BRPI0621049A2

BRPI0621049A2 - ferramenta de poço para uso em associação com um poço subterráneo

Info

Publication number: BRPI0621049A2
Application number: BRPI0621049-0A
Authority: BR
Inventors: Robert W Gissler
Original assignee: Welldynamics Inc
Priority date: 2006-01-23
Filing date: 2006-01-23
Publication date: 2012-06-19
Also published as: NO341061B1; WO2007084132A1; CA2637382A1; AU2006336317B2; EP1977075A4; CA2637382C; EP1977075B1; NO20083452L; EP1977075A1; AU2006336317A1

Abstract

FERRAMENTA DE POçO PARA USO EM ASSOCIAçãO COM UM POçO SUBTERRANEO. Uma ferramenta de poço que tem um sensor de posição magneticamente acoplado. Na operação de uma ferramenta de poço, deslocamento relativo é produzido entre membros da ferramenta de poço. Um sensor de posição magneticamente acoplado inclui um conjunto de ímã fixado em um membro para deslocamento com ele e outro conjunto de ímã movelmente fixado no outro membro e magneticamente acoplado com primeiro conjunto de ímã para deslocamento com ele. O sensor de posição ainda inclui um material magneticamente permeável que aumenta uma densidade de fluxo magnético entre os conjuntos de ímã. Em outro sensor de posição, um conjunto de ímã inclui um ímã que tem um eixo polar, o outro conjunto de ímã inclui outro ímã que tem outro eixo polar, e os eixos polares são alinhados um com relação ao outro.

Description

"FERRAMENTA DE POÇO PARA USO EM ASSOCIAÇÃO COM UM POÇO SUBTERRÂNEO"

CAMPO TÉCNICO

A presente invenção refere-se geralmente a equipamento utilizado e operações realizadas em associação com um poço subterrâneo e, em uma forma de concretização descrita aqui, mais particularmente provê uma ferramenta de poço tendo um sensor de posição magneticamente acoplado.

FUNDAMENTOS

Em alguns tipos de ferramentas de poço, é benéfico poder determinar precisamente a configuração da ferramenta em dados instantes no tempo. Por exemplo, um estrangulador de fundo de poço tem um conjunto de fecho que é aberto ou fechado por meio de quantidades variáveis para produzir um correspondente aumento ou diminuição em fluxo através de o obturador. Para obter uma desejada vazão através de o obturador, é importante se poder determinar a posição de o conjunto de fecho.

Por conseguinte, será apreciado que aperfeiçoamentos em sensores de posição são desejáveis para uso com ferramentas de poço. Tal como com outra instrumentação, sensores e outro equipamento usado em ferramentas de poço, fatores tais como espaço, confiabilidade, capacidade de resistir a um ambiente hostil, custo e eficiência são importantes em sensores de posição aperfeiçoados para uso com ferramentas de poço.

SUMÁRIO

Na realização dos princípios da presente invenção, um aperfeiçoado sensor de posição magneticamente acoplado é provido. Um exemplo é descrito abaixo, em que um material magneticamente permeável é usado para aumentar uma densidade de fluxo magnético entre ímãs no sensor de posição. Outro exemplo é descrito abaixo, em que os ímãs têm eixos polares alinhados. Em um aspecto da invenção, uma ferramenta de poço para uso em associação com um poço subterrâneo é provida. A ferramenta de poço inclui membros, de modo que deslocamento relativo entre os membros é produzido na operação da ferramenta de poço. Um sensor de posição magneticamente acoplado inclui conjuntos de ímã, com um dos conjuntos de ímã sendo fixado em um dos membros para deslocamento com o membro, e o outro conjunto de ímã sendo movelmente fixado no outro membro e magneticamente acoplado com primeiro conjunto de ímã para deslocamento com o primeiro conjunto de ímã. O sensor de posição ainda inclui um material magneticamente permeável que aumenta uma densidade de fluxo magnético entre os conjuntos de ímã.

Em outro aspecto da invenção, o primeiro conjunto de ímã inclui pelo menos um primeiro ímã tendo um primeiro eixo polar, o segundo conjunto de ímã inclui pelo menos um segundo ímã tendo um segundo eixo polar. O primeiro e segundo eixos polares são alinhados um com relação ao outro. Os eixos polares são preferivelmente colineares.

Em ainda outro aspecto da invenção, o segundo conjunto de ímã pode incluir um cursor tendo extremidades opostas. Um primeiro contato pode ser posicionado em uma extremidade oposta, e um segundo contado pode ser posicionado na outra extremidade oposta para equilibrar forças aplicadas ao cursor.

