长距离大口径油气管道对穿控向的分段磁体传感阵列系统专利检索-油气管道软管，管道及配件专利检索查询-专利查询网

积极推动地理标志专门立法

2022-03-10 地理标志，立法，知识产权
保护知识产权是对创新最大的激励

2022-03-10 保护知识产权，创新，激励
谢商华：加快制定知识产权基本法

2022-03-10 知识产权基本法
擦亮“双奥之城”品牌

2022-03-10 双奥，知识产权
让冰雪运动“热”力全开

2022-03-10 冰雪运动，知识产权
携手共奋进　走好强国路

2022-03-10 强国，知识产权
坚持创新引领　方能稳中求进

2022-03-10 创新，稳中求进，知识产权
答好“两张卷” 奋进新征程

2022-03-10 知识产权
专家解读政府工作报告中的创新和知识产权相关部署

2022-03-10 政府工作报告，创新，知识产权
今年政府工作报告指出：加强知识产权保护和运用

2022-03-10 政府工作报告，知识产权保护

长距离大口径油气管道对穿控向的分段磁体传感阵列系统

阅读：918发布：2021-02-25

IPRDB可以提供长距离大口径油气管道对穿控向的分段磁体传感阵列系统专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本发明是一种长距离大口径油气管道对穿控向的分段磁体传感阵列系统。涉及管道系统技术领域。其特征是它由三个磁体传感器、放大器、A/D转换和控制器组成；由磁体传感器(1)、过渡磁体传感器(2)、永久磁体传感器(3)的输出各依次串接放大器、A/D转换后一并接控制器的输入；磁体传感器(1)、过渡磁体传感器(2)、永久磁体传感器(3)输出的信号各经放大并转换为数字信号，送控制器处理；其特征在于磁体传感器(1)、过渡磁体传感器(2)、永久磁体传感器(3)采用磁体传感芯片，其构成是4个电阻组成的平衡电桥电路。本发明施工容易、测试简单易行。，下面是长距离大口径油气管道对穿控向的分段磁体传感阵列系统专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种长距离大口径油气管道对穿控向的分段磁体传感阵列系统,它由三个磁体传感器、放大器、A/D转换和控制器组成;由磁体传感器(1)、过渡磁体传感器(2)、永久磁体传感器(3)的输出各依次串接放大器、A/D转换后一并接控制器的输入;磁体传感器(1)、过渡磁体传感器(2)、永久磁体传感器(3)输出的信号各经放大并转换为数字信号,送控制器处理;其特征在于磁体传感器(1)、过渡磁体传感器(2)、永久磁体传感器(3)都采用磁体传感芯片，其构成是4个电阻组成的平衡电桥电路;所述磁体传感器(1)选用磁场范围是-2～+2高斯的任意磁体传感器;过渡磁体传感器(2)选用磁场范围是-6～+6高斯的任意过渡磁体传感器;永久磁体传感器(3)选用磁场范围是-60～+60高斯的任意永久磁体传感器。

说明书全文

长距离大口径油气管道对穿控向的分段磁体传感阵列系统

技术领域

[0001] 本发明是一种长距离大口径油气管道对穿控向的分段磁体传感阵列系统。涉及管道系统技术领域。

背景技术

[0002] 近年来，在非开挖技术行业中，水平导向钻进是主要的增长点，由于设备能力的改善，其优越性愈加明显。非开挖舖管可以穿越铁路、公路、建筑、河流、飞机跑道、古迹等障碍物。它应用于于石油和天然气管道、电力、电信、有线电视、给水、排水及市政建设。非开挖技术具有不开挖地面、不影响交通、不影响市容、不损坏建筑、方向性好、经济和社会效益显著等特点。非开挖技术可利用导向钻进，还可进行管棚支护、水平注浆、水平降水及污染地层处理工程，在许多工程应用中，其相对成本已经降低到明挖法施工之下。可以采用非开挖技术施工时，反对采用明挖施工是必然趋势。

[0003] 加快工程进度的、长距离的非开挖实时定位技术，即针对特别急需地下双向水平钻进准直技术和设备的研究和研制。不仅满足应用于于石油和天然气管道的铺设的施工现场的施工的设计要求，也满足应用于电力、电信、有线电视、给水、排水及市政建设等施工现场的施工的设计要求。研究定向钻对穿控向技术、控向理论和控向方法，采用电磁场和重力场作为导向信号，研究建立控向信号在大地的衰减规律和传播机理、分布数学模型，各种干扰因素引起的测量误差和修正方法等，确定控向信号和检测装置的基本参数，为装备研制提供技术基础。

[0004] 美国专利6,814,163和6,626,252用于水平随钻的双线圈定位系统；6,736,222为钻头定向的测量方法；6,466,020 B1为电磁定位法随钻的测量方法；B2为一种电磁精确定位和角度定位的方法；这些专利都没涉及技术的实现，也没有作具体实现的说明。更重要的是这些专利的实现存在角度(仰角、磁偏角等)的积累误差，不可能达到0.1度的要求。要想达到上述精度，检测设备非常复杂。

