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1、(10)申请公布号 CN 103046899 A (43)申请公布日 2013.04.17 CN 103046899 A *CN103046899A* (21)申请号 201310023265.9 (22)申请日 2013.01.22 E21B 34/14(2006.01) G06K 19/067(2006.01) (71)申请人 中国石油天然气股份有限公司 地址 100007 北京市东城区东直门北大街 9 号 (72)发明人 郑立臣 孙福超 杨清海 高扬 裴晓含 (74)专利代理机构 北京三友知识产权代理有限 公司 11127 代理人 董惠石 (54) 发明名称 一种井下控制用电子标签球 (。
2、57) 摘要 本发明公开了一种井下控制用电子标签球， 包括球形的陶瓷外壳(1)， 陶瓷外壳(1)内设置有 密封的容纳空腔(13)， 容纳空腔(13)中设置有电 子标签(2)， 陶瓷外壳(1)由第一陶瓷半球壳(11) 和第二陶瓷半球壳 (12) 组成， 第一陶瓷半球壳的 开口(111)边缘周向设置有突起的圆环(112)， 第 二陶瓷半球壳的开口 (121) 边缘周向设置有与突 起的圆环(112)相匹配的环形凹槽(122)， 第一陶 瓷半球壳的开口 (111) 与第二陶瓷半球壳的开口 (121) 通过密封胶对应粘接。该井下控制用电子 标签球不但可以精确的控制压裂滑套的开关， 而 且结构简单， 性能。
3、稳定可靠， 使用寿命长。 另外， 该 井下控制用电子标签球还可以用于其它井下设备 的控制之用， 为井下的设备控制提供了一种新的 手段。 (51)Int.Cl. 权利要求书 1 页 说明书 3 页 附图 2 页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书 1 页 说明书 3 页 附图 2 页 1/1 页 2 1. 一种井下控制用电子标签球， 其特征在于 ： 包括球形的陶瓷外壳 (1)， 陶瓷外壳 (1) 内设置有密封的容纳空腔 (13)， 容纳空腔 (13) 中设置有电子标签 (2)， 陶瓷外壳 (1) 的外 表面设置有缓冲层 (3)， 陶瓷外壳 (1) 由第一陶瓷半。
4、球壳 (11) 和第二陶瓷半球壳 (12) 组 成， 第一陶瓷半球壳的开口 (111) 边缘周向设置有突起的圆环 (112)， 第二陶瓷半球壳的开 口(121)边缘周向设置有与突起的圆环(112)相匹配的环形凹槽(122)， 第一陶瓷半球壳的 开口 (111) 与第二陶瓷半球壳的开口 (121) 通过密封胶对应粘接。 2. 根据权利要求 1 所述的井下控制用电子标签球， 其特征在于 ： 第一陶瓷半球壳 (11) 的内壁设置有用于固定电子标签的盲孔 (14)， 第二陶瓷半球壳 (12) 的内壁设置有用于固 定电子标签的盲孔 (14)。 3. 根据权利要求 2 所述的井下控制用电子标签球， 其特征。
5、在于 ： 电子标签为圆柱形， 电 子标签的轴线与第一陶瓷半球壳的轴线相同， 第一陶瓷半球壳内壁的盲孔 (14) 的周围固 定连接有配重装置 (15)， 或第二陶瓷半球壳内壁的盲孔 (14) 的周围固定连接有配重装置 (15)。 4. 根据权利要求 3 所述的井下控制用电子标签球， 其特征在于 ： 配重装置 (15) 为金属 环， 或金属球。 5. 根据权利要求 2 所述的井下控制用电子标签球， 其特征在于 ： 电子标签为圆柱形， 电 子标签的轴线与第一陶瓷半球壳的轴线相同， 在第一陶瓷半球壳的开口 (111) 部位， 陶瓷 外壳 (1) 的内壁固定连接有配重装置 (15)。 6. 根据权利要求。
6、 5 所述的井下控制用电子标签球， 其特征在于 ： 配重装置 (15) 为一个 金属球。 7. 根据权利要求 1 所述的井下控制用电子标签球， 其特征在于 ： 缓冲层 (3) 为橡胶缓 冲层， 或树脂缓冲层。 权 利 要 求 书 CN 103046899 A 2 1/3 页 3 一种井下控制用电子标签球 技术领域 0001 本发明涉及石油开采设备领域， 特别是一种在井下控制过程中使用的井下控制用 电子标签球。 背景技术 0002 目前， 井下生产中大多采用机械式的控制方式来控制井下的设备。 例如， 随着油田 开发步入中后期， 为了使油井稳产增产就需要对油井进行压裂改造， 目前对油井进行压裂 改。