Estas e outras características, vantagens, benefícios e objetivos de a presente invenção se tornarão aparentes para uma pessoa de conhecimento na técnica quando da cuidadosa consideração de a detalhada descrição de formas de concretização representativas da invenção abaixo e dos desenhos acompanhantes.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

A figura 1 é uma vista em seção transversal, parcialmente esquemática, de um sistema de poço incorporando princípios de a presente invenção;

a figura 2 é uma vista em seção transversal, em escala ampliada, de um sensor de posição que pode ser usado em uma ferramenta de poço no sistema da figura 1;

a figura 3 é uma vista em elevação de um elemento resistivo usado no sensor de posição da figura 2;

a figura 4 é uma vista em seção transversal de uma primeira configuração alternativa do sensor de posição;

a figura 5 é uma vista em seção transversal da primeira configuração alternativa, tomada ao longo da linha 5-5 da figura 4;

as figuras 6 e 7 são vistas em seção transversal de respectivas segunda e terceira configurações alternativas do sensor de posição;

a figura 8 é uma vista em seção transversal da terceira configuração alternativa do sensor de posição, tomada ao longo da linha 8-8 da figura 7.

a figura 9 é uma vista em seção transversal de uma quarta configuração alternativa do sensor de posição instalado em uma configuração alternativa da ferramenta de poço;

a figura 10 é uma vista em seção transversal da quarta configuração alternativa do sensor de posição, tomada ao longo da linha 10- 10 da figura 9; e

a figura 11 é uma vista em seção transversal, em escala ampliada, da configuração da figura 2, com um alternativo arranjo de contatos.

DESCRIÇÃO DETALHADA

Representativamente ilustrado na figura 1 é um sistema de poço 10 que incorpora princípios da presente invenção. Na seguinte descrição de o sistema 10 e outros aparelhos e métodos descritos aqui, termos direcionais, tais como "acima", "abaixo", "superior", "inferior", etc., são usados por conveniência na referência aos desenhos acompanhantes. Adicionalmente, deve ser entendido que as várias formas de concretização da presente invenção descrita aqui podem ser utilizadas em várias orientações, tais como inclinadas, invertidas, horizontais, verticais, etc., e em várias configurações, sem fugir dos princípios da presente invenção. As formas de concretização são descritas meramente como exemplos de aplicações úteis dos princípios da invenção, que não é limitada a quaisquer detalhes específicos destas formas de concretização.

Como representado na figura 1, uma coluna tubular 12 foi instalada em um furo de poço 14. Duas ferramentas de poço 16, 18 são interconectadas na coluna tubular 12 para controlar uma taxa de produção a partir de cada de respectivas zonas 26, 28 interceptadas por meio de o furo de poço 14. Note que, em lugar de produção, quaisquer das ferramentas de poço 16, 18 poderiam ser usadas para controlar uma taxa de injeção dentro de quaisquer das zonas 26, 28.

Um obturador 20 isola uma coroa circular superior 22 a partir de uma coroa circular inferior 24. Assim, a ferramenta de poço 16 controla a vazão entre a coroa circular superior 22 e o interior de a coluna tubular 12, e a ferramenta de poço 18 controla o vazão entre a coroa circular inferior 24 e o interior de a coluna tubular. Para esta finalidade, a ferramenta de poço 16 inclui um obturador 30 e um associado atuador 34, e a ferramenta de poço 18 inclui a estrangulador 32 e um associado atuador 36.

Embora as ferramentas de poço 16, 18 sejam descritas como incluindo os respectivos estranguladores 30, 32 e atuadores 34, 36, deve ser claramente entendido que a invenção não é limitada ao uso com somente estes tipos de ferramentas de poço. Por exemplo, os princípios da invenção poderiam facilmente ser incorporados no obturador 20 ou outros tipos de ferramentas de poço, tais como dispositivos de elevação artificial, dispositivos de injeção de produtos químicos, junções multilaterais, válvulas, equipamento de perfuração, qualquer tipo de atuador (incluindo mas não limitado a atuadores mecânicos, elétricos, hidráulicos, controlados por fibra óptica e telemetria), etc.

No sistema 10 como ilustrado na figura 1, cada dos estranguladores 30, 32 inclui um conjunto de fecho 40 que é deslocado por meio do respectivo atuador 34, 36 em relação a uma ou mais aberturas 42 para assim regular a vazão de fluido através das aberturas. Uma ou mais linhas 38 são conectadas com cada atuador 34, 36 para controlar a operação dos atuadores. As linhas 38 poderiam ser fibra óptica, elétricas, hidráulicas, ou qualquer outro tipo ou combinação de linhas. Alternativamente, os atuadores 34, 36 poderiam ser controlados usando sinais acústicos, de pulso de pressão, eletromagnéticos, ou qualquer outro tipo ou combinação de sinais de telemetria.

Com referência adicionalmente agora à figura 2, uma vista em seção transversal, em escala ampliada, de um sensor de posição magneticamente acoplado 50 incorporando princípios da invenção é representativamente ilustrado. O sensor de posição 50 pode ser usado em qualquer ou ambas das ferramentas de poço 16, 18 no sistema 10 e/ou em outros tipos de ferramentas de poço. Por conveniência e clareza, a seguinte descrição irá se referir somente ao uso do sensor de posição 50 na ferramenta de poço 16, mas deve ser entendido que o sensor de posição poderia ser similarmente usado na ferramenta de poço 18.

O sensor de posição 50 inclui dois conjuntos de ímã 52, 54. Um dos conjuntos de ímã 54 é fixado em um membro 56 que é parte de o conjunto de fecho 40. O outro conjunto de ímã 52 é deslizavelmente ou reciprocamente fixado em um membro de carcaça externo 58 de o atuador 34. O membro de carcaça 58 é parte de um conjunto de carcaça externo total da ferramenta de poço 16.

