导管测绘工具和方法技术

一种用于测绘导管壁的设备、系统和方法，其中该设备包括限定中心纵向轴线的轴，以及传感器模块，该传感器模块联接到所述轴并且包括发射器，该发射器被构造为发射相对于该中心纵向轴线至少部分地径向定向的光束，以及传感器，该传感器被构造为检测所述光束的反射部分，使得传感器模块被构造为测量导管壁和传感器模块之间的距离。所述设备还包括定中心器，该定中心器联接到所述轴并且构造成将所述传感器模块定位在所述导管的中心处。

Catheter mapping tools and methods

A device, system and method for mapping a tube wall, in which the device includes a shaft that defines a longitudinal axis of the center, and a sensor module, which is connected to the shaft and includes a transmitter, which is configured to transmit a beam that is at least partially directional relative to the longitudinal axis of the center, And sensor, the sensor is constructed to detect the reflected part of the light beam, so that the sensor module is constructed to measure the distance between the catheter wall and the sensor module. The device also includes a centring device connected to the shaft and configured to locate the sensor module at the center of the catheter.

【技术实现步骤摘要】
导管测绘工具和方法交叉参考有关申请本申请要求于2016年12月8日提交的序列号为62/431577的美国临时专利申请的优先权，并且通过引用将其全部内容并入本文。
技术介绍
管道和钻铤，以及其他类型的一般管状导管，用于钻探油气井。了解这样的管道和钻铤的精确测量值，包括延伸通过管道和钻铤的导管的总体轮廓和尺寸可能是有用的。然而，测量这样的导管内的尺寸可能是困难的，至少部分是因为它们可能长而窄，使得测量装备难以获得测量，特别是在导管的中心附近。
技术实现思路
提供该
技术实现思路
以介绍将在以下详细描述中进一步描述的一些构思的选择。该
技术实现思路
不旨在确定所要求保护的主题的关键或基本特征，也不旨在用作限制所要求保护的主题的范围的帮助。本公开的实施例可以提供一种用于测绘导管壁的设备。该设备包括限定中心纵向轴线的轴以及联接到轴的传感器模块，传感器模块包括被构造为发射相对于中心纵向轴线至少部分地径向定向的光束的发射器，以及被构造为检测反射光束的一部分，使得传感器模块被构造为测量导管壁和传感器模块之间的距离。所述设备还包括定中心器，所述定中心器联接到所述轴并且构造成将所述传感器模块定位在所述导管的中心处。本公开的实施例可以进一步提供一种用于形成和测绘导管壁的系统。该系统包括具有近端、远端和从近端延伸到远端的中心纵向轴线的细长轴，联接到细长轴的远端的钻头以及联接到所述细长轴的传感器模块。所述传感器模块包括激光装置，该激光装置被取向为发射远离所述中心纵向轴线径向延伸的激光束，并且所述传感器模块包括被取向为接收所述激光束的至少反射部分的光电检测器。本公开的实施例还可以提供一种测绘导管的方法。该方法包括至少部分地在导管中移动测绘工具，测绘工具包括限定中心纵向轴的轴，联接到轴的传感器模块，传感器模块包括激光发射器和光电检测器，以及定中心器，该定中心器联接到所述轴并被构造成将传感器模块定位在导管的中心处。该方法还包括使用激光发射器产生激光束。激光束定向导管的内表面。该方法还包括接收由光电检测器处的导管的内表面反射的激光束的至少一部分，以及基于激光束的属性确定传感器模块与导管的内表面之间的距离。附图说明在附图中，元件的尺寸、形状和相对位置不是按比例绘制的。例如，各种元件的形状和角度不是按比例绘制的，并且这些元件中的一些可能已经被任意放大和定位以提高附图易读性。图1A示出根据一实施例的处于收缩构造的导管测绘工具的侧视图；图1B示出根据一实施例的处于展开构造的导管测绘工具的侧视图；图2示出根据一实施例的延伸到导管中的导管测绘工具的另一实施例的侧面截面图；图3示出了根据一实施例的与齿条和小齿轮致动机构结合的测绘工具的侧面截面图；图4示出根据一实施例的与缆线致动机构结合的测绘工具的侧面截面图；图5示出根据一实施例的延伸到导管中的导管钻孔系统的侧面截面图；图6示出了根据一实施例的延伸到导管中的测绘工具的侧面截面图；图7示出根据一实施例的用于双传感器模块的这样的双激光三角测量传感器或双激光三角测量扫描仪的光学几何结构；图8示出根据一实施例的用于给管道测绘的方法的流程图；图9示出根据一实施例的用于测量导管的方法的流程图。