Устройство и способ наведения на цель при направленном бурении

Устройство и способ наведения на цель при направленном бурении

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Уровень техники

Настоящая заявка относится в общем по меньшей мере к области подземного направленного бурения, а более конкретно, к системе наведения на цель при направленном бурении, устройству и связанному с ним способу.

В качестве бурового инструмента известна регулируемая бурильная головка, которая может нести датчики, трансмиттеры и электронику. Управление буровым инструментом, как правило, осуществляется через бурильную колонну, которая выдвигается от буровой установки. Бурильная колонна чаще всего выполняется из секций бурильных труб, которые могут упоминаться в дальнейшем как буровые штанги, которые могут выборочно присоединяться друг к другу для подачи и извлечения бурильной колонны. Наведение часто выполняется с использованием скошенной поверхности на бурильной головке. Продвижение вперед бурильной колонны с вращением должно приводить к перемещению бурового инструмента прямо вперед, тогда как продвижение бурильной колонны со скосом, ориентированным под некоторым фиксированным углом, должно приводить к отклонению бурового инструмента в некотором направлении.

Один известный подход для направления бурового инструмента включает в себя то, что можно назвать как система самонаведения или управления. Обычно такая система вырабатывает команды управления, которые должны в конечном счете приводить к направлению бурового инструмента на цель. Однако заявители отдают себе отчет в том, что известные системы в значительной мере ограничены неинтерпретируемым для оператора отображением фактических команд управления. Основываясь исключительно на доступе к командам управления, мастерство оператора приобретает первостепенное значение с точки зрения правильной интерпретации или трансляции команд управления в работу машины буровой установки для успешного направления бурового инструмента на целевое местоположение. Например, оператор опирается на сбор информации от различных источников и местоположений для того, чтобы надлежащим образом обеспечить входные действия для буровой установки, которые приводят к тому, что буровой инструмент соответствующим образом реагирует на заданную команду управления.

Другой известный подход для направления бурового инструмента включает в себя то, что можно назвать как заданная траектория или схема скважины. Такая схема скважины обычно задается заранее перед фактической операцией горизонтально направленного бурения. Схему скважины можно выполнить в соответствии с требованиями заказчика для удовлетворения любого набора условий, таких как, например, обход существующих инженерных коммуникаций, конструкций, препятствий и/или границ землевладения. Пример такой усовершенствованной системы приведен в патенте США №6035951 (далее по тексту патент ′951), который включен сюда путем ссылки и подробно описан со ссылкой на фиг. 17-19 патента. Каждая из последних фигур включает в себя координатор 630 управления, который может использоваться оператором для направления бурового инструмента вдоль заданной траектории, которая обозначена ссылочной позицией 626 на фиг. 17 патента ′951. Во время бурения оператор должен переводить данные с дисплея координатора управления в запуски машины, применяемые к буровой установке для возврата бурового инструмента на заданную траекторию, в ответ на отклонения от нее, и для продвижения бурового инструмента вдоль заданной траектории.

Приведенные выше примеры уровня техники и недостатков, которые связаны с ними, предназначены для иллюстрации и не являются ограничительными. Другие недостатки уровня техники станут очевидны специалистам в данной области техники после прочтения описания и изучения чертежей.

Сущность изобретения

Следующие варианты осуществления изобретения и их аспекты описаны и проиллюстрированы в сочетании с системами, инструментами и способами, которые являются примерными и иллюстративными, а не ограничивающими объем изобретения. В различных реализациях одна или более из вышеописанных проблем уменьшены или устранены, в то время как другие варианты выполнения изобретения направлены на другие улучшения.

В общем, устройство и связанные с ним способы раскрыты для использования с системой для выполнения горизонтально направленного бурения, включающей бурильную колонну, продолжающуюся от буровой установки до бурового инструмента, так что буровым инструментом управляют на основании его ориентации по крену. Система включает в себя устройство для выработки команд управления для направления бурового инструмента на положение цели. В одном аспекте изобретения, дисплей выполнен с возможностью избирательного отображения следующих команд: команды поворота, команды толкания и команды вращения, в ответ, по меньшей мере частично, на команды управления. Оператору может быть визуально показана каждая из команд: поворота, толкания и вращения.

