BR112012027948B1

BR112012027948B1 - sistema com ferramenta, marcador de rfid e veículo para uso em fundo de poço ou submarino

Info

Publication number: BR112012027948B1
Application number: BR112012027948-3A
Authority: BR
Inventors: Ian Rex Binmore
Original assignee: Vallourec Oil And Gas France
Priority date: 2010-04-30
Filing date: 2011-04-08
Publication date: 2020-12-08
Also published as: US9022296B2; EP2564360A1; WO2011136910A1; EP3029613B1; EP3029613A3; US20110266353A1; BR112012027948A2; BR112012027948A8; EP3029613A2; EP2564360B1; US8690066B2; US20140158776A1

Abstract

MARCADOR DE TEMPERATURA ALTA E PRESSÃO ALTA. A presente invenção refere-se a um marcador, tal como um marcador de RFID (12), e um sistema (10) incluindo um marcador de RFID (12) configurado para ser instalado em um objeto. O marcador (12) é configurado para utilização em ambientes de temperatura alta e/ou de pressão alta, tais como aplicações de fundos de poço e submarinas. O marcador (12) inclui um módulo eletrônico (28) contido dentro de um rebordo (24), que está alojado em uma cavidade (40) de um veículo (26). O rebordo 24 é rodeado por um material de enchimento tipo fluido de proteção (36) para prover uma proteção para o módulo eletrônico (28) e o rebordo (24) e fornecer propriedades semelhantes às do fluido para o módulo eletrônico (28) para reduzir ou eliminar pontos de tensão no módulo eletrônico (28). A geometria do marcador (12) é tal que todo o contorno do marcador (12) esteja contido dentro da geometria do objeto para prover uma proteção estrutural do marcador (12).

Description

ANTECEDENTES Campo da Invenção

[0001] Modalidades da invenção referem-se geralmente a marca dores de identificação, e mais especificamente, a marcadores de identificação de Radiofrequência (RFID) configurados para uso em ambientes de temperatura alta e/ou alta pressão alta. Descrição da Técnica Relacionada

[0002] Esta seção destina-se a introduzir o leitor a vários aspectos da técnica que podem estar relacionados com os vários aspectos da presente invenção, que estão descritos e/ou reivindicados abaixo. Acredita-se que esta discussão seja útil para prover ao leitor informações de fundo para facilitar uma melhor compreensão dos vários aspectos da presente invenção. Desta maneira, deverá ficar entendido que estas indicações são para ser lidas neste contexto e não como admissões de técnica anterior.

[0003] Marcadores de identificação, tais como marcadors de RFID são muitas vezes usados para gerenciar e rastrear objetos, tais como componentes de sistema, ferramentas, máquinas, equipamentos, etc, através de produção, estoque, armazenamento, desdobramento e/ ou uso no produto. Em geral, os marcadores de RFID incluem um microchip ou circuito integrado usado para transmitir e/ou armazenar informações de identificação e possivelmente outras informações. Um transceptor/interrogador/leitor externo localizado remotamente em relação ao marcador de RFID é usado para receber informações e/ou transmitir informações para o marcador de RFID. O marcador de RFID tipicamente inclui uma antena que transmite sinais de RF relativos à identificação e/ou a informação armazenada dentro do marcador de RFID.

[0004] Para certas aplicações, tais como aplicações de superfície e fundo de poço de petróleo e de gás, os marcadores de RFID podem ser usados para rastrear equipamentos e inventário. No entanto, para serem particularmente úteis, os marcadores de RFID devem ser projetados de modo que equipamentos podem ser rastreados durante o armazenamento, transporte, e uso no campo (isto é, na superfície, no fundo de poço e debaixo de água), dependendo do tipo de equipamento e a utilização do mesmo. Além disso, para aplicações de fundo de poço ou debaixo da água, a durabilidade de tais marcadores de RFID apresenta uma série de desafios adicionais. Entre as várias considerações estão a integridade estrutural através de uma vasta gama de temperaturas e pressões, assim como forças mecânicas, legibilidade do marcador de RFID e facilidade de instalação, por exemplo.

[0005] Pode ser desejável projetar um marcador de RFID otimiza do para rastreamento de componentes utilizados em aplicações de superfície e de fundo de poço.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

[0006] Certas modalidades estão descritas na descrição detalhada a seguir e com referência aos desenhos, em que:

[0007] a figura 1A ilustra uma vista esquemática de um sistema de marcadores de RFID, incluindo um marcador de RFID montado de acordo com modalidades da invenção;

[0008] a figura 1B ilustra uma vista ampliada do marcador de RFID da figura 1A, montado dentro de um material, de acordo com as modalidades da invenção;

[0009] a figura 1C ilustra uma vista esquemática parcial em corte transversal da cavidade do marcador de RFID configurada para receber o marcador de RFID das figuras 1A e 1B, de acordo com as modalidades da invenção;

[00010] as figuras 2 - 4 ilustram vistas esquemáticas do marcador de RFID, de acordo com as primeiras modalidades da presente invenção;

[00011] a figura 5 ilustra uma vista esquemática do marcador de RFID, de acordo com uma segunda modalidade da invenção;

[00012] a figura 6 ilustra uma vista esquemática do marcador de RFID, de acordo com uma terceira modalidade da invenção;

[00013] a figura 7 ilustra uma vista esquemática do marcador de RFID, de acordo com uma quarta modalidade da invenção;

[00014] as figuras 8 e 9 ilustram modalidades de tampas utilizadas na modalidade da figura 7, e

[00015] as figuras 10A - 10D ilustram vistas esquemáticas do marcador de RFID, de acordo com a quinta modalidade da invenção.