7、造施工中广泛采用的压裂滑套。如中国专利 CN102493784A， 公开日期 2012 年 6 月 13 日， 公开了一种 油气井分段压裂可钻式滑套 ， 及中国专利 CN201420536Y， 公开日期 2010 年 3 月 10 日， 公开了一种 完井式滑套压裂阀 。上述压裂滑套一般采用投球的方式控制滑套的 开关， 所投放的球通常为金属球， 当需要对油井进行分层压裂改造时， 需要串联多个内径不 同的压裂滑套， 通过投放不同直径的钢球来控制不同滑套的开关。由于球的直径差不能太 小， 导致压裂段数受限制， 同时， 压裂完成后必须钻掉球和球座， 其缺点是作业工艺复杂， 作 业风险高， 对压裂排量也。
8、有限制。所以， 机械式控制方式存在工艺复杂、 工作效率低等的缺 点。 发明内容 0003 为了解决现有技术中机械式控制方式存在工艺复杂、 工作效率低的技术问题， 本 发明提供了一种井下控制用电子标签球， 该井下控制用电子标签球与电控压裂滑套的天线 及控制单元配合使用不但可以精确的控制压裂滑套的开关， 而且结构简单， 性能稳定可靠， 另外， 该井下控制用电子标签球还可以用于其它井下设备的控制之用， 为井下的设备控制 提供了一种新的手段。 0004 本发明为解决其技术问题采用的技术方案是 ： 一种井下控制用电子标签球， 包括 球形的陶瓷外壳， 陶瓷外壳内设置有密封的容纳空腔， 容纳空腔中设置有电子。
9、标签， 陶瓷外 壳的外表面设置有缓冲层， 陶瓷外壳由第一陶瓷半球壳和第二陶瓷半球壳组成， 第一陶瓷 半球壳的开口边缘周向设置有突起的圆环， 第二陶瓷半球壳的开口边缘周向设置有与突起 的圆环相匹配的环形凹槽， 第一陶瓷半球壳的开口与第二陶瓷半球壳的开口通过密封胶对 应粘接。 0005 电子标签采用射频识别技术能够接收和发射射频信号。由于电子标签在井下使 用， 所以不但需要保护电子标签， 还要保证电子标签与天线之间的信号传递顺畅， 将电子标 签设置在陶瓷壳体中既可以保证信号的顺利通过， 又可以在高压潮湿的环境中保护电子标 签。为了避免在投球的过程中电子标签球受冲击损坏， 陶瓷外壳的表面设置有缓冲层。
10、以保 护陶瓷外壳和电子标签。由于该井下控制用电子标签球在井下高压的环境中使用， 所以需 要能够耐受一定强度的压力， 第一陶瓷半球壳的开口部位与第二陶瓷半球壳的开口部位通 过密封胶对应连接便可以保证该井下控制用电子标签球的密封和承压能力。 0006 优选第一陶瓷半球壳的内壁设置有用于固定电子标签的盲孔， 第二陶瓷半球壳的 说 明 书 CN 103046899 A 3 2/3 页 4 内壁设置有用于固定电子标签的盲孔。 0007 优选电子标签为圆柱形， 电子标签的轴线与第一陶瓷半球壳的轴线相同， 第一陶 瓷半球壳内壁的盲孔的周围固定连接有配重装置， 或第二陶瓷半球壳内壁的盲孔的周围固 定连接有配重。
11、装置。 0008 优选配重装置为金属环， 或金属球。 0009 优选电子标签为圆柱形， 电子标签的轴线与第一陶瓷半球壳的轴线相同， 在第一 陶瓷半球壳的开口部位， 陶瓷外壳的内壁固定连接有配重装置。 0010 优选配重装置为一个金属球。 0011 优选缓冲层为橡胶缓冲层， 或树脂缓冲层。 0012 本发明的有益效果是 ： 该井下控制用电子标签球能够发射射频信号， 当电子标签 球下入压裂滑套中经过压裂滑套内的天线时， 电子标签会向天线发出识别信号， 与天线连 接的数据处理单元能够根据该信号控制该压裂滑套是否打开， 从而实现了准确的控制多个 滑套中的某一滑套或几个滑套的开关。 该井下控制用电子标签。
12、球可以精确的控制压裂滑套 的开关， 而且结构简单， 性能稳定可靠， 使用寿命长。 另外， 该井下控制用电子标签球还可以 用于其它井下设备的控制之用， 为井下的设备控制提供了一种新的手段。 附图说明 0013 下面结合附图对本发明所述的井下控制用电子标签球作进一步详细的描述。 0014 图 1 是本发明所述的井下控制用电子标签球的结构示意图。 0015 图 2 是陶瓷外壳的爆炸图。 0016 图 3 是本发明所述的井下控制用电子标签球在直井压裂中的使用状态示意图。 0017 图 4 是本发明所述的井下控制用电子标签球在水平井压裂中的使用状态示意图。 0018 其中 1. 陶瓷外壳， 11. 第一。
13、陶瓷半球壳， 111. 第一陶瓷半球壳的开口， 112. 突起 的圆环， 12. 第二陶瓷半球壳， 121. 第二陶瓷半球壳的开口， 122. 环形凹槽， 13. 容纳空腔， 14. 盲孔， 15. 配重装置， 2. 电子标签， 3. 缓冲层。 具体实施方式 0019 下面结合附图对本发明所述的井下控制用电子标签球进行详细说明。 一种井下控 制用电子标签球， 包括球形的陶瓷外壳 1， 陶瓷外壳 1 内设置有密封的容纳空腔 13， 容纳空 腔 13 中设置有电子标签 2， 陶瓷外壳 1 的外表面设置有缓冲层 3， 陶瓷外壳 1 由第一陶瓷半 球壳 11 和第二陶瓷半球壳 12 组成， 第一陶瓷半。
