JP7159360B2 - Underground tool, signal transmission system and signal transmission method - Google Patents

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Description

本発明は電気信号及び通信信号伝送技術の分野に属し、非接触型電力及び通信信号伝送技術に関し、具体的には、坑内ツール、信号伝送システム及び信号伝送方法に関する。 The present invention belongs to the field of electrical signal and communication signal transmission technology, relates to contactless power and communication signal transmission technology, specifically to underground tools, signal transmission system and signal transmission method.

坑内ツールは、対応する機能を実現するために、多くの回路基板が内蔵される。回路基板には通常、ＡＲＭ、ＦＰＧＡ、またはシングルチッププロセッサなどの独自のプロセッサが搭載されている。各プロセッサ上のプログラムは、坑内ツールの使用、テスト、データ解析などの過程において常にプロセッサに接続する必要があり、プログラムをアップグレードしてダウンロードしたり、回路基板上に記憶されたデータを抽出して分析したり、テスト過程にプロセッサの動作状態などをリアルタイムに調べたりすることがある。 A downhole tool incorporates many circuit boards to achieve corresponding functions. A circuit board typically has its own processor, such as an ARM, FPGA, or single-chip processor. The program on each processor must always be connected to the processor in the process of using underground tools, testing, data analysis, etc., to upgrade and download programs, extract data stored on the circuit board, etc. It can be used to analyze and check the operating status of the processor in real time during the test process.

一般的なやり方は、回路基板に対応する機器の外壁に開口して、プロセッサのプログラムダウンロードインターフェイスや通信インタフェースなどを外部に接続することである。一部の寸法がすでにコンパクトになっている坑内ツールについては、寸法に制限があるため、一部の回路基板は、外壁に開口するような手段で外部に接続することさえもできず、坑内ツールを分解した後に関連するデバッグ動作をするほかしかたがない。上記の外壁に開口する方法は、皆、一つの回路基板／プロセッサに一つの開口部が対応している。計器の外壁に開口するには要件が高く、坑内ツールにおける回路基板ですでにツールの外壁を薄くしており、もし回路基板ごとに一つの孔を開けてプログラムのアップグレードとデータのアップロードのために電気接続を引き出せば、ツールの信頼性を更に低下させることができる。また、坑内環境には多量のホコリ、スラリーや液体が存在しており、このような作業場面では、坑内ツールのシール性が要求されているが、坑内ツールに多くの接合孔が設けられると、現場での実用性が非常に低く、それによって坑内ツールの信頼性が低下し、ツールの使用寿命に大きく影響する。また、孔の数が要件を満たしていない場合、一部の回路基板／プロセッサはこのような方法で外部に接続できない。 A common practice is to make an opening in the outer wall of the device corresponding to the circuit board, and connect the processor's program download interface, communication interface, etc. to the outside. For downhole tools, some of which are already compact in size, due to size limitations, some circuit boards cannot even be connected to the outside by means of openings in the outer wall, and the downhole tools There is no choice but to perform related debugging operations after disassembling the . All of the above methods of opening in the outer wall correspond to one circuit board/processor and one opening. The requirements for opening the outer wall of the instrument are high, and the circuit board in the downhole tool has already thinned the outer wall of the tool. Pulling out electrical connections can further reduce tool reliability. In addition, there is a large amount of dust, slurry, and liquid in the underground environment, and in such work situations, the underground tool must have good sealing performance. The practicality in the field is very low, which reduces the reliability of the downhole tool and greatly affects the service life of the tool. Also, some circuit boards/processors cannot be connected externally in this way if the number of holes does not meet the requirements.

そのため、当面、新型の坑内ツール、およびこの新型の坑内ツールを採用して電力と通信信号の伝送を行うシステム及び方法を開発して、上記の従来技術における１つまたは複数の欠点を克服し改善するか、少なくとも効果的な選択可能な方法を提供する。 Therefore, for the time being, a new downhole tool, and a system and method employing this new downhole tool for power and communication signal transmission, are developed to overcome and improve upon one or more of the deficiencies in the prior art discussed above. or at least provide an effective alternative.

なお、上記内容は発明者の技術的認知の範疇に属するものであり、必ずしも従来技術を構造するものではない。 It should be noted that the above content belongs to the technical recognition of the inventor, and does not necessarily constitute prior art.

本発明の目的の１つは、少なくとも従来技術における１つまたは複数の技術的問題を解決または緩和するため、または少なくとも有益な選択を提供するために、坑内ツール、信号伝送システムおよび信号伝送方法を提供することである。 SUMMARY OF THE INVENTION One object of the present invention is to provide a downhole tool, signal transmission system and method to at least solve or alleviate one or more technical problems in the prior art, or at least to provide a useful choice. to provide.

上記目的を達成するために、本発明の実施例の第１態様では、坑内ツール本体、回路収納部および第１信号伝送モジュールを含む坑内ツールを提供し、回路収納部は、坑内ツール本体内に設けられ、回路収納部内には複数の回路モジュールが設けられ、第１信号伝送モジュールは、坑内ツール本体に設けられ、回路モジュールは、第１信号伝送モジュールと電気的に接続され、第１信号伝送モジュールは、第２信号伝送モジュールと通信して接続するために用いられ、ここでは、第２信号伝送モジュールは、第１信号伝送モジュールに適合し、少なくとも１つの回路モジュールは、回路モジュールが、回路モジュールに対応する通信信号を受信または送信できるようにする第１キャリア通信制御ユニットを備える。 To achieve the above objects, a first aspect of an embodiment of the present invention provides a downhole tool including a downhole tool body, a circuit housing and a first signal transmission module, wherein the circuit housing is within the downhole tool body. a plurality of circuit modules are provided in the circuit housing, the first signal transmission module is provided in the downhole tool body, the circuit module is electrically connected to the first signal transmission module, and the first signal transmission The module is used to communicatively connect with the second signal transmission module, wherein the second signal transmission module is compatible with the first signal transmission module, and the at least one circuit module is a circuit module. A first carrier communication control unit is provided for enabling reception or transmission of communication signals corresponding to the module.

坑内ツール本体に第１信号伝送モジュールを設け、坑内ツール内の回路モジュールをすべて第１信号伝送モジュールに接続することによって、坑内ツールにおける回路モジュールはすべて第１信号伝送モジュールを介して外部に接続することができ、従来の坑内ツールは、回路モジュール毎に、その内部のプロセッサに対してデータ抽出およびプログラムダウンロードを行うための接続口を外壁に設ける必要があるという問題を解決し、坑内ツールがホコリ、スラリーや液体環境での動作のシール性と実用性を保証して、坑内ツールの使用寿命を高める。回路モジュールに第１キャリア通信制御ユニットを設けることにより、多くの回路モジュールにおいて外部との通信を必要とする回路モジュールを容易で迅速でかつ唯一に見つけることができ、通信接続の速度及び信頼性を向上させることができる。 By providing a first signal transmission module in the downhole tool body and connecting all the circuit modules in the downhole tool to the first signal transmission module, all the circuit modules in the downhole tool are connected to the outside through the first signal transmission module. This solves the problem that the conventional underground tools need to be provided with a connection port on the outer wall for data extraction and program download to the internal processor for each circuit module, and the underground tool is free from dust. , ensuring the sealability and practicality of operation in slurry and liquid environments, increasing the service life of downhole tools. By providing the first carrier communication control unit in the circuit module, it is possible to easily, quickly and uniquely find the circuit module that requires communication with the outside among many circuit modules, thereby improving the speed and reliability of the communication connection. can be improved.

坑内ツールの一実施例では、坑内ツール本体には、前記第１信号伝送モジュールを取り付けるための取り付け孔が設けられる。好ましくは、坑内ツール本体には、第１信号伝送モジュールの取り付けを容易にする取り付け孔が設けられる。 In one embodiment of the downhole tool, the downhole tool body is provided with a mounting hole for mounting the first signal transmission module. Preferably, the downhole tool body is provided with mounting holes to facilitate mounting of the first signal transmission module.

坑内ツールの一実施例では、第１信号伝送モジュールはコンセントであり、コンセントは、第１磁心と第１巻線とを含み、第１磁心は、取り付け孔に取り付けられ、第１巻線は、第１磁心の内壁または表面に巻き付けられ、第１磁心と第１巻線とで二次巻線が形成される。第１信号伝送モジュールは、第１磁心及び第２巻線を設置することによって、誘導結合による電力伝送技術及びキャリア通信技術を利用して電気信号及び通信信号の送受信を実現し、坑内ツールの内部の回路モジュールに電力を供給するとともに、回路モジュールへの構成、プログラムのアップグレードやデータのアップロードなどの動作を実現することができる。 In one embodiment of the downhole tool, the first signal transmission module is an outlet, the outlet includes a first magnetic core and a first winding, the first magnetic core mounted in the mounting hole, the first winding comprising: It is wrapped around the inner wall or surface of the first magnetic core, and the first magnetic core and the first winding form a secondary winding. The first signal transmission module uses inductive coupling power transmission technology and carrier communication technology to realize transmission and reception of electrical signals and communication signals by installing a first magnetic core and a second winding, and While supplying power to the circuit module, it is possible to implement operations such as configuring the circuit module, upgrading programs, and uploading data.

坑内ツールの一実施例では、コンセントに接続部材が設けられ、コンセント上の接続部材は、コンセントの、坑内ツール本体から突出した位置に設けられる。接続部材を設置することで、プラグをより強固で、より便利に外部と接続することができる。 In one embodiment of the downhole tool, the outlet is provided with a connection member, and the connection member on the outlet is provided on the outlet at a position protruding from the downhole tool body. By installing the connection member, the plug can be connected with the outside more firmly and more conveniently.

好ましくは、接続部材は例えば、雌ネジ接続部材または留め具であってもよい。コンセントに雌ネジ接続部材または留め具を設置することで、コンセントと外部との接続を容易にし、コンセント内の第１磁心および第１コイルと外部装置との位置合わせの正確さを確保し、第１信号伝送モジュールは電気信号や通信信号の受信、送信を正確で有効に行うことを確保する。 Preferably, the connecting member may be, for example, a female threaded connecting member or a fastener. By installing a female screw connection member or a fastener on the outlet, the connection between the outlet and the outside is facilitated, the accuracy of alignment between the first magnetic core and the first coil in the outlet and the external device is ensured, 1 Signal transmission module ensures accurate and effective reception and transmission of electrical signals and communication signals.

坑内ツールの一実施例では、坑内ツールは、電力受信制御ユニットをさらに備え、電力受信制御ユニットは、一端が第１信号伝送モジュールに電気的に接続され、他端が回路モジュールに電気的に接続され、電力受信制御ユニットは電気信号の受信を制御するために用いられる。第１信号伝送モジュールによって受信された電力は、電力受信制御ユニットによってエネルギ補強、電力フィルタリングおよび安定化などの処理を行うことで、伝送された電力は、各回路モジュールに供給することができ、それを正常に動作させる。 In one embodiment of the downhole tool, the downhole tool further comprises a power receiving control unit, one end of which is electrically connected to the first signal transmission module and the other end of which is electrically connected to the circuit module. and the power reception control unit is used to control the reception of electrical signals. The power received by the first signal transmission module can be processed by the power reception control unit, such as energy reinforcement, power filtering and stabilization, so that the transmitted power can be supplied to each circuit module, which to work properly.

坑内ツールの一実施例では、回路収納部は円筒状であり、坑内ツール本体を取り囲み、回路収納部内には回路モジュールを取り付けるためのいくつかの取り付け溝が設けられる。取り付け溝の設置で各回路モジュールを離間させることができ、坑内ツール本体内に様々なの回路モジュールをより良好に配置して取り付けるようにする。 In one embodiment of the downhole tool, the circuit housing is cylindrical and surrounds the downhole tool body and is provided with a number of mounting grooves within the circuit housing for mounting circuit modules. The installation of the mounting grooves allows the circuit modules to be spaced apart, allowing for better placement and mounting of the various circuit modules within the downhole tool body.

