據(jù)通過無線通訊模塊傳輸給上位機(jī)。

在一個實施例中，所述無線通信模塊11為Zigbee通訊模塊或wifi通訊模塊。

在再一個實施例中，待測設(shè)備和無線通訊短節(jié)之間的數(shù)據(jù)傳輸通過CAN或FS33通訊方式。

所述電源模塊包括多個電池和用于監(jiān)測電池狀態(tài)的充電管理電路，多個電池容納于所述容納槽7中，所述電池的供電電壓為10-18V。通過開孔可將電池從容納槽中取出或放置到容納槽中。多個電池為5號堿性電池，多個電池為串聯(lián)連接。在一個優(yōu)選的實施例中，為了保證堿性電池提供充足的電源，可采用8個堿性電池串聯(lián)，每個堿性電池的電壓為1.5V，該8個堿性電池提供的電壓為12V，8個堿性電池的容量為1500mAh。在另一個實施例中，多個電池為5號可充電鋰電池，多個可充電鋰電池為串聯(lián)和并聯(lián)連接。在一個優(yōu)選的實施例中，5號可充電鋰電池為8個，該8個可充電鋰電池分為兩組，該兩組并聯(lián)連接，每組包括4個串聯(lián)的可充電鋰電池，每個可充電鋰電池的電壓為3.7V，該8個可充電鋰電池的總?cè)萘繛?600mAh。

在一個實施例中，所述套筒1上還開設(shè)有充電接口。所述充電接口為電源適配器接口或USB接口，多個可充電鋰電池通過充電接口與外部電源連接。

請參閱圖4，圖4是本實用新型電路結(jié)構(gòu)框圖。如圖4所示，所述充電管理電路包括第一電源轉(zhuǎn)換模塊、第二電源轉(zhuǎn)換模塊、第一電池電壓電流檢測模塊、第二電池電壓電流檢測模塊及欠壓過壓過流保護(hù)模塊，所述第一電源轉(zhuǎn)換模塊和第二電源轉(zhuǎn)換模塊分別與電源模塊連接，所述電源模塊通過第一電源轉(zhuǎn)換模塊用于為所述電路板供電，所述電源模塊通過第二電源轉(zhuǎn)換模塊用于為所述待測設(shè)備供電；所述第一電池電壓電流檢測模塊用于監(jiān)測電源模塊的電壓和電流狀態(tài)，所述第二電池電壓電流檢測模塊用于監(jiān)測所述第二電源轉(zhuǎn)換模塊的電壓和電流狀態(tài)，所述欠壓過壓過流保護(hù)模塊用于監(jiān)測電池與待測設(shè)備之間的電路。

所述套筒1上還設(shè)置有電源指示燈8和電源開關(guān)9，所述電源開關(guān)用于控制電源模塊的啟閉。所述電源指示燈8為LED燈。

所述充電管理電路還包括第一控制開關(guān)和第二控制開關(guān)，所述MCU模塊用于監(jiān)測并判斷電池的電量狀態(tài)，當(dāng)電池的電量低于設(shè)定電量時，所述MCU模塊控制所述第一控制開關(guān)閉合，所述電源指示燈點亮為紅色或閃爍；當(dāng)電池的電量達(dá)到設(shè)定電量時，所述MCU模塊控制所述第一控制開關(guān)切斷、第二控制開關(guān)閉合，所述電源指示燈點亮為綠色。

請參閱圖5，圖5是本實用新型無線通信模塊與上位機(jī)傳輸框圖。如圖5所示，所述上位機(jī)中設(shè)置有無線接收模塊、微處理器和USB轉(zhuǎn)串口模塊，所述無線接收模塊與微處理器之間通過異步串行通信口通信連接，所述無線接收模塊用于接收所述無線通訊模塊發(fā)送的信號，所述微處理器和USB轉(zhuǎn)串口模塊之間通過異步串行通信口通信連接。所述無線接收模塊為Zigbee接收模塊或wif i接收模塊。

