MXPA02011107A

MXPA02011107A - Dispositivo medidor para detectar un cuerpo que mueve en relacion a un contenedor tubular..

Info

Publication number: MXPA02011107A
Application number: MXPA02011107A
Authority: MX
Inventors: Klaus Biester
Original assignee: Cooper Cameron Corp
Priority date: 2000-05-11
Filing date: 2001-05-07
Publication date: 2003-04-25
Also published as: DE50110452D1; US20110057647A1; BR0110740B1; NO324146B1; DE20008413U1; US20030107367A1; US7449879B2; US7859251B2; AU2001262265A1; BR0110740A; CA2424284A1; US20070252589A1; NO20025342L; WO2001086116A1; WO2001086116B1; US7239132B2; EP1280977B1; US20090039876A1; EP1280977A2; US6815945B2

Abstract

La invencion se relaciona con un dispositivo medidor para detectar un cuerpo (3) que mueve en relacion a, en particular, un contenedor tubular (2). Dicho dispositivo comprende por lo menos una unidad de iman (4-9) la cual genera un campo magnetico, mide este campo magnetico y el cual esta destinado al contenedor y/o al cuerpo magnetico. El dispositivo tambien comprende por lo menos un dispositivo de evaluacion conectado a las unidades de iman y provisto para recibir las senales de medicion de las unidades de iman. El objetivo de la invencion es mejorar un dispositivo de medicion de este tipo a fin de ser capaz de determinar facilmente, ademas de la colocacion del cuerpo (3) en relacion al contenedor en la direccion longitudinal (33), la posicion del cuerpo en relacion con el contenedor en la direccion transversal con un nivel de exactitud relativamente elevado. Para este fin, las unidades de iman comprenden un flujo magnetico maximo que es esencialmente perpendicular a la direccion del movimiento relativo del cuerpo y el contenedor.

Description

DISPOSITIVO MEDIDOR PARA DETECTAR UN CUERPO QUE MUEVE EN RELACIÓN A UN CONTENEDOR TUBULAR Esta invención se relaciona con un sistema de detección para percibir un 5 objeto en movimiento con relación a un contenedor, especialmente de diseño tubular, por lo cual al menos una unidad magnética está asociada con el contenedor y/o objeto, generando también campos magnéticos de medición, y por lo menos un dispositivo de evaluación se conecta a las unidades magnéticas y sirve para recibir las señales fe percibidas provenientes de las unidades magnéticas. 10 Un sistema de detección de este tipo se describe en la patente de los Estados Unidos No. 3.103.976. Ese sistema de detección particular se utilizó en tuberías de ubicación, y especialmente extremos de tubería que se van a unir, en operaciones submarinas de perforación y similares. Un tubo de guía, que sirve como un contenedor que se extiende entre una grúa de pluma en el lado superior y una sección de estructura 15 anclada en el fondo del mar, esté equipado en su lado exterior con una bobina como la unidad magnética que genera un campo magnético y con cada de dos bobinas de búsqueda respectivamente montadas por arriba y por debajo de la primera bobina y que sirven como los imanes de medición del campo magnético. Los cables eléctricos conectados a estas varias bobinas con una unidad de evaluación en el lado superior 20 dentro de la grúa de pluma. La bobina generadora del campo magnético produce un campo magnético dentro del tubo de guía esencialmente a lo largo del eje longitudinal del tubo. Ese campo magnético también permea las dos bobinas de medición de campo magnético. Si y cuando dentro del tubo de guía una sarta de perforación, herramienta, tubería o similar es desplazada, el campo magnético en estas bobinas de medición se 5 cambiará como una función de la posición del objeto móvil, conduciendo a una inducción correspondiente en estas bobinas. De esta manera es posible determinar cuando el objeto s de interés alcanzado una de estas bobinas medidoras de campo magnético o por ejemplo la válvula de escape ubicada en el fondo del mar. El sistema de detección anterior, sin embargo, está esencialmente limitado para percibir la posición solamente del extremo delantero del objeto móvil, con la exactitud 5 de detección de posición estando determinando por su distancia de las bobinas las cuales se montan a lo largo del eje longitudinal del tubo de guía, por el ancho de la bobina en la dirección longitudinal, y factores similares. Es un objetivo de esta invención proporcionar un sistema de detección £k mejorado del primer tipo anteriormente mencionado, la mejora consistiendo en la 10 capacidad, en la manera simple y con un grado de exactitud relativamente elevado, para determinar no solo la posición del objeto con relación al contenedor en la dirección longitudinal sino también su posición en la dirección transversal con relación al contenedor. Junto con los aspectos características especificados dentro del concepto 15 