BR112019012302B1

BR112019012302B1 - Aparelho e método de indexação

Info

Publication number: BR112019012302B1
Application number: BR112019012302-4A
Authority: BR
Inventors: Gary Oulton
Original assignee: Halliburton Energy Services, Inc
Priority date: 2017-02-10
Filing date: 2017-02-10
Publication date: 2023-02-14
Also published as: GB2572284B; US20190170269A1; GB2572284A8; MX2019007630A; SG11201906416WA; GB201908980D0; GB2572284A; BR112019012302A2; WO2018147857A1; CA3046062A1; NO20190871A1; US11098818B2; AU2017398402A1

Abstract

Um segundo mandril é montado em um primeiro mandril e é móvel longitudinalmente em relação ao primeiro mandril entre uma pluralidade de posições de índice. Um elemento magnético de primeira parte é acoplado ao segundo mandril. Uma pluralidade de elementos magnéticos de segunda parte é acoplada ao primeiro mandril nas respectivas posições. O elemento magnético de primeira parte é adjacente a um respectivo da pluralidade de elementos magnéticos de segunda parte quando o segundo mandril está em uma respectiva posição de índice. Uma força de limite F no segundo mandril aplicada por um tempo limite T é necessária para deslocar o elemento magnético da primeira parte do respectivo elemento magnético de segunda parte suficientemente para que o elemento magnético da primeira parte não retorne para ser adjacente ao elemento magnético de segunda parte quando a força F é removida.

Description

Fundamentos

[001] É comum usar dispositivos indexados no campo de petróleo. Por exemplo, uma válvula de esfera com um mecanismo de indexação pode estar situada em um poço para separar uma zona de completação superior de uma zona de completação inferior. A válvula de esfera pode incluir uma parte de indexação que reage às mudanças de pressão induzidas pelo operador no poço para transição através de uma série de estados. Por exemplo, a válvula de esfera pode estar aberta em um estado e fechada em outro estado. É um desafio operar a válvula de esfera consistentemente para ficar em qualquer um dos dois estados quando ela é construída de materiais cujas propriedades mudam com o tempo.

Breve Descrição dos Desenhos

[002] A Fig._1 é uma vista em corte longitudinal de uma parte de indexação em um primeiro estado em que uma válvula de esfera está aberta.

[003] A figura 2 é uma vista em corte longitudinal da parte indexada da figura 1 em um segundo estado em que a válvula de esfera está fechada.

[004] A Fig._3 é uma vista em corte axial da parte de indexação da Fig._1 tendo um elemento magnético de segunda parte com um conjunto completo de ímãs permanentes.

[005] A Fig._4 é uma vista em corte axial da parte de indexação da Fig._1 tendo um elemento magnético de segunda parte com um conjunto reduzido de ímãs permanentes.

[006] A Fig._5 é uma vista em corte longitudinal de um detalhe da vista em corte mostrada na Fig._2.

[007] A Fig._6 é uma vista em corte longitudinal de uma parte de indexação com dois ou mais pontos de indexação sem contato.

[008] A Fig._7 mostra um diagrama de blocos de uma intervenção eletromagnética para neutralizar um ímã permanente para eliminar um ponto

[009] de indexação ou alterar a força necessária para separar um elemento magnético de primeira parte de um elemento magnético de segunda parte.

[0010] Fig._8 é um fluxograma mostrando o uso da parte de indexação.

Descrição Detalhada

[0011] A seguinte descrição detalhada ilustra modalidades da presente divulgação. Estas modalidades são descritas em detalhes suficientes para permitir que versados na técnica pratiquem estas modalidades sem experimentação indevida. Deve-se entender, no entanto, que as modalidades e exemplos aqui descritos são dados apenas a título de ilustração e não como limitação. Podem ser feitas várias substituições, modificações, adições e rearranjos que permanecem aplicações potenciais das técnicas divulgadas. Desta forma, a descrição que se segue não deve ser considerada como limitante do escopo das reivindicações anexas. Em particular, um elemento associado a uma modalidade particular não deve ser limitado à associação com essa modalidade particular, mas deve ser assumido como sendo capaz de associação com qualquer modalidade aqui discutida.

[0012] Os equipamentos e técnicas aqui descritos podem ser úteis em sistemas baseados no mar, sistemas terrestres, poços multilaterais, todos os tipos de sistemas de perfuração, todos os tipos de plataformas, ambientes de medição durante a perfuração (“MWD”)/perfilagem durante a perfuração (“LWD”), ambientes de tubulação com fio, ambientes de tubulação enrolada (com e sem fio), ambientes com cabo de aço e ambientes semelhantes. Além disso, enquanto os equipamentos e técnicas aqui descritos são descritos no contexto de uma válvula de esfera, será entendido que o equipamento e técnicas podem ser usados em qualquer situação que exija o posicionamento de uma peça de indexação.