Na operação da atuador 34, o conjunto de fecho membro 56 é deslocado em relação ao membro de carcaça 58 para regular fluxo através da abertura 42. O sensor de posição 50 é usado para determinar as posições relativas dos membros 56, 58, de modo que a vazão através da abertura 42 pode ser determinada ou ajustada.

Os conjuntos de ímã 52, 54 são magneticamente acoplados um com relação ao outro, de modo que, quando o conjunto de fecho membro 56 se desloca em relação ao membro de carcaça 58, o conjunto de ímã 52 se desloca com o conjunto de ímã 54 e desliza em relação ao membro de carcaça. Um elemento resistivo 60 é rigidamente fixado em relação ao membro de carcaça 58. Contatos 62 previstos sobre o conjunto de ímã 52 eletricamente contam e deslizam através de o elemento resistivo 60 quando o conjunto de ímã 52 se desloca.

Uma vista plana do elemento resistivo 60 é representada na figura 3. Nesta vista pode ser visto que estão presentes pistas resistivas 68 que se estendem longitudinalmente, posicionadas sobre uma camada isolante 66 de o elemento resistivo 60. Os contatos 62 fazem uma conexão elétrica entre as pistas 68 em diferentes posições ao longo das pistas, alternado assim uma resistência medida através de o elemento resistivo 60, que provê uma indicação da posição do conjunto de ímã 52. Tiras de metal condutor 64 permitem convenientes conexões elétricas (tais como por meio de soldagem) com o elemento resistivo 60.

Discretos blocos de metal condutor 70 são aplicados sobre as pistas resistivas 68. Desta maneira, deslocamento dos contatos 62 sobre os blocos 70 irá prover discretas alterações em resistência, quando detectadas. O uso dos blocos 70 reduz instabilidades no sinal de resistência detectado quando os contatos 62 se deslocam através dos blocos, provendo assim uma indicação de resistência relativamente constante quando os contatos 62 atravessam cada par de blocos opostos.

O conjunto de ímã 54 como ilustrado na figura 2 inclui dois ímãs 72 contidos em uma carcaça de suporte de pressão 74. A carcaça 74 é preferivelmente feita de um material não magneticamente permeável (tal como inconel, etc.)· A carcaça 74 isola os ímãs 72 a partir do fluido do poço e detritos na ferramenta de poço 16.

O conjunto de ímã 52 inclui três ímãs 76, 78, 80 montados sobre um cursor 82. O conjunto de ímã 52 e elemento resistivo 60 são encerrados em uma estrutura tubular vedada 84. A estrutura tubular 84 é suportada por meio de uma parede tubular interna 86, que também protege a estrutura tubular contra detritos (tais como partículas magnéticas, etc.) no fluido de poço. A estrutura tubular 84 e parede interna 86 são preferivelmente feitas de um material não magneticamente permeável, de modo que elas não interferem com o acoplamento magnético entre os conjuntos de ímã 52, 54.

Note que os ímãs 72 têm mesmos pólos voltados uns para os outros, com eixos polares 88 sendo alinhados e colineares uns com os outros. Será apreciado por aqueles versados na técnica que esta configuração produz uma alta densidade de fluxo magnético entre os ímãs 72, perpendicularmente aos eixos polares 88.

Para tirar vantagem desta alta densidade de fluxo magnético entre os ímãs 72, o ímã 78 é posicionado com seu pólo oposto voltado para a alta densidade de fluxo magnético entre os ímãs 72, e com seu eixo polar 90 perpendicular aos eixos polares 88 dos ímãs 72. Isto serve para aumentar a força de acoplamento magnético entre os ímãs 72 e o ímã 78.

A fim de concentrar a densidade de fluxo magnético nas extremidades opostas dos ímãs 72, um material magneticamente permeável (tal como uma liga de aço) 92 é posicionado em cada extremidade oposta e é orientado perpendicular aos eixos polares 88. Será apreciado por aqueles versados na técnica que esta configuração produz uma alta densidade de fluxo magnético nas extremidades opostas dos ímãs 72 perpendiculares aos eixos polares 88. Para tirar vantagem desta alta densidade de fluxo magnético nas extremidades opostas dos ímãs 72, os ímãs 76, 80 são posicionados com seus pólos opostos voltados para a alta densidade de fluxo magnético nas extremidades opostas dos ímãs 72, e com seus respectivos eixos polares 94, 96 perpendiculares aos eixos polares 88 dos ímãs 72. Isto serve para aumentar ainda a força de acoplamento magnético entre os ímãs 72 e os ímãs 76, 80.

O cursor 82 poderia ser feito de um material magneticamente permeável, a fim de diminuir uma relutância magnética entre os ímãs 76, 78, 80. Isto ainda serviria para aumentar a densidade de fluxo magnético e força de acoplamento magnético entre os ímãs 76, 78, 80 e os ímãs 72.

