BRPI0713396B1 - Catraca steering mechanism - Google Patents

Abstract

mecanismo escalonado de catraca. um mecanismo escalonado de catraca que permite movimento incremental de um conjunto pode ser adaptado para abrir e fechar incrementalmente um orifício ajustável (550) . o mecanismo escalonado de catraca pode ser compreendido de um anel retentor de corpo modificado (10) que permite movimento incremental ao longo de um mandril (20) em qualquer direção ao longo do mandril. o mecanismo escalonado de catraca pode ser acionado a uma distância designada por intermédio da aplicação de pressão ao mecanismo. o mecanismo escalonado de catraca pode ser ideal para utilizar pressão para acionar um dispositivo de múltiplas posições de fundo de poço. o anel retentor de corpo modificado é adaptado tanto para prender o mecanismo em cada posição definida quando o mandril é bombeado para baixo quanto para permitir que o mecanismo se desloque em movimento de catraca quando o mandril é bombeado de volta.

Description

MECANISMO ESCALONADO DE CATRACA

Esse pedido é um pedido não provisório reivindicando prioridade para o Pedido Provisório dos Estados Unidos 60/818.425, intitulado "STEP RATCHET MECHANISM" de Richard J. Ross, depositado em 3 de julho de 2006. ANTECEDENTES DA INVENÇÃO Campo da Invenção A presente invenção se refere geralmente a um mecanismo escalonado de catraca que pode ser ideal para acionar um dispositivo de múltiplas posições, tal como um orifício ajustável. 0 mecanismo escalonado de catraca permite que o dispositivo de múltiplas posições seja deslocado por uma distância incrementai predeterminada cada vez que o mecanismo escalonado de catraca for submetido a um ciclo. O movimento de uma distância incrementai pode permitir a abertura incrementai de um orifício ajustável para testar sob pressão as vedações antes de completamente abrir o orifício. À distância em que o dispositivo de múltiplas posições é acionado por ciclo do mecanismo escalonado de catraca pode ser modificada mediante adaptação das dimensões físicas dos componentes do mecanismo escalonado de catraca como seria reconhecido por aqueles de conhecimento comum na técnica tendo o benefício dessa revelação. O mecanismo escalonado de catraca pode incluir um anel retentor de corpo ou um colar retentor de corpo que trava o mecanismo em um mandril à medida que o mecanismo escalonado de catraca se desloca durante cada ciclo. O anel retentor de corpo ou colar retentor de corpo pode ser adaptado para também permitir o movimento do mecanismo escalonado de catraca na direção oposta ao longo do mandril.

Descrição da Técnica Relacionada 0 uso de um anel retentor de corpo é bem conhecido para travamento de um conjunto de fundo de poço em um mandril. Anéis retentores de corpo atuais geralmente permitem que o conjunto se desloque ao longo de um mandril em uma direção, travando o conjunto no mandril cada vez que o conjunto parar de se mover. Anéis retentores de corpo geralmente permitem que o conjunto seja engatado ao longo do mandril em uma direção, mas tipicamente são projetados para travar o conjunto no mandril e assim não permitem que o conjunto se desloque ou realize movimento de catraca na outra direção ao longo do mandril. Essa função do anel retentor de corpo frequentemente é aceitável uma vez que a finalidade do anel retentor de corpo é a de fixar o conjunto de fundo de poço ao mandril. Os modelos atuais utilizando anéis retentores de corpo não permitem que o conjunto se desloque ao longo do mandril na direção oposta se assim for desejado. Se o conjunto de fundo de poço precisar ser removido do mandril, o conjunto de fundo de poço e o anel retentor de corpo podem ter que ser tirados à broca do fundo do poço. A natureza do movimento de catraca unidirecional do anel retentor de corpo tem limitado o seu uso às aplicações que apenas requerem o movimento em uma direção. Seria vantajoso prover um dispositivo que se desloque com movimento de catraca ou se desloque incrementalmente em uma direção fixando um conjunto de fundo de poço a uma estrutura tal como um mandril, mas que também permita que o conjunto de fundo de poço se desloque ao longo da estrutura na direção oposta quando assim for desejado. Por exemplo, tal dispositivo pode ser útil em conjunto com um orifício de fluxo. Os orifícios de fundo de poço frequentemente são usados para regular a quantidade de fluxo a partir de uma zona específica uma vez que taxas de fluxo excessivas podem causar dano na formação ou produzir areia. Anéis retentores de corpo atuais podem ser aplicáveis para serem utilizados em tal ocorrência. Contudo, também seria desejável fechar o orifício de fluxo se fosse necessário, o que não é possível com os modelos atuais de anel retentor de corpo. Um dispositivo que permite movimento incrementai para abrir um orifício de fluxo travando o orifício de fluxo em posição entre movimentos incrementais, mas também permitindo movimento na direção oposta para também fechar o orifício de fluxo seria vantajoso.

Considerando o anteriormente mencionado, seria desejável prover um mecanismo que proporcione movimento incrementai em uma primeira direção ao longo de um mandril, fixe um conjunto ao mandril, e também permita movimento do mecanismo em uma segunda direção ao longo do mandril. Seria adicionalmente desejável prover um anel retentor de corpo que seja adaptado não apenas para travar um conjunto contra um mandril como também para permitir que o anel retentor de corpo libere o mandril permitindo que o anel retentor de corpo, e qualquer conjunto conectado, se desloquem ao longo do mandril. Também seria desejável prover um mecanismo que possa ser usado para acionar incrementalmente um dispositivo de múltiplas posições, tal como um orifício ajustável, em uma direção que também permita o movimento do dispositivo de múltiplas posições na direção oposta enquanto impedindo o movimento do orifício. A presente invenção é direcionada para superar, ou ao menos reduzir os efeitos de um ou mais dos problemas apresentados acima.

SUMÁRIO DA INVENÇÃO

Em uma modalidade, é provido um mecanismo escalonado de catraca para mover incrementalmente um conjunto de fundo de poço, o mecanismo compreendendo um pistão móvel, um mandril, um anel retentor de corpo adaptado para engatar seletivamente o mandril, um carregador de anel retentor de corpo conectado ao anel retentor de corpo, uma trava de mola posicionada adjacente ao carregador de anel retentor de corpo, um suporte de mola em que uma parte da trava de mola é posicionada dentro do suporte de mola, e uma mola localizada dentro do suporte de mola, em que o movimento do pistão móvel contata o carregador de anel retentor de corpo engatando o anel retentor de corpo com o mandril e deslocando o mandril, anel retentor de corpo, carregador de anel retentor de corpo, e trava de mola até que a mola seja completamente comprimida dentro do suporte de mola. 0 mecanismo pode incluir um adaptador inferior que é posicionado de tal modo a impedir o movimento do suporte de mola além do adaptador inferior.

Em uma modalidade, pressão pode ser aplicada ao mecanismo para mover o pistão no sentido para baixo até que o suporte de mola contate o adaptador inferior e a mola seja completamente comprimida dentro do suporte de mola. A partir da liberação da pressão sobre o mecanismo, a mola comprimida pode deslocar a trava de mola, o carregador de anel retentor de corpo, e o anel retentor de corpo no sentido para cima ao longo do mandril quando a mola se desloca de volta para o seu estado não comprimido. O anel retentor de corpo é adaptado para permitir movimento no sentido para cima ao longo do mandril quando a mola se desloca de volta para seu estado não comprimido. Fricção pode impedir o movimento para cima do mandril quando a pressão é liberada a partir do mecanismo permitindo que a mola seja descomprimida. Alternativamente, um mecanismo pode ser usado para prevenir movimento do mandril devido à descompressão da mola. Embora a modalidade acima seja discutida com relação ao movimento descendente do mandril e conjunto de anel retentor de corpo até que a mola esteja completamente comprimida e o movimento no sentido para cima do conjunto de anel retentor de corpo devido à expansão da mola para seu estado não comprimido, a modalidade revelada pode ser adaptada para mover incrementalmente o mandril e o conjunto de anel retentor de corpo em qualquer direção relativa e permitir o movimento do conjunto de anel retentor de corpo na direção oposta devido à descompressão da mola como seria considerado por aqueles de conhecimento comum na técnica tendo o benefício dessa revelação.

Em uma modalidade, um mecanismo escalonado de catraca para mover incrementalmente um conjunto de fundo de poço é provido em que o mecanismo compreende um pistão móvel, um mandril, um colar retentor de corpo adaptado para engatar seletivamente o mandril, um carregador de colar retentor de corpo conectado ao colar retentor de corpo, uma trava de mola posicionada adjacente ao carregador de colar retentor de corpo, um suporte de mola em que uma parte da trava de mola é posicionada dentro do suporte de mola, e uma mola localizada dentro do suporte de mola, em que o movimento do pistão móvel em uma primeira direção contata o carregador de colar retentor de corpo engatando o colar retentor de corpo com o mandril e movendo o mandril, colar retentor de corpo, carregador de colar retentor de corpo, e trava de mola na primeira direção até que a mola seja completamente comprimida dentro do suporte de mola. O mecanismo pode incluir um adaptador inferior que é posicionado de tal modo a impedir o movimento do suporte de mola além do adaptador inferior.

Pressão pode ser aplicada ao mecanismo para deslocar o pistão na primeira direção até que o suporte de mola contate o adaptador inferior e a mola seja completamente comprimida dentro do suporte de mola. A partir da liberação da pressão sobre o mecanismo, a mola comprimida pode deslocar a trava de mola, o carregador de colar retentor de corpo, e o colar retentor de corpo em uma segunda direção ao longo do mandril a partir da liberação da pressão a partir do mecanismo. 0 colar retentor de corpo pode ser adaptado para permitir movimento na segunda direção ao longo do mandril. Fricção pode impedir o movimento do mandril na segunda direção quando a pressão é liberada a partir do mecanismo e a mola retorna para o seu estado não comprimido. Alternativamente, um mecanismo pode ser usado para impedir movimento do mandril na segunda direção devido à descompressão da mola.

Em uma modalidade, um mecanismo escalonado de catraca para deslocar incrementalmente um conjunto de fundo de poço é provido em que o mecanismo compreende um pistão móvel dentro de uma câmara do mecanismo, um mandril, um colar retentor de corpo de extremidade dupla adaptado para engatar seletivamente o mandril, um carregador de colar retentor de corpo conectado ao colar retentor de corpo, uma mola localizada dentro da câmara, e um cilindro posicionado adjacente a uma primeira extremidade da mola, em que o movimento do pistão móvel em uma primeira direção contata o carregador de colar retentor de corpo engatando o colar retentor de corpo com o mandril e deslocando o mandril, o colar retentor de corpo, e o carregador de colar retentor de corpo na primeira direção até que a mola esteja completamente comprimida pelo cilindro dentro da câmara. O mecanismo pode incluir um anel de fricção e um anel chanfrado posicionado adjacente a uma segunda extremidade da mola. 0 anel de fricção pode ser um anel fendido que é empurrado contra o mandril pelo anel chanfrado a partir da compressão da mola dentro da câmara. O mecanismo pode incluir um adaptador inferior que é posicionado adjacente ao anel chanfrado para impedir movimento do anel chanfrado. 0 anel de fricção e o anel chanfrado impedem o movimento do mandril quando a pressão é liberada e a mola retorna ao seu estado não comprimido.

