[发明专利]水平定向钻井区域网络和方法

说明书

一种钻井区域网络集线器，其位于接近钻机的位置，并包括井上收发器，井上收发器与井下收发器通过使用钻柱作为电导体进行双向通信。特定信息被采集，包括基于钻机的信息和/或位置信息。根据特定信息生成至少一个现场报告，从而表征地下操作、井下收发器的运行状态、井上收发器的运行状态、和钻机的运行状态中的至少一个。钻井区域网络服务器通过因特网在远程位置处接收现场报告并可根据现场数据生成顾客报告和/或建议行动。区域指定参数可应用于钻井系统的操作。钻井区域网络集线器可按照所分配的优先级将数据日志传送到远程位置。

相关申请

本申请要求2012年1月7日提交的序号为61/584,231的美国临时专利申请的优先权，在此通过整体引用将其并入本文。本申请还要求2013年1月4日提交的序号为13/734,841的美国专利申请的优先权，在此通过整体引用将其并入本文。

背景技术

大体上，本申请至少涉及水平定向钻井操作，更具体地，涉及包含水平定向钻井区域网络的系统、装置和方法。

传统的水平定向钻井系统通常使用许多诸如地下发送器、钻机和手持式定位器的组件。申请人认识到这些组件之间的通信通常局限于成功完成特定地下操作所需要的最小功能，如构造钻孔轨迹并随后反向扩孔从而在地下安装某种设施。

由于构成整个当前的水平定向钻井系统的设备的复杂性，操作员会负责系统运行的许多方面，通常具有极少量或没有外部或远程监督。在这点上申请人具有许多考虑。考虑的一方面涉及组件和系统的维护。在某些情况下，组件或系统故障是由于无法遵循制造商指定的维护程序导致的。考虑的另一方面在于当执行地下操作时对于仔细监视某些操作参数的需要，从而保证所安装设施不会被地下操作所损坏，进而确保地下操作的执行符合允许范围，或者简单地提供远程的监管监督，例如允许监管员同时监视多个钻井项目。

此外，将地下操作的操作参数记录到“竣工”图逐渐成为惯例，如今在某些情况下成为了强加给承包人的作为给予项目的条件，或者作为给该项目付款的条件。申请人认识到在水平定向钻井项目中记录这些数据和产生这种竣工图的装置目前非常有限，并且不允许远程数据存储。

如将会进一步讨论的，考虑的另一方面涉及政府部门施加的对于在指定区域中执行地下操作的广泛的规章。

最后，申请人认识到由于水平定向钻井行业中竞争的增加，当前的系统将会限制该产业中提供产品和服务的公司增加销售机会以及为它们的顾客提供更好服务的能力。

上面的相关技术的实例以及相关限制是用于说明的目的，而不是进行穷举。对于领域内的技术人员来说，通过阅读说明书并研究附图，相关技术的其它限制将是显而易见的。

发明内容

连同系统、工具和方法来对下面的实施例及其多个方面进行描述和说明，它们意在示例和说明，而不是限制范围。在若干实施例中，至少尝试解决一个或多个上面描述的问题以减轻或消除这些问题，同时其它的一些实施例指向了其它一些问题。

大体上，描述了一种连同执行水平定向钻井的系统一起使用的配置、装置和相关的方法，该系统包括钻机和用于监控沿着地下钻孔轨迹的地埋工具的位置和与地下钻孔轨迹相关的其它操作参数的子系统。井下收发器，其被支撑在位于接近地埋工具的位置，用于进行双向通信，该双向通信包括接收来自地面上的操作指令和发送定位和操作数据。可位于钻机处的钻井区域网络集线器，包括：井上收发器，其用于与井下收发器进行数据通信，从而通过使用钻柱作为电导体在地埋工具与钻机之间进行双向通信；数据通信装置，其至少在钻机处进行监控从而生成特定信息，特定信息包括位置信息和基于钻机的信息中的至少一个；处理器，其用于采集特定数据，以根据特定信息生成至少一个现场报告，该现场报告与地下操作、井下收发器的运行状态、井上收发器的运行状态、钻机的运行状态中的至少一个相关；因特网连接装置，其用于至少与因特网进行间歇性的数据通信，从而将现场报告传送到远程位置。