В другом аспекте изобретения дисплей выполнен с возможностью отображения индикатора управления в позиционной взаимосвязи с индикатором цели на дисплее, и индикатор управления выполнен с возможностью представления информации, которая является текущей ориентацией по крену бурового инструмента, в сочетании с отображением желаемого направления наведения для наведения бурового инструмента на положение цели.

В еще одном аспекте изобретения, описаны устройство и соответствующий способ для использования с системой для выполнения горизонтально направленного бурения, включающей бурильную колонну, которая продолжается от буровой установки до бурового инструмента таким образом, что буровым инструментом управляют на основе его ориентации по крену, и буровой инструмент передает сигнал текущей ориентации по крену, который имеет заданное разрешение, чтобы определить набор заранее определенных, разнесенных по углу положений ориентации по крену, каждое из которых может быть точно определено с помощью сигнала текущей ориентации по крену. Устройство и соответствующий способ включают в себя устройство для выработки команды вертикального управления и команды горизонтального управления, так что соотношение команд управления между командой вертикального управления и командой горизонтального управления определяет желательное направление наведения для направления бурового инструмента на цель, при этом желательное направление наведения не ограничивается заранее определенными разнесенными ориентациями по крену, которые определены заданным разрешением измерительного преобразователя. Дисплей выполнен с возможностью отображения индикатора управления в смещенной позиционной взаимосвязи относительно индикатора цели на основе команд управления, при этом индикатор управления графически представляет модифицированное желательное направление наведения, которое основано на желательном направлении наведения, по меньшей мере когда желательное направление наведения находится между заранее определенными разнесенными положениями по крену, и модифицированное направление наведения соответствует ближайшему из заранее определенных положений ориентации по крену, так что модифицированное желательное направление наведения по крену совпадает с одной из заранее определенных разнесенных ориентации по крену.

В еще одном аспекте изобретения, описаны устройство и соответствующий способ для использования с системой для выполнения горизонтально направленного бурения, включающей бурильную колонну, которая продолжается от буровой установки до бурового инструмента, такую что буровой инструмент управляется на основе своей ориентации по крену, а система -выполнена- с возможностью выработки команд управления, таких что буровой инструмент может наводиться на цель. Устройство и соответствующий способ включают в себя дисплей, выполненный с возможностью отображения индикатора управления в позиционной взаимосвязи с индикатором цели на основе команд управления. На дисплее показана координатная сетка, которая исходит от индикатора цели или индикатора управления.

В дополнение к примерным аспектам и вариантам осуществления изобретения, описанным выше, дополнительные аспекты и варианты станут очевидными исходя из чертежей и последующего описания.

Краткое описание чертежей

Примерные варианты осуществления изобретения показаны на ссылочных фигурах чертежей. Предполагается, что варианты осуществления и фигуры, раскрытые здесь, являются иллюстративными, а не ограничивающими.

Фиг. 1 - схематичный вид, по высоте, области, в которой устройство для наведения на цель и связанный с ним способ, согласно настоящему изобретению, используются для направления бурового инструмента на местоположение цели.

Фиг. 2 - схематичный снимок экрана, иллюстрирующий внешний вид варианта осуществления команды поворота совместно с дополнительными признаками.

Фиг. 3 - схематичный снимок экрана, иллюстрирующий внешний вид варианта осуществления команды толкания совместно с дополнительными признаками.

Фиг. 4 - схематичный снимок экрана, иллюстрирующий внешний вид варианта осуществления команды вращения совместно с дополнительными признаками.

Фиг. 5 - схема последовательности операций, которая иллюстрирует вариант осуществления способа для работы способа наведения на цель согласно настоящему изобретению.

Фиг. 6 - схематичный снимок экрана, иллюстрирующий внешний вид варианта осуществления индикатора управления согласно настоящему изобретению.