[0013] Uma parte de indexação substitui o mecanismo de pinça frequentemente usado para fornecer a funcionalidade de indexação em, por exemplo, uma válvula de esfera, com as forças de ímãs permanentes para definir dois ou mais pontos de indexação. Conjuntos de ímãs permanentes ou conjuntos de ímãs permanentes e anéis de baixo carbono são alinhados para estabelecer pontos de indexação.

[0014] A Fig._1 é uma vista em corte longitudinal de uma parte de indexação 102 em um primeiro estado em que uma válvula de esfera 104 está aberta. . A parte de indexação 102 inclui um primeiro mandril 106 e um segundo mandril 108. O segundo mandril 108 é montado no primeiro mandril 106 e é móvel longitudinalmente em relação ao primeiro mandril 106 entre uma pluralidade de posições de índice. Em uma ou mais modalidades, como mostrado nas Figs._1 a 4, o segundo mandril 108 é montado dentro do primeiro mandril 106. Em uma ou mais modalidades, o primeiro mandril 106 é montado dentro do segundo mandril 108.

[0015] A parte de indexação 102 inclui um elemento magnético de primeira parte 110 acoplado ao segundo mandril 108. O elemento magnético da primeira parte 110 pode ser um anel de aço de baixo teor de carbono que possui uma boa suscetibilidade às características magnéticas (isto é, é facilmente atraído por um ímã). O elemento magnético de primeira parte 110 pode ser um anel magnético ou ímãs dispostos em um anel.

[0016] A parte de indexação 102 inclui uma pluralidade de elementos magnéticos de segunda parte 112, 114 acoplados ao primeiro mandril 106 nas respectivas posições. O elemento magnético de primeira parte 110 é adjacente a um primeiro dos elementos magnéticos de segunda parte 112 quando o segundo mandril 108 está em uma primeira posição de índice no estado de parte de indexação ilustrado na Fig._1 no qual a válvula de esfera 104 está aberta.

[0017] A figura 2 é uma vista em corte longitudinal da parte de indexação da figura 1 em um segundo estado em que a válvula de esfera está fechada. O elemento magnético de primeira parte 110 é adjacente a um segundo dos elementos magnéticos de segunda parte 114 quando o segundo mandril 108 está em uma segunda posição de índice no estado de parte de indexação ilustrado na Fig._2 no qual a válvula de esfera 104 está fechada.

[0018] A parte de indexação 102 é operada, por exemplo, para mover a parte de indexação do estado mostrado na Fig._1 para o estado mostrado na Fig._2, ou vice-versa, aplicando uma força de fora da parte de indexação 102. Quando a parte de indexação 102 está em um poço para uso em perfuração, completação ou produção de campo de petróleo, por exemplo, a força pode ser aplicada da superfície através de outro equipamento como uma coluna de perfuração ou a força pode ser aplicada localmente, por exemplo, por um motor de fundo de poço.

[0019] A aplicação de uma força de limite com uma magnitude F para um tempo limite T no segundo mandril 108 é necessária para deslocar o elemento magnético da primeira peça 110 do respectivo elemento magnético de segunda parte 112, 114 para ou além de uma posição de ruptura o elemento, de maneira tal que o elemento magnético de primeira parte 110 não retornará para ser adjacente ao respectivo elemento magnético de segunda parte 112, 114 quando a força F for removida. Note que F e T são inversamente proporcionais; isto é, T é menor para F maior e T é maior para um F menor, embora F seja maior que a força atrativa entre o elemento magnético de primeira parte 110 e o respectivo elemento magnético de segunda parte 112, 114. Assim, é necessária uma força F1 com magnitude F na direção mostrada na Fig._1, aplicada por um tempo limite T1 para deslocar o elemento magnético da primeira parte 110 do elemento magnético da segunda parte 114 para uma primeira posição de ruptura, de tal forma que o elemento magnético da primeira parte 110 não voltará a estar adjacente ao elemento magnético da segunda parte 114 quando a força F1 for removida. Aplicar uma força menor que F1 ou aplicar a força por menos que o tempo limite T1 moverá o segundo mandril na direção da seta de força F1 para longe do elemento magnético da segunda parte 114, mas não para ou além da primeira posição de ruptura, de modo que o elemento magnético da primeira parte 110 se moverá para trás adjacente ao elemento magnético da segunda parte 114 quando a força for removida.

