本發(fā)明涉及石油行業(yè)自動信息采集裝置，特別涉及一種環(huán)形在油田作業(yè)井口的油管標簽信息采集裝置。

背景技術(shù)：

油田油管安裝RFID標簽后，上下井時通過RFID設(shè)備進行檢測感知，但在井口由于空間以及現(xiàn)場作業(yè)要求，不方便使用現(xiàn)有的手持機或者固定式讀寫器進行感知，同時，現(xiàn)場金屬、油水、泥漿等因素會帶來干擾和污染。在上述條件下，現(xiàn)有的讀寫設(shè)備具有很大的應(yīng)用缺點。

其中，使用手持式的讀寫器，有如下缺點：

（1）人工操作，使用不便，讀取效率低，需要對準掃描，影響實際作業(yè)操作；

（2）長時間上下油管，持續(xù)幾個甚至幾十個小時，這需要有人使用手持機幾小時內(nèi)不間斷采集，人工工作量巨大；

（3）井口危險，這種方式提高了信息采集人員的工作風險；

（4）井口有時會噴出油污，很容易導致污染手持式設(shè)備；

（5）長時間作業(yè)對手持式讀寫器的電池要求很高；

使用現(xiàn)有的固定式天線，有如下缺點：

（1）由于井口操作，無法將設(shè)備安裝在靠近井口的地方，需要在不影響井口操作的地方安裝，在距離較遠的情況下，容易造成漏讀；

（2）為了多方向均能讀取，需要多個天線，成本高。

（3）容易受到周圍金屬以及井口操作人員站位的影響，因遮擋或干擾導致讀取效果的下降；

（4）防護性不能保證，容易因磕碰導致設(shè)備損壞；

（5）安裝拆卸不方便，現(xiàn)有固定式天線都是裝在支撐架子上，每次搬家都需要花費大量的時間安裝和拆卸，增加了大量的工作量。

為此我們發(fā)明了一種新的在油田作業(yè)井口的油管標簽信息采集環(huán)形裝置，解決了以上技術(shù)問題。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是提供一種把多個天線板整合到一起，組成環(huán)形天線機構(gòu)，再使用金屬外殼對環(huán)形天線進行保護，金屬外殼的形狀與當前作業(yè)井口的自封蓋保持一致的在油田作業(yè)井口的油管標簽信息采集環(huán)形裝置。

本發(fā)明的目的可通過如下技術(shù)措施來實現(xiàn)：在油田作業(yè)井口的油管標簽信息采集環(huán)形裝置，該在油田作業(yè)井口的油管標簽信息采集環(huán)形裝置包括環(huán)形天線結(jié)構(gòu)、上蓋、底座、防護內(nèi)圈和饋線裝置，該環(huán)形天線結(jié)構(gòu)安裝在該底座上，該環(huán)形天線結(jié)構(gòu)向內(nèi)連接于該防護內(nèi)圈，該上蓋從上部包覆該環(huán)形天線結(jié)構(gòu)和該防護內(nèi)圈，并與底部的該底座相連，該上蓋的一側(cè)開有一圓形通孔，該饋線裝置的一端連接于該環(huán)形天線，另一端通過該上蓋的圓形通孔連接上位機。

本發(fā)明的目的還可通過如下技術(shù)措施來實現(xiàn)：

該上蓋由頂面和側(cè)面組成，頂面為平面，使用時該面上放置油管吊卡；側(cè)面為金屬圓環(huán)形態(tài)，其中一側(cè)開有圓形通孔。

該上蓋、該底座和該防護內(nèi)圈組合后，中間形成內(nèi)腔，該環(huán)形天線結(jié)構(gòu)位于該內(nèi)腔中，該上蓋及該底座為高強度不銹鋼，該防護內(nèi)圈為工程塑料。

該環(huán)形天線結(jié)構(gòu)包括天線陣列、天線基座、信號線接頭和天線上蓋，該天線陣列包括天線板連接饋線和多塊天線板，該天線基座上帶有該天線板的卡槽，該信號線接頭與該天線板的其中一塊通過焊接相連，該天線上蓋同該天線基座相連接，使用定位卡槽進行定位，并通過塑料螺釘進行固定，同時該天線上蓋壓住該天線板，該天線基座側(cè)面有一個圓形通孔，該信號線接頭正對的位置為該天線基座側(cè)面的圓形通孔的位置。