Фиг. 7 схематично иллюстрирует внешний вид вариантов осуществления снимка экрана индикатора наведения настоящего изобретения для постепенного увеличения значений тангажа.

Фиг. 8 схематично иллюстрирует внешний вид вариантов осуществления снимка экрана индикатора управления настоящего изобретения для постепенного уменьшения значений тангажа.

Фиг. 9 - схема последовательности операций, которая иллюстрирует вариант осуществления способа выработки индикатора управления согласно настоящему изобретению.

Фиг. 10 - схематичный снимок экрана, иллюстрирующий внешний вид варианта осуществления команды поворота, где индикатор управления отцентрирован, и индикатор цели перемещается вокруг индикатора управления на основе команд управления.

Раскрытие изобретения

Нижеследующее представленное описание позволит специалисту в данной области техники осуществить и использовать изобретение. Различные модификации показанных вариантов осуществления будут очевидны специалистам, и общие принципы, раскрытые здесь, могут быть применены и к другим вариантам осуществления изобретения. Таким образом, настоящее изобретение не должно ограничиваться показанными вариантами осуществления, но должно соответствовать самому широкому объему согласно принципам и признакам, описанным в данном документе, включая модификации и эквиваленты. Следует отметить, что чертежи выполнены не в масштабе и являются схематичными по характеру, с тем чтобы лучше иллюстрировать признаки, представляющие интерес. Описательные термины, такие, например, как вверх/вниз, вправо, влево и т.п., могут быть выбраны для лучшего понимания читателем различных видов, показанных на фигурах, и никоим образом не являются ограничивающими изобретение.

Обратимся теперь к чертежам, на которых одинаковые элементы могут быть обозначены одинаковыми ссылочными позициями на всех различных фигурах. Фиг. 1 иллюстрирует один вариант осуществления системы для выполнения подземных работ, в общем обозначенной ссылочной позицией 10. Система включает в себя портативное устройство 20, которое показано расположенным на поверхности 22 земли, а также дополнительно в увеличенном виде на вставке. Следует отметить, что межкомпонентная кабельная разводка в устройстве 20 не показана, чтобы сохранить иллюстративную ясность, но предполагается, что она присутствует и ее может легко реализовать специалист в данной области техники с учетом этого полного раскрытия изобретения. Устройство 20 включает в себя трехосный антенный кластер 26, измеряющий три ортогональные компоненты потока магнитной индукции, показанные как b_x, b_y и b_z. Один подходящий антенный кластер раскрыт в патенте США №6005532, который принадлежит заявителю настоящей заявки и включен сюда путем ссылки. Антенный кластер 26 электрически соединен с секцией 32 приемника. Компоновка 34 датчика наклона может быть предусмотрена для измерения гравитационных углов, из которых можно определить составляющие магнитного потока в системе координат уровней.

Устройство 20 может дополнительно включать в себя графический дисплей 36, устройство 38 телеметрии с антенной 40 и секцией 42 обработки, соединенные соответствующим образом с различными компонентами. Секция обработки может включать в себя цифровой сигнальный процессор (DSP), который выполнен с возможностью выполнения различных процедур, которые необходимы во время работы. Следует иметь в виду, что графический дисплей 36 может быть сенсорным экраном для облегчения оператору выбора различных кнопок, которые определены на экране, и/или может быть облегчена прокрутка между различными кнопками, которые определены на экране, для выполнения выбора оператором. Такой сенсорный экран можно использовать отдельно или в комбинации с устройством 48 ввода таким, например, как вспомогательная клавиатура. Вспомогательную клавиатуру можно использовать без сенсорного экрана. Более того, можно использовать многочисленные разновидности устройства ввода, и можно использовать колесики прокрутки и другие подходящие, широко известные виды устройства выбора. Секция обработки может включать в себя компоненты, такие как, например, один или более процессоров, память любого подходящего типа и аналого-цифровые преобразователи. Как хорошо известно в данной области техники, аналого-цифровые преобразователи способны обнаруживать частоту, которая по меньшей мере в два раза больше наивысшей частоты, представляющей интерес. GPS (система глобального позиционирования) приемник 50 можно включить наряду с GPS-антенной 52. GPS-компоненты можно измерять для того, чтобы обеспечить повышенную точность определения местоположения. При желании можно добавить другие компоненты (не показаны), такие как, например, магнитометр, для облегчения определения местоположения относительно направления бурения, и ультразвуковые преобразователи для измерения высоты устройства над поверхностью земли.

