一种基于RFID的井下可控释放短节及其释放方法

本发明属于油气钻探工程领域，特别涉及一种基于rfid的井下可控释放短节及其释放方法。

背景技术：

1、随着勘探开发不断向深部地层挺进，井筒相态变化复杂、安全密度窗口窄、井壁稳定性差等井下复杂情况给钻井安全带来了一系列的难题和挑战，而温度、压力等井筒流场关键参数的高效准确监测是井下复杂判断和控制的依据。现有的井下随钻参数测量技术成本较高，仅能测量仪器安装位置参数，无法对全井筒温度压力剖面进行动态监测。基于泥浆脉冲的数据传输效率低，无法满足现场对大量真实数据的需求；而存储式的数据记录方式，只能在起钻时获取，数据时效性不足。

2、所以现有技术存在下述问题：

3、无法实现多次可控制的释放微型测量器，微型测量器是一种新的技术，可以参见申请号为202310025791.2的一种耐超高温超高压的微型化井下温压测量器，该装置没有对应的多次释放系统和释放方法。

4、无法根据测试需求快速的通过释放微型测量器在合理的时间内读取监控数据。

技术实现思路

1、本技术旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一，本发明实施例提供了一种基于rfid的井下可控释放短节及其释放方法，通过在需要开展测量时投放rfid小球来控制释放短节打开存储仓释放微型测量器，微型测量器进入环空后，随钻井液循上返至地表回收，沿程测量器持续测量并记录环空温度、压力等参数，并在地面回收读取数据，实现监测井下动态环境参数目的，具体方案如下：

2、一种基于rfid的井下可控释放短节，包括：

3、rfid球，所述rfid球内用于写入操作指令；

4、控制组件，所述控制组件用于读取所述rfid球内的操作指令，所述控制组件根据所述rfid球内的指令带动释放组件转动；

5、微型测量器，所述微量测量器设置在释放组件内；

6、当所述rfid球投入至所述控制组件内时，所述控制组件根据所述rfid球的操作指令带动所述释放组件转动，所述释放组件转动带动所述微型测量器转动使所述微型测量器对准所述释放组件的出口，所述微型测量器被所述释放组件释放。

7、可选地，所述控制组件包括：

8、上转接螺纹筒，所述上转接螺纹筒的一端外螺纹，所述上转接螺纹筒的另一端设置外螺纹和内螺纹；

9、控制端壳体，所述控制端壳体为筒柱状设置，所述控制端壳体的两端分别设置内螺纹，所述控制端壳体的一端与所述上转接螺纹筒一端的外螺纹连接；

10、缓冲器，所述缓冲器安装所述上转接螺纹筒的内部且背离所述控制端壳体的一端；

11、中心体，所述中心体呈筒柱状设置，所述中心体安装在所述控制端壳体内，所述中心体的一端与上转接螺纹筒的内螺纹连接，所述中心体的外壁和所述壳体的之间形成环形空间；

12、环形天线，所述环形天线安装在所述中心体的内腔中且所述环形天线与所述中心体同轴设置；

13、减速电机和工控机，所述减速电机和所述工控机安装在所述环形空间内；

14、主动齿轮，所述减速电机的输出端设置主动齿轮；

15、当所述rfid球通过所述环形天线时，所述环形天线读取操作指令并将所述操作指令发送至所述工控机中，所述工控机根据所述操作指令控制所述减速电机工作，所述减速电机带动所述主动齿轮转动从而带动所述释放组件转动。

16、可选地，自rfid球进入端至rfid球输出端方向，所述上转接螺纹筒的进口端的孔径小于所述上转接螺纹筒的出口端的孔径，所述上转接螺纹筒的外侧壁上和所述上转接螺纹筒的内侧壁上分别环周设置圆环台；

17、其中，当所述控制端壳体和所述上转接螺纹筒连接时，所述控制端壳体的端部与所述上转接螺纹筒的外壁的圆环台抵接；

18、其中，当所述中心体的和所述上转接螺纹筒连接时，所述中心体的端部与所述上转接螺纹筒的内壁的圆环台抵接。

19、可选地，所述缓冲器为两个柱体同轴设置且一体设置；

20、自rfid球进入端至rfid球输出端方向，所述缓冲器的进口端的柱体的外直径大于所述缓冲器的出口端的柱体的外直径，所述缓冲器的内直径自进口端至出口端逐渐减小，缓冲器的内壁呈斜面设置；

21、所述缓冲器的进口端的柱体的下底面与所述上转接螺纹筒的外壁的圆环台的上表面抵接；

22、当rfid球进入所述缓冲器时，所述缓冲器的内壁引导所述rfid球进入所述中心体的内腔；

23、所述缓冲器的内腔与所述中心体的内腔同轴设置

24、所述中心体和所述上转接螺纹筒之间设置控制端密封圈。

25、可选地，所述释放组件包括：

26、所述释放组件包括主动模块和从动模块；

27、所述控制组件带动所述主动模块转动使所述主动模块释放所述主动模块内的微型测量器；

28、所述主动模块带动所述从动模块转动是所述从动模块释放所述从动模块内的微型测量器。

29、可选地，所述主动模块包括：从动齿轮、主动端上端盖、主动端下端盖、主动端轴承、主动端载荷舱；

30、所述主动端上端盖呈筒柱状设置，所述主动端上端盖与所述控制端壳体螺纹连接；

31、所述主动端下端盖与所述主动端上端盖螺纹连接，所述主动端下端盖与所述主动端上端盖同轴设置；

32、所述主动端载荷舱安装通过两个主动端轴承分别安装在所述主动端上端盖的腔体内和所述主动端下端盖的腔体中，所述主动端载荷舱与所述主动端上端盖同轴设置，其中，所述主动端载荷舱为柱体设置，所述主动端载荷舱的侧壁上环周均匀设置多个置物槽，每个所述置物槽内支持容纳一个微型测量器，其中，一个所述置物槽的开口端设置密封板，所述密封板封堵对应的置物槽，所述微型测量器支持安装在未设置密封板的置物槽内；

