BRPI0004844B1 - dispositivo de blindagem para uso em conjunto com uma ferramenta de perfurar poços - Google Patents

Abstract

dispositivo de blindagem para uso em conjunto com uma ferramenta de perfurar poços e processo para a blindagem de uma bobina dispositivo de blindagem para uso em conjunto com uma ferramenta de perfurar poços para seletivamente atenuar um ou mais componentes do campo de energia eletromagnética na medida em que o componente interaja com a blindagem. a blindagem é composta de uma tira flexível ou corpo condutor e compreende pelo menos uma fenda inclinada ou elemento condutor inclinado em seu interior. a blindagem estando adaptada para envolver uma antena montada sobre uma ferramenta de perfurar poços. um processo para girar o eixo do dipolo magnético de uma bobina transmissora ou receptora. um processo para enrolar e blindar uma bobina elétrica tal que a bobina resultante emite ou recebe selecionados componentes do campo de energia eletromagnética.

Description

DISPOSITIVO DE BLINDAGEM PARA USO EM CONJUNTO COM UMA FERRAMENTA DE PERFURAR POÇOS

1. ANTECEDENTES DA INVENÇÃO 1.1 Campo da Invenção Esta invenção é relativa ao campo das ferramentas de localização de poços do tipo nos quais a energia eletromagnética ("EM") é usada para avaliar as características das formações do entorno de um furo de sondagem. Mais particularmente, esta invenção se refere a uma aperfeiçoada blindagem da bobina da antena para uso em tais ferramentas para proporcionar seletiva atenuação das ondas EM emitidas ou recebidas pela antena. 1.2 Descrição da Arte Relacionada Ferramentas de perfurar poços por indução e propagação têm sido empregadas em operações de localização por muitos anos para avaliar as propriedades das formações de subsuperfície no entorno de uma sonda de furo de sondagem. Em técnicas convencionais de localização, uma quantidade de antenas ou bobinas são montadas sobre uma ferramenta de perfurar poços. Uma corrente alternada energiza uma ou mais bobinas transmissoras para emitir energia EM para dentro das formações. A energia emitida se propaga através das formações ou induzem correntes nas formações circundantes ao furo de sondagem. A energia ou correntes EM são detectadas e mensuradas por uma ou mais bobinas receptoras posicionadas sobre a ferramenta. Os sinais EM medidos são processados para determinar as propriedades elétricas, tais como a permissividade ou a condutividade, das formações.

Se as bobinas transmissoras e receptoras sobre essas ferramentas estiverem perfeitamente configuradas e equilibradas em um sistema teoricamente ideal, a energia EM emitida pelas bobinas se propagam em um modo conhecido como um modo elétrico transversal ("TE"), do tipo gerado por um ideal dipolo magnético vertical em um meio azimutalmente simétrico. Entretanto, sob as atuais condições operacionais, existem vários fatores que dão margem à geração de significativos componentes de campo EM indesejados. Uma abordagem para aliviar este problema é com o uso de blindagens de antena para reduzir a transmissão e/ou recepção de componentes de campo EM espúrios e indesejados. Estas blindagens são tipicamente usadas em conjunto com cada bobina posicionada sobre a ferramenta.

As Patentes U.S. Nos. 4.536.714 e 4.949.045 (ambas consignadas para os assinantes da presente revelação) revelam blindagens de antenas convencionais empregadas nessas ferramentas de perfurar poços para proporcionar proteção mecânica para as bobinas e para garantir a passagem dos desejados componentes do campo EM. Como mostrado na Figura IA, essas blindagens 10 estão na forma de um cilindro metálico que possui fendas 12 na direção axial. A forma da fenda 12 permite passar o componente azimutal (E^) do campo elétrico da energia EM, porém evita dos componentes radial (Er) e axial (Ez) do campo elétrico de passarem através da blindagem, igualmente os provenientes do interior (no caso de um transmissor) ou os provenientes do exterior (no caso de um receptor). Um ponto de vista alternativo é representar cada fenda axial 12 como um dipolo magnético, como mostrado na Figura lb. Estes dipolos magnéticos são sensíveis aos campos magnéticos axiais (Bz), porém eles não são sensíveis aos campos magnéticos azimutais (B^). Estas bobinas blindadas são então tornadas insensíveis aos campos magnéticos parasitas transversais ("TM") EM associados com os tipos de furos de sondagem, e os quais possuem campos elétricos radiais (Er) ou axiais (Ez) e campos magnéticos azimutais (B^).