principal de la reivindicación 1 , esto se logra porque las unidades magnéticas producen un flujo magnético máximo esencialmente perpendicular a la dirección del movimiento relativo entre el objeto y el contenedor. Esto causa un cambio en el campo magnético y en el flujo magnético cuando el objeto está lo suficientemente cercano al contenedor de manera que ambos se ubican dentro del campo magnético de la unidad magnética 20 generadora del campo magnético. Al mismo tiempo, dada esta posición del objeto y del contenedor con relación uno del otro, habrá un cambio en el campo magnético en la dirección perpendicular al movimiento relativo, produciendo de esta manera la evaluación de la información adicional del dispositivo sobre la posición del objeto y del contenedor perpendicular a la dirección del movimiento relativo. 25 De acuerdo con esta invención, la funcionalidad del sistema de detección no solamente depende de si el contenedor, por ejemplo de diseño tubular, está fijo mientras que el objeto mueve con relación con éste, o viceversa, mientras que por lo menos la parte móvil contenga un elemento magnético que dispare o accione un cambio correspondiente en el campo magnético entre las unidades magnéticas. En operaciones de perforación de pozos petroleros o similar, puede ser ventajoso dentro de este contexto si en particular el contenedor tubular constituye el tubo de guía anteriormente mencionado y el objeto es la parte que mueve con relación a ese tubo. El último debe consistir de, o contener, un material magnético por lo menos en el punto en el cual va a servir para la detección de la posición y orientación del objeto con relación al contenedor. Ese punto puede por ejemplo ser el extremo delantero del objeto. Un objeto de este tipo mueve típicamente dentro del contenedor de manera que las unidades magnéticas correspondientes pueden montarse de manera ventajosa dentro de un área interior del contenedor. Por otra parte, si el objeto móvil consiste de un material no magnético aunque se proporcione el contenedor con un elemento magnético en un sitio apropiado, las unidades magnéticas correspondientes pueden igualmente ser montadas bien sobre la superficie extema del objeto. También es posible, para el acceso facilitado, colocar las unidades magnéticas en la superficie exterior del contenedor con el campo magnético generado extendiendo a través de la pared y hacia el interior del contenedor. En una configuración posible, simple, para la captura precisa del objeto móvil las unidades magnéticas se disponen a lo largo de por lo menos un plano de orientación perpendicular a la dirección del movimiento relativo. Por ejemplo, se pueden disponer unidades magnéticas múltiples en un arreglo circular o de alguna otra manera dependiendo de la forma en sección transversal del contenedor, con la posibilidad de montar las unidades magnéticas, con separaciones equidistantes unas de otras, en la dirección circunferencial del contenedor.

Para no limitar la detección del objeto a esencialmente un plano, las unidades magnéticas pueden montarse perpendicular a la dirección del movimiento relativo en incrementos planares uniformemente separados. Esto permite la captura en cada uno de estos planos salteados o escalonados así como la detección entre estos planos por medio de unidades magnéticas interconectadas de manera adecuada. Dependiendo del diseño de la unidad magnética, es posible que dicha unidad magnética sea cambiable entre la generación de campo magnético y la percepción del campo magnético. Esto puede tomar lugar incluso durante el curso de una medición. De manera evidente, dicha capacidad de cambio de las unidades magnéticas involucra la polaridad variable de las unidades magnéticas, la intensidad variable del campo magnético o similares. Un ejemplo simple de diseño de una unidad magnética generadora de campo magnético puede implementarse en la forma de un imán permanente. Para un rango de posibilidades expandido en la detección del objeto por lo anterior, una unidad magnética puede estar constituida de una bobina eléctricamente energizada la cual proporciona una manera simple para permitir la operación tanto para la generación del campo magnético como para la medición del campo magnético. Una bobina también permite la variación fácil de la intensidad o polaridad del campo magnético y la generación de campos alternantes. Una unidad medidora de campo magnético que es a la vez precisa, simple y barata puede estar en la forma de un sensor de campo magnético y en particular un elemento de Hall. Los sensores de campo magnético de ese tipo pueden instalarse, de manera simple y a bajo costo, en arreglos de la densidad y configuración deseados por ejemplo en el exterior del contenedor.

