CN104053856B - 定向钻孔目标指引设备和方法 - Google Patents

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Abstract

与用于执行水平定向钻孔的系统结合使用的设备，所述系统包括从钻机到钻具延伸的钻柱，由此所述钻具能够基于转动方向而被指引。所述系统还包括用于产生将所述钻具引导到目标位置的指引命令的装置。显示器被配置为至少部分响应所述指引命令来选择性地指示旋转命令、推进命令和自旋命令中的每一个。描述了指示所述钻具的当前转动方向的指引指示器。3‑D网格可活动地位于指引或目标指示器的中央。取整的指引命令比可将目标转动方向的显示限制为只针对给定的钻具发射器能够感测和指示的那些目标转动方向。

Description

定向钻孔目标指引设备和方法
本申请要求于2012年1月5日提交的美国临时专利申请第61/583,566号的优先权，其全部内容通过引用合并于此。
本申请涉及并要求于2012年12月21日提交的标题为“定向钻孔目标指引设备和方法”的美国第13/725,718号的优先权，其内容通过引用合并于此。
技术领域
本申请总体上至少涉及地下定向钻孔领域，更特别地，涉及定向钻孔目标指引系统、设备和相关方法。
背景技术
钻具公知是可以携带传感器、发射器和相关电子设备的可指引钻头。钻具通常通过可从钻机延伸的钻柱控制。钻柱通常是由在下文中可称作钻杆的钻管部分所形成的，它们可以选择性地彼此连接以使钻柱前进或缩回。通常使用钻头上的斜角面来实现指引。在旋转的同时使钻柱前进可让钻具笔直前进，而在斜面指向固定角度时使钻柱前进将让钻具偏向某些方向。
用于引导钻具的一个现有技术方法涉及被称作导向或指引系统的系统。总体上，该系统产生最终使得钻具被指引到目标的指引命令。然而，申请人认识到，该现有技术的系统很大程度上受限于不经解释就将实际指引命令显示给操作员。仅基于对指引命令的访问，操作员将指引命令正确解释或译成钻机机器动作以成功引导钻具到达目标位置的技能变得极为重要。例如，依赖操作员从相对多样化的源和位置采集信息，以便正确地对钻机提供输入动作，使钻具对给定的指引命令作出恰当响应。
引导钻具的另一现有技术方法涉及被称作目标路径或钻孔计划的方法。该钻孔计划一般是在实际水平定向钻孔操作之前预先确定。钻孔计划可以自定义为使其适应任何情况组合，例如，避开先前已存在的工具、构筑物、障碍物和/或地产边界。该高级系统的示例见于共同拥有的通过引用合并的美国专利第6,035，951号(下文称作‘951专利)；参考该专利的图17-19进行详细描述。较后面的图的每个包括可由操作员用来沿着由‘951专利的图17中的参考数字626所指定的目标路径引导钻具的指引协调器630。在钻孔期间，操作员必须将指引协调器显示翻译成施加到钻机的机器动作以使钻具响应于与目标路径的偏差返回到目标路径并沿着目标路径前进。
前述相关领域的示例和其相关限制意在说明而非排他限定。在阅读本说明书和研究附图之后本领域技术人员将易于获悉相关领域的其他限定。
发明内容
下面的示例及其方面结合意在示例和说明而非限制范围的系统、工具和方法进行描述。在不同实施例中，上述问题的一个或多个被减轻或消除，而其他实施例指向其他改进。
一般而言，所公开的设备及相关方法与用于执行水平定向钻孔的系统一同使用，该系统包括从钻机延伸到钻具的钻柱，用于使得该钻具能够基于其转动方向而被指引。该系统包括用于产生将钻具引导到目标位置的指引命令的配置。根据本公开的一个方面，显示器被配置为至少部分响应于指引命令来选择性地指示旋转(rotate)命令、推进(push)命令和自旋(spin)命令中的每一个。可对操作员可视化示出旋转、推进和自旋命令中的每一个。
根据本公开的另一方面，显示器被配置为在显示器上按照与目标指示器具有一定位置关系的方式示出指引指示器，并且该指引指示器被配置为呈现表示了所述钻具的当前转动方向并且指示了将所述钻具指引到所述目标位置的期望指引方向的信息。
在本公开的又一方面中，所描述的设备及相关方法与用于执行水平定向钻孔的系统一同使用，所述系统包括从钻机延伸到钻具的钻柱，用于使得该钻具能够基于其转动方向而被指引，并且所述钻具发射显示给定分辨率的当前转动方向信号，以定义一组预定的、角度间隔的转动方向位置，其中每个转动方向位置可以由当前转动方向信号来确定。设备及相关方法涉及用于产生竖直指引命令和水平指引命令的装置，使得该竖直指引命令和水平指引命令之间的指引命令比能够定义用于将钻具引导到目标的期望的指引方向，该期望的指引方向不限于由所述发射器的给定分辨率所定义的所述预定间隔的转动方向。显示器被配置为基于指引命令来显示与目标指示器具有偏离的位置关系的指引指示器，并且至少当期望指引方向落入到预定间隔转动位置之间时该指引指示器图像化地显示基于期望指引方向的修改后的期望指引方向，该修改后的期望指引方向对应于预定转动方向位置的最接近的一个，以使得该修改后的期望指引方向与预定的间隔转动方向之一在角度上对齐。
