基于RFID的钻杆信息录入装置及方法与流程

本公开涉及工程勘察钻探过程的信息化、智能化技术领域，特别是涉及一种基于rfid的钻杆信息录入装置及方法。

背景技术：

本部分的陈述仅仅是提供了与本公开相关的背景技术信息，不必然构成在先技术。

在勘察技术水平不断提升的今天，钻探仍是工程勘察中运用最多的手段，现有的钻探技术仍停留在主要依靠人工操作的阶段，方法简陋，单一，且不便于管理；由于勘察现场环境复杂，过多的依赖于人工记录，极易造成人员伤亡，产生不必要的损失。

针对上述问题，部分技术人员对现有的钻探技术进行了部分的技术升级改造，其主要应用在对钻具的数字化管理，即对每根钻具安装电子芯片记录钻具的自身参数信息，通过增加的电子芯片来实现对钻具的静态数字化管理；但是，发明人发现，对于钻探作业中的钻杆信息及勘探信息的录入过程，现有技术仍然需要人的手工记录，无法有效保证数据的准确、自动化录入。

技术实现要素：

本公开为了解决上述问题，提出了一种基于rfid的钻杆信息录入装置及方法，所述方案基于rfid射频识别技术，对钻探作业中的钻杆信息及勘探信息的录入过程进行了智能化的改造，改变了以往手工记录的状况；由射频阅读器自主识别、读取，并输入至现场控制系统中；降低了工人的劳动强度，保证了录入信息的准确性，为整个钻探作业的技术改造提供了有力的支持。

根据本公开实施例的第一个方面，提供了一种基于rfid的钻杆信息录入装置，包括钻杆、射频标签以及射频读写器，所述钻杆的接手位置的圆杆截面处设置有钻孔，所述射频标签内嵌入所述钻孔中；所述射频读写器为双射双收模式，其中发射天线居中，接收天线位于所述发射天线上下。

进一步的，所述射频标签采用金属螺纹标签，且所述射频标签为无源标签，可在外部特定频率磁场作用下，产生感应电流。

进一步的，所述射频读写器固定于钻探机架的脚架位置，其高度高于所述钻孔位置。

进一步的，所述双摄双收模式包括第一发射天线、第二发射天线、第一接收天线以及第二接收天线，其用于对射频标签在发射天线上下范围内出现的先后时间进行逻辑判断，确定钻探过程的加杆、减杆动作，连接并自动录入钻探记录仪系统。

进一步的，所述第一发射天线与第二发射天线居中，所述第一接收天线与第二接收天线分列于所述发射天线上下。

进一步的，所述第一接收天线与第一发射天线之间、所述第一发射天线与第二发射天线之间以及所述第二发射天线与第二接收天线之间均设置有隔离材料。

进一步的，所述隔离材料为铝合金材料，其用于放置发射信号与接收信号间的干扰。

进一步的，所述钻杆信息录入装置还包括处理器和存储器，所述处理器与所述射频读写器连接，用于对所述射频读写器获取的数据进行处理；所述存储器用于对所述射频读写器获取的数据和处理结果进行存储。

根据本公开实施例的第二个方面，提供了一种基于rfid的钻杆信息录入方法，包括：

所述射频读写器将设定数据的无线电载波信号经过所述发射天线向外发射，当射频标签进入发射天线的工作区时，所述射频标签被激活，激活后的射频标签将自身存储的信息代码经天线发射出去；

所述接收天线接收到射频标签发出的载波信号，经信号调制器传递给所述射频读写器；所述射频读写器对接到的信号进行解调、解码，输送给所述处理器进行处理，并进行存储；

通过对所述射频标签在信号接收反射的上下范围内出现的先后时间进行逻辑判断，确定钻探过程的加杆、减杆动作，连接并自动录入钻探记录仪系统。

根据本公开实施例的第三个方面，提供了一种钻探装置，所述钻探装置包括上述的一种基于rfid的钻杆信息录入装置，并且采用上述的一种基于rfid的钻杆信息录入方法。

与现有技术相比，本公开的有益效果是：

(1)所述方案基于rfid射频识别技术，对钻探作业中的钻杆信息及勘探信息的录入过程进行了智能化的改造，改变了以往手工记录的状况；由射频阅读器自主识别、读取，并输入至现场控制系统中；降低了工人的劳动强度，保证了录入信息的准确性，为整个钻探作业的技术改造提供了有力的支持。

(2)所述射频读写器设置为双射双收模式，发射天线居中，接收天线分列其上下，中间均设置隔离材料；通过对射频标签在信号覆盖的上下范围内出现的先后时间进行逻辑判断，能够有效判别钻探过程的加杆、减杆动作，根据不同的钻探动作来确定连接并自动录入钻探记录仪系统的时机。

(3)所述方案通过在钻杆接手处厚壁圆杆截面处钻孔，避免了钻孔位置与钻探介质的直接接触，防止了射频标签的磨损；同时，标签可以被快速嵌入到钻杆；所述射频标签的嵌入方式不需要增加额外的结构，简单方便。

(4)为适应钻探操作的具体情况，所述电子标签采用无源标签，其内部不需要带有任何形式的电源，在外部特定频率磁场的作用下，产生感应电流，从而获得能量，自动发送出带有钻杆信息的射频信号。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本申请的进一步理解，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。