Uma modalidade da presente revelação é um anel retentor de corpo para uso em um mecanismo escalonado de catraca, o anel retentor de corpo compreendendo um anel tendo uma superfície interna e uma superfície externa, o anel incluindo uma abertura longitudinal. 0 anel retentor de corpo compreendendo ainda dentes na superfície exterior, os dentes adaptados para engatar os dentes localizados no interior de um carregador de anel retentor de corpo. 0 anel retentor de corpo compreendendo ainda dentes na superfície interior, os dentes adaptados para engatar seletivamente os dentes localizados no exterior de um mandril, em que os dentes interiores do anel retentor de corpo são adaptados para engatar seletivamente os dentes no exterior do mandril em uma primeira direção e permitir que o anel retentor de corpo se desloque ao longo do mandril em uma segunda direção.

Uma modalidade da presente revelação é um colar retentor de corpo par uso em um mecanismo escalonado de catraca, o colar retentor de corpo sendo compreendido de um colar tendo dedos de colar que têm uma superfície interna e uma superfície externa. Os dedos de colar são posicionados longitudinalmente em torno do perímetro do colar. 0 número de dedos de colar pode variar entre aplicações como seria reconhecido por aqueles de conhecimento comum na técnica tendo o benefício dessa revelação. Os dedos de colar compreendem ainda dentes na superfície exterior, os dentes sendo adaptados para engatar os dentes localizados na superfície interior de um carregador de colar retentor de corpo. Os dedos de colar compreendem ainda dentes na superfície interior, os dentes adaptados para engatar seletivamente os dentes localizados no exterior de um mandril, em que os dentes interiores dos dedos de colar são adaptados para engatar seletivamente os dentes no exterior do mandril em uma primeira direção e para permitir que o colar retentor de corpo se desloque ao longo do mandril em uma segunda direção. 0 comprimento dos dedos de colar pode ser variado mudando a constante de mola necessária da mola de compressão usada no mecanismo de catraca como seria considerado por aqueles de conhecimento comum na técnica tendo o benefício dessa revelação.

Uma modalidade da presente revelação é o método de mover incrementalmente um dispositivo de múltiplas posições compreendendo a etapa de aplicar pressão ao dispositivo, em que a pressão desloca um pistão a partir de uma posição inicial em uma primeira direção dentro do dispositivo, o pistão deslocando um conjunto na primeira direção, o conjunto compreendendo um anel retentor de corpo, um carregador de anel retentor de corpo, e um cartucho de mola contendo uma mola, em que o anel retentor de corpo engata um mandril em uma posição inicial de tal modo que o movimento do conjunto na primeira direção provê movimento do mandril na primeira direção se afastando da posição inicial. 0 método inclui a etapa de aumentar a pressão no dispositivo até que o conjunto se desloque por uma distância inicial na primeira direção comprimindo completamente a mola dentro do cartucho de mola e a etapa de liberar a pressão a partir do dispositivo, em que a mola se expande movendo o conjunto em uma segunda direção. O método inclui a etapa de reter o mandril para impedir o movimento na segunda direção a partir da liberação da pressão a partir do dispositivo. Em uma modalidade, um mecanismo pode ser usado pra impedir o movimento do mandril na segunda direção. Alternativamente, fricção isoladamente pode ser usada para impedir o movimento do mandril na segunda direção. O método de mover incrementalmente um dispositivo de múltiplas posições pode compreender ainda a etapa de reaplicar pressão no dispositivo, em que a pressão desloca o pistão na primeira direção dentro do dispositivo movendo o conjunto e o mandril na primeira direção e a etapa de aumentar a pressão sobre o dispositivo até que o conjunto e o mandril se desloquem por uma distância incrementai na primeira direção comprimindo completamente a mola dentro do cartucho de mola. 0 método pode incluir a etapa de liberar a pressão a partir do dispositivo, em que a mola se expande até o estado não comprimido deslocando o conjunto em uma segunda direção e a etapa de reter o mandril após se deslocar pela distância incrementai na primeira direção para impedir movimento na segunda direção a partir da liberação da pressão a partir do dispositivo. 0 método pode incluir repetir as etapas de reaplicar pressão ao dispositivo, liberar a pressão a partir do dispositivo, e reter o mandril até que o mandril tenha atingido uma posição final na primeira direção. Em uma modalidade, o mandril do método revelado pode incluir uma porção adaptada para contatar o pistão quando o mandril do dispositivo tiver se deslocado incrementalmente para a posição final na primeira direção. 0 método pode incluir ainda as etapas de exercer contrapressão sobre o dispositivo de tal modo que o pistão se desloque na segunda direção dentro do dispositivo até que o pistão retorne à sua posição inicial. 0 pistão pode puxar o mandril e o conjunto de anel retentor de corpo de volta para a posição inicial mediante contato com um detentor ou prendedor localizado no mandril. Alternativamente, o pistão pode apenas posicionar o mandril em sua posição inicial e a contrapressão pode fazer com que o conjunto de anel retentor de corpo se desloque na segunda direção de volta para a sua posição original.

Uma modalidade da presente revelação é o método de ajustar incrementalmente um orifício de fluxo compreendendo as etapas de aplicar pressão a um mecanismo escalonado, o mecanismo escalonado compreendendo um conjunto de anel retentor de corpo, um cartucho de mola tendo uma mola de compressão, e um mandril, todos posicionados em uma posição inicial de tal modo que o orifício de fluxo é completamente fechado, em que a aplicação inicial de pressão desloca o conjunto de anel retentor de corpo, o cartucho de mola, e o mandril por uma distância inicial em uma primeira direção até que o cartucho de mola contate um detentor, o movimento do mandril na distância inicial abrindo o orifício de fluxo. O método compreendendo ainda a etapa de aumentar a pressão no mecanismo escalonado até que o conjunto de travamento de corpo e o mandril se desloquem por uma distância incrementai na primeira direção comprimindo completamente a mola dentro do cartucho de mola, o mandril abrindo incrementalmente o orifício de fluxo. O método compreendendo ainda a etapa de liberar a pressão a partir do mecanismo escalonado, em que a mola se desloca para um estado não comprimido deslocando o conjunto de travamento de corpo em uma segunda direção. 0 método compreendendo ainda a etapa de reter o mandril para impedir movimento na segunda direção a partir da liberação de pressão a partir do dispositivo, em que o orifício de fluxo permanece em seu estado parcialmente aberto.

Aplicar e liberar a pressão no mecanismo escalonado, em que cada aplicação de pressão desloca o conjunto de travamento de corpo e o mandril pela distância incrementai na primeira direção para comprimir a mola no cartucho de mola e a partir da liberação da pressão a mola não comprimida deslocando o conjunto de travamento de corpo ao longo do mandril na segunda direção, em que o movimento incrementai do mandril na primeira direção abre incrementalmente o orifício de fluxo. 0 método compreende ainda a ciclagem da pressão no mecanismo escalonado até que o orifício de fluxo seja completamente aberto. O método pode incluir a etapa de aplicar contrapressão ao mecanismo de escalonamento, em que a contrapressão desloca o pistão para sua posição original. O mandril pode incluir um prendedor ou detentor, em que o pistão contata o prendedor ou detentor deslocando o mandril de volta para sua posição original.

Uma modalidade da presente revelação é um anel retentor de corpo tendo dentes externos e dentes internos, em que os dentes externos incluem uma face vertical que engata os dentes em um carregador de anel retentor de corpo e os dentes internos incluem uma face que engata os dentes em um mandril. A face vertical dos dentes externos está preferivelmente a 90 graus a partir do plano horizontal dos dentes externos, mas pode ser variada entre aproximadamente 80 graus e 95 graus a partir do plano horizontal dos dentes externos. A face dos dentes internos foi lanceolada para permitir que o anel retentor de corpo se desloque em movimento de catraca ao longo do mandril. Especificamente, a face dos dentes internos foi lanceolada até que a face ficou a menos do que aproximadamente 70 graus a partir do plano horizontal dos dentes internos. Para que o anel retentor de corpo se fixe no mandril, o ângulo de inclinação dos dentes externos a partir do plano horizontal é de preferivelmente ao menos 20 graus inferior ao ângulo a partir da face lanceolada em relação ao plano horizontal dos dentes internos. 0 ângulo de inclinação dos dentes internos é preferivelmente de ao menos 20 graus inferior a partir do plano horizontal dos dentes internos ao ângulo da face vertical dos dentes externos. Adicionalmente, o ângulo de inclinação dos dentes internos preferivelmente é inferior a 70 graus a partir do plano horizontal dos dentes internos. Uma configuração similar também pode ser utilizada para os dentes internos e externos de um colar retentor de corpo, em conjunto com os dentes correspondentes no mandril e carregador de colar, de acordo com a presente invenção.

DESCRIÇÃO RESUMIDA DOS DESENHOS A Figura 1 é uma vista em seção transversal de uma modalidade de um mecanismo escalonado de catraca que inclui um anel retentor de corpo 10. A Figura 2 é uma vista em seção transversal de uma modalidade de um mecanismo escalonado de catraca que inclui um colar retentor de corpo 50. A Figura 3 é uma vista lateral de um colar retentor de corpo 50 usado em uma modalidade de um mecanismo escalonado de catraca. A Figura 4 é uma vista em seção transversal lateral de um carregador de colar 60 usado em conjunto com o colar retentor de corpo 50 da Figura 3. A Figura 5 é uma vista isométrica de um anel retentor de corpo 10 usado em uma modalidade de um mecanismo escalonado de catraca. A Figura 6 é uma vista em seção transversal de uma modalidade dos dentes de engate do anel retentor de corpo 10 com os dentes externos 11 que engatam o carregador do anel retentor de corpo 15 e os dentes internos 12 que engatam o mandril 20. A Figura 7 é uma seção transversal de uma modalidade do mecanismo escalonado de catraca em sua posição inicial. A Figura 8 é uma seção transversal do mecanismo escalonado de catraca da Figura 7 após o ciclo de pressão ter sido aplicado uma vez ao sistema. A Figura 9 é uma seção transversal do mecanismo escalonado de catraca da Figura 7 que foi submetido a ciclos um número de vezes de tal modo que os orifícios de fluxo estão em uma posição em que eles podem permanecer durante a produção através do orifício de fluido 500. A Figura 10 é uma seção transversal do mecanismo escalonado de catraca da Figura 7 que foi repetidamente submetido a ciclos até que o mandril se deslocou para sua posição final abrindo completamente os orifícios de fluxo 550 em comunicação de fluido com a passagem de fluido 500. A Figura 11 é uma seção transversal do mecanismo escalonado de catraca da Figura 7 que foi retornado à posição inicial, desse modo fechando os orifícios de fluxo 550. A Figura 12 é uma modalidade do mecanismo escalonado de catraca que provê o movimento de catraca em ambas as direções. A Figura 13 é uma seção transversal de uma modalidade do anel retentor de corpo 10 da presente revelação. A Figura 14 é uma vista em seção transversal de uma modalidade de um mecanismo escalonado de catraca que inclui um colar retentor de corpo de extremidade dupla 55.

