基于无线射频识别通信技术的分压分测工艺管柱及方法与流程

本发明属于油气田储层改造技术领域，尤其涉及基于无线射频识别通信技术的分压分测工艺管柱及方法。

背景技术：

目前，油气探井多层作业施工通常是采用打桥塞封堵的方式，逐层进行改造和测试，压裂车辆长途动迁一次只施工一层，层间再使用桥塞封堵，这种单层作业模式存在施工周期长，工序复杂，施工效率低，生产组织难度大，井控风险高，多次起下钻压井对储层伤害大等问题。

技术实现要素：

本发明提供了基于无线射频识别通信技术的分压分测工艺管柱及方法，目的在于提供一趟钻不动管柱分层压裂、合层排液、分层测试作业，从而大大减少探井施工作业中的起下钻次数，提高作业效率，降低劳动强度，减小井控风险的工艺管柱。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种基于无线射频识别通信技术的分压分测工艺管柱，包括安全接头、反循环阀、多级封隔器智能滑套组、尾管和导向丝堵；所述的安全接头、反循环阀、多级封隔器智能滑套组、尾管和导向丝堵从上至下依次连接。

还包括控制装置，所述的控制装置与封隔器智能滑套组电信号连接。

所述的控制装置至少包括无线射频识别通信电子标签发射模块，封隔器智能滑套组还包括无线射频识别通信电子标签控制指令接受模块；所述的控制装置的无线射频识别通信电子标签的发射模块与封隔器智能滑套组的无线射频识别通信电子标签控制指令接受模块之间电信号连接。

所述的封隔器智能滑套组包括封隔器和智能滑套；相邻封隔器智能滑套组之间的封隔器和智能滑套间隔设置；从下至上智能滑套分别为第1、2、3、…、n-1、n级智能滑套。

所述的反循环阀包括上接头、止退螺钉、壳体、剪切螺钉和内滑套；所述的上接头与壳体连接，所述的内滑套套接在壳体内，内滑套通过穿过壳体的剪切螺钉与壳体固定；所述的壳体侧壁上对称的开有两个侧孔，内滑套将侧孔。

所述的上接头是由上中下三段圆柱组成的柱状一体结构；下段、上段和中段圆柱的外径依次递增；下段圆柱上部外侧壁上开有一盲孔，下段圆柱下部外侧壁上开有两条平行设置的环形槽，在盲孔与环形槽之间的侧壁上开有螺纹，上接头通过螺纹与壳体连接。

所述的内滑套是由上下两段圆柱组成的一体结构；上段圆柱的外径大于下段圆柱的外径；在上段圆柱上部和下段圆柱下部的外侧壁上均开有两条平行设置的环形槽；在上段圆柱环形槽的下部开有盲孔，所述的剪切螺钉前端插入盲孔内。

所述的壳体是由上下两段圆柱组成的一体结构；上段圆柱的外径大于下段圆柱的外径；上段圆柱侧壁的上下两段分别开有通孔；上段圆柱内侧壁的内径从上至下呈三级递减；上段圆柱上部内侧壁开有螺纹。

