【摘要】：井下防噴器是在石油鉆探過(guò)程中防止井噴、保障作業(yè)安全的重要井下工具,目前主要采用泥漿脈沖、線纜、投球等控制技術(shù),操作過(guò)程極其復(fù)雜,不僅效率低,而且成本昂貴。隨著鉆探作業(yè)向深井、超深井發(fā)展,井下環(huán)境變得更加惡劣,對(duì)防噴器解封控制的可靠性與可操作性、自動(dòng)化水平提出了挑戰(zhàn)。本論文針對(duì)現(xiàn)有防噴器控制系統(tǒng)的不足,提出了一套基于RFID技術(shù)的深井防噴器控制系統(tǒng),可以有效實(shí)現(xiàn)對(duì)防噴器高效、高可靠、低成本解封控制。論文主要研究成果包括:針對(duì)井下防噴器控制中可靠性高、可重用性好、可操作性強(qiáng)的需求,提出了基于RFID技術(shù)實(shí)現(xiàn)深井防噴器可靠動(dòng)作的控制方案,該方案具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、操作方便、控制可靠、數(shù)據(jù)定制自由、經(jīng)濟(jì)性好等優(yōu)點(diǎn)。分析了金屬鉆桿、鉆井液等固有電磁干擾以及因井下環(huán)境擾動(dòng)而存在的動(dòng)態(tài)電磁干擾對(duì)RFID通訊過(guò)程的影響機(jī)理。針對(duì)井下具體應(yīng)用場(chǎng)景設(shè)計(jì)了RFID讀寫(xiě)器天線,評(píng)估了金屬鉆桿、鉆井液對(duì)天線的不同影響程度。針對(duì)金屬鉆桿的較大影響,提出了增設(shè)鐵氧體屏蔽層的改進(jìn)策略,給出了屏蔽層優(yōu)化設(shè)計(jì)建議,該策略有效減小了天線電感以及內(nèi)部磁場(chǎng)的衰減程度,隔絕了外層金屬鉆桿變化對(duì)讀寫(xiě)器天線的影響。提出了RFID自適應(yīng)通訊技術(shù),給出了實(shí)時(shí)測(cè)量及動(dòng)態(tài)補(bǔ)償關(guān)鍵技術(shù)的原理與方法,并實(shí)現(xiàn)了RFID通訊穩(wěn)頻模塊,解決了鉆井液配置參數(shù)變化、溫度變化、屏蔽層尺寸和電磁參數(shù)偏差等井下復(fù)雜動(dòng)態(tài)干擾對(duì)RFID天線的影響,使系統(tǒng)始終工作在諧振狀態(tài),提升了系統(tǒng)對(duì)井下復(fù)雜干擾的適應(yīng)性和通訊可靠性。完成了原理樣機(jī)研制,并在實(shí)驗(yàn)井中進(jìn)行了樣機(jī)性能測(cè)試和試用。測(cè)試結(jié)果表明,屏蔽層與穩(wěn)頻模塊的結(jié)合,有效解決了外層金屬和井下動(dòng)態(tài)干擾對(duì)天線的影響,實(shí)現(xiàn)了對(duì)井下防噴器的高可靠解封控制。研究成果作為中石化石油機(jī)械研究院重要?jiǎng)?chuàng)新成果參加了十五屆中國(guó)國(guó)際石油石化技術(shù)裝備展。
【學(xué)位授予單位】：華中科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類(lèi)號(hào)】：TE921.5;TP391.44

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本文編號(hào)：2533112