33、所述主动端上端盖的侧壁上设置投放口，所述投放口的位置与置物槽的位置对应；

34、所述从动齿轮与所述主动载荷舱的端面固定，所述从动齿轮与所述主动齿轮啮合；

35、当所述主动齿轮转动时，所述从动齿轮带动所述主动载荷舱转动，所述主动端载荷舱环周设置的置物槽依次经过所述投放口，当任一未设置密封板的置物槽的开口与所述投放口吻合时，对应的微型测量器支持通过投放口移出至目标位置。

36、可选地，所述主动模块还包括：主动端驱动块，所述主动端驱动块安装在所述主动端载荷舱的底部；

37、所述从动模块包括：从动端上端盖、从动端轴承、凸台、从动端下端盖和从动端载荷舱；

38、所述从动端上端盖的一端与所述主动端下端盖远离所述主动端上端盖的一端螺纹连接，所述从动端上端盖远离所述主动端下端盖的一端与所述的从动端下端盖螺纹连接，所述从动端上端盖的侧壁上设置投放口；

39、所述从动端载荷舱与所述主动端载荷舱的结构相同，所述从动端载荷舱通过两个所述从动端轴承安装在从动端上端盖和所述从动端下端盖形成的腔体内，当所述从动端载荷舱转动时，所述从动端上端盖和所述从动端下端盖不动；

40、所述凸台安装在所述从动端载荷舱的顶端，所述主动端驱动块的侧壁与所述凸台的侧壁抵接；

41、当所述主动端载荷舱转动时，所述主动端驱动块通过所述凸台带动所述从动端载荷舱转动；

42、所述从动端载荷舱转动时，所述从动端载荷舱的置物槽依次经过投放口，当任一未设置密封板的置物槽的开口与所述投放口吻合时，对应的微型测量器支持通过投放口移出至目标位置。

43、可选地，所述主动模块还包括：两个主动端密封圈和两个主动端挡圈；

44、其中，一个所述主动端密封套在所述主动端载荷舱的外壁上且设置在所述主动端载荷舱和所述主动端上端盖之间，另一个所述主动端密封圈套在所述主动端载荷舱的外壁上且设置在所述主动端载荷舱和所述主动端下端盖之间；

45、其中，一个所述主动端挡圈嵌套在所述主动端载荷舱的外壁上且与所述主动端上端盖内的主动端轴承接触，另一个所述主动端挡圈嵌套在所述主动端载荷舱的外壁上且与所述主动端下端盖内的主动端轴承接触；

46、所述从动模块还包括：两个从动端密封圈和两个从动端挡圈；

47、其中，一个所述从动端密封套在所述从动端载荷舱的外壁上且设置在所述从动端载荷舱和所述从动端上端盖之间，另一个所述从动端密封圈套在所述从动端载荷舱的外壁上且设置在所述从动端载荷舱和所述从动端下端盖之间；

48、其中，一个所述从动端挡圈嵌套在所述从动端载荷舱的外壁上且与所述从动端上端盖内的从动端轴承接触，另一个所述从动端挡圈嵌套在所述从动端载荷舱的外壁上且与所述从动端下端盖内的从动端轴承接触。

49、可选地，所述释放组件还包括下转接螺纹筒；

50、所述下转接螺纹筒安装在所述从动端下端盖远离所述从动端上端盖的一端，所述下转接螺纹筒与所述从动端上端盖螺纹连接，所述下转接螺纹筒与所述从动端下端盖同轴设置，所述下转接螺纹筒为筒柱状设置，所述下转接螺纹筒远离所述从动端下端盖的一端设置内螺纹；

51、所述从动端模块还包括从动端驱动块，所述从动端驱动端安装在所述从动端载荷舱的底部。

52、一种基于rfid的井下可控释放方法，应用于上述的基于rfid的井下可控释放短节；

53、包括下述步骤：

54、s1、向rfid球内写入操作指令；

55、s2、将rfid球投入控制组件的入口处，所述控制组件读取所述rfid球内的操作指令，所述控制组件根据所述rfid球内的指令带动释放组件转动；

56、所述释放组件转动带动所述微型测量器转动使所述微型测量器对准所述释放组件的投放口，所述微型测量器被所述释放组件通过投放口释放至所述基于rfid的井下可控释放短节外。

57、本发明实施例提供的技术方案带来的有益效果至少包括：

58、本短节能够将微型测量器存储在多次可控释放短节中，短节连接在钻柱系统中并靠近钻头处，然后通过在需要开展测量时投放rfid小球来控制释放短节打开存储仓释放微型测量器，微型测量器进入环空后，随钻井液循上返至地表回收，沿程测量器持续测量并记录环空温度、压力等参数，并在地面回收读取数据，实现监测井下动态环境参数目的。