上記目的を達成するために、本発明の実施例の第２態様は信号処理装置および端末装置を含む信号伝送システムを提供し、この信号処理装置は、上記のいずれかに記載された坑内ツールを含み、信号処理装置は第２信号伝送モジュールおよび制御モジュールとを備え、第２信号伝送モジュールは、第１信号伝送モジュールと非接触的に接続して電気信号および／または通信信号を伝送するために用いられ、制御モジュールは第２信号伝送モジュールに電気的に接続され、制御モジュール内部には、第２キャリア通信制御ユニットが設けられ、制御モジュールは、端末装置から送信された通信信号を受信し、通信信号に基づいて、それに対応する回路モジュールを確定し、かつ第２キャリア通信制御ユニットの信号伝送チャンネルを、回路モジュールに対応する所定のキャリア通信チャンネルとして構成することで、第２キャリア通信制御ユニットは、所定のキャリア通信チャンネルに従って通信信号を、回路モジュールに対応する第１キャリア通信制御ユニットに伝送する。 To achieve the above objects, a second aspect of an embodiment of the present invention provides a signal transmission system comprising a signal processor and a terminal device, the signal processor comprising a downhole tool as described in any of the above. wherein the signal processing device comprises a second signal transmission module and a control module, the second signal transmission module contactlessly connecting with the first signal transmission module for transmitting electrical signals and/or communication signals the control module is electrically connected to the second signal transmission module, the control module is provided with a second carrier communication control unit, the control module receives the communication signal sent from the terminal device; Based on the communication signal, the second carrier communication control unit determines the corresponding circuit module and configures the signal transmission channel of the second carrier communication control unit as a predetermined carrier communication channel corresponding to the circuit module. transmits communication signals according to a predetermined carrier communication channel to the first carrier communication control unit corresponding to the circuit module.

信号処理装置に第２信号伝送モジュールを設けることで、坑内ツール中の第１信号伝送モジュールに適合するように構成され、非接触的接続によって電気信号および／または通信信号を伝送することで、信号伝送装置は坑内ツールに接続可能になる。第１キャリア通信制御ユニットと通信して接続可能な第２キャリア通信制御ユニットが設けられる制御ユニットを設けることによって、多くの回路モジュールにおいて、信号伝送装置との通信が必要な回路モジュールを容易で迅速、かつ唯一に見つけることができ、この回路モジュールに対してデータ抽出、プログラムダウンロード等の操作を行うことができる。従来の坑内ツールは、外壁にインターフェースを開設したり、解体したりして初めてその内部回路モジュールに対してデータ転送や構成等の操作を行うことができるという問題を解決し、端末装置と信号伝送装置と坑内ツールとを簡単かつ容易に接続することができる。 By providing a second signal transmission module in the signal processing device, it is configured to be compatible with the first signal transmission module in the underground tool, and by transmitting an electrical signal and/or a communication signal through contactless connection, the signal The transmission device becomes connectable to the downhole tool. By providing a control unit provided with a second carrier communication control unit that can be connected in communication with the first carrier communication control unit, many circuit modules can be easily and quickly connected to a circuit module that requires communication with a signal transmission device. , and can only be found, and operations such as data extraction, program download, etc. can be performed on this circuit module. Conventional underground tools solve the problem that data transmission, configuration, etc. can be performed on the internal circuit module only after opening or dismantling the interface on the outer wall, and the terminal device and signal transmission A simple and easy connection between the device and the downhole tool is possible.

信号伝送システムの一実施例では、第２信号伝送モジュールは、第２磁心と第２巻線とを備えるプラグであり、第２磁心はプラグに取り付けられ、第２巻線は、第２磁心の外壁または底面に巻き付けられ、第２磁心と第２巻線とで一次巻線が形成され、坑内ツール中の二次巻線と一次巻線は電磁的に結合されて、コンセントとプラグとの非接触的な電気信号および／または通信信号の接続を実現する。 In one embodiment of the signal transmission system, the second signal transmission module is a plug comprising a second magnetic core and a second winding, the second magnetic core being attached to the plug and the second winding being the second magnetic core. The primary winding is formed by the second magnetic core and the second winding, and the secondary winding and the primary winding in the downhole tool are electromagnetically coupled to provide a non-receptacle and plug connection. It provides a contacting electrical and/or communication signal connection.

第２信号伝送モジュールは、プラグとして設けられ、コンセント内に容易に差し込んで接続を実現することができ、しかも、第２磁心及び第２巻線は、第１信号伝送モジュールと嵌合可能になるように設けられ、誘導結合による電力伝送技術及びキャリア通信技術を利用して電気信号及び通信信号の送受信を実現し、坑内ツールの内部の回路モジュールに電力を供給するとともに、回路モジュールへの構成、プログラムのアップグレードやデータのアップロードなどの動作を実現する。 The second signal transmission module is provided as a plug, which can be easily plugged into the outlet to achieve connection, and the second magnetic core and the second winding are matable with the first signal transmission module. and realizes transmission and reception of electrical signals and communication signals using power transmission technology and carrier communication technology by inductive coupling, supplies power to the circuit module inside the underground tool, and configures the circuit module, It implements operations such as program upgrades and data uploads.

信号伝送システムの一実施例では、第１巻線は第１磁心の内側壁に立体的に巻き付けられ、第２巻線は第２磁心の外側壁に立体的に巻きつけられ、あるいは、第１巻線は第１磁心の表面に平面的に巻き付けられ、第２巻線は第２磁心の底面に平面的に巻き付けられる。設計上の必要や坑内ツールの内部寸法の大きさに応じて、電気信号および通信信号の受信、送信を容易にするために、第１信号伝送モジュールと第２信号伝送モジュールは、異なる形式を採用することができる。 In one embodiment of the signal transmission system, the first winding is three-dimensionally wound around the inner wall of the first magnetic core and the second winding is three-dimensionally wound around the outer wall of the second magnetic core, or The windings are planarly wound on the surface of the first magnetic core, and the second windings are planarly wound on the bottom surface of the second magnetic core. According to the design requirements and the size of the internal dimensions of the downhole tool, the first signal transmission module and the second signal transmission module adopt different forms in order to facilitate the reception and transmission of electrical and communication signals. can do.

信号伝送システムの一実施例では、第１巻線は、第２巻線の巻き数と一致する。 In one embodiment of the signal transmission system, the first winding matches the number of turns of the second winding.

信号伝送システムの一実施例では、コンセントとプラグの両方のうちの一方に接続部材が設けられ、他方には、接合部材が設けられ、接続部材と接合部材を組み合わせてコンセントとプラグを接続する。ここでは、コンセント上の接続部材または接合部材は、コンセントの、坑内ツール本体から突出した位置に設けられる。コンセントとプラグにそれぞれ接続部材と接合部材を設置することで、プラグをより強固で、より便利にコンセントの中に差し込むことができるとともに、プラグとコンセントの位置合わせが正確であることを保証する。 In one embodiment of the signal transmission system, one of both the outlet and the plug is provided with a connecting member and the other is provided with a connecting member, and the connecting member and the connecting member are combined to connect the outlet and the plug. Here, the connecting member or joining member on the outlet is provided at a position of the outlet protruding from the downhole tool body. By installing a connecting member and a joining member on the outlet and the plug, respectively, the plug can be inserted into the outlet more firmly and more conveniently, and the positioning of the plug and the outlet is guaranteed to be accurate.

好ましくは、接続部材は雌ネジ接続部材であり、接合部材は、雄ネジ接続部材である。あるいは、接続部材は雌ネジ接続部材であり、接合部材は、雄ネジ接続部材である。雌ネジ接続部材と雄ネジ接続部材との嵌合または留め具と係合溝との嵌合によって、プラグとコンセントの位置合わせが正確であることを確保することができ、さらに、第１信号伝送モジュールと第２信号伝送モジュールとの位置合わせの正確さを確保し、電気信号や通信信号の受信、送信を正確で有効に行うことを確保することができる。 Preferably, the connection member is a female threaded connection member and the joining member is a male threaded connection member. Alternatively, the connecting member is a female threaded connection member and the joining member is a male threaded connection member. The fitting of the female threaded connection member and the male threaded connection member or the fitting of the fastener and the engagement groove can ensure that the plug and the receptacle are aligned accurately, and furthermore, the first signal transmission The accuracy of alignment between the module and the second signal transmission module can be ensured, and the reception and transmission of electrical signals and communication signals can be accurately and effectively performed.

信号伝送システムの一実施例では、信号処理装置は、電気信号の送信を制御する電力送信制御ユニットをさらに備える。電力伝送制御ユニットは電力を高周波交流電流に逆変換し、高周波交番磁場を発生させることができ、交番磁場によって伝送媒体（空気、水、油など）を介して電気信号を一次巻線から二次巻線に直接伝送される。 In one embodiment of the signal transmission system, the signal processing device further comprises a power transmission control unit for controlling transmission of the electrical signal. The power transmission control unit can inversely transform the power into high frequency alternating current and generate a high frequency alternating magnetic field, and the alternating magnetic field will transfer the electrical signal through the transmission medium (air, water, oil, etc.) from the primary winding to the secondary transmitted directly to the windings.

上記目的を達成するために、本発明の実施例の第３態様では、上記のいずれか１つの信号伝送システムに適用される信号伝送方法を提供する。ここでは、この方法は、制御モジュールが端末装置から送信された通信信号を受信し、通信信号に基づいて通信信号に対応する回路モジュールを決定するステップと、制御モジュールは、第２キャリア通信制御ユニットの通信信号伝送チャンネルを、回路モジュールに対応する所定のキャリア通信チャンネルとして構成するステップと、第２キャリア通信制御ユニットは、第２信号伝送モジュールが第１信号伝送モジュールに通信信号を送信するように、所定のキャリア通信チャンネルに従って通信信号を第２信号伝送モジュールに送信するステップと、第１信号伝送モジュールは、所定のキャリア通信チャンネルに対応する第１キャリア通信制御ユニットに通信信号を送信するステップと、第１キャリア通信制御ユニットは、通信信号を受信し、通信信号に基づいて、第１キャリア通信制御ユニットに対応する回路モジュールを構成するステップとを含む。 In order to achieve the above objects, a third aspect of embodiments of the present invention provides a signal transmission method applied to any one of the above signal transmission systems. Here, the method comprises the steps of: a control module receiving a communication signal transmitted from a terminal device and determining a circuit module corresponding to the communication signal based on the communication signal; as a predetermined carrier communication channel corresponding to the circuit module; and the second carrier communication control unit causes the second signal transmission module to transmit the communication signal to the first signal transmission module. , transmitting a communication signal to the second signal transmission module according to the predetermined carrier communication channel; and the first signal transmission module transmitting the communication signal to the first carrier communication control unit corresponding to the predetermined carrier communication channel. and the first carrier communication control unit receiving the communication signal and configuring a circuit module corresponding to the first carrier communication control unit based on the communication signal.

誘導結合による電力伝送技術とキャリア通信技術を利用して、端末装置、信号伝送装置及び坑内ツールの内部回路モジュールの接続を実現し、動作フロー及びパケットプロトコルを設計することによって、異なる回路モジュールに異なる通信チャンネルを割り当て、第１キャリア通信制御ユニットは、第２キャリア通信制御ユニットと連携してデータパケット伝送を制御し、各回路モジュールの正常動作に影響を与えない前提で、回路モジュールへの構成、プログラムのアップグレード、およびデータのアップロードを迅速に行うことができる。 Using inductive coupling power transmission technology and carrier communication technology to realize the connection of terminal equipment, signal transmission equipment and internal circuit modules of underground tools, designing the operation flow and packet protocol allows different circuit modules to have different A communication channel is assigned, and the first carrier communication control unit controls data packet transmission in cooperation with the second carrier communication control unit, and on the assumption that the normal operation of each circuit module is not affected, configuration to the circuit module, Program upgrades and data uploads can be done quickly.