具体实施方式现在将详细参考实施例，其示例在附图中示出。在以下详细描述中，阐述了许多具体细节以便提供对本公开的透彻理解。然而，对于本领域的普通技术人员来说显而易见的是，可以在没有这些具体细节的情况下实践这里公开的系统和方法。如本文所使用的，术语“内”和“外”“上和下”；“上部”和“下部”；“向上”和“向下”；“上面“和下面”；“向内”和“向外”；以及本文所使用的其他类似术语是指相对于彼此的相对位置，并不旨在表示特定的方向或空间取向。术语“联接”，“联接的”，“连接(connect)”，“连接件(connection)”，“连接的(connected)”，“与...连接(inconnectionwith)”和“将...连接(connecting)”是指“与...直接连接”或“经由一个或多个中间元件或构件与...连接“。此外，”或“这个词意在以非排他性的意义来构建。即“A或B”应解释为A，B或A和B。图1A和1B分别示出根据一实施例的处于收缩构造和展开构造的导管测绘工具100的侧视图。导管测绘工具100通常包括沿着中心轴线103纵向延伸的细长中心轴102，连接到轴102的远端106的传感器组件104以及从中心轴102径向向外延伸的定中心器108。轴102的近端109可构造成联接到线性驱动器(例如致动器)，线性驱动器可使工具100从左到右(如所描绘的)沿轴向进入和离开周围管道，例如钻杆，钻铤，套管(casing)段等，如下面将更详细描述的。正如可以通过比较图1A和1B所理解的，定中心器108可以在收缩和展开构造之间是径向地可展开的，以便将一定范围的不同直径接合在周围导管中。各种不同类型的定中心器可能是合适的。所示的定中心器108包括多个滑动器110，其大致轴向延伸，平行于中心轴102，并被构造为沿着周围导管的内表面滑动，例如在任一轴向端部处使用辊111，如所示的。在一些实施例中，辊111可以被省略。滑动器110可枢转地联接到多个臂(或连杆)112,113，所述多个臂又可枢转地联接到中心轴102。臂112,113可被偏置以向外枢转，远离中心轴102，从而将滑动器110径向向外偏置并且与周围导管(如果存在并且处于用于定中心器108的可操作的运动范围内)接合。将认识到，定中心器108还可以包括其他结构，例如轮，辊，弹簧，附加臂，更复杂的连杆等，以便于径向展开，定中心和/或沿着周围结构移动。在一实施例中，传感器组件104可以联接到轴102的远端106(即，构造成首先推进到导管中的端部)。在一些实施例中，传感器组件104可以联接到轴102的另一位置，例如位于轴102的端部之间。另外，传感器组件104可以包括传感器模块130。模块130可以可旋转地联接到轴102，使得传感器模块130围绕轴102的中心纵向轴线103，相对于轴102，是可旋转的。例如，传感器模块130可以包括电机，例如具有旋转编码器以测量和输出传感器模块130的角位置的AC或DC电机。在其他实施例中，轴102或其一部分可以被旋转，并且模块130可以被定位地固定到其上。中心轴102可相对于定中心器108是可旋转的或不可旋转的。传感器模块130可以包括一个或更多个非接触式线性位移传感器，诸如激光三角测量传感器，激光三角测量扫描仪，或传播时间传感器。例如，传感器模块130可以包括激光发射器140，该激光发射器140被构造成径向向外发射激光束，该激光发射器140可以至少部分地被周围结构反射回去，如将在下面更详细地描述的那样，到传感器模块130的传感器142。传感器142可以是被构造为在激光束返回到传感器142时测量激光束的位置的红外(或另一种类型的)光电检测器。从这个测量中，可以计算反射的激光束行进的距离，由此提供径向距离测量。如图1A和1B所示，传感器142可定位成靠近发射器140，例如在发射器140的近侧上，使得传感器142在发射器140和轴102的近端109之间。然而，在其他实施方式中，传感器142可以位于发射器140的远端。传感器模块130及其各种部件可以被构造成测量从传感器模块130到镜本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于测绘导管壁的设备，包括：限定中心纵向轴线的轴；传感器模块，该传感器模块联接到所述轴，并且包括：发射器，该发射器被构造成发射相对于所述中心纵向轴线至少部分地径向定向的光束；以及传感器，该传感器被构造为检测所述光束的反射部分，使得所述传感器模块被构造为测量所述导管壁与所述传感器模块之间的距离；以及定中心器，该定中心器被联接到所述轴并被构造成将所述传感器模块定位在所述导管的中心处。