Embora o conjunto de ímã 54 seja representado com os pólos positivos (+) dos ímãs 72 voltados uns para os outros, e o conjunto de ímã 52 é representado com o pólo negativo (-) do ímã 78 voltado radialmente para dentro e os pólos positivos (+) dos ímãs 76, 80 voltados radialmente para dentro, será apreciado que estas posições de pólos poderiam facilmente ser revertidas em concordância com os princípios da invenção. Além disto, outros números e arranjos dos ímãs 72, 76, 78 e 80 podem ser usados, e os conjuntos de ímã 52, 54 podem ser de outra maneira configurados sem fugir dos princípios da invenção.

Poderiam estar presentes múltiplos conjuntos de ímã 54 circunferencialmente distribuídos em torno de o membro 56, de modo que pelo menos um dos conjuntos de ímã 54 seria estreitamente radialmente alinhado com o conjunto de ímã 52. Desta maneira, não seria necessário alinhar radialmente o conjunto de fecho membro 56 em relação ao membro de carcaça 58. Na forma de concretização da figura 2, o membro 56 pode girar em relação ao conjunto de ímã 54, e o conjunto de ímã é separadamente alinhado com o conjunto de ímã 52 (como descrito mais completamente abaixo), de modo que não é necessário radialmente alinhar os membros 56, 58 um com relação ao outro. Todavia, os membros 56, 58 poderiam ser radialmente alinhados, se desejado.

Com referência adicionalmente agora à figura 4, uma configuração alternativa do sensor de posição 50 é representativamente ilustrada. Elementos desta configuração que são similares àqueles descritos acima são indicados na figura 4 usando os mesmos números de referência.

Na configuração alternativa representada na figura 4, o conjunto de ímã 52 é similar àquele mostrado na figura 2, mas o conjunto de ímã interno 54 fixado com o conjunto de fecho membro 56 é diferentemente configurado. Em lugar dos dois ímãs 72, o conjunto de ímã 54 inclui três ímãs 98, 100, 102 tendo eixos polares 104, 106, 108 que são alinhados e colineares com os respectivos eixos polares 94, 90, 96 do conjunto de ímã 52.

Outra diferença é que, em lugar do material magneticamente permeável 92 posicionado em extremidades opostas dos ímãs 72, como na figura 2, o conjunto de ímã 54 como representado na figura 4 inclui um material magneticamente permeável 110 oposto aos ímãs 98, 100, 102 a partir de o conjunto de ímã 52. Desta maneira, a relutância magnética entre os pólos dos ímãs 98, 100, 102 é reduzida, aumentando assim a força de acoplamento magnético entre os conjuntos de ímã 52, 54. Ainda outra diferença é que, como ilustrado na figura 5, estão presentes múltiplos conjuntos dos ímãs 98, 100, 102 circunferencialmente distribuídos em torno do membro 56. Uma carcaça 112 também se estende circunferencialmente em torno do membro 56 e isola os ímãs 98, 100, 102 a partir de fluido do poço e detritos na ferramenta de poço 16. Como mencionado acima, este arranjo dispensa a necessidade de radialmente orientar os membros 56, 58, embora tal orientação radial pudesse ser provida, se desejado. Note que a forma de concretização da figura 2 poderia incluir múltiplos conjuntos de ímã 54 circunferencialmente distribuídos em torno do membro 56 em uma maneira similar àquela representada na figura 5 para os ímãs 98, 100, 102 circunferencialmente distribuídos em torno do membro 56, como discutido acima. Com referência adicionalmente agora à figura 6, outra configuração alternativa do sensor de posição 50 é representativamente ilustrada. Elementos desta configuração que são similares àqueles descritos acima são indicados na figura 6 usando os mesmos números de referência.

Na configuração alternativa ilustrada na figura 6, o conjunto de ímã interno 54 é mantido em alinhamento radial com o conjunto de ímã 52 por meio de lingüetas de engranzamento 114 e sulcos 116 formados em uma carcaça 118 contendo a estrutura tubular 84 e uma carcaça 120 contendo o conjunto de ímã 54. Esta configuração pode ser usada para o sensor de posição 50, como representado na figura 2.

Neste caso, a carcaça 120 é uma carcaça de suporte de pressão, e é feita de um material não magneticamente permeável (tal como inconel, etc.). Assim, a carcaça 120 isola o conjunto de ímã 54 a partir da pressão de poço, fluido do poço e detritos.

Com referência adicionalmente agora à figura 7, outra configuração alternativa do sensor de posição 50 é representativamente ilustrada. Elementos desta configuração que são similares àqueles descritos acima são indicados na figura 7 usando os mesmos números de referência.

Na configuração alternativa ilustrada na figura 7, o conjunto de ímã 54 inclui duas fileiras dos três ímãs 98, 100, 102 ilustrados na figura 4. Nesta configuração, as fileiras de ímãs 98, 100, 102 são sobrepostas nos eixos polares 94, 90, 96 dos respectivos ímãs 76, 78, 80 do conjunto de ímã 52. Assim, os eixos polares 94, 90, 96 são paralelos aos eixos polares 104, 106, 108 dos ímãs 98, 100, 102, mas não são colineares.

