無線射頻識(shí)別技術(shù)在多級(jí)滑套壓裂工具中的應(yīng)用探討.doc

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1、無線射頻識(shí)別技術(shù)在多級(jí)滑套壓裂工具中的應(yīng)用探討水平井裸眼分段壓裂完井是低圧、低滲透油氣藏開發(fā)中采用的重要增產(chǎn)措施之一.為提高水平井產(chǎn)能?該技術(shù)采取水平井裸眼封騙器完井方式，根據(jù)地質(zhì)情況將水平段分隔成設(shè)計(jì)的層段數(shù)，再利用投球方式逐級(jí)打開各投球滑套?以實(shí)現(xiàn)分段壓裂的目的冋?目前?投球滑套壓裂工具在應(yīng)用中面臨以下技術(shù)難題：1）球與球座機(jī)械接觸形成密封?后期為實(shí)現(xiàn)全通輕產(chǎn)液需膺銳鉆除所有球^;2）球和球康結(jié)構(gòu)尺寸存在級(jí)差?完井管柱分段級(jí)數(shù)有限）3）施工過程中?球必須按照從小到大的順序依次投放?完井管柱結(jié)構(gòu)及滑套操作不夠靈活?加大/

2、國內(nèi)多級(jí)滑套分段壓裂施工的難度和風(fēng)險(xiǎn).為此?研究采用無線射頻識(shí)別（radiofrequencyidentification?RFID）技術(shù)，通過非接融式方式控制滑套工具打開或關(guān)閉.1RFID技術(shù)RFID技術(shù)足20世紀(jì)90年代興屈的一種自動(dòng)識(shí)別技術(shù)?通過空間須介（交變磁場或電戰(zhàn)場）實(shí)現(xiàn)射荻伉號(hào)尢接觸信息傳遞?并識(shí)別傳遞的待定侑息.它可通過無線電仃號(hào)識(shí)別特定H標(biāo)?并讀耳相關(guān)數(shù)據(jù)?識(shí)別「作無爲(wèi)人r.Pffi.識(shí)別系統(tǒng)與待定門標(biāo)之何也無需建亞機(jī)械戒光學(xué)接觸?適川于住W種惡劣環(huán)境F工護(hù)噌RFID射報(bào)iH別系統(tǒng)匕鏗由電子杯簽、讀嗎器和

3、數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)聊部分俎成（見罔丨）?電十標(biāo)簽部分是由標(biāo)簽芯片和標(biāo)簽天線2祁分組成?毎個(gè)電子標(biāo)簽都JT有唯一的識(shí)別碼?用來表爾電子標(biāo)簽所附看的物體“當(dāng)電『標(biāo)簽接收到閱讀器的發(fā)射依號(hào)后?電了標(biāo)簽敲“喚IW”?然后根據(jù)閱讀器發(fā)射的指令完成郴腹的動(dòng)作?并將響應(yīng)侑息返何給閱讀器.讀寫群也分為間瀆器天線和閱讀器2部分?閱讀器通過閱讀犬線發(fā)射信號(hào)"喚解”和傳送指令給電子標(biāo)簽?并接收標(biāo)冬返冋的信號(hào)?信號(hào)經(jīng)過初步過濾、處理民完成對(duì)電子標(biāo)臬們息的獲取和無析?將竹用的數(shù)抿通過網(wǎng)絡(luò)和數(shù)據(jù)背理系統(tǒng)交互.數(shù)據(jù)借理系統(tǒng)左發(fā)完成數(shù)據(jù)信息的存儲(chǔ)?及竹理.數(shù)據(jù)

4、簷理系統(tǒng)可以由W虹的本地軟件拒當(dāng)?也町以是集成了KFII）1t用模塊的分布式ERP笹理軟件.BBIRHO系統(tǒng)構(gòu)成卜禺I(ompcvUlbcmMRFID%ystanRFID系統(tǒng)貝仆省人匸站禺島作業(yè)瞬性、加快數(shù)據(jù)處理速度等獨(dú)特的技術(shù)優(yōu)勢?被廣泛應(yīng)用于物流和供應(yīng)件理、生產(chǎn)制造?門禁控制電子門菜、iff路自動(dòng)收費(fèi)停各行各業(yè)中.在國外?作為一種提髙裝鑫的町操作性和經(jīng)濟(jì)性的技術(shù)?RFII）技術(shù)近幾年逐漸應(yīng)用F石油和天然氣I業(yè)中?在井下1具中的應(yīng)用也漸漸成熟一2010年.Weatherford公司研制岀RFID滑ft與自購脹対塢器組合