[0020] Da mesma forma, uma força F2 com magnitude F na direção mostrada na Fig._2 aplicada por um tempo limite T2 é necessária para deslocar o elemento magnético de primeira parte 110 do elemento magnético de segunda parte 112 para ou além de uma segunda posição de ruptura, de tal modo que o elemento magnético da primeira parte 110 não retornará para ser adjacente ao elemento magnético da segunda parte 112 quando a força F2 for removida. Aplicar uma força menor que F2 ou aplicar a força por menos que o tempo limite T2 moverá o segundo mandril na direção da seta de força F2 para longe do elemento magnético de segunda parte 112, mas não para ou além da segunda posição de ruptura, de modo que o elemento magnético da primeira parte 110 se moverá para trás adjacente ao elemento magnético da segunda parte 112 quando a força for removida.

[0021] A Fig._3 é uma vista em corte axial da parte de indexação 102 da Fig._1 tendo um elemento magnético de segunda parte 112 com um conjunto completo de ímãs permanentes. Como pode ser visto, o elemento magnético de segunda parte 112 inclui 16 segmentos de ímãs permanentes 302, 304, 306, 308, 310, 312, 314, 316, 318, 320, 322, 324, 326, 328, 330, 332 incorporados na um substrato 334 para formar um anel. Assumindo que o elemento magnético de primeira parte 110 é feito de um material magneticamente suscetível, tal como aço ou ferro e (por simplicidade) ignorando quaisquer interações entre os segmentos de ímãs permanentes 302, 304, 306, 308, 310, 312, 314, 316, 318, 320, 322, 324, 326, 328, 330, 332 e entre os segmentos magnéticos permanentes 302, 304, 306, 308, 310, 312, 314, 316, 318, 320, 322, 324, 326, 328, 330 , 332 e o substrato 334, ambos acreditados serem menores, a força F que segura o elemento magnético de primeira parte 110 ao elemento magnético de segunda parte 112 quando eles estão nas posições mostradas na Fig._1, é:

em que: N = o número de segmentos de ímãs permanentes 302, 304, 306, 308, 310, 312, 314, 316, 318, 320, 322, 324, 326, 328, 330, 332; B = densidade do fluxo na face do pólo dos segmentos magnéticos permanentes 302, 304, 306, 308, 310, 312, 314, 316, 318, 320, 322, 324, 326, 328, 330, 332; A = a área da face do pólo dos segmentos do ímã permanente 302, 304, 306, 308, 310, 312, 314, 316, 318, 320, 322, 324, 326, 328, 330, 332; e μ = a permeabilidade do material 110 do elemento magnético da primeira parte.

[0022] Como pode ser visto, a força F que liga o elemento magnético da primeira parte 110 ao elemento magnético da segunda parte 112 depende, sendo todas as outras coisas iguais e ignorando o que se acredita serem efeitos menores, no número de segmentos de ímãs permanentes. A modalidade mostrada na Fig._1 inclui 16 segmentos de ímãs permanentes 302, 304, 306, 308, 310, 312, 314, 316, 318, 320, 322, 324, 326, 328, 330, 332. A força F pode ser alterada alterando N, B, A e/ou μ.

[0023] A Fig._4 é uma vista em corte axial da parte de indexação da Fig._1 tendo um elemento magnético de segunda parte 112, 114 com um conjunto reduzido de ímãs permanentes. Em vez de 16 segmentos de ímãs permanentes, como mostrado na Fig._3, a modalidade ilustrada na Fig._4 tem apenas 8 segmentos de ímãs permanentes 302, 306, 310, 314, 318, 322, 326, 330. Desta forma, para a modalidade mostrada na Fig._4, a força F que liga o elemento magnético de primeira parte 110 ao elemento magnético de segunda parte 112 é metade da força para a modalidade mostrada na Fig._3, sendo todas as outras coisas iguais e ignorando os efeitos menores discutidos anteriormente. Será entendido que a modalidade mostrada na Fig._4 é meramente um exemplo e que o número de segmentos de ímãs permanentes é variável. Mais geralmente, assume-se que a força máxima FM é produzida por um número máximo NM de segmentos de ímã permanente. Nesse caso, a força reduzida FR produzida por um número reduzido de ímãsNR, sendo todas as outras coisas iguais e ignorando os efeitos menores discutidos anteriormente, é:

[0024] Os mesmos princípios se aplicam à força de acoplamento do elemento magnético da primeira parte 110 ao elemento magnético da segunda parte 114.