在本公开的又一方面中，所描述的设备及相关方法与用于执行水平定向钻孔的系统一同使用，所述系统包括从钻机延伸到钻具的钻柱，用于使得该钻具能够基于其转动方向而被指引，并且该系统被配置为产生指引命令以使得该钻具可以对目标导向追踪。设备及相关方法涉及被配置为基于指引命令按照与目标指示器具有一定位置关系的方式示出指引指示器的显示器。在显示器上示出网格图案，所述网格图案从目标指示器和指引指示器中的所选择的一个开始。
除了上述示例性方面及实施例以外，通过参考附图和研究下面的说明将使其他方面和实施例变得显而易见。
附图说明
参考附图示出示例性实施例。本文所公开的实施例和附图意在说明而非限制。
图1是将根据本公开的目标指引设备及其方法用于使得钻具对目标位置导向追踪的区域的正面图解视图。
图2是示出结合附加特征的旋转命令的实施例的外观的图解屏幕截图。
图3是示出结合附加特征的推进命令的实施例的外观的图解屏幕截图。
图4是示出结合附加特征的自旋命令的实施例的外观的图解屏幕截图。
图5是根据本公开的示出目标指引方法的操作的方法实施例的流程图。
图6是根据本公开的示出指引指示器的实施例的外观的图解屏幕截图。
图7图解示出渐进增加倾斜值的本公开的指引指示器的屏幕截图的实施例的外观。
图8是图解示出渐进减少倾斜值的本公开的指引指示器的屏幕截图的实施例的外观。
图9是示出产生本公开的指引指示器的方法实施例的流程图。
图10是示出旋转命令的实施例的外观的图解屏幕截图，在其中指引指示器居中而目标指示器基于指引命令围绕指引指示器移动。
具体实施方式
下面的说明被呈现以使得本领域的普通技术人员做出和使用本发明且下面的说明在专利申请及其要求的背景下提供。对所描述的实施例的各种修改对本领域技术人员将是显而易见的并且本文所教导的通用原理可以应用到其他实施例。因此，本发明并非意图限制所示实施例，而是符合与包括修改和等同的本文所描述的原理和特征相一致的最广泛的范围。需注意，附图并非按比例绘制并且以所认为的最佳示出相关特征的方式来在本质上进行图解说明。对于在附图中所提供的不同视角描写的术语，例如，诸如上/下、左/右等被用来增强读者的理解力而非意图限制。
现在参考附图，其中贯穿各个附图的相同项由相同的参考数字来示出，现在参考附图1，其示出了用于执行地下操作的系统的一个实施例，通常由参考数字10来表示。该系统包括便携式装置20，其示出在地面22上的位置并且进一步放大到插入图中。应当注意到的是，装置20内的组件间布线为了保持说明清楚而未被示出，但是应当理解的是布线存在并且可以容易地由本领域普通技术人员根据本全部公开来实施。装置20包括测量bx、by和bz表示的三正交排列磁通量分量的三轴天线群26。适合于此处场合的一个有用的天线群在与本申请共同拥有并通过引用合并于此的美国专利第6，005,532号中公开。天线群26电连接到接收器部分32。倾斜传感器配置34可设置用于测量重力角度，由此可以确定在水平坐标系中的通量分量。
装置20可进一步包括图像化显示器36、具有天线40的遥测装置38和与各种组件相称地内连的处理部分42。处理部分可包括被配置为执行在操作期间所需要的各种程序的数字信号处理器(DSP)。应当认识到的是，图形化显示器36可以是触摸屏幕，以便有助于操作员选择在屏幕上所定义的各种按钮和/或可有助于在屏幕上所定义的提供给操作员选择的各种按钮间的卷动。该触摸屏幕可以单独使用或与诸如键盘之类的输入装置48组合。输入装置48可以无需触摸屏幕来使用。此外，可以采用输入装置的各种变型并且可使用滚轮和其他适合的公知形式的选择装置。处理部分可包括诸如一个或多个处理器、任意适当类型的存储器以及模数转换器之类的组件。如本领域所公知的，模数转换器应当能够检测至少是所关注的最高频率的两倍的频率。可以一起包括GPS(全球定位系统)接收器50和GPS天线52。GPS组件可以是勘测级的以便提供增强的位置确定精度。可以按需添加其他组件(未示出)，例如，诸如有助于与钻孔方向相关的位置确定的磁力计和用于测量装置高于地面的高度的超声换能器等。
