石油作为国家的经济命脉,对石油开发和利用的重要性不言而喻。到了二十一世纪初,全世界的油气田开发者都面临着一个相同的困境：随着油气田的大规模被开发,未被发现的油气藏大多都储量分散、层薄、埋藏深、孔渗条件复杂。中国多数油气藏具有多层系,多油组,分布井段长和纵,横向上非均匀质性强的特点。为了增加原油的产量,压裂改造地层是提高油田单井产量的有效开采手段,在国内和国际大部分国家的石油天然气压裂增产施工作业过程中,压裂技术是油气井增产、水井增注的一项重要技术措施。但是在压裂施工中,存在一个如何准确分层的问题。过去油田一般用笼统压裂,通常只有一个油层开采,当要压裂多层时就需要进行多次施工,施工复杂,周期长,难度大,对油层的压裂针对性不强,不能充分发挥各层的生产能力,也不能很好的达到压裂的预期效果。随着钻井技术的进步和钻井成本的不断降低,在油气田开采过程中,分层压裂技术被广泛的应用。但对于井线长,分层多的油气田,准确的分层压裂改造也一直是难题。现使用的压裂工艺有投球分层压裂、不动管住分层压裂、桥塞分层压裂等,但都有一定的局限性。现在国内外许多科研院所和研究机构都在致力于开发新的压裂设备和工艺,提出分层压裂的可控性,即在分层压裂时,根据需要压裂指定的层段。传统的不动管柱分层压裂是通过投入钢球——升压打掉球座——封堵下油层——再投入较大的钢球——升压打断剪钉——封堵较上油层,通过憋压的办法,推动管柱中的机构运动实现分层导流。但这种方式由于受到投球及座封滑套精度的限制,一般分层压裂的层数不能大于十几层,而现代压裂过程中,特别是在水平井压裂过程中,超多层的压裂已变的越来越普遍,而传统的机械式方法显然对此已不能胜任。本文根据法拉第电磁感应原理,利用RFID技术,提出用电磁阀推动管柱中的机械部件。实现方式是在投球中安置一个发射装置,发射带有ID编码的125KHZ载波信号,在电磁阀端装有感应线圈,通过滤波、放大、解码、识别ID信号来控制不同层段的电磁阀从而达到分层导流的目的。通过这种方式不仅可以利用ID编码打开更多的阀门,而且能简化压裂工艺管柱,降低加工成本,减少施工的强度和复杂性,克服依靠投球直径分层的不足。本文首先分析了国内外压裂工艺的现状,通过对多功能分层压裂开关工作原理来说明现有的压裂工艺不仅施工繁琐,而且管柱部件多、机构复杂。结合压裂工艺提出了系统控制原理,进行了理论分析和计算,初步确定了几个重要的参数。根据初步的分析确定的几个参数,提出了系统结构框图及所采用的器件。根据结构框图,本文将系统研制分为硬件和软件两大部分。在硬件部分又细分为发射和接收两部分进行说明。在发射部分,介绍了投球的结构、码元格式和编码方式、调制方式、电源的功耗、驱动电路及具体的电路原理图。在接收部分,介绍了管柱的结构,环形感应线圈和铁氧体线圈电感的计算、MCP2030H和dsPIC30f4013器件的性能特点及工作模式,最后说明了本系统采用低功耗设计的方法。在软件部分,结合发射和接收要实现的不同功能,给出几个重要的子程序流程图,并结合流程图通过具体的程序进行了说明。论文最后介绍了整个系统的软、硬件调试内容和调试方法,对系统试验的结果进行了分析,总结了影响系统接收距离的因素及在试验中出现的问题,并提出了相应的改进措施。