图1为本公开实施例一中所述的射频识别过程的结构框图；

图2为本公开实施例一中所述的射频识别钻探加减杆的原理框图。

具体实施方式

下面结合附图与实施例对本公开作进一步说明。

应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

实施例一：

本实施例的目的是提供一种基于rfid的钻杆信息录入装置。

一种基于rfid的钻杆信息录入装置，包括钻杆、射频标签以及射频读写器，所述钻杆的接手位置的圆杆截面处设置有钻孔，所述射频标签内嵌入所述钻孔中；所述射频读写器为双射双收模式，其中发射天线居中，接收天线位于所述发射天线上下。

进一步的，为适应勘探作业，选取能够承受持续高温和高压、磨损腐蚀等恶劣环境，所述射频标签的外部结构采用金属螺纹标签，结合所述钻孔，所述金属螺纹标签可以被快速嵌入到钻杆，稍内嵌确保不易磨损；同时，为适应钻探操作的具体情况，所述射频标签内部结构采用无源标签，其不需要带有任何形式的电源，在外部特定频率磁场的作用下，产生感应电流，从而获得能量，自动发送出带有钻杆信息的射频信号，避免了有源标签需要定期更换电源的问题。

进一步的，所述射频读写器固定于钻探机架的脚架位置，其高度高于所述钻孔位置；所述双摄双收模式包括第一发射天线、第二发射天线、第一接收天线以及第二接收天线，其用于对射频标签在发射天线上下范围内出现的先后时间进行逻辑判断，确定钻探过程的加杆、减杆动作，连接并自动录入钻探记录仪系统；所述第一发射天线与第二发射天线居中，所述第一接收天线与第二接收天线分列于所述发射天线上下；所述第一接收天线与第一发射天线之间、所述第一发射天线与第二发射天线之间以及所述第二发射天线与第二接收天线之间均设置有隔离材料，本实施例中采用的隔离材料为铝合金材料，其有效的防止了发射信号与接收信号间的干扰。

进一步的，所述钻杆信息录入的基本策略具体如下：

射频读写器固定在钻探机架旁的脚架处，高度略高于所述钻孔孔口，设置为双射双收模式，将设定数据的无线电载波信号同时经过发射天线向外发射，当射频标签进入发射天线的工作区时(钻杆安装到位)，射频标签被激活后即将自身存储的信息代码经天线发射出去；系统的接收天线接收到射频标签发出的载波信号，经天线的调制器传给读写器；读写器对接到的信号进行解调、解码，送现场控制器处理、存储；发射天线居中，接收天线分列其上下，中间均设置隔离材料；通过对射频标签在上下范围内出现的先后时间进行逻辑判断，能够有效确定钻探过程的加杆、减杆动作，连接并自动录入钻探记录仪系统。

实施例二：

本实施例的目的是提供一种基于rfid的钻杆信息录入方法。

一种基于rfid的钻杆信息录入方法，包括：

所述射频读写器将设定数据的无线电载波信号经过所述发射天线向外发射，当射频标签进入发射天线的工作区时，所述射频标签被激活，激活后的射频标签将自身存储的信息代码经天线发射出去；

所述接收天线接收到射频标签发出的载波信号，经信号调制器传递给所述射频读写器；所述射频读写器对接到的信号进行解调、解码，输送给所述处理器进行处理，并进行存储；

通过对所述射频标签在信号接收反射的上下范围内出现的先后时间进行逻辑判断，确定钻探过程的加杆、减杆动作，连接并自动录入钻探记录仪系统。实施例三：

本实施例的目的是提供一种钻探装置。

一种钻探装置，所述钻探装置包括上述的一种基于rfid的钻杆信息录入装置，并且采用上述的一种基于rfid的钻杆信息录入方法。

进一步的，基于rfid的钻杆信息录入装置，包括：

包括钻杆、射频标签以及射频读写器，所述钻杆的接手位置的圆杆截面处设置有钻孔，所述射频标签内嵌入所述钻孔中；所述射频读写器为双射双收模式，其中发射天线居中，接收天线位于所述发射天线上下。

进一步的，基于rfid的钻杆信息录入方法，包括：

所述射频读写器将设定数据的无线电载波信号经过所述发射天线向外发射，当射频标签进入发射天线的工作区时，所述射频标签被激活，激活后的射频标签将自身存储的信息代码经天线发射出去；

所述接收天线接收到射频标签发出的载波信号，经信号调制器传递给所述射频读写器；所述射频读写器对接到的信号进行解调、解码，输送给所述处理器进行处理，并进行存储；

通过对所述射频标签在信号接收反射的上下范围内出现的先后时间进行逻辑判断，确定钻探过程的加杆、减杆动作，连接并自动录入钻探记录仪系统。

上述实施例提供的一种基于rfid的钻杆信息录入装置和方法完全可以实现，具有广阔应用前景。

以上所述仅为本公开的优选实施例而已，并不用于限制本公开，对于本领域的技术人员来说，本公开可以有各种更改和变化。凡在本公开的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本公开的保护范围之内。

上述虽然结合附图对本公开的具体实施方式进行了描述，但并非对本公开保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本公开的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本公开的保护范围以内。