該天線陣列是通過該天線板連接饋線將若干相同的該天線板串聯(lián)而成的，圍成規(guī)則的形狀；該天線板的正面向內(nèi)正沖中軸線，用以讀取通過內(nèi)環(huán)的電子標簽；該天線板連接饋線是同軸饋線；該天線板與該天線板連接饋線之間焊接。

該天線陣列包括6片該天線板，6片該天線板通過卡槽定位在該天線基座上，圍成一個正六邊形，其中3個為發(fā)射天線、3個為接收天線，兩種天線交叉安裝，每片發(fā)射天線的控制方向超過120度，每片接收天線的控制方向超過120度，實現(xiàn)整個內(nèi)周360度的發(fā)射和接收，避免盲區(qū)。

每片該天線板從正面看為矩形，其尺寸為長140mm，寬80mm；同時每片該天線板均為RFID立體天線。

該饋線裝置包括內(nèi)向接頭、饋線和外向接頭，該內(nèi)向接頭通過該天線基座側(cè)面的圓形通孔連接于該信號線接頭，該饋線是同軸饋線，一端連接該內(nèi)向接頭，另一端連接該外向接頭；該外向接頭與上位機相連。

該內(nèi)向接頭為SMA內(nèi)螺紋內(nèi)針接頭，其接頭的探針連接到該信號線接頭上，該信號線接頭為SMA外螺紋內(nèi)孔型接頭；該外向接頭為N型頭，用來連接來自于上位機的鎧裝饋線。

該外向接頭連接至上位機后，采取輪詢的方式進行信息采集，采取異步問答的方式進行標簽的感知。

本發(fā)明中的在油田作業(yè)井口的油管標簽信息采集環(huán)形裝置，通過設(shè)計了環(huán)形天線結(jié)構(gòu)，并使用類似于自封蓋的外殼進行保護，實現(xiàn)油管標簽在井口的自動讀取。與現(xiàn)有的讀寫器裝置相比，該裝置在小尺寸實現(xiàn)的同時擁有內(nèi)周全向讀取的能力，能夠有效檢測到上下井的油管標簽。由于不再使用手持式讀寫器和平板天線這種不適合的設(shè)備，降低現(xiàn)場操作人員的勞動強度，提升標簽讀取率，提升井口使用天線的防護程度。上述設(shè)計有如下的優(yōu)點：

（1）完全實現(xiàn)油管上下井時標簽的自動讀取，不需要人工讀??；

（2）安裝在井口，以天線陣列作為感應(yīng)隧道，油管標簽通過該隧道時，能夠在非常近的距離內(nèi)讀取標簽，同時又不會受其它井口設(shè)備的影響，顯著提升讀取效果；

（3）通過金屬外殼，保護天線機構(gòu)，避免遭到現(xiàn)場各種機械的沖擊，也能有效抵抗油污；

（4）金屬外殼設(shè)計同當前自封蓋一致，現(xiàn)場使用時替代當前自封蓋，不改變現(xiàn)場作業(yè)的安裝操作方式，非常方便，也很安全。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的在油田作業(yè)井口的油管標簽信息采集環(huán)形裝置的一具體實施例的結(jié)構(gòu)剖面示意圖；

圖2為本發(fā)明的一具體實施例中在油田作業(yè)井口的油管標簽信息采集環(huán)形裝置的整體結(jié)構(gòu)俯視圖；

圖3為本發(fā)明的一具體實施例中環(huán)形天線結(jié)構(gòu)的示意圖；

圖4為本發(fā)明的一具體實施例中饋線裝置的示意圖；

圖5為本發(fā)明的一具體實施例中天線陣列的示意圖。

具體實施方式

為使本發(fā)明的上述和其他目的、特征和優(yōu)點能更明顯易懂，下文特舉出較佳實施例，并配合附圖所示，作詳細說明如下。

如圖1和圖2所示，圖1為本發(fā)明的在油田作業(yè)井口的油管標簽信息采集環(huán)形裝置的結(jié)構(gòu)圖。該在油田作業(yè)井口的油管標簽信息采集環(huán)形裝置由環(huán)形天線結(jié)構(gòu)1、上蓋2、底座3、防護內(nèi)圈4、饋線裝置5組成，