还包括控制装置，所述的控制装置与封隔器智能滑套组电信号连接；所述的控制装置至少包括无线射频识别通信电子标签发射模块，封隔器智能滑套组还包括无线射频识别通信电子标签控制指令接受模块；所述的控制装置的无线射频识别通信电子标签的发射模块与封隔器智能滑套组的无线射频识别通信电子标签控制指令接受模块之间电信号连接；所述的封隔器智能滑套组包括封隔器和智能滑套；相邻封隔器智能滑套组之间的封隔器和智能滑套间隔设置；从下至上智能滑套分别为第1、2、3、…、n-1、n级智能滑套；所述的反循环阀包括上接头、止退螺钉、壳体、剪切螺钉和内滑套；所述的上接头与壳体连接，所述的内滑套套接在壳体内，内滑套通过穿过壳体的剪切螺钉与壳体固定；所述的壳体侧壁上对称的开有两个侧孔，内滑套将侧孔；所述的上接头是由上中下三段圆柱组成的柱状一体结构；下段、上段和中段圆柱的外径依次递增；下段圆柱上部外侧壁上开有一盲孔，下段圆柱下部外侧壁上开有两条平行设置的环形槽，在盲孔与环形槽之间的侧壁上开有螺纹，上接头通过螺纹与壳体连接；所述的内滑套是由上下两段圆柱组成的一体结构；上段圆柱的外径大于下段圆柱的外径；在上段圆柱上部和下段圆柱下部的外侧壁上均开有两条平行设置的环形槽；在上段圆柱环形槽的下部开有盲孔，所述的剪切螺钉前端插入盲孔内；所述的壳体是由上下两段圆柱组成的一体结构；上段圆柱的外径大于下段圆柱的外径；上段圆柱侧壁的上下两段分别开有通孔；上段圆柱内侧壁的内径从上至下呈三级递减；上段圆柱上部内侧壁开有螺纹。

一种基于无线射频识别通信技术的分压分测工艺管柱的使用方法，包括如下步骤

步骤一：工具串连接

将一种基于无线射频识别通信技术的分压分测工艺管柱进行连接，封隔器和智能滑套的级数与施工段数一致；

步骤二：下钻

将步骤一连接好的基于无线射频识别通信技术的分压分测工艺管柱下钻，下钻过程中各级智能滑套处于打开状态；

步骤三：关闭管柱中的所有智能滑套

当步骤二完成后，从井口向管柱中投送无线射频识别通信电子标签关闭管柱中的所有智能滑套；

步骤四：分层压裂作业

待坐封完管柱中的所有封隔器后，通过地面的控制装置向基于无线射频识别通信技术的分压分测工艺管柱内投送能使最下层的第1级智能滑套打开的无线射频识别通信电子标签，使第1级智能滑套打开，随后对第一层进行压裂施工；然后通过地面的控制装置向基于无线射频识别通信技术的分压分测工艺管柱内投送能使第2级智能滑套打开、同时能使第1级智能滑套关闭的无线射频识别通信电子标签，使第2级智能滑套打开，随后对第二层进行压裂施工；按照上述方法从下至上分别开启和关闭相应压裂层对应的智能滑套，完成3、4、…、n层的压裂作业；

步骤五：打开管柱中的所有智能滑套

当步骤四完成后，在地面向管内投送能使所有智能滑套打开的无线射频识别通信电子标签，使管柱中的所有智能滑套均打开；

步骤六：合层排液作业

当步骤五完成后，进行合层排液作业；

步骤七：分层测试作业

当步骤六完成后，从井口向管柱中投送无线射频识别通信电子标签关闭管柱中的所有智能滑套，在地面通过向管柱内投送能使第1级智能滑套管柱结构中从下至上智能滑套分别为第1、2、3、…、n-1、n级智能滑套打开的无线射频识别通信电子标签，使第1级智能滑套打开；对第一层按照设计进行测试施工；在第一层测试施工结束后，按照第一层的施工方式，先在地面向管内投送能使第2级智能滑套打开、同时能使第1级智能滑套关闭的无线射频识别通信电子标签，使第2级智能滑套打开，同时第1级智能滑套8关闭，对第二层进行测试施工；按照上述方法从下至上分别开启和关闭相应测试层对应的智能滑套，完成3、4、…、n层的测试作业。

有益效果：

本发明的管柱包括安全接头、反循环阀、多级封隔器智能滑套组、尾管和导向丝堵；所述的安全接头、反循环阀、多级封隔器智能滑套组、尾管和导向丝堵从上至下依次连接组配形成分压分测工艺管柱，并采用无线射频识别通信技术远程控制打开或关闭井下相应级智能滑套的方式，来实现一趟钻不动管柱分层压裂、合层排液、分层测试作业，智能滑套既是分层压裂加砂滑套，也是分层测试开关滑套，从而大大减少探井施工作业中的起下钻次数，提高作业效率，降低劳动强度，减小井控风险等。