[0025] Além disso, o elemento magnético de segunda parte 112 pode ter um número diferente de ímãs permanentes do elemento magnético de segunda parte 114. Nesse caso, a magnitude da força F1 e/ou o tempo limite T1 necessário para quebrar o elemento magnético da primeira parte 110 do elemento magnético da segunda parte 114 será diferente da força F2 e/ou do tempo limite T2 necessário para quebrar o elemento magnético de primeira parte 110 a partir do elemento magnético de segunda parte 112. Em uma ou mais modalidades, F1 = F2 e/ou T1 = T2.

[0026] Além disso, em vez de os segmentos de ímã permanente 302, 304, 306, 308, 310, 312, 314, 316, 318, 320, 322, 324, 326, 328, 330, 332 serem parte dos elementos magnéticos de segunda parte 112, 114, os segmentos de ímãs permanentes 302, 304, 306, 308, 310, 312, 314, 316, 318, 320, 322, 324, 326, 328, 330, 332 podem ser parte do elemento magnético de primeira parte 110 e elementos magnéticos de segunda parte 112, 114 podem ser feitos de material de carbono macio.

[0027] Além disso, o elemento magnético de primeira parte 110 e um ou ambos os elementos magnéticos de segunda parte 112, 114 podem incluir segmentos de ímãs permanentes. Nesse caso, a atração magnética entre o elemento magnético de primeira parte 110 e o(s) elemento(s) magnético(s) de segunda parte 112, 114 que inclui segmentos de ímã permanentes, seria mais forte.

[0028] A Fig._5 é uma vista em corte longitudinal de um detalhe da vista em corte mostrada na Fig._2. Cada um dos elementos magnéticos de segunda parte 112, 114 inclui um suporte magnético 502, 504, uma placa de suporte 506, 508 e segmentos de ímã permanente 510, 512, que podem ser um dos segmentos de ímãs permanentes 302, 304, 306, 308._310, 312, 314, 316, 318, 320, 322, 324, 326, 328, 330, mostrados nas Figs._3 e 4.

[0029] A Fig._6 é uma vista em corte longitudinal de uma parte de indexação 602 com dois ou mais pontos de indexação sem contato 604, 606. A parte de indexação 602 inclui um elemento magnético de primeira parte 608, um elemento magnético de segunda peça 610 no ponto de indexação 604 e um elemento magnético de segunda parte 612 no ponto de indexação 606. O elemento magnético de primeira parte 608 é acoplado a uma porção elevada 614 de um primeiro mandril 616 e os elementos magnéticos de segunda parte 610, 612 são acoplados às respectivas porções elevadas 618, 620 de um segundo mandril 622. O elemento magnético de primeira parte 608 pode ser um anel de baixo teor de carbono ou pode ser um anel de segmentos de ímã permanente. Similarmente, um ou ambos os elementos magnéticos de segunda parte 610, 612 podem ser anéis de baixo teor de carbono ou um ou ambos podem ser anéis de segmentos de ímãs permanentes. Como pode ser visto, o elemento magnético de primeira parte 608 não faz contato físico com os elementos magnéticos de segunda parte 610, 612. Como antes, o segundo mandril 622 se move longitudinalmente em relação ao primeiro mandril 616. A atração magnética entre o elemento magnético de primeira parte 608 e os elementos magnéticos de segunda parte 610, 612 faz com que o segundo mandril 622 seja travado no primeiro mandril 616 nos respectivos pontos de indexação 604, 606 até que uma forçajimite F seja aplicada por um tempo limite T em qualquer direção. Será entendido que elementos magnéticos de segunda parte adicionais podem ser adicionados resultando em uma parte de indexação com mais de dois pontos de indexação.

[0030] A figura 7 mostra um diagrama de blocos de uma intervenção eletromagnética 702 para neutralizar um ímã permanente (por exemplo, um dos segmentos de ímã permanente 302, 304, 306, 308, 310, 312, 314, 316, 318, 320, 322, 324, 326, 328, 330 ou elementos magnéticos de segunda parte 610, 612 se forem segmentos magnéticos permanentes) para eliminar um ponto de indexação (por exemplo, o ponto de indexação no qual o elemento magnético da primeira peça 110 é adjacente à segunda parte do elemento magnético 114 como na Fig._1, o ponto de indexação no qual o elemento magnético da primeira peça 110 é adjacente à segunda parte do elemento magnético 112, pontos de indexação 604 ou 606) ou para alterar a força F necessária e/ou o tempo limite T necessário que a força F seja aplicada para separar um elemento magnético de primeira parte 110, 608 de um elemento magnético de segunda parte 112, 114, 610, 612.