5、的完井竹柱?并在加袋大某區(qū)塊和52?Imm井眼內(nèi)破功進(jìn)行了10段的用裂作業(yè).在斥裂施「?過稈中?共向*內(nèi)投放21枚電了?標(biāo)答，其中18枚標(biāo)簽成功實(shí)現(xiàn)棵作打開、關(guān)閉滑套功能?標(biāo)簽激活滑直成功率達(dá)到86%?該井的成功施匸?表明RF1D技術(shù)在滑套THh/.?用町行?在施匸效率和成本上有著巨大優(yōu)勢"?2RFID多級(jí)滑套壓裂匸具2.1結(jié)構(gòu)組成RF1D多級(jí)滑套壓裂工具主耍由電子標(biāo)簽?天線總無、控制單元?執(zhí)行單元?動(dòng)作單無、連接單元等部分構(gòu)成（見圖2）工?，電子標(biāo)簽由線■及少址電子器件組誡?并用玻璃陶瓷均裝：尺線唯元連接到控制系統(tǒng)上?并

6、在滑套內(nèi)腔建立磁場;用制m元集成rRFID讀碼器.斥力灘度傳姦器、控制電路以及耐高溫大容址蒂電池,通過植人控制程序收發(fā)信息?監(jiān)測井下環(huán)境倉數(shù).控制執(zhí)行皿元匚作?并為滑隹功能單元的實(shí)現(xiàn)捉供電力供應(yīng)，執(zhí)行小元為主妥由做熨電機(jī)或液壓幼達(dá)借線尋組成的微型能址轉(zhuǎn)換系統(tǒng).將電池組的電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能:動(dòng)作單元通過機(jī)械方式連接在執(zhí)行詭元I?可以密列連接?元上的用裂泄液孔?是封隔油管套背通逍、決定滑奩工具開關(guān)狀態(tài)的關(guān)謎唯元;連接單元除對(duì)裝以上單尤外?還與四配的油営套連搖構(gòu)成壓裂管柱。匾2RHI)結(jié)梅組貳Fiji.2Sdu-matkdiagr

7、amofRFIDslcoe2.2工作原HRFID滑套控制氧元檢入控制程序，電子標(biāo)簽植入特定信息碼，當(dāng)電子標(biāo)簽通過滑套線圈時(shí)被線圈建立的磁場激活，利用感應(yīng)電流所獲得的能量發(fā)送出存儲(chǔ)在芯片中的信息碼?控制妝元通過天線接收該信息碼?結(jié)合監(jiān)測到的環(huán)境參數(shù)（壓力、溫度等）控制程序?qū)邮盏男畔⒋a進(jìn)行解湊.若該電子標(biāo)簽攜帶的信息碼與滑套匹配，則控制單元輸出控制命令?啟動(dòng)執(zhí)行妝元正向運(yùn)動(dòng)、帶動(dòng)動(dòng)作單元向前移動(dòng)?打開連接單元上的壓裂泄流孔，實(shí)現(xiàn)滑套工具打開功能'當(dāng)再次投放對(duì)應(yīng)的電子標(biāo)簽?滑套被激活.執(zhí)行單元反向運(yùn)動(dòng)、帶動(dòng)動(dòng)作單元向后移動(dòng)?再

8、次密封連接E元上的壓裂泄流孔，實(shí)現(xiàn)滑奩工具關(guān)閉功能。2.3工藝原理RFID滑套與投球滑套的壓裂預(yù)垃管柱類似.主耍包括棵眼封隔器、封隔懸掛器、RF1D滑套、壓花滑套、浮鞋（引桂）等。RFID滑食預(yù)登管柱入井前,REID滑套通過計(jì)算機(jī)植入不同的控制程序并做好記錄。管柱入井時(shí)?RFID滑套與常規(guī)投球式滑套作業(yè)