CN103620160A - 电磁式深度/方位探测工具及其方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了用于深度和径向方位探测的方法和系统。用于确定一个或多个井下部件的深度或径向方位的方法包括设置靶体和使用用于探测靶体的深度和/或径向方位的探测设备的步骤。在一些情况下，靶体是电磁体。在某些实施例中，靶体是利用磁通泄漏工具探测到的磁-干扰构件。以此，靶体用作深度或径向方位标记物。在靶体以相对于另一井下部件的已知径向关系设置在井下的情况中，一旦确定了靶体的径向方位，就可导出其它井下部件的径向方位。本发明的优点包括更高的精度以及降低的健康、安全和环境风险。

Description

电磁式深度/方位探测工具及其方法
相关申请的交叉引用
本申请是非临时申请，根据美国法典第35章第119条（35USC§119(e)）本申请要求于2011年7月8日提交的名称为“ElectromagneticDepth/Orientation Detection Tool and Methods Thereof（电磁式深度/方位探测工具及其方法）”、序列号为No.61/505,739的美国临时申请（据此以引用方式将该文献纳入本文）以及于2012年7月2日提交的名称为“Electromagnetic Depth/Orientation Detection Tool and Methods Thereof（电磁式深度/方位探测工具及其方法）”、序列号为No.13/539,597的美国专利申请（以引用方式将该文献的全部内容纳入本文）的优先权。
本申请与同时提交的名称为“Depth/Orientation Detection Tool andMethods Thereof（深度/方位探测工具及其方法）”、序列号为No.61/505,725的美国临时申请有关，据此该临时申请的内容通过引用纳入此文。
技术领域
本发明总体上涉及用于深度和方位探测工具的方法和系统。更具体但非限制地，本发明的实施例包括利用用于某些井下操作（包括井下管道的打孔操作）的电磁式深度和径向方位工具的方法和系统。
背景技术
在多种井下操作中，通常期望确定一个或多个井下部件的径向方位。在碳氢化合物的勘探和生产中，管道通常延伸到地下的相当深的深度。这些相当大的地下距离通常使确定多种井下部件的方位复杂化。
有时需要确定一个或多个井下部件的径向方位的井下操作的一个示例是在井下管道上打孔。打孔是在套管或衬套中形成孔以实现储层和井眼之间的有效连通的过程。因此形成的从套管或衬套通向储层地层中的孔允许待从地层生产出的油或气体经套管或衬套到达生产管。最常用的打孔方法使用装配有聚能射孔弹（shaped explosive charges）的打孔枪。
可以想象到，通常希望在避开某些敏感的井下部件的径向方向上打孔于管道。例如，一些井包括：沿着管道或管的长度延伸的电缆，这些电缆用于将能源、实时数据和/或控制信号传输至地面设备或者传输来自地面设备的能源、实时数据和/或控制信号；和井下设备，诸如转换器和控制阀。为了避免在打孔期间破坏电缆，必须在基本上避开电缆的径向方向上对管道打孔。其它敏感设备或装置可以安装在待打孔的管道上或安装在待打孔的管道附近。在这样的情况中，自然希望避免由于在电缆或其它敏感设备的方向上打孔而对敏感设备造成破坏。在一些情况中，希望在避开另一邻近的管道的径向方向上对管道进行打孔。
其它得益于径向方位的确定的应用包括但不限于某些处理操作和测井操作。因此，确定一个或多个井下部件的径向方位在很多情况下是有利的。
已经提出很多传统设备用以确定井下部件的径向方位，但这些传统设备的每一个都有很多缺点。
传统工具的一个示例是磁性质量工具。这种途径要求安装额外的电缆形式的靠近毛细管线铺设的磁性质量，以提供足以被转动电磁测井工具记录到的磁性敏感质量。当前使用的电磁工具和程序是不实用的且精度很低，这经常导致不期望地打孔于敏感的外部部件。除了精度低之外，这些设备还经受拉伸负荷限制、需要进行耗时的静态（稳定）读取、磁性敏感质量要求等其它限制。这些磁性质量工具还要求良好地定中在管道内，因为距离上的极小的改变可以极大地影响工具的读取。工具的不佳定中通常造成导致在不期望的方位上对管道打孔的误报。