Similar ao material magneticamente permeável 110 da configuração alternativa ilustrada na figura 4, a configuração alternativa ilustrada na figura 7 inclui um material magneticamente permeável 122 posicionado radialmente para dentro, adjacente aos ímãs 98, 100, 102. Outra vista em seção transversal do sensor de posição 50 é ilustrada na figura 8. Uma vantagem da invenção como descrita aqui é que ela permite maior separação entre os conjuntos de ímã 52, 54, enquanto ainda mantém adequada força de acoplamento magnético, de modo que o conjunto magnético 52 se desloca com o conjunto magnético 54. Em uma configuração alternativa do sensor de posição 50 representativamente ilustrada na figura 9, a separação entre os conjuntos magnéticos 52, 54 é suficientemente grande, que uma parede 124 entre os conjuntos magnéticos pode servir como uma barreira de isolamento de pressão entre o interior e exterior da ferramenta de poço 16. Esta é somente uma maneira em que a elevada força de acoplamento magnético entre os conjuntos magnéticos 52, 54 provê maior flexibilidade em designar ferramentas de poço para uso no fundo do poço. Outra diferença entre a configuração representada na figura 9 e as configurações previamente descritas, é que o conjunto magnético 54 é posicionado em uma câmara que é isolada a partir do fluido do poço e detritos na ferramenta de poço 16. Assim, não existe necessidade de uma carcaça de suporte de pressão separada em torno dos ímãs 98, 100, 102.

Ainda outra diferença na configuração representada na figura 9 é que dois elementos resistivos 60 são usados na estrutura tubular 84. Isto provê elevada resolução na determinação da posição do cursor 82 e/ou provê redundância no caso em que um dos elementos resistivos 60, contatos 62, ou outros elementos associados devam falhar quando do uso. Em adição, esta configuração provê um maior volume de do material de cursor magneticamente permeável 82, aumentando assim ainda mais a densidade de fluxo magnético entre os conjuntos de ímã 52, 54.

Outra vista em seção transversal da configuração da figura 9 é ilustrada na figura 10. Nesta vista, o posicionamento relativo dos ímãs 76, 78, 80, 98, 100, 102 e do cursor magneticamente permeável 82 e material 110 em lados opostos da parede 124 pode ser claramente visto. O cursor magneticamente permeável 82 e material 110 serve para diminuir a relutância magnética entre os respectivos ímãs 76, 78, 80 e ímãs 98, 100, 102 para aumentar assim a força de acoplamento magnético entre os conjuntos magnéticos 52, 54.

Note que na forma de concretização ilustrada nas figuras 4-10, o conjunto de ímã 54 poderia incluir os ímãs 72 que têm seus eixos polares 88 perpendiculares aos eixos polares 90, 94, 96 dos ímãs 76, 78, 80, em lugar de incluir os ímãs 98, 100, 102 com seus eixos polares 104, 106, 108 paralelos a ou colineares com os eixos polares 90, 94, 96, se desejado. Além disto, qualquer das formas de concretização descritas aqui poderia incluir características de qualquer das outras formas de concretização, conservando os princípios da invenção.

Com referência adicionalmente agora à figura 11, uma vista em seção transversal, em escala ampliada, de uma configuração alternativa da forma de concretização da figura 2 é representativamente ilustrada. Nesta vista ampliada, pode ser visto que o cursor 82 atravessa ao longo de um conjunto de trilhos 130 e sulcos 132 na estrutura tubular 84. A maneira em que o cursor 82 é suportado para deslocamento deslizante na estrutura tubular 84 pode também ser vista nas figuras 5-7 a partir de outra perspectiva.

A fim de minimizar aperto do cursor 82 quando ele atravessa os trilhos 130 e sulcos 132, é desejável equalizar as forças aplicadas em cada extremidade do cursor. Será apreciado que o conjunto de contatos 62 em uma extremidade do cursor 82 aplica uma certa força no cursor devido ao seu contato resiliente com o elemento resistivo 60 e o arraste produzido quando os contatos deslizam através do elemento resistivo. Na configuração ilustrada na figura 11, outro conjunto de contatos 134 é posicionado em uma extremidade oposta do cursor 82. Este conjunto adicional de contatos 134 resulta em uma igual força ser aplicada na extremidade oposta do cursor 82, equalizando ou equilibrando assim as forças aplicadas por meio dos conjuntos de contatos 62, 134 e reduzindo qualquer aperto que poderia ocorrer entre o cursor quando ele se desloca ao longo dos trilhos 130 e sulcos 132.

Note que os contatos 134 podem ser usados somente para equilibrar as forças aplicadas ao cursor 82, ou os contatos podem também ser usados para eletricamente contatar o elemento resistivo 60. Por exemplo, os contatos 134 podem prover um adicional percurso condutor entre as pistas resistivas 68 e blocos 70 (isto é, em adição ao percurso condutor provido por meio dos contatos 62), os contatos 134 podem ser parte de um único percurso condutor que também inclui os contatos 62 (por exemplo, um ou mais dedos dos contatos 62 podem eletricamente contatar somente uma das pistas resistivas 68, e um ou mais dedos dos contatos 134 podem eletricamente contatar a outra das pistas resistivas 68, com os dedos se contatando eletricamente dos contatos 62, 134 sendo eletricamente conectados uns com relação aos outros), ou os contatos 134 não podem eletricamente contatar o elemento resistivo 60 para prover sobretudo um percurso condutor entre as pistas resistivas 68, etc.