Desde luego, una unidad magnética adecuadamente diseñada también puede detectar la atenuación magnética en lugar de medir el campo magnético o el flujo magnético. Para una amplificación del campo magnético y de esta manera el flujo magnético perpendicular a la dirección del movimiento relativo, la unidad magnética puede incorporar un material capaz de ¡mantarse, por ejemplo un material ferromagnético o paramagnético. Para evitar tener que proporcionar de manera separada cada unidad magnética con un material magnetizable, las unidades magnéticas pueden estar interconectadas mediante un material magnetizable o magnéticamente conductor. Para una instalación segura de la unidad magnética, la unidad puede colocarse por ejemplo dentro de un agujero radial en la pared del contenedor. El agujero radial debe ser por lo menos lo suficientemente profundo en la dirección radial para que la unidad magnética sea totalmente insertable sin sobresalir en el interior del contenedor. Para evitar el tener que perforar un número de agujeros radiales o rebajos similares correspondientes en la pared del contenedor mientras que al mismo tiempo sea capaz de manipular de manera simultánea un número mayor de unidades magnéticas, es posible montar unidades magnéticas múltiples en un inserto detector magnético el cual puede montarse por ejemplo en un rebajo circunferencial en el lado interno del contenedor. Este rebajo puede de nuevo ser lo suficientemente profundo para evitar el inserto del detector magnético con las unidades magnéticas sobresaliendo en el interior del contenedor. Las unidades magnéticas adecuadamente diseñadas permiten el despliegue de objetos con una variedad de secciones transversales. Desde luego, para las aplicaciones de exploración de petróleo y similares será ventajoso, y al mismo tiempo será simplificado la captura de datos para la detección del objeto dentro del contenedor, si el contenedor y/u objeto son de diseño esencialmente tubular. En aplicaciones relacionadas con la exploración de petróleo y gas, es un objeto esencialmente tubular que se guía dentro de un contenedor igualmente más o menos tubular. El objeto puede ser guiado de esta manera que éste ya sea esté en contacto con o se mueve a una distancia de la pared interior del contenedor. En otro diseño posible, simple y de ahorro de espacio, se puede proporcionar una unidad magnética con una cinta ramificada y/o en espiral continua, eléctricamente conductora. Dicha cinta corresponde esencialmente a una bobina y genera un campo magnético comparable. Para la manipulación conveniente de las unidades magnéticas en forma de cinta de este tipo, la cinta puede montarse sobre un inserto preferiblemente anular. El inserto, desde luego, está configurado para corresponder a la sección transversal del contenedor, permitiendo la fácil instalación sobre una superficie interior del contenedor. El inserto puede permitir la simplificación adicional en que el suministro de energía eléctrica necesaria y/o los conductores colectores de señal se fijan a las unidades magnéticas en forma de cinta montadas en el inserto. En una manera análoga, es posible en el caso del inserto magnético detector anteriormente mencionado que emplea bobinas eléctricas para proporcionar las bobinas eléctricas con vastagos de devanado como unidades magnéticas. Las bobinas se embobinan sobre estos vastagos de devanado, los cuales, como el inserto total magnético detector, puede consistir de un material magnetizable. La