一种高耐久可回读的无线射频井下多层测试管柱制造技术

本发明专利技术涉及井下多层测试技术领域，特别涉及是一种高耐久可回读的无线射频井下多层测试管柱。该管柱包括：封隔器、智能开关阀、射频标签、射频标签收集器、回读仪；封隔器和智能开关阀连接组成压力测试单元，压力测试单元的数量与油藏内的地层数量相匹配；智能开关阀包括供电总成、测控动力总成、开关阀阀口；测控动力总成包括控制单元、无线通信单元、电机驱动单元、增力单元、传动单元、磁性开关和温压测量单元；本发明专利技术提供的高耐久可回读的无线射频井下多层测试管柱能够提高作业效率，降低作业安全风险；大幅延长电池组的使用寿命，提高了测试管柱的可靠性与耐久性；并且能够实时掌握井下状态，确保生产安全和效率。

【技术实现步骤摘要】
一种高耐久可回读的无线射频井下多层测试管柱
本专利技术涉及井下多层测试
，特别涉及是一种高耐久可回读的无线射频井下多层测试管柱。
技术介绍
目前地层测试采用提放式或压控式测试器实现多次开关井，一趟管柱只能测试单层。若需同一口井多层流动测试求产，必须多次起下管柱进行逐层单卡测试求产，存在施工周期长、成本高、效率低等问题。因此需要对井下进行分层测试、分层控制。目前所采用的井下分层测试技术主要包括有缆地面直读技术与井下存储式测试技术两类。有缆地面直读技术存在安全风险大、测试时间短、测试数据不准确等问题，因此井下存储式测试技术是现有应用最为广泛的分层测试技术方法。井下存储式测试技术通过在井下投放测试带有多级封隔器的测试管柱达到分层控制的目的，目前井下储存式测试管柱所采用的智能开关大多为定时触发，即根据投放所需时间对智能开关的打开动作时间进行设定，并根据工作时间对关闭动作的时间进行设定，从而完成在井下的开关动作。采用这种方式难以保证管柱的领过动作，当井下情况发生变化时，无法及时获得井下的参数变化，也无法对管柱进行调整；只能将测试管柱打捞后对其内部数据进行读取分析。采用无线射频的方法能够解决管柱在井下无法灵活调控的问题。通过投放射频标签能够实时对地层的各智能开关进行控制，且不同地层的智能开关具有不同的地址代码保证了不会发生信号误传。然而现有基于无线射频识别通信技术的分压分测工艺管柱由于智能开关始终保持可通讯的状态，对供电单元的能量消耗大，待机时间短，同时井下存储的数据只能在打捞后才可以进行读取，无法实时获得井下的参数变化，一旦井下发生异常，需多次投放、打捞才能对井下的异常状况进行排查。
技术实现思路
（一）要解决的技术问题本专利技术提供了一种高耐久可回读的无线射频井下多层测试管柱，以克服现有技术中基于无线射频识别通信技术的分压分测工艺管柱供电单元的能量消耗大，待机时间短，无法实时获得井下的参数变化，无法实时掌握井下异常等缺陷。（二）技术方案为解决上述问题，本专利技术提供一种高耐久可回读的无线射频井下多层测试管柱，包括：封隔器、智能开关阀、射频标签、射频标签收集器、回读仪；所述封隔器和智能开关阀连接组成压力测试单元，所述压力测试单元的数量与油藏内的地层数量相匹配；智能开关阀包括供电总成、测控动力总成、开关阀阀口；所述供电总成内置高温电池组及电源管理模块，为井下电控系统供电；测控动力总成包括控制单元、无线通信单元、电机驱动单元、增力单元、传动单元、磁性开关和温压测量单元；射频标签，与测控动力总成中的无线通信单元通过电信号连接，射频标签在井口投放后，射频标签对各层智能开关阀的动作进行控制，所述每层智能开关阀内部单独设置一个专属地址代码，各层中的智能开关阀只接收与本层地址代码相同的指令信号；无线通信单元接收到射频标签的信号后，将指令传递至控制单元，并由控制单元带动电机驱动单元输出力矩，经增力单元提升后，再经过传动单元实现转动-平动转换，进而对开关阀阀口的开度进行调节；无线通信单元，能够接收射频标签的指令信号，同时能够向回读仪发射包含井下测试数据的数据信号