DESCRIÇÃO DETALHADA

[00016] Uma ou mais modalidades específicas da presente descrição será descrita abaixo. Em um esforço para prover uma descrição concisa destas modalidades, nem todas as características de uma implementação real são descritas no relatório descritivo. Deverá ser percebido que no desenvolvimento de qualquer uma de tais implementações reais, como em qualquer projeto de engenharia ou design, inúmeras decisões específicas da implementação devem ser tomadas para atingir os objetivos específicos dos desenvolvedores, tais como a conformidade com as restrições relacionadas ao sistema e empresariais, que podem variar de uma implementação para outra. Além disso, deveser percebido que tal esforço de desenvolvimento poderá ser complexo e demorado, mas, no entanto, ser uma tarefa rotineira de concepção, invenção e fabricação, para aqueles com conhecimento comum tendo o benefício desta descrição.

[00017] Geralmente, as modalidades da invenção são dirigidas para um sistema de identificação que inclui um marcador de identificação, tal como um marcador de RFID, configurado para ser instalado em um objeto. Em certas modalidades, o objeto pode incluir uma estrutura, tal como um cano, tubo de subida, flange, soldagem, moldagem, ou qualquer material ou ferramenta usada em ambientes severos, em que pressões e temperaturas elevadas podem ser encontradas. De acordo com as modalidades da presente invenção, o marcador de RFID é concebido para utilização em ambientes de alta temperatura e/ou de alta pressão. Dependendo da aplicação e dos materiais utilizados para fabricar o marcador de RFID, o marcador de RFID pode ser particularmente bem adequado para a perfuração de fundo de poço e subma-rina, equipamento de mineração ou industrial. Como será descrito em maior detalhe abaixo, o marcador de RFID descrito é otimizado para uso em ambientes de temperatura alta e/ou pressão alta e pode, vantajosamente, prover legibilidade, fácil instalação, e embalagem que seja resistente a tensões mecânicas e químicas, mesmo em condições adversas. Como ainda discutido abaixo, o marcador de RFID descrito pode ser concebido para sobreviver em temperaturas contínuas (isto é, por pelo menos 1000 horas), superiores ou iguais a 165 ° C e tão baixas como temperaturas de nitrogênio líquido. Além disso, o marcador de RFID é concebido para sobreviver a pressões de até 275600 KPa (40.000 PSI), sem degradação significativa na funcionalidade. Além disso, o marcador de RFID pode sobreviver a pressões superiores a 275600 KPa (40000 PSI).

[00018] Voltando agora aos desenhos, e referindo inicialmente a figura 1A, um sistema de marcador de RFID 10 está ilustrado. Especificamente, o sistema de marcadores de RFID 10 inclui um marcador de RFID 12 e um leitor 14. O leitor 14 é geralmente configurado para interrogar o marcador de RFID 12. Por conseguinte, o leitor 14 inclui, tipicamente, um transmissor e um receptor para a troca de informações RFID com o marcador de RFID 12. O leitor 14 pode também in- cluir um processador para receber os dados de RF do marcador de RFID 12 e extrapolar os dados de RF para dados significativos por meio de que a identificação ou outra informação armazenada pode ser percebida por um usuário. Em certas modalidades, o leitor pode ser integrado em um sistema de computador.

[00019] Como será percebido, enquanto um sistema de marcador de RFID 10, incluindo um marcador de RFID 12 que está ilustrado e descrito abaixo, modalidades da invenção podem utilizar outros tipos de marcadores de identificação, que utilizam outros tipos de tecnologia sem fio, tais como Onda Acústica Sônica (SAW), frequência ultrabaixa, alta frequência ou frequência ultra-alta, ou sistemas ou combinações de frequência que são utilizadas para alimentar, interrogar ou ler, escrever ou acessar informações ou identidades armazenadas dentro de um módulo eletrônico, contido de maneira expressa aqui. Isto é, enquanto as modalidades exemplares descrevem utilização da tecnologia RF para fornecer a identificação de componentes marcados, as configurações de embalagem descritas abaixo também podem ser utilizadas para encerrar outros tipos de módulos de identificação e de armazenagem de dados. Mais ainda, enquanto os módulos de identificação estão descritos, a pessoa versada na técnica perceberá que qualquer módulo eletrônico ou sensor, que pode ser desejado para uma aplicação particular, pode ser empacotado, tal como descrito, de tal modo que o módulo eletrônico pode ser utilizado em um ambiente de alta pressão e/ou alta temperatura.

