多模式转向和归位系统、方法和装置.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN107109928A(43)申请公布日2017.08.29(21)申请号201680001466.0(74)专利代理机构深圳鼎合诚知识产权代理有(22)申请日2016.04.12限公司44281代理人彭愿洁彭家恩(30)优先权数据14/8648002015.09.24US(51)Int.Cl.E21B47/12(2012.01)(85)PCT国际申请进入国家阶段日E21B47/024(2012.01)2016.11.24E21B7/04(2006.01)(86)PCT国际申请的申请数据E21B47/0228(2012.01)PCT/US2016/0271662016.04.12E21B44/02(2006.01)(87)PCT国际申请的公布数据WO2017/052693EN2017.03.30(71)申请人梅林科技公司地址美国华盛顿州肯特市第62大道南第B-103号(72)发明人蒂姆·肖约翰·E·默瑟阿尔伯特·W·周权利要求书3页说明书18页附图10页(54)发明名称多模式转向和归位系统、方法和装置(57)摘要本发明涉及一种通过大地移动的钻孔工具。钻孔工具支撑的发射器发送电磁归位信号。便携式装置在归位模式下监视电磁归位信号并接收电磁归位信号以将钻孔工具引导至目标位置。在转向模式下，处理器生成转向命令以基于钻孔计划引导钻孔工具以便引入至少某个位置误差，而不使用电磁归位信号。从转向模式至归位模式的切换是基于当钻孔工具接近便携式装置时对归位信号的监视，且然后将钻孔工具引导至目标位置以补偿位置误差。描述中间目标位置，且只要便携式装置接收信号就基于归位信号引导钻孔工具。CN107109928ACN107109928A权利要求书1/3页1.一种形成系统的部分的装置，所述系统包括钻孔工具，所述钻孔工具可通过具有可延伸长度的钻柱移动，所述钻柱从钻机引导到所述钻孔工具以用于执行使所述钻孔工具通过大地前进的水平定向钻凿操作，所述装置包括：由所述钻孔工具支撑的用于传送电磁归位信号的发射器，所述发射器包括用于生成表征地球的磁场的磁读数的磁力计和用于生成表征所述钻孔工具的俯仰定向的俯仰读数的加速度计；便携式装置，其构造成用于在归位模式下监视所述电磁归位信号和用于接收所述电磁归位信号以供在生成归位命令中使用，以将所述钻孔工具引导到与所述便携式装置有关的目标位置；以及处理器，其被构造成用于生成转向命令，以在转向模式下基于钻孔计划使用所述磁读数、所述俯仰读数和所述钻柱的所述可延伸长度来引导所述钻孔工具，使得将至少某个位置误差引入到所述地下工具的实际位置与所述地下工具的预测位置之间，以及用于当所述钻孔工具接近所述便携式装置时且此后将所述钻孔工具移动到所述目标位置以补偿所述位置误差时，至少部分地基于所述监视所述电磁归位信号，从所述转向模式切换到所述归位模式。2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，当所述便携式装置处于所述钻孔工具的接收范围内时，所述归位模式可由操作者手动选择。3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述处理装置被构造成在进入距所述钻孔工具的接收范围内时自动地切换到所述归位模式。4.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述钻孔工具被构造成在所述转向模式期间使用所述钻柱作为电导体将所述俯仰读数和所述磁读数传送至所述钻机。5.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述便携式装置被构造成确定所述电磁归位信号的信号强度。6.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述处理器和所述便携式装置的其中一个被构造成将所述信号强度与信号强度阈值进行比较，作为从所述转向模式切换到所述归位模式的一部分。7.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述处理器被构造成在所述转向模式中基于所述磁读数、所述俯仰读数和所述钻柱的所述可延伸长度而不使用所述归位信号进行操作，以及在所述归位模式中至少部分地基于对所述电磁归位信号的检测进行操作。8.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述处理器被构造成当所述钻孔工具接近所述便携式装置时将所述归位命令与所述转向命令进行混合。9.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，所述混合基于与所述归位命令和所述转向命令中的每一者相关的不确定性对所述归位命令和所述转向命令进行加权。10.根据权利要求9所述的装置，其特征在于，所述不确定性基于所述归位命令的标准偏差和所述转向命令的标准偏差。11.根据权利要求9所述的装置，其特征在于，所述归位命令基于所述便携式装置接收到的所述电磁归位信号的渐增信号强度渐增地加权。12.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述便携式装置产生所述归位命令。13.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述处理器产生所述归位命令。2CN1071099