一種石油鉆采用井下易水解無線射頻識別標簽及制備方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種石油鉆采用井下易水解無線射頻識別標簽及制備方法，標簽包括殼體和無線射頻標簽本體；所述殼體呈水滴狀，并由易降解材料制成，包括相互對接的上殼體和下殼體，所述無線射頻標簽本體固設在所述上殼體和下殼體之間，該標簽通過模具真空凝固的方法制備，使得無線射頻識別標簽在井下運動時能夠控制自身運動方向，并且無線射頻識別標簽達到信息傳遞目的后包裹材料快速降解，防止井下智能設備出液口阻塞而發(fā)生井下事故復雜。
【專利說明】
一種石油鉆采用井下易水解無線射頻識別標簽及制備方法
技術領域
[0001]本發(fā)明屬于無線信息傳輸技術領域，尤其是涉及一種石油鉆采用井下易水解無線射頻識別標簽及制備方法。
【背景技術】
[0002]無線射頻識別是一種通信技術，可通過無線電訊號識別特定目標并讀寫相關數據，而無需識別系統(tǒng)與特定目標之間建立機械或光學接觸。其非接觸式的自動識別技術的優(yōu)勢被越來越多的應用于石油鉆采行業(yè)。
[0003]現(xiàn)有資料顯示，多公司已經將無線射頻識別技術應用到井下智能設備。在使用時，先將無線射頻識別標簽中植入唯一的信息代碼。工作時將攜帶不同命令信息代碼的無線射頻識別標簽投入井中，這些無線射頻識別標簽經過井下智能設備時，井下智能設備控制系統(tǒng)被喚醒，無線射頻識別標簽發(fā)射攜帶的命令信息，被井下智能設備通訊模塊內的天線捕獲，并通過電信號傳輸給智能控制模塊，從而解讀該信息，并按照該信息內容通過控制井下動力執(zhí)行機構，使執(zhí)行機構完成諸如滑套的打開、關閉等動作。由于油管及井下智能設備內通徑一致，管串中可串聯(lián)多個井下智能設備，所以可以達到壓裂、注水、采油等段數不受限制的施工目的。
[0004]在無線射頻識別標簽入井之前通常需要先將其封裝在某種具有一定強度的殼體中。但是，該殼體的長度較長，體積較大，在殼體運動的過程中，容易產生晃動、旋轉等，無法控制標簽方向。無線射頻識別標簽通過天線時的姿態(tài)影響信號傳遞的成敗，無線射頻識別標簽與天線軸線的夾角越小，信號傳遞的成功率越高；當無線射頻識別標簽與天線軸線垂直或近似垂直時，無線射頻識別標簽的信號無法被天線捕獲。重要的是，現(xiàn)在的無線射頻標簽仍然不能被金屬材料完全包裹，金屬材料對于信號的傳輸影響特別大，或至信號無法傳遞至信號接受裝置，并且機械強度較大的包裹材料在下入井底后還容易阻塞井下智能設備，造成事故復雜。
[0005]因此，現(xiàn)在本領域技術人員需要解決的技術問題主要包括以下幾個方面:
[0006]1、無線射頻識別標簽信號傳遞順暢，不能被金屬材料完全包裹，產生信號屏蔽。
[0007]2、無線射頻識別標簽在運動時姿態(tài)不穩(wěn)定、出現(xiàn)無線射頻識別標簽通過天線時，其與天線軸線垂直或近似垂直，進而影響通信結果。
[0008]3、無線射頻識別標簽包裹材料阻塞井下智能設備循環(huán)通道。
[0009]4、標簽機械強度差，不能承受沖擊，不耐溫耐壓。

【發(fā)明內容】

[0010]有鑒于此，本發(fā)明旨在提出一種石油鉆采用井下易水解無線射頻識別標簽及制備方法，使得無線射頻識別標簽在井下運動時能夠控制自身運動方向，并且無線射頻識別標簽達到信息傳遞目的后包裹材料快速降解，防止井下智能設備出液口阻塞而發(fā)生復雜井下事故。[0011 ]為達到上述目的，本發(fā)明的技術方案是這樣實現(xiàn)的:
[0012]—種石油鉆采用井下易水解無線射頻識別標簽，包括殼體和無線射頻標簽本體；
[0013]所述殼體由易降解材料制成，包括相互對接的上殼體和下殼體，所述無線射頻標簽本體固設在所述上殼體和下殼體之間。
[0014]進一步的，所述殼體呈水滴狀；
[0015]所述上殼體下端面的中心開設有一向下開口的標簽安放上槽；
