[发明专利]与水平定向钻探系统结合使用的发射器及系统和便携装置

说明书

一种与水平定向钻探系统结合使用的发射器及系统和便携装置，其中在地下使用的发射器控制与数据信号发射功率相关的深度信号发射功率，使得深度信号的一个接收范围至少近似地匹配数据信号的另一个不同的接收范围。一种便携装置，其可以与发射器形成系统，其中便携装置扫描至少一个低频深度信号范围内的多个频率以测量该多个频率中每一个频率处的电磁噪声，并将至少一个频率确定为发射器的潜在深度频率。便携装置可以包括具有钢筋模式滤波器和正常模式滤波器的双模式滤波器。深度信号频率可相对于低频噪声动态定位。

背景

本申请是申请日为2018年5月23日，申请号为CN201880019290.0的发明专利申请的分案 申请。本申请要求2017年6月28日提交的序列号为15/635,884的美国专利申请的优先权和 权益，在此通过引用的方式将其并入本文。

技术领域

本申请总体涉及与地下装置有关的通信领域，更具体地，涉及定向钻探系统中先进 的被动干扰处理、设备及方法。

背景技术

一种无需挖掘沟渠便可实现安装公共设施的技术经常被称为水平定向钻探(HDD)技术。典型的公共设施安装包括使用具有钻柱的钻机，其在钻柱的远端或地下端支撑钻孔工 具。钻机通过向钻柱施加推力来推动钻孔工具穿过地面。在钻柱延伸的过程中，对钻孔工具 进行转向以形成先导孔(pilot bore)。在先导孔完成时，钻柱的远端附接至一拉回设备 (pullback apparatus)，该拉回设备继而附接至公共设施的前端。接着，通过钻柱的缩回动作 拉动拉回设备和公共设施穿过先导孔，由此完成安装。在一些情况下，拉回设备可包括倒扩 孔工具(back reaming tool)，用于扩大在公共设施前面的先导孔的直径，使得安装好的公共 设施的直径比先导孔的初始直径要大。

钻孔工具的转向可以通过一种公知的方式来实现，即将钻孔工具的不对称面定向成 在地下沿期望方向偏转以响应于向前的移动。为了控制该转向，需要根据从传感器获得的传 感器读数来监控钻孔工具的方向，该传感器形成受钻孔工具支撑的电子封装件的一部分。例 如，传感器读数可以被调制到由电子封装件发射以在地面上方被便携式定位器或其他适合的 地面设备接收的定位信号上。在一些系统中，电子封装件可以将由传感器读数调制的载波信 号耦合到钻柱上，之后通过将钻柱用作电导体而将信号传输至钻机。不论传感器数据的传输 方式如何，对于给定量的传输功率，存在能够以足够的准确性恢复传感器数据的有限传输范 围。该传输范围可以通过主动干扰和被动干扰而被进一步限定。主动干扰通常包括出现在操 作区域中的电磁信号源，其可盖过系统传输的信号。相反，被动干扰用于阻止传输信号或使 其失真，这可能会导致范围缩小，或者在某些情况下使读数不准确。被动干扰的一个常见来 源是钢筋。在解决现有技术的缺陷时，申请人提交了发明名称为“在定向钻探系统中利用多 比特数据符号传输的通信协议、设备及方法”的美国专利申请No.14/845,231(下文称为 ‘231申请’)，该申请和本申请属同一申请人并且其全部内容以引用的方式并入本文。231 申请提供了超出当时现有技术的变革性益处，并继续提供这样的改进，然而本申请揭示了更 进一步的改进，特别是有关被动干扰的改进，其将在下面的适当之处予以详细讨论。

相关技术的前述实例以及与其有关的限制的意在提供说明性而非排他性。本领域技 术人员在阅读说明书和研究附图之后，对其而言，相关技术领域的其他限制将变得显而易 见。

发明内容

以下实施方式及其各方面是结合系统、工具和方法以示例性和说明性的(而非限制 范围的)方式予以描述和示出。在各实施方式中，一个或多个上述问题已经得以减少或消 除，而其他实施方式旨在获得其他方面的改进。