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美國MAC電磁閥組控制低頻磁發(fā)射技術(shù)
石油作為國家的經(jīng)濟(jì)命脈,，對石油開發(fā)和利用的重要性不言而喻。到了二十一世紀(jì)初,，*的油氣田開發(fā)者都面臨著一個(gè)相同的困境：隨著油氣田的大規(guī)模被開發(fā)，未被發(fā)現(xiàn)的油氣藏大多都儲(chǔ)量分散,、層薄,、埋藏深,、孔滲條件復(fù)雜,。

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中國多數(shù)油氣藏具有多層系，多油組,，分布井段長和縱,，橫向上非均勻質(zhì)性強(qiáng)的特點(diǎn),。為了增加原油的產(chǎn)量,，壓裂改造地層是提高油田單井產(chǎn)量的有效開采手段，在國內(nèi)和大部分國家的石油天然氣壓裂增產(chǎn)施工作業(yè)過程中,，壓裂技術(shù)是油氣井增產(chǎn),、水井增注的一項(xiàng)重要技術(shù)措施。但是在壓裂施工中,，存在一個(gè)如何準(zhǔn)確分層的問題,。過去油田一般用籠統(tǒng)壓裂，通常只有一個(gè)油層開采,，當(dāng)要壓裂多層時(shí)就需要進(jìn)行多次施工,，施工復(fù)雜，周期長,，難度大,，對油層的壓裂針對性不強(qiáng)，不能充分發(fā)揮各層的生產(chǎn)能力,，也不能很好的達(dá)到壓裂的預(yù)期效果,。隨著鉆井技術(shù)的進(jìn)步和鉆井成本的不斷降低，在油氣田開采過程中,，分層壓裂技術(shù)被廣泛的應(yīng)用,。但對于井線長，分層多的油氣田,，準(zhǔn)確的分層壓裂改造也一直是難題?，F(xiàn)使用的壓裂工藝有投球分層壓裂、不動(dòng)管住分層壓裂,、橋塞分層壓裂等,，但都有一定的局限性。現(xiàn)在國內(nèi)外許多科研院所和研究機(jī)構(gòu)都在致力于開發(fā)新的壓裂設(shè)備和工藝,，提出分層壓裂的可控性,，即在分層壓裂時(shí)，根據(jù)需要壓裂的層段,。傳統(tǒng)的不動(dòng)管柱分層壓裂是通過投入鋼球——升壓打掉球座——封堵下油層——再投入較大的鋼球——升壓打斷剪釘——封堵較上油層,，通過憋壓的辦法，推動(dòng)管柱中的機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)分層導(dǎo)流,。但這種方式由于受到投球及座封滑套精度的限制,，一般分層壓裂的層數(shù)不能大于十幾層，而現(xiàn)代壓裂過程中,，特別是在水平井壓裂過程中,，超多層的壓裂已變的越來越普遍，而傳統(tǒng)的機(jī)械式方法顯然對此已不能勝任,。本文根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)原理,，利用RFID技術(shù),，提出用電磁閥推動(dòng)管柱中的機(jī)械部件。通過這種方式不僅可以利用ID編碼打開更多的閥門,，而且能簡化壓裂工藝管柱,，降低加工成本，減少施工的強(qiáng)度和復(fù)雜性,，克服依靠投球直徑分層的不足,。 本文首先分析了國內(nèi)外壓裂工藝的現(xiàn)狀，通過對多功能分層壓裂開關(guān)工作原理來說明現(xiàn)有的壓裂工藝不僅施工繁瑣,，而且管柱部件多,、機(jī)構(gòu)復(fù)雜。結(jié)合壓裂工藝提出了系統(tǒng)控制原理,，進(jìn)行了理論分析和計(jì)算,，初步確定了幾個(gè)重要的參數(shù),。根據(jù)初步的分析確定的幾個(gè)參數(shù),，提出了系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖及所采用的器件,。根據(jù)結(jié)構(gòu)框圖,，本文將系統(tǒng)研制分為硬件和軟件兩大部分。在硬件部分又細(xì)分為發(fā)射和接收兩部分進(jìn)行說明,。在發(fā)射部分，介紹了投球的結(jié)構(gòu)、碼元格式和編碼方式,、調(diào)制方式、電源的功耗,、驅(qū)動(dòng)電路及具體的電路原理圖,。在接收部分，介紹了管柱的結(jié)構(gòu),，環(huán)形感應(yīng)線圈和鐵氧體線圈電感的計(jì)算,、MCP2030H和dsPIC30f4013器件的性能特點(diǎn)及工作模式，zui后說明了本系統(tǒng)采用低功耗設(shè)計(jì)的方法,。在軟件部分,，結(jié)合發(fā)射和接收要實(shí)現(xiàn)的不同功能，給出幾個(gè)重要的子程序流程圖,，并結(jié)合流程圖通過具體的程序進(jìn)行了說明,。

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實(shí)現(xiàn)方式是在投球中安置一個(gè)發(fā)射裝置，發(fā)射帶有ID編碼的125KHZ載波信號,，在電磁閥端裝有感應(yīng)線圈,，通過濾波、放大,、解碼,、識(shí)別ID信號來控制不同層段的電磁閥從而達(dá)到分層導(dǎo)流的目的,。zui后介紹了整個(gè)系統(tǒng)的軟、硬件調(diào)試內(nèi)容和調(diào)試方法,，對系統(tǒng)試驗(yàn)的結(jié)果進(jìn)行了分析,，總結(jié)了影響系統(tǒng)接收距離的因素及在試驗(yàn)中出現(xiàn)的問題，并提出了相應(yīng)的改進(jìn)措施,。