；无线通信单元所传输的信号均包含各层的地址代码；激活器，在井口投放至井下，当激活器靠近智能开关阀时，通过与磁性开关发生磁场作用，能够将初始为断开状态的磁性开关闭合，能够将智能开关阀中各部件从待机状态中唤醒，处于工作状态；所述射频标签收集器安装在井下多层测试管柱的底部，用于收集射频标签；温压测量单元测量并存储管内压力、管外压力和井下温度参数；回读仪，回读仪与电缆车通过电缆连接，能够随电缆投放到井下的任意深度；回读仪内包括射频信号接收单元，当回读仪靠近处于工作状态的智能开关阀时，回读仪与智能开关阀中的无线通信单元通过电信号连接，智能开关阀内的测量数据通过射频信号传输给回读仪，并由电缆传输至地面。优选地，所述激活器包括下接头、磁芯、配重块和上接头，磁芯的两端安装在下接头与配重块的中心孔内，下接头与配重块通过螺纹连接；当磁芯靠近智能开关阀时，智能开关阀内的磁性开关受到外部磁场作用而闭合，将智能开关阀从待机状态中唤醒。优选地，当智能开关阀在预设时间内未接收到射频标签的指令信号后，控制单元将磁性开关断开；磁性开关串联在无线通信单元、电机驱动单元、增力单元、传动单元的通路上，当磁性开关断开，上述单元全部失去供电，仅温压测量单元保持持续工作，测试管柱进入低功率的待机状态。优选地，所述回读仪包括电缆接头、无线接收单元和天线护罩，将电缆的一端连接在电缆接头内，电缆接头与无线接收单元通过螺纹连接，无线接收单元的另一端与天线护罩通过螺纹连接回读仪通常由电缆悬吊投放至井下，当回读仪靠近智能开关阀后，其内部的无线接收单元开始接收无线通信单元发送的数据信号，并由电缆接头通过电缆传输至地面进行数据分析。不同地层的数据通过移动到不同位置进行读取，每个地层传输的数据中包含各自的地址代码。优选地，开关阀阀口采用机械式轴向运动阀口，执行进液口的开、关切换，其一端与测控总成通过螺纹方式连接。优选地，所述当测试结束后，将整个井下多层测试管柱打捞至地面，取出射频标签收集器中的射频标签和激活器，读取各层存储的数据进行分析，对井下环境进行评测。（三）有益效果本专利技术提供的高耐久可回读的无线射频井下多层测试管柱采用无线射频通信的方式能够提高作业效率，降低作业安全风险；智能开关阀的休眠与激活在保证正常通信的前提下，大幅延长电池组的使用寿命，提高了测试管柱的可靠性与耐久性；智能开关阀与回读仪的通信能够在不打捞测试管柱的情况下，对井下测试参数进行读取，能够实时掌握井下状态，确保生产安全和效率。附图说明图1是本专利技术实施例高耐久可回读的无线射频井下多层测试管柱整体结构示意图；图2是本专利技术实施例高耐久可回读的无线射频井下多层测试管柱中智能开关阀结构示意图；图3是本专利技术实施例高耐久可回读的无线射频井下多层测试管柱中激活器结构示意图；图4是本专利技术实施例高耐久可回读的无线射频井下多层测试管柱中回读仪结构示意图。图中：1：封隔器；2：智能开关阀；3：射频标签收集器；4：开关阀阀口；5：传动单元；6：电机驱动单元；7：无线通信单元；8：磁性开关；9：控制单元；10：下接头；11：磁芯；12：配重块；13：上接头；14：电缆接头；15：无线接收单元；16：天线护罩。具体实施方式下面结合附图及实施例对本专利技术进行详细说明如下。如图1-4所示，本专利技术提供一种高耐久可回读的无线射频井下多层测试管柱，包括：封隔器1、智能开关阀2、放射标签、射频标签收集器3、回读仪；所述封隔器1和智能开关阀2连接组成压力测试单元，所述压力测试单元的数量与油藏内的地层数量相匹配；智能开关阀2包括供电总成、测控动力总成、开关阀阀口4；所述供电总成内置高温电池组及电源管理模块，为井下电控系统供电；测控本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种高耐久可回读的无线射频井下多层测试管柱，其特征在于，包括：封隔器