[发明专利]一种高耐久可回读的无线射频井下多层测试管柱

说明书

本发明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。

技术领域

本发明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。

背景技术

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。

发明内容

（一）要解决的技术问题

本发明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，本发明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；