在本实施例中，装置20可以可选地以两种方式配置来向发出诸如偶极电磁信号之类的定位场62的钻具60提供目标。在第一配置中，装置20自身作为目标。在第二配置中，装置20可以指引钻具到位于装置下面的位移目标T。例如，两种配置都在是本申请的共同拥有并通过引用合并于此的美国专利第6,250,402号(下文称作‘402专利)中描述，如此可以产生左/右(△Y)和上/下(△Z)指引命令以引导钻具到所述装置或位移目标。此外，例如，根据‘402专利,该配置确定钻具的深度D以及钻具到目标的水平距离S。本申请的共同拥有并通过引用合并于此的美国专利第6,727,704号中使用产生指引命令和相关信息的更进一步的高级方法，其中目标位置不限于是位于便携式装置正下方。如下文中将要进一步描述的，所有信息可以从装置的遥测天线40发射用于在钻机70处使用。例如，关于‘951专利，在又一配置中，目标位置可与沿着如上所述的预定钻孔计划(即，目标路径)80之类的位置相对应。在本示例中，目标路径由虚线表示且只部分示出。在又一实施例中，便携式装置可使用摇杆或其他合适的允许便携式装置的操作员来直接产生钻机驱动命令的机械装置。通过非限制性示例的方式，一种该装置在共同拥有并通过全部引用合并于此的美国专利第6,079,506(下文称作‘506专利)中描述。特别地，如‘506专利的图3和图4中所示的，手持式便携式装置140包括摇杆148。使用该摇杆，任何合适的钻机驱动命令组能被可选地发给钻机处的操作员。与产生用于指引钻具的相关信息具体技术无关，以下所描述的技术可使用这种信息产生钻机驱动命令。根据本公开的全部内容，可以认为本领域的普通技术人员可以根据本文所给出的教导而容易地使用合理地产生指引命令的任意系统。
仍参考图1，系统10进一步包括具有接收沿着相对的一对轨道83的长度移动的滑动架82的钻机70。钻具26包括不对称面84并且依附在钻柱86的相对端。通常，钻柱86是由多个可移动可依附的钻管部分所形成的，由此钻机可使用箭头88方向上的移动来推动钻柱到地下并响应于相反移动使钻柱缩回。钻管部分可限定用于携带钻探泥浆或在压力之下从钻具射出的帮助凿穿地面以及冷却钻头的流体的穿过隧道。通常，钻探泥浆液用作暂停并沿着钻柱的外部长度执行对地面开凿。通过调整非对称面84使得钻具响应于可被称作“推进模式”的向前推进的运动偏向地下期望的方向，可以以公知方法实现指引。通过钻机使钻柱旋转或自旋通常使得钻具前进或笔直前进，一般被称作“自旋”或“前进”模式。
本示例构思在主XYZ坐标系内的钻具的运动。为了简化起见，在本示例中，X轴通常至少可与地面同延扩展且通常位于钻具的预期路径之上，然而，可采用任意其他合适的坐标轴配置。主坐标系的原点由参考标记90确定，基本上是钻具进入地面的那个点。尽管笛卡尔坐标系被用作本文所公开的不同实施例所采用的主坐标系的基础，但是应当认识到的是，本术语是用作描述目的且可以使用任意适合的坐标系。如所记载的，X轴向前延伸。当面向沿着X轴的向前方向时Y轴向右延伸而Z轴向下定向。
钻孔操作由在本身包括与遥测天线104连接的遥测接收器102、显示屏幕106、诸如键盘110之类的输入装置、可包括合适界面和存储器以及一个或多个处理器的处理配置112的控制台100(在放大插入图中最佳可见)的操作员(未示出)控制。为了说明目的且在所附权利要求中，应当注意到术语显示可认为包含至少是能够示出在附图中所示的不同屏幕演示的实施例的合适设备。例如，该合适设备的非限制性示例包括控制台100和装置20以及与合适的处理配置相关联或被合适的处理配置驱动的任意合适的显示屏幕。例如，多个控制杆114控制滑动架82的移动。在实施例中，屏幕106可以是触摸屏，因此键盘110可以是可选的。
在钻孔操作期间，装置20使用天线阵列26接收信号62并且处理所接收的信号，例如，根据上述合并的‘402专利来产生所述(△Y)和(△Z)指引命令以及深度D和距离S，所有这些可以使用遥测信号120发射到钻机处的遥测系统102。应当认识到的是，定位信号62可以用任何合适的方式来调制，以将信息携带到装置20。作为非限制性示例，该调制的信息可包括诸如倾斜之类的方位传感器读数和转动方向传感器读数、电池状态、温度、转动方向、围绕钻具的钻探泥浆压力以及任何其他相关信息。应理解的是，作为调制定位信号的替代，主题信息可使用诸如管中电线配置之类的电导体从钻桩带上到钻机。在任一情况下，所有信息对于钻机处的控制台100可用。在一些实施例中，应当认识到的是指引命令可以无需手持式便携定位器来产生。这类系统的示例在上述合并的‘951专利以及本申请共同拥有且通过全部引用合并于此的公开的美国专利申请第2011-0174539中描述。在其他实施例中，控制台100可以在离钻机较远处设置，例如，作为包括钻机驱动控制以及显示器106的便携式/远端单元。