[00020] Como será ainda discutido e ilustrado abaixo no que se refere às figuras 2 - 10D, cada uma das modalidades do marcador de RFID 12 inclui um portador, com um módulo eletrônico adequadamente embalado no mesmo. O módulo eletrônico tem a capacidade de armazenar um identificador e um circuito integrado associado como aplicável para a armazenagem e processamento de informação e manipu- lação de sinais de RF. O módulo eletrônico inclui ainda uma antena para a transmissão e recepção de sinais de RF. O marcador de RFID 12 pode ser passivo, ativo ou semiativo. Marcadores de RFID passivos dependem do leitor para fornecer a fonte de energia para a ativação. Embora os marcadores de RFID passivos 12 possam ser empregados para certas aplicações, marcadores de RFID ativos e semiativos 12 podem ser mais adequados para aplicações onde o leitor 14 está situado além do alcance da capacidade dos marcadores de RFID 12 de passivamente se comunicar com um leitor. Se o marcador de RFID 12 é ativo ou semiativo, o marcador de RFID 12 pode incluir uma bateria para a transmissão de sinais de RF.

[00021] Na modalidade ilustrada na figura 1A, o marcador de RFID 12 é instalado na superfície de um tubo 16. Por exemplo, o tubo 16 pode ser parte de uma máquina que pode ser usada em uma operação de perfuração de fundo de poço ou submarina. Embora o marcador de RFID 12 ilustrado na figura 1A esteja instalado na superfície de um tubo 16, o marcador de RFID 12, de acordo com modalidades da invenção, é projetado para ser instalado na superfície de outros materiais, ferramentas ou equipamentos, tais como soldagens, moldes, ou qualquer objeto ou material que tenha uma espessura grande o suficiente para receber o marcador de RFID 12 no interior do objeto ou material. Vantajosamente, embutindo o marcador de RFID 12 na superfície de um material, o próprio material fornece o marcador de RFID 12 com proteção em volta contra a tensão física e reduz o potencial para o marcador de RFID 12 ser deslocado da ferramenta por forças mecânicas. Isto é, como o marcador de RFID 12 está completamente encaixado sobre a superfície do material, e, portanto, contido inteiramente dentro da geometria do material (por exemplo, tubo 16), o material fornece proteção ao marcador de RFID 12 contra impactos, abrasão e outros efeitos deletérios ou eventos que poderiam destruir ou desalojar um marcador montado em uma superfície.

[00022] A figura 1B ilustra uma vista ampliada do marcador de RFID 12 da figura 1A. Como ilustrado, o marcador de RFID 12 está instalado dentro de uma cavidade de marcador pré-formada 18. A cavidade de marcador 18 pode ser formada na superfície do tubo 16 por um processo de perfuração. Vantajosamente, a cavidade de marcador 18 pode ser formada por uma perfuração única e pode ser formada em equipamentos ou ferramentas existentes, para adaptar o equipamento ou ferramentas com um mecanismo de identificação e de rastreio (isto é, o marcador de RFID 12). Como ilustrado na figura 1B, a cavidade do marcador 18 é dimensionada para receber o marcador de RFID 12, de tal forma que o marcador de RFID 12 é encaixado completamente no interior do tubo 16. Isto é, a profundidade da cavidade do marcador 18 é maior que ou igual à espessura do marcador de RFID 12. Na modalidade ilustrada, o marcador de RFID 12 e a cavidade de marcador 18 correspondente, podem incluir uma rosca 20, de tal maneira que o marcador de RFID 12 pode ser rotativamente encaixado no interior do tubo 16. Em certas modalidades, o marcador de RFID 12 é fixado na cavidade de marcador 18, através de forças puramente mecânicas e de atrito friccional, tal como através da rotação do marcador de RFID 12, de tal modo que a rosca 20 do marcador de RFID 12 se encaixa perfeitamente no modo tipo rosca na cavidade de marcador 18. Alternativamente, um adesivo, epóxido ou cola (não mostrado) apropriado para a aplicação no campo pretendido, pode ser utilizado em conjunto com, ou em alternativa, em vez de, a rosca 20, para mecanicamente encaixar o marcador de RFID 12 no tubo 16. Em uma modalidade, a densidade do rosqueamento 20 pode ser de 20 roscas/polegada ou mais grosseiro. Por exemplo, a densidade do rosqueamento 20 pode ser de 16 roscas/polegada.

[00023] Referindo-se agora à figura 1C, aspectos da cavidade de marcador 18 são descritas. Especificamente, a figura 1C ilustra uma vista em seção transversal da cavidade de marcador 18. Em uma implementação, a cavidade de marcador 18 é perfurada na superfície do tubo 16. Como será percebido, tal cavidade 18 pode ser perfurada na superfície de qualquer material ou ferramenta que tem uma espessura maior do que a profundidade da cavidade PD necessária para conter completamente o marcador de RFID 12. O material em que a cavidade de marcador 18 é formada é normalmente um material rígido, tal como o aço, e pode ser qualquer equipamento, ferramenta, ou objeto, para o qual é desejado o rastreamento RFID. Como será compreendido, na modalidade ilustrada, a cavidade de marcador 18 é dimensionada e configurada de tal forma que o marcador de RFID 12 pode ser disposto no mesmo, numa relação encaixada e fixada pelo rosqueamento 20. A cavidade de marcador 18 pode ser formada no tubo 16, usando uma broca com um tamanho de broca apropriadamente dimensionado.