As Figuras 15A e 15B representam uma seção transversal de outra modalidade do mecanismo escalonado de catraca em sua posição inicial.

As Figuras 16A e 16B representam uma seção transversal do mecanismo escalonado de catraca das Figuras 15A e 15B após o ciclo de pressão ter sido aplicado uma vez ao sistema.

As Figuras 17A e 17B representam uma seção transversal do mecanismo escalonado de catraca das Figuras 15A e 15B que foi ciclado algumas vezes de tal modo que o orifício de fluxo está em uma posição completamente aberta.

As Figuras 18A e 18B representam uma seção transversal do mecanismo escalonado de catraca das Figuras 15A e 15B que retornou à posição inicial, desse modo fechando o orifício de fluxo.

Embora a invenção esteja sujeita a várias modificações e formas alternativas, modalidades específicas foram mostradas por intermédio de exemplo nos desenhos e serão descritas aqui em detalhe. Contudo, deve ser entendido que não se pretende que a invenção seja limitada às formas específicas reveladas. Mais propriamente, a intenção é a de cobrir todas as modificações, equivalentes e alternativas compreendidas dentro do espírito e escopo da invenção conforme definidos pelas reivindicações anexas.

Descrição de Modalidades Ilustrativas Modalidades ilustrativas da invenção são descritas abaixo conforme poderíam ser empregadas no uso de um mecanismo escalonado de catraca adaptado para acionar incrementalmente um conjunto de fundo de poço. Com a finalidade de clareza, nem todas as características de uma implementação efetiva são descritas nesse relatório descritivo. Será evidentemente considerado que no desenvolvimento de qualquer tal modalidade efetiva, várias decisões de implementação específica devem ser feitas para se atingir os objetivos específicos do projetista, tal como obediência às limitações relacionadas ao sistema e relacionadas ao negócio, as quais podem variar de uma implementação para outra. Além disso, será considerado que tal esforço de desenvolvimento poderia ser complexo e demorado, mas não obstante ser um empreendimento de rotina para aqueles de conhecimento comum na técnica tendo o benefício dessa revelação.

Aspectos e vantagens adicionais das várias modalidades da invenção se tornarão evidentes a partir da consideração da descrição a seguir e dos desenhos. A Figura 1 mostra uma modalidade do mecanismo escalonado de catraca que utiliza um anel retentor de corpo 10 que engata um carregador de anel retentor de corpo 15 e engata seletivamente um mandril 20. O anel retentor de corpo 10 inclui dentes internos 12 (mostrados na Figura 5) que engatam seletivamente os dentes 22 localizados no lado externo do mandril 20 e o anel retentor de corpo 10 inclui os dentes externos 11 (mostrados na Figura 5) que engatam os dentes 16 no interior do carregador de anel retentor de corpo 15. Os dentes internos 12 do anel retentor de corpo 10 são adaptados para permitir que o anel retentor de corpo 10 realize movimento de catraca em uma direção ao longo do mandril 20 e também se desloque ao longo do mandril 20 na direção oposta quando uma contrapressão é aplicada ao mecanismo conforme descrito abaixo. O mecanismo escalonado de catraca inclui um pistão 40 posicionado em uma câmara 46 localizada entre o mandril 20 e um conector superior 130. Em uma extremidade da câmara 46, está um adaptador superior 160 e na outra extremidade da câmara 46 está um adaptador inferior 210. O pistão 40 é móvel dentro da câmara 46 e inclui um elemento de vedação superior 41, tal como um anel-0, para vedação com o conector superior 130. 0 pistão 40 inclui também um elemento de vedação inferior 42, tal como um anel-O, que veda o orifício entre o pistão 40 e o mandril 20. No estado inicial do mecanismo escalonado de catraca, a porção superior do pistão 40 está localizada adjacente à porção inferior do adaptador superior 160. O adaptador superior 160 estabelece interface com o conector superior 130 e o mandril 20. O adaptador superior 160 pode incluir um elemento de vedação superior 180, tal como um anel-0, para vedar a interface com o conector superior 130 e um elemento de vedação inferior 160, tal como uma divisa em forma de V padrão, que veda a interface com o mandril 20. O adaptador superior 160 inclui um orifício superior 105, o qual permite que pressão seja aplicada ao sistema. O adaptador inferior 210 está localizado na outra extremidade do conector superior 130 e inclui um elemento de vedação 230, tal como um anel-O, localizado entre a interface de conexão. O adaptador inferior 210 inclui um orifício de fluido 200 e estabelece interface com o mandril 20, o qual pode incluir um elemento de vedação 220, tal como uma divisa em forma de V padrão, entre a interface. A modalidade pode incluir um suporte de anel de travamento 14 0 e um anel de travamento de catraca 150 ambos posicionados entre o mandril 20 e o adaptador superior 160. 0 anel de travamento de catraca 150 pode ser um anel de encaixe fendido que encaixa em uma ranhura (não mostrada) no mandril 20. 0 suporte de anel longo 140 é um retentor de anel de encaixe que ajuda a prender o anel de travamento de catraca 150 no mandril. O anel de travamento de catraca 150 provê uma parte recalcada para o pistão 40 contatar de modo a deslocar o mandril 20 de volta para sua posição original conforme detalhado abaixo. A aplicação de pressão através do orifício superior 105 faz com que o pistão 4 0 se desloque ao longo da câmara 46 entre o conector superior 130 e o mandril 20 se deslocando para longe do adaptador superior 160. O pistão 40 contatará a porção superior do carregador de anel retentor de corpo 15 empurrando o conjunto do carregador de anel retentor de corpo 15 e o anel retentor de corpo 10 na mesma direção que o pistão. Quando pressão é aplicada ao sistema, o anel retentor de corpo 10 é empurrado contra o mandril 20 de tal modo que os dentes 12 engatam (mostrado nas Figuras 5 e 6) os dentes 22 localizados no exterior do mandril 20. Desse modo, o movimento do anel retentor de corpo 10 no sentido contrário ao adaptador superior 160 também desloca o mandril 20 no sentido contrário ao adaptador superior 160. A aplicação inicial de pressão causa o movimento do suporte de anel retentor de corpo 110 até que ele seja posicionado adjacente a uma trava de mola 90. A trava de mola 90 é posicionada adjacente a uma mola 30 localizada dentro de um suporte de mola 70. O anel de encaixe 80 retém o suporte de mola 70 e a trava de mola 90 juntos e mantém uma pré-carga sobre a mola 30. O furo 75 provê acesso ao anel de encaixe 80 com a finalidade de montagem. O movimento do pistão 40 causa o movimento do conjunto de anel retentor de corpo e da trava de mola 90 se deslocando no sentido contrário ao adaptador superior 160 até que a porção inferior do suporte de mola 70 contate o ressalto 211 do adaptador inferior 210.

Quando a trava de mola 90 contata o ressalto 211 do adaptador inferior 210, a mola 30 empurra contra movimento adicional do conjunto de anel retentor de corpo e o mandril 20 no sentido contrário ao adaptador superior 160. Quando a pressão é aumentada, o conjunto de anel retentor de corpo empurra contra a trava de mola 90 comprimindo a mola 30. A pressão é aumentada até que a trava de mola 90 e o conjunto de travamento de corpo fazem com que a mola 30 se torne completamente comprimida dentro do suporte de mola 70. Conforme discutido acima, o movimento do conjunto de anel retentor de corpo também causa o movimento do mandril 20 no sentido contrário ao adaptador superior 160 porque os dentes interiores 12 do anel retentor de corpo 10 são engatados com os dentes exteriores 22 do mandril 20. Durante o ciclo inicial o mandril 20 se desloca por uma distância inicial até que o suporte de mola 70 contate o ressalto 211 do adaptador inferior 210 acrescido do mandril 20 se deslocando por uma distância incrementai que o conjunto de anel retentor de corpo percorre enquanto comprimindo a mola 30 dentro do suporte de mola 70. Em uma modalidade, o mandril 20 pode se deslocar entre 5 e 6 polegadas durante o ciclo de pressão inicial. 0 comprimento da câmara e as dimensões do suporte de mola 70, e do conjunto de anel de travamento podem ser adaptados para modificar o movimento inicial do mandril 20 como seria considerado por aqueles de conhecimento comum na técnica tendo o benefício dessa revelação. Em ciclos subsequentes, o mandril 20 se desloca apenas pela distância incrementai exigida para comprimir a mola 30 dentro do suporte de mola 70. Em algumas modalidades, essa distância incrementai pode ser de um 1/4 de polegada (0,00635 metros), contudo essa distância também pode ser modificada mediante variação das dimensões da mola 30 e do suporte de mola 70 assim como a força da mola 30.

Após a mola 30 ter sido completamente comprimida, a pressão pode ser então aliviada do sistema permitindo que a mola 30 retorne ao seu estado não comprimido empurrando a trava de mola 90 e o conjunto de anel retentor de corpo para longe na direção oposta. Fricção mantém o mandril 20 na posição quando o conjunto de anel retentor de corpo se desloca na direção oposta. Em algumas modalidades, um mecanismo separado pode ser empregado para manter o mandril em posição quando o conjunto de anel retentor de corpo e trava de mola 90 se afastam da mola comprimida 30. Os dentes interiores 12 do anel retentor de corpo 10 são adaptados para permitir movimento ao longo do mandril 20 na direção oposta conforme discutido em mais detalhe abaixo com relação às Figuras 5 e 6. Como será reconhecido por aqueles de conhecimento comum na técnica tendo o benefício dessa revelação, a constante de mola da mola 3 0 deve ser maior do que a força exigida para permitir que o mecanismo se desloque em movimento de catraca ao longo do mandril 20. Adicionalmente, o conjunto de travamento de corpo deve ser suficientemente forte para resistir à quantidade de pressão exigida para superar a constante de mola para deslocar em movimento de catraca o mecanismo e afastar o mandril 20 do adaptador superior 160. A aplicação de pressão no sistema permite que o mecanismo outra vez desloque o conjunto de anel retentor de corpo e o mandril 20 por uma distância incrementai até que a mola 3 0 tenha sido completamente comprimida dentro do suporte de mola 70. Conforme discutido acima, as dimensões da mola 30 proporcionam a distância incrementai percorrida pelo mandril 20 durante cada ciclo de pressão subsequente. Após o ciclo inicial, o deslocamento do mandril 20, e do conjunto de anel retentor de corpo, se limita à distância exigida para comprimir completamente a mola 30. A pressão pode ser repetidamente ciclada para deslocar descendentemente o mandril 20 no conjunto até que o mandril tenha atingido uma posição final. O mandril 20 pode incluir um detentor 21 (mostrado nas Figuras 7-11) que contata o pistão 40 quando o mandril 20 tiver se deslocado pela distância designada. O detentor 21 impede ciclagem adicional do mecanismo escalonado de catraca.