现在参考图2-图4，例如，其是可在图1的显示器106上出现的目标指引应用程序的实施例的外观的图解示图。应当认识到的是显示的图像的示图由于在专利申请及其要求的背景下对所示附图的约束而被限制为黑白线条图，虽然如此，可以在显示器上以任意合适方式使用全色。至少一些目标指引应用程序的特征将依照它们在彩色显示器上的可能的外观来进行描述。此外，一些特征可涉及以动画形式显示的元素的逐步移动，例如，仿真3-D(三维)图像。总之，显示可包括一系列的共享圆心202的同心圆200。径向线204可从圆心202延伸，例如，以15度增幅。如将进一步讨论的，同心圆200和径向线204共同作用以模拟三维隧道的图像。目标符号210同样以202为中心且可包括十字准线212以及在圆214内所形成的交叉X形。需注意目标符号可以用广泛范围的不同配置来设置且不限于所描述的配置。在一些实施例中，目标位置可以基于来自便携式装置20的信号确定而在其他实施例中，目标位置可以是沿着预定目标路径的任意合适的位置。如将要描述的，虽然目标符号在进行钻孔操作期间未从中心202移动，但是目标符号的相对大小可以响应于钻具离实际目标位置的距离而改变。倾斜规220存在于显示器106的左边缘附近并可显示最近的或当前的在钻机处接收的倾斜值。在图2的示例中，在与位于倾斜弧230中心的钻头符号224邻近的倾斜窗口222中示出作为当前倾斜值的0.0％的倾斜值。倾斜值的范围至少从-30％到+30％。通常，对于钻孔操作而言相对罕见使用超出该范围的数值。然而，在该操作的情况下，当前倾斜值可在倾斜窗口222中示出。应当认识到的是本申请的任何屏幕显示的倾斜值可以按照百分比级或角度来指定。显示器106可显示距离目标的当前距离240，其对应于当前数值S。在图2的示例中，当前距离示出为20英尺0英寸。一连串V形图案可以从距离显示对齐到目标方向上的点。
已描述图2-图4示图之间所共有的目标指引的特征，关于这些单独视图的额外细节将会结合与在指示操作员引导钻具到目标的整体过程中所涉及的钻孔操作的具体级的每个视图相对应的讨论来提供。
很明显的，图2涉及在继续进行之前指示操作员重新定向或旋转钻具的转动方向的背景下的显示器上示出的转动/倾斜规260、离目标圆心202的位移。应当注意转动/倾斜规可被称作指引指示器。因此，图2的视图可以认为是表示旋转或转动命令模式。在实施例中，虽然未做要求，但可显示词汇“旋转”或其他合适的文本显示来表达当前的驱动命令。文本显示可以有外框和/或使用任意合适的颜色组合和/或活动图形元素示出。在另一实施例中，在图2的屏幕图像之前可以显示不同的显示屏幕，包括向操作员强调驱动命令在变化的更大的文本显示，下面所描述的具有其他文本显示的情况也同样如此。对于图2而言，可以假定钻具是静止的。在本实施例中，转动/倾斜规通常以具有12圆周位置的钟面形式来示出。例如，从遥测信号120(图1)解码，转动条262可示出钻具的当前转动方向。当前转动方向还可以用如在钟面的中央处的转动圆266来示出。在本示例中，当前转动方向示出为12:00点。此外，转动/倾斜规260以意在直观地演示相对于根据来自操作员的所需要的转动输入的目标的由转动/倾斜规唯一表示的钻具的当前状态的方式从中心202处被按角度隔开和位移。可采用比如在转动/倾斜规的外围上的插入符号270的形式来设置图形化指示以表明根据转动/倾斜规上的位置的转动/倾斜规的角方向。即，转动/倾斜规以这样的方式从目标角位移，假设操作员能够至少沿着钻机的长度向下看目标，期望的是显示能够被操作员看到的视图。此外，转动/倾斜规图像化地且数字化地向操作员示出钻具的当前转动方向。因此，此处所描述的转动/倾斜规显示将大量的信息合并为方便容易地解释的视图。应注意角位移可基于竖直指引命令△Z和横向指引命令△Y之比(△Z/△Y)的反正切来确定，其中指引命令可通过遥测信号120得到。
仍参考图2，可连同转动/倾斜规设置深度指示274以指示从遥测信号120所解码的钻具的当前深度。在本实施例中，深度指示在与在显示的上边缘和转动/倾斜规的上外围之间的间隔开的若干反向V形图案相邻的窗口中示出。应当认识到的是，深度指示和相关反向V形图案基于指引命令与转动/倾斜规的移动相一致地移动。为了向操作员表明需要调整转动方向，显示器可以以任意合适的方式引起操作员对转动条262的注意。例如，转动条可以是红色的，闪烁的和/或使用一些组合特征的活动的。同时，插入符号270可使用颜色、动画等呈现与转动条相同的行为或任意适合的行为以向操作员表明需要转动输入。例如，基于转动/倾斜规的钟面的外观和/或颜色可以向操作员提供进一步的指示。例如，钟面或钟面的一些限制部分可以用只要转动条262未与插入符号270对齐就一直保持的黄色或其一些变形来阴影化。还可以设置需求转动输入的听觉指示。响应于该指示，操作员可以为了使转动条262与插入符号270对齐而旋转钻柱。通过转动钻具，转动条以下面将进一步详细描述的方式围绕转动/倾斜规旋转。在实施例中，指引协调器260的位置可以基于X和Y指引命令的幅值和标记来确定。在一些实施例中，转动指示器可以与指引协调器分开设置，例如，在靠近显示的一个角落出现的钟面上。