Pode agora ser totalmente apreciado que a presente invenção provê uma ferramenta de poço 16 que inclui membros 56, 58, com deslocamento relativo entre os membros sendo produzido na operação da ferramenta de poço, e um sensor de posição magneticamente acoplado 50 incluindo conjuntos de ímã 52, 54. Um conjunto de ímã 54 é fixado no membro 56 para deslocamento com este membro, e o outro conjunto de ímã 52 é movelmente fixado no outro membro 58 e magneticamente acoplado com primeiro conjunto de ímã 54 para deslocamento com ele. O sensor de posição 50 ainda incluindo um material magneticamente permeável 82, 92, 110, 122 que aumenta uma densidade de fluxo magnético entre os conjuntos de ímã 52, 54.

O conjunto de ímã 54 pode incluir pelo menos um ímã 98 que tem um eixo polar 104, e o outro conjunto de ímã 52 pode incluir pelo menos outro ímã 76 que tem outro eixo polar 94, com os eixos polares sendo alinhados um com relação ao outro. Os eixos polares 94, 104 podem ser colineares. O conjunto de ímã 54 poderia alternativamente incluir o ímã 98 com os eixos polares 104 sendo paralelos ao eixo polar 94, ou pelo menos um ímã 72 com eixo polar 88 perpendicular ao eixo polar 94.

O membro 56 pode ser uma porção de um conjunto de fecho 40 da ferramenta de poço 16.

O material magneticamente permeável 92, 110, 122 pode ser posicionado adjacente o conjunto de ímã 54 para deslocamento com ao conjunto de ímã.

O conjunto de ímã 54 pode ser posicionado radialmente para dentro em relação ao conjunto de ímã 52, e o material magneticamente permeável 92 pode longitudinalmente sobrepor ímãs 72 no conjunto de ímã.

O conjunto de ímã 54 pode incluir múltiplos ímãs 98, 100, 102 ou ímãs 72 que são circunferencialmente espaçados em torno do membro 56. O material magneticamente permeável 110 pode ser posicionado entre os ímãs 98, 100, 102 e o membro 56.

O conjunto de ímã 54 pode incluir pelo menos um ímã 72, o outro conjunto de ímã 52 pode incluir pelo menos outro ímã 78, e o ímã 78 pode ser posicionado entre o material magneticamente permeável 82 e o primeiro ímã 72.

O conjunto de ímã 54 pode incluir uma carcaça 120 contendo pelo menos um ímã 98, o outro conjunto de ímã 52 pode incluir outra carcaça 118 contendo pelo menos um segundo ímã 76. As carcaças 118, 120 podem ser deslizavelmente engatadas, permitindo assim deslocamento relativo entre a carcaças, mas mantendo alinhamento radial do conjuntos de ímã 52, 54.

O conjunto de ímã 54 pode incluir uma carcaça 74, 112, 120 contendo pelo menos um ímã 72, 98. A carcaça 74, 112, 120 pode isolar o ímã 72, 98 a partir de fluido na ferramenta de poço 16.

O conjunto de ímã 52 pode incluir uma carcaça 84 contendo pelo menos um ímã 76, 78, 80. A carcaça 84 pode isolar o ímã 76, 78, 80 a partir de fluido no poço.

O conjunto de ímã 52 pode incluir um cursor 82 que tem extremidades opostas. Um primeiro contato 62 pode ser posicionado em uma extremidade oposta, e um segundo contado 134 pode ser posicionado na outra extremidade oposta para equilibrar forças aplicadas ao cursor 82. Qualquer ou ambos dos contatos 62, 134 podem ser usados para prover um ou mais percursos condutores entre as pistas resistivas 68 sobre o elemento resistivo 60.

Evidentemente, uma pessoa versada na técnica iria, quando da a cuidadosa consideração da descrição acima de formas de concretização representativas da invenção, imediatamente apreciar que muitas modificações, adições, substituições, extrações, e outras alterações podem ser feitas nas formas de concretização específicas, e tais alterações são contempladas pelos princípios da presente invenção. Por conseguinte, a descrição detalhada precedente é para ser claramente entendida como sendo dada somente a título de ilustração e exemplo, o espírito e escopo da presente invenção sendo limitado somente pelas reivindicações anexas e seus equivalentes.

Claims

1. Ferramenta de poço para uso em associação com um poço subterrâneo, caracterizada pelo fato de que compreende: primeiro e segundo membros, deslocamento relativo entre o primeiro e segundo membros sendo produzido na operação da ferramenta de poço; e um sensor de posição magneticamente acoplado incluindo primeiro e segundo conjuntos de ímã, o primeiro conjunto de ímã sendo fixado no primeiro membro para deslocamento com o primeiro membro, o segundo conjunto de ímã sendo movelmente fixado no segundo membro e magneticamente acoplado com primeiro conjunto de ímã para deslocamento com o primeiro conjunto de ímã, e o sensor de posição ainda incluindo um material magneticamente permeável que aumenta uma densidade de fluxo magnético entre o primeiro e segundo conjuntos de ímã.