Recentes publicações no campo da localização de poços têm descrito a implementação de ferramentas com bobinas triaxiais. Tais configurações de bobinas envolvem três bobinas com momentos magnéticos que são co-planares.

As Patentes U.S. Nos. 5.508.616, 5.115.198, 5.757.191 e o Pedido PCT WO 98/00733, Bear e outros, descrevem ferramentas de localização que empreqam tais configurações. Em comum com esses dispositivos e técnicas, entretanto, é a necessidade de manipular a bobina da antena propriamente. Nenhuma destas revelações está direcionada à implementação de blindagens de antenas como um recurso alternativo para conseguir seletiva atenuação da energia EM. É desejável girar o eixo do dipolo magnético de uma bobina transmissora ou receptora sem ter que inclinar o eixo da bobina em relação ao eixo da ferramenta. Os benefícios de tal técnica incluem reduções nos custos de fabricação e de recuperação das ferramentas, bem como menores tempos de produção. Ainda adicionalmente, é desejado implementar um dispositivo de blindagem que possa ser usado em conjunção com bobinas inclinadas e não inclinadas para girar o eixo do dipolo magnético.

2. SUMÁRIO DA INVENÇÃO A invenção proporciona um dispositivo de blindagem para uso com uma ferramenta de perfurar poços, a ferramenta possuindo um recurso de suporte longitudinal e pelo menos uma bobina montada sobre ele, a bobina estando adaptada para transmitir ou receber energia eletromagnética incluindo componentes de campo azimutal, axial, ou radial. 0 dispositivo de blindagem inclui um corpo oco adaptado para envolver coaxialmente a bobina, o corpo sendo formado de um material eletricamente condutor e possuindo pelo menos uma fenda inclinada estando inclinada a um ângulo com relação ao eixo longitudinal do recurso de suporte para proporcionar seletiva atenuação de pelo menos um dos componentes do campo na medida em que o componente interaja com a blindagem. A invenção também proporciona um dispositivo de blindagem para uso com uma ferramenta de perfurar poços, a ferramenta possuindo um recurso de suporte longitudinal e pelo menos uma bobina montada sobre ele, a bobina estando adaptada para transmitir ou receber energia eletromagnética incluindo componentes de campo azimutal, axial, ou radial. 0 dispositivo de blindagem inclui uma tira flexível adaptada para envolver a bobina, a tira sendo formada de um material não condutor; pelo menos um elemento condutor disposto sobre a tira, o elemento configurado para formar laço aberto em torno da bobina quando a tira envolve a bobina; recursos de comutação conectados a pelo menos um elemento condutor, os recursos de comutação sendo operativos para proporcionar fechamento seletivo do laço aberto para formar um laço fechado; e com isso o laço fechado proporciona seletiva atenuação de pelo menos um dos componentes do campo na medida em que o componente interaja com a blindagem. A invenção também proporciona um processo para girar o eixo do dipolo magnético de uma bobina transmissora ou receptora, a bobina estando adaptada para transmitir ou receber energia eletromagnética incluindo componentes de campo azimutal, axial, ou radial. 0 processo inclui envolver a bobina com uma blindagem, a blindagem possuindo pelo menos uma fenda inclinada ou elemento condutor inclinado em seu interior, cada uma das fendas inclinadas ou elemento condutor inclinado estando inclinado em um ângulo com relação ao eixo da bobina que proporcione atenuação seletiva de pelo menos um componente do campo de energia eletromagnética na medida em que o componente interaja com a blindagem. A invenção também proporciona um processo para enrolamento e blindagem de uma bobina elétrica, por meio da qual a bobina emite ou recebe selecionados componentes do campo de energia eletromagnética. 0 processo inclui enrolar um primeiro filamento condutor em torno de um recurso de suporte não condutor tal que cada volta do enrolamento não esteja perpendicular ao eixo longitudinal do recurso de suporte; avançar o primeiro filamento em torno do corpo para formar pelo menos uma camada de enrolamento; e empacotar o enrolamento com uma tira flexível adaptada para proporcionar seletiva atenuação dos componentes do campo de energia eletromagnética emitida ou recebida. 3. BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS Outros aspectos e vantagens da invenção se tornarão evidentes pela leitura da descrição detalhada a seguir e com referência aos desenhos nos quais: A Figura la é um diagrama de uma blindagem cilíndrica convencional com fendas axiais. As setas direcionadas são representativas da interação entre a blindagem e os componentes do campo elétrico da energia eletromagnética incidente. A Figura lb é um diagrama esquemático de uma blindagem cilíndrica convencional com fendas axiais. As setas direcionadas são representativas da interação entre a blindagem e os componentes do campo magnético da energia eletromagnética incidente. A Figura 2 é um diagrama esquemático de uma bobina enrolada a um ângulo Θ em relação ao eixo longitudinal da ferramenta de perfurar poços. Também é descrita uma vista da bobina inclinada como projetada por sobre uma superfície bidimensional. A Figura 3 é um diagrama esquemático de um modelo de fenda inclinada sobreposta por sobre uma bobina inclinada e projetada por sobre uma superfície bidimensional. As fendas são mantidas perpendiculares ao(s) enrolamento(s) da bobina. A Figura 4 é um diagrama esquemático de um modelo de fenda inclinada sobreposta por sobre uma bobina não inclinada (axial) e projetada por sobre uma superfície bidimensional. A Figura 5 é um diagrama esquemático do modelo de fenda inclinada da Figura 4 com as fendas mantidas centradas sobre o(s) enrolamento(s) da bobina. A Figura 6 representa uma vista em perspectiva de uma blindagem cilíndrica de acordo com a presente invenção. A Figura 7a E um diagrama esquemático de uma blindagem cilíndrica de acordo com a invenção. As setas pontilhadas representam os componentes do dipolo magnético axial e do dipolo magnético transversal associados com o modelo de fenda da blindagem. A Figura 7b é uma vista de topo da seção transversal de uma ferramenta com a blindagem da Figura 7a como vista ao longo da linha A-A quando a ferramenta está em um furo de sondagem. A Figura 8 é um diagrama esquemático de uma blindagem composta de uma tira de acordo com a presente invenção. A tira é mostrada projetada por sobre uma superfície bidimensional. A Figura 9 é um diagrama esquemático representativo de um conjunto de momentos magnéticos transversais orientados ao redor de um eixo longitudinal. A Figura 10 é uma vista desembalada de uma blindagem composta de uma tira contendo múltiplos elementos condutores de acordo com a presente invenção. A Figura 11 é um diagrama da blindagem da Figura 10 sobreposta ao enrolamento de uma bobina inclinada de acordo com a presente invenção.

