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龙图腾网获悉江苏谷登重型机械科技股份有限公司申请的专利一种水平钻机导向系统及其方法获国家发明授权专利权，本发明授权专利权由国家知识产权局授予，授权公告号为：CN119933518B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-11-21发布的发明授权授权公告中获悉：该发明授权的专利申请号/专利号为：202510132146.X，技术领域涉及：E21B7/04；该发明授权一种水平钻机导向系统及其方法是由王超文;黄永明;周文琅;王卫平设计研发完成，并于2025-02-06向国家知识产权局提交的专利申请。

本一种水平钻机导向系统及其方法在说明书摘要公布了：本发明公开一种水平钻机导向系统及其方法，DSP芯片用于产生固定频率和幅值的正弦波数字信号，并实时调节信号的频谱分布，经DA转换模块后通过功率放大器传输至磁场发射线圈，产生交变的人工磁场信息，磁传感器接收人工磁场信息，并经过AD转换模块后第二微处理器解析出交变磁场信号的幅值，将该幅值转成二进制数信息，通过控制第二继电器的闭合和断开实现第二电磁铁中电流的通断；第一微处理器通过控制第一继电器的闭合和断开实现第一电磁铁中电流的通断，第一、第二继电器的通断频率设定相一致；第一继电器接收到二进制数信息后，经由GPIO读取并解析出磁场幅值，第一微处理器根据解析出的磁场幅值实现钻头的定位。

本发明授权一种水平钻机导向系统及其方法在权利要求书中公布了：1.一种水平钻机导向方法，其特征在于，用于水平钻机导向系统，所述系统包括地面装置及地下装置，地面装置包括DSP芯片、DA转换模块、第一微处理器、功率放大器、磁场发射线圈、第一继电器及第一电磁铁； 地下装置包括第二微处理器、AD转换模块、磁传感器、第二继电器及第二电磁铁； DSP芯片用于产生固定频率和幅值的正弦波数字信号，并实时调节信号的频谱分布，经DA转换模块后通过功率放大器传输至磁场发射线圈，产生交变的人工磁场信息，磁传感器用于接收上述人工磁场信息，并经过AD转换模块后传输至第二微处理器，第二微处理器解析出交变磁场信号的幅值，将该幅值转成二进制数信息，并通过控制第二继电器的闭合和断开实现第二电磁铁中电流的通断，进而控制通信磁场的通断； 第一微处理器通过控制第一继电器的闭合和断开实现第一电磁铁中电流的通断，进而控制通信磁场的通断，第一、第二继电器的通断频率设定相一致； 第一继电器接收到上述二进制数信息后，经由GPIO读取并解析出磁场幅值，第一微处理器根据解析出的磁场幅值实现钻头的定位；针对所述的水平钻机导向系统，设计一种用于水平钻机导向系统的基于反馈控制的时序协调方法；其中，引入一种动态自适应优化控制策略，基于实时误差反馈的继电器响应特性建模，动态调整PID参数，实现同步控制； 通过动态频谱分配算法实时监测环境噪声频谱特性，动态调整信号的频谱分配，并通过DA转换模块与功率放大器配合使整体传输信噪比最大化； 地下装置通过二进制形式发送经处理后的磁场信息，并采用改进的信息熵优化加密算法对磁场数据进行加密，结合硬件级别的保护机制确保数据传输的机密性和完整性； 基于反馈控制的时序协调算法，具体实现过程为： 设继电器的地面装置延迟时间为τ和地下装置延迟时间为τ，两者具有以下特性： ＝τi，0+△τt 其中： i，0为继电器的平均延迟时间 Δτt为响应抖动的动态变化 定义地面装置与地下装置继电器的相位误差为Δφ＝φ-φ，同步控制的目标是最小化Δφ，即： t＝φt+kT 其中T是控制周期，k为同步调节的整数倍补偿，φt为t时刻地面装置继电器的相位，φt为t时刻地下装置继电器的相位； 引入一种动态自适应优化控制策略，基于实时误差反馈的继电器响应特性建模，动态调整PID参数；控制策略如下所示： 地面装置实时监测地下装置的信号反馈，记录相位误差Δφt 使用比例积分微分控制对时序进行调整： 其中，K，K，K为PID控制参数 引入增量式自适应机制，根据系统运行时的实时误差动态更新PID参数： t+1＝Kt+α·△φt Kit+1＝Kit+β·∫t0△φtdt 其中 α，β，γ为学习速率； Δφt为当前时刻的相位误差反馈； Kpt为t时刻的比例系数，Kit为t时刻的积分系数，Kdt为t时刻的微分系数。

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