、智能开关阀、射频标签、射频标签收集器、回读仪；/n所述封隔器和智能开关阀连接组成压力测试单元，所述压力测试单元的数量与油藏内的地层数量相匹配；/n智能开关阀包括供电总成、测控动力总成、开关阀阀口；/n所述供电总成内置高温电池组及电源管理模块，为井下电控系统供电；/n测控动力总成包括控制单元、无线通信单元、电机驱动单元、增力单元、传动单元、磁性开关和温压测量单元；/n射频标签，与测控动力总成中的无线通信单元通过电信号连接，射频标签在井口投放后，射频标签对各层智能开关阀的动作进行控制，所述每层智能开关阀内部单独设置一个专属地址代码，各层中的智能开关阀只接收与本层地址代码相同的指令信号；无线通信单元接收到射频标签的信号后，将指令传递至控制单元，并由控制单元带动电机驱动单元输出力矩，经增力单元提升后，再经过传动单元实现转动-平动转换，进而对开关阀阀口的开度进行调节；/n无线通信单元，能够接收射频标签的指令信号，同时能够向回读仪发射包含井下测试数据的数据信号；无线通信单元所传输的信号均包含各层的地址代码；/n激活器，在井口投放至井下，当激活器靠近智能开关阀时，通过与磁性开关发生磁场作用，能够将初始为断开状态的磁性开关闭合，能够将智能开关阀中各部件从待机状态中唤醒，处于工作状态；/n所述射频标签收集器安装在井下多层测试管柱的底部，用于收集射频标签；/n温压测量单元测量并存储管内压力、管外压力和井下温度参数；/n回读仪，回读仪与电缆车通过电缆连接，能够随电缆投放到井下的任意深度；回读仪内包括射频信号接收单元，当回读仪靠近处于工作状态的智能开关阀时，回读仪与智能开关阀中的无线通信单元通过电信号连接，智能开关阀内的测量数据通过射频信号传输给回读仪，并由电缆传输至地面。/n...

【技术特征摘要】
1.一种高耐久可回读的无线射频井下多层测试管柱，其特征在于，包括：封隔器、智能开关阀、射频标签、射频标签收集器、回读仪；
所述封隔器和智能开关阀连接组成压力测试单元，所述压力测试单元的数量与油藏内的地层数量相匹配；
智能开关阀包括供电总成、测控动力总成、开关阀阀口；
所述供电总成内置高温电池组及电源管理模块，为井下电控系统供电；
测控动力总成包括控制单元、无线通信单元、电机驱动单元、增力单元、传动单元、磁性开关和温压测量单元；
射频标签，与测控动力总成中的无线通信单元通过电信号连接，射频标签在井口投放后，射频标签对各层智能开关阀的动作进行控制，所述每层智能开关阀内部单独设置一个专属地址代码，各层中的智能开关阀只接收与本层地址代码相同的指令信号；无线通信单元接收到射频标签的信号后，将指令传递至控制单元，并由控制单元带动电机驱动单元输出力矩，经增力单元提升后，再经过传动单元实现转动-平动转换，进而对开关阀阀口的开度进行调节；
无线通信单元，能够接收射频标签的指令信号，同时能够向回读仪发射包含井下测试数据的数据信号；无线通信单元所传输的信号均包含各层的地址代码；
激活器，在井口投放至井下，当激活器靠近智能开关阀时，通过与磁性开关发生磁场作用，能够将初始为断开状态的磁性开关闭合，能够将智能开关阀中各部件从待机状态中唤醒，处于工作状态；
所述射频标签收集器安装在井下多层测试管柱的底部，用于收集射频标签；
温压测量单元测量并存储管内压力、管外压力和井下温度参数；
回读仪，回读仪与电缆车通过电缆连接，能够随电缆投放到井下的任意深度；回读仪内包括射频信号接收单元，当回读仪靠近处于工作状态的智能开关阀时，回读仪与智能开关阀中的无线通信单元通过电信号连接，智能开关阀内的测量数据通过射频信号传输给回读仪，并由电缆传输至地面。<...

【专利技术属性】
技术研发人员：程晓刚，徐健，刘刚，程绍鹏，徐月强，王树申，李德东，李光，姜楠，
申请(专利权)人：大庆油田有限责任公司，中国石油天然气股份有限公司，
类型：发明
国别省市：黑龙江;23