另一传统途径是在将管道安装到井下之前将打孔枪安装在待打孔的管道的外侧。这种替代构型不期望地需要较大的井筒来容纳打孔枪。此外，这种情况下打孔枪的故障更加意义重大，因为没有现成的解决方案能用来解决这种故障模式。
其它传统工具要求使用放射性标记物或者将放射性流体注入电缆。放射性标记物和流体的使用提出意义重大的对健康、安全和环境的关注。放射性物质特别是在井下安装之前在地表上造成安全和健康风险。这种放射性物质一般地要求繁复的许可、物流运输和其它要符合的重要的管理规定。另外，除了高成本外，放射性物质的处理还提出了其它挑战。因此，在地表上使用放射性物质和流体牵涉到很多缺陷。
因此，存在对改进的用于探测一个或多个井下部件的径向方位和/或用于井下管道打孔的径向方位探测设备和方法的需求，所述设备和方法解决了一个或多个现有技术缺陷。
发明内容
本发明总体上涉及用于深度和方位探测工具的方法和系统。更具体但非限制地，本发明的实施例包括利用用于某些井下操作（包括井下管道的打孔操作）的电磁式深度和径向方位工具的方法和系统。
一个用于对设置在地下地层中的管道打孔的方法的示例，该方法包括步骤：设置未激活电磁体元件，其中所述管道具有纵向轴线和径向轴线；将所述未激活电磁体设置在所述管道附近，其中所述未激活电磁体元件相对于一敏感设备以一径向偏移角度设置，其中所述径向偏移角度是从约0°到约360°的角度；激活所述未激活电磁体以形成已激活的电磁体元件；探测已激活的电磁体的径向位置；基于已激活的电磁体的径向位置和所述径向偏移角度来确定打孔目标部位以降低损坏所述敏感设备的危险；以及，在基本上避开所述敏感设备的方向上在所述打孔目标部位处对所述管道打孔以不损坏所述敏感设备。
一个用于对设置在地下地层中的管道打孔的方法的示例，该方法包括步骤：设置其中含有磁-干扰构件的靶体，其中所述管道具有纵向轴线和径向轴线；将所述靶体定位在所述管道附近，其中所述靶体相对于一敏感设备以一径向偏移角度设置，其中所述径向偏移角度是从约0°到约360°的角度；利用磁通泄漏工具来探测所述磁-干扰构件的径向位置；基于所述磁-干扰构件的径向位置和所述径向偏移角度来确定打孔目标部位以降低损坏所述敏感设备的危险；以及在基本上避开所述敏感设备的方向上在所述打孔目标部位处对所述管道打孔以不损坏所述敏感设备
一个用于测量地下地层的形变的方法的示例，该方法包括步骤：（a）在地下地层中的多个深度处设置多个靶体，其中所述靶体是未激活电磁体；（b）激活各未激活电磁体以形成已激活的电磁体元件；（c）探测各已激活的电磁体的初始深度以确定各已激活的电磁体的基准参照深度；（d）允许所述地层形变；（e）在步骤（d）之后，探测各已激活的电磁体的量测深度以确定各已激活的电磁体的后续位置；以及（f）比较所述基准参照深度与所述后续位置以确定所述地层的形变。
一个用于确定设置在地下地层中的敏感设备的径向方位的方法的示例，该方法包括步骤：将未激活电磁体设置在管道附近，其中所述管道具有纵向轴线和径向轴线；将所述未激活电磁体相对于一敏感设备以一径向偏移角度定位，其中所述径向偏移角度是从约0°到约360°的角度；激活所述未激活电磁体以形成已激活的电磁体元件；使用磁通测量设备探测所述已激活的电磁体的径向位置；以及，基于所述已激活的电磁体的径向位置和所述径向偏移角度来确定所述敏感设备的径向位置。
一个用于确定设置在地下地层中的敏感设备的径向方位的方法的示例，该方法包括步骤：将其中含有磁-干扰构件的靶体设置在位于地下地层中的管道的附近，其中所述管道具有纵向轴线和径向轴线；将所述靶体相对于一敏感设备以一径向偏移角度定位，其中所述径向偏移角度是从约0°到约360°的角度；利用磁通泄漏工具来探测所述磁-干扰构件的径向位置；基于所述磁-干扰构件的径向位置和所述径向偏移角度来确定所述敏感设备的径向位置。