[00024] Correspondendo ao marcador de RFID 12 descrito com referência às figuras 2 e 3, a modalidade ilustrada da cavidade do marcador 18 tem uma profundidade da rosca TD, que indica a espessura (profundidade) da parte roscada do marcador de RFID 12. O diâmetro de relevo da rosca TRD indica o diâmetro da parte mais larga da rosca 20. Como também indicado na figura 1C, o tubo ilustrado 16 tem uma dimensão externa OD (aqui uma circunferência). Um diâmetro limite de desgaste WLD também está ilustrado para prover uma distância suficiente (aqui uma circunferência) a partir da borda do tubo 16, de tal maneira que o marcador de RFID 12 pode ser completamente embutido dentro do tubo 16. O diâmetro do limite de desgaste WLD indica o diâmetro mínimo do marcador de RFID 12. Se a superfície do material no qual a cavidade do marcador 18 foi perfurada era plana, o WLD e OD seria igual e a profundidade da cavidade PD seria igual à espessura do marcador de RFID 12. No entanto, como a superfície do tubo 16 é curva, a profundidade da cavidade PD pode ser ajustada de acordo com o diâmetro do tubo, de tal forma que uma certa profundidade é adicionada ao WLD para garantir que o marcador de RFID 12 pode ser totalmente incorporado ao tubo 16.

[00025] Como será percebido, a rosca 20 ilustrada pode ser provida para uma união roscada e utilizada em conjunto com ou em vez de uma resina epóxi que pode também ser depositada dentro da cavidade do marcador 18 para prender o marcador de RFID 12 na mesma. Em certas modalidades, em que a superfície da cavidade de marcador 18 inclui a rosca 20, o marcador de RFID 12 pode ter rosqueamento 20 semelhante para combinar com a superfície no interior da cavidade do marcador 18. Neste caso, o marcador de RFID 12 pode ser rodado ou atarraxado na cavidade do marcador 18. Em modalidades em que a rosca 20 não está incluída, o marcador de RFID 12 pode ser introduzido na cavidade de marcador pré-formada 18, depois que uma resina epóxi foi colocada dentro da cavidade de marcadores 18, para encher parcialmente a cavidade do marcador 18. O marcador de RFID 12 é depois pressionado sobre a resina epóxi para eliminar quaisquer espaços vazios na cavidade do marcador 18. A cavidade do marcador 18 pode ser estriada ou abrasiva para adicionar forças de atrito para a resina epóxi disposta na cavidade do marcador 18 se o rosqueamento 20 não é utilizado.

[00026] Referindo-se agora às figuras 2 e 3, duas vistas de uma modalidade do marcador de RFID 12 estão ilustradas. Em uma modalidade, o diâmetro D do marcador de RFID 12 pode estar na faixa de cerca de 1,27 cm - 3,81 cm (0,50 - 1,5 polegada), e possuir uma espessura T na faixa de cerca de 0,51 cm - 1,27 cm (0,20 - 0,50 polegada). O marcador de RFID 12 inclui um rebordo 24 e um suporte 26, configurados para alojar e conter o rebordo 24. Em uma modalidade, o rebordo 24 pode ser um grânulo de vidro. Vantajosamente, o vidro é tanto quimicamente inerte e pode ser resistente a pressões mecânicas, e até, possivelmente, superiores a 275600 KPa (40.000 PSI), quando as pressões são uniformemente distribuídas. O rebordo 24 inclui um módulo eletrônico 28, nele contido.

[00027] Referindo-se brevemente à figura 4, uma modalidade do módulo eletrônico 28, contido dentro do rebordo 24 é ilustrada. Especificamente, o módulo eletrônico 28 pode ser um módulo eletrônico de RFID de baixa frequência 28 dentro de um cilindro impermeável esferi- camente encerrado, ou rebordo 24 do grânulo de vidro de alta pureza industrial. Para algumas aplicações, uma frequência ótima para o módulo eletrônico de RFID 28 é 125 KHz -135 KHz, mas em outras aplicações, uma faixa de frequências diferentes pode ser preferido. Em algumas aplicações, frequência ultrabaixa, frequência alta, frequência ultra-alta ou combinação de frequências de RFID do módulo eletrônico 28 podem ser usadas.