上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚的了解本发明的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本发明的较佳实施例并配合附图详细说明如后。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明结构示意图；

图2是本发明反循环阀正常施工过程中关闭状态图；

图3是本发明反循环阀开启状态图。

图中：1-安全接头；2.-反循环阀；3-第n级封隔器；4-第n级智能滑套；5-第n-1级封隔器；6-第n-1级智能滑套；7-第1级封隔器；8-第1级智能滑套；9-尾管；10-导向丝堵；11-无线射频识别通信电子标签；12-上接头；13-止退螺钉；14-壳体；15-剪切螺钉；16-侧孔；17-内滑套。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例一：

根据图1所示的一种基于无线射频识别通信技术的分压分测工艺管柱，包括安全接头1、反循环阀2、多级封隔器智能滑套组、尾管9和导向丝堵10；所述的安全接头1、反循环阀2、多级封隔器智能滑套组、尾管9和导向丝堵10从上至下依次连接。

优选的是所述的封隔器智能滑套组包括封隔器和智能滑套；相邻封隔器智能滑套组之间的封隔器和智能滑套间隔设置；从下至上智能滑套分别为第1、2、3、…、n-1、n级智能滑套。

在实际使用时，本发明从下至上通过丝扣依次连接着安全接头1、反循环阀2、第n级封隔器3、第n级智能滑套4、第n-1级封隔器5、第n-1级智能滑套6、…、第1级封隔器7、第1级智能滑套8、尾管9、导向丝堵10。本发明中多级封隔器智能滑套组由施工井一次所需施工的段数决定，即封隔器和智能滑套的级数与施工段数一致，下钻过程中各级智能滑套处于打开状态。本发明实现了一趟钻不动管柱分层压裂、合层排液、分层测试作业，大大减少了油气探井施工作业中的起下钻次数，提高了作业效率，降低了劳动强度，减小了井控风险等。

实施例二：

根据图1所示的一种基于无线射频识别通信技术的分压分测工艺管柱，与实施例一的不同之处在于：还包括控制装置，所述的控制装置与封隔器智能滑套组电信号连接。

优选的是所述的控制装置至少包括无线射频识别通信电子标签11发射模块，封隔器智能滑套组还包括无线射频识别通信电子标签11控制指令接受模块；所述的控制装置的无线射频识别通信电子标签11的发射模块与封隔器智能滑套组的无线射频识别通信电子标签11控制指令接受模块之间电信号连接。

在实际使用时，在本发明下井后，从井口的控制装置向本发明中投送无线射频识别通信电子标签11关闭管柱中的所有智能滑套，待坐封完管柱中的所有封隔器后，再通过控制装置向管柱内投送能使第1级智能滑套8打开的无线射频识别通信电子标签11，管柱结构中从下至上智能滑套分别为1、2、3、…、n-1、n级智能滑套，使第1级智能滑套8打开；此时，管柱中只有第1级智能滑套8处于打开状态，其他各级智能滑套均处于关闭状态，对第一层按照设计进行压裂施工。在第一层压裂施工结束后，按照第一层的施工方式，先在地面向管内投送能使第2级智能滑套打开、同时能使第1级智能滑套8关闭的无线射频识别通信电子标签11，使第2级智能滑套打开，同时第1级智能滑套8关闭，此时，管柱中只有第2级智能滑套处于打开状态，其他各级智能滑套均处于关闭状态，对第二层按照设计进行压裂施工。

按照上述方法从下至上分别开启和关闭相应压裂层对应的智能滑套，按施工设计要求完成3、4、…、n-1、n层的压裂作业。本发明的智能滑套采用无线射频识别通信技术，通过在地面井口向管柱中投送无线射频识别通信电子标签来实现井下智能滑套开关动作的远程无线控制，无线射频识别通信电子标签中包含有相应的开关控制指令信息，一趟钻即可完成分层压裂、合层排液、分层测试作业，可大大提高油气探井的施工效率。