【技术特征摘要】
2016.12.08 US 62/431,5771.一种用于测绘导管壁的设备，包括：限定中心纵向轴线的轴；传感器模块，该传感器模块联接到所述轴，并且包括：发射器，该发射器被构造成发射相对于所述中心纵向轴线至少部分地径向定向的光束；以及传感器，该传感器被构造为检测所述光束的反射部分，使得所述传感器模块被构造为测量所述导管壁与所述传感器模块之间的距离；以及定中心器，该定中心器被联接到所述轴并被构造成将所述传感器模块定位在所述导管的中心处。2.根据权利要求1所述的设备，其中所述传感器模块围绕所述中心纵向轴线是可旋转的。3.根据权利要求1所述的设备，其中所述传感器模块相对于所述轴是可旋转的。4.根据权利要求1所述的设备，其中所述定中心器构造成抵靠所述导管壁滑动或滚动。5.根据权利要求1所述的设备，其中所述传感器模块包括可缩回头部，该可缩回头部构造成径向更靠近和远离所述中心纵向轴线移动，并且其中所述发射器、所述传感器或发射器和传感器二者联接到所述可缩回头部以随其移动。6.根据权利要求1所述的设备，还包括线性致动器，该线性致动器联接到所述轴的近端，以沿着所述中心纵向轴线移动所述轴。7.根据权利要求6所述的设备，其中所述传感器模块联接到所述轴的远端。8.根据权利要求7所述的设备，其中所述传感器是与所述发射器相比更靠近所述轴的近端定位的第一光电检测器，以及其中所述传感器模块进一步包括第二光电检测器，该第二光电检测器构造为以接收所述光束的至少反射部分，所述第二光电检测器定位成与发射器相比更靠近轴的远端。9.一种用于形成和测绘导管壁的系统，包括：细长轴，该细长轴具有近端、远端和从所述近端延伸到所述远端的中心纵向轴线；钻头，该钻头联接到所述细长轴的远端；以及传感器模块，该传感器模块联接到所述细长轴，该传感器模块包括激光装置，该激光装置被取向为以便发射从所述中心纵向轴线径向延伸离开的激光束，并且所述传感器模块包括光电检测器，该光电检测器被取向为接收所述激光束的至少一反射部分。10.根据权利要求9所述的系统，还包括清洁系统，该清洁系统联接到所述钻头和所述传感器模块之间的细长轴...

【专利技术属性】
技术研发人员：CB沙，J董，JK乔纳斯，EK苏，M普什卡雷夫，
申请(专利权)人：斯伦贝谢技术有限公司，
类型：发明
国别省市：荷兰,NL