В настоящем примере устройство 20 можно избирательно выполнить двумя различными путями в отношении обеспечения цели для бурового инструмента 60, который создает локационное поле 62, такое как, например, электромагнитный сигнал диполя. В первой конфигурации, устройство 20 непосредственно служит в качестве цели. Во второй конфигурации, устройство 20 может направлять буровой инструмент на смещенную цель Т, которая расположена под устройством. Обе конфигурации описаны, например, в патенте США №6250402 (в дальнейшем патент ′402), который включен сюда путем ссылки, так, что команды управления влево/вправо (Y) и вверх/вниз (ΔZ) могут быть сформированы для направления бурового инструмента на устройство или на смещенную цель. Кроме того, эта компоновка определяет глубину D бурового инструмента и расстояние S по горизонтали от бурового инструмента до цели, например, в соответствии с патентом ′402. В патенте США №6727704, который включен сюда путем ссылки, раскрывает усовершенствованные способы выработки команд управления и соответствующей информации, в которых местоположение цели не ограничивается местонахождением непосредственно под портативным устройством. Вся информация может передаваться из антенны 40 для телеметрии для использования на буровой установке 70, как будет дополнительно описано непосредственно в дальнейшем. В еще одной конфигурации заданное положение может соответствовать положению вдоль заранее определенной схемы скважины 80 (то есть заданной траектории) так, как это описано выше, например, в отношении патента ′951. В настоящем примере заданная траектория изображена пунктирной линией и показана только частично. В еще одной конфигурации в портативном устройстве может использоваться джойстик или другой подходящий механизм, который позволяет оператору портативного устройства непосредственно вырабатывать команды приведения в действие буровой установки. В качестве неограничивающего примера одно из таких устройств описано в патенте США №6079506 (далее патент ′506), который включен сюда во всей своей полноте путем ссылки. В частности, переносное портативное устройство 140 включает в себя джойстик 148, как показано на фигурах 3 и 4 патента ′506. Используя такой джойстик можно избирательным образом выдавать оператору на буровой установке любой подходящий набор команд приведения в действие буровой установки. Независимо от конкретной технологии, которая формирует данные для управления бурового инструмента, технологии, которые описаны ниже, могут использовать такие данные для выработки команд приведения в действие буровой установки. С помощью настоящего полного описания изобретения обычный специалист в данной области техники может легко адаптировать любую систему, которая в достаточной степени вырабатывает команды управления в соответствии с исследованиями, которые был обнаружены в данном документе.

По-прежнему ссылаясь на фиг. 1, система 10 дополнительно включает в себя буровую установку 7, содержащую салазки 82, для перемещения вдоль длины противолежащей пары реек 83. Буровой инструмент 26 включает в себя ассиметричную грань 84 и крепится на противоположном конце к бурильной колонне 86. Как правило, бурильная колонна 86 состоит из множества прикрепляемых с возможностью съема секций бурильных труб, так что буровая установка может с усилием вводить бурильную колонну в грунт, используя перемещение в направлении стрелки 88 и отводить бурильную колонну в ответ противоположное перемещение. Секции бурильных труб могут устанавливаться через проход для переноса бурового раствора или флюида, который выпускается из бурового инструмента под давлением, чтобы способствовать проходке через грунт, а также для охлаждения бурильной головки. В общем буровой раствор также служит для приостановления и вывода выбранной породы на поверхность вдоль внешней длины бурильной колонны. Управление можно выполнить хорошо известным способом путем ориентации ассиметричной грани 84 таким образом, чтобы буровой инструмент отклонялся в желательном направлении в грунте в ответ на толкательное движение вперед, которое можно назвать "режим толкания". Поворот или вращение бурильной колонны с помощью буровой установки будет, как правило, приводить к продвижению бурового инструмента вперед или прямо, что можно назвать режим "вращения" или "продвижения".