[0016]所述下殼體的上端面與所述上殼體的下端面相互對接且直徑相同，該下殼體的上端面的中心開設有一開口向上并與所述標簽安放上槽相對的標簽安放下槽；
[0017]所述無線射頻標簽本體放置在所述標簽安放上槽和標簽安放下槽對接構成的標簽安裝槽中。
[0018]進一步的，所述下殼體的上端面和上殼體的下端面上分別設有相互配合的矩形齒狀結構。
[0019]進一步的，所述下殼體沿該殼體中心軸線方向上的最大高度小于所述上殼體沿該殼體中心軸線方向上的最大高度。
[0020]進一步的，所述下殼體中固設有至少一個增重件，所述殼體的重心在該殼體中心軸線上靠近殼體下端的部位。
[0021]進一步的，所述增重件為高密度型砂。
[0022]進一步的，所述高密度型砂有多粒，均勻分布在下殼體中。
[0023]進一步的，所述易降解材料為易水解聚酯。
[0024]相對于現(xiàn)有技術，本發(fā)明所述的石油鉆采用井下易水解無線射頻識別標簽具有以下優(yōu)勢:
[0025](I)本發(fā)明所述的石油鉆采用井下易水解無線射頻識別標簽，采用易降解材料一易水解聚酯，使得殼體在工作完成后快速水解，防止了無線射頻標簽包裹材料阻塞井下智能控制閥循環(huán)通道而產生的復雜事故。
[0026](2)本發(fā)明所述的石油鉆采用井下易水解無線射頻識別標簽，整體形狀設計為水滴結構，有利于標簽控制運行軌跡，而易水解聚酯中添加的高密度型砂作為增重件，更加穩(wěn)定了標簽的運行姿態(tài)，增強了機械性能，提高了無線射頻標簽信號識別的成功率。
[0027]本發(fā)明的另一目的在于提出一種石油鉆采用井下易水解無線射頻識別標簽的制備方法，以實現(xiàn)石油鉆采用井下易水解無線射頻識別標簽的低成本、高效率制備。
[0028]為達到上述目的，本發(fā)明的技術方案是這樣實現(xiàn)的:
[0029]—種石油鉆采用井下易水解無線射頻識別標簽的制備方法，包括以下步驟:
[0030](I)將高密度型砂和易水解聚酯材料按一定比例充分混合，并將混合液置于真空環(huán)境中靜置一段時間，直至混合液中完全沒有氣泡產生；
[0031](2)將混合液倒入內表面涂刷有脫模防粘用蠟的下模具中，并將中間模具覆蓋在下模具的上端；
[0032](3)將無線射頻標簽本體固定在中間模具的中部，并部分插入所述下模具內的混合液中；
[0033](5)將安裝好的下模具、中間模具及無線射頻標簽本體整個置于真空罩中，并抽取真空罩中空氣，直至混合液完全凝固成下殼體后打開真空罩；
[0034](6)將中間模具由下模具上脫模，此時無線射頻標簽固定在凝固的下殼體中，再將內表面涂刷有脫模防粘用蠟的上模具倒扣在下模具的上端；
[0035](7)將易水解聚酯材料由上模具上端的注入孔內注入，關閉真空罩并抽取真空罩內空氣，直至上模具和下模具內的易水解聚酯完全凝固成上殼體，然后脫模，取出制作完畢的標簽。
[0036]進一步的，所述下模具的上端開口。
[0037]進一步的，所述上模具的下端開口，且該下端開口與所述下模具的上端開口相配合對接，該上模具的上端開設有一注入孔。
[0038]進一步的，所述上模具和下模具對接后的內腔呈水滴狀。
[0039]進一步的，所述中間模具上與所述下模具的上端開口相匹配的下端面上設有矩形齒狀結構。
[0040]進一步的，所述中間模具的中心開設有標簽定位孔。
[0041 ]進一步的，所述步驟(7)中取出制作完畢的標簽后，還包括一步驟(7.1)對標簽的外表進行修整。
[0042]進一步的，所述步驟(I)中高密度型砂和易水解聚酯材料的比重范圍為1:4?1:1。
[0043]進一步的，所述步驟(5)中的下殼體與所述步驟(7)中的上殼體的比重范圍為4:1?5:2。
[0044]相對于現(xiàn)有技術，本發(fā)明所述的石油鉆采用井下易水解無線射頻識別標簽的制備方法具有以下優(yōu)勢:
[0045](I)本發(fā)明所述的石油鉆采用井下易水解無線射頻識別標簽的制備方法，實現(xiàn)了易水解無線射頻標簽的低成本、高效率制備，實現(xiàn)了易水解無線射頻標簽投放時運動姿態(tài)的自動穩(wěn)定控制以及工作完成后的自動水解，降低了石油鉆采的生產成本。