[0031] A intervenção eletromagnética 702 opera em um dos segmentos de ímã permanente 704 (por exemplo, um dos segmentos de ímã permanente 302, 304, 306, 308, 310, 312, 314, 316, 318, 320, 322, 324, 326, 328, 330 ou elementos magnéticos de segunda parte 610, 612 se forem segmentos magnéticos permanentes). Um eletroímã 706 é posicionado próximo ao segmento de ímã permanente 704. Um sistema de controle 708 seletivamente aplica energia ao eletroímã 706, aplica potência de quantidades e polaridades selecionáveis ao eletroímã 706 e remove a energia do eletroímã 706. O termo “proximidade” é definido neste contexto como adjacente ou próximo o suficiente para que pelo menos 50% da curva de 3 decibéis (dB) da magnitude do campo magnético do segmento de ímã permanente 704 caia dentro do espaço entre o ponto no espaço tendo o máximo da magnitude do campo magnético do eletroímã 706 e a curva de 3 decibéis da magnitude do campo magnético do eletroímã 706.

[0032] O eletroímã 706 é projetado de forma que se a potência de uma magnitude de intervenção e polaridade for aplicada pelo sistema de controle 708, o campo magnético gerado pelo eletroímã 706 compense o campo magnético do segmento de ímã permanente 704 de modo que a combinação dos dois produza um campo magnético relativamente fraco. Por exemplo, se esta disposição for aplicada ao elemento magnético de segunda parte 610 (assumindo que é um segmento de ímã permanente) na Fig._6, o sistema de controle 708 poderia desativar o ponto de indexação 606 aplicando potência da magnitude de intervenção e polaridade ao eletroímã 706. Similarmente, o elemento magnético de segunda parte 112 da Fig._3 pode ser convertido em um análogo próximo do elemento magnético de segunda parte 112 da Fig._4, aplicando a disposição da Fig._7 aos segmentos de ímãs permanentes 304, 308, 312, 316, 320, 324, 328 e 332 e aplicando força da magnitude de intervenção e polaridade aos eletroímãs associados 706.

[0033] O eletroímã também é projetado de forma que se a potência de uma magnitude de reforço e polaridade for aplicada pelo sistema de controle 708, o campo magnético gerado pelo eletroímã 706 aumenta o campo magnético do segmento de ímã permanente 704 de forma que a combinação dos dois produza um campo magnético mais forte que o segmento de ímãs permanentes 704 sozinho. Deste modo, por exemplo, as forças de ruptura F1 (ver Fig._1) e F2 (ver Fig._2) e os tempos limites T1 e T2 ou as forças e tempos limites necessários para romper o elemento magnético da primeira parte 610 de um ou ambos os elementos magnéticos da segunda parte 610, 612 (ver Fig._6) podem ser aumentados.

[0034] Além disso, o sistema de controle 708 pode ter a capacidade de variar a magnitude do campo magnético produzido pelo eletroímã 706 continuamente ou em pequenas etapas discretas, como seria produzido por um conversor digital para analógico, por exemplo. O sistema de controle 708 pode ser capaz de modificar o desempenho de outros segmentos de ímã permanente através de suas conexões com outros eletroímãs, como mostrado na Fig._7.

[0035] Fig._8 é um fluxograma que mostra o uso da parte de indexação 102, 602. Um segundo mandril, tal como o segundo mandril 108, é montado em um primeiro mandril, tal como o primeiro mandril 106. O primeiro mandril é movido longitudinalmente em relação ao segundo mandril para fazer com que um elemento magnético de primeira parte, tal como o elemento magnético de primeira parte 110, 608, se desengate de um primeiro de uma pluralidade de elementos magnéticos de segunda parte, como parte elemento magnético de segunda parte 112, 610. O primeiro mandril é movido longitudinalmente em relação ao segundo mandril para fazer com que o elemento magnético da primeira peça engate um segundo da pluralidade de elementos magnéticos de segunda parte, tal como o elemento magnético de segunda parte 114, 612.

[0036] Em um aspecto, um aparelho inclui um primeiro mandril, um segundo mandril montado no primeiro mandril e móvel longitudinalmente em relação ao primeiro mandril entre uma pluralidade de posições de índice, um elemento magnético de primeira parte acoplado ao segundo mandril e uma pluralidade de elementos magnéticos de segunda parte acoplados ao primeiro mandril nas respectivas posições. O elemento magnético de primeira parte é adjacente a um respectivo da pluralidade de elementos magnéticos de segunda parte quando o segundo mandril está em uma respectiva posição de índice. Uma força de limite F no segundo mandril aplicada por um tempo limite T é necessária para deslocar o elemento magnético da primeira parte do respectivo elemento magnético de segunda parte suficientemente para que o elemento magnético da primeira parte não retorne para ser adjacente ao elemento magnético de segunda parte quando a força F é removida.

