[实用新型]一种井下射频识别标签

说明书

技术领域

本实用新型属于油气开发与勘探领域，具体涉及一种井下射频识别标签,用于在石油钻井、完井等使用的井下工具，为这些井下工具配备触发动作的射频识别标签。

背景技术

石油勘探开发的钻井、固井、完井等各个作业环节，作业工程师人员根据施工需求,需要在地面将各种指令传递到井下的工具，井下工具接收到指令以后完成相应的操作。在钻井、固井、完井施工过程中，出于安全和成本的考虑不适合使用电缆方式来实现，因此通过投球和调节泥浆泵压方式来实现指令传递和井下工具操作，但是投球方式存在难以实现往复、多级执行动作，难以实现复杂指令的交互式通信的问题。调节泥浆泵压方式需要频繁调节泵开关，这样可能会导致钻井风险。因此现在国内外出现了一种通过在井下工具上安装射频识别读写器，在地面向井底投掷写入指令代码的射频识别标签，当射频识别(RFID：Radio Frequency Identification)标签跟随泥浆通过井下工具时，井下工具上安装射频识别读写器将读取射频识别标签里的指令代码，并按照指令代码进行相应的操作。

射频识别技术已经应用到生活和生产的各个方面，技术非常成熟。但是这些技术有一个共同特点，大都是在空气中应用，读写器和标签都是在空气当中。如果需要在低电阻率的液体里工作(例如：水)，只能使用低频率工作射频识别标签。因为高频率标签的射频信号在射频电阻率的液体里面将很快衰减，无法传输。但是低频率工作射频识别标签采用的是感应偶合方式，不是电磁波方式。也就是说射频识别标签里面的天线线圈需要和读写器的天线线圈最好是以平行的方式靠近能取得最佳的读写效果。如果以垂直的方式，读写器的天线线圈产生的电磁感应很难穿过射频识别标签里面的天线线圈，也就难以读取到射频识别标签里的信息。

现有的射频识别标签大多封装成卡片形状、圆盘形状和圆柱形状。这些形状的射频识别标签在向井筒内投掷之后，射频识别标签跟随钻井液向下运动，运动过程中由于形状的关系，很容易产生翻滚、侧斜，也就是射频识别标签的姿态很难控制。现有技术专利1(《一种新型井下电子标签天线》，公开号:201120216363.0)：从文献里给的尺寸信息可知，里面介绍的射频识别标签就是采用直径固定的圆柱形，该形状的标签在跟随液体运动过程中姿态也难以控制。由于其不像在地面，人为控制可以使射频识别标签天线线圈平行靠近读写器的天线线圈，一旦这些卡片形状、圆盘形状和圆柱形状射频识别标签跟随钻井液经过井下读写器的天线线圈时，不确定的姿态将大幅降低这些标签读写成功率。现有技术专利2(《油井数据交换系统》，公开号:201010513415.0)：从文献里给出的图片可知，里面介绍的射频识别标签就是采用圆柱形，这种标签上下对称，在跟随液体运动过程中只要收力稍不平衡，就会发生姿态变化。

综上所述，现有技术专利1(《油井数据交换系统》，公开号:201010513415.0)：里面介绍的射频识别标签就是采用圆柱形，这种标签上下对称，在跟随液体运动过程中只要收力稍不平衡，就会发生姿态变化。现有技术专利2(《一种钻具专用的RFID标签》，公开号:201320115250.0)：里面介绍的射频识别标签就是采用卡片形状，该形状的标签在跟随液体运动过程中姿态也难以控制。由于其不像在地面，人为控制可以使射频识别标签天线线圈平行靠近读写器的天线线圈，一旦这些卡片形状、圆盘形状和圆柱形状射频识别标签跟随钻井液经过井下读写器的天线线圈时，不确定的姿态将大幅降低这些标签读写成功率。

实用新型内容

本实用新型的目的在于解决上述现有技术中存在的难题，提供一种井下射频识别标签,当这种标签被投掷到井筒内之后，跟随钻井液向下运动，尤其特殊设计形状结构再结合流体力学的特点，这种标签在井筒内向下运动时，将确保姿态相对稳定。也就是当这种标签仪表较稳定的姿态通过读写器的天线线圈，以确保标签天线平行靠近和通过读写器的天线线圈，以提读写器读取成功率。

本实用新型是通过以下技术方案实现的：

一种井下射频识别标签，包括依次连接的标签上段、标签中段和标签下段；

所述标签上段为帽子形状，标签中段为圆柱体形状，标签下段为圆锥体形状，圆锥体的底面与所述标签中段的下端连接；

所述标签上段的直径大于标签中段的直径；

所述标签中段的直径大于或等于标签下段的最大直径。

所述帽子形状为圆柱体形状或半球形。

所述标签上段、标签中段和标签下段均采用高强度环氧树脂制作而成。

在所述标签中段内部封装有标签天线和标签电路。