耐惡劣環(huán)境的天線裝置制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及耐惡劣環(huán)境的天線裝置，其目的是提供即使在惡劣環(huán)境下也能正常工作的天線裝置。該天線裝置的主體是由天線骨架(8)、線圈(6)和灌封層(7)構(gòu)成的天線(1)。天線骨架(8)由耐惡劣環(huán)境的絕緣材料制成，大體上呈圓柱形，其側(cè)面的中間部分被銑出一圈凹槽，在該凹槽與天線骨架(8)的下底面之間形成有穿線孔(9)。線圈(6)被均勻纏繞在天線骨架(8)上的所述凹槽內(nèi)，其兩端通過(guò)穿線孔(9)與外部電路連接。灌封層(7)是通過(guò)將耐惡劣環(huán)境的絕緣材料灌入天線骨架(8)上的所述凹槽內(nèi)以完全覆蓋該凹槽內(nèi)的線圈(6)而形成的。本實(shí)用新型的天線裝置可以應(yīng)用于射頻標(biāo)識(shí)(RFID)智能壓裂滑套、隨鉆擴(kuò)眼工具、探礦工具等。
【專利說(shuō)明】耐惡劣環(huán)境的天線裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及天線裝置，具體涉及耐惡劣環(huán)境的天線裝置。

【背景技術(shù)】
[0002]隨著技術(shù)的發(fā)展，在鉆井、探礦等工程中有時(shí)候采用現(xiàn)場(chǎng)信號(hào)無(wú)線收發(fā)系統(tǒng)進(jìn)行遠(yuǎn)程信息采集或遠(yuǎn)程控制。這種現(xiàn)場(chǎng)信號(hào)無(wú)線收發(fā)系統(tǒng)一般需要天線裝置。然而，鉆井、探礦等工程通常在高溫、高壓、高濕、高腐蝕、沖刷強(qiáng)度大的惡劣環(huán)境下進(jìn)行，常規(guī)的天線裝置難以耐受這樣的惡劣環(huán)境。
[0003]例如，在鉆井分段壓裂作業(yè)中，可采用一種射頻標(biāo)識(shí)(RFID)智能壓裂滑套來(lái)代替?zhèn)鹘y(tǒng)的投球式分段壓裂，即，將通常用于門禁系統(tǒng)的RFID標(biāo)簽讀取器集成到井下壓裂滑套上，利用電動(dòng)液壓能源為動(dòng)力，只需從井上投放相應(yīng)的RFID指令標(biāo)簽，就能完成相應(yīng)的開(kāi)關(guān)井動(dòng)作，而無(wú)需投球等復(fù)雜操作。這種新技術(shù)需要在井下惡劣環(huán)境中使用RFID天線接收RFID標(biāo)簽信號(hào)，但常規(guī)的RFID天線顯然難以在這種惡劣環(huán)境下正常工作。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0004]本實(shí)用新型的目的是提供即使在惡劣環(huán)境下也能正常工作的天線裝置。
[0005]根據(jù)本實(shí)用新型的一種耐惡劣環(huán)境的天線裝置包括:由耐惡劣環(huán)境的絕緣材料制成的天線骨架，該天線骨架大體上呈圓柱形，其側(cè)面的中間部分被銑出一圈凹槽作為線圈纏繞段，而其側(cè)面的兩端是與該凹槽相應(yīng)的凸臺(tái)，在靠近該天線骨架的下底面的凸臺(tái)中形成有穿線孔，該穿線孔連通所述凹槽與該天線骨架的下底面；線圈，該線圈被均勻纏繞在天線骨架上的所述凹槽內(nèi)，其兩端通過(guò)所述穿線孔與外部電路連接；以及由耐惡劣環(huán)境的絕緣材料構(gòu)成的灌封層，該灌封層在天線骨架上的所述凹槽內(nèi)，完全覆蓋該凹槽內(nèi)的線圈，且不高于天線骨架側(cè)面兩端的所述凸臺(tái)。
[0006]可選地，在所述天線骨架上的凹槽內(nèi)開(kāi)有螺旋槽以便纏繞所述線圈。
[0007]可選地，所述天線裝置還包括圓筒形的滑套殼體，用來(lái)封裝由所述天線骨架、線圈和灌封層構(gòu)成的天線。
[0008]可選地，所述滑套殼體由套接的殼體上部和殼體下部組成；在形成有穿線孔的所述凸臺(tái)上緊接所述天線骨架的下底面形成有一圈凸緣，在所述天線骨架的下底面上形成有限位卡，在所述殼體下部的內(nèi)底面上形成有與所述限位卡對(duì)應(yīng)的卡口，而且在所述殼體下部的底面上形成有與所述穿線孔對(duì)應(yīng)的通孔；通過(guò)使所述限位卡與對(duì)應(yīng)的卡口接合，所述天線被固定到所述殼體下部的空腔內(nèi)，使得所述天線骨架上的穿線孔與所述殼體下部的底面上的所述通孔連通；以及所述殼體上部與所述殼體下部套接，使得所述殼體上部的頂端緊壓住所述天線骨架上的凸緣。