本发明的特征和优点对于本领域技术人员而言将是显而易见的。然而本领域技术人员可做出多种修改，这样的修改都在本发明的精神之内。
附图说明
通过参考结合所附附图考虑的以下描述将可以获得对本发明及其优点的更完整的理解，其中：
图1示出了根据本发明的一个实施例的设置在位于地下地层中的井眼内的径向方位探测设备的示例。
图2示出了根据本发明的一个实施例的井眼的剖面俯视图，该井眼具有若干设置在其上的靶体和敏感设备。
图3示出了根据本发明的一个实施例的设置在位于地下地层中的井眼内、用于量测深度和/或地层形变的探测设备的剖面图。
虽然本发明可以经历多种修改和替代形式，但是其具体示例性实施例已经以示例的方式在图中示出并且在本文中进行详细描述。然而，应当理解的是不希望本文中对具体实施例的描述将本发明限定于本文公开的特定形式，相反地，本发明意在覆盖落在由所附权利要求书限定的精神和范围之内的所有改变、等价方案和替代方案。
具体实施方式
本发明总体上涉及用于深度和方位探测工具的方法和系统。更具体但非限制地，本发明的实施例包括利用用于某些井下操作（包括井下管道的打孔）的电磁式深度和径向方位工具的方法和系统。
在某些实施例中，用于确定一个或多个井下部件的径向方位的方法包括步骤：设置基本上非放射性的靶体，将靶体安装在井下，照射/辐射基本上非放射性的靶体以形成相对短寿命的放射性靶体，因此可以使用辐射探测器探测该放射性靶体。以此，靶体可用作指示靶体的径向方位的径向方位标记物。在靶体以相对于另一井下部件的已知径向关系设置在井下的情况中，一旦确定了靶体的径向方位，就可导出其它井下部件的径向方位。
知道特定井下部件的径向方位可以在很多井下操作（包括但不限于打孔操作）中是有用的。例如当希望避免损坏敏感的井下设备（诸如电缆）的情况中，确定敏感设备的径向方位以避免在打孔操作期间损坏该敏感设备是有益的。下文将进一步说明其它的可选变型和改进。
这种深度或径向方位探测方法和设备的优点包括但不限于，更高的精确度、由于避免了在地表之上处理和运输放射性物质而降低的健康、安全和环境风险，以及与传统方法相比降低的复杂度。
以下将详细说明本发明的实施例，在附图中示出了这些实施例中的一个或多个示例。以解释本发明而非限制本发明的方式提供各示例。对本领域技术人员而言在不脱离本发明的范围或精神的情况下可以在本发明中做出多种改变和变型将是显而易见的。例如，作为一个实施例的一部分进行说明和描述的特征可以用于另一实施例以产生又一其它实施例。因此，希望本发明覆盖这些在本发明的范围中的改变和变型。
图1示出了横贯地下地层的井眼的剖视图。套管115粘合在贯穿地下地层105的井筒112中。生产管117嵌套在套管115内。
在井眼完成之后，需要对一个或多个管道打孔以允许地层流体流通到生产管117中以允许待生产的碳氢化合物到达地表110。如图1所示，需要对生产管117和套管115两者打孔以允许地层流体进入到生产管117中。然而，在一些实施例中，生产管在待生产的井段（层段，interval）之上的某一位置处终止。在这些实施例中，只有套管115需要被打孔，因为在不对生产管117打孔的情况下生产管117的终端开口端会允许流体流入到生产管117中。
井下打孔操作必须考虑到存在于管道附近的任何井下敏感设备，以避免损坏敏感设备。这里使用的术语“敏感装置或设备”是指任何希望免于损坏的井下部件。这里，敏感设备140A附接至套管115，敏感设备140B（在此情况下是电缆）附接到与敏感设备140B相对的生产管117上。应理解的是敏感设备可以位于附近井眼区域中的任何位置，包括但不限于附接到套管115或生产管117上。
为方便引用，与管道平行的轴线在本文中称为“纵向轴线”。本文所用的术语“径向轴线”是指与纵向轴线垂直且与管道的表面垂直的轴线。换句话说，径向轴线平行于与纵向轴线垂直的任何平面。应理解的是在较长的距离上，管道的方向可以随着地层105的深度而改变，术语纵向轴线和径向轴线是指所关注区域内的轴线的取向。在图1中，纵向轴线标注为“Z”轴，而径向轴线标注为“X”轴。
