射頻識(shí)別(Radio Frequency Identification,RFID)技術(shù)是一種非接觸式的近距離自動(dòng)識(shí)別技術(shù),其基本原理是利用射頻信號(hào)和電磁場(chǎng)耦合的能量傳輸特性,來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)目標(biāo)物體的身份識(shí)別。隨著石油開(kāi)采技術(shù)的快速發(fā)展和廣泛應(yīng)用,傳統(tǒng)意義上的多級(jí)投球壓裂技術(shù)和分段壓裂技術(shù)已很難滿足現(xiàn)有壓裂新工藝的要求。通過(guò)將RFID技術(shù)運(yùn)用于井下壓裂滑套工具中后可以發(fā)現(xiàn),原有實(shí)際作業(yè)中會(huì)產(chǎn)生的壓裂級(jí)數(shù)受限等問(wèn)題均可得到良好的解決。對(duì)此,本文在通過(guò)對(duì)RFID信號(hào)傳輸原理的廣泛探究后,設(shè)計(jì)出一種采用RFID為核心技術(shù)的壓裂滑套,并結(jié)合實(shí)際工況指出了在井下作業(yè)時(shí)對(duì)會(huì)滑套工作性能產(chǎn)生影響的主要因素。論文在通過(guò)對(duì)射頻識(shí)別理論的研究之后,選擇RFID系統(tǒng)的工作頻率為125kHz,使用Altium Designer來(lái)完成閱讀器的電路設(shè)計(jì),具體表現(xiàn)為主控模塊電路、射頻模塊電路等設(shè)計(jì),以及PCB封裝、電子元器件焊接等工作。根據(jù)射頻系統(tǒng)的工作頻率和滑套直徑尺寸,在確定出系統(tǒng)中天線的幾何參數(shù)、匝數(shù)以及與之相匹配的電容后,設(shè)計(jì)標(biāo)簽結(jié)構(gòu)并制作樣片,最終完成整個(gè)RFID滑套內(nèi)置閱讀器的設(shè)計(jì)。在實(shí)際情況下,井下環(huán)境復(fù)雜多變,多種因素都會(huì)對(duì)射頻系統(tǒng)造成干擾,并降低其穩(wěn)定性。對(duì)此,本文在通過(guò)對(duì)電磁場(chǎng)原理的研究后,使用Ansoft Maxwell來(lái)建立井下電磁環(huán)境有限元仿真模型,并探究不同因素對(duì)RFID系統(tǒng)信號(hào)識(shí)別的影響程度及規(guī)律。在完成閱讀器設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上,本文利用SolidWorks完成了對(duì)RFID滑套的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)并結(jié)合所設(shè)計(jì)的滑套液壓驅(qū)動(dòng)系統(tǒng),使用AMESim對(duì)滑套進(jìn)行動(dòng)態(tài)特性仿真分析,得到不同條件下運(yùn)動(dòng)部件的動(dòng)態(tài)曲線以及蓄能器能量釋放過(guò)程的仿真曲線。通過(guò)對(duì)仿真結(jié)果的分析,可為今后射頻識(shí)別技術(shù)應(yīng)用于井下工具設(shè)備提供技術(shù)支撐。
【學(xué)位單位】：東北石油大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2019
【中圖分類】：TE934.2;TP391.44
【部分圖文】：

斯倫貝謝研發(fā)的TAP完井系統(tǒng)

1 管柱；2 接箍；3 傳感器 1；4 定位器；5 傳感器 2；6 開(kāi)關(guān)工具圖 1.2 威德福的開(kāi)關(guān)式滑套工具德福公司在之前的研究試驗(yàn)成果之上，研制出了基于 RFID 技術(shù)的 Fracology 滑套系統(tǒng)，且于北美某地區(qū)的油井進(jìn)行了多級(jí)滑套的試驗(yàn)。其具體試作業(yè)開(kāi)始前，先將兩枚射頻標(biāo)簽投放至管柱內(nèi)目標(biāo)壓裂段位置，兩枚標(biāo)簽

圖 1.3 威德福的 Frac Sleeve Technology 滑套系統(tǒng)蘭 Petrowell 公司所設(shè)計(jì)的全通徑智能滑套，同樣基于通訊。該滑套工具在作業(yè)時(shí)，內(nèi)部會(huì)事先安裝上由電不同油層開(kāi)閉性的控制，則需對(duì)內(nèi)置的多個(gè)閱讀器進(jìn)行特定地層進(jìn)行作業(yè)時(shí)，將射頻標(biāo)簽通過(guò)地面設(shè)備隨壓
【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2889844