[0009]可選地，在所述殼體上部與所述殼體下部套接處裝配有密封圈。
[0010]根據(jù)本實(shí)用新型，天線骨架由耐惡劣環(huán)境的絕緣材料制成，線圈被耐惡劣環(huán)境的絕緣材料完全覆蓋而無(wú)裸露部分，使得本實(shí)用新型的天線裝置即使在惡劣環(huán)境下(例如高溫、高壓、高濕、高腐蝕、沖刷強(qiáng)度大的井下)也能正常工作，克服了常規(guī)天線裝置難以耐受惡劣環(huán)境的缺點(diǎn)。此外，本實(shí)用新型的天線裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，便于制造。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0011]圖1是根據(jù)本實(shí)用新型的天線裝置的示意圖；以及
[0012]圖2是根據(jù)本實(shí)用新型的裝有滑套殼體的天線裝置的示意圖。

【具體實(shí)施方式】
[0013]參見(jiàn)圖1，本實(shí)用新型的耐惡劣環(huán)境的天線裝置的主體是由天線骨架8、線圈6和灌封層7構(gòu)成的天線1。
[0014]天線骨架8由耐惡劣環(huán)境的絕緣材料制成?？蛇x地，該絕緣材料是PEEK(聚醚醚酮)材料,PEEK材料具有耐高溫、耐高壓、耐高濕、耐腐蝕、耐沖刷等特性。天線骨架8大體上呈圓柱形，其側(cè)面的中間部分被銑出一圈凹槽作為線圈纏繞段，而其側(cè)面的兩端是與該凹槽相應(yīng)的凸臺(tái)12，在靠近天線骨架8的下底面的凸臺(tái)12中形成有穿線孔9，穿線孔9連通該凹槽與天線骨架8的下底面。
[0015]線圈6被均勻纏繞在天線骨架8上的上述凹槽內(nèi)，其兩端通過(guò)穿線孔9與外部電路連接?？蛇x地，在天線骨架8上的上述凹槽內(nèi)開(kāi)有螺旋槽以便于纏繞線圈6，防止線圈6在天線骨架8上滑動(dòng)。在本實(shí)用新型的天線裝置被應(yīng)用于井下RFID智能壓裂滑套的情況下，根據(jù)井下泥漿流速和RFID信號(hào)識(shí)別速度來(lái)計(jì)算天線骨架8上的上述凹槽的長(zhǎng)度(一般大于500mm)，根據(jù)實(shí)際需要來(lái)計(jì)算線圈6的參數(shù)，將計(jì)算好參數(shù)的線圈6均勻纏繞在天線骨架8上的凹槽內(nèi)，線圈6的兩端通過(guò)穿線孔9與外部RFID信號(hào)接收電路連接。
[0016]通過(guò)將耐惡劣環(huán)境的絕緣材料灌入天線骨架8上的上述凹槽內(nèi)以完全覆蓋該凹槽內(nèi)的線圈6而形成灌封層7。灌封層7不高于天線骨架8側(cè)面兩端的凸臺(tái)12，以便于天線裝置的安裝?？蛇x地，構(gòu)成灌封層7的絕緣材料為耐高溫的環(huán)氧樹(shù)脂。由于纏繞在天線骨架8上的凹槽內(nèi)的線圈6被灌封層7完全覆蓋，線圈6具有良好的抗沖擊性。
[0017]根據(jù)實(shí)際應(yīng)用需要，例如在本實(shí)用新型被應(yīng)用于井下RFID智能壓裂滑套的情況下，本實(shí)用新型的天線裝置還可以包括圓筒形的滑套殼體，用來(lái)封裝由天線骨架8、線圈6和灌封層7構(gòu)成的天線1，如圖2所示。
[0018]可選地，該滑套殼體由套接的殼體上部2和殼體下部4組成。在這種情況下，在形成有穿線孔9的凸臺(tái)12上緊接天線骨架8的下底面形成有一圈凸緣11，在天線骨架8的下底面上形成有限位卡10，在殼體下部4的內(nèi)底面上形成有與限位卡10對(duì)應(yīng)的卡口，而且在殼體下部4的底面上形成有與穿線孔9對(duì)應(yīng)的通孔。通過(guò)使限位卡10與對(duì)應(yīng)的卡口接合，天線1被固定到殼體下部4的空腔內(nèi)，使得天線骨架8上的穿線孔9與殼體下部4的底面上的上述通孔連通。殼體上部2與殼體下部4套接，使得殼體上部2的頂端緊壓住天線骨架8上的凸緣11。這樣，天線1被牢固地封裝在滑套殼體2、4內(nèi)。可選地，在殼體上部2與殼體下部4套接處裝配有密封圈5。為了增強(qiáng)密封性，可以裝配兩道密封圈5?？蛇x地，殼體上部2的內(nèi)表面與天線1的灌封層7之間留有一定的間隙，優(yōu)選為2?10mm。
