設(shè)計(jì)。
[0045]參考圖1和圖9，圖9是可以構(gòu)成與鉆柱16耦合的地上收發(fā)器裝置(整體用附圖標(biāo)記600表示)的一個(gè)實(shí)施例的部件的框圖。地上電流互感器602定位在例如鉆機(jī)14上，以耦合和/或接收來自鉆柱16的信號(hào)。電流互感器602可以被電連接以用于發(fā)送模式和接收模式中的一種或兩種，在發(fā)送模式中，數(shù)據(jù)被調(diào)制在鉆柱上，而在接收模式中，從鉆柱中恢復(fù)調(diào)制數(shù)據(jù)。收發(fā)器電子封裝件606與電流互感器連接并可以由鉆機(jī)供電。對(duì)于發(fā)送模式而言，使用電連接在地上數(shù)字信號(hào)處理器620與電流互感器602之間的天線驅(qū)動(dòng)器部分610來驅(qū)動(dòng)電流互感器。能夠耦合至鉆柱中的數(shù)據(jù)可以使用與用于驅(qū)動(dòng)地埋殼體54(圖1)中的偶極天線540的頻率不同的頻率來進(jìn)行調(diào)制，以避免干擾，以及區(qū)別于地埋殼體54(圖8)驅(qū)動(dòng)鉆柱的地埋端上的信號(hào)的頻率。當(dāng)天線驅(qū)動(dòng)器610關(guān)閉時(shí)，開/關(guān)切換器(SW)620能夠選擇性地將電流互感器602與帶通濾波器(BPF) 622連接，帶通濾波器622具有與從鉆柱接收的數(shù)據(jù)信號(hào)的中心頻率對(duì)應(yīng)的中心頻率。BPF 622又與模數(shù)轉(zhuǎn)換器(ADC)630連接，模數(shù)轉(zhuǎn)換器630本身與數(shù)字信號(hào)處理部分632連接。應(yīng)該理解的是，數(shù)字信號(hào)處理部分632和相關(guān)部件可以形成鉆機(jī)的處理裝置46 (使用虛線示出)的一部分或在合適的接口 634上與處理裝置46連接。收發(fā)器606可以將命令發(fā)送至地埋工具，以用于各種目的，例如，控制傳輸功率、選擇調(diào)制頻率、改變數(shù)據(jù)格式(例如，降低波特率來增大解碼范圍)等。從所采用的調(diào)制的一種或多種特定形式的方面考慮，并且從本發(fā)明的整個(gè)公開內(nèi)容的方面考慮，在許多合適的實(shí)施例中，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員能夠很容易地構(gòu)造用于數(shù)字信號(hào)處理部分的收發(fā)器電子器件。
[0046]仍然參考圖1和圖9，在中繼器實(shí)施例中，另一種地埋隔離器裝置640 (在一個(gè)虛線框中示出)可以和地埋殼體54的另一實(shí)例一起來代替電流互感器602。裝置640可以包括地埋殼體的任意合適的實(shí)施例。在該裝置中，地埋殼體54支撐收發(fā)器606并作為一個(gè)單元被插入到鉆柱的一個(gè)接頭中，以便以相距地埋工具1000英尺(舉例來說)的中繼器的方式進(jìn)行服務(wù)。因此，鉆柱的部分527a’可以將中繼器與鉆機(jī)連接，而鉆柱的部分527b’用作鉆柱的在地埋工具處通向地埋殼體54的中間部分。中繼器單元可以例如被插入到形成在圖1中的鉆管段I與鉆管段2之間的接頭中。用于中繼器應(yīng)用的地埋殼體可以包括位于一端的陰螺紋配件和位于相反端的陽螺紋配件。當(dāng)然，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員將認(rèn)識(shí)到，陰陽螺紋配件式的適配器是已知的并且容易獲得。為了避免信號(hào)干擾，并且作為非限制性實(shí)例，中繼器可以在一個(gè)載波頻率下獲取源自地埋工具或另一中繼器的信號(hào)，并且中繼器電子器件可以在不同的載波頻率下沿鉆柱向上重新發(fā)送信號(hào)，以使信號(hào)彼此區(qū)分開。作為另一實(shí)例，可以使用合適的調(diào)制來使信號(hào)區(qū)分開。因此，可以以任何合適的方式收納中繼器電子封裝件，并且使中繼器電子封裝件與絕緣體的信號(hào)耦合裝置電通信，以基于所接收的數(shù)據(jù)信號(hào)產(chǎn)生可區(qū)別于所接收的數(shù)據(jù)信號(hào)的中繼器信號(hào)。