4. DESCRIÇÃO DAS MODALIDADES ILUSTRATIVAS

Com o intuito de esclarecimento, nem todas as características da presente implementação são descritas nesta especificação. Será notado que embora o desenvolvimento de qualquer tal implementação atual possa ser complexa e consumir tempo, ela seria no entanto uma rotina de responsabilidade daqueles com usual experiência na arte para obter os benefícios desta revelação.

Como discutido acima, blindagens convencionais usadas nas ferramentas de perfurar poços universalmente possuem fendas que estão alinhadas ao longo do eixo longitudinal da ferramenta. A orientação das fendas é perpendicular ao campo elétrico gerado pela bobina contida ou ao campo que é para ser detectado pelo receptor. Se o campo incidente possui um componente indesejado de campo elétrico que está disposto juntamente com a fenda, então as correntes irão fluir no metal para cancelar aquele campo e apenas o componente normal irá permanecer. Para ferramentas convencionais de indução e propagação, o campo elétrico desejado é azimutal, e as fendas longitudinais permitem a passagem deste campo. Se a bobina foi enrolada em um ângulo Θ em relação ao eixo da ferramenta, então o campo elétrico desejado é nem tanto azimutal, mas em lugar disto possui ambos os componentes azimutal e longitudinal que variam como uma função da posição azimutal. A Figura 2 ilustra uma bobina 14 enrolada a um ângulo Θ em relação ao eixo longitudinal (representado pelas linhas tracejadas) da ferramenta e possuindo um raio a. Projetando a bobina 14 por sobre uma superfície bidimensional como mostrado, a altura da bobina 14 é descrita por uma função senoidal do ângulo azimutal φ em torno da ferramenta: f (φ) = a tan# cos^ (1) Uma bobina atual poderia provavelmente possuir múltiplos enrolamentos, descritos pela equação (1), porém com um termo adicional ρφ, onde p é o passo. Blindagens efetivas para tais configurações de bobinas devem preservar tanto as vantagens mecânicas e as vantagens EM oferecidas pelas blindagens convencionais. 4.1 Modelo de Fenda Inclinada Uma blindagem para deixar passar os desejados componentes do campo EM, e atenuar aqueles indesejados, deve possuir pelo menos uma fenda inclinada que esteja inclinada a um ângulo de Θ com relação ao eixo da ferramenta. Um modelo de fenda inclinada para uma bobina inclinada 14, projetada por sobre uma superfície bidimensional, é mostrada na Figura 3. As fendas 12' são perpendiculares à bobina 14 na interseção da fenda 12' e a bobina 14. Isto permite ao componente do campo elétrico que é paralelo à bobina 14 a passar através da blindagem com uma atenuação mínima. Este campo elétrico possuirá os componentes azimutal e axial, porém não o componente radial. A inclinação da fenda 12' é dada por 1/ (a tan# sen^) (2) De modo alternativo, se pode representar as fendas 12' como dipolos magnéticos pontuais sobre a superfície de um cilindro condutor (não mostrado). A localização de cada dipolo magnético é dada pela equação (1), a orientação deles é dada pela equação (2). Cada dipolo magnético individual possui um componente axial e um componente azimutal menor.