信号伝送システムの一実施例では、信号伝送方法は、第１キャリア通信制御ユニットの所定のキャリア通信チャンネルを設定することをさらに含む。第１キャリア通信制御ユニットの所定のキャリア通信チャンネルを設定することで通信信号の対象回路モジュールは区別される。 In one embodiment of the signal transmission system, the signal transmission method further comprises setting a predetermined carrier communication channel of the first carrier communication control unit. By setting a predetermined carrier communication channel of the first carrier communication control unit, the target circuit module of the communication signal is distinguished.

信号伝送システムの一実施例では、信号伝送方法は、回路モジュールがトランスペアレント伝送データパケットを制御モジュールに送信し、制御モジュールがトランスペアレント伝送データパケットを端末装置にアップロードするステップとをさらに含む信号伝送方法、および／または、制御モジュールが端末装置から送信したトランスペアレント伝送データパケットを受信するステップと、制御モジュールが、トランスペアレント伝送データパケットを回路モジュールに送信するステップと、をさらに含む信号伝送方法である。回路モジュールは、端末装置との接続を確立した後、トランスペアレント伝送データパケットは、データパケットの伝送を最も高速で行うように設計されている。 In one embodiment of the signal transmission system, the signal transmission method further comprises: the circuit module sending a transparent transmission data packet to the control module, and the control module uploading the transparent transmission data packet to the terminal device; and/or the signal transmission method further comprising: receiving a transparent transmission data packet transmitted from the terminal device by the control module; and transmitting the transparent transmission data packet to the circuit module by the control module. After the circuit module establishes a connection with the terminal equipment, the transparent transmission data packet is designed for the fastest transmission of the data packet.

ここで説明する図面は本発明の更なる理解を提供するために用いられ、本発明の一部になり、本発明の概略的な実施例およびソノ説明は、本発明を解釈するために用いられ、本発明を不適切に限定するものではない。 The drawings described herein are used to provide a further understanding of the invention and form part of the invention, and the schematic examples and sono-description of the invention are used to interpret the invention. , should not unduly limit the invention.

本発明の一実施例における坑内ツールの構造を示す概略図である。It is a schematic diagram showing the structure of a downhole tool in one embodiment of the present invention. 本発明の一実施例における坑内ツールの別の構造を示す概略図である。FIG. 4 is a schematic diagram showing another construction of a downhole tool in one embodiment of the present invention; 本発明の一実施例における坑内ツールにおける第２信号伝送モジュールの構造を示す概略図である。FIG. 4 is a schematic diagram showing the structure of the second signal transmission module in the downhole tool in one embodiment of the present invention; 本発明の一実施例における坑内ツールにおける第２信号伝送モジュールの別の構造を示す図である。FIG. 5 is another structural diagram of the second signal transmission module in the downhole tool in one embodiment of the present invention; 本発明の一実施例における信号伝送システムの構造を示す図である。1 is a structural diagram of a signal transmission system in an embodiment of the present invention; FIG. 本発明の一実施例における信号伝送方法の流れを概略的に示す図である。1 is a diagram schematically showing the flow of a signal transmission method in one embodiment of the present invention; FIG. 本発明の一実施例における信号伝送方法におけるデータパケットの構造を概略的に示す図である。FIG. 4 is a diagram schematically showing the structure of a data packet in a signal transmission method according to one embodiment of the present invention;

以下、いくつかの例示的な実施例のみを簡単に説明する。当業者であれば分かるように、本発明の精神や範囲から逸脱することなく、記載した実施例を様々な方法で修正することができる。従って、図面及び説明は本質では例示的なものであり、制限するものではないと判定される。 Only a few exemplary embodiments are briefly described below. As will be appreciated by those skilled in the art, the described embodiments can be modified in various ways without departing from the spirit or scope of the invention. Accordingly, the drawings and description are to be regarded as illustrative in nature and not restrictive.

まず、本発明に開示された技術案の技術的構想について説明する。坑内ツールは、対応する機能を実現するために、多くの回路基板が内蔵される。回路基板には通常、独自のプロセッサが搭載されている。坑内ツールの使用、テスト、データ解析などの過程においてつねに外部設備をそのうちの回路基板に接続する必要があり、回路基板上に記憶されたデータを抽出して分析したり、プロセッサ上のプログラムを構成し、アップデートしたりする。一般的なやり方は、坑内ツールの外壁に孔を開け、一つの回路基板またはプロセッサが一つの開口に対応し、開口によってプロセッサのプログラムダウンロードインターフェイスや通信インタフェースなどを外部に接続することである。この方式は機器の外壁に開口する要求が高く、また外部インターフェースはすべて電気接続インターフェースであり、ホコリ、スラリー、水中では使えず、現場での実用性が低い。また、一部の寸法がすでにコンパクトになっている坑内ツールについては、寸法に制限があるため、一部の回路基板は、外壁に開口するような手段で外部に接続することができず、坑内ツールを分解した後に関連するデバッグ動作をするしかない。 First, the technical concept of the technical solution disclosed in the present invention will be described. A downhole tool incorporates many circuit boards to achieve corresponding functions. The circuit board usually has its own processor. In the process of using underground tools, testing, data analysis, etc., it is always necessary to connect external equipment to the circuit board of it, extract and analyze the data stored on the circuit board, and configure the program on the processor. and update. A common practice is to drill holes in the outer wall of the downhole tool, one circuit board or processor corresponds to one opening, and the openings connect the processor's program download interface, communication interface, etc. to the outside. This system requires an opening in the outer wall of the equipment, and all external interfaces are electrical connection interfaces, which cannot be used in dust, slurry, or water, and is not practical in the field. Also, for downhole tools, some of which are already compact in size, due to size limitations, some circuit boards cannot be connected to the outside by means of openings in the outer wall, and There is no choice but to perform relevant debugging operations after disassembling the tool.

本発明は、従来技術における上記問題を考慮して、坑内ツール、信号伝送システム及び方法を提供する。以下、図面に関連して、本発明について説明する。 SUMMARY OF THE INVENTION The present invention provides a downhole tool, signal transmission system and method in view of the above problems in the prior art. The invention will now be described with reference to the drawings.

具体的な技術的解決手段は以下のとおりである。 Specific technical solutions are as follows.

図１に示すように、本実施例の一態様では、坑内ツール本体１１、回路収納部１２および第１信号伝送モジュール１３を含む坑内ツール１０を提供し、回路収納部１２は、坑内ツール本体１１内に設けられ、回路収納部１２内には複数の回路モジュール１２１が設けられ、第１信号伝送モジュール１１は、坑内ツール本体１１に設けられ、回路モジュール１２１は、第１信号伝送モジュール１３と電気的に接続され、第１信号伝送モジュール１３は、第２信号伝送モジュール２１と通信して接続するために用いられ、ここでは、第２信号伝送モジュール２１は、第１信号伝送モジュール１３に適合し、少なくとも１つの回路モジュール１２１は、回路モジュール１２１が回路モジュール１２１に対応する通信信号を受信または送信できるようにする第１キャリア通信制御ユニット１２２を備える。 As shown in FIG. 1, one aspect of the present embodiment provides a downhole tool 10 including a downhole tool body 11, a circuit housing portion 12 and a first signal transmission module 13, wherein the circuit housing portion 12 comprises the downhole tool body 11. A plurality of circuit modules 121 are provided in the circuit housing portion 12 , the first signal transmission module 11 is provided in the underground tool body 11 , the circuit module 121 is connected to the first signal transmission module 13 and an electrical circuit. and the first signal transmission module 13 is used to communicate and connect with the second signal transmission module 21 , where the second signal transmission module 21 is compatible with the first signal transmission module 13 , at least one circuit module 121 comprises a first carrier communication control unit 122 that enables the circuit module 121 to receive or transmit communication signals corresponding to the circuit module 121 .

なお、本実施例では、第１信号伝送モジュール１３は、坑内ツール本体１１の内部に設けられた信号伝送モジュールであると理解することができ、第１通信モジュールは、坑内ツール本体１１の内部にあり、第２通信モジュールによって外部の端末装置３０と通信することができるため、坑内ツール本体１１に開口しなくても、坑内ツール本体１１内部の回路モジュール１２１と外部の端末装置３０との間で通信を実現する目的を達成することができ、従来技術では、通信ケーブルを取り付けるために回路モジュール１２１が対応する坑内ツール本体１１に通信開口を設ける必要があることに対し、複数の回路モジュール１２１に複数の通信開口を設ける必要があり、明らかなことに、本願の坑内ツール１０には通信開口を設けることを必要とせず、坑内ツール１０は使用上の信頼性が高く、使用寿命が長い。 In this embodiment, the first signal transmission module 13 can be understood as a signal transmission module provided inside the downhole tool body 11, and the first communication module is inside the downhole tool body 11. Since it is possible to communicate with the external terminal device 30 by the second communication module, the circuit module 121 inside the underground tool body 11 and the external terminal device 30 can be communicated without an opening in the underground tool body 11. It is possible to achieve the purpose of realizing communication, and in the prior art, it is necessary to provide a communication opening in the underground tool body 11 to which the circuit module 121 corresponds in order to attach the communication cable. It is necessary to provide multiple communication openings, and obviously the downhole tool 10 of the present application does not need to be provided with communication openings, and the downhole tool 10 has high reliability in use and a long service life.

本実施例の坑内ツール１０は、坑内ツール本体１１に第１信号伝送モジュール１３を設け、例えば第１信号伝送モジュール１３を坑内ツール１０の内部に設けることができ、坑内ツール１０内の回路モジュール１２１をすべて第１信号伝送モジュール１３に接続することによって、坑内ツールにおける回路モジュール１２１はすべて、第１信号伝送モジュール１３及びそれに適合する第２信号伝送モジュール２１を介して外部の端末装置３０に接続することができる。第２信号伝送モジュール２１は、坑内ツール本体１１の外部に設けられたモジュールであり、上位コンピュータなどの外部の端末装置３０に接続することができる。従来の坑内ツール１０は、回路モジュール１２１毎に、その内部のプロセッサに対してデータ抽出およびプログラムダウンロードを行うための接続口を外壁に設ける必要があるという問題を解決し、坑内ツールがホコリ、スラリーや液体環境での動作のシール性と実用性を保証して、坑内ツールの使用寿命を高める。回路モジュール１２１に第１キャリア通信制御ユニット１２２を設けることにより、多くの回路モジュール１２１において外部との通信を必要とする回路モジュール１２１を容易で迅速でかつ唯一に見つけることができ、通信接続の速度及び信頼性を向上させることができる。 The downhole tool 10 of this embodiment is provided with the first signal transmission module 13 in the downhole tool main body 11 . For example, the first signal transmission module 13 can be provided inside the downhole tool 10 . are all connected to the first signal transmission module 13, so that the circuit modules 121 in the underground tool are all connected to the external terminal device 30 through the first signal transmission module 13 and the matching second signal transmission module 21. be able to. The second signal transmission module 21 is a module provided outside the underground tool main body 11 and can be connected to an external terminal device 30 such as a host computer. The conventional downhole tool 10 solves the problem that it is necessary to provide a connection port on the outer wall for each circuit module 121 to perform data extraction and program download to the internal processor, and the downhole tool is free from dust and slurry. Ensures sealability and practicability for operation in liquid environments, increasing the service life of downhole tools. By providing the first carrier communication control unit 122 in the circuit module 121, the circuit module 121 requiring communication with the outside can be found easily, quickly and uniquely among many circuit modules 121, and the speed of communication connection can be improved. and reliability can be improved.