Contrapressão pode ser aplicada ao sistema fazendo com que o pistão se afaste do adaptador inferior 210 e retorne à sua posição inicial. O pistão 40 pode engatar o anel de travamento de catraca 150 puxando o mandril 20 de volta para sua posição inicial. Alternativamente, o mandril 20 poderia incluir uma parte recalcada que o pistão 40 poderia engatar puxando o mandril de volta para sua posição como seria considerado por aqueles de conhecimento comum na técnica tendo o benefício dessa revelação. Similarmente, o mandril 20 pode engatar o conjunto de anel retentor de corpo puxando o conjunto a partir do adaptador inferior 210 e de volta para sua posição original. Alternativamente, a aplicação de contrapressão pode ser usada para mover o conjunto de anel retentor de corpo e o suporte de mola 7 0 para longe do adaptador inferior 210 pra suas posições originais. Um suporte de anel retentor de corpo 110 é usado para fixar o anel retentor de corpo 10 ao conector superior 130 quando o mandril 20 é deslocado de volta para sua posição original. O suporte de anel retentor de corpo 110 inclui um pino vertical 120, posicionado dentro do portador de anel retentor de corpo 15. O suporte de anel retentor de corpo 110 inclui também os pinos axíais 100 posicionados através das aberturas 13 (mostradas na Figura 5) no anel retentor de corpo 10. Os pinos axiais 100 impedem a rotação do carregador de anel retentor de corpo 15 em relação ao anel retentor de corpo 10. A Figura 2 mostra uma modalidade da presente revelação que utiliza um colar retentor de corpo 50 e carregador de colar 60 no lugar do anel retentor de corpo 10 e carregador de anel retentor de corpo 15 da modalidade da Figura 1. O mecanismo opera da mesma maneira como a modalidade da Figura 1. Pressão é aplicada ao sistema e o pistão 40 empurra para baixo o conjunto de colar de corpo para baixo no conector superior 130 se afastando do adaptador superior 160. A pressão faz com que os dentes interiores 52 do colar retentor de corpo 50 engatem os dentes 22 no exterior do mandril 20 desse modo, também deslocando o mesmo ao longo do conector superior 130 se afastando do adaptador superior 160. Quando o suporte de mola 70 contata o adaptador inferior 210 a pressão é aumentada até que o conjunto de colar e a trava de mola 90 comprimam completamente a mola 30 localizada dentro do suporte de mola 17 0. O comprimento dos dedos de colar 54 permite uma maior variação na constante de mola da mola 3 0 usada no mecanismo escalonado de catraca.

Contrapressão também pode ser aplicada ao sistema da Figura 2 mediante aplicação de pressão através do orifício de fluido 200, no adaptador inferior 210, fazendo com que o pistão 40 se afaste do adaptador inferior 210 e retorne à sua posição inicial. 0 pistão 40 pode engatar o anel de travamento de catraca 15 0 no mandril 20 puxando o mandril 20 de volta para a sua posição inicial. Alternativamente, o mandril 20 poderia incluir uma parte recalcada que o pistão 40 poderia engatar puxando o mandril de volta para sua posição conforme seria considerado por aqueles de conhecimento comum na técnica tendo o benefício dessa revelação. Similarmente, o mandril 20 pode engatar o conjunto de colar retentor de corpo puxando o conjunto para longe do adaptador inferior 210 e de volta para a sua posição original. Alternativamente, a aplicação de contrapressão pode ser usada para afastar o conjunto de colar retentor de corpo e o suporte de mola 70 a partir do adaptador inferior 210 para suas posições originais. Um suporte de colar retentor de corpo 111 é usado para ancorar o colete de travamento de corpo 50 no conector superior 130 quando o mandril 20 é deslocado de volta para a sua posição original. O suporte de colar retentor de corpo 111 inclui um pino vertical 121, posicionado dentro do carregador de colar retentor de corpo 60. O suporte de colar retentor de corpo 111 inclui também pinos axiais 101 posicionados através de aberturas 53 (mostradas na Figura 3) no colar retentor de corpo 50. Os pinos axiais 51 impedem a rotação do carregador de colar retentor de corpo 60 em relação ao colar retentor de corpo 50. A Figura 3 é uma vista isométrica de um colar retentor de corpo 50 de uma modalidade da presente revelação. O colar retentor de corpo 50 inclui um dedo de colar 54, localizado em torno do perímetro do colar. O número e a largura dos dedos de colar 54 podem ser variados dependendo da aplicação utilizando um mecanismo escalonado de catraca como seria considerado por aqueles de conhecimento comum na técnica tendo o benefício dessa revelação. A superfície interior de cada dedo de colar 54 inclui dentes 52 que são adaptados para engatar seletivamente os dentes externos 22 do mandril 20. A superfície exterior de cada um dos dedos de colar 54 inclui dentes 51 adaptados para engate com os dentes interiores 61 do carregador de colar retentor de corpo 60. A Figura 4 mostra uma modalidade de um carregador de colar retentor de corpo 60 da presente revelação. O carregamento de colar retentor de corpo 60 inclui dentes 61 na superfície interior, os dentes 61 sendo adaptados para engate com os dentes 51 localizados nos dedos de colar 54. O colar retentor de corpo 50 pode incluir aberturas 53 localizadas em torno do perímetro para auxiliar na conexão do colar retentor de corpo 50 com o suporte de colar retentor de corpo 110. Por exemplo, pinos 101 podem se projetar a partir do suporte de colar retentor de corpo 110 através das aberturas 53 no colar retentor de corpo 50. A Figura 5 é uma vista isométrica de um anel retentor de corpo 10 de uma modalidade da presente revelação. A superfície interior do anel retentor de corpo 10 inclui dentes 12 que são adaptados para engatar seletivamente os dentes externos 22 do mandril 20. O anel retentor de corpo 10 pode incluir uma abertura 14 no corpo. A abertura 14 pode auxiliar no engate seletivo dos dentes 12 com os dentes 22 do mandril 20. A superfície exterior do anel retentor de corpo 10 inclui os dentes 11 adaptados para engate com os dentes internos do carregador de anel retentor de corpo 15. 0 anel retentor de corpo 10 pode incluir aberturas 13 localizadas em torno do perímetro para auxiliar na conexão do anel retentor de corpo 10 com o suporte de anel retentor de corpo 110. Por exemplo, os pinos 100 podem se projetar a partir do suporte de anel retentor de corpo 110 através das aberturas 13 no anel retentor de corpo 10. A Figura 6 é uma vista em seção transversal dos dentes do anel retentor de corpo 10. A superfície exterior do anel retentor de corpo 10 inclui os dentes 11 que são configurados para engate com os dentes internos do carregador de anel retentor de corpo 15. A superfície interior do anel retentor de corpo 10 inclui os dentes 12 que são adaptados para engatar seletivamente os dentes 22 localizados na superfície exterior do mandril 20. Uma face de 90 graus 17 nos dentes externos 11 em combinação com um ângulo substancialmente inferior a 90 graus nos dentes internos permite que o carregador de anel retentor de corpo 15 desloque em movimento de catraca o anel retentor de corpo 10 ao longo do mandril 20 em uma direção 18 no sentido contrário ao adaptador inferior (não mostrado na Figura 6) . Um ângulo substancialmente inferior a 90 graus, nos dentes externos, em combinação com um ângulo de 90 graus nos dentes externos, impede que o carregador de anel retentor de corpo 15 desloque o anel retentor de corpo 10 ao longo do mandril na direção oposta 19. Anéis retentores de corpo convencional geralmente têm uma face de 9 0 graus em ambos os dentes internos e externos. Os ângulos de 90 graus podem na realidade ser de apenas 85 graus nos anéis retentores de corpo, convencionais, para permitir que o anel retentor de corpo seja fabricado mais facilmente. Não somente os anéis retentores de corpo convencionais como também o anel retentor de corpo 10 da presente revelação se deslocarão em movimento de catraca ao longo do mandril 20 em uma direção 19 e se engatarão com o mandril 20 quando empurrados na outra direção 18. Contudo, os anéis convencionais de travamento de corpo não permitirão o movimento inverso no mandril 20 para retornar o mandril 20 para sua posição original quando o anel retentor de corpo 10 está ancorado.

Os dentes 12 na superfície interior do anel retentor de corpo 10 da Figura 6 foram modificados para permitir que o mandril 20 seja deslocado para sua posição original. Especificamente, o ângulo da face 13 dos dentes internos 12 foi lanceolado de tal modo que o anel retentor de corpo 10 pode se mover em movimento de catraca na direção 19 ao longo do mandril 20 quando ele é deslocado de volta. Isso ocorre quando pressão é aplicada ao lado inferior do pistão 40 (não mostrado na Figura 6) e o pistão 40 puxa o mandril 20 no sentido para cima para sua posição original. 0 anel retentor de corpo 10 se desloca em movimento de catraca ao longo do mandril 20 quando o anel retentor de corpo 10 está ancorado no conector superior 130 por intermédio do suporte de anel retentor de corpo 110 e dos pinos radiais 100. 0 ângulo efetivo no qual a face 13 dos dentes internos 12 é lanceolada pode ser modificado com diferentes graus dependendo da aplicação como seria reconhecido por aqueles de conhecimento comum na técnica tendo o benefício dessa revelação.