[00028] Fazendo referência ainda à figura 4, em uma modalidade, o módulo eletrônico 28 contém um dipolo incluindo um núcleo de ferrita 30 e uma antena 32, que é enrolado em torno do núcleo de ferrita 30. A antena 32 pode ser ligada ao circuito integrado 34, que inclui a informação de identificação nele armazenada para leitura do marcador de RFID 12. Em uma modalidade, o circuito integrado inclui um circuito integrado bipolar. Dispositivos de ondas acústicas de RF podem ser empregados de um modo semelhante, onde temperaturas mais elevadas e/ou pressões são experimentadas durante o uso. O módulo eletrônico 28 inclui ligações de fio que são apropriados para as altas e baixas temperaturas sustentadas e carrega um identificador de modo que a identidade do marcador de RFID 12 não será perdida durante a exposição prolongada à temperatura elevada. A utilização de um marcador de RFID dipolo 12 pode fornecer o desempenho desejável, quando instalado dentro de um material de rádio opaco, tal como um material de aço. O design permite distâncias de leituras mais longas com qualquer sistema baseado em RF, especialmente em sistemas de baixa frequência de RF.

[00029] Em uma modalidade, o módulo eletrônico 28 é embalado no rebordo de vidro 24 no interior de um material de gel de silicone 36, ou outro líquido não compressível, para fornecer a pressão consistente do tipo fluido para o módulo eletrônico 28. Vantajosamente, o material de gel de silicone 36 absorve vibrações e evita a cristalização em altas temperaturas sustentadas. Materiais de envasamento e enchimento podem também ser utilizados para embalar o módulo eletrônico 28 dentro do rebordo 24. Em uma modalidade, o módulo eletrônico 28 inclui materiais de embalagem, que permitem o funcionamento do marcador de RFID 12 a temperaturas sustentadas acima de 165 ° C, e em uma outra modalidade, mais de 180 ° C. O módulo eletrônico 28 é concebido de tal maneira que ele irá continuar a funcionar bem em altos campos magnéticos e de tal forma que ele não será destruído por rápidas e fortes flutuações magnéticas às quais pode estar exposto.

[00030] Fazendo de novo referência às figuras 2 e 3, em uma modalidade, o veículo 26 é geralmente circular ou em forma de disco. Em uma modalidade, o veículo 26 pode ser formado usando um termoplástico de alto desempenho, tais como PoliÉterÉterCetona (PEEK). Vantajosamente, o termoplástico PEEK é altamente resistente a produtos químicos, tem uma resistência elevada, absorve os impactos bem, tem um ponto de fusão elevado e mantém uma baixa fragilidade a temperatura muito baixa. Pigmento pode ser adicionado à matéria plástica para a resistência UV, como desejado. Alternativamente, ou-tros materiais de rádio transparentes podem ser utilizados em vez de termoplástico PEEK, dependendo das características ambientais e operacionais da aplicação. Por exemplo, o Estireno Butadieno Acriloni- trila (ABS) ou outro plástico moldado podem ser usados sob certas condições ambientais e operacionais. Um disco de material cerâmico ou outro altamente inerte e resistente à abrasão pode ser adicionado à superfície do portador 26 para aumentar a resistência à abrasão, além das capacidades de PEEK. Do mesmo modo, todo o material contendo o veículo 26 pode ser formado de um material cerâmico ou alternativo com as propriedades adequadas para as condições ambientais descritas.

[00031] O veículo 26 pode também incluir orifícios ou aberturas 38 que provêm compensação da pressão ao longo do marcador de RFID 12. Além disso, as aberturas 38 podem auxiliar na montagem do marcador de RFID 12 em um material ou ferramenta (por exemplo, tubo 16). As aberturas 38 no portador 26 também permitem a manipulação fácil do marcador de RFID 12, utilizando uma ferramenta. Por exemplo, as aberturas 38 provêm rebaixos nos quais uma ferramenta pode ser inserida para rotativamente acoplar o marcador de RFID 12 para o material ou ferramenta (por exemplo, tubo 16). Em uma modalidade, as aberturas 38 podem estender-se através de toda a espessura do marcador de RFID 12.

[00032] Como descrito, o módulo eletrônico 24 é embalado dentro de um material impermeável (por exemplo, gel de silicone 36, rodeado de vidro) que é, por sua vez embalado dentro do material de transporte (por exemplo, PEEK), que é, depois, montado no interior do objeto ou material (por exemplo, tubo 16) mecanicamente ou por meio de adesivo. Embora o desenho do rebordo 24, e particularmente, a seleção de um material de vidro com um material de gel de silicone 36 usado para envolver o módulo eletrônico 28, fornece o módulo eletrônico 28 com proteção suficiente a altas temperaturas e altas pressões, a embalagem do rebordo 24 dentro do veículo 26 também apresenta uma série de desafios de concepção. Em uma modalidade, o rebordo 24 é inserido em uma cavidade 40 no veículo 26, que minimiza a tensão sobre o grânulo de vidro 24, que contém o módulo eletrônico 28 (figura 4). A cavidade 40 é formada em uma direção paralela à superfície plana do marcador de RFID 12, como mostrado.