图2进一步用作介绍延伸穿过规的钟面的倾斜指示器278。倾斜指示器作为倾斜水平可认为是可互换的。由于在图2中的当前倾斜读数是0度，所以倾斜指示器二等分钟面。如将在后续附图中所见的，倾斜指示器可响应于倾斜方向的变化在转动/倾斜规上竖直移动。此外，可以使用任意合适的方案来定义当前倾斜读数，例如，包括定义对应于倾斜水平的恰当位置的边界的颜色阴影。
图3演示了响应于操作员使钻柱转动以让转动条262与插入符号270对齐的表明给操作员的进一步不旋转地推进或前进钻杆到土地的推进或前进命令的显示器106的图像的实施例。虽然未做要求，但是在实施例中，可以显示词汇“推进”或其他合适的文字显示来表达当前的驱动命令。文本显示可以有外框和/或使用任意合适的颜色组合和/或活动图形元素示出。如果操作员错过了对齐条件，例如，由于钻柱中收卷的原因，则操作员可简单地继续旋转钻柱任意数目的循环直到实现对齐。响应于实现转动条和插入符号的对齐条件，配色可以变化。例如，转动条和/或插入符号可以变成绿色和/或呈现任意合适的行为，例如，诸如闪烁来向操作员表明钻柱应当不旋转地前进。钻具之后可以前进直到指示其他情况。在该前进过程期间，显示器106的元素可以响应为向操作员表明钻具正朝向目标移动。在一个特征中，圆200的直径可以如箭头280所示地扩张。类似地，圆200可以响应于钻柱的缩回来活动以减小直径。
仍参考图3，现在适当地考虑关于让转动条262与插入符号270对齐的若干细节。在实施例中，转动/倾斜规260连同插入符号270可以位于任意的根据当前指引命令比所定义的角方向。然而，取决于在钻具60中使用的特定发射器的转动方向感测能力，结果可能不能够实现转动条和插入符号之间的完美对齐。在该实施例中，诸如颜色和/或动画之类的其他指示可以向操作员表明虽然在转动条和插入符号之间未对齐一定角度但是使钻柱前进是恰当的。然而，在另一实施例中，基于当前指引命令比的转动/倾斜规260和插入符号270的定位可以考虑在钻具60中使用的特定发射器的转动方向感测能力来实现。即，给定发射器通常包括转动方向传感器或具有限制分辨率的感测配置。例如，可利用具有12位置(即，钟位置)的转动方向感测和24位置(1/2钟位置)的转动方向感测的发射器。对于常量转动速度，围绕转动/倾斜规的转动条262的前进以逐步方式从一个感测转动位置向下一个行进。通常，基于遥测信号，当前感测的位置可以被取整到可示出的最接近的可利用的转动方向。换一种方式表述，转动/倾斜规260和/或插入符号270被可定位地限于与给定发射器通过将当前指引命令比约束为整数所能够感测到的位置相对应或匹配的角方向。因此，转动/倾斜规260和插入符号270可以被定位在围绕与可以由使用中的发射器示出或感测到的转动方向相对应的圆心202均匀间隔开的角度位置上。通过这样的方式，转动位置的每个可以在转动/倾斜规上示出，可以带来或实现与插入符号270的对齐条件。因此，显示器可以被配置为基于指引命令示出指引指示器与目标指示器的偏离位置关系使得指引指示器图形化地显示修改的期望指引方向。修改的指引方向是基于期望的指引方向，如此当期望的指引方向落入预定间隔的转动位置之间时，使得修改的指引方向可与最接近的一个预定的转动方向位置对应，以将修改的指引方向与预定间隔的转动方向之一在角度上对齐。
参考图4，响应于操作员将钻具变换方向到朝向目标的笔直路径上的显示器106的图像的实施例被示出。即，钻具应通过在“自旋”模式中在推进的同时自旋钻具而碰撞目标。图4中的屏幕106的图像可以认为是向操作员提供自旋命令。在实施例中，虽然未做要求，但可显示词汇“自旋”或其他合适的文本显示来表达当前的驱动命令。文本显示可以有外框和/或使用任意合适的颜色组合和/或活动图形元素示出。例如，响应于降低到小于或等于选定阈值的指引命令△Y和△X两者，可以进入自旋模式。合适的阈值，以非限制性示例的方式，对于具有对每个指引命令的给定范围为256单位的发射器而言，可选择为指引命令的+/-5单位。一旦任一指引命令违反阈值，则显示器可分别回归到图2和图3的旋转命令或推进命令模式。根据需要，显示器可以在不同命令模式之间切换。需注意到目标的距离240被示出为降低为15英尺0英寸而深度274被示出为增加到12英尺0英寸。钻头符号224在倾斜弧230上与同样示出在倾斜窗口222中的当前倾斜值-2.5％对应的位置处示出。
仍参考图4，在进入自旋命令模式时，显示器的外观可以以任意合适的方式变化。在实施例中，目标符号210的大小(即，直径)可以增加并位于转动/倾斜规262的中央。转动/倾斜规自身的外观可以变化。在实施例中，转动/倾斜规的外环400可以改变与其外观相关的在图2和图3的屏幕中的颜色，例如，变换为绿色圆形带。外环400可以是活动的，例如，包括旋转部分和/或颜色遮蔽由箭头402所表示的那个旋转来向操作员演示钻柱的旋转是期望的。作为另一特征，注意到插入符号270可以根据进入的该显示模式而消失。