【附圖說明】
[0046]構成本發(fā)明的一部分的附圖用來提供對本發(fā)明的進一步理解，本發(fā)明的示意性實施例及其說明用于解釋本發(fā)明，并不構成對本發(fā)明的不當限定。在附圖中:
[0047]圖1為本發(fā)明實施例所述的石油鉆采用井下易水解無線射頻識別標簽的正向剖面結構示意圖；
[0048]圖2為本發(fā)明實施例所述的石油鉆采用井下易水解無線射頻識別標簽的縱向剖面結構示意圖；
[0049]圖3為本發(fā)明實施例所述的下模具結構示意圖；
[0050]圖4為本發(fā)明實施例所述的中間模具結構示意圖；
[0051 ]圖5為本發(fā)明實施例所述的上模具結構示意圖；
[0052]圖6為本發(fā)明實施例所述的制作下殼體的模具組合結構示意圖；
[0053]圖7為本發(fā)明實施例所述的制作上殼體的模具組合結構示意圖。
[0054]附圖標記說明:
[0055]1-上殼體;2-無線射頻標簽本體；3-矩形齒狀結構；4-下殼體;5-增重件;6_下模具;61-階梯狀安裝邊沿;7-中間模具;71-標簽定位孔;72-安裝凹槽;8-上模具;81-注入孔；82-安裝凸邊。
【具體實施方式】
[0056]需要說明的是，在不沖突的情況下，本發(fā)明中的實施例及實施例中的特征可以相互組合。
[0057]在本發(fā)明的描述中，需要理解的是，術語“中心”、“縱向”、“橫向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“豎直”、“水平”、“頂”、“底”、“內”、“外”等指示的方位或位置關系為基于附圖所示的方位或位置關系，僅是為了便于描述本發(fā)明和簡化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構造和操作，因此不能理解為對本發(fā)明的限制。此外，術語“第一”、“第二”等僅用于描述目的，而不能理解為指示或暗示相對重要性或者隱含指明所指示的技術特征的數量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隱含地包括一個或者更多個該特征。在本發(fā)明的描述中，除非另有說明，“多個”的含義是兩個或兩個以上。
[0058]在本發(fā)明的描述中，需要說明的是，除非另有明確的規(guī)定和限定，術語“安裝”、“相連”、“連接”應做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或一體地連接;可以是機械連接，也可以是電連接;可以是直接相連，也可以通過中間媒介間接相連，可以是兩個元件內部的連通。對于本領域的普通技術人員而言，可以通過具體情況理解上述術語在本發(fā)明中的具體含義。
[0059]下面將參考附圖并結合實施例來詳細說明本發(fā)明。
[0060]如圖1和2所示，本發(fā)明中的石油鉆采用井下易水解無線射頻識別標簽，包括殼體和無線射頻標簽本體3 ；
[0061 ]殼體由易降解材料制成，包括相互對接的上殼體I和下殼體4，無線射頻標簽本體2固設在上殼體I和下殼體4之間。
[0062]殼體呈水滴狀；
[0063]上殼體I下端面的中心開設有一向下開口的標簽安放上槽；
[0064]下殼體4的上端面與上殼體I的下端面相互對接且直徑相同，該下殼體4的上端面的中心開設有一開口向上并與標簽安放上槽相對的標簽安放下槽；
[0065]無線射頻標簽本體2放置在標簽安放上槽和標簽安放下槽對接構成的標簽安裝槽中。
[0066]下殼體4的上端面和上殼體I的下端面上分別設有相互配合的矩形齒狀結構3，用以增加上殼體I和下殼體4之間結合的牢固程度。
[0067]下殼體4沿該殼體中心軸線方向上的最大高度小于上殼體I沿該殼體中心軸線方向上的最大高度。
[0068]下殼體4與上殼體的比重范圍為4:1?5:2，作為優(yōu)選，下殼體4與上殼體I的比重范圍為3:1。
[0069]下殼體4中固設有至少一個增重件5，殼體的重心在該殼體中心軸線上靠近殼體下端的部位。