[0005] 考虑到现有钻进定位设备的磁体传感器均为单个高灵敏度可分辨微高斯的传感模块，由于磁体传感器本身感应灵敏度和感应的动态范围是成反比的，而为了提高长距离水平双向对穿导向精度，就必须在对穿双向接近时加进一个较大磁通量的人工永久磁体。这样，就使采用单个磁传感器为了适应其感应的动态范围而降低了感应的灵敏度，必须要从传感器的源头来提高整个长距离大口径油气管道对穿控向系统的精度的问题。

发明内容

[0006] 本发明的目的是发明一种施工容易、测试简单易行的长距离大口径油气管道对穿控向的分段磁体传感阵列系统。

[0007] 本发明就是从传感器的源头来提高整个长距离大口径油气管道对穿控向系统的精度的问题。考虑到现有钻进定位设备的磁体传感器均为单个高灵敏度可分辨微高斯的传感模块，由于磁体传感器本身感应灵敏度和感应的动态范围是成反比的，而为了提高长距离水平双向对穿导向精度，就必须在对穿双向接近时加进一个较大磁通量的人工永久磁体，这样就克服了采用单个磁传感器为了适应其感应的动态范围而降低了感应灵敏度的不足。

[0008] 为此，本发明是这样实现的：

[0009] 考虑到人工设置的电磁场的数量级和对穿到一定程度在钻杆头加入的永久磁铁的数量级不同，选择三个不同感应灵敏度和相应的感应动态范围磁体传感器，在不同时段分别接入。

[0010] 所以，本发明的构成(见图1)同已有技术一样，是由三个磁体传感器、放大器、A/D转换和控制器组成。磁体传感器1、过渡磁体传感器2、永久磁体传感器3的输出各依次串接放大器、A/D转换后一并接控制器的输入。磁体传感器1、过渡磁体传感器2、永久磁体传感器3输出的信号各经放大并转换为数字信号，送控制器处理。

[0011] 其中：

[0012] 磁体传感器1为感知人工设置的永久磁体传感器；

[0013] 永久磁体传感2定义为永久监视传感器，其感应的动态范围跨越在磁体传感器1和永久磁体传感器3之间，其感应的数值为磁体传感器1和过渡磁体传感器2切换依据；

[0014] 永久磁体传感器3为感知对穿到一定程度在钻杆头加入的永久磁体传感器；

[0015] 本发明的特征是磁体传感器1、过渡磁体传感器2、永久磁体传感器采用磁体传感芯片，其构成是4个电阻组成的平衡电桥电路；其中磁体传感器1用于检测微弱磁场可选用磁场范围是+/-2高斯左右的任意磁体传感器；过渡磁体传感器2，用于检测从微弱磁场到强磁场的过渡，可选用磁场范围是+/-6高斯左右的任意磁体传感器；永久磁体传感器3用于检测从微弱磁场到强磁场的过渡，可选用磁场范围是+/-60高斯左右的任意磁体传感器；

[0016] 三个磁体传感器和放大器的电路构成如图2所示，三个磁体传感器芯片的电桥两对角5、7端接电源+V和地，另两对角1、8端接运算放大器；放大器是由运算放大器组成的；磁体传感器1的1端接电阻R1后至运算放大器IC4的4端，而4端各接正向和反向二极管D2、D1到地，同时4端与输出端10之间还接电阻R13，运算放大器IC4的3、6端接地，11端接+8V，7端接-8V，11端和7端各接电容C2、C4到地，10端接电容C3到地，1端与8端之间接电容C5，8端与2端之间接电容C6，5端经电阻R3接磁体传感器1的8端，同时5端接并联的正向和反向二极管D3、D4与电阻R13到地；磁体传感器1的7接地，5端接+8V；过渡磁体传感器2和永久磁体传感器3后接运算放大器IC5、IC6的构成与磁体传感器1后的运算放大器IC4完全相同；运算放大器IC4、IC5、IC6的输出各接一电容C3、C9、C15后至A/D转换；

[0017] A/D转换选常用的产品；

[0018] 控制器IC7选市销产品。

[0019] 首先启动感知人工设置的磁体传感器1和过渡磁体传感器2，当对穿到一定程度需在钻杆头加入永久磁体传感器3时，启动在钻杆头加入的永久磁体传感器3，同时保留过渡磁体传感器2。这样的设计因加入永久磁体传感器3避免了感知人工设置的磁体传感器1的饱和，又能检测永久磁场的量度的目的，且施工容易、测试简单易行，达到提高长距离大口径油气管道对穿控向精度的目的。