[0047]現(xiàn)在將注意力轉(zhuǎn)到圖10至圖12。圖10是示出本發(fā)明的地埋殼體的整體用附圖標(biāo)記54’表示的另一個(gè)實(shí)施例的示意性組裝透視圖。圖11是殼體54’的示意性局部分解圖。應(yīng)注意的是，殼體54’共享前述殼體54的特征，為了簡潔起見，不重復(fù)相同特征和部件的描述。圖12是從改型蓋部228’的下方觀察到的示意性透視圖。蓋部228’也限定有線槽244，然而，蓋部至少基本上在線槽244的區(qū)域中向外擴(kuò)展。這樣，形成相反的延伸部700，每個(gè)延伸部均包括作為蓋部的外周邊緣構(gòu)造的一部分的縱向邊緣706。每個(gè)延伸部均限定有表面708。蓋部限定有蓋部空腔710，當(dāng)安裝好蓋部時(shí)，蓋部空腔710至少部分收納電子封裝件56。同時(shí)，改型主殼體200’限定有可以形成在底板714中的支撐凹槽712，以便支撐凹槽收納電子封裝件56。在底板714的外周與主殼體200’的圓柱形構(gòu)造的交叉處形成有外邊緣720。當(dāng)蓋部228’安裝在主殼體200’上時(shí)，在處于相面對(duì)的關(guān)系的每個(gè)蓋部表面708與底板714之間限定有相反兩側(cè)的線槽730 (其中的一個(gè)是可見的)，使得每個(gè)縱向邊緣706在每個(gè)線槽730的入口處與外邊緣720中的一個(gè)處于相面對(duì)的關(guān)系。線槽730以與前述線槽250相同的方式起作用，以便通過限制可能以其他方式在蓋部與主殼體之間流動(dòng)的渦流來增強(qiáng)定位信號(hào)的發(fā)射。線槽730可以具有任何合適的寬度，包括剛好足以防止渦流流動(dòng)的寬度。雖然線槽730被示出為處于線性或筆直的構(gòu)造，但是應(yīng)該理解的是，這并不是一項(xiàng)要求。在一些實(shí)施例中，線槽端部可以進(jìn)一步延伸主殼體與蓋部之間處于彎曲相面對(duì)關(guān)系的至少一部分。就這一點(diǎn)而言，申請(qǐng)人已經(jīng)認(rèn)識(shí)到，在較厚的高強(qiáng)度鋼中切割線槽或凹槽是不容易的，并且這可能大幅增加生產(chǎn)地埋殼體的總成本。
[0048]參考圖11和圖12，改型銷236’例如通過焊接可以固定地附接在蓋部228’上。銷236’可以以任意合適的方式形成，包括與蓋部一體形成。在本實(shí)施例中，銷236’限定有在將蓋部安裝在殼體上之后用于收納滾銷244的貫穿孔736。在安裝完蓋部之后，電子封裝件56被鎖卡在殼體與蓋部之間。
[0049]對(duì)于為了在鉆柱中形成電隔離斷開部或電隔離間隙而使用的地埋殼體的具體形式和/或特征而言，前述描述并不意在進(jìn)行限制。就此而言，只要實(shí)施了本文公開的教導(dǎo)，則用于形成電隔離鉆柱間隙的任何合適的修改都被視為在本發(fā)明的范圍之內(nèi)。因此，本發(fā)明提供了這樣的地埋殼體的實(shí)施例:其各種形式中任一種均有助于使用鉆柱作為電導(dǎo)體進(jìn)行通信，同時(shí)保持符合甚至超過組成鉆柱的鉆桿本身的力學(xué)特性的穩(wěn)固的機(jī)械力學(xué)特性。本發(fā)明提出了迄今未曾見過的這種地埋殼體、相關(guān)部件和方法。本發(fā)明消除了下述現(xiàn)有技術(shù)的限制:試圖通過引入由電絕緣體形成但仍然受到全工作載荷的實(shí)際上脆弱的環(huán)形連接件來提供鉆柱中的電隔離斷開部的現(xiàn)有技術(shù)；或試圖使用會(huì)因被磨穿而受到損害且相對(duì)較薄的絕緣/介電材料層的現(xiàn)有技術(shù)。
[0050]出于解釋和說明的目的提供了對(duì)本發(fā)明的上述說明。例如，在另一個(gè)實(shí)施例中，地埋電子封裝件和地埋殼體可以構(gòu)造為接收定位信號(hào)而不是發(fā)送定位信號(hào)。在該實(shí)施例中，定位信號(hào)可以是通過使永磁體圍繞旋轉(zhuǎn)軸線旋轉(zhuǎn)而發(fā)射的磁偶極場，該旋轉(zhuǎn)軸線與在磁體的北極與南極之間延伸的軸線垂直?？梢岳么帕τ?jì)來接收旋轉(zhuǎn)磁場，磁力計(jì)用作形成電子封裝件的一部分的傳感器。為了接收磁信號(hào)，本發(fā)明的地埋殼體和相關(guān)的部件可以由非磁性材料形成。此外，對(duì)該實(shí)施例而言，無需在殼體和殼體蓋部中形成線槽。例如在美國專利N0.7，775，301中詳細(xì)描述了這種系統(tǒng)，該美國專利和本申請(qǐng)屬同一申請(qǐng)人并且以引用的方式并入本文。因此，本發(fā)明意圖不在于窮舉或?qū)⒈景l(fā)明限制為所公開的確切形式，并且鑒于上述教導(dǎo)可以做出其它的實(shí)施例、修改和變型，其中本領(lǐng)域技術(shù)人員可認(rèn)識(shí)到這些教導(dǎo)的某些修改、替換、增加和子組合。