Embora a discussão acima considere que a bobina sob a blindagem esteja inclinada a um ângulo Θ em relação ao eixo da ferramenta, a blindagem 10 da presente invenção pode também ser usada com uma bobina axial 14. Com esta configuração, o eixo do dipolo magnético da bobina pode ser seletivamente girado. A Figura 4 ilustra um modelo de fenda inclinada 12 sobreposta por sobre uma bobina axial 14 e projetada por sobre uma superfície bidimensional. Esta configuração irá se desviar da configuração da Figura 3.

Como mostrado na Figura 4, as fendas 12' não estão mais perpendiculares ao enrolamento da bobina 14. Isto pode afetar a força relativa do componente dipolo magnético transversal ("TMD") em relação ao componente dipolo magnético axial. Uma abordagem para minimizar estes efeitos poderia ser manter as fendas 12' centradas sobre a bobina 14, como mostrado na Figura 5. A Figura 5 também mostra um modelo de fenda inclinada 12' sobreposta por sobre uma bobina 14 e projetada por sobre uma superfície bidimensional. Embora a bobina 14 na Figura 4 seja mostrada contendo múltiplos enrolamentos, será entendido por aqueles experimentados na arte que as blindagens da presente invenção são eficientes com bobinas 14 compostas de um ou mais enrolamentos.

Embora as Figuras 3-5 mostrem fendas retilíneas 12', em geral as fendas 12' são curvas a fim de manter a direção das fendas 12' perpendiculares às direções do(s) enrolamento(s) ou para mantê-los perpendiculares à direção desejada do campo elétrico que é para passar através da blindagem sem atenuação.

Envolver uma bobina axial 14 com uma blindagem da presente invenção irá produzir campos magnéticos transversais. Apenas o componente do campo elétrico que é perpendicular à fenda 12' irá passar através da blindagem; os componentes paralelos à fenda 12' serão atenuados. 0 campo elétrico que passa através das fendas 12' está na direção que poderia resultar de uma bobina verdadeiramente inclinada. Basicamente, a blindagem atua como um polarizador que permeia componentes do campo EM que correspondem a um dipolo magnético orientado a um ângulo inclinado em relação ao eixo da ferramenta. A Figura 6 mostra uma modalidade de uma blindagem 10 da presente invenção. Uma modalidade da blindagem 10 enseja um corpo oco 16 formado de um material condutor, tipicamente um metal. A blindagem 10 possui aberturas 18 em suas extremidades através das quais o corpo da ferramenta (não mostrada) passa. Típicas ferramentas de perfurar poços contêm um tubo metálico alongado como um recurso central de sustentação sobre o qual são montados sensores, componentes eletrônicos, e outras instrumentações. Será entendido que outros recursos de sustentação, tais como tubulações bobinadas ou tubos não metálicos, podem ser usados para implementar a presente invenção, na medida em que o tipo preciso do recurso de suporte não é tão importante. 0 corpo oco 16 pode ser de extremidade aberta ou de extremidade fechada. O corpo 16 é geralmente conformado na forma de uma superfície de revolução. Um cilindro é preferido, embora outras formas, tais como a de um elipsóide de revolução possa ser empregada. Preferivelmente, uma blindagem 10 envolverá independentemente cada bobina montada sobre a ferramenta de perfurar poços. A blindagem 10 pode ser montada sobre a ferramenta de perfurar poços de um modo adequado como conhecido na arte. O modelo de radiação EM em torno de uma ferramenta de localização pode ser afetado pela ferramenta propriamente, de modo que uma ótima operação da blindagem 10 pode requerer sintonia fina do modelo exato de fenda 12'. O modelamento mostra que a excentricidade do furo de sondagem pode possuir um grande efeito prejudicial sobre a avaliação usando os TMDs. TMDs excentralizados podem se acoplar diretamente na forma dos tipos de TM do furo de sondagem através do campo magnético azimutal (B^) do tipo de TM. Uma vez gue uma bobina inclinada 14 pode ser representada como uma soma vetorial de um dipolo magnético axial e um dipolo magnético transversal, ela será também suscetível aos efeitos da grande excentricidade.