一実施例では、図２に示すように、第１通信モジュールを容易に取り付けるために、坑内ツール本体１１には、前記第１信号伝送モジュール１３を取り付けるための取り付け孔１１１が設けられる。第１信号伝送モジュール１３は、坑内ツール本体１１の側壁に取り付けることが可能であるが、このようにして坑内ツール本体１１の側壁の材料に対する要件が高い。このため、好ましい実施形態として、坑内ツール本体１１には、第１信号伝送モジュール１３を取り付けるための取り付け孔１１１が設けられ、これによって第１信号伝送モジュール１３を容易に取り付けることができるだけではなく、コストを削減することもできる。取り付け孔１１１は流体から隔離することができ、坑内ツール１０の内部の回路モジュール１２１が外部のホコリ、スラリーまたは液体から保護することができる。本実施例に係る坑内ツール１０は、坑内ツール本体１１に取り付け孔１１１を設けるだけでよく、この取り付け孔１１１は第１通信モジュールを取り付けることができ、この第１通信モジュールによって坑内ツール１０の内部の複数の回路モジュール１２１は外部の端末装置３０と通信でき、従来において、坑内ツール本体１１に直接外部インターフェースを設けており、しかも複数の回路モジュール１２１に対して、坑内ツール１０に複数の外部インターフェースを直接開設する必要があり、その結果、坑内ツール１０の内部の回路モジュール１２１は、動作過程において、坑内スラリー等の物質に侵入されやすく、実用性が非常に低く、坑内ツール１０の損傷、内部回路モジュール１２１の損傷、使用寿命の低下等の問題が生じやすい。 In one embodiment, as shown in FIG. 2, the downhole tool body 11 is provided with a mounting hole 111 for mounting the first signal transmission module 13 for easy mounting of the first communication module. The first signal transmission module 13 can be mounted on the side wall of the downhole tool body 11 , thus placing high requirements on the material of the downhole tool body 11 side wall. Therefore, as a preferred embodiment, the underground tool body 11 is provided with a mounting hole 111 for mounting the first signal transmission module 13, which not only facilitates the mounting of the first signal transmission module 13, It can also reduce costs. The mounting holes 111 can be fluid-isolated and the circuit modules 121 inside the downhole tool 10 can be protected from outside dust, slurry or liquids. The downhole tool 10 according to this embodiment only needs to be provided with a mounting hole 111 in the downhole tool main body 11 , and this mounting hole 111 can be fitted with a first communication module. The plurality of circuit modules 121 can communicate with the external terminal device 30. Conventionally, the underground tool body 11 is directly provided with an external interface, and the plurality of circuit modules 121 are provided with a plurality of external interfaces on the underground tool 10. As a result, the circuit module 121 inside the downhole tool 10 is easily penetrated by substances such as downhole slurry during the operation process, which is very impractical, and may damage the downhole tool 10 and the internal Problems such as damage to the circuit module 121 and reduction in service life tend to occur.

一実施例では、第１信号伝送モジュール１３はコンセントであり、コンセントは、第１磁心と第１巻線とを含み、第１磁心が取り付け孔１１１に取り付けられ、第１巻線は、第１磁心の内壁または表面に巻き付けられ、第１磁心と第１巻線とが、二次巻線を形成する。 In one embodiment, the first signal transmission module 13 is an outlet, the outlet includes a first magnetic core and a first winding, the first magnetic core is installed in the mounting hole 111, and the first winding is the first winding. Wrapped around the inner wall or surface of the magnetic core, the first magnetic core and the first winding form a secondary winding.

第１信号伝送モジュール１３の具体的な構造は、以下の実施形態のうちの１つを採用することができる。 The specific structure of the first signal transmission module 13 can adopt one of the following embodiments.

実施形態１：第１巻線は第１磁心の側壁に立体的に巻き付けられている。 Embodiment 1: The first winding is three-dimensionally wound around the sidewall of the first magnetic core.

実施形態２：第１巻線は第１磁心の表面に平面的に巻き付けられている。 Embodiment 2: The first winding is planarly wound on the surface of the first magnetic core.

設計上の必要に応じて、第１信号伝送モジュール１３は、電気信号や通信信号の送受信を容易に行うことができれば、他の構造や形式を採用してもよい。 According to design needs, the first signal transmission module 13 may adopt other structures and forms as long as it can easily transmit and receive electrical signals and communication signals.

一実施例では、坑内ツール１０は、電力受信制御ユニット１４をさらに備え、電力受信制御ユニット１４は、一端が第１信号伝送モジュール１３に電気的に接続され、他端が回路モジュール１２１に電気的に接続され、電力受信制御ユニット１４は電気信号の受信を制御するために用いられる。 In one embodiment, the underground tool 10 further comprises a power receiving control unit 14, one end of which is electrically connected to the first signal transmission module 13 and the other end of which is electrically connected to the circuit module 121. and the power reception control unit 14 is used to control the reception of electrical signals.

電力受信制御ユニット１４は、例えば、二次側共振補償回路、電力変換回路、信号変調復調リンク、及びコントローラ等の素子を備えていてもよい。二次側巻線が受信した電力は共振補償回路を通ってエネルギ伝送を強化し、電力変換リンクを通じて電力のフィルタリング安定化などの処理を行い、最後に処理した電力を各回路モジュール１２１に伝送してそれを正常に動作させる。 The power reception control unit 14 may comprise elements such as, for example, a secondary side resonance compensation circuit, a power conversion circuit, a signal modulation demodulation link, and a controller. The power received by the secondary winding passes through the resonance compensation circuit to enhance energy transmission, passes through the power conversion link to perform processing such as filtering and stabilizing the power, and finally transmits the processed power to each circuit module 121. to make it work properly.

一実施例では、回路収納部１２は円筒状であり、坑内ツール本体１１を取り囲み、回路収納部１２内には回路モジュール１２１を取り付けるために用いられる複数の取り付け溝が設けられる。取り付け溝の設置で各回路モジュール１２１を離間させることができ、坑内ツール本体１１内に様々なの回路モジュール１２１をより良好に配置して取り付けるようにする。 In one embodiment, the circuit housing 12 is cylindrical and surrounds the downhole tool body 11 and is provided with a plurality of mounting grooves that are used to mount the circuit modules 121 within the circuit housing 12 . The provision of mounting grooves allows each circuit module 121 to be spaced apart to better locate and mount different circuit modules 121 within the downhole tool body 11 .

本発明の実施例の第２態様は、図５に示すように、信号伝送システムを提供し、信号処理装置２０および端末装置３０を含み、上記のいずれかに記載の坑内ツール１０をさらに含み、信号処理装置２０は第２信号伝送モジュール２１および制御モジュール２２とを備え、第２信号伝送モジュール２１は、第１信号伝送モジュール１３と非接触的に接続して電気信号および／または通信信号を伝送するために用いられ、制御モジュール２２は第２信号伝送モジュール２１に電気的に接続され、制御モジュール２２内には、第２キャリア通信制御ユニット２２１が設けられ、制御モジュール２２は、端末装置３０から送信された通信信号を受信し、通信信号に基づいて、それに対応する回路モジュール１２１を確定し、かつ第２キャリア通信制御ユニット２２１の信号伝送チャンネルを、回路モジュール１２１に対応する所定のキャリア通信チャンネルとして構成することで、第２キャリア通信制御ユニット２２１は、所定のキャリア通信チャンネルに従って通信信号を、回路モジュール１２１に対応する第１キャリア通信制御ユニット１２２に伝送する。 A second aspect of an embodiment of the present invention provides a signal transmission system, as shown in FIG. The signal processing device 20 includes a second signal transmission module 21 and a control module 22. The second signal transmission module 21 is contactlessly connected to the first signal transmission module 13 to transmit electrical signals and/or communication signals. The control module 22 is electrically connected to the second signal transmission module 21 , the control module 22 is provided with a second carrier communication control unit 221 , the control module 22 receives a signal from the terminal device 30 receiving the transmitted communication signal, determining the corresponding circuit module 121 according to the communication signal, and setting the signal transmission channel of the second carrier communication control unit 221 to a predetermined carrier communication channel corresponding to the circuit module 121; , the second carrier communication control unit 221 transmits communication signals to the first carrier communication control unit 122 corresponding to the circuit module 121 according to a predetermined carrier communication channel.

信号処理装置２０に第２信号伝送モジュール２１を設けることで、坑内ツール中の第１信号伝送モジュール１３に適合するように構成され、非接触的接続によって電気信号および／または通信信号を伝送することで、信号処理装置２０は坑内ツール１０に接続できる。第１キャリア通信制御ユニット１２２と通信して接続可能な第２キャリア通信制御ユニット２２１が設けられる制御ユニット２２を設けることによって、多くの回路モジュール１２１において、信号処理装置２０との通信が必要な回路モジュール１２１を容易で迅速、かつ唯一に見つけることができ、この回路モジュール１２１に対してデータ抽出、プログラムダウンロード等の操作を行うことができる。従来の坑内ツールは、外壁にインターフェースを開設したり、解体したりしないとその内部回路モジュール１２１に対してデータ転送や配置等の操作を行うことができないという問題を解決し、端末装置３０と信号処理装置２０と坑内ツール１０とを簡単かつ容易に接続することができる。 By providing the second signal transmission module 21 in the signal processing device 20, it is configured to be compatible with the first signal transmission module 13 in the underground tool, and transmits electrical signals and/or communication signals by contactless connection. , the signal processor 20 can be connected to the downhole tool 10 . By providing the control unit 22 provided with the second carrier communication control unit 221 that can be connected by communicating with the first carrier communication control unit 122, many circuit modules 121 can be connected to circuits that require communication with the signal processing device 20. The module 121 can be found easily, quickly and uniquely, and operations such as data extraction, program download, etc. can be performed on this circuit module 121 . The conventional underground tool solves the problem that the internal circuit module 121 cannot be operated such as data transfer or arrangement unless an interface is opened or dismantled on the outer wall. The processing device 20 and the downhole tool 10 can be connected simply and easily.

一実施例では、第２信号伝送モジュール２１は、第２磁心２１１と第２巻線２１２とを備えるプラグであり、第２磁心２１１はプラグに取り付けられ、第２巻線２１２は、第２磁心２１１の外壁または底面に巻き付けられ、第２磁心２１１と第２巻線２１２とで一次巻線が形成され、坑内ツール１０中の二次巻線と一次巻線は電磁的に結合されて、コンセントとプラグとの非接触的な電気信号および／または通信信号の接続を実現する。 In one embodiment, the second signal transmission module 21 is a plug comprising a second magnetic core 211 and a second winding 212, the second magnetic core 211 is attached to the plug, and the second winding 212 is connected to the second magnetic core 211, the primary winding is formed by the second magnetic core 211 and the second winding 212, and the secondary winding and the primary winding in the downhole tool 10 are electromagnetically coupled to the outlet. realize contactless electrical and/or communication signal connection between the and the plug.

第２信号伝送モジュール２１は、プラグとして設けられ、コンセント内に容易に差し込んで接続を実現することができ、しかも、第２磁心２１１及び第２巻線２１２は、第１信号伝送モジュール１３と嵌合可能になるように設けられ、誘導結合による電力伝送技術及びキャリア通信技術を利用して電気信号及び通信信号の送受信を実現し、坑内ツール１０の内部の回路モジュール１２１に電力を供給するとともに、回路モジュール１２１への構成、プログラムのアップグレードやデータのアップロードなどの動作を実現する。 The second signal transmission module 21 is provided as a plug, which can be easily plugged into an outlet to achieve connection, and the second magnetic core 211 and the second winding 212 are fitted with the first signal transmission module 13 . It is provided so as to be able to connect, realizes transmission and reception of electrical signals and communication signals by using power transmission technology by inductive coupling and carrier communication technology, supplies power to the circuit module 121 inside the underground tool 10, It implements operations such as configuring the circuit module 121, upgrading programs, and uploading data.

第１信号伝送モジュール１３および第２信号伝送モジュール２１の具体的な構造は、以下の実施形態のうちの１つを用いることができる。 The specific structure of the first signal transmission module 13 and the second signal transmission module 21 can use one of the following embodiments.