在对任一管道（例如，套管115或生产管117）打孔之前，期望确定敏感设备140A或140B的径向方位以避免损坏设备140A或140B。径向方位探测设备130在井筒112中向下行进以确定一个或多个井下部件（在此情况下是敏感设备140A、敏感设备140B或两者）的径向方位。径向方位探测设备130与一个或多个靶体（在此情况下是靶体150A、靶体150B、或两者）协力作用。如将更详细解释地，径向方位探测设备130适于确定靶体（target mass）的径向方位。因为靶体和它的相应的敏感装置之间的空间关系是已知的，所以一旦确定了靶体的径向方位就可以确定敏感装置的径向方位。这样，通过确定靶体中的一个的径向方位，可以导出任意的相应的敏感装置的径向方位。
在一些构型中，靶体可设置成直接靠近敏感设备。如图1所示，靶体150A设置成直接靠近敏感设备140A。靶体150B设置在与敏感设备140B的径向方位相同的径向方位上。在某些实施例中，靶体可集成在敏感设备上。在一些实施例中，也可以优选地将靶体夹固到敏感设备上。还应理解的是靶体可以与其相应的敏感设备的任意空间关系以任意径向偏移角度定位。
图2示出了说明这些概念的俯视剖面图。生产管117嵌套在套管115中。敏感设备140A和140C附接至套管115，敏感设备140B附接至生产管117。靶体150A和150B也附接至套管115。这里使用的术语“径向偏移角度”是指靶体和它的相应的敏感设备之间的径向角度。通过已知的靶体和敏感设备之间的径向偏移角度，就可以在确定相应的靶体的径向方位时导出敏感设备的径向方位。作为靶体偏移敏感设备的一个示例，靶体150A相对于敏感设备140C以约110°的径向偏移角度（θ）设置。靶体150A相对于敏感设备140B以约180°的径向偏移角度（θ）设置，而靶体150B相对于敏感设备140A以约180°的径向偏移角度（θ）设置。应理解的是靶体可以任何相对于它的相应的敏感设备的径向空间关系来设置，也就是，以0°至360°之间的任意角度设置。
虽然图2描绘的示例设想了三个靶体，但是应理解的是可使用任意数量的靶体，包括仅使用单个靶体来定位一个或多个敏感设备。
在确定靶体的位置且已知靶体和它的相应的敏感设备之间的空间关系的基础上，可以确定打孔目标部位。打孔目标部位是指任何避开敏感设备、在打孔时避免对敏感设备的破坏的径向方位。按照所需，打孔目标部位可以是单个的径向方位或者一安全打孔角度范围。通常，将选定相对于敏感设备以约180°设置的打孔目标部位，用以将对敏感设备的破坏降至最低。适合的打孔目标部位的示例包括但不限于与敏感设备偏移约170°至约190°的角度。在某些实施例中，靶体被定位在优选的打孔目标部位处，或者位于与该优选的打孔目标部位的径向方位相同的径向方位上。
径向方位探测设备130可使用多个机构来确定靶体的径向方位。在某些实施例中，径向方位探测设备130包括辐射模块132和放射性探测模块134。最初，靶体150A和150B是基本上非放射性的，使得在地面上操作处理时不会造成安全、健康和环境威胁。靶体150A和150B的最初的非放射性显著地使靶体150A和150B的许可、物流和装卸变得容易。
当靶体安全地远离地表和人员地安置在井下时，所述辐射模块可以照射靶体附近的区域，以将基本上非放射性的靶体转变成暂时为放射性的靶体。
