高角度和紧孔应用中，这在压力差施加到钻井马达且所得扭转负荷接着被施加到马达以下的工具的情况中会是问题。然而，马达以下工具的旋转不成立。因此，通过施加的马达扭矩克服摩擦和工具重量且工具突然开始旋转。这会造成其内马达以下工具在机械和电子部件方面的机械负荷问题。内马达部件还会受到负面影响。
[0190]在一些应用中，克服因马达以下工具造成的机械负荷所需的电力量可使得仅仅有限量的剩余电力用来进行钻井过程。图形和数字表示(如本文描述)可提供这个问题的实时指示。因此，定向钻井人员可视需要调整钻井操作。在一些应用中，在马达以下运行的工具有时需要在较小压力差下以极低流速操作以便使这些工具被正确地构造或实施特定功會K。
[0191]图形和数字表示的实施方案可有助于上述情况。在地表上通常无法由定向钻井器察觉到更微妙的启动和低级马达操作方面。实施方案可处理相关数据且通过这些图形和数字表示来指示钻头旋转和钻井马达输出扭矩以及RPM特性的波动。一些实施方案可适用于旋转钻井组件，其中底部钻孔钻井组件中不存在钻井马达。
[0192]在各个实施方案中，对定向钻井操作和关联功能以及模拟的监控和控制可用手持式移动通信装置进行。手持式移动通信装置在本文中定义成可无线通信且被结构化使得能够作为手持装置移动的装置。手持式移动通信装置可包括但不限于智能手机、平板计算机和膝上型计算机，其各具有图形用户界面。举图15A中图示的实例，智能手机是具有在其自身中提供先进计算能力的操作系统的移动手机。先进计算能力包括应用程序编程界面(API)，其运行智能手机上的非手机应用程序且将这些程序集成到手机操作系统。计算能力提供数据处理和视觉显示屏幕，其可与通信会话分开执行。智能手机可包括触摸屏和网络浏览器。举图15B中图示的实例，平板计算机是通常由用户通过触摸屏操作的单件式移动计算机。触摸屏和虚拟键盘的使用允许平板计算机用作为类似于膝上型计算机的移动计算机，但其具有更小的硬件部件。举图15C图示的实例，膝上型计算机被结构化在外壳中，其相对于平板计算机提供大量硬件部件，诸如嵌入到膝上型计算机中的CD/DVD和用于存储大量数据的空间。虽然膝上型计算机是移动计算机，但其一般显著比平板计算机尺寸更大且更重。这种手持式移动通信装置的部件可被结构化成类似于关于图2讨论的部件来操作而实施本文用图1-14关联的实例教示的程序和技术。手持式移动通信装置的无线能力提供的能力使得可去除输入部件，诸如键盘端口、CD和固定计算机的其它部件。例如，智能手机和平板计算机课不包括CD装置或类似部件用于从外部装置输入，但膝上型计算机课包括这些额外部件。除了上文讨论的程序和技术之外，手持式移动通信装置可包括API和存储指令用于在井场的钻井操作的数据的额外分析。手持式移动通信装置可提供井场的定向钻井操作的远程监控和控制，其是无缝的且可实时进行。
[0193]手持式移动通信装置可被结构化使得可操作来使用不同无线传输模式进行无线地通信。例如，手持式移动通信装置的网络接口可包括在诸如由通信服务提供商提供的无线广域网(WAN)上无线通信的部件。手持式移动通信装置的网络接口还可包括在无线局域网(LAN)(诸如W1-Fi网络)上或通过蓝牙无线通信的部件。手持式移动通信装置可使用W1-Fi来耦接本地路由器而通过互联网连接而连接到钻井现场。蓝牙还可用来通过互联网连接而连接到钻井现场。蓝牙连接的范围了小于W1-Fi连接。蓝牙、W1-Fi或其它短程无线设备也可用来使手持式移动通信装置与本地装置一起操作，诸如但不限于外部键盘、可与手持式移动通信装置的GUI —起操作的外部指向装置、打印机和本地外部数据存储装置。
