射頻識別(Radio Frequency Identification,RFID)技術(shù)是一種非接觸式的近距離自動(dòng)識別技術(shù),其基本原理是利用射頻信號和電磁場耦合的能量傳輸特性,來實(shí)現(xiàn)對目標(biāo)物體的身份識別。隨著石油開采技術(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)中會產(chǎn)生的壓裂級數(shù)受限等問題均可得到良好的解決。對此,本文在通過對RFID信號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)對會滑套工作性能產(chǎn)生影響的主要因素。論文在通過對射頻識別理論的研究之后,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,多種因素都會對射頻系統(tǒng)造成干擾,并降低其穩(wěn)定性。對此,本文在通過對電磁場原理的研究后,使用Ansoft Maxwell來建立井下電磁環(huán)境有限元仿真模型,并探究不同因素對RFID系統(tǒng)信號識別的影響程度及規(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程的仿真曲線。通過對仿真結(jié)果的分析,可為今后射頻識別技術(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 開關(guān)工具圖 1.2 威德福的開關(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)行了多級滑套的試驗(yàn)。其具體試作業(yè)開始前，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)部會事先安裝上由電不同油層開閉性的控制，則需對內(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)簽通過地面設(shè)備隨壓
【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 費(fèi)成俊;;裸眼水平井分段壓裂完井用批級壓裂滑套的研制[J];石化技術(shù);2015年01期

2 何裕源;邱望標(biāo);何曉暉;葉華聰;;基于Ansoft的磁處理線圈的電磁場分析[J];貴州科學(xué);2014年03期

3 陳亮;梁國柱;;基于AMESim的電磁閥工作過程動(dòng)態(tài)特性建模與仿真[J];導(dǎo)彈與航天運(yùn)載技術(shù);2014年03期

4 杜曉陽;聞?chuàng)P;金根順;;RFID系統(tǒng)中的阻抗匹配技術(shù)研究[J];控制工程;2014年S1期

5 李大寨;王克沛;;基于RFID技術(shù)的智能滑套分段壓裂工具的設(shè)計(jì)[J];機(jī)械與電子;2014年02期

6 熊偉;賈慶升;馬收;;射頻識別技術(shù)在鉆完井中的應(yīng)用與發(fā)展趨勢[J];斷塊油氣田;2014年01期

7 羅懿;周勤;;水平井分段壓裂可開關(guān)滑套的研制與應(yīng)用[J];特種油氣藏;2013年04期

8 李光泉;戴文潮;;無線射頻識別滑套關(guān)鍵技術(shù)研究[J];石油機(jī)械;2013年05期

9 閆光慶;張金成;;中國石化超深井鉆井技術(shù)現(xiàn)狀與發(fā)展建議[J];石油鉆探技術(shù);2013年02期

10 王麗芳;;RFID在井下通信系統(tǒng)的應(yīng)用[J];電信科學(xué);2007年12期

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前10條

1 雷鴻翔;基于RFID通訊智能滑套結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與分析[D];西南石油大學(xué);2017年

2 艾其江;惡劣工況下自適應(yīng)RFID通訊技術(shù)及其應(yīng)用研究[D];華中科技大學(xué);2016年

3 韓劍雄;水平井水力噴射分段壓裂優(yōu)化設(shè)計(jì)研究[D];西安石油大學(xué);2014年

4 魏薇;RFID遠(yuǎn)距離讀卡器的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[D];武漢理工大學(xué);2014年

5 曹明慧;RFID閱讀器天線設(shè)計(jì)與小型化研究[D];南京航空航天大學(xué);2014年

6 張哲;RFID在智能井中的應(yīng)用基礎(chǔ)研究[D];中國石油大學(xué)（華東）;2013年

7 姜宇;低功耗無源UHF RFID標(biāo)簽芯片射頻模擬前端電路研究[D];天津大學(xué);2010年

8 陳文浩;RFID低頻讀寫器的研究與實(shí)現(xiàn)[D];大連海事大學(xué);2008年

9 張明濤;用于RFID系統(tǒng)的天線設(shè)計(jì)[D];西安電子科技大學(xué);2007年

10 周穎琦;125kHz射頻識別系統(tǒng)的研究與設(shè)計(jì)[D];合肥工業(yè)大學(xué);2006年

本文編號：2889844