Figura 13 ilustra uma modalidade do anel retentor de corpo 10 da presente revelação e a modificação nos dentes internos 12 do anel retentor de corpo para funcionar como um anel retentor de corpo convencional e também para permitir que o anel retentor de corpo 10 se desloque em movimento de catraca ao longo de um mandril quando o mandril é deslocado no sentido para cima para sua posição original. 0 ângulo A dos dentes externos 11 preferivelmente seria de 90 graus para engatar os dentes do carregador de anel retentor de corpo 15 (não mostrado). Contudo, o ângulo A pode variar entre 80 a 95 graus e ainda assim proporcionar suficientemente uma superfície para engate com os dentes do carregador de anel retentor de corpo como seria considerado por aqueles de conhecimento comum na técnica tendo o benefício dessa revelação. O ângulo D dos dentes internos 12 pode ser pequeno o suficiente para permitir que o anel retentor de corpo se desloque em movimento de catraca ao longo do mandril. 0 ângulo D pode ser de no máximo aproximadamente 70 graus. O ângulo B dos dentes externos 11 deve ser ao menos 20 graus menor do que o ângulo D dos dentes internos 12 para permitir que o anel retentor de corpo 10 seja fixado ao mandril. 0 ângulo máximo para o ângulo C dos dentes internos 12 é de aproximadamente 70 graus. O ângulo C deve ser suficientemente pequeno para permitir que o anel retentor de corpo se desloque em movimento de catraca ao longo do mandril e o ângulo C deve ser de ao menos 20 graus menor do que o ângulo A dos dentes externos 11. A Figura 7 é uma vista em seção transversal do mecanismo escalonado de catraca usado em conjunto com os orifícios ajustáveis. A Figura 7 ilustra o mecanismo no estado inicial. No estado inicial o pistão 40 é posicionado contra o detentor 131 do conector superior. Os orifícios 550 estão localizados à direita das vedações 525 e, desse modo, nenhum fluido está fluindo através do orifício de fluido 500. Conforme discutido acima, pressão é aplicada ao sistema e o pistão 4 0 se afasta do orifício de fluido 500 até que ele contate o carregador de anel retentor de corpo 15. A pressão faz com que o anel retentor de corpo engate o mandril 20 e o movimento do pistão também causa o afastamento do mandril a partir do orifício de fluido 500. Como exemplo, pressão pode ser aplicada ao sistema por intermédio do conector hidráulico 570 o qual está em comunicação de fluido com o pistão 40. Uma linha hidráulica (não mostrada) é conectada ao conector 570 e se estende até a superfície. Pressão é aplicada através do conector 570 para mover o pistão 40 para abrir o mecanismo de válvula. A modalidade mostrada na Figura 7 inclui um anel limitador 520. O anel limitador 520 pode ser compreendido de material resistente à erosão que permite fluxo mínimo além do mesmo, até o orifício de fluido 500. A Figura 8 ilustra aquela modalidade da Figura 7 após o primeiro ciclo de pressão ter sido aplicado ao sistema. O pistão 40 engatou o carregador de anel retentor de corpo 15 deslocando o carregador de anel de corpo 15, o anel retentor de corpo 10, o mandril 20, a trava de mola 90 e o suporte de mola 70 no sentido contrário ao orifício de fluido 500. 0 suporte de mola 70 contatou o ressalto 211, desse modo movimento adicional do mandril 20 será limitado à distância incrementai exigida pra a trava de mola 90 comprimir amola 30 dentro do suporte de mola 70. Após o primeiro ciclo de pressão, os orifícios 550 se deslocaram completamente além das vedações 525 e assim, as vedações 525 estão protegidas contra dano. O anel limitador 520 ainda limitará o fluxo mínimo para o orifício de fluido 500 quando os orifícios 550 estiverem nessa posição. A Figura 9 ilustra a posição dos orifícios ajustáveis 550 parcialmente além do anel limitador 520 após alguns ciclos de pressão terem sido aplicados ao sistema. Essa poderia ser a posição em que o sistema seria deixado durante produção através do orifício de fluido 500. Quando o reservatório de fundo de poço é esgotado, um ou dois ciclos de pressão podem ser empregados no sistema para mover os orifícios 550 ainda mais além do anel limitador 520 aumentando o percurso de fluxo através do orifício de fluido 500. A Figura 10 ilustra os orifícios ajustáveis 550 completamente abertos e o mecanismo de escalonamento completamente ciclado. Os orifícios ajustáveis 550 estão completamente alinhados com o orifício de fluido 500 permitindo fluxo máximo de fluido. 0 pistão 40 engata o carregador de anel retentor de corpo 15 e ciclos adicionais são impedidos pelo detentor de mandril 21 contatando a porção superior do pistão 40. A Figura 11 ilustra os orifícios ajustáveis 550 localizados na posição completamente fechada situada à direita das vedações 525. As vedações 525 impedem qualquer fluxo de fluido entre os orifícios 550 e o orifício de fluido 500. Os orifícios ajustáveis são retornados para a posição fechada quando o mandril é retornado para a posição inicial conforme indicado pelo alinhamento do detentor de mandril 21 com o detentor de conector superior 131. Contrapressão é aplicada ao sistema movendo o mandril 20, conjunto de anel retentor de corpo, suporte de mola 70, e o pistão 4 0 para suas posições originais. Pressão de fechamento é aplicada através de uma linha de fechamento (não mostrada) que se estende a partir da superfície até o conector hidráulico 575. 0 conector hidráulico 575 está em comunicação de fluido com o lado oposto do pistão 40. O conector 575 provê uma saída adicional para conectar a linha de fechamento (não mostrada) com os conjuntos de válvula adicionais se for desejável realizar uma pluralidade de montagens em série.

Os orifícios ajustáveis e o orifício de fluido das modalidades das Figuras 7-11 são mostrados com a finalidade de ilustração e são, não obstante, uma modalidade da presente revelação. A configuração real de um orifício ajustável usado em conjunto com o mecanismo escalonado de catraca pode ser variada como seria considerado por aqueles de conhecimento comum na técnica. Adicionalmente, o mecanismo escalonado de catraca é aplicável para acionar um número variável de dispositivos de múltiplas posições de fundo de poço como seria considerado por aqueles de conhecimento comum na técnica. A Figura 12 mostra uma modalidade da presente revelação que provê movimento de catraca em ambas as direções ao longo de um mandril 20. O mecanismo escalonado de catraca superior compreendendo um suporte de mola 300, uma mola 310, uma trava de mola 380, um suporte de anel retentor de corpo 330, um carregador de anel retentor de corpo 315, e um anel retentor de corpo 320 podem ser conectados a uma extremidade de um pistão 325. Um mecanismo escalonado de catraca inferior compreendendo um suporte de mola 400, uma mola 410, uma trava de mola 480, um suporte de anel retentor de corpo 430, um carregador de anel retentor de corpo 415, e um anel retentor de corpo 420 podem ser conectados à outra extremidade do pistão 325. Os componentes podem ser conectados e configurados como as outras modalidades, conforme discutido acima. O pistão 325 e os mecanismos escalonados de catraca, superior e inferior, se deslocam ao longo de uma câmara localizada entre um conector superior 130 e um mandril 20. Os mecanismos de escalonamento de catraca, superior e inferior, podem ser posicionados adjacentes a um adaptador superior 160 e a um adaptador inferior 210, respectivamente. Pressão pode ser introduzida na câmara por intermédio dos orifícios 200 ou 105. A pressão faz com que o mandril se desloque. A presença dos mecanismos de escalonamento de catraca, superior e inferior, faz com que a posição do mandril mude em movimento de catraca em qualquer direção. Os anéis retentores de corpo 320, 420 engatam os dentes no mandril 20 conforme discutido acima. Essa configuração permite o movimento incrementai do sistema em qualquer direção se necessário. A Figura 14 mostra uma modalidade da presente revelação que utiliza um colar retentor de corpo de extremidade dupla 5 5 e um carregador de colar 62 no lugar do colar retentor de corpo 50 mostrado na Figura 2. O mecanismo opera de uma maneira similar a da modalidade da Figura 2. Pressão é aplicada ao sistema e o pistão 40 se desloca dentro de uma câmara do mecanismo escalonado de catraca empurrando o conjunto de colar retentor de corpo de extremidade dupla descendentemente no conector superior 130 se afastando do adaptador superior 160. A pressão faz com que os dentes internos do colar retentor de corpo 55 engatem os dentes no exterior do mandril 20 desse modo também deslocando o mesmo ao longo do conector superior 130 se afastando do adaptador superior 160. O conjunto de colar retentor de corpo de extremidade dupla continuará a se deslocar ao longo do conector superior 13 0 até que ele contate um cilindro 34. 0 cilindro 34 está posicionado adjacente a uma extremidade de uma mola 31 que está localizada dentro da câmara do mecanismo escalonado de catraca. Quando o conjunto de colar retentor de corpo de extremidade dupla contata o cilindro 34, a pressão é aumentada até que o cilindro 34 comprima completamente a mola 31 localizada dentro da câmara. O uso da mola 31 posicionada dentro da câmara e não dentro de um alojamento de mola, conforme mostrado na Figura 2, proporciona mais variação na distância incrementai percorrida durante cada ciclo de pressão e permite o uso de uma mola mais forte. A extremidade inferior do colar retentor de corpo de extremidade dupla 55 pode incluir uma parte recalcada 57 e um parafuso 56 para impedir a rotação entre o colar retentor de corpo de extremidade dupla 55 e o carregador de colar retentor de corpo 62. O parafuso 56 pode ser posicionado dentro de uma fenda 59 (ou furo sobredimensionado) do carregador de colar retentor de corpo 62 conforme mostrado na Figura 14. O comprimento do carregador de colar retentor de corpo 62 pode prover uma folga 5 8 entre a extremidade do carregador de colar retentor de corpo 62 e a parte recalcada 57. A folga provê espaço suficiente para que o carregador de colar 62 se desloque no sentido para baixo para engatar as roscas do colar retentor de corpo 55. O mecanismo de escalonamento também pode incluir um anel de fricção 32 posicionado adjacente a uma segunda extremidade da mola 31 e um anel chanfrado 33 posicionado adjacente ao anel de fricção 32. O anel de fricção 32 pode ser um anel fendido que é forçado contra o mandril 20 por intermédio do anel chanfrado 33 quando a mola 31 é comprimida dentro da câmara do mecanismo. O anel de fricção ajuda a aumentar a fricção para manter o mandril em uma posição estacionária quando o anel retentor de corpo está sendo empurrado de volta para cima no mandril.

As Figuras 15-18 ilustram outro sistema que utiliza o mecanismo escalonado de catraca da presente invenção em conjunto com orifícios ajustáveis. As Figuras 15A e 15B ilustram o sistema na posição inicial com os orifícios ajustáveis na posição fechada. As Figuras 16A e 16B ilustram o primeiro curso do ciclo de pressão no sistema. As Figuras 17A e 17B ilustram o curso final do sistema com os orifícios ajustáveis na posição completamente aberta. As Figuras 18A e 18B ilustram o sistema após o pistão de força e o mandril terem sido reajustados, fechando os orifícios.