Entretanto, as configurações da blindagem 10 da presente invenção proporcionarão algumas imunidades ao tipo de TM, de modo gue os efeitos da excentricidade podem ser reduzidos quanto à sua severidade. A Figura 7a mostra o componente do dipolo magnético axial ΒΛ e o componente do dipolo magnético transversal Br associados com cada fenda 12'. Como mostrado na Figura 7a, o modelo de fenda 12' provê guanto a alguma anulação dos componentes opostos do dipolo magnético transversal Br. A Figura 7b é uma vista superior de uma ferramenta com a blindagem da Figura 7a como visto ao longo da linha A-A quando a ferramenta está em um furo de sondagem. Como mostrado na Figura 7b, o campo magnético azimutal (B^) do tipo de TM pode se acoplar aos componentes do dipolo magnético transversal Br das fendas 12'. O campo elétrico radial (Er) do tipo de TM não irá penetrar a blindagem 10, de modo que a bobina 14 não o sentirá.

Os dipolos magnéticos transversais variam com o azimute φ como seno^ . O campo magnético do tipo de TM pode ser escrito como Bφ(φ) = B0 + Bi senf) + B2 sen2^ + ... (3) O campo B0 não será detectado pela bobina 14 porque B0 é uma função uniforme de φ, enquanto que os dipolos maqnéticos transversais são uma função ímpar de φ. 0 mesmo é verdadeiro para B2 sen2φ. Entretanto, Bi sen^ é uma função ímpar de φ, de modo que ele será detectado pela bobina 14. Assumindo que a condutividade da ferramenta é muitas ordens de magnitude maior do que o fluido do furo de sondagem ou da formação, o campo magnético azimutal (B^) não irá variar muito com o azimute φ. Portanto, Bo >> Bl, B2, de modo que o acoplamento de TM às fendas 12' será muito pequeno em média.

Modificações podem ser feitas na blindagem 10 ou na bobina 14 para alterar a amplitude azimutal da energia EM incidente ou o ângulo de rotação do dipolo magnético. Múltiplas blindagens 10 podem ser revestidas coaxialmente em torno de uma bobina 14. Combinações de fendas inclinadas e axiais podem ser formadas sobre uma blindagem 10. As fendas 12' podem possuir ângulos de inclinação iguais ou variadas. As fendas 12' podem ser parcialmente ou totalmente preenchidas com algum tipo de material de elevada atenuação (isto é, condutor). Um elemento condutor, tal como uma faixa ou filamento metálico, pode ser conectado entre os lados de uma fenda 12' para parcialmente curtocircuitar a fenda 12'.

Uma blindagem 10 da invenção podem também ser formada contendo duas metades ou várias seções configuradas para formar uma superfície de revolução (não mostrada) quando combinada. Uma tal configuração pode adicionalmente compreender uma seção ou uma metade da blindagem 10 estando eletricamente isolada da outra metade ou das outras seções. 0 espaçamento entre a bobina e o seu recurso de suporte ou o espaçamento entre a bobina e a blindagem 10 pode ser também variado. Será evidente para aqueles com experiência na arte que possui os benefícios desta revelação que outras modificações podem ser empregadas para aumentar a eficiência da blindagem 10. 4.2 Blindagem em Tiras A Figura 8 ilustra uma outra modalidade da presente invenção. Uma blindagem pode ser implementada na forma de uma tira 20, também referida como um circuito flexível. A tira 20 é mostrada projetada por sobre uma superfície bidimensional para esclarecimento da ilustração. Uma tira efetiva 20 pode ser formada de qualquer material não condutor adequado que possa ser adaptado para envolver coaxialmente uma bobina. A tira 20 é preferivelmente flexível, porém ela pode também ser formada de um material rígido. Atira 20 contém pelo menos um elemento condutor 22, preferivelmente uma multiplicidade de elementos 22. Os elementos condutores 22 podem ser formados de tiras finas de cobre ou outros materiais condutores adequados.