[0051]本文所述的所有元件、零件和步驟優(yōu)選地被包括在內(nèi)。應(yīng)理解到，如對(duì)本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說將顯而易見的那樣，任何這些元件、零件和步驟可由其它元件、零件和步驟代替或完全刪除。
[0052]總體而言，本文至少公開了以下內(nèi)容。殼體限定沿著殼體長度的貫穿通道并構(gòu)造為支撐圍繞該貫穿通道的一組電絕緣體，以便在鉆柱中形成電隔離斷開部，使得該組絕緣體中的每一個(gè)絕緣體均響應(yīng)于鉆柱的延伸和收縮而僅受到不超過壓縮力的力。殼體限定有收納具有信號(hào)端口的電子封裝件的殼體空腔，并且殼體構(gòu)造為跨越電隔離斷開部電連接信號(hào)端口。為了增強(qiáng)定位信號(hào)的發(fā)射，殼體蓋部可以與主殼體主體相互配合來限定細(xì)長的線槽。殼體裝置可以支撐來自電子封裝件中的電連接部，以便電連接部越過電隔離間隙。
[0053]構(gòu)思
[0054]本文還至少公開了以下構(gòu)思。
[0055]構(gòu)思1.一種用于與鉆柱組合使用的裝置，所述鉆柱是導(dǎo)電的且從包括地埋工具的地埋末端延伸至鉆機(jī)，所述裝置包括:
[0056]一組電絕緣體；以及
[0057]殼體，其限定有沿著所述殼體的長度的貫穿通道，并且所述殼體構(gòu)造為支撐圍繞所述貫穿管道的所述電絕緣體，以在所述鉆柱中形成電隔離斷開部，使得響應(yīng)于所述鉆機(jī)對(duì)所述鉆柱的推動(dòng)和響應(yīng)于所述鉆機(jī)對(duì)所述鉆柱拉動(dòng)，所述一組電絕緣體中的每一個(gè)電絕緣體受到不超過壓縮力的力，并且所述殼體限定有用于收納具有信號(hào)端口的電子封裝件的殼體空腔，并構(gòu)造為跨越所述電隔離斷開部電連接所述信號(hào)端口。
[0058]構(gòu)思2.根據(jù)構(gòu)思I所述的裝置，其中，所述裝置構(gòu)造為插入到所述鉆柱中，以便然后形成所述鉆柱的總長的一部分。
[0059]構(gòu)思3.根據(jù)構(gòu)思I或構(gòu)思2所述的裝置，其中，所述裝置構(gòu)造為形成所述地埋工具的一部分。
[0060]構(gòu)思4.根據(jù)構(gòu)思I至構(gòu)思3中的任一構(gòu)思所述的裝置，其中，所述電絕緣體由陶瓷材料形成。
[0061]構(gòu)思5.根據(jù)構(gòu)思4所述的裝置，其中，所述陶瓷材料選為增韌氧化鋯和氮化硅陶瓷中的至少一種。
[0062]構(gòu)思6.根據(jù)構(gòu)思I至構(gòu)思5中的任一構(gòu)思所述的裝置，其中，每個(gè)所述電絕緣體均是實(shí)心的。
[0063]構(gòu)思7.根據(jù)構(gòu)思I至構(gòu)思5中的任一構(gòu)思所述的裝置，其中，每個(gè)所述電絕緣體均具有球形構(gòu)造。
[0064]構(gòu)思8.根據(jù)構(gòu)思I至構(gòu)思7中的任一構(gòu)思所述的裝置，其中，所述電絕緣體圍繞所述殼體的中心線被所述殼體鎖卡。
[0065]構(gòu)思9.根據(jù)構(gòu)思I至構(gòu)思8中的任一構(gòu)思所述的裝置，其中，所述殼體支撐十二個(gè)所述電絕緣體。
[0066]構(gòu)思10.根據(jù)構(gòu)思I至構(gòu)思9中的任一構(gòu)思所述的裝置，其中，所述壓縮力施加在每個(gè)所述電絕緣體的球形外表面的相反兩側(cè)邊緣。
[0067]構(gòu)思11.根據(jù)構(gòu)思I至構(gòu)思9中的任一構(gòu)思所述的裝置，其中，所述殼體包括中間殼體，所述中間殼體構(gòu)造為與主殼體接合，使得所述電絕緣體被鎖卡在所述主殼體與所述中間殼體之間。
[0068]構(gòu)