Nessa modalidade, o mecanismo escalonado de catraca inclui um colar de extremidade dupla 600, carregador de colar 615, pistão de força 640, e mandril 620. A porção inferior do mandril inclui uma ou mais fendas de fluxo 74 5 que podem ser posicionados em relação a um ou mais orifícios de fluxo radial 745 em um alojamento de orifício externo para prover um orifício de fluxo ajustável conforme descrito mais completamente abaixo. O pistão 640 é posicionado em uma câmara formada pelo mandril 620 e alojamento de pistão 610. O pistão está em comunicação de fluido com o orifício de abertura 603 que se estende através do alojamento de pistão 610. O orifício de abertura termina em um conector hidráulico para conexão com uma linha hidráulica de controle (não mostrada) que se estende até a superfície do poço. O pistão 640 inclui pilhas de vedação, superior e inferior 641 que vedam contra o diâmetro interno do alojamento de pistão e o diâmetro externo do mandril, respectivamente. Quando pressão é aplicada através do orifício de abertura, o pistão 640 se deslocará a partir da posição inicial mostrada na Figura 15A para a posição mostrada na Figura 16A. 0 alojamento de pistão 610 inclui um orifício de retorno ou fechamento 605 o qual, como o orifício de abertura, termina em uma extremidade em um conector hidráulico para uma linha hidráulica de controle (não mostrada). Pressão de superfície pode ser aplicada através da linha de controle, através do orifício 605 para mover o pistão 640 de volta à sua posição inicial, mostrada na Figura 18A. 0 espaçador de pistão 642 se encosta contra uma extremidade do pistão 640 e é recebido de modo deslizante dentro da câmara de pistão e se desloca com o pistão.

Colar de extremidade dupla 600 é uma luva de formato cilíndrico tendo uma pluralidade de fendas longitudinais na luva de modo que a seção central do colar (isto é, os dedos de colar) pode se expandir e contrair. Como exemplo, o colar tem oito fendas longitudinais que são localizadas igualmente em torno da luva cilíndrica criando um número de dedos flexíveis com ambas as extremidades dos dedos fixadas. 0 colar inclui uma área recalcada próxima ao meio de cada dedo flexível com roscas na superfície interna para engatar o mandril 620 e roscas maiores, mais grossas na superfície externa para engatar o carregador de colar 615. 0 conjunto de catraca inclui preferivelmente um ou mais pinos 62 que impedem a rotação entre o colar 600 e o carregador 615 para manter alinhamento das roscas coincidentes. Pino antirrotação 602 se estende através de uma fenda no alojamento de catraca 650. Luva impulsora 625 é montada no espaçador de catraca 633 pelo pino 632. O espaçador de catraca 633, e o alojamento de catraca 650, contêm coletivamente a luva impulsora, o carregador de colar e o colar de extremidade dupla, o conjunto inteiro sendo recebido de modo deslizante dentro do conector superior 630. A luva impulsora 625 se encosta contra o carregador de colar 615 e empurra contra o carregador quando contatada pelo espaçador de pistão 642, conforme mostrado na Figura 16A. O espaçador de pistão 642 contata luva impulsora quando pressão é aplicada ao pistão de força 640, conforme descrito abaixo. 0 carregador de colar 615 por sua vez empurra contra um ressalto do alojamento de catraca 650. 0 carregador de colar se desloca no lado de ângulo raso das roscas externas do colar 600 e empurra o colar para baixo, fazendo com que o colar fique preso nas roscas do mandril 620. Desse modo, o espaçador de pistão 642 aplicará uma força ao carregador de colar por intermédio das partes do conjunto de catraca fazendo com que o colar seja fixado no mandril de modo que o conjunto inteiro e o mandril podem ser deslocados para baixo. O mecanismo de catraca das Figuras 15-18 inclui um arranjo de mola dupla compreendendo mola principal 670 e mola secundária 675 as quais operam em paralelo para proporcionar mais força de mola. A mola secundária 675 é contida entre a porção superior da luva de mola externa 680 e a luva de mola interna 685. A mola principal 670 é contida entre a porção inferior da luva de mola externa e o mandril 620. 0 conector de luva 690 conecta a luva de mola interna à luva de mola externa. O impulsor de mola 660 se estende a partir do arranjo de mola dupla e, conforme mostrado na Figura 16B é usado para comprimir as molas quando contatado pelo alojamento de catraca 650. Quando contatado pelo alojamento de catraca, o impulsor de mola aplica uma força ao conector 690, o qual por sua vez faz com que a mola secundária 675 seja comprimida contra um ressalto radialmente no sentido para dentro se estendendo a partir da luva de mola externa. Simultaneamente, a luva de mola externa comprime a mola principal 670 contra o detentor 695. Como com as modalidades anteriores, o arranjo de mola dupla retornará o colar e o carregador de colar para cima em relação ao mandril quando a pressão é aliviada do pistão 64 0 e a mola retorna para seu estado não comprimido. Desse modo, mediante ciclagem da pressão de abertura ativa e inativa, o mandril pode ser deslocado incrementalmente no sentido para baixo em direção ao mecanismo de orifício de fluxo. A capacidade de mover incrementalmente o mandril de uma forma controlada permite um orifício de fluxo ajustável, conforme descrito. 0 arranjo de mola dupla encosta-se contra o pistão de retorno de catraca 700. No caso em que as molas 670 e 675 falham, o pistão de retorno de catraca pode ser acionado hidraulicamente para operar a válvula. O pistão 700 tem duas pilhas de vedação 701 e 702 em sua superfície exterior para prover uma área de pistão entre o pistão e o diâmetro interno do alojamento de mola 710. Um orifício 705 se estende através do alojamento de mola para proporcionar comunicação entre o espaço anular e a área de pistão. Para operar o pistão de retorno de catraca 700, pressão, por exemplo, de 500 psi, é aplicada ao orifício de retorno 605. Uma pressão maior é aplicada ao orifício de abertura para empurrar o pistão de força para a posição mostrada na Figura 16A. Para mover incrementalmente o conjunto de catraca para cima no mandril por intermédio do pistão de retorno, a pressão de linha de abertura é aliviada até a mesma pressão (nesse exemplo, 500 psi) na linha de retorno. A pressão de retorno é sentida no pistão de retorno 700 e excede a pressão do espaço anular aplicada através do orifício 705. Esse diferencial de pressão faz com que o pistão de retorno se desloque para cima, empurrando o conjunto de catraca para cima em relação ao mandril. Sob as condições descritas, o pistão de retorno de catraca atuará substancialmente da mesma forma como o arranjo de mola dupla. Aqueles versados na técnica considerarão que o pistão de retorno de catraca pode ser usado com outros arranjos de mola, tal como os arranjos de mola descritos nas outras modalidades da invenção. Aumentar a pressão na linha de abertura outra vez fará com que o pistão de força desloque incrementalmente o mandril para baixo. Essas etapas podem ser repetidas conforme desejado até que o orifício do sistema esteja completamente aberto conforme ilustrado na Figura 17. O orifício de fluxo ajustável inclui preferivelmente a luva de orifício externa 735 e a luva de orifício interno 730, ambas as luvas feitas de carboneto resistente ao desgaste ou outro material duro. A luva de orifício externa 735 é fixada ao alojamento externo 740 e inclui fendas de fluxo 737 que são substancialmente alinhadas com os orifícios de fluxo 747 no alojamento externo 740. Quando o pistão de força é deslocado de sua posição inicial para a posição mostrada na Figura 16A, o mandril 620 também se desloca no sentido para baixo permitindo que as fendas de fluxo 745 no mandril se desloquem além da pilha de vedação 741 vedando a extremidade superior do alojamento externo. As fendas de fluxo de mandril 745 se alinham substancialmente com as fendas de fluxo 732 na luva de orifício interna, conforme mostrado na Figura 16B. Pinos 752 se estendem a partir da luva 730 para as fendas de chaveta coincidentes no mandril. Os pinos 752 mantêm as fendas de fluxo de mandril 74 5 radialmente alinhadas com as fendas de fluxo 732. Quando os pinos contatam as extremidades das fendas de chaveta, uma ou mais garras 75 0 caem dentro de um recesso no diâmetro externo do mandril para travar a luva de orifício externa no mandril, desse modo permitindo que a luva de orifício interna se desloque com o mandril 620. À medida que o mandril é deslocado incrementalmente no sentido para baixo, as fendas 732 na luva de orifício interna gradualmente se alinharão com as fendas 737 na luva de orifício externa para permitir o fluxo através do orifício ajustável. O pino 755 impede a rotação entre o alojamento externo e as luvas de orifício, interna e externa, para alinhar radialmente os orifícios de fluxo 747, e fendas 737 e 732. O tamanho do orifício pode ser ajustado para controlar a quantidade de fluxo através do orifício mediante movimento incrementai do mandril conforme descrito acima. A Figura 17B ilustra o orifício na posição completamente aberta. As luvas de orifício, interna e externa, de carboneto proporcionam resistência ao desgaste ao fluxo de fluido através do orifício.

Em uma modalidade, o alojamento de pistão 610 pode incluir um orifício indicador 607 o qual está em comunicação de fluido com a câmara de pistão. Um conector hidráulico é provido na extremidade do orifício para uma linha hidráulica (não mostrada) . A linha hidráulica, junto com uma válvula de escape de pressão, pode ser ligada à linha de abertura para permitir que o orifício indicador seja usado para monitorar a posição do pistão 640 e mandril 620. Mais particularmente, quando o pistão 640 é retornado à sua posição inicial, a pressão da linha de retorno será sentida no orifício indicador 607. Quando a pressão da linha de retorno excede a pressão de abertura para a válvula de escape de pressão, o fluido da linha de retorno pode circular a partir do orifício de retorno 605, através da câmara de pistão, para dentro do orifício indicador 602, através da válvula de escape de pressão e ascendentemente na linha de controle de abertura para a superfície, proporcionando uma indicação positiva de que o pistão está em sua posição inicial e o orifício ajustável está na posição fechada. A pilha de vedação externa 641 no pistão 640 impedirá que o fluido da linha de retorno alcance o orifício indicador até que a pilha de vedação passe pelo orifício a partir da chegada do pistão em sua posição inicial. O orifício indicador também proporciona ao usuário uma forma de circular para fora qualquer gás que possa estar nas linhas hidráulicas de controle para o sistema.

Embora várias modalidades tenham sido mostradas e descritas, a invenção não deve ser limitada a elas e será entendida como incluindo todas as modificações e variações como seria evidente para aqueles versados na técnica.