В настоящем примере предполагается перемещение бурового инструмента в пределах главной системы координат XYZ. В целях упрощения в настоящем примере ось X может быть по меньшей мере в общем одинаковой по протяженности с поверхностью земли и лежать в общем выше намеченной траектории бурового инструмента, однако можно принять любое другое подходящее расположение осей координат. Начало главной системы координат указано ссылочной позицией 90, по существу, в точке, где буровой инструмент входит в землю. Хотя декартова система координат используется в качестве базиса для главных систем координат, используемых в различных вариантах осуществления изобретения, которые раскрыты в данном документе, следует понимать, что эта терминология используется для описательных целей и можно использовать любую подходящую систему координат. Как отмечено, ось X проходит вперед, ось Y проходит вправо, если смотреть в направлении вперед вдоль оси X, и ось Z направлена вниз.

Оператор (не показан) управляет операцией бурения на пульте 100 управления (лучше всего видно на увеличенной вставке), которая непосредственно включает в себя приемник 102 телеметрии, соединенный с антенной 104 телеметрии, экран 106 дисплея, устройство ввода, такое как клавиатура ПО, устройство 112 обработки, которое может включать в себя подходящие интерфейсы и память, а также один или более процессоров. В иллюстративных целях и в прилагаемой формуле изобретения упоминается, что термин дисплей можно рассматривать как подходящее устройство, которое, по меньшей мере, способно иллюстрировать вариант осуществления различных экранных иллюстраций, которые показаны на фигурах. Посредством неограничивающего примера такое подходящее устройство, например, включает в себя пульт 100 управления и устройство 20, а также любой подходящий экран дисплея, который связан или приводится в действие подходящим устройством обработки. Множество рычагов 114 управления, например, управляет перемещением салазок 82. В одном варианте осуществления экран 106 может представлять собой сенсорный экран, поэтому клавиатура 110 может быть вспомогательной.

Во время операции бурения устройство 20 принимает сигнал 62 с использованием антенной решетки 26 и обрабатывает принятый сигнал, например, в соответствии с вышеупомянутым патентом ′402 для выработки команд управления (AY) и (ΔZ), а также глубины D и расстояния S, каждую из которых можно передавать, используя телеметрический сигнал 120, в систему 102 телеметрии на буровую установку. Следует иметь в виду, что локационный сигнал 62 может быть модулированным любым подходящим способом для переноса информации в устройство 20. Такая модулированная информация может включать в себя неограничивающий пример, показания датчика ориентации, такие как показания датчиков ориентации по тангажу и крену, состояние аккумуляторной батареи, температуру, ориентацию по крену, давление бурового раствора, окружающего буровой инструмент, и любую другую информацию, представляющую интерес. Следует отметить, что в качестве альтернативы модуляции локационного сигнала, предметную информацию можно передавать вверх по бурильной колонне в буровую установку, используя электропроводность, такую как компоновку, типа провод в трубе. В любом случае, вся информация может быть доступна на пульте 100 управления на буровой установке. В некоторых вариантах осуществления изобретения команды управления можно вырабатывать без переносного портативного локатора. Примеры таких систем описаны в вышеупомянутом патенте ′951, а также в опубликованной заявке на патент США №2011-0174539, которая включена в настоящее описание во всей своей полноте путем ссылки. В других вариантах осуществления изобретения консоль 100 можно выполнить удаленной от буровой установки, например, в виде портативного/удаленного блока, который включает в себя управление приведением в действие буровой установки, а также дисплей 106.