[00033] Como anteriormente descrito, em certas aplicações, especialmente aplicações de fundos de poço e submarina e outras aplicações de ambiente de temperatura elevada e alta pressão, a embalagem do rebordo 24 que segura o módulo eletrônico 28 deve ser robusta, a fim de resistir a tais ambientes agressivos. Se o rebordo 24 era apenas encapsulado no interior do veículo 26, de tal modo que o material do veículo 26 entra em contato com o rebordo 24, diretamente, o rebordo 24 pode ser danificado por deformação do material de transporte 26 a altas temperaturas ou pressões, ou combinações de ambas. De acordo com modalidades da presente invenção, a fim de proteger o rebordo de vidro 24 dentro do veículo 26, o rebordo de vidro 24 é completamente rodeado por um material de enchimento do tipo fluido de proteção 42 disposto na cavidade 40 do veículo 26, como ilustrado nas figuras 2 e 3. Como aqui utilizado, um "material de enchimento do tipo fluido de proteção" refere-se a um material que provê uma pressão uniforme a um objeto rodeado pelo material, aqui o rebordo 24, ao longo de um intervalo de temperaturas de -65 ° C até pelo menos 210 ° C e a pressões até pelo menos 275600 KPa (40.000 PSI). Idealmente, o material de enchimento do tipo fluido de proteção 42 deve ser fisicamente inerte e quimicamente inerte para evitar a degradação do módulo eletrônico 28, com o rebordo 24. Como aqui utilizado, o termo "quí-micamente inerte" refere-se a um material que não reage com os produtos químicos que se espera sejam encontrados para uma dada aplicação (por exemplo, aplicações de fundos de poço ou submarinas), incluindo as substâncias químicas em diferentes fases ou estados. O termo "fisicamente inerte" refere-se a materiais que resistem a temperaturas e pressões e não significativamente se expandem ou contraem ou produzem vapores a temperaturas e pressões previstas para a aplicação dada.

[00034] Não só deve o material de enchimento tipo fluido de proteção 42 ser química e fisicamente inerte, mas deve ser escolhido de forma que a formação de cristais, tais como a formação de gelo, é atenuada, tal como a formação de cristais na cavidade 40 poderia, potencialmente, danificar o rebordo 24. Como será percebiado, se cristais se formam no interior da cavidade 40, o rebordo 24 é mais suscetível de ser danificado.

[00035] Em uma modalidade, o material de enchimento tipo fluido de proteção 42 pode compreender um gel tal como um gel de silicone. O gel de silicone pode ser um gel de silicone que vulcaniza à temperatura ambiente (RTV). Por exemplo, os produtos de silicone SS-4060, SS-5060, SS-6060, e SS-6080 são géis de silicone RTV adequados que curam à temperatura ambiente disponíveis na Silicone Solutions TM. Esses géis, bem como outros géis, são geralmente de duas partes, materiais de silicone na proporção de mistura 1:1 que curam à temperatura ambiente em 180 minutos. Como será percebido, embora estes géis possam curar à temperatura ambiente, temperaturas de cu-ra mais rápidas podem ser conseguidas utilizando calor. Uma vez curado, o gel de silicone é altamente resistente à umidade de ozônio e a degradação da temperatura. Em uma modalidade, o material de enchimento tipo fluido de proteção 42, (por exemplo, um dos géis de silicone mencionados acima), pode manter as suas propriedades robustas através de temperaturas que variam de -65 ° C a 250 ° C. Além disso, o material de enchimento do tipo fluido de proteção 42 fornece uma área de proteção para o rebordo de vidro 24 a 275600 KPa (40000 PSI) no fluido. Em uma modalidade alternativa, o material de enchimento tipo fluido de proteção 42 pode ser óleo de hidrocarboneto halogenado, o qual pode prover qualidades similares.

[00036] Em uma modalidade, durante a montagem do marcador de RFID 12, a cavidade 40 pode ser parcialmente preenchida com o material de enchimento de tipo fluido de proteção 42. Uma vez que a cavidade 40 está parcialmente cheia, o rebordo de vidro 24 pode ser posicionado no interior da cavidade 40 de tal forma que ele é completamente rodeado numa extremidade pelo material de enchimento tipo fluido de proteção 42. Uma vez que o rebordo 24 está posicionado, o restante da cavidade 40 pode ser preenchido com o material de enchimento de tipo fluido de proteção 42 de tal modo que a cavidade 40 é completamente cheia e de tal modo que o rebordo de vidro 24 encontra-se completamente rodeado pelo material de enchimento do tipo fluido de proteção 42, criando uma barreira completa entre a superfície do rebordo 24 e as paredes do veículo 26, no interior da cavidade 40.

[00037] Vantajosamente, o material de enchimento do tipo fluido de proteção 42 é um material macio que fornece ainda, forças de compressão. Como será apreciado, o rebordo de vidro 24 é forte sob pressão consistente em fluido, mas pode ser fraco sob pressões de flexão ou não consistentes. O material de enchimento do tipo fluido de proteção 42 é tão macio de tal maneira que, essencialmente, atua como um fluido para aplicar forças de fluido consistentes com o rebordo de vidro 24 que contém o módulo eletrônico 28. Isso isola o rebordo de vidro 24 de dobra física e aponta ao mesmo tempo forças de pressão que provêm vibração vantajosa de amortecimento. Além disso, quaisquer bolhas microscópicas aprisionadas no gel macio (por exemplo, no material de enchimento tipo fluido de proteção 42) são recolhidas, sob pressão, em vez de criar um caminho de falha como se estivessem em um material sólido, tal como resina epóxi. Por conseguinte, o material de enchimento tipo fluido de proteção 42 fornece durabilidade adicional para o marcador de RFID 12.