辐射模块132可使用足以将基本上非放射性的靶体转变成暂时为放射性的靶体的任意类型的辐射源。适合的电离辐射的示例包括但不限于，伽马辐射、中子辐射、质子辐射、UV辐射、X射线辐射或者这些辐射的任意组合。适合的电离辐射模块的示例包括但不限于，高通量中子发生器源（例如，重氢加速撞击超重氢靶源）、化学中子源、高能X射线管（X-raytub）、化学伽马射线源（例如，铯、钴60等），或者这些辐射源的组合。适合的高通量中子源的示例包括但不限于，钚—铍、镅—铍、镅—锂、基于加速器的中子发生器，或者它们的任意组合。在本文中使用的术语“高通量中子源”是指任何大致每秒产生约10000个以上中子的中子发生器或者化学中子源（例如，现有的用于测井的商用小型中子管每秒产生约4*10^8个中子）。响应于不使用化学源中子工具的期望，一些现代化中子工具已经装备有电子中子源或者中子发生器（例如，小型中子管）。中子发生器包括紧凑的线性加速器并且通过使氢同位素聚变化合产生中子。所述聚变化合在这些设备——使重氢（氘，2H=D）或超重氢（氚，3H=T）或者这两种同位素的混合物加速进入也包括重氢（2H）或超重氢（3H）或者这两种同位素的混合物的金属氢化物靶中——内发生。在大概50%的情况下，氘核（d+D）的聚变化合导致3He离子和中子的形成，并伴有约2.4MeV的动能。重氢和超重氢原子的聚变化合（d+T）导致4He离子和中子的形成，并伴有约14.1MeV的动能。
靶体可包括任何在暴露至电离辐射时成为具有相对短的半衰期的放射性物质。适合的放射性物质的示例包括但不限于在暴露至电离辐射时产生具有少于约32天、少于约8天、少于约3天、少于约30秒或少于约1秒的相对短的半衰期的放射性物质。使用具有相对短的半衰期的靶体的一个优点是靶体仅在一相对短的时间内保持放射性，这降低了可能的放射性照射/暴露危险。因此，例如如果靶体需要从井眼中被移出并且在地表上进行处理时，可避免任何健康和安全暴露问题。用于靶体的适合的物质的示例包括但不限于，锡、钼、镓、钪、氯、铑、镉、铯、碲、碘、氙、金、水、氧，或这些物质的任意组合。另外，根据需要可以使用盐（类）或任意前述物质的化合物/混合物。
在形成暂时为放射性的靶体的基础上，放射性靶体因而可被探测到。在此示例中，放射性探测模块134探测出并确定当前放射性的靶体150A或150B的径向方位。放射性探测模块134可包括任何能够探测到来自于放射性靶体的放射性反应的探测设备，该探测设备包括但不限于，X射线探测器、伽马射线探测器、中子探测器，以及正比探测器——例如与探测到的粒子的能量成正比。这些探测器可包括多种被屏蔽以在某些径向方向上测量的部件，或者被屏蔽但具有打开窗口且绕着测井工具的轴转动的部件。在任一情况下，一个参照物相对于另一个参照物的径向角度必须已知。在使用多个探测器的情况下，工具几何尺寸对于工具内的一个参照物来说是已知的。在单窗口式探测器转动的情况下，探测器窗口的径向方向始终被记录并且被获知。可以包含有同步物（sync）或参照物以在设备转动时指示方位。该参照物可以包括关于重力矢量的参照物或基于转动的参照物（诸如，每次工具转动经过工具的非转动部分上的已知位置时生成脉冲）。在某些实施例中，放射性探测模块134包括X射线反向散射分光仪。
在确定放射性靶体中的一个（例如，150A）的径向方位的基础上，由于放射性靶体150A和敏感设备140A和140B之间的径向偏移角度是已知的，所以可推导出敏感设备中的一个（例如，140A或140B）的径向方位。这里，例如，150A和140A之间的径向偏移角度是约10°，而150A和140B之间的径向偏移角度约180°。以此，可以确定敏感设备140A或140B的径向方位。
在知道一个或多个敏感设备的位置的基础上，可在基本上避开敏感设备取向的方向上选择打孔目标部位。在某些实施例中，打孔目标部位是自敏感设备偏移约180°的角度或者是自敏感设备偏移约170°至约190°的角度区域。在某些实施例中，可将任何避免或最小化损坏敏感设备的重大风险的径向方位选为打孔目标部位。
虽然在图1中示出辐射模块132、放射性探测模块134和打孔枪136被组合为一体设备，但应理解的是这些模块中的一个或多个可以形成为分开的、独立的设备并可以任意顺序构造以制成组件。