REIVINDICAÇÕES

Claims (33)

1. Mecanismo escalonado de catraca adaptado para mover um mandril em uma primeira direção e mover o mandril em uma segunda direção oposta ao movimento em uma primeira direção; em que o aperfeiçoamento é caracterizado por compreender: a. um mandril (20) com um diâmetro externo e uma superfície externa; b. um conector superior (130) com uma extremidade proximal e uma extremidade distai e um diâmetro interno maior do que o diâmetro externo do mandril (20) , o conector superior (130) circundando o mandril (20) desse modo criando uma câmara (46) entre o conector superior (130) e o mandril (20); c. um adaptador superior (160) conectado à extremidade proximal do conector superior (130) e adjacente ao mandril (20), o adaptador superior (160) tendo um orifício (105) em comunicação de fluido com a câmara (46); d. um adaptador inferior (210) conectado à extremidade distai do conector superior (130) e adjacente ao mandril (20), o adaptador inferior (210) tendo um orifício (200) em comunicação de fluido com a câmara (46); e. um pistão móvel (40) localizado dentro da câmara (46) adjacente ao conector superior (130) e o mandril (20) , o pistão móvel (40) adaptado para substancialmente impedir a comunicação de fluido entre o orifício (105) e o adaptador superior (160) e o orifício (200) no adaptador inferior (210) através da câmara (46) ; f. um mecanismo de travamento (10) tendo uma superfície interna e uma superfície externa, a superfície interna do mecanismo de travamento (10) sendo adaptada para engatar seletivamente o mandril (20); g. um carregador de mecanismo de travamento (15) tendo uma superfície interna e uma superfície externa, a superfície interna do carregador de mecanismo de travamento (15) adaptada para engatar seletivamente a superfície externa do mecanismo de travamento (10); e h. uma mola (30) localizada dentro do suporte de mola (70) .

2. Mecanismo escalonado de catraca, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o mandril (20) é conectado operativamente a um ou mais dispositivos de múltiplas posições.

3. Mecanismo escalonado de catraca, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o mandril (20) é conectado operativamente a um ou mais orifícios (550) ajustáveis e orifícios de fluido associados para os orifícios ajustáveis (550).

4. Mecanismo escalonado de catraca, de acordo com a reivindicação 3, caracterizado pelo fato de que o movimento do mandril (20) permite ajuste incrementai do fluxo através dos orifícios ajustáveis (550) .

5. Mecanismo escalonado de catraca, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por compreender ainda um detentor (21) ou prendedor no mandril (20) localizado dentro da câmara (46) .

6. Mecanismo escalonado de catraca, de acordo com a reivindicação 5, caracterizado pelo fato de que o detentor (21) ou prendedor compreende um suporte de anel de travamento (14 0) e um anel de travamento de catraca (150) .

7. Mecanismo escalonado de catraca, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o mecanismo de travamento (10) compreende um anel retentor de corpo (10) tendo uma superfície interna e uma superfície externa, a superfície interna do anel retentor de corpo (10) adaptada para engatar seletivamente o mandril (20) e o carregador de mecanismo de travamento (15) compreende um carregador de anel retentor de corpo (15) tendo uma superfície interna e uma superfície externa, a superfície interna do carregador de anel retentor de corpo (15) adaptada para engatar seletivamente a superfície externa do anel retentor de corpo (10) .

8. Mecanismo escalonado de catraca, de acordo com a reivindicação 7, caracterizado por compreender ainda um suporte de anel retentor de corpo (110) preso ao anel retentor de corpo (10) e ao carregador de anel retentor de corpo (15).

9. Mecanismo escalonado de catraca, de acordo com a reivindicação 7, caracterizado pelo fato de que o anel retentor de corpo (10) inclui dentes externos (11) na superfície externa adaptados para engatar os dentes localizados na superfície interna do carregador de anel retentor de corpo (15) , o anel retentor de corpo (10) compreendendo ainda dentes internos (12) na superfície interna adaptados para engatar seletivamente os dentes localizados na superfície externa do mandril (20), em que os dentes internos (12) do anel retentor de corpo são adaptados para engatar seletivamente os dentes no exterior do mandril (20) em uma primeira direção e para permitir que o anel retentor de corpo se desloque ao longo do mandril (20) em uma segunda direção.

10. Mecanismo escalonado de catraca, de acordo com a reivindicação 9, caracterizado pelo fato de que o anel retentor de corpo (10) compreende um anel incluindo uma folga longitudinal (14) no anel.

11. Mecanismo escalonado de catraca, de acordo com a reivindicação 9, caracterizado pelo fato de que os dentes externos (11) do anel retentor de corpo (10) incluem uma face vertical e uma face inclinada e os dentes internos (12) do anel retentor de corpo (10) incluem uma primeira e uma segunda face inclinada.

12. Mecanismo escalonado de catraca, de acordo com a reivindicação 11, caracterizado pelo fato de que: a. a face vertical dos dentes externos (11) do anel retentor de corpo (10) é inclinada entre aproximadamente 80 a 95 graus a partir do plano horizontal dos dentes externos do anel retentor de corpo; b. a primeira face inclinada dos dentes internos (12) do anel retentor de corpo (10) é inclinada em menos do que ou igual a aproximadamente 70 graus a partir do plano horizontal dos dentes internos (12) do anel retentor de corpo (10); c. a face inclinada dos dentes externos (11) do anel retentor de corpo (10) é inclinada a partir do plano horizontal dos dentes externos (11) do anel retentor de corpo (10) em um ângulo aproximadamente 20 graus inferior ao ângulo no qual a primeira face inclinada dos dentes internos (12) do anel retentor de corpo (10) é inclinada a partir do plano horizontal dos dentes internos (12) do anel retentor de corpo (10); d. a segunda face inclinada dos dentes internos (12) do anel retentor de corpo (10) é inclinada em menos do que ou igual a aproximadamente 70 graus a partir do plano horizontal dos dentes internos (12) do anel retentor de corpo (10); e e. a segunda face inclinada dos dentes internos (12) do anel retentor de corpo (10) é inclinada a partir do plano horizontal dos dentes internos (12) do anel retentor de corpo (10) em um ângulo aproximadamente 20 graus inferior ao ângulo no qual a face vertical dos dentes externos (11) do anel retentor de corpo (10) é inclinada a partir do plano horizontal dos dentes externos (11) do anel retentor de corpo (10).

13. Mecanismo escalonado de catraca, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o mecanismo de travamento (10) compreende um colar retentor de corpo (50) tendo uma superfície interna e uma superfície externa, a superfície interna do colar retentor de corpo (50) é adaptada para engatar seletivamente o mandril (20) e o carregador de mecanismo de travamento (55) compreende um carregador de colar retentor de corpo (60) tendo uma superfície interna e uma superfície externa, a superfície interna do carregador de colar retentor de corpo (60) é adaptada para engatar seletivamente a superfície externa do colar retentor de corpo (50).

14. Mecanismo escalonado de catraca, de acordo com a reivindicação 13, caracterizado por compreender ainda um suporte de colar retentor de corpo (111) fixado ao colar retentor de corpo (50) e ao carregador de colar retentor de corpo (60) .

15. Mecanismo escalonado de catraca, de acordo com a reivindicação 13, caracterizado pelo fato de que o colar retentor de corpo (50) inclui dentes externos (51) na superfície externa adaptados para engatar os dentes (61) localizados na superfície interna do carregador de colar retentor de corpo (60), o colar retentor de corpo (50) compreendendo ainda dentes internos (52) na superfície interna adaptados para engatar seletivamente os dentes localizados na superfície externa do mandril (20), em que os dentes internos (52) do colar retentor de corpo (50) são adaptados para engatar seletivamente os dentes no exterior do mandril (20) em uma primeira direção e para permitir que o colar retentor de corpo (50) se desloque ao longo do mandril (20) em uma segunda direção.

16. Mecanismo escalonado de catraca, de acordo com a reivindicação 15, caracterizado pelo fato de que os dentes externos (51) do colar retentor de corpo (50) incluem uma face vertical e uma face inclinada e os dentes internos (52) do colar retentor de corpo (50) incluem uma primeira e uma segunda face inclinada.

17. Mecanismo escalonado de catraca, de acordo com a reivindicação 16, caracterizado pelo fato de que a. a face vertical dos dentes externos (51) do colar retentor de corpo (50) é inclinada entre aproximadamente 80 a 95 graus a partir do plano horizontal dos dentes externos (51) do colar retentor de corpo (50); b. a primeira face inclinada dos dentes internos (52) do colar retentor de corpo (50) é inclinada em menos do que ou igual a aproximadamente 70 graus a partir do plano horizontal dos dentes internos (52) do colar retentor de corpo (50); c. a face inclinada dos dentes externos (51) do colar retentor de corpo (50) é inclinado a partir do plano horizontal dos dentes externos (51) do colar retentor de corpo (50) em um ângulo aproximadamente 20 graus inferior ao ângulo no qual a primeira face inclinada dos dentes internos (52) do colar retentor de corpo (50) é inclinada a partir do plano horizontal dos dentes internos (52) do colar retentor de corpo (50); d. a segunda face inclinada dos dentes internos (52) do colar retentor de corpo (50) é inclinada em menos do que ou igual a aproximadamente 70 graus a partir do plano horizontal dos dentes internos (52) do colar retentor de corpo (50); e e. a segunda face inclinada dos dentes internos (52) do colar retentor de corpo (50) é inclinada a partir do plano horizontal dos dentes internos (52) do colar retentor de corpo (50) em um ângulo aproximadamente 2 0 graus inferior ao ângulo no qual a face vertical dos dentes externos (51) do colar retentor de corpo (50) é inclinada a partir do plano horizontal dos dentes externos (51) do colar retentor de corpo (50).

18. Mecanismo escalonado de catraca adaptado para mover um mandril (20) em uma primeira direção e mover o mandril (20) em uma segunda direção oposta ao movimento em uma primeira direção; em que o aperfeiçoamento é caracterizado por compreender: a. um mandril (20) com um diâmetro externo e uma superfície externa e um eixo longitudinal; b. um conector superior (13 0) com uma extremidade proximal e uma extremidade distai e um diâmetro interno maior do que o diâmetro externo do mandril (20) , o conector superior (130) circundando o mandril (20) desse modo criando uma câmara (46) entre o conector superior (130) e o mandril (20); c. um adaptador superior (160) conectado à extremidade proximal do conector superior (130) e adjacente ao mandril (20), o adaptador superior (160) tendo um orifício (105) em comunicação de fluido com a câmara (46) ; d. um adaptador inferior (210) conectado à extremidade distai do conector superior (130) e adjacente ao mandril (20), o adaptador inferior (210) tendo um orifício (200) em comunicação de fluido com a câmara (46); e. um pistão móvel (40) localizado dentro da câmara (46) adjacente ao conector superior (130) e o mandril (20), o pistão móvel (40) é adaptado para substancialmente impedir a comunicação de fluido entre o orifício (105) no adaptador superior (160) e o orifício (200) no adaptador inferior através da câmara (46) ; f. um colar retentor de corpo (55) de extremidade dupla tendo uma superfície interna e uma superfície externa, a superfície interna do colar retentor de corpo (55) de extremidade dupla adaptada para engatar seletivamente o mandril (20); g. um carregador de colar retentor de corpo (62) tendo uma superfície interna e uma superfície externa, a superfície interna do carregador de colar retentor de corpo (62) adaptada para engatar seletivamente a superfície externa do colar retentor de corpo (55) de extremidade dupla; h. uma mola (31) tendo uma extremidade proximal e uma extremidade distai e um eixo longitudinal, em que o eixo longitudinal da mola (31) é substancialmente paralelo ao eixo longitudinal do mandril (20) e a extremidade proximal da mola (31) está relativamente mais próxima da extremidade proximal do conector superior (130) do que a extremidade distai da mola (31); e i. um cilindro (34) adjacente à extremidade proximal da mola (31) .