2. Ferramenta de poço de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que o primeiro conjunto de ímã inclui pelo menos um primeiro ímã tendo um primeiro eixo polar, o segundo conjunto de ímã inclui pelo menos um segundo ímã tendo um segundo eixo polar, e em que o primeiro e segundo eixos polares são alinhados um com relação ao outro.

3. Ferramenta de poço de acordo com a reivindicação 2, caracterizada pelo fato de que o primeiro e segundo eixos polares são colineares.

4. Ferramenta de poço de acordo com a reivindicação 2, caracterizada pelo fato de que o primeiro e segundo eixos polares são paralelos um com relação ao outro.

5. Ferramenta de poço de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que o primeiro conjunto de ímã inclui pelo menos um primeiro ímã tendo um primeiro eixo polar, o segundo conjunto de ímã inclui pelo menos um segundo ímã tendo um segundo eixo polar, e em que o primeiro e segundo eixos polares são perpendiculares um com relação ao outro.

6. Ferramenta de poço de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que o primeiro membro é uma porção de um conjunto de fecho da ferramenta de poço.

7. Ferramenta de poço de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que o material magneticamente permeável é posicionado adjacente ao primeiro conjunto de ímã para deslocamento com o primeiro conjunto de ímã.

8. Ferramenta de poço de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que o primeiro conjunto de ímã é posicionado radialmente para dentro em relação ao segundo conjunto de ímã, e o material magneticamente permeável longitudinalmente sobrepõe ímãs no primeiro conjunto de ímã.

9. Ferramenta de poço de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que o primeiro conjunto de ímã inclui múltiplos ímãs que são circunferencialmente espaçados em torno do primeiro membro, e em que o material magneticamente permeável é posicionado entre os ímãs e o primeiro membro.

10. Ferramenta de poço de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que o primeiro conjunto de ímã inclui pelo menos um primeiro ímã, o segundo conjunto de ímã inclui pelo menos um segundo ímã, e em que o segundo ímã é posicionado entre o material magneticamente permeável e o primeiro ímã.

11. Ferramenta de poço de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que o primeiro conjunto de ímã inclui uma primeira carcaça contendo pelo menos um primeiro ímã, o segundo conjunto de ímã inclui uma segundo carcaça contendo pelo menos um segundo ímã, e em que a primeira e segunda carcaças são deslizavelmente engatadas, permitindo assim deslocamento relativo entre a primeira e segundo carcaças, mas mantendo alinhamento radial do primeiro e segundo conjuntos de ímã.

12. Ferramenta de poço de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que o primeiro conjunto de ímã inclui uma carcaça contendo pelo menos um ímã, e em que a carcaça isola o ímã a partir de fluido no poço.

13. Ferramenta de poço de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que o segundo conjunto de ímã inclui uma carcaça contendo pelo menos um ímã, e em que a carcaça isola o ímã a partir de fluido no poço.

14. Ferramenta de poço para uso em associação com um poço subterrâneo, caracterizada pelo fato de que compreende: primeiro e segundo membros, deslocamento relativo entre o primeiro e segundo membros sendo produzido na operação da ferramenta de poço; e um sensor de posição magneticamente acoplado incluindo primeiro e segundo conjuntos de ímã, o primeiro conjunto de ímã sendo fixado no primeiro membro para deslocamento com o primeiro membro, o segundo conjunto de ímã sendo movelmente fixado no segundo membro e magneticamente acoplado com primeiro conjunto de ímã para deslocamento com o primeiro conjunto de ímã, o primeiro conjunto de ímã incluindo pelo menos um primeiro ímã tendo um primeiro eixo polar, o segundo conjunto de ímã incluindo pelo menos um segundo ímã tendo um segundo eixo polar, e em que o primeiro e segundo eixos polares são alinhados um com relação ao outro.

15. Ferramenta de poço de acordo com a reivindicação 14, caracterizada pelo fato de que o sensor de posição ainda inclui um material magneticamente permeável que aumenta uma densidade de fluxo magnético entre o primeiro e segundo conjuntos de ímã.

16. Ferramenta de poço de acordo com a reivindicação 15, caracterizada pelo fato de que o material magneticamente permeável é posicionado adjacente ao primeiro conjunto de ímã para deslocamento com o primeiro conjunto de ímã.

17. Ferramenta de poço de acordo com a reivindicação 15, caracterizada pelo fato de que o primeiro conjunto de ímã é posicionado radialmente para dentro em relação ao segundo conjunto de ímã, e o material magneticamente permeável longitudinalmente sobrepõe ímãs no primeiro conjunto de ímã.

18. Ferramenta de poço de acordo com a reivindicação 15, caracterizada pelo fato de que o primeiro conjunto de ímã inclui múltiplos ímãs que são circunferencialmente espaçados em torno do primeiro membro, e em que o material magneticamente permeável é posicionado entre os ímãs e o primeiro membro.