[0019]在本實(shí)用新型被應(yīng)用于井下RFID智能壓裂滑套的情況下，如圖2所示，當(dāng)RFID標(biāo)簽3隨著泥漿按圖中箭頭所示方向經(jīng)過(guò)天線1時(shí)，通過(guò)穿線孔9與天線1連接的外部RFID信號(hào)接收電路會(huì)接收到RFID標(biāo)簽3所攜帶的信息，并根據(jù)該信息完成相應(yīng)的動(dòng)作。
[0020]本實(shí)用新型的耐惡劣環(huán)境的天線裝置可以應(yīng)用于RFID智能壓裂滑套、隨鉆擴(kuò)眼工具、探礦工具等。在具體應(yīng)用中，可根據(jù)安裝接口、空間需求、環(huán)境要求等對(duì)天線裝置各部分的尺寸、參數(shù)進(jìn)行具體設(shè)計(jì)。
[0021]以上具體描述了本實(shí)用新型的實(shí)施例，這些描述僅是示例性的而不是限制性的。
【權(quán)利要求】
1.一種耐惡劣環(huán)境的天線裝置，其特征在于，該天線裝置包括: 由耐惡劣環(huán)境的絕緣材料制成的天線骨架(8)，該天線骨架大體上呈圓柱形，其側(cè)面的中間部分被銑出一圈凹槽作為線圈纏繞段，而其側(cè)面的兩端是與該凹槽相應(yīng)的凸臺(tái)(12)，在靠近該天線骨架的下底面的凸臺(tái)(12)中形成有穿線孔(9)，該穿線孔連通所述凹槽與該天線骨架的下底面； 線圈(6)，該線圈被均勻纏繞在天線骨架(8)上的所述凹槽內(nèi)，其兩端通過(guò)所述穿線孔(9)與外部電路連接；以及 由耐惡劣環(huán)境的絕緣材料構(gòu)成的灌封層(7)，該灌封層在天線骨架(8)上的所述凹槽內(nèi)，完全覆蓋該凹槽內(nèi)的線圈(6)，且不高于天線骨架(8)側(cè)面兩端的所述凸臺(tái)(12)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的天線裝置，其中，在所述天線骨架(8)上的所述凹槽內(nèi)開(kāi)有螺旋槽以便纏繞所述線圈(6)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的天線裝置，還包括圓筒形的滑套殼體(2，4)，用來(lái)封裝由所述天線骨架(8)、線圈(6)和灌封層(7)構(gòu)成的天線(1)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的天線裝置，其中， 所述滑套殼體由套接的殼體上部(2)和殼體下部(4)組成， 在形成有穿線孔(9)的所述凸臺(tái)(12)上緊接所述天線骨架(8)的下底面形成有一圈凸緣(11)，在所述天線骨架(8)的下底面上形成有限位卡(10)，在所述殼體下部(4)的內(nèi)底面上形成有與所述限位卡(10)對(duì)應(yīng)的卡口，而且在所述殼體下部(4)的底面上形成有與所述穿線孔(9)對(duì)應(yīng)的通孔， 通過(guò)使所述限位卡(10)與對(duì)應(yīng)的卡口接合，所述天線(1)被固定到所述殼體下部(4)的空腔內(nèi)，使得所述天線骨架(8)上的穿線孔(9)與所述殼體下部(4)的底面上的所述通孔連通，以及 所述殼體上部(2)與所述殼體下部(4)套接，使得所述殼體上部(2)的頂端緊壓住所述天線骨架(8)上的凸緣(11)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的天線裝置，其中，在所述殼體上部(2)與所述殼體下部(4)套接處裝配有密封圈(5)。
【文檔編號(hào)】H01Q1/12GK204045708SQ201420526554
【公開(kāi)日】2014年12月24日 申請(qǐng)日期:2014年9月13日 優(yōu)先權(quán)日:2014年9月13日
【發(fā)明者】王恒, 白玉新, 解慶, 吳文晉, 張朝陽(yáng) 申請(qǐng)人:北京精密機(jī)電控制設(shè)備研究所