Como descrito acima, uma blindagem incorporando fendas inclinadas pode ser usada para girar o momento magnético de uma bobina 14. Assim, os elementos condutores 22 são dispostos na tira 20 tal que cada elemento 22 esteja inclinado a um ângulo com relação ao eixo da ferramenta quando a tira é montada sobre a ferramenta para envolver uma bobina. Uma vez que a tira 20 é não condutora (diferente das modalidades de blindagens descritas acima), os elementos 22 devem ser também configurados para formar um laço em torno da bobina quando a tira envolve a bobina. 0 laço proporciona o caminho o qual a corrente pode fluir em torno da bobina a fim de girar o eixo do dipolo magnético. A tira 20 proporciona seletiva atenuação da energia EM emitida ou recebida por uma bobina quando um laço completo é formado em torno da bobina pelo elemento condutor 22.

Uma conexão comutável é provida na tira 20 para seletivamente abrir ou fechar os laços formados pelos elementos condutores 22, como ilustrado na Figura 8. Esta conexão pode ser uma série de conexões ou apenas uma conexão. A(s) conexão(ões) podem ser também localizadas em qualquer ponto adequado do circuito. Quando a conexão está fechada, o elemento 22 atua para girar o dipolo magnético da bobina. Quando ela está aberta, ela não possui efeito. Uma forma de uma conexão comutável utiliza um comutador MosFET para abrir ou fechar o caminho da corrente em torno da bobina. Outros dispositivos adequados podem ser utilizados para formar a(s) conexão(ões) comutáveis como conhecido na arte. A tira 20 pode também compreender dispositivos adicionais de comutação (não mostrados) para proporcionar um curto elétrico com o mandril de uma ferramenta de perfurar poços se necessário.

As modificações descritas acima podem ser também feitas para a tira 20 ou para a bobina para alterar a amplitude azimutal da energia EM incidente ou o ângulo de rotação do dipolo magnético. Múltiplas camadas de elementos condutores 22 possuindo diferentes direções de momentos de dipolo magnéticos podem ser também dispostas sobre a tira 20. Isto permitiría o uso de uma única bobina axial 14 como um transmissor ou um receptor e mediante o fechamento da(s) conexão(ões) comutáveis sobre a tira 20, rotações diferentes do momento magnético poderíam ser alcançadas. De modo alternativo, múltiplas tiras 20 poderíam ser revestidas coaxialmente para envolver uma bobina. 4.3 Dipolos Magnéticos Transversais Pela alteração da direção do dipolo magnético, uma bobina pode ser usada para fazer a formação das medidas em múltiplas orientações. Esta seção descreve um processo para enrolar e blindar uma estrutura de bobina para produzir um conjunto de TMDs de acordo com a presente invenção.

Pela sobreposição ou revestimento de três bobinas em torno de um recurso de suporte não condutor e envolvendo as bobinas com uma ou mais tiras 20, um conjunto de dipolos transversais pode ser produzido. A Figura 9 ilustra um conjunto de momentos magnéticos direcionados ao longo das três direções ortogonais a um ângulo igual em relação ao eixo longitudinal da ferramenta. Com esta configuração, as três bobinas e sua(s) tira(s) correspondente(s) 20 podem ser ativadas ou desativadas independentemente. Isto permite para qualquer bobina e par polarizado a estar engajado, embora os outros dois conjuntos estejam desengajados. A construção de uma bobina e tira polarizada 20 para o caso mais simples (o qual seria apenas uma bobina e seu correspondente polarizador) serão agora descritos. A bobina pode ser enrolada em torno de um recurso de suporte não condutor (tal como um isolado mandril de uma ferramenta) a partir de qualquer filamento condutor adequado como conhecido na arte. Com referência à figura 2, para produzir um dipolo magnético em algum ângulo entre 0o e 90°, a localização do centro da espira deve seguir onde a é o raio do recurso de suporte, φ ê o ângulo azimutal, e p ê o passo, 0 filamento é preferivelmente enrolado rigorosamente fechado de modo que a profundidade e amplitude da espira sejam da ordem do diâmetro d do filamento e a >> p > d. A tira polarizada 20 é construída de modo que os elementos condutores 22 sejam em qualquer parte perpendiculares à corrente nos enrolamentos da bobina. A Figura 10 mostra uma modalidade de uma tira 20 contendo elementos condutores 22 de acordo com a invenção, os elementos condutores podem ser embutidos, colados, ou afixados sobre a tira de qualquer modo adequado como conhecido na arte. A forma funcional f^φ,) desses elementos condutores 22 é derivada de onde = -ΰtanΘsenφ' , (6) avaliado em φ = φ’ . Portanto, onde JJ = a tan<t».

