7] 图6是说明根据本公开的方面的实例非对称时变信号600的图表。不像正弦的信 号400,信号600包括以非对称行为成形的多个脉冲。成形脉冲信号可由诸如最大值、最小 值和负至正转变宽度等信号特性表征。像正弦信号一样，预期脉冲受像发射器、接收器和地 层的频率传递函数等井下特性所影响。在某些实施方案中，脉冲可被设计以通过在极低和 极高的频率下使用极高的振幅来使上述带通影响无效。这可减少所接收信号的形状的失真 以在较高噪音电平下允许较好的符号检测操作。另外，可通过对噪音进行实时测量和将受 其影响较小的频率放大而使脉冲与噪音频谱分离。
[0058] 因此，本公开非常适于实现所提到的目的和优点，以及其中固有的目的和优点。上 文公开的特定实施方案仅为说明性的，因为本公开可以对于受益于本文中的教示的本领域 技术人员来说为明显的不同但等效的方式修改和实践。此外，除了如本文权利要求书中所 述，不希望限于本文中所示的构造或设计的细节。因此，明显地，可更改或修改上文公开的 特定说明性实施方案且所有此类变化被视为在本公开的范围和精神内。而且，除非专利权 所有人另外明确地和清晰地定义，否则权利要求书中的术语具有其清楚的一般含义。如权 利要求书中使用的不定冠词"一"在本文中被定义以意指其所介绍的元件中的一个或一个 以上。
【主权项】
1. 一种用于在地层内进行测距的方法，其包括： 从安置在所述地层中的钻孔内的发射器发射非对称时变信号，其中所述非对称时变信 号包括至少部分基于井下特性的信号特性； 在安置在所述钻孔内的接收器处测量由所述非对称时变信号在所述地层内的物体上 诱发的磁场；以及 至少部分基于所述所诱发的磁场的所述测量来确定所述物体相对于所述钻孔的方向。2. 如权利要求1所述的方法，其中 所述非对称时变信号包括成形脉冲、三角波和正弦波中的至少一者；且 所述信号特性包括所述非对称时变信号的频率、形状和振幅中的至少一者。3. 如权利要求1所述的方法，其中 所述非对称时变信号包括具有第一频率的测距信号分量和具有第二频率的符号识别 信号分量；且 所述第二频率是所述第一频率的非整数倍。4. 如权利要求3之一所述的方法，其中所述井下特性包括以下中的至少一者：所述地 层内的噪音电平；所述发射器、所述接收器和所述地层的频率传递函数；以及所述物体的 频率响应。5. 如权利要求4所述的方法，其中所述信号特性包括以下中的至少一者 所述第一频率； 所述第二频率； 所述测距信号分量的振幅； 所述符号识别信号分量的振幅； 所述测距信号分量与所述符号识别分量信号分量的振幅比； 所述测距信号分量的相位； 所述符号识别信号分量的相位；以及 所述测距信号分量与所述符号识别信号分量之间的相位差。6. 如权利要求5所述的方法，其中 所述测距信号分量的所述振幅与所述符号识别信号分量的所述振幅成反比；且 至少部分基于预定信噪比来确定所述符号识别信号分量的所述振幅。7. 如权利要求5所述的方法，其还包括基于所述非对称时变信号的至少一个频率来确 定所述所诱发的磁场的取样速率。8. 如权利要求8所述的方法，其中确定所述所诱发的磁场的所述取样速率包括解出以 下方程式：其中N是样本数目，η是样本索引，ω JP ω 2分别是用弧度表示的所述第一频率和所 述第二频率;A和B分别是所述测距信号分量和符号识别信号分量的所述振幅；△ t是一个 样本的周期，识是所述发射器与所述接收器之间的相对相位差；且Κ( τ )是模数转换器系统 的取样核。9. 如权利要求1所述的方法，其中 所述发射器和所述接收器耦接至安置在所述钻孔内的钻井组合件；且 在所述接收器处测量所述所诱发的磁场包括基于所述钻井组合件的旋转速率来确定 所述所诱发的磁场的取样速率。