[0037] Implementações podem incluir uma ou mais das seguintes. O segundo mandril pode ser montado dentro do primeiro mandril. O primeiro mandril pode ser montado dentro do segundo mandril. Pelo menos um da pluralidade de elementos magnéticos de segunda parte pode incluir uma pluralidade de segmentos magnéticos dispostos em um anel. Pelo menos um da pluralidade de elementos magnéticos de segunda parte pode incluir uma pluralidade de segmentos de baixo teor de carbono dispostos em um anel. O elemento magnético da primeira parte pode incluir uma pluralidade de segmentos magnéticos dispostos em um anel. O elemento magnético de primeira parte pode incluir uma pluralidade de segmentos de baixo teor de carbono dispostos em um anel. O elemento magnético da primeira parte pode ser acoplado a uma porção elevada do primeiro mandril. Um da pluralidade de elementos magnéticos de segunda parte pode ser acoplado a uma porção elevada do segundo mandril. Um primeiro da pluralidade de elementos magnéticos de segunda parte pode estabelecer uma primeira parada. Um segundo da pluralidade de elementos magnéticos da segunda parte pode estabelecer uma segunda parada. O primeiro mandril pode ser móvel em relação ao segundo mandril a partir de um primeiro ponto no qual a primeira parte do elemento magnético engata a primeira da pluralidade de elementos magnéticos de segunda parte a um segundo ponto no qual o elemento magnético da primeira parte engata o segundo dos elementos magnéticos da segunda parte. O primeiro mandril pode ser móvel a partir da primeira posição por aplicação de uma força superior a uma primeira força limite F1 em uma primeira direção. O primeiro mandril pode ser móvel a partir da segunda posição por aplicação de uma força superior a uma segunda força limite F2 em uma segunda direção, a segunda direção sendo oposta à primeira direção.

[0038] Em um aspecto, um método inclui a montar um segundo mandril a um primeiro mandril, movendo o primeiro mandril longitudinalmente em relação ao segundo mandril para fazer com que um elemento magnético da primeira parte se desengate de um primeiro de uma pluralidade de elementos magnéticos de segunda parte e mover o primeiro mandril longitudinalmente em relação ao segundo mandril para fazer com que o elemento magnético da primeira parte engate um segundo da pluralidade de elementos magnéticos de segunda parte.

[0039] Implementações podem incluir uma ou mais das seguintes. Mover pode incluir a aplicação de uma força maior que uma força limite F por um tempo limite T. A força F pode estar em uma direção D e o movimento do primeiro mandril em relação ao segundo elemento na direção D pode ser interrompido por uma interação magnética entre o elemento magnético de primeira parte e o segundo da pluralidade de elementos magnéticos de segunda parte. A força F pode estar em uma direção D e o movimento do primeiro mandril em relação ao segundo elemento na direção D pode ser interrompido por uma interação mecânica entre o elemento magnético de primeira parte e o segundo da pluralidade de elementos magnéticos de segunda parte.

[0040] Em um aspecto, um sistema inclui um primeiro mandril, um segundo mandril montado no primeiro mandril e móvel longitudinalmente em relação ao primeiro mandril entre uma pluralidade de posições de índice, um elemento magnético de primeira parte acoplado ao segundo mandril e uma pluralidade de elementos magnéticos de segunda parte acoplados ao primeiro mandril nas respectivas posições. O elemento magnético de primeira parte é adjacente a um respectivo da pluralidade de elementos magnéticos de segunda parte quando o segundo mandril está em uma respectiva posição de índice. Uma força de limite F no segundo mandril aplicada por um tempo limite T é necessária para deslocar o elemento magnético da primeira parte do respectivo elemento magnético de segunda parte suficientemente para que o elemento magnético da primeira parte não retorne para ser adjacente ao elemento magnético de segunda parte quando a força F é removida. O sistema inclui uma intervenção eletromagnética que ajusta a força F interagindo com um campo magnético de um ímã permanente.