evaluación especialmente de las señales recibidas mediante las unidades magnéticas detectoras de campo magnético es posible no solo para determinar la posición del objeto. Un dispositivo de evaluación adecuadamente equipado puede incluir un módulo de memoria y/o una unidad de despliegue o puede ser conectable a éste último o por ejemplo una computadora. Almacenado en el módulo de memoria pueden estar los algoritmos de evaluación matemática necesarios y/o identificadores de dirección permiten el análisis de las señales medidas. La unidad de despliegue puede utilizarse, por ejemplo, para una ilustración gráfica del objeto o para detectar el objeto. El dispositivo de evaluación también puede estar configurado de tal manera que además de detectar únicamente la presencia del objeto también permite la determinación de la posición, forma, tamaño o dirección de movimiento del objeto. El análisis de las señales que emanan de las unidades magnéticas y de la colocación de las unidades magnéticas puede simplificarse por ejemplo alineando los ejes magnéticos de las unidades magnéticas con un eje longitudinal de simetría del contenedor.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS A continuación se describen los ejemplos de diseño deseables de esta invención con mayor detalle con la ayuda de las figuras en los dibujos anexos, en los cuales. La Figura 1 es una vista en perspectiva lateral de un primer ejemplo de diseño de un sistema de detección de acuerdo con esta invención, que emplea un contenedor tubular. La Figura 2 es una vista superior de una sección horizontal a través de la Figura 1. La Figura 3 es una vista en perspectiva lateral de un segundo ejemplo de diseño de un sistema de detección de acuerdo con esta invención. La Figura 4 muestra una sección vertical parcial a través de la Figura 3. La Figura 5 es una vista en perspectiva lateral de un tercer ejemplo de diseño de un sistema de detección de acuerdo con esta invención.

La Figura 6 es una ilustración amplificada del detalle "A" en la Figura 5. La Figura 7 es una ilustración amplificada del detalle "B" en la Figura 5. La Figura 8 es una ilustración conceptual de una sección transversal horizontal a través de un sistema de detección de acuerdo con esta invención. La Figura 9 es una ilustración como en la Figura 8 con un objeto en la posición central. La Figura 10 es una ilustración como en la Figura 8 con un objeto en una posición fuera del centro. La Figura 11 es una ilustración como en la Figura 8 con un objeto en otra posición fuera del centro. La Figura 12 es una ¡lustración como en la Figura 8 con un objeto en otra posición central. La Figura 13 es una ilustración conceptual que explica el flujo magnético. La Figura 14 muestra en detalle un elemento del área del arreglo por la Figura 13.

DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LA INVENCIÓN La Figura 1 representa un primer ejemplo de diseño de un sistema de detección 1 de acuerdo con esta invención, con un contenedor tubular 2 y un objeto similarmente tubular 3. El contenedor 2 extiende por ejemplo desde una plataforma de la superficie del océano, no mostrada, hasta una sección de estructura anclada en el fondo del mar. Dentro del contenedor 2 el objeto 3 es guiado en la dirección longitudinal 33, es decir, en la dirección del movimiento relativo 14. El objeto 3 puede por ejemplo ser una sección de una varilla de perforación, una herramienta o implemento similar empleado en la exploración petrolera submarina.