19. Ferramenta de poço de acordo com a reivindicação 15, caracterizada pelo fato de que o primeiro conjunto de ímã inclui pelo menos um primeiro ímã, o segundo conjunto de ímã inclui pelo menos um segundo ímã, e em que o segundo ímã é posicionado entre o material magneticamente permeável e o primeiro ímã.

20. Ferramenta de poço de acordo com a reivindicação 14, caracterizada pelo fato de que o primeiro e segundo eixos polares são colineares.

21. Ferramenta de poço de acordo com a reivindicação 14, caracterizada pelo fato de que o primeiro e segundo eixos polares são paralelos um com relação ao outro.

22. Ferramenta de poço de acordo com a reivindicação 14, caracterizada pelo fato de que o primeiro membro é uma porção de um conjunto de fecho da ferramenta de poço.

23. Ferramenta de poço de acordo com a reivindicação 14, caracterizada pelo fato de que o primeiro conjunto de ímã inclui uma primeira carcaça contendo pelo menos um primeiro ímã, o segundo conjunto de ímã inclui uma segunda carcaça contendo pelo menos um segundo ímã, e em que a primeira e segunda carcaças são deslizavelmente engatadas, permitindo assim deslocamento relativo entre a primeiro e segunda carcaças, mas mantendo alinhamento radial do primeiro e segundo conjuntos de ímã.

24. Ferramenta de poço de acordo com a reivindicação 14, caracterizada pelo fato de que o primeiro conjunto de ímã inclui uma carcaça contendo pelo menos um ímã, e em que a carcaça isola o ímã a partir de fluido no poço.

25. Ferramenta de poço de acordo com a reivindicação 14, caracterizada pelo fato de que o segundo conjunto de ímã inclui uma carcaça contendo pelo menos um ímã, e em que a carcaça isola o ímã a partir de fluido no poço.

26. Ferramenta de poço para uso em associação com um poço subterrâneo, caracterizada pelo fato de que compreende: primeiro e segundo membros, deslocamento relativo entre o primeiro e segundo membros sendo produzido na operação da ferramenta de poço; e um sensor de posição magneticamente acoplado incluindo primeiro e segundo conjuntos de ímã, o primeiro conjunto de ímã sendo fixado no primeiro membro para deslocamento com o primeiro membro, o segundo conjunto de ímã sendo movelmente fixado no segundo membro e magneticamente acoplado com primeiro conjunto de ímã para deslocamento com o primeiro conjunto de ímã, e o segundo conjunto de ímã incluindo um cursor tendo extremidades opostas, um primeiro contato posicionado em uma extremidade oposta, e um segundo contado posicionado na outra extremidade oposta para equilibrar forças aplicadas no cursor.

27. Ferramenta de poço de acordo com a reivindicação 26, caracterizada pelo fato de que cada do primeiro e segundo contatos provê um percurso condutor através de um elemento resistivo.

28. Ferramenta de poço de acordo com a reivindicação 26, caracterizada pelo fato de que somente um do primeiro e segundo contatos provê um percurso condutor através de um elemento resistivo.

29. Ferramenta de poço de acordo com a reivindicação 26, caracterizada pelo fato de que uma combinação do primeiro e segundo contatos provê um percurso condutor através de um elemento resistivo.

30. Ferramenta de poço de acordo com a reivindicação 26, caracterizada pelo fato de que o sensor de posição ainda inclui um material magneticamente permeável que aumenta uma densidade de fluxo magnético entre o primeiro e segundo conjuntos de ímã.

31. Ferramenta de poço de acordo com a reivindicação 26, caracterizada pelo fato de que o primeiro conjunto de ímã inclui pelo menos um primeiro ímã tendo um primeiro eixo polar, o segundo conjunto de ímã inclui pelo menos um segundo ímã tendo um segundo eixo polar, e em que o primeiro e segundo eixos polares são alinhados um com relação ao outro.

32. Ferramenta de poço de acordo com a reivindicação 26, caracterizada pelo fato de que o primeiro membro é uma porção de um conjunto de fecho da ferramenta de poço.

33. Ferramenta de poço de acordo com a reivindicação 26, caracterizada pelo fato de que o primeiro conjunto de ímã inclui uma primeira carcaça contendo pelo menos um primeiro ímã, o segundo conjunto de ímã inclui uma segunda carcaça contendo pelo menos um segundo ímã, e em que a primeira e segunda carcaças são deslizavelmente engatadas, permitindo assim deslocamento relativo entre a primeira e segunda carcaças, mas mantendo alinhamento radial do primeiro e segundo conjuntos de ímã.

34. Ferramenta de poço de acordo com a reivindicação 26, caracterizada pelo fato de que o primeiro conjunto de ímã inclui uma carcaça contendo pelo menos um ímã, e em que a carcaça isola o ímã a partir de fluido no poço.

35. Ferramenta de poço de acordo com a reivindicação 26, caracterizada pelo fato de que o segundo conjunto de ímã inclui uma carcaça contendo pelo menos um ímã, e em que a carcaça isola o ímã a partir de fluido no poço.