[00038] Embora o gel de silicone ou óleo de halocarbono possa prover proteção suficiente para muitas aplicações, especialmente de forças mecânicas como discutido acima, em certas modalidades, pode ser vantajoso prover também uma membrana na parte superior da cavidade 40 para prover uma proteção adicional contra a reação química do material de enchimento do tipo fluido de proteção 42 subjacente. Fazendo agora referência à Fig. 5, uma modalidade alternativa que inclui um material de membrana 44 é ilustrada. Como ilustrado na Fig. 5, em vez de preencher completamente a cavidade 40 com o material de enchimento do tipo fluido de proteção 42, a cavidade 40 é cheia com material de enchimento do tipo fluido de proteção 42 de tal forma que o material de enchimento 42 circunda completamente o rebordo 24, mas em que uma parte no topo da cavidade 40 é deixada vazia. A parte restante da cavidade 40 pode então ser preenchida com um material de membrana 44. O material da membrana 44 pode prover uma proteção adicional do material de enchimento do tipo fluido de proteção 42 subjacente em relação à reação química. Em uma modalidade, o material de membrana 44 pode ser selante adesivo RTV de silicone resistente à gasolina de cura rápida, tal como SS-300, disponível de Silicone SolutionsTM. SS-300 é um silicone de 1 parte, que cura dentro de uma hora. Como será apreciado, o material de membrana 44 pode ser escolhido para prover uma proteção adicional do material de enchimento do tipo fluido de proteção 42 subjacente, quando a entrada de produtos químicos e deterioração do material de enchimento do tipo fluido de proteção 42 escolhido são preocupações. Além disso, o material de membrana 44 pode ser especificamente escolhido de tal modo que é resistente aos produtos químicos e afeta o ambiente que pode esperar que se verifiquem durante a aplicação particular em que a marcador de RFID 12 é para ser utilizada.

[00039] Fazendo agora referência à figura 6, uma outra modalidade do marcador de RFID 12 está ilustrada. Na modalidade ilustrada na figura 6, a cavidade 40 é tapada ou supercheia com um material de sobre enchimento 46. Em uma modalidade, o material de superenchi- mento 46 pode ser o mesmo material que o material de enchimento do tipo fluido de proteção 42 subjacente. Em certas aplicações, o material de superenchimento 46 pode ser cortado rente com o lado de fora do veículo 26. Numa modalidade, o material de superenchimento 46 pode compreender um material de silicone RTV.

[00040] Fazendo agora referência à figura 7, ainda uma outra modalidade de marcador de RFID 12 está ilustrada. Tal como acontece com a modalidade descrita com referência à figura 5 acima, na presente modalidade, material de enchimento do tipo fluido de proteção 42 está disposto dentro da cavidade 40 de tal forma que envolve completamente o rebordo 24, mas de tal modo que uma parte no topo da cavidade 40 é deixada vazia. Nesta modalidade, uma tampa 48 pode ser pressionada para dentro da parte superior da cavidade 40. Tal como com o material da membrana 44, a tampa dura 48 proporciona prote-ção adicional do material de enchimento do tipo fluido de proteção 42 subjacente, em particular de produtos químicos. Como será percebido, a tampa 48 é dimensionada para ser fixada por atrito no interior da cavidade 40. Em uma modalidade, a tampa 48 pode compreender fluo- rossilicone, perfluoroelastômero (FFKM), AflasTM tal como o politetra- fluoroetileno (PTFE), também conhecido como TeflonTM. Provendo a tampa 48 compreendendo um material sólido introduz uma barreira quimicamente inerte em relação ao material de enchimento do tipo fluido de proteção 42 subjacente. As FIGS. 8 e 9 ilustram duas modalidades de tampas 48 que podem ser empregados. Cada tampa 48 inclui uma ou mais regiões rebaixadas 50, as quais provêm alívio de tal modo que a tampa 48 pode ser deformada ligeiramente em ambientes de alta pressão de uma maneira que irá aumentar a função de vedação da tampa 48 contra as paredes da cavidade 40 no veículo 26. O número de cavidades 50 pode depender da espessura da tampa 48 de modo que a tampa 48 pode ser facilmente deformada ou fletida para baixo sobre as 50 cavidades para transmitir uniformemente a pressão para o material de enchimento do tipo fluido de proteção 42.