実施例１：第１巻線は第１磁心の内側壁に立体的に巻き付けられ、図３に示すように、第２巻線２１２は第２磁心２１１の外側壁に立体的に巻きつけられる。 Embodiment 1: The first winding is three-dimensionally wound around the inner wall of the first magnetic core, and the second winding 212 is three-dimensionally wound around the outer wall of the second magnetic core 211, as shown in FIG.

実施例２：第１巻線は第１磁心の表面に平面的に巻き付けられ、図４に示すように、第２巻線２１２は第２磁心２１１の底面に平面的に巻き付けられる。 Example 2: The first winding is planarly wound on the surface of the first magnetic core, and the second winding 212 is planarly wound on the bottom surface of the second magnetic core 211 as shown in FIG.

理解できるように、設計上の必要に応じて、第１信号伝送モジュール１３と第２信号伝送モジュール２１は、電気信号及び通信信号の送受信を容易に行うことができれば、他の構造または形式を採用することもできる。 It can be understood that, according to design needs, the first signal transmission module 13 and the second signal transmission module 21 can adopt other structures or forms as long as they can easily transmit and receive electrical signals and communication signals. You can also

一実施例では、第１巻線は、第２巻線２１２の巻き数と一致する。 In one embodiment, the first winding matches the number of turns of the second winding 212 .

一実施例では、コンセントとプラグの両方のうちの一方に接続部材が設けられ、他方には、接合部材が設けられ、接続部材と接合部材を合わせてコンセントとプラグを接続する。ここでは、コンセント上の接続部材または接合部材は、コンセントの、坑内ツール本体１１から突出した位置に設けられる。コンセントとプラグにそれぞれ接続部材と接合部材を設置することで、プラグをより強固で、より便利にコンセントの中に差し込むことができるとともに、プラグとコンセントの位置合わせが正確であることを保証する。 In one embodiment, one of both the receptacle and the plug is provided with a connecting member and the other is provided with a connecting member, and the connecting member and the connecting member are combined to connect the receptacle and the plug. Here, the connection member or joint member on the outlet is provided at a position of the outlet protruding from the downhole tool body 11 . By installing a connecting member and a joining member on the outlet and the plug, respectively, the plug can be inserted into the outlet more firmly and more conveniently, and the positioning of the plug and the outlet is guaranteed to be accurate.

好ましい実施形態では、接続部材の具体的な構造は、以下の実施形態のいずれか一つを採用することができる。 In preferred embodiments, any one of the following embodiments can be adopted for the specific structure of the connecting member.

実施形態１：接続部材は雌ネジ接続部材を採用し、接合部材は、雄ネジ接続部材である。 Embodiment 1: The connection member adopts a female screw connection member, and the joint member is a male screw connection member.

実施形態２：接続部材は留め具を採用し、接合部材は係合溝である。 Embodiment 2: The connection member adopts a fastener, and the joint member is an engagement groove.

実施形態３：接続部材の内部に磁気吸引部材が設けられ、接合部材は、磁気吸引部材に適合する磁石等が設けられる。 Embodiment 3: A magnetic attraction member is provided inside the connecting member, and the joining member is provided with a magnet or the like that matches the magnetic attraction member.

理解できるように、設計上の必要に応じて、コンセントと外部装置との接続を便利にし、コンセント内部の第１信号伝送モジュール１３と外部装置との位置合わせを正確に確保し、電気信号または通信信号の送受信を有効に行うことを確保できれば、接続部材は他の構造や形式を採用してもよい。 It can be understood that according to the design requirements, the connection between the outlet and the external device is convenient, the alignment of the first signal transmission module 13 inside the outlet and the external device is accurately ensured, and the electrical signal or communication Other structures and types of connecting members may be employed as long as they ensure effective transmission and reception of signals.

雌ネジ接続部材と雄ネジ接続部材との組み合わせまたは留め具と係合溝との組み合わせによって、プラグとコンセントの位置合わせが正確であることを確保することができ、さらに、第１信号伝送モジュール１３と第２信号伝送モジュール２１との位置合わせの正確さを確保し、電気信号または通信信号の受信、送信を正確で有効に行うことを確保することができる。 The combination of the female threaded connection member and the male threaded connection member or the combination of the clasp and the engagement groove can ensure the correct alignment of the plug and the receptacle, and furthermore, the first signal transmission module 13 and the second signal transmission module 21 to ensure the accuracy of alignment, so as to ensure the accurate and effective reception and transmission of electrical signals or communication signals.

理解できるように、設計上の必要に応じて、簡単にプラグとコンセントとの接続を実現でき、第１信号伝送モジュール１３と第２信号伝送モジュール２１との位置合わせの正確さを確保し、電気信号や通信信号の伝送を有効に行うことができれば、接続部材と接合部材は他の構造或いは形式を採用してもよい。 It can be understood that according to the design requirements, the plug-and-socket connection can be easily realized, the alignment accuracy between the first signal transmission module 13 and the second signal transmission module 21 can be ensured, and the electrical Other structures or types of connecting members and connecting members may be employed as long as they can effectively transmit signals or communication signals.

一実施例では、プラグは不規則な形状であり、コンセントはプラグに合わせた不規則な形状である。コンセントとプラグを、互いに適合させた不規則な形状にすることで、差し込みの堅牢性や巻線間の位置合わせの正確さをさらに確保し、円滑な電力や通信信号の送受信を確保することができる。 In one embodiment, the plug is irregularly shaped and the receptacle is irregularly shaped to match the plug. By making the receptacle and plug irregularly shaped to fit each other, it is possible to further ensure the robustness of the insertion, the accuracy of the alignment between the windings, and ensure the smooth transmission and reception of power and communication signals. can.

一実施例では、信号処理装置２０は、電気信号の送信を制御する電力送信制御ユニット２２２をさらに備える。 In one embodiment, the signal processor 20 further comprises a power transmission control unit 222 for controlling transmission of electrical signals.

電力伝送制御ユニット２２２は、例えば、高周波電力変換及び制御モジュール２２、一次側同調補償回路、信号変調および復調部材、コントローラ等の素子を備えていてもよい。電力は高周波インバータを介して高周波交流電流に逆変換し、補償回路により送信機構に高周波交番磁場が発生し、交番磁場は伝送媒体（空気、水、油など）を介して一次巻線から二次巻線に直接伝送される。電力送信制御ユニット２２２内のコントローラは、上位コンピュータからの指令に応じて、一次側同調補償回路を制御して、チャンネル設定や切り替えを実現することができる。このうち、一次巻線と二次巻線は給電方向に基づいて命名されたものである。 The power transfer control unit 222 may comprise elements such as, for example, a high frequency power conversion and control module 22, a primary side tuning compensation circuit, signal modulation and demodulation components, a controller, and the like. The power is converted back to a high frequency alternating current through a high frequency inverter, a high frequency alternating magnetic field is generated in the transmission mechanism by the compensation circuit, and the alternating magnetic field is transferred from the primary winding to the secondary through the transmission medium (air, water, oil, etc.) transmitted directly to the windings. The controller in the power transmission control unit 222 can control the primary side tuning compensation circuit in accordance with commands from the host computer to achieve channel setting and switching. Among them, the primary winding and the secondary winding are named based on the feeding direction.

本発明の実施例の第３態様では、図６に示すように、上記のいずれか１つの信号伝送システムに適用される信号伝送方法を提供する。ここでは、この方法は、制御モジュール２２が端末装置３０から送信された通信信号を受信し、通信信号に基づいて通信信号に対応する回路モジュール１２１を決定するステップと、制御モジュール２２は、第２キャリア通信制御ユニット２２１の通信信号伝送チャンネルを、回路モジュール１２１に対応する所定のキャリア通信チャンネルとして構成するステップと、第２キャリア通信制御ユニット２２１は、第２信号伝送モジュール２１が第１信号伝送モジュール１３に通信信号を送信するように、所定のキャリア通信チャンネルに従って通信信号を第２信号伝送モジュール２１に送信するステップと、第１信号伝送モジュール１３は、所定のキャリア通信チャンネルに対応する第１キャリア通信制御ユニット１２２に通信信号を送信するステップと、第１キャリア通信制御ユニット１２２は、通信信号を受信し、通信信号に基づいて、第１キャリア通信制御ユニット１２２に対応する回路モジュール１２１を構成するステップとを含む。 In a third aspect of an embodiment of the present invention, as shown in FIG. 6, there is provided a signal transmission method applied to any one of the above signal transmission systems. Here, the method comprises the steps of: the control module 22 receiving a communication signal transmitted from the terminal device 30; determining the circuit module 121 corresponding to the communication signal based on the communication signal; configuring the communication signal transmission channel of the carrier communication control unit 221 as a predetermined carrier communication channel corresponding to the circuit module 121; transmitting the communication signal to the second signal transmission module 21 according to a predetermined carrier communication channel, such as transmitting the communication signal to the first carrier communication channel 13; sending the communication signal to the communication control unit 122, the first carrier communication control unit 122 receiving the communication signal and configuring the circuit module 121 corresponding to the first carrier communication control unit 122 according to the communication signal; step.

誘導結合による電力伝送技術とキャリア通信技術を利用して、端末装置３０、信号処理装置２０及び坑内ツール１０の内部回路モジュール１２１の接続を実現し、動作フロー及びパケットプロトコルを設計することによって、異なる回路モジュール１２１に異なる通信チャンネルを割り当て、第１キャリア通信制御ユニット１２２は、第２キャリア通信制御ユニット２２１と連携してデータパケット伝送を制御し、各回路モジュール１２１の正常動作に影響を与えない前提で、回路モジュール１２１への構成、プログラムのアップグレード、およびデータのアップロードを迅速に行うことができる。 Using inductive coupling power transmission technology and carrier communication technology, the connection of the terminal device 30, the signal processing device 20 and the internal circuit module 121 of the underground tool 10 is realized, and the operation flow and packet protocol are designed to achieve different Different communication channels are assigned to the circuit modules 121, and the first carrier communication control unit 122 cooperates with the second carrier communication control unit 221 to control data packet transmission, and the normal operation of each circuit module 121 is not affected. configuration, program upgrades, and data uploads to the circuit module 121 can be done quickly.

一実施例では、信号伝送方法は、第１キャリア通信制御ユニット１２２の所定のキャリア通信チャンネルを設定するステップをさらに含む。第１キャリア通信制御ユニット１２２の所定のキャリア通信チャンネルを設定することで通信信号の対象回路モジュール１２１は区別される。 In one embodiment, the signaling method further includes setting a predetermined carrier communication channel of the first carrier communication control unit 122 . By setting a predetermined carrier communication channel of the first carrier communication control unit 122, the target circuit module 121 of the communication signal is distinguished.

一実施例では、信号伝送方法は、回路モジュール１２１がトランスペアレント伝送データパケットを制御モジュール２２に送信し、制御モジュール２２が、トランスペアレント伝送データパケットを端末装置３０にアップロードするステップとをさらに含む信号伝送方法、および／または、制御モジュール２２が端末装置３０から送信したトランスペアレント伝送データパケットを受信するステップと、制御モジュール２２が、トランスペアレント伝送データパケットを回路モジュール１２１に送信するステップと、をさらに含む信号伝送方法である。回路モジュール１２１は、端末装置３０との接続を確立した後、トランスペアレント伝送データパケットは、データパケットの伝送を最も高速で行うように設計されている。 In one embodiment, the signal transmission method further includes the circuit module 121 sending the transparent transmission data packet to the control module 22, and the control module 22 uploading the transparent transmission data packet to the terminal device 30. and/or the signal transmission method further comprising: receiving the transparent transmission data packet transmitted from the terminal device 30 by the control module 22; and transmitting the transparent transmission data packet to the circuit module 121 by the control module 22. is. The circuit module 121 is designed to transmit data packets transparently after establishing a connection with the terminal device 30 at the fastest speed.