[0041] Implementações podem incluir uma ou mais das seguintes. Pelo menos um da pluralidade de elementos magnéticos de segunda parte pode incluir uma pluralidade de segmentos de ímã permanente dispostos em um anel. A intervenção eletromagnética pode incluir um eletroímã localizado próximo a um dos segmentos de ímã permanente. Um campo magnético gerado pelo eletroímã alimentado por um sinal elétrico de magnitude de cancelamento e polaridade de cancelamento pode neutralizar o campo magnético gerado pelo segmento de ímã permanente ao qual está próximo. Um campo magnético gerado pelo eletroímã alimentado por um sinal elétrico de magnitude de cancelamento e polaridade de cancelamento pode aumentar o campo magnético gerado pelo segmento de ímã permanente ao qual está próximo. A intervenção eletromagnética pode ter uma pluralidade de eletroímãs, cada um localizado próximo a um respectivo da pluralidade de segmentos de ímã permanente. O sistema pode incluir um sistema de controle acoplado eletricamente à pluralidade de eletroímãs para aplicar potência de magnitudes e polaridades selecionáveis a cada um da pluralidade de eletroímãs. Um da pluralidade de elementos magnéticos de segunda parte pode incluir um anel magnético.

[0042] A palavra “acoplado” significa, neste documento, uma conexão direta ou uma conexão indireta.

[0043] O texto anterior descreve uma ou mais modalidades específicas de uma invenção mais abrangente. A invenção também é realizada em uma variedade de modalidades alternativas e, portanto, não se limita às descritas neste documento. A descrição anterior de uma modalidade da invenção foi apresentada para fins de ilustração e descrição. Não se pretende ser exaustivo ou limitar a invenção à forma precisa divulgada. Muitas modificações e variações são possíveis na luz dos ensinamentos anteriores. O escopo da invenção se destina a não ser limitado por esta descrição detalhada, mas sim pelas reivindicações aqui anexas.

Claims

1. Aparelho de indexação, caracterizado pelo fato de que compreende: um primeiro mandril (106); um segundo mandril (108) montado no primeiro mandril (106) e móvel longitudinalmente em relação ao primeiro mandril (106) entre uma pluralidade de posições de índice, em que o segundo mandril (108) se move a partir de uma força aplicada por uma coluna de perfuração, um motor de fundo de poço, ou uma válvula de esfera; um elemento magnético de primeira parte (110) acoplado ao segundo mandril (108); e uma pluralidade de elementos magnéticos de segunda parte (112, 114) acoplados ao primeiro mandril (106) nas respectivas posições, de modo que: o elemento magnético de primeira parte (110) seja adjacente a um respectivo elemento da pluralidade de elementos magnéticos de segunda parte (112, 114) quando o segundo mandril (108) estiver em uma respectiva posição de índice, e uma força limite F no segundo mandril (108) aplicada por um tempo limite T é necessária para deslocar o elemento magnético de primeira parte (110) do respectivo elemento magnético de segunda parte (112, 114) suficientemente para que o elemento magnético de primeira parte (110) não retorne para ser adjacente ao respectivo elemento magnético de segunda parte (112, 114) quando a força limite F é removida.

2. Aparelho de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que: o segundo mandril (108) é montado dentro do primeiro mandril (106).

3. Aparelho de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que: o primeiro mandril (106) é montado dentro do segundo mandril (108).

4. Aparelho de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 3, caracterizado pelo fato de que pelo menos um da pluralidade de elementos magnéticos de segunda parte (112, 114) compreende uma pluralidade de segmentos magnéticos dispostos em um anel e/ou em que pelo menos um da pluralidade de elementos magnéticos de segunda parte (112, 114) compreende uma pluralidade de segmentos de baixo teor de carbono dispostos em um anel.

5. Aparelho de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 4, caracterizado pelo fato de que o elemento magnético de primeira parte (110) compreende uma pluralidade de segmentos magnéticos dispostos em um anel e/ou em que o elemento magnético de primeira parte (110) compreende uma pluralidade de segmentos de baixo teor de carbono dispostos em um anel.

6. Aparelho de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 5, caracterizado pelo fato de que: o elemento magnético de primeira parte (110) é acoplado a uma porção elevada do primeiro mandril (106); e um da pluralidade de elementos magnéticos de segunda parte (112, 114) é acoplado a uma porção elevada do segundo mandril (108).

7. Aparelho de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 6, caracterizado pelo fato de que: um primeiro elemento da pluralidade de elementos magnéticos de segunda parte (112, 114) estabelece uma primeira parada; um segundo elemento da pluralidade de elementos magnéticos de segunda parte (112, 114) estabelece uma segunda parada; o primeiro mandril (106) é móvel em relação ao segundo mandril (108) desde um primeiro ponto no qual o elemento magnético de primeira parte (110) engata o primeiro elemento da pluralidade de elementos magnéticos de segunda parte (112, 114) até um segundo ponto no qual o elemento magnético de primeira parte (110) engata o segundo dos elementos magnéticos de segunda parte (112, 114).