本实施例中的无线射频识别通信电子标签11发射模块和无线射频识别通信电子标签11控制指令接受模块均为现有技术。

实施例三：

根据图1所示的一种基于无线射频识别通信技术的分压分测工艺管柱，与实施例一的不同之处在于：所述的反循环阀2包括上接头12、止退螺钉13、壳体14、剪切螺钉15和内滑套17；所述的上接头12与壳体14连接，所述的内滑套17套接在壳体14内，内滑套17通过穿过壳体14的剪切螺钉15与壳体14固定；所述的壳体14侧壁上对称的开有两个侧孔16，内滑套17将侧孔16。

优选的是所述的上接头12是由上中下三段圆柱组成的柱状一体结构；下段、上段和中段圆柱的外径依次递增；下段圆柱上部外侧壁上开有一盲孔，下段圆柱下部外侧壁上开有两条平行设置的环形槽，在盲孔与环形槽之间的侧壁上开有螺纹，上接头12通过螺纹与壳体14连接。

优选的是所述的内滑套17是由上下两段圆柱组成的一体结构；上段圆柱的外径大于下段圆柱的外径；在上段圆柱上部和下段圆柱下部的外侧壁上均开有两条平行设置的环形槽；在上段圆柱环形槽的下部开有盲孔，所述的剪切螺钉15前端插入盲孔内。

优选的是所述的壳体14是由上下两段圆柱组成的一体结构；上段圆柱的外径大于下段圆柱的外径；上段圆柱侧壁的上下两段分别开有通孔；上段圆柱内侧壁的内径从上至下呈三级递减；上段圆柱上部内侧壁开有螺纹。

在实际使用时，反循环阀2具有正循环施工时油套连通通道关闭，反循环憋压时油套连通通道打开的功能特点，起钻前可反循环憋压开启反循环阀2油套连通通道，进行循环压井作业。正常施工过程中，反循环阀处于关闭状态，其关闭状态图如图2所示，当分层压裂、合层排液、分层测试施工完成后，准备起钻前，需要进行循环压井作业，此时，可反循环憋压，使内滑套17上行剪断剪切螺钉15，最终使反循环阀开启，其开启状态图如图3所示，反循环阀开启后通过壳体14上对称分布的两个侧孔16建立油套连通通道，随后即可开始循环压井作业，压井作业结束后即可起钻。

本技术方案的采用，使得保证本发明能够较好的实现其功能。

实施例四：

根据图1所示的一种基于无线射频识别通信技术的分压分测工艺管柱，与实施例一的不同之处在于：还包括控制装置，所述的控制装置与封隔器智能滑套组电信号连接；所述的控制装置至少包括无线射频识别通信电子标签11发射模块，封隔器智能滑套组还包括无线射频识别通信电子标签11控制指令接受模块；所述的控制装置的无线射频识别通信电子标签11的发射模块与封隔器智能滑套组的无线射频识别通信电子标签11控制指令接受模块之间电信号连接；所述的封隔器智能滑套组包括封隔器和智能滑套；相邻封隔器智能滑套组之间的封隔器和智能滑套间隔设置；从下至上智能滑套分别为第1、2、3、…、n-1、n级智能滑套；所述的反循环阀2包括上接头12、止退螺钉13、壳体14、剪切螺钉15和内滑套17；所述的上接头12与壳体14连接，所述的内滑套17套接在壳体14内，内滑套17通过穿过壳体14的剪切螺钉15与壳体14固定；所述的壳体14侧壁上对称的开有两个侧孔16，内滑套17将侧孔16；所述的上接头12是由上中下三段圆柱组成的柱状一体结构；下段、上段和中段圆柱的外径依次递增；下段圆柱上部外侧壁上开有一盲孔，下段圆柱下部外侧壁上开有两条平行设置的环形槽，在盲孔与环形槽之间的侧壁上开有螺纹，上接头12通过螺纹与壳体14连接；所述的内滑套17是由上下两段圆柱组成的一体结构；上段圆柱的外径大于下段圆柱的外径；在上段圆柱上部和下段圆柱下部的外侧壁上均开有两条平行设置的环形槽；在上段圆柱环形槽的下部开有盲孔，所述的剪切螺钉15前端插入盲孔内；所述的壳体14是由上下两段圆柱组成的一体结构；上段圆柱的外径大于下段圆柱的外径；上段圆柱侧壁的上下两段分别开有通孔；上段圆柱内侧壁的内径从上至下呈三级递减；上段圆柱上部内侧壁开有螺纹。