10. 如权利要求1所述的方法，其中所述物体包括耦接至安置在所述钻孔内的钻井组 合件的弯接头。11. 一种用于在地层内进行测距的系统，其包括： 发射器； 接收器； 处理器，其通信地耦接至所述发射器和所述接收器；以及 存储器装置，其耦接至所述处理器，其中所述存储器装置含有在由所述处理器执行时 使所述处理器执行以下操作的指令集： 命令所述发射器将非对称时变信号发射至所述地层中，其中所述非对称时变信号包括 至少部分基于井下特性的信号特性； 命令所述接收器测量由所述非对称时变信号在所述地层内的物体上诱发的磁场； 至少部分基于所述所诱发的磁场的所述测量来确定所述物体相对于所述钻孔的方向。12. 如权利要求11所述的系统，其中 所述非对称时变信号包括成形脉冲、三角波和正弦波中的至少一者；且 所述信号特性包括所述非对称时变信号的频率、形状和振幅中的至少一者。13. 如权利要求11所述的系统，其中 所述非对称时变信号包括具有第一频率的测距信号分量和具有第二频率的符号识别 信号分量；且 所述第二频率是所述第一频率的非整数倍。14. 如权利要求11至13中一项所述的系统，其中所述井下特性包括以下中的至少一 者：所述地层内的噪音电平；所述发射器、所述接收器和所述地层的频率传递函数；以及所 述物体的频率响应。15. 如权利要求14所述的系统，其中所述信号特性包括以下中的至少一者 所述第一频率； 所述第二频率； 所述测距信号分量的振幅； 所述符号识别信号分量的振幅； 所述测距信号分量与所述符号识别分量信号分量的振幅比； 所述测距信号分量的相位； 所述符号识别信号分量的相位；以及 所述测距信号分量与所述符号识别信号分量之间的相位差。16. 如权利要求15所述的系统，其中 所述测距信号分量的所述振幅与所述符号识别信号分量的所述振幅成反比；且 至少部分基于预定信噪比来确定所述符号识别信号分量的所述振幅。17. 如权利要求15所述的系统，其还包括基于所述非对称时变信号的至少一个频率来 确定所述所诱发的磁场的取样速率。18. 如权利要求17所述的系统，其中确定所述所诱发的磁场的所述取样速率包括解出 以下方程式：其中N是样本数目，η是样本索引，ω JP ω 2分别是用弧度表示的所述第一频率和所 述第二频率;A和B分别是所述测距信号分量和符号识别信号分量的所述振幅；△ t是一个 样本的周期，@是所述发射器与所述接收器之间的相对相位差；且Κ( τ )是模数转换器系 统的取样核。19. 如权利要求11所述的系统，其中 所述发射器和所述接收器耦接至安置在所述钻孔内的钻井组合件；且 在所述接收器处测量所述所诱发的磁场包括基于所述钻井组合件的旋转速率来确定 所述所诱发的磁场的取样速率。20. 如权利要求11所述的系统，其中所述物体包括耦接至安置在所述钻孔内的钻井组 合件的弯接头。
【专利摘要】一种用于在地层内进行测距的方法包含从安置在所述地层中的钻孔(106)内的发射器(114)发射非对称时变信号。所述非对称时变信号可具有至少部分基于井下特性的信号特性。安置在所述钻孔(106)内的(接收器110)可测量由所述非对称时变信号在所述地层内的物体(103)上诱发的磁场。可至少部分基于所述所诱发的磁场的所述测量来确定所述物体(103)相对于所述钻孔(106)的方向。
【IPC分类】G01V3/26
【公开号】CN105164553
【申请号】CN201380076229
【发明人】克里斯多夫·A·戈拉, B·都德睿希
【申请人】哈利伯顿能源服务公司
【公开日】2015年12月16日
【申请日】2013年6月13日
【公告号】CA2911546A1, WO2014200483A1