【摘要】：井下防噴器是在石油鉆探過程中防止井噴、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,操作過程極其復雜,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,對防噴器解封控制的可靠性與可操作性、自動化水平提出了挑戰(zhàn)。本論文針對現(xiàn)有防噴器控制系統(tǒng)的不足,提出了一套基于RFID技術的深井防噴器控制系統(tǒng),可以有效實現(xiàn)對防噴器高效、高可靠、低成本解封控制。論文主要研究成果包括:針對井下防噴器控制中可靠性高、可重用性好、可操作性強的需求,提出了基于RFID技術實現(xiàn)深井防噴器可靠動作的控制方案,該方案具有結構簡單、操作方便、控制可靠、數(shù)據定制自由、經濟性好等優(yōu)點。分析了金屬鉆桿、鉆井液等固有電磁干擾以及因井下環(huán)境擾動而存在的動態(tài)電磁干擾對RFID通訊過程的影響機理。針對井下具體應用場景設計了RFID讀寫器天線,評估了金屬鉆桿、鉆井液對天線的不同影響程度。針對金屬鉆桿的較大影響,提出了增設鐵氧體屏蔽層的改進策略,給出了屏蔽層優(yōu)化設計建議,該策略有效減小了天線電感以及內部磁場的衰減程度,隔絕了外層金屬鉆桿變化對讀寫器天線的影響。提出了RFID自適應通訊技術,給出了實時測量及動態(tài)補償關鍵技術的原理與方法,并實現(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)偏差等井下復雜動態(tài)干擾對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)對井下復雜干擾的適應性和通訊可靠性。完成了原理樣機研制,并在實驗井中進行了樣機性能測試和試用。測試結果表明,屏蔽層與穩(wěn)頻模塊的結合,有效解決了外層金屬和井下動態(tài)干擾對天線的影響,實現(xiàn)了對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械研究院重要創(chuàng)新成果參加了十五屆中國國際石油石化技術裝備展。
【學位授予單位】：華中科技大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TE921.5;TP391.44

【參考文獻】

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本文編號：2533112