RFID技术在压裂滑套中的应用研究与实现

发布时间：2019-05-30 23:46

【摘要】：射频识别(Radio Frequency Identification,RFID)技术在识别目标时不需要与识别对象接触,利用射频信号通过空间耦合来实现信息的传递,RFID技术具有数据处理精确、可靠性高、非接触式、可重复使用等特点。被广泛应用于医疗、物流、食品、交通等需智能识别的各领域。随着水平井开采技术的快速发展和广泛的应用,传统意义上的分段压裂工艺技术的发展已经无法解决压裂级数、井筒管径受限等技术难题。针对上述所列分段压裂技术所存在的问题,为了提高分段压裂工具应用于水平井的可操作性,解决开采过程中压裂级数受限等问题,将射频识别(RFID)技术应用于分段压裂滑套中,可实现不限级数的分段压裂,本文通过研究分析RFID实现数据传输的原理,分析影响其工作性能的因素,结合油田井下实际工况,分析其可行性。基于RFID技术的智能滑套工具在实际应用过程中还存在很多问题,RFID系统通信技术相关设计以及RF]ID系统的设计尤为关键。本文将在研究射频识别技术原理的基础上,探讨将RFID技术应用于压裂滑套中的可行性及主要技术参数。通过结合油田井下的实际工况,分析影响其工作性能的因素,对RFID系统标签及天线进行优化设计,并确定了 125KHz的低频信号传输方式作为RFID系统的工作频率。本文通过确定的RFID系统工作频率对阅读器的硬件电路进行了设计,主要包括主控芯片电路、载波电路、检波电路、滤波放大整形电路等设计。依据电磁感应定律分析了智能滑套工作在低频频段时标签天线的感应电压特性,并依据感应电压特性用MATLAB仿真分析了阅读器天线(螺线管)长度、内径、标签天线类型等因素对信号识别率的影响。同时,井下各种环境问题引起严重的阻抗失配问题,极大地降低了射频识别控制系统的可靠性。本文完成了 RFID阅读器的硬件相关设计、程序调试及软件部分所需的代码的编写,并进行了 RFID系统的功能测试。应用了一种适用于油井应用的自适应阻抗匹配方法,并对阅读器与标签天线进行了仿真。分析采用RFID技术在压裂滑套系统的可靠性与可行性,并对存在的问题提出有效改进措施。通过本文对智能压裂滑套的研究,在将RFID技术应用在压裂滑套中取得了一定进展,为实现压裂级数不受限制提供了一种新办法新思路。
[Abstract]:......
【学位授予单位】：西南石油大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：TP391.44

【参考文献】

相关期刊论文 前10条

1 李红伟;刘兵;李强;申志伟;路振兴;董社霞;;RFID技术在压裂滑套工具中的应用[J];传感器与微系统;2016年06期

2 王新根;刘兵;董社霞;李强;李红伟;李纭;路振兴;;采用MSP430的压裂滑套控制系统的设计应用[J];仪表技术与传感器;2016年05期

3 尚晓峰;刘岩岩;刘崇江;李清忠;赵骊川;;基于无线射频技术的智能滑套信号收发装置设计[J];石油矿场机械;2016年03期

4 安伦;何东升;张丽萍;荆江录;;国内外水平井压裂滑套技术研究进展[J];石油矿场机械;2016年02期

5 刘清友;张安琪;黎伟;;射频识别技术在井下工具中的应用与发展[J];石油矿场机械;2015年11期

6 易灿;李冬梅;邱胜蓝;易先中;万继方;魏世忠;刘浩鸿;;基于射频识别技术的无干预完井系统[J];石油机械;2015年07期

7 Ferdinand Stoeckhert;Michael Molenda;Sebastian Brenne;Michael Alber;;Fracture propagation in sandstone and slateeLaboratory experiments, acoustic emissions and fracture mechanics[J];Journal of Rock Mechanics and Geotechnical Engineering;2015年03期

8 刘秉谦;张遂安;李宗田;贺甲元;卢凌云;;压裂新技术在非常规油气开发中的应用[J];非常规油气;2015年02期

9 尹建;郭建春;赵志红;王杏尊;鲍文辉;;射孔水平井分段压裂破裂点优化方法[J];现代地质;2014年06期

10 倪卫宁;刘建华;张卫;吴春萍;吴非;;基于无线射频识别的井下工具控制技术[J];石油钻探技术;2014年06期

相关硕士学位论文 前10条

1 焦阳;RFID天线多频化及阵列天线的研究[D];北京交通大学;2015年

2 柴希伟;水平井分段压裂完井管柱及配套工具的研究[D];西南石油大学;2015年

3 刘玉沙;圆极化RFID天线的研究[D];浙江大学;2015年

4 韩剑雄;水平井水力喷射分段压裂优化设计研究[D];西安石油大学;2014年

5 黄凯;套管完井水平井分段压裂管柱配套技术研究[D];长江大学;2014年

6 张舟瑞;水平井多级分段压裂设计优化研究[D];中国石油大学（华东）;2013年

7 田龙;天线自适应阻抗匹配系统设计与实现[D];苏州大学;2013年

8 张哲;RFID在智能井中的应用基础研究[D];中国石油大学（华东）;2013年

9 张光强;射频自适应阻抗匹配模块及电调微带天线研制[D];电子科技大学;2013年

10 张陈乾;RFID标签天线设计及应用[D];北京邮电大学;2013年

，

本文编号：2489263