本发明专利技术描述了一种钻柱通信系统、部件和方法。井上收发器可以以一定的功率将信号耦合至钻柱上，该功率可以大于并且在一些实施例中总是大于针对井下信号的可选择功率。可以使用井上收发器的最大井上传输功率重新开始从钻机至地下工具的通信。程序可以建立针对钻柱信号的新的一组传输参数从而建立钻机和地下工具之间的通信。该系统可以包括接收激活/禁用状态控制的电磁定位信号的地面步行定位器。响应于定位信号衰减，重新配置命令可以修改定位信号。井上收发器和井下收发器可以自动地修改井下信号的至少一个参数。井上接收器可以将补偿响应施加于传送信号以补偿钻柱信道传递函数。
【技术实现步骤摘要】
钻柱通信系统、部件和方法相关申请本申请要求于2012年1月5日提交的美国临时专利申请序号为61/583，591的优先权，通过引用的方式将该申请整体并入本文。本申请还要求于2013年1月2日提交的美国专利申请序列号为13/733,097的优先权，通过引用的方式将该申请整体并入本文。
本申请总体上涉及地下（inground）操作，并且更具体地，涉及一种包括先进钻柱通信系统的系统、设备和方法，其中该先进钻柱通信系统将电信号耦合到导电钻柱上以便数据传输，同时至少为噪声和失真效应提供补偿。地面步行定位器（Walkoverlocator）通信能够整体地受到该系统和相关方法的支持。
技术介绍
通常，地下操作，例如，钻井以形成钻孔、随后为了安装公用线路而对钻孔进行扩孔、钻孔测绘等使用从地面上的钻机延伸出来的导电钻柱。现有技术包括使用导电钻柱作为电导体以便用于将来自地下工具的数据信号电传导至钻机的示例。周围陆地本身用作检测钻机处的信号的信号返回路径。该类型的系统通常被称为随钻测量（MWD）系统。然而，申请人意识到仍然存在对MWD系统改进的需要。相关技术的上述示例以及与其相关的限制为说明性的而不是排他性的。对本领域技术人员而言经阅读说明书和对附图研究之后，相关技术的其它限制将变得显而易见。
技术实现思路
描述了一种钻柱通信系统。井上收发器可以以一定的功率将信号耦合至钻柱上，该功率可以大于并且在一些实施例中总是大于针对井下信号的可选择功率。可以使用井上收发器的最大井上传输功率重新开始从钻机至地下工具的通信。程序可以建立针对钻柱信号的新的一组传输参数从而建立钻机和地下工具之间的通信。该系统可以包括接收激活/禁用状态控制的电磁定位信号的地面步行定位器。响应于定位信号衰减，重新配置命令可以修改定位信号。井上收发器和井下收发器可以自动地修改井下信号的至少一个参数。井上接收器可以将补偿响应施加于传送信号以补偿钻柱信道传递函数。结合作为示例性和说明性而在范围上非限制性的系统、工具和方法对下面的实施例及其方面进行了描述和说明。在各种实施例中，上述问题中的一个或多个已减少或消除，而其它实施例涉及其它改进。在本公开的一个方面，公开了一种钻柱通信系统、相关设备和方法。该钻柱通信系统使用了从钻机延伸至地下工具的钻柱作为电导体以提供钻机与地下工具之间的通信。井上收发器位于钻机处并且包括井上发射器，井上发射器以井上传输功率将井上信号耦合至钻柱上以便传输至地下工具。井下收发器位于井下靠近地下工具并且包括井下发射器，井下发射器以井下传输功率将井下信号耦合至钻柱上以便传输至钻机处的钻柱上，井下传输功率能够在井下功率传输范围内进行选择并且井上传输功率总是大于在井下功率传输范围内的任何选定的井下传输功率。在本公开的另一个方面，描述了一种用于操作钻柱通信系统的方法和相关设备，钻柱通信系统使用了从钻机延伸至地下工具的钻柱作为电导体以提供钻机与地下工具之间的通信。响应于利用当前一组传输参数从地下工具传输至钻柱上的井下信号的接收的耗损，使用井上收发器以井上收发器的最大井上传输功率重新开始从钻机至地下工具的通信以将井上重新开始信号耦合至地下工具。基于来自地下工具对井上重新开始信号的响应，进入程序以针对井下信号和井上信号中的至少一个建立新的一组传输参数，以在其后建立钻机和地下工具之间的通信。在本公开的另一个方面中，描述了一种钻柱通信系统和相关方法，钻柱通信系统使用了从钻机延伸至地下工具的钻柱作为电导体以提供钻机与地下工具之间的通信。井上收发器位于钻机处并且包括井上发射器，井上发射器以井上传输功率将井上信号耦合至钻柱上以便传输至地下工具。井下收发器位于井下靠近地下工具并且包括井下发射器，井下发射器以井下传输功率将井下信号耦合至钻柱上以便传输至钻机处的钻柱上并且发出具有至少一个可选择操作参数的电磁定位信号，井下传输功率能够在井下功率传输范围内进行选择。地面步行定位器接收电磁定位信号且检测接收到的定位信号的预定衰减，并且响应于检测到预定衰减，系统配置成自动地生成重新配置命令，重新配置命令改变电磁定位信号的以下参数中的至少一个：载波频率、传输功率、波特率和调制模式。在本公开的另一个方面中，描述了一种钻柱通信系统和相关方法，钻柱通信系统使用了从钻机延伸至地下工具的钻柱作为电导体以提供钻机与地下工具之间的通信。