[0194]图16图示使用手持式移动通信装置1630来监控和控制在钻井现场1615的钻井操作的例示性架构的实施方案。钻井操作可以是钻井工具1605的定向钻井操作。在钻井现场1615的钻井操作可被结构化成包括的部件类似于图1的钻井现场的部件。钻井工具1605可包括收集数据且将数据发送到地表的许多不同传感器。数据可包括关于钻井工具1605的部件的数据，其可包括关于钻井工具1605的部件的内部的数据和关于可直接接触钻井工具1605外部的钻井工具1605部分的数据。数据还可包括用来分析地层的数据，钻井工具1605在所述地层中操作。可从产生进入地层的探测信号并且响应探测信号从地层收集信号的传感器来收集这种地层数据。收集的信号可包括在定向钻井操作之前的信号。
[0195]钻井工具1605可将数据发送到位于钻井现场的现场计算机1620。现场计算机1620可处理来自钻井工具1605的一些或全部数据并且将结果发送到其它位置，包括手持式移动通信装置1630。现场计算机1620可在没有分析数据和/或处理数据的情况下将数据发送到其它位置，包括手持式移动通信装置1630。或者，可在井下钻井工具105的处理单元中分析数据且一组结果被发送到地表。所述组结果还可在现场计算机1620或其它位置(包括手持式移动通信装置1630)进一步被处理和/或分析。如果现场计算机1620仅仅用作为通信路由装置，那么其可由通信路由器代替。现场计算机1620可结构化成与计算机和通信路由器组合。现场计算机1620与手持式移动通信装置1630之间通过无线网络的通信科包括现场计算机1620与无线网络1625之间的其它通信介质。
[0196]手持式移动通信装置1630可从无线网络1625或无线网络1625组合无线地接收数据。无线网络1625组合可包括一个或多个无线WAN和/或一个或多个无线LANS的组合。手持式移动通信装置1630可将数据以各种格式显示在手持式移动通信装置1630的GUI屏幕上。手持式移动通信装置1630中的下伏API可操作来操纵数据而进一步分析与钻井现场1615的钻井工具1605关联的钻井操作并且将这种进一步分析的结果显示在其GUI上。如果数据在手持式移动通信装置1630接收之前是未被分析的数据，那么手持式移动通信装置1630中的下伏API可操作来分析数据并且将结果显示在手持式移动通信装置1630的⑶I上。
[0197]手持式移动通信装置1630中产生的命令可使用无线网络1625从手持式移动通信装置1630发送回到钻井现场1615来控制钻井工具1605的操作。可在现场计算机1620中接收命令用于进一步评估，用于以转发到钻井工具1605的格式进行处理，或用于直接转发到钻井工具1605。现场计算机1620可结构化成与计算机和通信路由器组合。
[0198]在各个实施方案中，用于在钻井现场实施定向钻井操作的过程可协同使用手持式移动通信装置来进行。这个过程可包括在手持式移动通信装置中从布置在井下钻井现场的一个或多个传感器无线地接收数据，其中一个或多个传感器中的至少一个输出有关于井下部件的性能属性的数据。井下部件可包括用来实施定向钻井操作的钻柱的部分。井下部件可来自于由井下钻井马达和旋转导向工具组成的群组。性能属性可选自由以下项组成的群组:井下部件每个单元时间的转数、跨过井下部件的操作压力差和井下部件的扭矩输出。数据可通过钻井现场的现场计算机或钻井现场的通信路由装置从一个或多个传感器被发送到手持式移动通信装置。这种方法可包括以数据表示、图形表示或图形表示和数字表示的组合将数据显示在手持式移动通信装置的GUI屏幕上。与钻井操作关联的额外数据可被无线发送到手持式移动通信装置，其中基于数据的信息被显示在手持式移动通信装置的GUI屏幕上。使用手持式移动通信装置的⑶I屏幕，可产生控制命令且被发送到钻井现场来控制定向钻井操作。除了这些功能之外，可由手持式移动通信装置产生命令且被发送到钻井现场来控制定向钻井操作，自动地不使用GUI。可在手持式移动通信装置中设置自动功能的越权控制。