Теперь все внимание будет направлено на фиг. 2-4, которые являются схематичными иллюстрациями внешнего вида варианта осуществления применения наведения на цель, как это может выглядеть, например, на дисплее 106, показанном на фиг. 1. Следует иметь в виду, что иллюстрации внешнего вида дисплея ограничены чертежом в черно-белых линиях в результате ограничений, налагаемых на фигуры, представленные в контексте патентной заявки и требований к ней, однако можно использовать и полноцветное изображение на дисплее любым подходящим способом. По меньшей мере некоторые особенности применения наведения на цель будут описаны с точки зрения их возможного изображения на цветном дисплее. Кроме того, некоторые особенности могут включать в себя поступательное движение элементов дисплея в манере анимации, например, для моделирования 3-D (трехмерного) изображения. В общем дисплей может включать в себя серию концентрических окружностей 200 с единым центром 202. Радиальные линии 204 могут выходить из центра 202, например, с приращением 15 градусов. Концентрические окружности 200 и радиальные линии 204 совместно используются для моделирования изображения трехмерного туннеля, как будет обсуждаться в дальнейшем. Символ 210 цели размещается также в центре в поз. 202 и может включать в себя перекрестие 212, а также пересечение в форме X, выполненное в пределах окружности 214. Следует отметить, что символ цели можно выполнить в различных конфигурациях, и он не ограничивается описанной конфигурацией. В некоторых вариантах заданное положение можно установить на основании сигнала, подаваемого из портативного устройства 20, тогда как в других вариантах положение цели может представлять собой любое подходящее местоположение вдоль заранее определенной траектории цели. Хотя символ цели не перемещается из центра 202 во время проведения бурения, относительный размер символа цели можно изменить в зависимости от расстояния от фактического положения цели до бурового инструмента, как будет описано в дальнейшем. Указатель 220 тангажа представлен рядом с левым краем дисплея 106 и может показывать самое последнее или текущее значение тангажа, полученное на буровой установке. В примере, показанном на фиг. 2, значение тангажа, равное 0,0%, показано как текущее значение тангажа в окне 222 тангажа рядом с символом 224 бурильной головки, который расположен в центре на дуге 230 тангажа. Положение символа 224 бурильной головки на дуге 230 тангажа может базироваться на текущем значении тангажа. Значение тангажа может находиться в диапазоне по меньшей мере от -30% до+30%. В общем, относительно редко во время операции бурения используют значения, выходящие за пределы этого диапазона. Однако в примере такой операции текущее значение тангажа может быть показано в окне 222 тангажа. Значения тангажа можно точно определить в пересчете на проценты или градусы для любого из экранных дисплеев настоящей заявки. Дисплей 106 может показывать текущее расстояние 240 до цели, которое соответствует текущему значению S, как описано выше. Текущее расстояние, в примере, показанном на фиг. 2, показано как 6 метров (20 футов), 0 метров. Ряд шевронов можно выровнить в линию, чтобы указать на направление цели от индикации дальности.

После описания признаков дисплея наведения на цель, которые являются общими для фиг. 2-4, дополнительные подробности теперь будут предоставлены в сочетании с обсуждением соответствия каждого вида конкретным стадиям операциям бурения, которые включены в общий процесс предоставления оператору инструкций для направления бурового инструмента на цель.