附图说明

[0020] 图1管道对穿控向的分段磁体传感阵列系统原理框图

[0021] 图2管道对穿控向的分段磁体传感阵列系统电原理图

[0022] 其中1-磁体传感器 2-过渡磁体传感器

[0023] 3-永久磁体传感器

具体实施方式

[0024] 实施例.本例是一实验样机，其构成如图1所示。本例的构成是由三个磁体传感器、放大器、A/D转换和控制器组成。由磁体传感器1、过渡磁体传感器2、永久磁体传感器3的输出各依次串接放大器、A/D转换后一并接控制器的输入。

[0025] 人工设置的电磁场的数量级和对穿到一定程度在钻杆头加入的永久磁铁的数量级不同，选择三个不同感应灵敏度和相应的感应动态范围磁体传感器，在不同时段分别接入。

[0026] 其中：

[0027] 磁体传感器1、过渡磁体传感器2、永久磁体传感器3的构成是4个电阻组成的平衡电桥电路；电桥的两对角接电源+5V和地，另两对角接运算放大器；

[0028] 放大器如图2所示，是由运算放大器组成的；磁体传感器1的1端接电阻R1后至运算放大器IC4的4端，而4端各接正向和反向二极管D2、D1到地，同时4端与输出端10之间还接电阻R13，运算放大器IC4的3、6端接地，11端接+8V，7端接-8V，11端和7端各接电容C2、C4到地，10端接电容C3到地，1端与8端之间接电容C5，8端与2端之间接电容C6，5端经电阻R3接磁体传感器1的8端，同时5端接并联的正向和反向二极管D3、D4与电阻R13到地；磁体传感器1的7接地，5端接+8V；过渡磁体传感器2和永久磁体传感器3后接运算放大器IC5、IC6的构成与磁体传感器1后的运算放大器IC4完全相同；运算放大器IC4、IC5、IC6的输出各接一电容C3、C9、C15后至A/D转换；

[0029] 控制器IC7选MSP4 30或AVR系列控制器，A/D转换芯片控制器集成；

[0030] IC4、IC5、IC6选ICL7560；

[0031] D1-D12选2AP10；

[0032] C2、C3、C4、C8、C8、C10、C14、C15、C16：0.01μf；

[0033] C5、C6、C11、C12、C17、C18：0.1μf；

[0034] R1：2KΩ；

[0035] R3：2KΩ；

[0036] R4：10KΩ；

[0037] R5：2KΩ；

[0038] R7：2KΩ；

[0039] R8：10KΩ；

[0040] R9：2KΩ；

[0041] R11：2KΩ；

[0042] R12：10KΩ；

[0043] R13：100KΩ；

[0044] R14：100KΩ；

[0045] R15：100KΩ；

[0046] 磁体传感器1、过渡磁体传感器2、永久磁体传感器采用磁体传感芯片，其中磁体传感器1用于检测微弱磁场可选用磁场范围是+/-2高斯左右的任意磁体传感器；过渡磁体传感器2，用于检测从微弱磁场到强磁场的过渡，可选用磁场范围是+/-6高斯左右的任意磁体传感器；永久磁体传感器3用于检测从微弱磁场到强磁场的过渡，可选用磁场范围是+/-60高斯左右的任意磁体传感器；

[0047] 电源为+5V。

[0048] 该系统在工作时首先启动感知人工置设的电磁场传感器1和磁体传感器定义为过渡监视传感器2，当对穿到一定程度在钻杆头加入的永久磁铁时，启动感知对穿到一定程度在钻杆头加入的永久磁铁传感器3同时保留磁体传感器定义为过渡监视传感器2。这样的设计因加入永久磁铁避免了感知人工置设的电磁场传感器1的饱和，又能检测永久磁场的量度的目的，达到提高长距离大口径油气管道对穿控向精度的目的。

[0049] 本例在多次试验中，施工容易、测试简单易行，提高了长距离大口径油气管道对穿控向精度。

标题	发布/更新时间	阅读量
一种油气管道阴极保护智能检测装置及其工作方法-专利编号CN106191873B	2020-05-11	1143
一种油气管道阴极保护智能检测装置及其工作方法-专利编号CN106191873A	2020-05-11	774
油气管道位移监测装置-专利编号CN105651182A	2020-05-13	447
耐高压油气管道-专利编号CN102052521A	2020-05-12	813
油气管道抗震装置及油气管道系统-专利编号CN110953434A	2020-05-12	401
油气管道保护装置-专利编号CN105650401B	2020-05-13	682
油气输送管道保护装置-专利编号CN108087663A	2020-05-12	388
油气管道壁厚监测系统-专利编号CN105114819A	2020-05-13	1049
油气管道定位器-专利编号CN108581872A	2020-05-11	489
一种油气管道漏磁内检测内外缺陷的识别方法-专利编号CN109900783A	2020-05-11	802

长距离大口径油气管道对穿控向的分段磁体传感阵列系统

长距离大口径油气管道对穿控向的分段磁体传感阵列系统

技术领域

背景技术

发明内容

附图说明

具体实施方式

IPRDB

热门服务

关于我们

友情链接

联系方式