[00041] As figuras 10A - 10D ilustram uma outra modalidade do marcador de RFID 12. Como ilustrado, o veículo 26 pode ser fabricado com uma cavidade de segmento 54, como se vê melhor na figura 10B. Um segmento do veículo independente 52 pode ser fabricado separadamente. O segmento do veículo 52 inclui uma cavidade 40, como previamente descrito e ilustrado, em que o rebordo de vidro 24 está completamente rodeado por um material de enchimento do tipo fluido de proteção 42. O segmento de suporte 52 pode ser inserido na cavidade do segmento 54 do veículo 26. O segmento de suporte 52 pode ser feito do mesmo material que o veículo subjacente 26. Em uma modalidade, os lados da cavidade 54 e o segmento deveículo 52 podem ter uma superfície lisa e afunilada. Isso proporciona um sistema de encaixe auto-selante, de autocompressão que trabalha com a pressão para melhorar a confiabilidade do encaixe. Em uma outra modalidade, os lados da cavidade 54 em que o segmento de transporte 52 é depositado podem ser estriados, como melhor ilustrado na Fig. 10C. Os sulcos 56 podem prover um mecanismo para proteger mecanicamente o segmento do veículo 52 dentro do veículo 26. Além disso, um adesivo (não mostrado) pode ser colocado no interior da cavidade do segmento 54 em complemento ou em vez dos sulcos 56 de tal modo que o segmento do veículo 52 pode ser fixado no interior do veículo 26. Como ilustrado na figura 10D, um material de vedação adicional 58 pode ser disposto na parte superior do segmento do veículo 52 tal que o segmento do veículo 52 é ainda fixado no interior da cavidade do segmento 54. Como será apreciado, o material vedante 58 pode ser omitido.

[00042] Em uma modalidade de um processo de fabricação das modalidades ilustradas nas figuras 10A - 10D, o segmento do veículo 52 inclui uma cavidade (não mostrada). Durante a montagem do marcador de RFID 12, o material de enchimento tipo fluido de proteção 42 é disposto no interior da cavidade. O rebordo de vidro 24 pode, então, ser posicionado no interior da cavidade de tal modo que ela é completamente rodeada pelo material de enchimento tipo fluido de proteção 42, criando uma barreira completa entre a superfície do rebordo 24 e as paredes do veículo 26, no interior da cavidade. Em seguida, o segmento do veículo 52 pode ser tratado pelo calor. Em uma modalidade, o tratamento térmico pode ser de cerca de 1 hora a uma faixa de temperatura de cerca de 65 oC a 120 oC. Devido às suas propriedades expansivas, enquanto que a cura do material de enchimento tipo fluido de proteção 42 se expande durante o tratamento térmico, de modo que a cavidade é sobre-cheia com o material de enchimento tipo fluido de proteção 42. Depois de o segmento do veículo 52 ser tratado pelo calor, ele pode ser inserido dentro da cavidade 54 no veículo 26. A aplicação de força física, durante a inserção do segmento do veículo 52 para o veículo 26 vai vantajosamente ci- salhar o excesso de material de enchimento tipo fluido de proteção 42, de tal modo que ela fique alinhada com a extremidade cônica do segmento do veículo 52 e de tal modo que toda a cavidade dentro do segmento trasnsportador 52 está completamente cheio com o material de enchimento tipo fluido de proteção 42, sem vazios estando presentes no interior da cavidade.

[00043] Embora a presente invenção possa ser suscetível a várias modificações e formas alternativas, modalidades específicas foram mostradas a título de exemplo nos desenhos e foram descritas em detalhes aqui. No entanto, deve ser entendido que a invenção não se destina a ser limitada às formas particulares descritas. Em vez disso, a invenção é para cobrir todas as modificações, equivalências e alternativas que se incluem dentro do espírito e escopo da invenção tal como definido pelas seguintes reivindicações em anexo.

Claims

1. Sistema caracterizado pelo fato de compreender: uma ferramenta compreendendo um tubo configurado para utilização em fundo de poço ou utilização submarina que tem uma cavidade de marcador formada em uma superfície externa do tubo; um marcador de RFID fixado dentro da cavidade de marcador de tal modo que o marcador de RFID seja incorporado dentro da ferramenta, em que o marcador de RFID compreende um veículo tendo um material de enchimento tipo fluido de proteção contra temperatura elevada e alta pressão no mesmo, e um módulo eletrônico contido dentro do material de enchimento tipo fluido de proteção contra temperatura elevada e alta pressão; o veículo (26) compreendendo aberturas (38) que se estendem através de toda a espessura do marcador de RFID (12) a partir da superfície externa do marcador de RFID (12).

2. Sistema, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o módulo eletrônico está rodeado por um rebordo de vidro, e em que o rebordo de vidro é completamente rodeado pelo material enchimento tipo fluido de proteção contra temperatura elevada e alta pressão.

3. Sistema, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a cavidade do marcador compreende um rosquea- mento e em que o marcador de RFID é acoplado rotativamente na cavidade do marcador.

4. Sistema, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o marcador de RFID é mecanicamente fixado dentro da cavidade do marcador por meio de um adesivo ou epóxi.

5. Sistema, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de compreender um segmento do veículo que tem o marcador de RFID rodeado pelo material de enchimento tipo fluido de prote- ção contra temperatura elevada e alta pressão formado no mesmo, em que o segmento do veículo está configurado para ser inserido em uma cavidade do segmento do veículo.

6. Sistema, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o marcador de RFID é completamente incorporado dentro da ferramenta.

7. Sistema, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o marcador de RFID está em forma de disco.