所述電源模塊包括可充電鋰電池、電池保護(hù)電路和充電管理電路，所述可充電鋰電池容納于所述容納腔中，所述可充電鋰電池通過充電接口與外部電源連接。

所述電源模塊還包括電池保護(hù)電路和充電管理電路。所述電池保護(hù)電路包括過充電控制管和過放電控制管，所述MCU模塊用于監(jiān)測電池電壓并進(jìn)行控制，當(dāng)電池充電電壓大于設(shè)定電壓時，所述MCU模塊控制所述過充電控制管切斷；當(dāng)電池放電電壓小于設(shè)定電壓時，所述MCU模塊控制所述過放電控制管切斷；當(dāng)電路中負(fù)載上的電流大于設(shè)定電流時，所述保護(hù)芯片控制所述過放電控制管切斷。

所述過充電控制管和過放電控制管均為MOSFET(金氧半場效晶體管，Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor,簡稱MOSFET)，所述過充電控制管和過放電控制管串聯(lián)連接。

所述充電管理電路還包括第一控制開關(guān)和第二控制開關(guān)，所述MCU模塊用于監(jiān)測并判斷電池的電量狀態(tài)，當(dāng)電池的電量低于設(shè)定電量時，所述MCU模塊控制所述第一控制開關(guān)閉合，所述電源指示燈點亮為紅色或閃爍；當(dāng)電池的電量達(dá)到設(shè)定電量時，所述MCU模塊控制所述第一控制開關(guān)切斷、第二控制開關(guān)閉合，所述電源指示燈點亮為綠色。

第一控制開關(guān)和第二控制開關(guān)均為MOSFET。

在一個實施例中，所述上位機(jī)為監(jiān)控計算機(jī)，所述監(jiān)控計算機(jī)用于對接收到的數(shù)據(jù)進(jìn)行同步監(jiān)測、數(shù)據(jù)分析和數(shù)據(jù)存儲。

在一個實施例中，所述轉(zhuǎn)接頭2的外徑小于所述套筒1的外徑。待測設(shè)備4連接于轉(zhuǎn)接頭2上，由于轉(zhuǎn)接頭2的外徑較小，不僅對待測設(shè)備4和套筒1的提供一個旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向，而且保證了待測設(shè)備4與套筒1能夠同步旋轉(zhuǎn)。本實用新型的轉(zhuǎn)接頭2體積較小，從而不影響在井下作業(yè)。

所述轉(zhuǎn)接頭2與所述套筒1通過螺栓固定連接，所述轉(zhuǎn)接頭2與待測設(shè)備4通過螺栓連接。

所述轉(zhuǎn)接頭2上還設(shè)置有陀螺儀模塊接口，所述陀螺儀模塊接口用于與所述陀螺儀模塊相連接。

本實用新型的第一電源轉(zhuǎn)換模塊，給電路板供電(電路中需要5V和3.3V電壓，給各功能模塊供電)，第二電源轉(zhuǎn)換模塊給待測設(shè)備供電，待測設(shè)備需要30V的電壓。

本實用新型設(shè)計有待測設(shè)備供電電壓檢測，防止因供電不足造成的數(shù)據(jù)錯誤；給待測設(shè)備供電電路中，設(shè)計有欠壓、過壓、過流保護(hù)電路，保證給待測設(shè)備供電的同時不損壞待測設(shè)備。

本實用新型電路中設(shè)計有電池電壓、電流檢測，時刻檢測電池狀態(tài)，保證進(jìn)行一次完整的測試，中間不中斷。監(jiān)測到電壓過低時，指示燈閃爍，提醒用戶更換電池。

本實用新型待測設(shè)備和無線測試短節(jié)之間通過FS33進(jìn)行數(shù)據(jù)通訊，并設(shè)計有FSK調(diào)制解調(diào)電路。

本實用新型的無線測試短節(jié)，其通過轉(zhuǎn)接頭使待測設(shè)備和短節(jié)連接提供固定，電子連線使用軟線連接，無線測試短節(jié)和待測設(shè)備一起旋轉(zhuǎn)，數(shù)據(jù)通過無線傳輸?shù)诫娔X，待測設(shè)備和轉(zhuǎn)臺也只需要提供硬件連接即可，結(jié)構(gòu)簡單、測量方便，降低了產(chǎn)品的損壞率。

以上所揭露的僅為本實用新型的幾種較佳實施例而已，當(dāng)然不能以此來限定本實用新型之權(quán)利范圍，因此依本實用新型權(quán)利要求所作的等同變化，仍屬本實用新型所涵蓋的范圍。