本技术方案，通过一趟钻不动管柱分层压裂、合层排液、分层测试作业，从而大大减少探井施工作业中的起下钻次数，提高作业效率，降低劳动强度，减小井控风险的工艺管柱。

实施例五：

一种基于无线射频识别通信技术的分压分测工艺管柱的使用方法，包括如下步骤

步骤一：工具串连接

将一种基于无线射频识别通信技术的分压分测工艺管柱进行连接，封隔器和智能滑套的级数与施工段数一致；

步骤二：下钻

将步骤一连接好的基于无线射频识别通信技术的分压分测工艺管柱下钻，下钻过程中各级智能滑套处于打开状态；

步骤三：关闭管柱中的所有智能滑套

当步骤二完成后，从井口向管柱中投送无线射频识别通信电子标签11关闭管柱中的所有智能滑套；

步骤四：分层压裂作业

待坐封完管柱中的所有封隔器后，通过地面的控制装置向基于无线射频识别通信技术的分压分测工艺管柱内投送能使最下层的第1级智能滑套8打开的无线射频识别通信电子标签11，使第1级智能滑套8打开，随后对第一层进行压裂施工；然后通过地面的控制装置向基于无线射频识别通信技术的分压分测工艺管柱内投送能使第2级智能滑套打开、同时能使第1级智能滑套8关闭的无线射频识别通信电子标签11，使第2级智能滑套8打开，随后对第二层进行压裂施工；按照上述方法从下至上分别开启和关闭相应压裂层对应的智能滑套，完成3、4、…、n层的压裂作业；

步骤五：打开管柱中的所有智能滑套

当步骤四完成后，在地面向管内投送能使所有智能滑套打开的无线射频识别通信电子标签11，使管柱中的所有智能滑套均打开；

步骤六：合层排液作业

当步骤五完成后，进行合层排液作业；

步骤七：分层测试作业

当步骤六完成后，从井口向管柱中投送无线射频识别通信电子标签11关闭管柱中的所有智能滑套，在地面通过向管柱内投送能使第1级智能滑套8管柱结构中从下至上智能滑套分别为第1、2、3、…、n-1、n级智能滑套打开的无线射频识别通信电子标签11，使第1级智能滑套8打开；对第一层按照设计进行测试施工；在第一层测试施工结束后，按照第一层的施工方式，先在地面向管内投送能使第2级智能滑套打开、同时能使第1级智能滑套8关闭的无线射频识别通信电子标签11，使第2级智能滑套打开，同时第1级智能滑套8关闭，对第二层进行测试施工；按照上述方法从下至上分别开启和关闭相应测试层对应的智能滑套，完成3、4、…、n层的测试作业。

本技术方案，利用一趟管柱，通过工具串连接、下钻、关闭管柱中的所有智能滑套、分层压裂作业、打开管柱中的所有智能滑套、合层排液作业和分层测试作业七个步骤，完成了分层压裂、合层排液、分层测试作业，从而大大减少探井施工作业中的起下钻次数，提高作业效率，降低劳动强度，减小井控风险。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

在不冲突的情况下，本领域的技术人员可以根据实际情况将上述各示例中相关的技术特征相互组合，以达到相应的技术效果，具体对于各种组合情况在此不一一赘述。

以上所述，只是本发明的较佳实施例而已，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖性特点相一致的最宽的范围。依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。