[0070]增重件5為高密度型砂。
[0071]高密度型砂有多粒，均勻分布在下殼體4中。
[0072]易降解材料為易水解聚酯(EHDPET)材料。
[0073]本發(fā)明中的石油鉆采用井下易水解無線射頻識別標簽中，下殼體4的比重為整個殼體的四分之三，且整體結構為水滴狀，有利于標簽在石油鉆井中對自身運動姿態(tài)及軌跡的控制，且該殼體為下重上輕的屬性，該標簽在井下運動時，下殼體在下，上殼體在上以穩(wěn)定的姿態(tài)向下運動，增強了機械性能，也保證了無線射頻識別標簽本體2在通過信號接收天線時，其與天線軸線的夾角很小，進而提高了無線射頻標簽信號識別的成功率。
[0074]本發(fā)明中的石油鉆采用井下易水解無線射頻識別標簽，采用易降解材料一易水解聚酯材料，使得標簽在完成信息傳輸任務后，易水解聚酯材料在經過預定時間后快速水解，防止了被投入井中的標簽包裹材料阻塞井下智能控制閥循環(huán)通道而產生的事故復雜。
[0075]本發(fā)明中的石油鉆采用井下易水解無線射頻識別標簽的制備方法，包括以下步驟:
[0076](I)將高密度型砂和易水解聚酯材料按一定比例充分混合，并將混合液置于真空環(huán)境中靜置一段時間，直至混合液中完全沒有氣泡產生；
[0077](2)將混合液倒入內表面涂刷有脫模防粘用蠟的下模具6中，并將中間模具7覆蓋在下模具6的上端；
[0078](3)將無線射頻標簽本體3固定在中間模具7的中部，并部分插入下模具6內的混合液中，此時安裝好的下模具6和中間模具7構成制作下殼體的模具組合結構；
[0079](5)將安裝好的下模具6、中間模具7及無線射頻標簽本體3整個置于真空罩中，并抽取真空罩中空氣，直至混合液完全凝固成下殼體4后打開真空罩；
[0080](6)將中間模具7由下模具6上脫模，此時無線射頻標簽本體3固定在凝固的下殼體4中，再將內表面涂刷有脫模防粘用蠟的上模具8倒扣在下模具6的上端，形成制作上殼體的模具組合結構；
[0081](7)將易水解聚酯材料由上模具8上端的注入孔81內注入，關閉真空罩并抽取真空罩內空氣，直至上模具8和下模具6內的易水解聚酯完全凝固成與下殼體4固定連接的上殼體I，然后脫模，取出制作完畢的標簽。
[0082]下模具6的上端開口。
[0083]該下模具6上端開口處側壁的頂端設有階梯狀安裝邊沿61。
[0084]上模具8的下端開口，且該下端開口與下模具6的上端開口相配合對接，該上模具8的上端開設有一注入孔81。
[0085]該上模具8的下端開口處側壁的頂端設有與所述下模具6的階梯狀安裝邊沿61相配合的安裝凸邊82。
[0086]上模具8和下模具6對接后的內腔呈水滴狀，且該內腔的高度與直徑的比值為1.6，有利于整個封裝有無線射頻標簽本體2的封裝體標簽穩(wěn)定下行。
[0087]中間模具7上與下模具6的上端開口相匹配的下端面上設有矩形齒狀結構3，以便于下殼體在凝固時根據中間模具的下端面凝固成矩形齒狀結構，當該下殼體4的上方再次注入易水解聚酯材料進行凝固上殼體I時，上殼體I的下端面會凝固成與下殼體4上端面的矩形齒狀結構3相配合的矩形齒狀結構3，使得上殼體I與下殼體4之間材料的接觸面積成倍增加，增強了上殼體I與下殼體4之間的牢固程度。
[0088]中間模具7的下端面的邊沿設有與所述階梯狀安裝邊沿61相配合的安裝凹槽72，安裝凹槽72、安裝凸邊82和階梯狀安裝邊沿61方便了中間模具7、上模具8與下模具6之間的安裝。
[0089]中間模具7的中心開設有標簽定位孔71，方便了無線射頻標簽本體2的定位。
[0090]步驟(7)中所述的取出制作完畢的標簽后，還包括一步驟(7.1)對標簽的外表進行修整，使得制作完成的標簽更加完美。
[0091 ]步驟(I)中所述的高密度型砂和易水解聚酯材料的比重范圍為1:4?1:1，作為優(yōu)選，實施例中選用高密度型砂和易水解聚酯材料的比重為1:2。
[0092]步驟(5)中所述的下殼體4與步驟(7)中的上殼體I的比重范圍為4:1?5:2，作為優(yōu)選，實施例中選用的下殼體與上殼體的比重范圍為3:1，如此設置，更加穩(wěn)定了標簽通過接收天線的穩(wěn)定性，進一步有利于信息傳輸的成功率。