本発明の理解を容易にするために、以下、上述した坑内ツール、信号伝送システム、および信号伝送方法についてさらに詳細に説明する。 To facilitate understanding of the present invention, the below-described downhole tools, signal transmission systems, and signal transmission methods will now be described in greater detail.

本実施例の例としての坑内ツール１０及び信号伝送システムは、誘導結合による電力伝送技術及びキャリア通信技術を利用して、坑内ツール１０の外壁に取り付け孔１１１を設け、取り付け孔１１１は、第１信号伝送モジュール１３を取り付けるために用いられる。第１信号伝送モジュール１３はコンセントである。信号伝送システムの信号処理装置２０には第２信号伝送モジュール２１が設けられており、第２信号伝送モジュール２１はプラグであり、プラグはコンセントのサイズに合わせて、プラグはコンセントに固定することができる。 The downhole tool 10 and the signal transmission system as an example of this embodiment use power transmission technology and carrier communication technology by inductive coupling to provide a mounting hole 111 on the outer wall of the downhole tool 10, and the mounting hole 111 is located at the first It is used to attach the signal transmission module 13 . The first signal transmission module 13 is an outlet. The signal processing device 20 of the signal transmission system is provided with a second signal transmission module 21. The second signal transmission module 21 is a plug, and the plug can be adapted to the size of the outlet and fixed to the outlet. can.

プラグ内部の一次巻線は、ケーブルを介して外部の制御モジュール２２に接続されており、制御モジュール２２の内部には、電力送信制御ユニット２２２、第２キャリア通信制御ユニット２２１の２つのユニットがある。制御モジュール２２はさらに２つのインターフェースを有し、１つは制御モジュール２２と坑内ツール回路の給電源である給電インターフェースであり、もう１つは通信インターフェースであり、これはシリアルポートまたはＵＳＢインターフェースであり、端末装置３０に接続することができる。端末装置３０には、制御モジュール２２の内部の第２キャリア通信制御ユニット２２１を配置してもよく、坑内ツールの内部の回路モジュール１２１の配置、データの読み出し、プログラムアップグレード等の機能を有することができるソフトウェアがセットとなって搭載されている。第２キャリア通信制御ユニット２２１は、端末装置３０の制御によりキャリア通信のチャンネルを調節することができる。キャリア通信のチャンネルは周波数を調節することで制御することができ、位相調節などの他の方式で制御することも可能である。 The primary winding inside the plug is connected to an external control module 22 via a cable, and inside the control module 22 there are two units: a power transmission control unit 222 and a second carrier communication control unit 221. . The control module 22 further has two interfaces, one is the power supply interface, which is the power supply for the control module 22 and the underground tool circuit, and the other is the communication interface, which can be a serial port or a USB interface. , can be connected to the terminal device 30 . The terminal device 30 may be arranged with a second carrier communication control unit 221 inside the control module 22, and may have functions such as arrangement of the circuit module 121 inside the underground tool, data reading, and program upgrade. It comes with a set of software that can The second carrier communication control unit 221 can adjust the carrier communication channel under the control of the terminal device 30 . The carrier communication channel can be controlled by adjusting the frequency, and can also be controlled by other methods such as phase adjustment.

坑内ツール１０のコンセント内には、第１磁心と第１巻線とからなる環状巻線が二次巻線として設けられており、信号処理装置２０のプラグ内にも、第２磁心２１１と第２巻線２１２とからなる環状巻線が一次巻線として設けられており、第１巻線と第２巻線２１２との巻き数は一致している。 A circular winding composed of a first magnetic core and a first winding is provided as a secondary winding in the outlet of the underground tunnel tool 10 , and a second magnetic core 211 and a second magnetic core 211 are also provided in the plug of the signal processing device 20 . A toroidal winding consisting of two windings 212 is provided as the primary winding, the number of turns of the first and second windings 212 being the same.

二次巻線は、電力受信制御ユニット１４と接続され、電力受信制御ユニット１４は坑内ツール内の各回路モジュール１２１に電力を供給する。一旦、電力が誘導結合巻線を介して電力受信制御ユニット１４に供給されると、すべての回路モジュール１２１に電力が供給される。電力受信制御ユニット１４は、坑内ツール本体１１内の回路モジュール１２１に接続される別のインターフェースを有し、このインターフェースは、変調信号を有する波形である誘導巻線内の波形を伝送する。 The secondary winding is connected to the power receiving control unit 14, which supplies power to each circuit module 121 in the downhole tool. Once power is supplied to the power receiver control unit 14 via the inductively coupled windings, all circuit modules 121 are powered. The power receiving control unit 14 has another interface connected to the circuit module 121 in the downhole tool body 11, which transmits the waveform in the induction winding, which is the waveform with the modulating signal.

各回路モジュール１２１には、信号変調および復調を行うための第１キャリア通信制御ユニット１２２が設けられる。各回路モジュール１２１にマッチングする第１キャリア通信制御ユニット１２２の信号変調復調チャンネルは、信号の対象回路モジュール１２１を区別するために唯一である第１キャリア通信制御ユニット１２２は、信号の変調復調に加えて、回路モジュール１２１の内部のプロセッサに接続可能な信号に変換することができ（伝送ポートタイプとデータパケット構造などを含む）、この接続インターフェースはシリアルポート、 ＳＰＩ、 ＣＡＮ、 Ｉ２Ｃなどである。 Each circuit module 121 is provided with a first carrier communication control unit 122 for signal modulation and demodulation. The signal modulation and demodulation channel of the first carrier communication control unit 122 matching each circuit module 121 is unique for distinguishing the target circuit module 121 of the signal. can be converted into a signal that can be connected to the processor inside the circuit module 121 (including transmission port type and data packet structure, etc.), and the connection interface can be serial port, SPI, CAN, I2C, etc.

回路モジュール１２１の内部のプロセッサはシングルチッププロセッサ、ＡＲＭチップ或いはＦＰＧＡチップであり、ＩＡＰ（Ｉｎ－Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ Ｐｒｏｇｒａｍｍｉｎｇ）をサポートし、即ちプロセッサはシステムの中で新しいコードを獲得し、そして自分で改めてプログラミングすることができる。各回路モジュール１２１の間には通信接続関係があり、電源が投入された直後には、各回路モジュール１２１が予め設定されたプログラムに従って実行され、互いに通信接続が行われる。 The processor inside the circuit module 121 is a single-chip processor, ARM chip or FPGA chip, and supports IAP (In-Application Programming), ie the processor acquires new code in the system and reprograms itself. be able to. Each circuit module 121 has a communication connection relationship, and immediately after the power is turned on, each circuit module 121 is executed according to a preset program, and communication connection is established with each other.

各回路モジュール１２１に搭載された第１キャリア通信制御ユニット１２２は、すべて同一のバスに接続されていることに相当する。異なる変調特徴により、異なる回路モジュール１２１へのアドレッシングを実現する。 The first carrier communication control units 122 mounted on each circuit module 121 are all connected to the same bus. Different modulation characteristics provide addressing to different circuit modules 121 .

例示的に、本実施形態の信号伝送方法におけるデータパケットは、図７に示すように、 As an example, the data packet in the signal transmission method of this embodiment is as shown in FIG.

ＴＹＰＥがデータパケットタイプであり、ＬＥＮはＭＥＳＳＡＧＥ長さであり、ＭＥＳＳＡＧＥはデータパケットの内容であり、ＴＹＰＥの値によっては、ＭＥＳＳＡＧＥの内容が異なる。 TYPE is the data packet type, LEN is the length of the MESSAGE, MESSAGE is the contents of the data packet, and the contents of the MESSAGE differ depending on the value of TYPE.

ＴＹＰＥ値がＡの場合、データパケットがトランスペアレント伝送データパケットであることを示し、制御モジュール２２は受信した後、直接転送し、解析処理を行わない。 If the TYPE value is A, it indicates that the data packet is a transparent transmission data packet, and the control module 22 directly forwards it after receiving it, without parsing it.

ＴＹＰＥ値はＢの場合、データパケットがコンフィギュレーションデータパケットであることを示し、制御モジュール２２は受信後、ＭＥＳＳＡＧＥ中の内容を解析し、制御モジュール２２の該当部分を構成する必要がある。 If the TYPE value is B, it indicates that the data packet is a configuration data packet, and upon receipt, the control module 22 should parse the content in the MESSAGE and configure the corresponding part of the control module 22 .

坑内ツール１０から端末装置３０に送送信されるパケットはすべてＴＹＰＥ＝Ａのトランスペアレント伝送データパケットである。制御モジュール２２は、受信後、直接端末装置３０に転送される。 All packets transmitted from the underground tool 10 to the terminal device 30 are TYPE=A transparent transmission data packets. The control module 22 is transferred directly to the terminal device 30 after reception.

本実施例の例における非接触型電力および通信信号伝送方法の動作手順は、以下の通りである。 The operation procedure of the contactless power and communication signal transmission method in the example of this embodiment is as follows.

１、すべての坑内ツール本体１１の内部の回路モジュール１２１に、指定された所定のキャリア通信チャンネルを割り当て、例えば、回路モジュール１にはＣｈａｎｎｅｌ１、回路モジュール２にはｌＣｈａｎｎｅｌ２、以下同様に、回路モジュールｉにはＣｈａｎｎｅｌｉを割り当てる。これらのチャンネル割り当ては組み立て前に手配されており、端末装置３０はこの割り当て状況を知っている。 1. Assign a designated predetermined carrier communication channel to all circuit modules 121 inside the downhole tool body 11, e.g. is assigned Channeli. These channel assignments are arranged before assembly, and the terminal device 30 knows this assignment situation.

２、制御モジュール２２は給電部材に接続され、制御モジュール２２は端末装置３０に接続される。 2. The control module 22 is connected to the power supply member, and the control module 22 is connected to the terminal device 30;

３、すべての回路モジュール１２１をポーリングし、すべて接続できるかどうかを確認する。 3. Poll all circuit modules 121 to see if they can all be connected.

端末装置３０は、ポーリング指令を送信すると、ポーリング指令は、時間間隔Ｔ１で、それぞれ以下のステップを行う。 When the terminal device 30 transmits a polling command, the polling command performs the following steps at time intervals T1.

１）端末装置３０は、コンフィギュレーションデータパケットを送信し、制御モジュール２２は、Ｃｈａｎｎｅｌｉとして構成され、第２キャリア通信制御ユニット２２１は、選択された回路モジュール１２１に従って、対応する通信チャンネルとして構成される。構成操作が完了すると、第１キャリア通信制御ユニット１２２は、端末装置３０に構成完了通知パケットを送信する。端末装置３０は受信すると、次のステップに進むことができると促す。Ｔ２（１０ｍｓ－６０ｍｓ）内に構成が完了しない場合は、構成エラーアラームＥＲＲＯＲ１と促す。次の回路モジュール１２１へ直接問い合わせる。 1) The terminal device 30 sends a configuration data packet, the control module 22 is configured as Channeli, and the second carrier communication control unit 221 is configured as a corresponding communication channel according to the selected circuit module 121 . After completing the configuration operation, the first carrier communication control unit 122 transmits a configuration completion notification packet to the terminal device 30 . When the terminal device 30 receives it, it prompts that it can proceed to the next step. If configuration is not completed within T2 (10ms-60ms), prompt configuration error alarm ERROR1. Directly query the next circuit module 121 .

２）端末装置３０は問い合せオンラインパケット（トランスペアレント伝送データパケット）を送信し、Ｔ３時間待ち、Ｔ３時間以内にオンライン返信パケットが受信されなければ、対応する回路モジュール１２１と通信が失われたと考えられる。端末装置３０はＥＲＲＯＲ２のアラームを発する。 2) The terminal device 30 sends an inquiry online packet (transparent transmission data packet), waits for T3 time, and if no online reply packet is received within T3 time, it is considered that communication with the corresponding circuit module 121 is lost. The terminal device 30 issues an ERROR2 alarm.