在某些实施例中，靶体可包括基本上放射性惰性的物质。合适的靶体物质的示例包括但不限于，硼、含硼化合物、钆、镉、前述任意物质的盐类，或者这些物质的任意组合。当从基本上放射性惰性的物质（诸如硼）中选择靶体时，放射性探测模块134可将靶体作为放射反应降低的区域检测到。一般地，大多数物质在中子放射或轰击时变成放射性的。另一方面，与大多数其它物质相比，硼及含硼化合物是不寻常的，因为它们是基本上放射性惰性的。因此，在硼及大多数含硼化合物的情况中，测井工具探测到的是通常产生较高伽马射线计数的高中子吸收。典型地，返回伽马计数（return gamma counts）大幅降低而不是像对大多数元素而言更正常地增加。硼吸收中子并放射出阿尔法粒子用以释放能量并使核稳定。因为阿尔法粒子仅在地层中行进几微米，所以它们不会被测井工具探测到。
以此，可定位基本上非放射性的靶体并确定它们的径向方位。因此，然后可以推导出任何具有已知的相对于所述靶体的空间关系的敏感设备的径向方位。此外，通过使用基本上放射性惰性（radioactively inert，在放射性方面呈惰性的）的靶体可避免与放射性靶体关联的安全、健康和环境放射性风险。
在某些实施例中，靶体可包括电磁体。在某些实施例中，电磁体可包括一个具有铁磁芯的螺线管。靶体可以保持处于未激活状态直到希望定位该靶体。在一个示例中，一旦期望探测靶体，就可以激活所述电磁体。一经激活，径向方位探测模块就可以通过由电磁体激活产生的磁场来探测靶体的存在和径向方位。在靶体是电磁体的情况中，径向方位探测模块可包括诸如Baker Vertilog的设备或者其它磁通测量设备。
所述电磁体可以是电池供电的、由来自于地表的电力电缆供电的、感应供电的，或以上几者的任意组合。以此，避免了会通常伴随永磁体的使用出现的问题，诸如金属碎片不期望地累积在磁体周围。会自然地在磁体周围积聚的碎片的不合需要的引力可能阻碍产品流动或导致干扰测井测量。
在某些实施例中，靶体包括磁-干扰构件（magneto-disruptive element，磁中断构件）。本文使用的术语“磁-干扰构件”是指任何产生可识别或可辨别的磁通特征的构件。适合的磁-干扰构件的示例包括但不限于金属构件中的某些不均匀结构，诸如圆凿（沟）、划痕或其它不均匀裂纹。磁-干扰构件具有可辨别的磁通特征——其磁通特征能区别于靶体附近的部件的背景磁通响应。
当磁-干扰构件被用作靶体时，径向方位探测设备可包括磁通泄漏工具，诸如Schlumberger PAL,EM Pipe Scanner或BakerVertilog，或以上几者的任意组合。
除了使用靶体来探测一个或多个靶体的径向方位之外，靶体还可用作深度测量设备。图3示出了说明这个概念的剖视图。套管315完全在与地层305相交的井眼312中。靶体150λ已经在一意在于之后一些时间测量的高度处预装在套管315上或预装在套管315附近。在希望测量靶体150λ的深度的情况中，靶体可包括任意之前描述类型的靶体，包括但不限于，非放射性靶体、短寿命放射性靶体、基本上放射性惰性的靶体、电磁体靶体、磁-干扰构件靶体，或以上几者的任意组合。探测设备330可利用钢缆（测井电缆，wireline）顺着套管315延伸以探测靶体350λ的深度。探测设备330可包括与任意本文描述的多种类型的靶体相对应的探测模块，该探测模块包括但不限于，X射线探测器、伽马射线探测器、中子探测器、磁通探测器或以上几者的任意组合。以此，探测设备330探测到靶体330的深度。
深度探测概念可扩展到测量地层的形变。图3也说明了这个概念。通过将多个靶体设置在遍及地层的一系列深度处（例如，350A，350B，350C，350D，350E，350F），操作人员可确立各靶体的初始基准参照深度。以后，当需要时，可确定各靶体的后续位置。通过比较靶体的初始基准参照深度与靶体的后续位置，可确定地层的形变（例如，压缩或下沉）。
应理解的是，多种靶体（例如，短寿命放射性靶体、基本上放射性惰性的靶体、电磁体靶体、磁-干扰靶体，或以上几者的任何组合）的任一个以及它们的相应的探测模块设备可与本文描述的任一方法（例如，径向方位确定、深度确定和地层形变探测，等）一起使用。
应理解的是，本文描述的各设备的元素/构件和特征中的任一个能够与本文描述的任一其它设备一起使用而不受限制。此外，应理解的是，本文描述的方法和步骤能够以除了明确陈述的或者由特定方法固有要求的顺序以外的任意顺序来执行。