14、球壳的开口 111 边缘周向设置有突起的圆 环 112， 第二陶瓷半球壳的开口 121 边缘周向设置有与突起的圆环 112 相匹配的环形凹槽 122， 第一陶瓷半球壳的开口 111 与第二陶瓷半球壳的开口 121 通过密封胶对应粘接， 如图 1、 图 2 所示。 0020 电子标签采用射频识别技术能够接收和发射射频信号。由于电子标签 2 在井下使 用， 所以不但需要保护电子标签 2， 还要保证电子标签 2 与天线之间的信号传递顺畅， 将电 子标签 2 设置在陶瓷壳体 1 中既可以保证信号的顺利通过， 又可以在高压潮湿的环境中保 护电子标签2。 为了避免在投球的过程中电子标签球受冲击损坏， 陶瓷。
15、外壳1的表面设置有 缓冲层 3 以保护陶瓷外壳 1 和电子标签 2。为了便于加工制造及装配， 陶瓷外壳 1 由第一陶 说 明 书 CN 103046899 A 4 3/3 页 5 瓷半球壳 11 和第二陶瓷半球壳 12 连接组成。由于该井下控制用电子标签球在井下高压的 环境中使用， 所以需要能够耐受一定强度的压力， 第一陶瓷半球壳 11 和第二陶瓷半球壳 12 通过突起的圆环 112 与环形凹槽 122 扣合在一起， 第一陶瓷半球壳的开口部位与第二陶瓷 半球壳的开口部位通过密封胶对应连接便可以保证该井下控制用电子标签球的密封和承 压能力。 0021 第一陶瓷半球壳 11 的内壁设置有用于固定电。
16、子标签的盲孔 14。第二陶瓷半球壳 12 的内壁设置有用于固定电子标签的盲孔 14。电子标签插接于盲孔 14 中可以使电子标签 2 在陶瓷外壳 1 中固定， 延长电子标签的使用寿命。 0022 当该井下控制用电子标签球用于直井压裂时， 为了使电子标签与天线之间信号传 输的准确可靠， 避免电子标签 2 在投球的过程中不规则的运动。电子标签 2 为圆柱形， 电子 标签 2 的轴线与第一陶瓷半球壳 11 的轴线相同， 第一陶瓷半球壳内壁的盲孔 14 的周围固 定连接有配重装置15， 或第二陶瓷半球壳内壁的盲孔14的周围固定连接有配重装置15。 这 样设置可以使井下控制用电子标签球的一端较重， 另一端。
17、较轻， 电子标签 2 在投球下降的 过程中以竖直的状态下落， 即电子标签 2 在投球的过程中会一直保持图 1 中所示的井下控 制用电子标签球顺时针或逆时针旋转 90的状态下降。优选配重装置 15 为金属环， 如图 3 所示， 或配重装置 15 为金属球。 0023 或者， 当该井下控制用电子标签球用于水平井压裂时， 为了使电子标签与天线之 间信号传输的准确可靠， 避免电子标签 2 在投球的过程中不规则的运动。电子标签为圆柱 形， 电子标签的轴线与第一陶瓷半球壳的轴线相同， 在第一陶瓷半球壳的开口 111 部位， 陶 瓷外壳1的内壁固定连接有配重装置15。 这样设置可以使电子标签2在投球的过程中。
18、保持 水平的状态， 即电子标签 2 在投球的过程中会一直保持图 1 中所示的井下控制用电子标签 球的状态。优选配重装置 15 为一个金属球， 如图 4 所示。 0024 缓冲层 3 可以为橡胶或树脂等电磁波可以穿过的弹性材料制成， 优选缓冲层 3 为 橡胶缓冲层， 或树脂缓冲层。 0025 该井下控制用电子标签球能够发射射频信号， 当电子标签球下入压裂滑套中经 过压裂滑套内的天线时， 电子标签 2 会向天线发出识别信号， 与天线连接的数据处理单元 能够判断该信号是否与数据处理单元中的信号一致， 数据处理单元以此来控制滑套是否打 开， 从而实现了准确的控制多个滑套中需要打开的某一滑套或几个滑套。。
19、该井下控制用电 子标签球可以精确的控制压裂滑套的开关， 而且结构简单， 性能稳定可靠， 使用寿命长。另 外， 该井下控制用电子标签球还可以用于其它井下设备的控制之用， 为井下的设备控制提 供了一种新的手段。 0026 以上所述， 仅为本发明的具体实施例， 不能以其限定发明实施的范围， 所以其等同 组件的置换， 或依本发明专利保护范围所作的等同变化与修饰， 都应仍属于本专利涵盖的 范畴。 说 明 书 CN 103046899 A 5 1/2 页 6 图 1 图 2 说 明 书 附 图 CN 103046899 A 6 2/2 页 7 图 3 图 4 说 明 书 附 图 CN 103046899 A 7 。