En un plano de orientación 16 el cual se extiende perpendicular a la dirección del movimiento relativo 14, el contenedor 2 admite un número de unidades magnéticas 4 a 9. Estas se alojan dentro de los agujeros radiales correspondientes del contenedor 2 y cada una sustenta por lo menos una bobina eléctrica 17. Los ejes centrales de las bobinas 17 se colocan en un plano de orientación 16 y apuntan al centro del agujero longitudinal 36. Todas las unidades magnéticas 4 a 9 se montan en una relación equidistante unas a otras en el lado interior 15 a lo largo de la circunferencia interna del contenedor 2. Las bobinas 17 se colocan dentro del agujero radial 19 de manera que las unidades magnéticas 5 a 9 no sobresalen más allá de la superficie interna 15 en el agujero longitudinal 36. Cada bobina 17 se conecta a un conductor eléctrico 35 apropiado el cual extiende hacia fuera lejos del contenedor 2 a partir de donde estos son empaquetados en cables ómnibus, no mostrados, y se desplazan por ejemplo hacia un punto en lado superior. Por lo menos la unidad magnética 4 es una unidad magnética generadora de campo magnético. Su campo magnético es modificado por el objeto 3 el cual al menos en parte consiste de un material magnetizable o magnéticamente conductor 18, y el campo magnético, modificado por el movimiento y la posición cambiada del objeto 3 con relación al agujero longitudinal 36, puede capturarse mediante las unidades magnéticas detectoras del campo magnético 6 a 9. Por medio de sus conductores eléctricos 35, las unidades magnéticas 5 a 9 generan de esta manera un voltaje inducido correspondiente como una función del flujo magnético que los permea y que cambia con el tiempo. En vez de disponer la unidad magnética generadora de campo magnético 4 y las unidades magnéticas detectoras de campo magnético correspondientes 5 a 9 en un plano simple 16 por la Figura 1 , también es posible colocar las unidades magnéticas detectoras de campo magnético por ejemplo parcial o totalmente en planos diferentes de monta de manera adecuada en un rebajo circunferencial 21 en el lado interior 15 de la pared 37 del contenedor 2. El inserto magnético de detección 20 tiene una sección transversal con forma esencialmente de U. El extremo abierto del perfil en U da hacia adentro en la dirección del agujero longitudinal 36. Localizado en puntos dados dentro del espacio anular 40 entre los segmentos o secciones del perfil en U está un vastago de devanado 28 que consiste de un material magnetizable y que se extiende radialmente paralelo con las secciones en U hacia el lado interior en la dirección del agujero longitudinal 36. Embobinado sobre cada vastago de devanado 28 está una bobina 17 de la unidad magnética 4 a 10 respectiva. Estas unidades magnéticas, es decir, las bobinas, están dispuestas en un plano de orientación 16 análogo a la Figura 1 . Se debe señalar de nuevo que se pueden montar insertos similares de detección magnética en más de un plano de orientación. La Figura 4 muestra una sección parcial vertical a través del ejemplo de diseño por la Figura 3. Este ilustra claramente que la bobina 17 se embobina en el vastago de devanado 28 y que los conductores eléctricos asociados 35 de la bobina 17 cruzan a través de un agujero en la pared 37 hacia el lado exterior en una dirección radial con relación al contenedor 2. Como ha sido explicado en relación con la Figura 1 , las diversas unidades magnéticas 4 a 10 pueden ser opcionalmente colocadas para operar como unidades generadoras de campo magnético o detectoras de campo magnético. La Figura 5 es una vista en perspectiva, análoga a las Figuras 1 y 3, de un tercer ejemplo de diseño del sistema de detección 1 de acuerdo con esta invención. En este ejemplo de diseño, las unidades magnéticas 4 a 11 están en la forma de cintas 22 aplicadas sobre un inserto 23 mediante una película delgada o proceso de tecnología similar. Las cintas 22 extienden en una configuración ramificada y/o en espiral. Cada cinta se proporciona en un extremo con un conector eléctrico 41 y en el otro extremo con un conector eléctrico 42 correspondiente para suministrar energía o recopilar señales de detección. En el lado externo del inserto 23 opuesto al agujero longitudinal 36 se conectan los contactos 41 , 42, por ejemplo como se muestra en la Figura 6, a las líneas de suministro de energía eléctrica 24, 25 o a las líneas de procesamiento de señal eléctrica 26, 27. Estas líneas eléctricas 24, 25 y 26, 27 pueden ser conmutadas para servir ya sea como líneas de suministro de energía o de procesamiento de señal, logrando de esta manera la opción de utilizar las unidades magnéticas 4 a 1 1 ya sea como unidades