[0199]图17示出用来监控和控制定向钻井操作的例示性方法的实施方案的特征。这种方法和类似方法可使用如本文教示的装置和架构来实施。在1710中，在移动装置中无线地接收数据，其中移动装置是手持式移动通信装置。(为了便于讨论，手持式移动通信装置在下文关于用来监控和控制定向钻井操作的方法的例示性特征的讨论中被称为移动装置。)数据可包括钻井现场的井下定向钻井操作的性能数据。数据了包括与定向钻井操作时使用且布置在井下的一个或多个钻井部件的性能属性有关的数据。一个或多个钻井部件可包括钻井马达和旋转导向工具。性能属性包括一个或多个钻井部件的每单位时间的转数、跨过一个或多个钻井部件的操作压力差或一个或多个钻井部件的扭矩输出中的一个或多个。移动装置可以是智能手机。移动装置可以是平板计算机。移动装置可以是膝上型计算机。
[0200]在移动装置中接收数据可响应于将选择位置的钻井操作的信息发送到适当系统(局部位于钻井现场或RTO中心)或发送到选择钻井现场的钻井工具的请求而发生。数字指令、数据结构、对象类或各种组合可与移动装置中一个或多个处理器的执行协同使用来使用移动装置启动和进行钻井操作的监控和控制。可在移动装置的GUI屏幕上选择钻井应用。选择钻井现场的请求可投射在⑶I屏幕上。可使用通过输入钻井现场的识别来识别选择钻井现场的输入或从具有一组可行钻井现场的GUI屏幕上的下拉框选择钻井现场。在选择钻井现场之后，移动装置可与选择钻井现场处的适当系统或钻井工具建立通信来发送信息请求。请求可作为轮询活动被发送，其中请求在固定时间段自动发送到先前已经选择的选定钻井现场。
[0201]在移动装置中接收数据可包括用钻井现场的通信单元在安全通信路径上接收数据。在安全通信路径上接收数据可包括使用第三方认证程序来进行移动装置或移动装置的用户的认证。第三方认证过程可使用安全服务器，其中用移动装置在无线网络上建立安全通信，而服务器可与钻井现场的通信单元在陆基网络上通信。使用陆基网络可包括使用互联网。
[0202]在1720中，数据表示显示在移动装置的GUI屏幕上。多个数据表示可响应于从移动装置的界面屏幕或用户输入装置而单独显示。这些多个数据表示可包括呈不同选择格式的选择部分，其作为不用页面呈现在移动装置的CTI屏幕上。Gn屏幕可以是触摸屏。可配置触摸屏幕而在屏幕上提供用户输入装置。一些手持式移动通信装置可包括内置打字机式键，其可被物理启动。键可被配置成英文(qwerty)键盘。显示数据表示可包括以图形表示、数字表示或数字表示和图形表示的组合显示在移动装置的图形用户界面屏幕上。显示数据表示可包括在实施定向钻井操作期间将数据表示显示在移动装置的GUI屏幕上。将数据表示显示在移动装置的GUI屏幕上可包括显示布置成钻柱的部分的井下部件的图形表示，其示出井下部件内部的动画运动。显示数据表示可包括相对于定向钻井操作的钻孔工具显示地层图像。显示图像可包括显示钻井工具在地层中的规划路径。显示地层中钻井工具的规划路径包括作为示出建立路径的动画来显示规划路径。显示数据表示可包括显示地层图像，其由地层的特性或钻井操作与地层的关系表示，诸如但不限于电阻值、孔隙度值、钻井的实际垂直方向(TVD)值以及地层和/或钻井操作的参数的其它值。
[0203]将被显示的数据可被无线发送到移动装置，其中数据存储在移动装置上。这个数据可在移动装置上修改且用来在移动装置上产生额外信息而分析有关于钻井操作的数据，包括钻井工具属性和功能、地层属性和钻井工具与地层的关系。处理数据可以各种表示显示在移动装置的GUI上。或者，每个表示可在个别基础上以数据流的方式从钻井现场的计算机、RTO中心或其它来源发送到移动装置。可使用移动装置的⑶I产生互动命令且被发送到提供数据的计算机，其中在计算机上进行分析和数据修改，且根据针对结果的表示格式将结果发送回到移动装置。
[0204]监控和控制定向钻井操作的方法还可包括基于发送到手持式移动通信装置将控制命令从手持式移动通信装置传输到与钻井现场处定向钻井操作关联的控制单元来基于控制命令控制定向钻井操作的一个或多个钻井任务。监控和控制定向钻井操作的方法还可包括在手持式移动通信装置中进行钻井现场的井下定向钻井操作的模拟。这些模拟可用来分析和指导钻孔操作的另外任务。在手持式移动通信装置中进行模拟可包括作为训练工具进行模拟，其可允许针对训练目的