[发明专利]一种基于自适应稳频RFID技术的油井注水控制装置

权利要求书

1.一种基于自适应稳频RFID技术的油井注水控制装置，其特征在于，包括注水套管、RFID标签球、井下RFID控制器、井下RFID环境适应器和注水阀，其中，

所述RFID标签球由地面投递,用于携带注水阀开度大小指令并随注水套管内的水流向下运动；

所述井下RFID控制器包括标签读写模块和井下读写器天线，其中所述标签读写模块和所述井下读写器天线均安装在所述注水套管的内壁上；所述井下读写器天线包括中空的天线骨架及缠绕在该天线骨架上的螺线管天线，该螺线管天线的一端与所述标签读写模块连接且另一端与所述井下RFID环境适应器连接；所述标签读写模块用于对运动到所述天线骨架内腔的所述RFID标签球进行读写操作，以获取注水阀开度大小指令，从而控制注水阀的开度；此外，所述螺线管天线的长度为0.25vm，以保证至少2次的读写机会，其中vm/s表示RFID标签球随井下水流的运行速度；所述井下读写器天线与所述注水套管之间还设置有铁氧体屏蔽环，以防该注水套管产生的涡流效应削弱所述井下读写器天线的电磁场；

所述井下RFID环境适应器包括相位测量模块、PWM输出模块和可控电容阵列模块，其中，所述相位测量模块用于将井下读写器天线输出的正弦波信号转化成方波信号，并与标签读写模块的芯片发出的方波信号进行比较，然后将两个方波的相位差输出给PWM输出模块；所述PWM输出模块基于所述相位差来控制所述可控电容阵列模块的电容，以调整可控电容阵列模块的电容，从而使所述标签读写模块、所述井下读写器天线和所述可控电容阵列模块构成的电路发生谐振，以便所述标签读写模块对所述RFID标签球进行读写；

所述注水阀具有阀杆和阀塞，并通过该阀杆和该阀塞的水平移动，相应打开或封闭所述注水套管上的侧孔，从而控制是否向油层内注水。

2.根据权利要求1所述的一种基于自适应稳频RFID技术的油井注水控制装置，其特征在于，所述的RFID标签球的磁芯采用铁氧体磁芯，所述天线骨架采用环氧树脂制成。

3.根据权利要求1所述的一种基于自适应稳频RFID技术的油井注水控制装置，其特征在于，所述井下RFID环境适应器测量所述井下读写器天线的阻抗，再通过交流电子开关控制所述可控电容阵列模块的电容值，以补偿所述井下读写器天线的阻抗改变。

4.根据权利要求1所述的一种基于自适应稳频RFID技术的油井注水控制装置，其特征在于，所述可控电容阵列模块包括多个并联在一起的电容，并且每个电容分别由一交流开关控制，所述PWM输出模块通过控制交流开关的开闭，相应调整所述可控电容阵列模块的电容。