因此，本发明特别适于实现上述提及的以及本文固有的那些目的和优点。上述公开的特定实施例仅是说明性的，因为可以对本领域技术人员而言显而易见、得益于本发明教导的不同但等同的方式来改变和实践本发明。此外，不希望限制本文示出的——除了如在以下权利要求书中所描述的——构型/结构或设计的细节。因此，很明显，以上公开的具体说明的实施例可被修改或改变，并且所有这样的变型和等价方案都被认为在本发明的范围和精神之内。此外，权利要求中的术语具有它们的平易的通常含义，除非另由申请人明确清楚地限定。

Claims (30)

1.一种用于对布置在地下地层中的管道打孔的方法，所述方法包括步骤：
设置未激活的电磁体；
其中，所述管道具有纵向轴线和径向轴线；
将所述未激活的电磁体定位在所述管道附近，其中所述未激活的电磁体元件相对于一敏感设备以一径向偏移角度设置，其中所述径向偏移角度是从约0°到约360°的角度；
激活所述未激活的电磁体以形成已激活的电磁体元件；
探测已激活的电磁体的径向位置；
基于已激活的电磁体的径向位置和所述径向偏移角度来确定打孔目标部位，以降低损坏所述敏感设备的危险；以及
在基本上避开所述敏感设备的方向上在所述打孔目标部位处对所述管道打孔以不损坏所述敏感设备。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，已激活的电磁体包括具有铁磁芯的螺线管。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，该方法还包括在检测到所述已激活的电磁体的径向位置的步骤以后对该已激活的电磁体去激活的步骤。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，该方法还包括将所述敏感设备附接至所述管道的步骤，其中定位所述靶体的步骤还包括将所述靶体夹固到所述敏感设备。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述径向偏移角度是约0°或约180°。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述打孔目标部位位于沿径向离所述敏感设备约180°的位置。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述打孔目标部位离所述敏感设备约170°至约190°。
8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述敏感设备是邻近所述管道的电缆，所述径向偏移角度约为0°。
9.一种用于对设置在地下地层中的管道打孔的方法，所述方法包括步骤：
设置其中具有磁-干扰构件的靶体；
其中所述管道具有纵向轴线和径向轴线；
将所述靶体定位在所述管道附近，其中所述靶体离敏感设备以一径向偏移角度设置，所述径向偏移角度是从约0°到约360°的角度；
使用磁通泄漏工具来探测所述磁-干扰构件的径向位置；
基于所述磁-干扰构件的径向位置和所述径向偏移角度来确定打孔目标部位以降低损坏所述敏感设备的危险；以及
在基本上避开所述敏感设备的方向上在打孔目标部位处对所述管道打孔以不损坏所述敏感设备。
10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，该方法还包括将所述敏感设备附接至所述管道的步骤，其中定位所述靶体的步骤还包括将所述靶体夹固到所述敏感设备。
11.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述径向偏移角度约0°或约180°。
12.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述打孔靶位于沿径向离所述敏感设备约180°的位置。