magnéticas generadas de campo magnético o como detectoras de campo magnético. El inserto 23 consiste de un aro delgado de un material magnetizable que permite el fácil montaje en la pared interior 15 del contenedor 2 en esencialmente cualquier sitio deseado. Se pueden montar insertos 23 similares en planos diferentes de orientación como se describió en relación con las Figuras 1 y 3. En un punto el inserto 23, mediante sus conductores 24 a 27, se conecta un dispositivo de evaluación 12 el cual en el caso de la exploración petrolera submarina se ubica típicamente en un lugar adecuado sobre la plataforma superficial. Para otras aplicaciones del sistema de detección de acuerdo con esta invención, dicha exploración petrolera con base en tierra, el dispositivo de evaluación 12 será instalado en un sitio convenientemente accesible. En el ejemplo de diseño por la Figura 5, el dispositivo de evaluación 12 incorpora por ejemplo un módulo de memoria 29 para salvar las señales de detección entrantes o para almacenar los programas apropiados para el análisis de estas señales de detección. Las señales de detección, procesadas como sea necesario, pueden ser vistas en un monitor de visualización 30 conectado al dispositivo de evaluación 12. El dispositivo de evaluación 12 puede estar computarizado o conectado a una computadora remota 31 la cual puede también permitir que el dispositivo de evaluación sea programado por ejemplo para conmutar las unidades magnéticas en el modo generador de campo magnético o, respectivamente, el modo detector del campo magnético. En esta circunstancia se debe mencionar que las unidades magnéticas generadoras de campo magnético ' pueden también estar en la forma de ¡manes 5 permanentes, como un ejemplo. Las unidades magnéticas detectoras de campo magnético en su parte pueden estar en la forma de sensores magnéticos tal como elementos de Hall. El dispositivo de evaluación 12 también ofrece la posibilidad de cambiar la fc polaridad o la intensidad de campo del campo magnético generado. También se pueden 10 producir campos magnéticos alternantes. Las Figuras 8 a 12 son ilustraciones conceptuales del sistema de detección 1 de acuerdo con esta invención, mostrando diferentes unidades magnéticas 4 a 1 1 sin un objeto 3 (Figura 8) y, respectivamente, con objetos diferentes en posiciones diferentes dentro del contenedor 2. 15 La Figura 8 muestra el campo magnético generado por la unidad magnética 4, inafectado, como en la Figura 1 , por ningún objeto 3. Las líneas correspondientes del flujo de campo magnético 43 extienden perpendicular al agujero longitudinal 36 y fluyen hacia las unidades magnéticas detectoras de campo magnético 5 a 11 respectivas. La distancia de las unidades magnéticas detectoras del campo 20 magnético 5 a 1 1 de la unidad magnética generadora de campo magnético 4 determina el límite al cual las líneas de flujo permean las unidades magnéticas. El flujo magnético mismo varía por consiguiente. Las unidades magnéticas 4 a 1 1 están dispuestas en una manera que éstas, y en particular sus ejes magnéticos respectivos 32 como se muestran por ejemplo 25 en la Figura 9, están orientados hacia un punto central 34 en el agujero longitudinal 36, es decir, hacia un eje de simetría 34 que se extiende en la dirección longitudinal 33 por la Figura 1. Cuando un objeto 3 se mueve con relación al contenedor 2, el resultado será un cambio en la trayectoria en las líneas de flujo magnético, como se muestra en las Figuras 9 a 1 1. En la Figura 9 el objeto 3 está colocado en el centro muerto 34 o inactivo, causando un patrón de distribución de línea de flujo simétrico de manera correspondiente. En la Figura 10, el objeto se sitúa fuera del centro y cerca a la unidad magnética generadora de campo magnético 4. En la Figura 1 1 , el objeto 3 está de nuevo en una posición fuera del centro, en este caso cercano a la unidad magnética detectora de campo magnético 9. A partir de los cambios respectivos en los campos magnéticos y el flujo magnético, detectables por las unidades de campo magnético o detectoras de flujo magnético 5 a 1 1 , se pueden inferir o sacar conclusiones a la presencia del objeto 3 en la cercanía de la unidad magnética así como la distancia entre el objeto 3 y las unidades magnéticas individuales, la orientación y dimensiones del objeto 3 y su dirección de movimiento. Por medio de procesos de imagen apropiados en el dispositivo de evaluación 12, por ejemplo, como se muestra en la Figura 5, es posible observar en el monitor de visualización 30 el objeto 3, su posición, orientación, tamaño y movimiento. La Figura 12 muestra un objeto 3 más grande de dimensiones generales y de