Adicionalmente a proporcionar seletiva atenuação dos componentes da energia EM, a tira polarizadora 20 atua como uma blindagem de Faraday para reduzir o acoplamento capacitivo entre as bobinas, sem atenuar os componentes desejados do campo magnético, 0 comportamento como uma blindagem de Faraday é comparável ao comportamento de blindagens convencionais usadas na atual geração de ferramentas de indução ou propagação. A Figura 11 mostra a tira 20 da Figura 10 sobreposta sobre os enrolamentos 24 de uma bobina inclinada. Como mostrado na Figura 11, os elementos condutores 22 são em qualquer parte perpendiculares aos enrolamentos da bobina. Embora a Figura 11 mostre a sobreposição de uma tira 20 sobre uma bobina 14, o mesmo modelo se aplica à sobreposição de uma blindagem cilíndrica 10 com fendas inclinadas 12' sobre uma bobina 14. As simplificadas bobina e tira 20 descritas acima podem ser revestidas para criar um conjunto de dipolos de base magnética. Isto pode ser usado para construir uma estrutura de bobina que proporciona seletiva capacidade de medição tridimensional.

Para os propósitos desta especificação será claramente entendido que a palavra "compreendendo" significa "incluindo porém não limitado a", e a palavra "contém" possui um significado correspondente.

Embora os processos e dispositivos desta invenção tenham sido descritos como modalidades específicas, será evidente para aqueles com experiência na arte que as variações podem ser aplicadas às estruturas e nas etapas ou na seqüência das etapas dos processos aqui descritos sem se afastar do conceito e escopo da invenção. Todas as tais variações similares evidentes para aqueles experientes na arte são consideradas estarem contidas neste conceito e escopo da invenção como definido pelas reivindicações anexas.

REIVINDICAÇÕES

Claims (4)

1. DISPOSITIVO DE BLINDAGEM PARA USO EM CONJUNTO COM UMA FERRAMENTA DE PERFURAR POÇOS, a ferramenta possuindo um recurso de suporte longitudinal e pelo menos uma bobina(14) montada sobre ele, a bobina(14) estando adaptada para transmitir ou receber energia eletromagnética incluindo componentes de campo azimutal, axial, ou radial, o dispositivo de blindagem(10) caracterizado por compreende: uma tira flexível (20) adaptada para envolver a bobina, a tira sendo formada de um material não condutor; pelo menos um elemento condutor(22) disposto sobre a tira, o elemento configurado para formar um laço aberto em torno da bobina(14) quando a tira envolve a bobina; recursos de comutação conectados a pelo menos um elemento condutor (22) , o recurso de comutação sendo operativo para proporcionar seletivo fechamento do laço aberto para formar um laço fechado a um ângulo inclinado selecionado com relação a um eixo longitudinal do recurso de suporte longitudinal; e por meio do que o laço fechado proporciona seletiva atenuação de pelo menos um dos componentes do campo na medida em que o componente interaja com a blindagem(10).

2. DISPOSITIVO DE BLINDAGEM, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que pelo menos um elemento condutor(22) está disposto sobre a tira(20) de modo que o elemento esteja centrado sobre a bobina ou perpendicular à bobina quando a tira envolve a bobina.

3. Dispositivo de blindagem, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que pelo menos um elemento condutor está disposto sobre a tira de modo que o elemento esteja inclinado a um ângulo com relação ao eixo longitudinal do recurso de suporte quando a tira envolve a bobina.

4. Dispositivo de blindagem, de acordo com a reivindicação 3, caracterizado pelo fato de que pelo menos um elemento condutor está inclinado a um ângulo tal que pelo menos um componente do campo de energia eletromagnética transmitida ou recebida é deixado passar através da tira com mínima atenuação.