8. Aparelho de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 7, caracterizado pelo fato de que: o primeiro mandril (106) é móvel a partir da primeira posição por aplicação de uma força de fora superior a uma primeira força limite F1 em uma primeira direção; e o primeiro mandril (106) é móvel a partir da segunda posição por aplicação da força superior a uma segunda força limite F2 em uma segunda direção, a segunda direção sendo oposta à primeira direção.

9. Aparelho de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 8, caracterizado pelo fato de que compreende: uma intervenção eletromagnética (702) que ajusta a força F interagindo com um campo magnético de um ímã permanente (302, 304, 306, 308, 310, 312, 314, 316, 318, 320, 322, 324, 326, 328, 330, 610, 612).

10. Aparelho de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 9, caracterizado pelo fato de que pelo menos um da pluralidade de elementos magnéticos de segunda parte (112, 114) compreende uma pluralidade de segmentos de ímã permanente (302, 304, 306, 308, 310, 312, 314, 316, 318, 320, 322, 324, 326, 328, 330, 332) dispostos em um anel e/ou em que um da pluralidade de elementos magnéticos de segunda parte (112, 114) compreende um anel magnético.

11. Aparelho de acordo com a reivindicação 9, caracterizado pelo fato de que a intervenção eletromagnética (702) compreende um eletroímã (706) localizado muito próximo a um dos segmentos de ímã permanente (302, 304, 306, 308, 310, 312, 314, 316, 318, 320, 322, 324, 326, 328, 330, 610, 612) e/ou em que um campo magnético gerado pelo eletroímã (706) alimentado por um sinal elétrico de magnitude de cancelamento e polaridade de cancelamento modifica o campo magnético gerado pelo segmento de ímã permanente (302, 304, 306, 308, 310, 312, 314, 316, 318, 320, 322, 324, 326, 328, 330, 610, 612) ao qual está muito próximo e/ou em que um campo magnético gerado pelo eletroímã (706) alimentado por um sinal elétrico de magnitude de cancelamento e polaridade de cancelamento aumenta o campo magnético gerado pelo segmento de ímã permanente (302, 304, 306, 308, 310, 312, 314, 316, 318, 320, 322, 324, 326, 328, 330, 610, 612) ao qual está muito próximo.

12. Aparelho de acordo com a reivindicação 9 ou reivindicação 10, caracterizado pelo fato de que: a intervenção eletromagnética (702) tem uma pluralidade de eletroímãs (706), cada um localizado muito próximo a um respectivo segmento da pluralidade de segmentos de ímã permanente (302, 304, 306, 308, 310, 312, 314, 316, 318, 320, 322, 324, 326, 328, 330, 610, 612); e o aparelho compreende ainda um sistema de controle (708) acoplado eletricamente à pluralidade de eletroímãs (706) para aplicar potência de magnitudes e polaridades selecionáveis a cada um da pluralidade de eletroímãs.

13. Método de indexação, caracterizado pelo fato de que compreende: montar um segundo mandril (108) em um primeiro mandril (106); mover o primeiro mandril (106) longitudinalmente em relação ao segundo mandril (108) com uma força aplicada por uma coluna de perfuração, um motor de fundo de poço, ou uma válvula de esfera para fazer com que um elemento magnético de primeira parte (110) desengate de um primeiro elemento de uma pluralidade de elementos magnéticos de segunda parte (112, 114); e mover o primeiro mandril (106) longitudinalmente em relação ao segundo mandril (108) com a força aplicada pela coluna de perfuração, pelo motor de fundo de poço, ou pela válvula de esfera para fazer com que o elemento magnético de primeira parte (110) engate um segundo elemento da pluralidade de elementos magnéticos de segunda parte (112, 114).

14. Método de acordo com a reivindicação 13, caracterizado pelo fato de que mover compreende a aplicação de uma força superior a uma força limite F durante um tempo limite T.

15. Método de acordo com a reivindicação 13 ou 14, caracterizado pelo fato de que a força limite F está em uma direção D e o movimento do primeiro mandril (106) em relação ao segundo mandril (108) na direção D é interrompido por uma interação magnética entre o elemento magnético de primeira parte (110) e o segundo da pluralidade de elementos magnéticos de segunda parte (112, 114) e/ou em que a força limite F está em uma direção D e o movimento do primeiro mandril (106) em relação ao segundo mandril (108) na direção D é interrompido por uma interação mecânica entre o elemento magnético de primeira parte (110) e o segundo da pluralidade de elementos magnéticos de segunda parte (112, 114).