13.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述打孔目标部位离所述敏感设备约170°至约190°。
14.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述敏感设备是邻近所述管道的电缆，所述径向偏移角度约0°。
15.一种用于测量地下地层的形变的方法，所述方法包括步骤：
（a）在所述地下地层中的多个深度处设置多个靶体，其中所述靶体是未激活的电磁体；
（b）激活各未激活电磁体以形成已激活的电磁体元件；
（c）探测各已激活的电磁体的初始深度以确定各已激活的电磁体的基准参照深度；
（d）允许所述地下地层形变；
（e）在步骤（d）之后，探测各已激活的电磁体的量测深度以确定各已激活的电磁体的后续位置；以及
（f）比较所述基准参照深度与所述后续位置以确定所述地下地层的形变。
16.根据权利要求15所述的方法，其特征在于，该方法还包括将所述敏感设备附接至所述管道的步骤，其中定位所述靶体的步骤还包括将所述靶体夹固到所述敏感设备。
17.根据权利要求15所述的方法，其特征在于，所述径向偏移角度约0°或约180°。
18.根据权利要求15所述的方法，其特征在于，所述打孔目标部位位于沿径向离所述敏感设备约180°的位置。
19.根据权利要求15所述的方法，其特征在于，所述打孔目标部位离所述敏感设备约170°至约190°。
根据权利要求15所述的方法，其特征在于，所述敏感设备是邻近所述管道的电缆，所述径向偏移角度约0°。
20.一种用于确定设置在地下地层中的敏感设备的径向方位的方法，所述方法包括步骤：
将未激活的电磁体设置在管道附近，其中所述管道具有纵向轴线和径向轴线；
将所述未激活的电磁体离敏感设备以一径向偏移角度定位，其中所述径向偏移角度是从约0°到约360°的角度；
激活所述未激活的电磁体以形成已激活的电磁体元件；
使用磁通测量设备来探测所述已激活的电磁体的径向位置；以及
基于所述已激活的电磁体的径向位置和所述径向偏移角度来确定所述敏感设备的径向位置。
21.根据权利要求20所述的方法，其特征在于，该方法还包括将所述敏感设备附接至所述管道的步骤，其中定位所述靶体的步骤还包括将所述靶体夹固到所述敏感设备。
22.根据权利要求20所述的方法，其特征在于，所述径向偏移角度约0°或约180°。
23.根据权利要求20所述的方法，其特征在于，所述打孔目标部位位于沿径向离所述敏感设备约180°的位置。
24.根据权利要求20所述的方法，其特征在于，所述打孔目标部位离所述敏感设备约170°至约190°。
根据权利要求20所述的方法，其特征在于，所述敏感设备是邻近所述管道的电缆，所述径向偏移角度约0°。
25.一种用于确定设置在地下地层中的敏感设备的径向方位的方法，所述方法包括步骤：
将其中具有磁-干扰构件的靶体设置在位于地下地层中的管道的附近，其中所述管道具有纵向轴线和径向轴线；
将所述靶体离所述敏感设备以一径向偏移角度定位，其中所述径向偏移角度是从约0°到约360°的角度；
使用磁通泄漏工具来探测所述磁-干扰构件的径向位置；
基于所述磁-干扰构件的径向位置和所述径向偏移角度来确定所述敏感设备的径向位置。
26.根据权利要求25所述的方法，其特征在于，该方法还包括将所述敏感设备附接至所述管道的步骤，其中定位所述靶体的步骤还包括将所述靶体夹固到所述敏感设备。
27.根据权利要求25所述的方法，其特征在于，所述径向偏移角度约0°或约180°。
28.根据权利要求25所述的方法，其特征在于，所述打孔目标部位位于沿径向离所述敏感设备约180°的位置。
29.根据权利要求25所述的方法，其特征在于，所述打孔目标部位离所述敏感设备约170°至约190°。
30.根据权利要求25所述的方法，其特征在于，所述敏感设备是邻近所述管道的电缆，其中所述径向偏移角度约0°。
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