３）Ｔ２時間以内にオンライン返信パケットを受信すると、次の回路モジュール１２１のオンライン照会ステップ、すなわちｉ＋１に進み、ステップ１に戻る）。 3) If the online reply packet is received within T2 time, go to the online inquiry step of the next circuit module 121, namely i+1, and return to step 1).

回路モジュール１２１の観点から見ると、すべての回路モジュール１２１は、動作モードと待機モードの２つのモードを有する。電源投入後、まず運転モードに入る。端末装置３０からの問合せオンラインパケット（トランスペアレント伝送データパケット）を受信すると、待機モードに入り、端末装置３０にオンライン返信パケット（ランスペアレント伝送データパケット）を送信する。 From the point of view of the circuit module 121, every circuit module 121 has two modes: working mode and standby mode. After the power is turned on, the operation mode is first entered. When receiving an inquiry online packet (transparent transmission data packet) from the terminal device 30 , it enters standby mode and transmits an online reply packet (transparent transmission data packet) to the terminal device 30 .

ポーリング後にすべての回路モジュール１２１を接続できる場合は、次のステップに進む。 If all circuit modules 121 can be connected after polling, proceed to the next step.

４、操作の対象、即ち、坑内ツール１０のいずれかの回路モジュール１２１を選択する。端末装置３０は、コンフィギュレーションデータパケットを送信し、制御モジュール２２は、Ｃｈａｎｎｅｌｉとして構成され、第２キャリア通信制御ユニット２２１は、選択された回路モジュール１２１に従って、対応する通信チャンネルとして構成される。例えば、選択された回路モジュール１２１が番号ａである場合、キャリア通信チャンネルはＣｈａｎｎｅｌａとして構成される。構成操作が完了すると、第１キャリア通信制御ユニット１２２は、端末装置３０に構成完了通知パケットを送信する。端末装置３０は受信すると、次のステップに進むことができると促す。Ｔ２（１０ｍｓ－６０ｍｓ）内に構成が完了しない場合は、構成エラーアラームＥＲＲＯＲ１と促す。 4. Select an operation target, that is, any circuit module 121 of the downhole tool 10 . The terminal device 30 transmits configuration data packets, the control module 22 is configured as Channeli, and the second carrier communication control unit 221 is configured as the corresponding communication channel according to the selected circuit module 121 . For example, if the selected circuit module 121 is number a, the carrier communication channel is configured as Channela. After completing the configuration operation, the first carrier communication control unit 122 transmits a configuration completion notification packet to the terminal device 30 . When the terminal device 30 receives it, it prompts that it can proceed to the next step. If configuration is not completed within T2 (10ms-60ms), prompt configuration error alarm ERROR1.

５、操作のタイプに応じて、異なるデータパケットを送信する。（このステップにおけるデータパケットはすべてトランスペアレント伝送データパケットである） 5. Send different data packets depending on the type of operation. (All data packets in this step are transparent transmission data packets)

１）次の手順でログデータを読み込む。 1) Read the log data by the following procedure.

読み出し要求を開始し、端末装置３０は回路モジュール１２１に送信する。 A read request is initiated and the terminal device 30 sends it to the circuit module 121 .

データの全長をアップロードし、回路モジュール１２１は端末装置３０に送信する。 The full length of data is uploaded and the circuit module 121 transmits it to the terminal device 30 .

長さ読み出し及び位置読み出しの要求を開始し、端末装置３０は、回路モジュール１２１に送信する。 The terminal device 30 initiates a read length and read position request and sends it to the circuit module 121 .

データパケット化状況をアップロードし、回路モジュール１２１は端末装置３０に送信する。 The data packetization status is uploaded, and the circuit module 121 transmits it to the terminal device 30 .

読み出し確認要求を開始し、端末装置３０は、回路モジュール１２１に送信する。 A read confirmation request is initiated, and the terminal device 30 transmits it to the circuit module 121 .

伝送データをパケット化する。 Packetize data for transmission.

２）以下の手順に従ってパラメータを構成する。 2) Configure the parameters according to the following steps.

構成指令を開始し、端末装置３０は回路モジュール１２１に送信する。 Initiate a configuration command, which the terminal device 30 sends to the circuit module 121 .

回路モジュール１２１は受信した後に構成する。 The circuit module 121 configures after it is received.

構成完了／失敗確認パケットは、回路モジュール１２１は端末装置３０に送信する。 The circuit module 121 transmits the configuration completion/failure confirmation packet to the terminal device 30 .

３）次の手順に従って、アップグレードプログラムパケットをダウンロードしてアップグレードする。 3) Download and upgrade the upgrade program packet by following the steps below.

プログラムアップグレード要求を開始し、端末装置３０は回路モジュール１２１に送信する。 A program upgrade request is initiated, and the terminal device 30 sends it to the circuit module 121 .

回路モジュール１２１は受信すると、返信パケットを返し、回路モジュール１２１は端末装置３０に送信する。 When the circuit module 121 receives it, it returns a reply packet, and the circuit module 121 transmits it to the terminal device 30 .

端末装置３０はプログラムアップグレードパケットの全長とパケット化状況を送信し、端末装置３０は回路モジュール１２１に送信する。 The terminal device 30 transmits the full length and packetization status of the program upgrade packet, and the terminal device 30 transmits to the circuit module 121 .

確認パケットを送信し、回路モジュール１２１は端末装置３０に送信する。 A confirmation packet is sent, and the circuit module 121 sends it to the terminal device 30 .

端末装置３０は、番号順にプログラムアップグレードパケットを送信し、回路モジュール１２１はアップグレードパケットを受信し、端末装置３０に受信確認パケットを送信する。 The terminal device 30 transmits program upgrade packets in numerical order, the circuit module 121 receives the upgrade packets, and transmits an acknowledgment packet to the terminal device 30 .

回路モジュール１２１は、完全パケットを受信し、端末装置３０にプログラムアップグレード準備完了の指令を送信する The circuit module 121 receives the complete packet and sends a program upgrade ready command to the terminal device 30

端末装置３０は、プログラムアップグレード準備完了の指令を受信した後、回路モジュール１２１にアップグレード開始の指令を送信する。 After receiving the program upgrade preparation completion command, the terminal device 30 transmits an upgrade start command to the circuit module 121 .

回路モジュール１２１は、アップグレード開始の指令を受信した後、プログラムのアップグレードを開始する。この段階では、端末装置３０からのデータパケットはすべて受信せず、アップグレードが完了すると、端末装置３０にオンラインパケットを送信する。 After receiving the upgrade start command, the circuit module 121 starts to upgrade the program. At this stage, it does not receive any data packets from the terminal device 30, and sends online packets to the terminal device 30 when the upgrade is completed.

操作が終了すると、別のチャンネルに切り替えて、他の回路モジュール１２１に対して以上の３つの操作を行うことができる。操作を停止するには、電源をオフにして終了することができる。 After the operation is finished, it is possible to switch to another channel and perform the above three operations on other circuit modules 121 . To stop the operation, you can turn off the power and exit.

回路モジュール１２１には、動作モードと待機モードの２つのモードがある。２つのモード間の切り替えは、端末装置３０からプラグによって送信された切り替え指令で行われる。これにより、回路モジュール１２１の本来の機能に影響を与えることなく、待機モードになってからも、アップグレード／構成／データ読み出しなどの動作を迅速に行うことができる。対応する回路モジュール１２１は、端末装置３０との接続を確立した後、トランスペアレント伝送パケットは、データパケットの伝送を最も高速に実現することができるように設計されている。 The circuit module 121 has two modes, an operating mode and a standby mode. Switching between the two modes is performed by a switching command sent from the terminal device 30 via a plug. As a result, operations such as upgrade/configuration/data reading can be performed quickly even after entering the standby mode without affecting the original functions of the circuit module 121 . The corresponding circuit module 121 is designed so that after establishing a connection with the terminal device 30, transparent transmission packets can realize the fastest transmission of data packets.

本発明に記載されていない箇所は従来技術を採用または参考にすれば可能である。 Parts not described in the present invention can be realized by adopting or referring to the prior art.

以上、本発明の典型的な実施形態に過ぎないが、本発明の保護範囲はこれに限定されるものではなく、当業者であれば、本発明が開示した技術的範囲において、その種々の変化または代替を容易に想定することが可能であり、これらは本発明の保護範囲に含まれるものである。したがって、本発明の保護範囲は、特許請求の範囲に準じるものとする。 The above are only typical embodiments of the present invention, but the scope of protection of the present invention is not limited thereto. Or alternatives can be easily envisioned, which fall within the protection scope of the present invention. Therefore, the protection scope of the present invention shall be subject to the claims.

本説明の説明では、用語「中心」、「縦方向」、「横方向」、「長さ」、「幅」、「厚さ」、「上」、「下」、「前」、「後」、「左」、「右」、「垂直」、「水平」、「頂」、「底」、「内」、「外」、「時計回り」、「反時計回り」、「軸方向」、「半径方向」、「円周方向」などで示される方位または位置関係は、図面に基づく方位または位置関係であり、単に本発明を説明したり説明を容易にするためのものにすぎず、本明細書に記載される装置または素子が特定の方位を有したり、特定の方位で構成され、操作されなければならないと示しまたは暗示するものではないため、本発明を制限するものとして理解することはできない。 In the discussion of this description, the terms "center", "longitudinal", "lateral", "length", "width", "thickness", "top", "bottom", "front", "back" , "left", "right", "vertical", "horizontal", "top", "bottom", "inner", "outer", "clockwise", "counterclockwise", "axial", " Orientations or positional relationships indicated by "radial", "circumferential", etc. are orientations or positional relationships based on the drawings and are merely for the purpose of describing or facilitating the description of the present invention and are not included herein. It should not be understood as limiting the invention as it does not indicate or imply that the device or elements described herein have a particular orientation or must be configured or operated in a particular orientation. Can not.

また、用語「第１」、「第２」は説明するためのものだけであるが、相対的重要性を提示や暗示する、または指示した技術特徴の数量を暗示的に指定するように理解すべきではない。そこで、「第１」、「第２」で限定された特徴は、一つ以上の該特徴を明確的や暗示的に含むことができる。本発明に関する説明では、「複数」とは、別に明確で具体的に限定したものを除き、二つ以上を表す。 Also, the terms "first" and "second" are for descriptive purposes only and should be understood to indicate or imply relative importance or to implicitly designate the quantity of technical features indicated. shouldn't. Thus, features defined as "first" and "second" may expressly or implicitly include one or more of such features. In the description of the present invention, "plurality" means two or more, unless expressly and specifically limited to the contrary.

本発明において、別途に明確な規定と限定がない限り、用語「取り付ける」、「互いに接続する」、「接続する」、「固定する」などの用語の意味は広義に理解されるべきであり、例えば、固定接続や、着脱可能な接続や、或いは一体的な接続でも可能であり、機械的な接続であってもよいし、電気的な接続であってもよいし、通信によるものであってもよいし、直接接続であってもよいし、中間媒体によって間接的に接続されてもよいし、２つの素子内部の連通または２つの素子の相互作用関係であってもよい。。当業者であれば、本発明における上記用語の具体的な意味は、具体的な状況に応じて理解することができる。 In the present invention, the terms "attach", "connect to each other", "connect", "fix" and the like should be understood broadly, unless otherwise clearly defined and limited. For example, a fixed connection, a detachable connection, or an integral connection is possible, and it may be a mechanical connection, an electrical connection, or a communication connection. It may be a direct connection, an indirect connection through an intermediate medium, a communication inside the two elements, or an interaction relationship between the two elements. . Those skilled in the art can understand the specific meanings of the above terms in the present invention according to specific situations.