图4额外地示出了倾斜趋势指示器410a和410b的图像的一个实施例，其可以集合地使用参考数字410来表示。在本示例中，最小倾斜指示器410a指定-2％而最大倾斜指示器410b指定+5％。最小和最大值可以用任意合适的方式来确定。在一个实施例中，最小和最大倾斜值可以指定为在直到当前时间的一段时间内(例如，最近10秒内)所测得的相应数值。在另一实施例中，最小和最大倾斜值可以从预定数量的最近的倾斜值中选取，例如，最近三十个倾斜读数。倾斜趋势指示器可以表面钻孔条件。例如，当钻具遭受高度振动时，倾斜趋势指示器通常彼此分离。经受相对平滑的操作，倾斜趋势指示器通常靠拢。在钻具响应于撞击诸如岩石之类的障碍物而偏向的事件中，倾斜趋势指示之一可响应钻具的当前所指示的倾斜读数。在例如当单独的倾斜读数非常不同时的情形下表示钻孔完成,倾斜趋势指示器也是有用的。
参照图2-图4以及将在另外的图中所示的，倾斜信息还可设置为转动/倾斜规262的一部分。在实施例中，转动/倾斜规上的“水平线”可以响应于当前倾斜读数而竖直地移动，使得水平线在0倾斜处等分转动/倾斜规，随着倾斜变得朝向负数而向上移动，随着倾斜变得朝向正数而向下移动。任意合适的方案可用作定义倾斜水平，例如，包括彩色阴影。
图5是通常由参考数字500所表示的流程图，其示出了根据本公开的目标指引应用的操作的实施例。方法从502开始到504是分析通过例如遥测信号120接收的最近的钻具位置和相关信息。在一些实施例中，至少诸如基于传感器的方向读数之类的一些信息可以通过使用钻柱的数据传输在钻机接收。在506，测试确定钻具是否与目标对齐。例如，如上所讨论的，该确定可以基于考虑阈值的指引命令的幅度值。考虑到由给定发射器所检测到的转动位置的数量，对齐可以基于指引命令所提供的角分辨率来确定。例如，指引命令可以取整为可由给定发射器检测/示出的最接近的转动方向。如果钻具是对齐的，则操作前进到510使显示器106可发出例如基于其在图4中的图像的自旋命令。另一方面，如果钻具与目标没有对齐，则操作下一步前进到旋转模式(图2)或推进模式(图3)的适当一个。因此，步骤512以如图3所示的推进命令的显示相一致的方式，基于指引命令比测试钻具的当前转动方向角是否与需要指引的方向对齐。如上所述，指引命令可取整为可由给定发射器检测/示出的最接近的转动方向。如果对齐是合适的，则操作继续进行到514使的图3的推进命令屏幕或其等同可以显示给操作员。如果对齐是不合适的，则操作继续进行到518使得图2的旋转命令屏幕或其等同可以显示给操作员。在自旋命令510、推进命令514和旋转命令518的每个之后，操作回归到514。所述过程可以以迭代方式重复直到钻具到达目标。过程的迭代可以以任意合适的速度执行以更新显示。在实施例中，迭代可以快速地执行，这受限于系统硬件影响的约束。例如，可以每当从地下发射器电子设备接收到转动更新时执行迭代。
参考图6，现在关注关于转动/倾斜规260的更多细节。首先注意到，如图2-4中所示，转动/倾斜规可以在显示器106上示出为全部目标指引显示的部分，或者如图6和/或装置20的显示器36中所示，单独地在显示器106上示出。在任一情况中，转动/倾斜规260的外观可以完全相同的，然而，允许使用转动/倾斜规的单独视图进一步说明清楚至少某些特征，最大的一副视图是本讨论的目标。转动/倾斜规260至少通常与其图2中的图像相对应，包括转动圆266，其示出12点转动指示，具有与在12点位置处对齐的转动条262。虽然转动条被示出为透明的以示出下方的钟面，但是转动条可以是任意合适的颜色且可以遮盖住其下方的钟面图。在本示例中，倾斜指示器278指定当前倾斜读数是0百分比。如上所讨论的，倾斜指示器的位置可用作不同颜色区域之间的边界。例如，倾斜指示器下方的区域600可以是深色或黑色的而上方的区域可以是浅色的。在实施例中，在倾斜指示器278的位置以上并具有由虚线604所限定的上边界的过渡区或区域602，可以逐步地明暗，例如，从靠近倾斜指示器位置的白色到接近到达上边界604是几乎全部褪色的区域上边缘处的金色。钟面的上部610可以是不同的颜色，例如，蓝色。如所见的，转动/倾斜规的钟面上的每个不同颜色区域的比例可以响应于倾斜角度的变化而改变。区域602可以与倾斜指示器278的移动相一致地竖直移动。区域602的竖直宽度可以响应于当前倾斜至而改变。例如，随着倾斜向正方向增加，该区域可竖直地变窄。相反地，随着倾斜朝负方向增加，区域可竖直地变宽或者保持不变。例如所示的，数字指示可提供用于钟面上的选定位置。在基于施加到区域600、602和610的颜色施加阴影到转动圆的实施例中，可以选取配色来保持转动圆266的可见性。