grosor de pared, con cambios correspondientes en el campo magnético y en el patrón del flujo magnético. La Figura 12 de esta manera muestra que son posibles otras conclusiones en términos de las dimensiones del objeto 3. La Figura 13 es una representación simplificada de la unidad magnética generadora de campo magnético 4, el campo magnético y la línea de flujo 43 generada por éste, y el flujo magnético respectivo 13 a través de los diferentes elementos del arreglo de la región 44. Tradicionalmente, el flujo magnético se determina por la ecuación siguiente: F = J Bx A ? donde F es el flujo magnético, B es la inducción magnética y dA es un elemento de la región del arreglo vectorial infinitesimal. De acuerdo con la invención, las unidades magnéticas 4 a 1 1 están dispuestas de tal manera que el flujo magnético respectivo despliega su valor máximo perpendicular al movimiento relativo entre el objeto y el contenedor, significando que el producto escalar derivado a partir de la inducción magnética y el elemento vectorial de la región del arreglo adopta su valor máximo para los elementos de la región del arreglo respectivo por la Figura 13. La Figura 14 es una ilustración conceptual que muestra que para cada elemento de la región del arreglo 44 el flujo magnético deriva a partir del producto escalar de la inducción magnética B y ?A como el elemento vectorial de la región del arreglo. La ecuación aplicable es como sigue: F = I ¿ I x ! ?.A I x cosa en donde a es el ángulo correspondiente 46 entre los vectores B y ?A. Lo siguiente explicará brevemente el modo de operación del sistema de detección de acuerdo con esta invención con referencia a los dibujos anexos. Por medio del flujo magnético y/o la atenuación magnética, el sistema de detección de acuerdo con esta invención mide cualquier objeto dado de cualquier forma, orientación, posición y geometría dadas dentro de un campo magnético generado dentro de un contenedor 2. Una o varias unidades magnéticas sirven para generar el campo magnético y el flujo magnético correspondiente. Una o varias unidades magnéticas adicionales capturan el flujo magnético que ha sido modificado por el objeto y su movimiento o ubicación y en la base de las señales detectadas recibidas es posible determinar la distancia entre el objeto y estas unidades magnéticas así como la posición, tamaño y dirección de movimiento del objeto. La medición basada en el flujo magnético puede tomar lugar en una manera estática y/o dinámica a través de campos alternantes, intensidad variable de campo y polaridad variable. Las unidades magnéticas generadoras del campo magnético pueden estar en la forma por ejemplo de un imán permanente o una bobina eléctricamente energizada y controlada. Las unidades magnéticas detectoras del campo magnético pueden medir el flujo magnético producido en una manera estática empleando elementos Hall y/o en la manera dinámica por medio de la inducción electromagnética. La configuración y el número de unidades magnéticas generadoras de campo magnético y detectoras de campo magnético son variables, y especialmente cuando se utilizan bobinas como las unidades magnéticas se logra fácilmente un cambio entre el modo generador de campo magnético y el de detección de campo magnético de las unidades magnéticas. Las señales de detección son evaluadas utilizando operaciones matemáticas y/o identificadores de dirección y es posible visualizarlas en forma gráfica sobre un monitor de visualización por la Figura 5, mostrando la forma y posición del objeto bajo análisis. Las unidades magnéticas pueden disponerse en una configuración circular u otra en uno o varios planos y éstas están típicamente conectadas internamente a través de un material magnéticamente conductor o magnetizable. La multiplicidad de las unidades magnéticas diferentes y sus usos para generar o detectar y medir campos magnéticos producen patrones de flujo magnético entre todas las unidades magnéticas asociadas, cuyos patrones, y cualesquiera de sus cambios, se utilizan para la determinación de la imagen y posición del objeto que se va a medir. El flujo magnético variable es analizado mediante métricas apropiadas para una determinación del tamaño, forma y posición de tuberías de perforación incluyendo sus uniones de herramienta y cualesquiera de las herramientas asociadas. También es posible detectar la dirección cuando las tuberías o herramientas que constituyen los objetos dentro del contenedor tubular son movidos. Las unidades magnéticas pueden reconocer además tuberías de perforación que están en contacto con una de las paredes interiores del contenedor, causando la fuga terrible inducida por fricción del equipo.