其中，環(huán)形天線結(jié)構(gòu)1是一圓環(huán)結(jié)構(gòu)，安裝在底座3上，環(huán)形天線結(jié)構(gòu)1向內(nèi)與防護內(nèi)圈4相接觸，上蓋2從上部包覆環(huán)形天線結(jié)構(gòu)1和防護內(nèi)圈2，并與底部的底座3相連。上蓋2外形上為頂面和側(cè)面組成，頂面為平面，實際使用時該面上放置油管吊卡；側(cè)面為金屬圓環(huán)形態(tài)，其中一側(cè)開有一圓形通孔。饋線裝置5的一端連接于該環(huán)形天線，另一端通過該圓形通孔連接上位機。上蓋2、底座3、防護內(nèi)圈4組合后，中間形成內(nèi)腔，環(huán)形天線結(jié)構(gòu)1位于該內(nèi)腔中。上蓋2及底座3為高強度不銹鋼；防護內(nèi)圈4為工程塑料。

如圖3所示，環(huán)形天線結(jié)構(gòu)1由天線陣列6、天線基座7、信號線接頭8、天線上蓋9組成；該結(jié)構(gòu)為整個裝置內(nèi)核部分，向內(nèi)周的方向進行讀取，實現(xiàn)整個內(nèi)向區(qū)域的信號全覆蓋，同時滿足小尺寸的要求。如圖5所示，天線陣列6由天線板13、天線板連接饋線14組成。天線基座7上帶有天線板13的卡槽，本實施例中，6片天線板13通過該卡槽定位在天線基座7上，圍成一個正六邊形；信號線接頭8與天線板13的其中一塊通過焊接相連；天線上蓋9同天線基座7相連接，使用定位卡槽進行定位，并通過塑料螺釘進行固定，同時天線上蓋9緊緊壓住天線板13；信號線接頭8正對的位置就是天線基座7側(cè)面的圓形通孔的位置。

天線陣列6是通過天線板連接饋線14將若干（不一定是6個，3個以上的同樣的天線板均能夠組成天線陣列）相同的天線板13串聯(lián)而成的，圍成規(guī)則的形狀；天線板13的正面向內(nèi)正沖中軸線，用以讀取通過內(nèi)環(huán)的電子標簽；天線板連接饋線14是同軸饋線；天線板13與天線板連接饋線14之間焊接。

環(huán)形天線結(jié)構(gòu)1具體的連接方式：先用多塊天線板13通過天線板連接饋線14串聯(lián)而組成環(huán)形，然后裝入天線基座7中，再用天線上蓋9壓住，一個信號線接頭8安裝在其中一塊天線板13上，整體稱為環(huán)形天線結(jié)構(gòu)1。另外，天線基座7側(cè)面有一個圓形通孔，饋線裝置5的內(nèi)向接頭端在該通孔的位置與環(huán)形天線結(jié)構(gòu)1的信號線接頭8相連。天線基座7、天線上蓋9為工程塑料。

在一實施例中，環(huán)形天線陣列6采用6片天線板13進行串聯(lián)組合，3個為發(fā)射天線、3個為接收天線，兩種天線交叉安裝，每片發(fā)射天線的控制方向能夠超過120度，每片接收天線的控制方向能夠超過120度，實現(xiàn)整個內(nèi)周360度的發(fā)射和接收，避免盲區(qū)。每片天線板13從正面看為矩形，其尺寸為長140mm，寬80mm；同時每片天線板13均為RFID立體天線，能夠更全面的感知到感應(yīng)區(qū)域中各種姿態(tài)的標簽，提高適應(yīng)能力和讀取效率。

如圖4所示，饋線裝置5由內(nèi)向接頭10、饋線11、外向接頭12組成。饋線裝置5的內(nèi)向接頭10一端與環(huán)形天線結(jié)構(gòu)1的信號線接頭8相連，另一端連接饋線11的內(nèi)段，饋線11穿過上蓋2的側(cè)面外壁的通孔結(jié)構(gòu)，連接饋線11的外段與外向接頭12相連。內(nèi)向接頭10連接的是環(huán)形天線結(jié)構(gòu)1的信號線接頭8；饋線11是同軸饋線，一端連接內(nèi)向接頭10，另一端連接外向接頭12；外向接頭12與上位設(shè)備相連。在一實施例中，外向接頭12連接至上位機，采取輪詢的方式進行信息采集，采取異步問答的方式進行標簽的感知。饋線裝置5的內(nèi)向接頭10為SMA內(nèi)螺紋內(nèi)針接頭，其接頭的探針連接到環(huán)形天線結(jié)構(gòu)1的信號線接頭8上，對應(yīng)的，信號線接頭8為SMA外螺紋內(nèi)孔型接頭；饋線裝置5的外向接頭12為N型頭，用來連接來自于上位機的鎧裝饋線。