图7示出了显示器106上的渐增正倾斜值的转动/倾斜规的图像的实施例，由参考数字700a-f指定，每个标有所示的倾斜值和所示的旋转值。应当认识到的是，上述根据图6的各个区域可容易地针对这些截图的每个而提供。通过非限制性示例方式，对于标准坐标系，倾斜指示器线的位置可以通过选取当前倾斜值的读数并之后乘以至少是部分基于规的高度的常数来确定。
图8示出了显示器106上的渐增负倾斜值的转动/倾斜规的图像的实施例，由参考数字800a-f指定，每个标有所示的倾斜值和所示的旋转值。应当认识到的是，上述根据图6的各个区域可容易地针对这些截图的每个而提供。
参考图9，通常由参考数字900所表明的用于产生如各个附图中所见的转动/倾斜规的方法实施例被示出。在902，包括倾斜数据和转动数据的数据被接收。如上所述，该数据可以通过遥测技术和/或任意其他适合的方式来接收，例如经由钻柱从钻具上传到钻机的传输。所接收的数据被解码并在904被传输到数据存储。例如，数据存储可以位于在钻机上的控制台100的存储器中。新的倾斜数据之后在906用于调整如倾斜规200(图2-4)、倾斜趋势指示器(图4中的410a和410b)和图2-4和图5-8中所见的转动/倾斜规所反映的倾斜指示。同样，新转动数据可在910被用于调整如图2-4和图5-8中所见的转动/倾斜规所反映的转动指示。步骤906和步骤910之后，操作返回902并可使用贯穿系统操作的该循环来进行。
图10是如可出现在图1的显示器106上的目标指引应用的另一实施例的外观的图解示图。需注意的是为了简洁起见一些相同组件的说明未做重复。在本实施例中，同心圆200的圆心集中在转动规260之上，其具有相对转动规(即，指引指示器260)可移动的符号210’，使得标记外框相比图2-4而言是颠倒的。即，目标符号基于指引命令围绕图10中的中央转动规移动。例如，径向线204以15度增量从转动规的中心延伸。响应于钻具的前进和后退运动，同心圆200和径向线204可继续共同作用来模拟具有与施加到圆200类似动画的三维隧道的外观。目标符号210’可包括在圆214内所形成的交叉X形。需注意的是目标符号可以在广泛的不同配置中设置且不限于所描述的配置。目标符号在钻孔操作进行期间基于指引命令相对于圆200的中心移动。如上所述的，在实施例中，目标符号的相对大小可响应于钻具距实际目标位置的距离而变化。倾斜规220在显示器106的左边缘附近示出且可以显示最新的或当前的在钻机处所接收的倾斜值。在图10的示例中，0.0％倾斜值被示出为当前倾斜值。距离目标的当前距离240被示出为15英尺0英寸，而当前深度指示274显示钻具的深度为12英尺0英寸。一连串的V形图案可从距离指示向转动规方向上的点对齐。
仍参考图10，在实施例中，一连串的六边形1000从转动规260导向目标210’。一连串中每个六边形的直径可随着距转动规/钻具的距离的增加而逐步地减少尺寸。在一个特征中，一连串中的每个六边形的角方向可以基于在钻孔路径上的相关点处的钻柱的弯曲度来确定。通过这样的方法，显示器直观地示出沿着路径的3-D弯曲度。使用六边形并非意在限制，可以采用任意合适的符号或符号组来表示向前的钻孔路径。钻孔路径及其相关弯曲度可以用任意合适的方法来确定，例如，基于在钻孔之前进行确定或即时确定的预先规划的期望路径。需注意的是图10的屏幕截图通过示出旋转命令的方法类同于图2的示图。当然，配色和/或动画可以采用与上述说明相一致的方式来使用并且在始终维持在本文所揭露的教导的范围内的同时具有很大的灵活性。本领域的普通技术人员采用本公开能够容易地实施与图3的推进命令相对应的显示器。与图10相一致的旋转命令和/或推进命令可以结合图4的自旋命令容易地使用，以形成全部命令，这是因为目标和指引指示器被对齐用于自旋命令。
虽然上述讨论主要依照可视化显示器设计驱动命令的指示，但是应当认识到的是，可以采用任何适当的方式向操作员传达推进命令。通过非限制性示例的方式，实施例可采用听觉的推进命令、基于触摸的触觉推进命令、钻机控制阻力(例如，操作员驱动的控制杆)、指示特定驱动命令恰当的和/或非恰当的控制的钻机振动控制或其任意合适的组合，包括使用可视化显示器的组合。