19. Mecanismo escalonado de catraca, de acordo com a reivindicação 18, caracterizado pelo fato de que o colar retentor de corpo (55) de extremidade dupla inclui dentes externos na superfície externa adaptados para engatar os dentes localizados na superfície interna de um carregador de colar retentor de corpo de extremidade dupla (62), o colar retentor de corpo (55) de extremidade dupla compreendendo ainda dentes internos na superfície interna adaptados para seletivamente engatar os dentes localizados na superfície externa do mandril (20), em que os dentes internos de um colar retentor de corpo (55) de extremidade dupla são adaptados para engatar seletivamente os dentes no exterior do mandril (20) em uma primeira direção e para permitir que o colar retentor de corpo (55) de extremidade dupla se desloque ao longo do mandril (20) em uma segunda direção.

20. Mecanismo escalonado de catraca, de acordo com a reivindicação 19, caracterizado pelo fato de que os dentes externos do colar retentor de corpo (55) de extremidade dupla incluem uma face vertical e uma face inclinada e os dentes internos do colar retentor de corpo (55) de extremidade dupla incluem uma primeira e uma segunda face inclinada.

21. Mecanismo escalonado de catraca, de acordo com a reivindicação 20, caracterizado pelo fato de que a. a face vertical dos dentes externos do colar retentor de corpo (55) de extremidade dupla é inclinada entre aproximadamente 80 a 95 graus a partir do plano horizontal dos dentes externos do colar retentor de corpo (55) de extremidade dupla; b. uma primeira face inclinada dos dentes internos do colar retentor de corpo (55) de extremidade dupla é inclinada em menos do que ou igual a aproximadamente 70 graus a partir do plano horizontal dos dentes internos do colar retentor de corpo (55) de extremidade dupla; c. a face inclinada dos dentes externos do colar retentor de corpo (55) de extremidade dupla é inclinada a partir do plano horizontal dos dentes externos do colar retentor de corpo (55) de extremidade dupla em um ângulo aproximadamente 20 graus inferior ao ângulo no qual a primeira face inclinada dos dentes internos do colar retentor de corpo (55) de extremidade dupla é inclinada a partir do plano horizontal dos dentes internos do colar retentor de corpo (55) de extremidade dupla; d. a segunda face inclinada dos dentes internos do colar retentor de corpo (55) de extremidade dupla é inclinada em menos do que ou igual a aproximadamente 70 graus a partir do plano horizontal dos dentes internos do colar retentor de corpo (55) de extremidade dupla; e e. a segunda face inclinada dos dentes internos do colar retentor de corpo (55) de extremidade dupla é inclinada a partir do plano horizontal dos dentes internos do colar retentor de corpo (55) de extremidade dupla em um ângulo aproximadamente 20 graus inferior ao ângulo no qual a face vertical dos dentes externos do colar retentor de corpo (55) de extremidade dupla é inclinada a partir do plano horizontal dos dentes externos do colar retentor de corpo (55) de extremidade dupla.

22. Mecanismo escalonado de catraca, de acordo com a reivindicação 18, caracterizado pelo fato de que o mandril (20) é conectado operativamente a um ou mais dispositivos de múltiplas posições.

23. Mecanismo escalonado de catraca, de acordo com a reivindicação 18, caracterizado pelo fato de que o mandril (20) é conectado operativamente a um ou mais orifícios ajustáveis (550) e orifícios de fluido associados para os orifícios ajustáveis (550) .

24. Mecanismo escalonado de catraca, de acordo com a reivindicação 23, caracterizado pelo fato de que o movimento do mandril (20) permite ajuste incrementai do fluxo através dos orifícios ajustáveis (550).

25. Mecanismo escalonado de catraca adaptado para mover um mandril (20) em uma primeira direção e mover o mandril (20) em uma segunda direção oposta ao movimento em uma primeira direção; em que o aperfeiçoamento é caracterizado por compreender: a. um mandril (20) com um diâmetro externo e uma superfície externa; b. um conector superior (130) com uma extremidade proximal e uma extremidade distai e um diâmetro interno maior do que o diâmetro externo do mandril (20), o conector superior (130) circundando o mandril (20) desse modo criando uma câmara (46) entre o conector superior (130) e o mandril (20); c. um adaptador superior (160) conectado à extremidade proximal do conector superior e adjacente ao mandril (20) , o adaptador superior (160) tendo um orifício (105) em comunicação de fluido com a câmara (46); d. um adaptador inferior (210) conectado à extremidade distai do conector superior (130) e adjacente ao mandril (20), o adaptador inferior (210) tendo um orifício (200) em comunicação de fluido com a câmara (46); e. um pistão móvel (325) tendo uma extremidade proximal e uma extremidade distai, o pistão (325) localizado dentro da câmara (46) adjacente ao conector superior (130) e ao mandril (20), o pistão móvel (325) adaptado para substancialmente impedir a comunicação de fluido entre o orifício (105) no adaptador superior (160) e o orifício (200) no adaptador inferior através da câmara (46); f. um mecanismo de travamento superior conectado à extremidade proximal do pistão, o mecanismo de travamento superior tendo uma superfície interna e uma superfície externa, a superfície interna do mecanismo de travamento superior adaptada para engatar seletivamente o mandril (20) ; g. um carregador de mecanismo de travamento superior (315) tendo uma superfície interna e uma superfície externa, a superfície interna do carregador de mecanismo de travamento superior (315) adaptada para engatar seletivamente a superfície externa do mecanismo de travamento superior; h. uma mola superior (310) localizada dentro do suporte de mola superior (300); i. um mecanismo de travamento inferior conectado à extremidade distai do pistão, o mecanismo de travamento inferior tendo uma superfície interna e uma superfície externa, a superfície interna do mecanismo de travamento inferior adaptada para engatar seletivamente o mandril (20) ; j. um carregador de mecanismo de travamento inferior (415) tendo uma superfície interna e uma superfície externa, a superfície interna do carregador de mecanismo de travamento inferior (415) adaptada para engatar seletivamente a superfície externa do mecanismo de travamento inferior; e k. uma mola inferior (410) localizada dentro do suporte de mola inferior (400).

26. Mecanismo escalonado de catraca, de acordo com a reivindicação 25, caracterizado pelo fato de que o mandril (20) é conectado operativamente a um ou mais dispositivos de múltiplas posições.

27. Mecanismo escalonado de catraca, de acordo com a reivindicação 25, caracterizado pelo fato de que o mandril (20) é conectado operativamente a um ou mais orifícios ajustáveis (550) e orifícios de fluido associados para os orifícios ajustáveis (550).

28. Mecanismo escalonado de catraca, de acordo com a reivindicação 27, caracterizado pelo fato de que o movimento incrementai do mandril (20) permite o ajuste incrementai do fluxo através dos orifícios ajustáveis (550) .

29. Mecanismo escalonado de catraca, de acordo com a reivindicação 25, caracterizado pelo fato de que o mecanismo de travamento superior inclui dentes externos na superfície externa adaptados para engatar os dentes localizados na superfície interna do carregador de mecanismo de travamento superior (315), o mecanismo de travamento superior compreendendo ainda dentes internos na superfície interna adaptados para engatar seletivamente os dentes localizados na superfície externa do mandril (20) , em que os dentes internos do mecanismo de travamento superior são adaptados para permitir que o mecanismo de travamento se desloque ao longo do mandril (20) em uma primeira direção e para engatar seletivamente os dentes no exterior do mandril (20) em uma segunda direção e o mecanismo de travamento inferior inclui dentes externos na superfície externa adaptados para engatar os dentes localizados na superfície interna do carregador de mecanismo de travamento inferior (415), o mecanismo de travamento inferior compreendendo ainda dentes internos na superfície interna adaptados para engatar seletivamente os dentes localizados na superfície externa do mandril (20) , em que os dentes internos do mecanismo de travamento inferior são adaptados para engatar seletivamente os dentes no exterior do mandril (20) em uma primeira direção e para permitir que o mecanismo de travamento se desloque ao longo do mandril (20) em uma segunda direção.

30. Mecanismo escalonado de catraca, de acordo com a reivindicação 29, caracterizado pelo fato de que os dentes externos dos mecanismos de travamento superior e inferior incluem uma face vertical e uma face inclinada e os dentes internos dos mecanismos de travamento superior e inferior incluem uma primeira e uma segunda face inclinada.

31. Mecanismo escalonado de catraca, de acordo com a reivindicação 30, caracterizado pelo fato de que a. a face vertical dos dentes externos dos mecanismos de travamento superior e inferior é inclinada entre aproximadamente 80 a 95 graus a partir do plano horizontal dos dentes externos dos mecanismos de travamento superior e inferior; b. a primeira face inclinada dos dentes internos dos mecanismos de travamento superior e inferior é inclinada em menos do que ou igual a aproximadamente 70 graus a partir do plano horizontal dos dentes internos dos mecanismos de travamento superior e inferior; c. a face inclinada dos dentes externos dos mecanismos de travamento superior e inferior é inclinada a partir do plano horizontal dos dentes externos dos mecanismos de travamento superior e inferior em um ângulo aproximadamente 20 graus inferior ao ângulo no qual a primeira face inclinada dos dentes internos dos mecanismos de travamento superior e inferior é inclinada a partir do plano horizontal dos dentes internos dos mecanismos de travamento superior e inferior; d. a segunda face inclinada dos dentes internos dos mecanismos de travamento superior e inferior é inclinada em menos do que ou igual a aproximadamente 70 graus a partir do plano horizontal dos dentes internos dos mecanismos de travamento superior e inferior; e e. a segunda face inclinada dos dentes internos dos mecanismos de travamento superior e inferior é inclinada a partir do plano horizontal dos dentes internos dos mecanismos de travamento superior e inferior em um ângulo aproximadamente 20 graus inferior ao ângulo no qual a face vertical dos dentes externos dos mecanismos de travamento superior e inferior é inclinada a partir do plano horizontal dos dentes externos dos mecanismos de travamento superior e inferior.

32. Mecanismo escalonado de catraca, de acordo com a reivindicação 25, caracterizado pelo fato de que os mecanismos de travamento superior e inferior compreendem anéis retentores de corpo (320, 420) e em que os carregadores de mecanismo de travamento superior e inferior compreendem carregadores de anéis retentores de corpo (315, 415) .

33. Mecanismo escalonado de catraca, de acordo com a reivindicação 25, caracterizado pelo fato de que os mecanismos de travamento superior e inferior compreendem colares retentores de corpo e em que os carregadores de mecanismo de travamento superior e inferior compreendem carregadores de colar retentor de corpo.