Очевидно, фиг. 2 включает представление указателя 260 крена/тангажа на дисплее, смещение относительно центра 202 цели в контексте выдачи команд оператору на переориентацию или поворот ориентации по крену бурового инструмента перед продолжением. Следует отметить, что уровень крена/тангажа может называться индикатором наведения. Таким образом фиг. 2 можно рассматривать как представление режима команды по крену или повороту. В варианте слово "ПОВОРОТ" или другую подходящую текстовую индикацию можно отображать для передачи текущей команды приведения в действие, хотя это не является обязательным требованием. Текстовая индикация может быть оформлена или представлена с использованием любой подходящей комбинации цветных или анимационно-графических элементов. В другом варианте другой экран дисплея может быть представлен перед появлением экрана, показанного на фиг. 2, включающий более крупную текстовую индикацию, чтобы подчеркнуть оператору, что команда приведения в действие изменяется, аналогичным образом, как и в случае с другими текстовыми индикациями, описанными ниже. Для фиг. 2 можно предположить, что буровой инструмент является стационарным. Указатель крена/тангажа в настоящем варианте показан в общем в виде циферблата, имеющего 12 позиций по окружности. Стрелка 262 крена может показывать текущую ориентацию крена бурового инструмента, например, как декодированную из телеметрического сигнала 120 (фиг. 1). Текущую ориентацию крена можно также показать, например, в виде пузыря 266 крена в центре циферблата. В настоящем примере текущая ориентация крена показана как 12:00 часов. Кроме того, указатель 260 крена/тангажа и смещен по положению и по углу от центра 202, так чтобы интуитивно показать текущее состояние бурового инструмента, как уникальным образом представлено с помощью указателя крена/тангажа, относительно цели, через входные данные крена, которые необходимо получить от оператора. Графическую индикацию можно представить, например, в виде курсора 270 на периферии указателя крена/тангажа для того, чтобы показать угловую ориентацию указателя крена/тангажа относительно часовых положений, отмеченных на нем. То есть указатель крена/тангажа имеет такое угловое смещение относительно цели, чтобы оператор имел возможность, по меньшей мере, в общем посмотреть вдоль длины бурильной колонны в направлении цели. Кроме того, указатель крена/тангажа графически и численно показывает оператору текущую ориентацию по крену бурового инструмента. Таким образом, представление указателя крена/тангажа, описанное здесь, объединяет значительное количество информации в удобном и легком для интерпретации виде. Следует отметить, что угловое смещение можно определить на основании арктангенса (ΔZ/ΔY), отношение команды ΔZ вертикального управления к команде ΔY бокового наведения, где команды наведения доступны через телеметрический сигнал 120.

По-прежнему ссылаясь на фиг. 2, индикация 274 глубины может предоставляться во взаимодействии с указателем крена/тангажа для указания текущей глубины бурового инструмента как декодированной из телеметрического сигнала 120. В настоящем варианте осуществления индикация глубины показана в окне, примыкающем к ряду инвертированных шевронов, которые разнесены между верхним краем дисплея и верхней периферией указателя крена/тангажа. Следует иметь в виду, что индикация глубины и связанные с ней инвертированные шевроны перемещаются вместе с перемещением указателя крена/тангажа вокруг центра 202 на основании команд наведения. Для целей указания оператору на то, что необходима регулировка ориентации по крену, дисплей может привлечь внимание оператора к стрелке 262 крена любым подходящим способом. Например, стрелка может иметь красный цвет, мигать и/или быть анимированной с использованием некоторой комбинации признаков. В то же самое время курсор 270 может проявлять такое же поведение, как стрелка крена или любое подходящее поведение с использованием цвета, анимации и т.п.для указания оператору на то, что необходимы входные данные крена. Кроме того, показания можно предоставить оператору, например, на основании внешнего вида и/или цвета циферблата указателя крена/тангажа. Например, циферблат или некоторую ограниченную часть циферблата можно окрасить желтым цветом или некоторым его оттенком, который можно сохранять до тех пор, пока стрелка 262 крена не совпадет с курсором 270. Можно также обеспечить звуковую индикацию, которая необходима для входных данных крена. В ответ на эту индикацию оператор может поворачивать бурильную колонну с намерением совмещения стрелку 262 крена с курсором 270. При вращении бурового инструмента стрелка крена поворачивается по кругу указателя крена/тангажа, как будет описано в дальнейшем более подробно. В одном варианте реализации изобретения положение координатора 260 наведения можно устанавливать на основе величин и знаков команд наведения X и Y. В некоторых вариантах реализации изобретения индикатор крена можно выполнить отдельно от координатора наведения, например, на циферблате, который появляется вблизи одного угла дисплея.

Фиг. 2 дополнительно служит для обсуждения индикатора 278 тангажа, который проходит поперек циферблата указателя. Индикатор тангажа можно называть взаимозаменяемо горизонтом тангажа. Поскольку текущее показание тангажа на фиг. 2 составляет нуль градусов, индикатор тангажа делит пополам циферблат. Как это видно на последующих чертежах, индикатор тангажа может перемещаться вертикально на указателе крена/тангажа в ответ на изменения ориентации по крену. Кроме того, можно использовать любую подходящую схему для определения текущего показания тангажа, в том числе, например, окрашивание цветом, который определяет границу, соответствующую правильному местоположению горизонта тангажа.