[0093]無線射頻標簽本體2在封裝前應寫入唯一的信息命令，在封裝后檢測無線射頻識別標簽本體2的信息情況，保證封裝后無線射頻識別標簽本體2寫入信息命令存在并正確。
[0094]以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發(fā)明的保護范圍之內。
【主權項】
1.一種石油鉆采用井下易水解無線射頻識別標簽，其特征在于:包括殼體和無線射頻標簽本體(3); 所述殼體由易降解材料制成，包括相互對接的上殼體(I)和下殼體(4)，所述無線射頻標簽本體(2)固設在所述上殼體(I)和下殼體(4)之間。2.根據權利要求1所述的石油鉆采用井下易水解無線射頻識別標簽，其特征在于:所述殼體呈水滴狀； 所述上殼體(I)下端面的中心開設有一向下開口的標簽安放上槽； 所述下殼體(4)的上端面與所述上殼體(I)的下端面相互對接且直徑相同，該下殼體(4)的上端面的中心開設有一開口向上并與所述標簽安放上槽相對的標簽安放下槽； 所述無線射頻標簽本體(2)放置在所述標簽安放上槽和標簽安放下槽對接構成的標簽安裝槽中。3.根據權利要求1所述的石油鉆采用井下易水解無線射頻識別標簽，其特征在于:所述下殼體(4)的上端面和上殼體(I)的下端面上分別設有相互配合的矩形齒狀結構(3)。4.根據權利要求1所述的石油鉆采用井下易水解無線射頻識別標簽，其特征在于:所述下殼體(4)中固設有至少一個增重件(5)，所述殼體的重心在該殼體中心軸線上靠近殼體下端的部位。5.根據權利要求4所述的石油鉆采用井下易水解無線射頻識別標簽，其特征在于:所述下殼體(4)與上殼體(I)的比重范圍為4:1?5:2。6.根據權利要求4所述的石油鉆采用井下易水解無線射頻識別標簽，其特征在于:所述增重件(5)為高密度型砂，所述高密度型砂有多粒，均勻分布在所述下殼體(4)中。7.根據權利要求1所述的石油鉆采用井下易水解無線射頻識別標簽，其特征在于:所述易降解材料為易水解聚酯材料。8.—種用以制備權利要求1至權利要求7任一所述的石油鉆采用井下易水解無線射頻識別標簽的制備方法，其特征在于包括以下步驟: (1)將高密度型砂和易水解聚酯材料按一定比例充分混合，并將混合液置于真空環(huán)境中靜置一段時間，直至混合液中完全沒有氣泡產生； (2)將混合液倒入內表面涂刷有脫模防粘用蠟的下模具(6)中，并將中間模具(7)覆蓋在下模具(6)的上端； (3)將無線射頻標簽本體(3)固定在中間模具(7)的中部，并部分插入所述下模具(6)內的混合液中； (5)將安裝好的下模具(6)、中間模具(7)及無線射頻標簽本體(3)整個置于真空罩中，并抽取真空罩中空氣，直至混合液完全凝固成下殼體(4)后打開真空罩； (6)將中間模具(7)由下模具(6)上脫模，此時無線射頻標簽本體(3)固定在凝固的下殼體(4)中，再將內表面涂刷有脫模防粘用蠟的上模具(8)倒扣在下模具(6)的上端； (7)將易水解聚酯材料由上模具(8)上端的注入孔(81)內注入，關閉真空罩并抽取真空罩內空氣，直至上模具(8)和下模具(6)內的易水解聚酯完全凝固成與下殼體(4)固定連接的上殼體(I)，然后脫模，取出制作完畢的標簽。9.根據權利要求8所述的石油鉆采用井下易水解無線射頻識別標簽的制備方法，其特征在于:所述上模具(8)和下模具(6)對接后的內腔呈水滴狀，所述中間模具(7)上與所述下模具(6)的上端開口相匹配的下端面上設有矩形齒狀結構(3)。10.根據權利要求8所述的石油鉆采用井下易水解無線射頻識別標簽的制備方法，其特征在于:所述步驟(I)中高密度型砂和易水解聚酯材料的比重范圍為1:4?1:1。
【文檔編號】G06K19/077GK106022445SQ201610361559
【公開日】2016年10月12日
【申請日】2016年5月26日
【發(fā)明人】雷中清, 馮強, 李紹輝, 黃敏, 黨偉, 周俊然, 王益山, 姜偉
【申請人】中國石油集團渤海鉆探工程有限公司