本発明においては、特に明示的な規定および限定がない限り、第１特徴は、第２特徴の「上」または「下」にあることは、第１および第２特徴に直接接触することを含んでもよいし、第１および第２特徴は、直接接触ではなく、それらの間の別の特徴によって接触することを含んでもよい。さらに、第１特徴は、第２特徴の「上」、「上方」、または「上面」にあることは、第１特徴が第２特徴の直上と斜め上にあるか、ただ第１特徴の水平高さが第２特徴より高いのみを示すことを含む。第１特徴が第２特徴の「下」、「下方」、または「下面」にあることは、第１特徴が第２特徴の直下と斜め下にあるか、ただ第１特徴の水平高さが第２特徴より低いのみを示すことを含む。 For the purposes of the present invention, unless expressly specified and limited to the contrary, a first feature being "above" or "below" a second feature includes directly touching the first and second features. Alternatively, the first and second features may involve contact by another feature therebetween rather than direct contact. Further, a first feature being "above," "above," or "above" a second feature means that the first feature is directly above and diagonally above the second feature, or just horizontally above the first feature. Including showing only those whose height is higher than the second feature. A first feature being "below", "below", or "below" a second feature means that the first feature is directly below and diagonally below the second feature, or just that the horizontal height of the first feature is Including showing only lower than the second feature.

上述した開示は、本発明の異なる構造を実現するために、多くの異なる実施形態または例を提供する。本発明の開示を簡略化するために、以上の記載では、特定例の部材及び設定について説明した。もちろん、これらは単なる例であり、本発明を限定することを目的とするものではない。さらに、本発明は、種々の例において参照数字および／または参照アルファベット文字を繰り返すことができるが、このような繰り返しは、簡略化および明確化を目的とし、それ自身は、論じている種々の実施形態および／または設定間の関係を指示しない。また、本発明は、様々な特定のプロセスおよび材料の例を提供するが、当業者は、他のプロセスおよび／または他の材料の使用を意識することができる。 The above disclosure provides many different embodiments or examples for implementing different structures of the invention. To simplify the disclosure of the present invention, the foregoing description describes specific example components and settings. Of course, these are merely examples and are not intended to limit the invention. Further, while the invention may repeat reference numerals and/or reference alphabetic letters in various instances, such repetition is for the purpose of simplicity and clarity and itself serves as a reminder of the various implementations being discussed. It does not indicate relationships between forms and/or settings. Also, although the present invention provides examples of various specific processes and materials, one of ordinary skill in the art may become aware of the use of other processes and/or other materials.

１０－坑内ツール、
２０－信号処理設備、
３０－端末設備
１１－坑内ツール本体、
１２－回路収納部、
１３－第１信号伝送モジュール、
１４－電力受信制御ユニット、
１１１－取り付け孔、
１２１－回路モジュール、
１２２－第１キャリア通信制御ユニット
２１－第２信号伝送モジュール、
２２－制御モジュール
２１１－第２磁心、
２１２－第２巻線、
２２１－第２キャリア通信制御ユニット、
２２２－電力送信制御ユニット。 10 - downhole tools,
20 - signal processing equipment,
30 - terminal equipment 11 - underground tool body,
12—circuit housing,
13 - first signal transmission module,
14 - power reception control unit,
111 - mounting holes,
121 - circuit module,
122 - first carrier communication control unit 21 - second signal transmission module,
22 - control module 211 - second magnetic core,
212 - second winding,
221 - second carrier communication control unit;
222—Power transmission control unit;

Claims (8)

坑内ツール本体と、回路収納部と、第１信号伝送モジュールと、電力受信制御ユニットとを備えた坑内ツールであって、
前記回路収納部は、前記坑内ツール本体内に設けられ、前記回路収納部内には複数の回路モジュールが設けられ、
前記第１信号伝送モジュールは、前記坑内ツール本体に設けられ、前記坑内ツール本体に前記第１信号伝送モジュールを取り付けるための取り付け孔が設けられ、前記第１信号伝送モジュールにより、前記坑内ツール本体の内部における複数の前記回路モジュールは、外部の端末装置と通信することができ、前記回路モジュールは、前記第１信号伝送モジュールと電気的に接続され、前記第１信号伝送モジュールは、第２信号伝送モジュールと通信して接続され、
前記第２信号伝送モジュールは、前記第１信号伝送モジュールに適合し、
少なくとも１つの前記回路モジュールは第１キャリア通信制御ユニットを備え、前記第１信号伝送モジュールによって、前記回路モジュールが、前記回路モジュールに対応する通信信号を受信または送信でき、
前記電力受信制御ユニットは、一端が前記第１信号伝送モジュールに電気的に接続され、他端が前記回路モジュールに電気的に接続され、前記電力受信制御ユニットは電気信号の受信を制御するために用いられることを特徴とする坑内ツール。 A downhole tool comprising a downhole tool body, a circuit housing, a first signal transmission module, and a power reception control unit ,
The circuit storage part is provided in the underground tool body, and a plurality of circuit modules are provided in the circuit storage part,
The first signal transmission module is provided in the downhole tool body, and has an attachment hole for attaching the first signal transmission module to the downhole tool body. The plurality of circuit modules inside can communicate with an external terminal device, the circuit modules are electrically connected to the first signal transmission module, and the first signal transmission module is for second signal transmission. Communicate and connect with the module,
the second signal transmission module is adapted to the first signal transmission module;
at least one of said circuit modules comprising a first carrier communication control unit, said first signal transmission module enabling said circuit modules to receive or transmit communication signals corresponding to said circuit modules;
The power reception control unit has one end electrically connected to the first signal transmission module and the other end electrically connected to the circuit module, the power reception control unit for controlling the reception of electrical signals. An underground tool characterized by being used . 前記第１信号伝送モジュールはコンセントであり、前記コンセントは、
前記取り付け孔に取り付けられる第１磁心と、
前記第１磁心の内壁または表面に巻き付けられる第１巻線とを含み、前記第１磁心と前記第１巻線とで二次巻線が形成されることを特徴とする請求項１に記載の坑内ツール。 The first signal transmission module is an outlet, and the outlet includes:
a first magnetic core attached to the attachment hole;
and a first winding wound on an inner wall or surface of the first magnetic core, wherein the first magnetic core and the first winding form a secondary winding. pit tools. 信号処理装置および端末装置を含む信号伝送システムであって、請求項１又は２に記載の坑内ツールをさらに含み、
前記信号処理装置は、
前記第１信号伝送モジュールと非接触的に接続して電気信号および／または通信信号を伝送するために用いられる第２信号伝送モジュールと、
制御モジュールとを含み、前記制御モジュールは前記第２信号伝送モジュールに電気的に接続され、前記制御モジュール内には、第２キャリア通信制御ユニットが設けられ、
前記制御モジュールは、前記端末装置から送信された通信信号を受信し、前記通信信号に基づいて、それに対応する回路モジュールを確定し、かつ前記第２キャリア通信制御ユニットの信号伝送チャネルを、前記回路モジュールに対応する所定のキャリア通信チャネルとして構成することで、前記第２キャリア通信制御ユニットは、前記所定のキャリア通信チャネルに従って前記通信信号を、前記回路モジュールに対応する第１キャリア通信制御ユニットに伝送することを特徴とする信号伝送システム。 A signal transmission system comprising a signal processing device and a terminal device, further comprising a downhole tool according to claim 1 or 2 ,
The signal processing device is
a second signal transmission module used to contactlessly connect with the first signal transmission module and transmit an electrical signal and/or a communication signal;
a control module, wherein the control module is electrically connected to the second signal transmission module, and a second carrier communication control unit is provided in the control module;
The control module receives a communication signal transmitted from the terminal device, determines a corresponding circuit module based on the communication signal, and directs the signal transmission channel of the second carrier communication control unit to the circuit. By configuring as a predetermined carrier communication channel corresponding to the module, the second carrier communication control unit transmits the communication signal according to the predetermined carrier communication channel to the first carrier communication control unit corresponding to the circuit module. A signal transmission system characterized by: 前記第２信号伝送モジュールは、第２磁心と第２巻線とを備えるプラグであり、
前記第２磁心は前記プラグに取り付けられ、
前記第２巻線は、前記第２磁心の外壁または底面に周設され、前記第２磁心と前記第２巻線とで一次巻線が形成され、
坑内ツール中の二次巻線と前記一次巻線は電磁的に結合されて、コンセントと前記プラグとの非接触的な電気信号および／または通信信号の接続を実現することを特徴とする請求項３に記載の信号伝送システム。 the second signal transmission module is a plug comprising a second magnetic core and a second winding;
the second magnetic core is attached to the plug;
the second winding is provided around the outer wall or the bottom surface of the second magnetic core, and the second magnetic core and the second winding form a primary winding;
The secondary winding in the downhole tool and the primary winding are electromagnetically coupled to realize contactless electrical and/or communication signal connection between the outlet and the plug. 4. The signal transmission system according to 3 . 前記コンセントと前記プラグの両方のうちの一方に接続部材が設けられ、他方には、接合部材が設置され、前記接続部材と前記接合部材を合わせて前記コンセントと前記プラグを接続し、
前記コンセント上の接続部材又は接合部材は、前記コンセントの、前記坑内ツール本体 から突出した位置に設置されることを特徴とする請求項４に記載の信号伝送システム。 one of the outlet and the plug is provided with a connection member, and the other is provided with a connection member, and the connection member and the connection member are combined to connect the outlet and the plug;
5. The signal transmission system according to claim 4 , wherein the connection member or joint member on the outlet is installed at a position of the outlet protruding from the downhole tool body. 前記接続部材は雌ネジ接続部材を採用し、前記接合部材は、雄ネジ接続部材であり、あるいは、
前記接続部材は留め具であり、前記接合部材は係合溝であることを特徴とする請求項５に記載の信号伝送システム。 The connecting member adopts a female threaded connection member, and the joining member is a male threaded connection member, or
6. The signal transmission system according to claim 5 , wherein said connection member is a fastener and said joint member is an engagement groove. 前記信号処理装置は、
電気信号の送信を制御するための電力送信制御ユニットをさらに備えることを特徴とする請求項３に記載の信号伝送システム。 The signal processing device is
4. The signal transmission system of claim 3 , further comprising a power transmission control unit for controlling transmission of electrical signals. 請求項３～７のいずれか一項に記載の信号伝送システムに適用される信号伝送方法であって、
制御モジュールが端末装置から送信された通信信号を受信し、前記通信信号に基づいて前記通信信号に対応する回路モジュールを決定するステップと、
前記制御モジュールは、第２キャリア通信制御ユニットの通信信号伝送チャネルを、前記回路モジュールに対応する所定のキャリア通信チャネルとして構成するステップと、
前記第２のキャリア通信制御ユニットは、前記第２の信号伝送モジュールが第１の信号伝送モジュールに前記通信信号を送信するように、前記所定のキャリア通信チャネルに従って前記通信信号を第２の信号伝送モジュールに送信するステップと、
前記第１の信号伝送モジュールは、前記所定のキャリア通信チャネルに対応する第１のキャリア通信制御ユニットに前記通信信号を送信するステップと、
前記第１キャリア通信制御ユニットは、前記通信信号を受信し、かつ前記通信信号に基づいて、前記第１キャリア通信制御ユニットに対応する回路モジュールを構成するステップとを含むことを特徴とする信号伝送方法。 A signal transmission method applied to the signal transmission system according to any one of claims 3 to 7 ,
a step of a control module receiving a communication signal transmitted from a terminal device and determining a circuit module corresponding to the communication signal based on the communication signal;
said control module configuring a communication signal transmission channel of a second carrier communication control unit as a predetermined carrier communication channel corresponding to said circuit module;
The second carrier communication control unit transmits the communication signal according to the predetermined carrier communication channel to a second signal transmission such that the second signal transmission module transmits the communication signal to the first signal transmission module. sending to the module;
said first signal transmission module transmitting said communication signal to a first carrier communication control unit corresponding to said predetermined carrier communication channel;
said first carrier communication control unit receiving said communication signal and configuring a circuit module corresponding to said first carrier communication control unit based on said communication signal. Method.
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