无线射频识别技术在多级滑套压裂工具中的应用探讨.doc

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1、无线射频识别技术在多级滑套压裂工具中的应用探讨水平井裸眼分段压裂完井是低圧、低渗透油气藏开发中采用的重要增产措施之一.为提高水平井产能•该技术采取水平井裸眼封騙器完井方式，根据地质情况将水平段分隔成设计的层段数，再利用投球方式逐级打开各投球滑套•以实现分段压裂的目的冋•目前•投球滑套压裂工具在应用中面临以下技术难题：1）球与球座机械接触形成密封•后期为实现全通轻产液需膺锐钻除所有球^;2）球和球康结构尺寸存在级差•完井管柱分段级数有限）3）施工过程中•球必须按照从小到大的顺序依次投放•完井管柱结构及滑套操作不够灵活•加大/

2、国内多级滑套分段压裂施工的难度和风险.为此•研究采用无线射频识别（radiofrequencyidentification?RFID）技术，通过非接融式方式控制滑套工具打开或关闭.1RFID技术RFID技术足20世纪90年代兴屈的一种自动识别技术•通过空间須介（交变磁场或电战场）实现射荻伉号尢接触信息传递•并识别传递的待定侑息.它可通过无线电仃号识別特定H标•并读耳相关数据•识别「作无爲人r.Pffi.识別系统与待定门标之何也无需建亚机械戒光学接触•适川于住W种恶劣环境F工护噌RFID射報iH別系统匕鏗由电子杯签、读吗器和

3、数据管理系统聊部分俎成（见罔丨）・电十标签部分是由标签芯片和标签天线2祁分组成•毎个电子标签都JT有唯一的识别码•用来表尔电子标签所附看的物体“当电『标签接收到阅读器的发射依号后•电了标签敲“唤IW”•然后根据阅读器发射的指令完成郴腹的动作•并将响应侑息返何给阅读器.读写群也分为间渎器天线和阅读器2部分•阅读器通过阅读犬线发射信号"唤解”和传送指令给电子标签•并接收标冬返冋的信号•信号经过初步过滤、处理民完成对电子标臬们息的获取和無析•将竹用的数抿通过网络和数据背理系统交互.数据借理系统左发完成数据信息的存储•及竹理.数据

4、簷理系统可以由W虹的本地软件拒当•也町以是集成了KFII）1t用模块的分布式ERP笹理软件.BBIRHO系统构成卜禺I(ompcvUlbcmMRFID%ystanRFID系统貝仆省人匸站禺岛作业瞬性、加快数据处理速度等独特的技术优势•被广泛应用于物流和供应件理、生产制造・门禁控制电子门菜、iff路自动收费停各行各业中.在国外•作为一种提髙装鑫的町操作性和经济性的技术・RFII）技术近几年逐渐应用F石油和天然气I业中•在井下1具中的应用也渐渐成熟一2010年.Weatherford公司研制岀RFID滑ft与自购胀対塢器组合

5、的完井竹柱•并在加袋大某区块和52・Imm井眼内破功进行了10段的用裂作业.在斥裂施「•过稈中•共向*内投放21枚电了•标答，其中18枚标签成功实现棵作打开、关闭滑套功能•标签激活滑直成功率达到86%・该井的成功施匸•表明RF1D技术在滑套THh/.?用町行•在施匸效率和成本上有着巨大优势"・2RFID多级滑套压裂匸具2.1结构组成RF1D多级滑套压裂工具主耍由电子标签•天线总无、控制单元•执行单元•动作单无、连接单元等部分构成（见图2）工•，电子标签由线■及少址电子器件组诫•并用玻璃陶瓷均装：尺线唯元连接到控制系统上•并

6、在滑套内腔建立磁场;用制m元集成rRFID读码器.斥力滩度传姦器、控制电路以及耐高温大容址蒂电池,通过植人控制程序收发信息•监测井下环境倉数.控制执行皿元匚作•并为滑隹功能单元的实现捉供电力供应，执行小元为主妥由做熨电机或液压幼达借线寻组成的微型能址转换系统.将电池组的电能转化为机械能:动作单元通过机械方式连接在执行诡元I•可以密列连接®元上的用裂泄液孔•是封隔油管套背通逍、决定滑奁工具开关状态的关谜唯元;连接单元除对装以上单尤外•还与四配的油営套连搖构成压裂管柱。匾2RHI)结梅组貳Fiji.2Sdu-matkdiagr

7、amofRFIDslcoe2.2工作原HRFID滑套控制氧元檢入控制程序，电子标签植入特定信息码，当电子标签通过滑套线圈时被线圈建立的磁场激活，利用感应电流所获得的能量发送出存储在芯片中的信息码•控制妝元通过天线接收该信息码•结合监测到的环境参数（压力、温度等）控制程序对接收的信息码进行解湊.若该电子标签携带的信息码与滑套匹配，则控制单元输出控制命令•启动执行妝元正向运动、带动动作单元向前移动•打开连接单元上的压裂泄流孔，实现滑套工具打开功能'当再次投放对应的电子标签•滑套被激活.执行单元反向运动、带动动作单元向后移动•再

8、次密封连接E元上的压裂泄流孔，实现滑奁工具关闭功能。2.3工艺原理RFID滑套与投球滑套的压裂预垃管柱类似.主耍包括棵眼封隔器、封隔悬挂器、RF1D滑套、压花滑套、浮鞋（引桂）等。RFID滑食预登管柱入井前,REID滑套通过计算机植入不同的控制程序并做好记录。管柱入井时・RFID滑套与常规投球式滑套作业