井上收发器位于钻机处并且包括井上发射器，井上发射器以井上传输功率将井上信号耦合至钻柱上以便传输至地下工具。井下收发器位于井下靠近地下工具并且包括井下发射器，井下发射器以井下传输功率将井下信号耦合至钻柱上以便传输至钻机处的钻柱上并且发出具有至少一个可选择操作参数的电磁定位信号，井下传输功率在井下功率传输范围内可选择。便携式地面步行定位器接收电磁定位信号且检测电磁定位信号的接收耗损，并且响应于接收耗损，自动地向钻机表明信号耗损情况。在本公开的另一个方面中，一种钻柱通信系统和相关方法使用了从钻机延伸至地下工具的钻柱作为电导体以提供钻机与地下工具之间的通信。井上收发器位于钻机处并且包括井上发射器，井上发射器将井上信号耦合至钻柱上以便传输至地下工具。井下收发器位于井下靠近地下工具并且包括井下发射器，井下发射器将井下信号耦合至钻柱上以便传输至形成井上收发器的一部分的井上接收器。井上收发器和井下收发器配置成协作以至少部分地基于由井上收发器所检测到的井下信号的信号衰减而自动改变井下信号的至少一个可操作传输参数。在本公开的另一个方面中，描述了一种用于钻柱通信系统中的设备和相关方法，该钻柱通信系统使用了从钻机延伸至地下工具的钻柱作为电导体以提供钻机与地下工具之间的通信。钻柱在用作载送井下信号的这样的电导体时展现信道传递函数，井下信号通过地下工具耦合至钻柱。井上接收器接收来自钻柱作为传送信号的井下信号，传送信号受到信道传递函数的影响，并且井上接收器配置成将补偿响应施加于传送信号，基于信道传递函数定制补偿响应。在本公开的另一个方面中，描述了一种地面步行定位器和相关方法，其用于使用了从钻机延伸至地下工具的钻柱的系统中，地下工具配置成传输电磁定位信号。接收器配置成接收定位信号，检测定位信号的接收的衰减，并且响应于衰减检测生成信号耗损命令。遥测发射器配置成将信号耗损命令传输至钻机。在本公开的另一个方面中，描述了一种至少用于执行地下操作的系统和相关方法，其使用了从钻机延伸至地下工具的钻柱作为电导体以提供钻机与地下工具之间的通信。井下收发器位于井下靠近地下工具，并且配置成（i）接收与地下工具的可操作参数相关的至少一个传感器信号，（ii）生成井下信号，井下信号被传输至钻机处的钻柱上，并且基于传感器信号对井下信号进行调制，和（iii）发出电磁定位信号以便进行地上检测，该定位信号至少没有通过传感器信号进行调制。井上收发器位于钻机处并且包括井上接收器，井上接收器配置成从钻柱接收井下信号并且恢复传感器信号，以使得在钻机处可获得与可操作参数相关的信息。地面步行定位器接收电磁定位信号用作归航信标和跟踪信号中的至少一个，使得针对给定传输功率在不调制的情况下定位信号的检测范围大于针对相同的给定传输功率经过传感器信号调制的调制定位信号的检测范围。在本公开的另一个方面中，描述了一种至少用于执行地下操作的系统和方法，其使用本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种钻柱通信系统，其使用了从钻机延伸至地下工具的钻柱作为电导体以提供所述钻机与所述地下工具之间的通信，所述系统包括：井上收发器，其位于所述钻机处并且包括井上发射器，所述井上发射器以井上传输功率将井上信号耦合至所述钻柱上以便传输至所述地下工具；以及井下收发器，其位于井下靠近所述地下工具并且包括井下发射器，所述井下发射器以井下传输功率将井下信号耦合至所述钻柱上以便传输至所述钻机的所述钻柱上，所述井下传输功率能够在井下功率传输范围内进行选择，并且所述井上传输功率总是大于在所述井下功率传输范围内的任何选定的井下传输功率。
【技术特征摘要】
2012.01.05 US 61/583,591;2013.01.02 US 13/733,0971.一种至少用于执行地下操作的通信系统，其使用了从钻机延伸至地下工具的钻柱以及用作归航信标和跟踪装置中的至少一个的地面步行定位器，所述通信系统包括：位于所述钻机处的井上收发器；位于井下靠近所述地下工具的井下收发器；形成所述地面步行定位器的一部分的遥测收发器；所述井上收发器和所述井下收发器之间的第一双向通信链路，其使用所述钻柱作为电导体以提供所述井上收发器和所述井下收发器之间的通信；所述井上收发器和所述地面步行定位器的所述遥测收发器之间的第二双向通信链路，其在所述井上收发器和所述遥测收发器之间采用无线电磁通信；至少从所述地下工具的所述井下收发器至所述地面步行定位器的单向通信链路，以使得(...
【专利技术属性】
技术研发人员：艾伯特·周，洛茨·林，
申请(专利权)人：默林科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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