Фиг. 3 демонстрирует вариант внешнего вида дисплея 106, реагирующего на оператора, повернувшего бурильную колонну для выравнивания стрелки 262 крена с курсором 270, который показывает оператору команду на нажим или продвижение для толкания или продвижения буровой штанги дальше в грунт без поворота. Слово "толкать" или другая подходящая текстовая индикация может отображаться для того, чтобы передавать текущую команду приведения в действие, хотя это и не является обязательным требованием. Текстовую индикацию можно заключить в рамку и/или представить с использованием подходящей комбинации цветных и/или анимационно-графических элементов. Если оператор пропускает выровненное состояние, например, из-за скручивания бурильной колонны, оператор может просто продолжить поворот бурильной колонны с любым число оборотов до тех пор, пока не достигнет выравнивания. В ответ на достижение выровненного состояния стрелки крена и курсора, может измениться цветовая схема. Например, стрелка крена и/или курсор могут стать зелеными и/или проявлять любое подходящее поведение, такое как, например, мигание, для того чтобы показать оператору, что бурильная колонна должна продвигаться без вращения. Буровой инструмент может затем продвигаться до тех пор, пока не будет показано иное. Во время такого продвижения элементы дисплея 106 могут реагировать таким образом, чтобы показывать оператору, что буровой инструмент перемещается в направлении цели. Окружности 200 могут увеличиваться по диаметру, как показано стрелками 280. Аналогичным образом, окружности 200 могут быть анимированными для уменьшения диаметра в ответ на отвод бурильной колонны.

По-прежнему ссылаясь на фиг. 3, уместно теперь рассмотреть ряд подробностей в отношении выравнивания стрелки 262 крена с курсором 270. В одном варианте, указатель 260 крена/тангажа вместе с курсором 270 можно позиционировать в любой угловой ориентации, которая определяется через текущее отношение команд наведения. Однако в зависимости от возможностей конкретного датчика, который используется в буровом инструменте 60, по восприятию ориентации крена, результат может быть таким, что невозможно достичь идеального выравнивания между стрелкой крена и курсором. В таком варианте другие индикаторы, такие как цвет и/или анимация, могут указывать оператору на то, что целесообразно продвигать бурильную колонну, несмотря на некоторую степень несовпадения между стрелкой крена и курсором. Однако в другом варианте позиционирование указателя 260 крена/тангажа и курсора 270 на основе текущего отношения команд наведения, можно выполнять с учетом возможностей конкретного датчика, который используется в буровом инструменте 60, для измерения ориентации крена. То есть заданный измерительный преобразователь, в общем, включает в себя датчик ориентации по крену или измерительное устройство, имеющее ограниченное разрешение. Например, доступные измерительные преобразователи, имеющие возможность измерения ориентации по крену в 12 позициях (то есть часовые позиции) и возможность измерения ориентации по крену в 24 позициях (1/2 часовой позиции). При постоянной скорости поворота продвижение стрелки 262 крена вокруг указателя крена/тангажа происходит пошагово от одного измеренного положения крена до следующего. В общем, текущее измеренное положение можно округлить на основе телеметрического сигнала до ближайшей допустимой ориентации крена, которую можно показать. В другом варианте указатель 260 крена/тангажа и/или курсор 270 можно позиционно ограничить угловыми ориентациями, которые соответствуют или согласуются с положениями, которые заданный измерительный преобразователь может измерить при округлении текущего отношения команд наведения. Соответственно, указатель 260 крена/тангажа и курсор 270 могут быть расположены в угловых положениях относительно центра 202, которые равномерно разнесены и соответствуют ориентации крена, которые можно показать или измерить с помощью используемого измерительного преобразователя. Таким образом, каждую позицию крена, которую можно показать на указателе 262