● 摘要
随着常规化石能源的日益减少，页岩气这一储量巨大的新型油气的开采量逐步上升，而页岩气开采过程中需要应用到岩层的分段压裂技术，目前采用的分段压裂技术多采用机械分级封堵管道的技术，造成分段压裂级数受限。为解决以上难题，本文创造性的提出将RFID（Radio Frequency Identification）技术应用于分段压裂工作，利用RFID（Radio Frequency Identification）技术对不同岩层的滑套进行智能识别，达到压裂级数不受限制的目的。设计了实现RFID智能识别的硬件平台，并通过实验验证了本系统的功能满足要求。具体取得了以下研究成果：
1. 分析了水平井分段压裂技术的技术特点与应用要求，提出了基于RFID的智能滑套控制系统总体方案，在合作单位的协助下，对智能滑套控制系统总体结构进行了分析，设计了适合于管道安装环境，结构简单可靠的射孔滑套打开机构，并根据该机构的特点，提出了基于RFID的控制系统方案；
2. 研究了RFID系统的工作原理与硬件结构，基于安全可靠、独立性高，稳定性好的原则，设计了RFID通讯系统信号发生装置与控制系统的硬件电路。基于RFID系统井下长期工作的特点，重点设计了控制系统的电源管理电路，保证了控制系统井下长期工作的供电安全；
3.基于控制系统高温、高压的工作环境，设计了RFID系统信号发生装置的球形密封装置与主控制电路的管状密封装置，并对信号球球体的承压性能进行了分析。
4.充分研究了无线充电系统的原理，利用MATLAB/Simulink仿真平台对无线充电系统的电路特点进行了仿真，验证了无线充电理论，对无线充电系统硬件电路设计的元器件参数提供参考，结合本文控制系统实际，设计了适合于本系统的无线充电电路，包括发送系统振荡电路、放大电路与接收系统整流电路、滤波电路和稳压电路以及充电管理电路的设计。
5.在完成本文所设计的各部分硬件电路后，设计相应的实验对硬件电路的性能进行了验证，对设计完成的整体样机进行了整体功能验证，通过一系列的实验验证了本文所设计系统满足本文所提出的功能要求；
6.本文首次将RFID技术应用于页岩气开采领域，验证了RFID技术在油气开采领域的可行性。