Claims

REIVINDICACIONES 1. Sistema de detección para detectar un objeto en movimiento con relación especialmente a un contenedor tubular, con por lo menos una unidad magnética 5 generadora de campo magnético y detectora de campo magnético asociado con el contenedor y/o objeto, y con por lo menos un dispositivo de evaluación conectado a las unidades magnéticas para recibir las señales detectadas provenientes de las unidades magnéticas, caracterizado porque el flujo magnético máximo de las unidades magnéticas Jffe atraviesan esencialmente perpendicular a la dirección del movimiento relativo entre el 10 objeto y el contenedor. 2. Sistema de detección de conformidad con la reivindicación 1 , caracterizado porque el objeto consiste al menos en parte de un material magnético. 3. Sistema de detección de conformidad con la reivindicación 1 ó 2, ^^ caracterizado porque las unidades magnéticas se colocan en un área superficial interna 15 del contenedor. 4. Sistema de detección de conformidad con por lo menos una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque las unidades magnéticas se colocan dentro de al menos un plano de orientación perpendicular a la dirección del movimiento relativo. 20 5. Sistema de detección de conformidad con por lo menos una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque las unidades magnéticas se colocan en planos de orientación los cuales están separados aparte en la dirección del movimiento relativo y extienden pefendicular a dicha dirección del movimiento relativo. 6. Sistema de detección de conformidad con por lo menos una de las 25 reivindicaciones anteriores, caracterizado porque la unidad magnética es conmutable entre la generación de campo magnético y la detección de campo magnético. 7. Sistema de detección de conformidad con por lo menos una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque la unidad magnética generadora de campo magnético es un imán permanente. 8. Sistema de detección de conformidad con por lo menos una de las 5 reivindicaciones anteriores, caracterizado porque la unidad magnética es una bobina eléctricamente energizada. 9. Sistema de detección de conformidad con por lo menos una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque la unidad detectora de campo magnético jÉfe es un sensor de campo magnético y en particular un elemento Hall. 10 10. Sistema de detección de conformidad con por lo menos una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque se puede detectar una atenuación magnética mediante la unidad magnética detectora de campo magnético. 1 1. Sistema de detección de conformidad con por lo menos una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque la unidad magnética incorpora un 15 material magnetizable. 12. Sistema de detección de conformidad con por lo menos una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque las unidades magnéticas están interconectadas por medio de un material magnetizable. 13. Sistema de detección de conformidad con por lo menos una de las 20 reivindicaciones anteriores, caracterizado porque la unidad magnética está colocada dentro de un agujero radial provisto en el contenedor. 14. Sistema de detección de conformidad con por lo menos una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque se monta un número de unidades magnéticas en un inserto de detección magnético el cual puede ser insertado en un rebajo 25 circunferencial en el lado interior del contenedor. 15. Sistema de detección de conformidad con por lo menos una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el contenedor y/o el objeto son de diseño esencialmente tubular y/o son guiados uno dentro del otro. 16. Sistema de detección de conformidad con por lo menos una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque la unidad magnética destaca una cinta eléctricamente conductora, continua ramificada y/o en espiral. 17. Sistema de detección de conformidad con por lo menos una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque la cinta se monta en un inserto anular. 18. Sistema de detección de conformidad con por lo menos una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque los cables eléctricos se fijan a la unidad magnética en forma de cinta para suministrar energía hacia y/o recopilar señales provenientes de la unidad magnética en forma de cinta. 19. Sistema de detección de conformidad con por lo menos una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el inserto magnético de detección se proporciona con vastagos de devanado para las bobinas eléctricas. 20. Sistema de detección de conformidad con por lo menos una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el dispositivo de evaluación incorpora un módulo de memoria y/o una unidad de visualización y/o permite la conexión a una computadora. 21 . Sistema de detección de conformidad con por lo menos una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque un eje magnético de la unidad magnética apunta hacia un eje de simetría que se extiende en la dirección longitudinal del contenedor. 22. Sistema de detección de conformidad con por lo menos una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque por medio del dispositivo de evaluación es posible determinar la presencia y/o posición y/o dirección de movimiento y/o tamaño del objeto.