上述说明所启用的显示器被认为提供了导向追踪或目标指引系统的背景下与特定钻孔操作的成功结果相关联的直观的信息表示。需要指出的是这类显示迄今为止还未出现。钻孔操作的进展以这样的方法进行监控，以非常迅速的方式使用自定义的显示模式向操作员发出极大地增加成功完成给定钻孔操作的可能性的每个指示的恰当指示。特别地，显示器被配置为至少部分响应于指引命令向操作员选择性地和自动地提供指示作为钻机的驱动命令，包括旋转命令、推进命令和自旋命令中的每一个。应当认识到的是可以提供足够操作给定钻机的一个或多个命令的集合，并且该驱动命令集合不限于具体的在本文中所详细描述的命令。即，驱动命令集可以以任意期望的方法来定制，例如，基于一个或多个本文所描述的驱动命令、其他驱动命令和/或任意合适的驱动命令的组合。在实施例中，在整个钻孔进行期间的任意给定时间，显示器可发出恰当的钻机驱动命令。即，操作员能够一直依靠以当前钻机驱动命令的形态存在的指导。除了指示钻机驱动命令之外，显示器还能够合并相关信息(例如，钻具进到指引指示器的当前转动方向)以提供结合或考虑当前钻机驱动命令的钻机和钻具的实际操作状态的直观表示。此外，可以有效地消除操作员解释或译出指引命令的需求以及诸如规划恰当的钻机驱动的钻具的当前转动方向之类的其他信息的需求。
本发明的上述说明示出以说明和描述。并非意图穷举或将本发明限制为精确地形式或所公开的形式，通过上述教导本领域的普通技术人员将认识到教导的某些修改、置换、添加和组合，从而可能做出其他修改和变化。
本文所描述的所有元件、部件和步骤是优选地包括。应当认识到的是，对本领域的技术人员显而易见的是，任意的这些元件、部件和步骤可以由其他元件、部件和步骤进行替换或全部删除。
在本文中，至少下面的构思被公开。
构思1.用于执行水平定向钻孔的系统中的设备，所述系统包括从钻机延伸到钻具的钻柱，用于使得该钻具能够基于其转动方向而被指引，所述系统包括用于产生将所述钻具引导到目标位置的指引命令的装置，所述设备包括：
显示器，其被配置为至少部分响应于所述指引命令来选择性地指示旋转命令、推进命令和自旋命令中的每一个。
构思2.根据构思1的设备，其中所述显示器被配置为可视化地向操作员指示所述旋转命令、所述推进命令和所述自旋命令中的每一个。
构思3.根据构思1或2所述的设备，其中所述显示器基于所述指引命令示出位于所述显示器上的指引指示器，并且该指引指示器指示了所述钻具的转动方向。
构思4.根据构思3所述的设备，其中所述指引指示器在钟面上图形化地指示所述转动方向。
构思5.根据构思3所述的设备，其中所示指引指示器数字化地指示所述转动方向。
构思6.根据构思1至5中任一项所述的设备，其中所述系统产生包括竖直指引命令和水平指引命令的指引命令，并且其中所述显示器被配置为基于所述竖直指引命令和所述水平指引命令中的每一个的幅值的阈值来在所述自旋命令与所述推进命令和所述旋转命令中的每一个之间切换。
构思7.根据构思6所述的设备，其中所述推进命令和所述旋转命令中的每一个的幅值被指定为256个单位的范围内并且所述阈值小于或等于5个单位。
构思8.根据构思6所述的设备，其中所述指引指示器被配置为当所述旋转命令被发布时相对于所述推进命令和所述自旋命令的外观而改变外观。
构思9.根据构思8所述的设备，其中所述指引指示器被配置为包括与所述推进命令和所述自旋命令相对应的第一直径以及与所述旋转命令相对应的较大的第二直径。
构思10.根据构思9所述的设备，其中所述显示器示出目标指示器且该显示器被配置为响应于满足所述阈值的所述竖直指引命令和所述水平指引命令两者来将所述指引指示器的中心置于所述目标指示器。
构思11.根据构思1-10中任一项所述的设备，其中所述目标位置被定义为与发射导向追踪信号的便携式装置成固定关系。
构思12.根据构思1-11中任一项所述的设备，其中所述目标位置是沿着预定钻孔计划的点。
构思13.用于执行水平定向钻孔的系统中的设备，所述系统包括从钻机延伸到钻具的钻柱，用于使得该钻具能够基于其转动方向而被指引，所述系统包括用于产生将所述钻具引导到目标位置的指引命令的装置，所述设备包括：
显示器，其被配置为在所述显示器上按照与目标指示器具有一定位置关系的方式示出指引指示器，并且所述指引指示器被配置为呈现表示了所述钻具的当前转动方向并且指示了将所述钻具指引到所述目标位置的期望指引方向的信息。
构思14.根据构思13所述的设备，其中所述指引指示器在钟面上图形化地示出所述当前转动方向。
构思15.根据构思13所述的设备，其中所述指引指示器包括示出当前转动方向的转动条。
构思16.根据构思15所述的设备，其中所述转动条被配置为响应于所述钻具的当前转动方向在所述钟面上的多个预定转动位置之间逐步地移动。
构思17.根据构思13所述的设备，其中所述指引指示器数字化地指示所述钻具的当前转动方向。
构思18.根据构思13-17中任一项所述的设备，其中所述指引指示器图形化地指示所述钻具的当前转动方向。
构思19.根据构思18所述的设备，其中所述指引指示器包括指示了当前倾斜方向的倾斜水平线。
构思20.根据构思13-19中任一项所述的设备，其中所述钻具呈现倾斜方向并且表征该倾斜方向的倾斜读数被至少周期性地发射到所述显示器并且其中所述显示器被配置为基于多个所述发射的倾斜读数示出当前倾斜方向以及包括最小倾斜和最大倾斜的倾斜倾向。
构思21.根据构思13-20中任一项所述的设备，其中所述目标指示器在所述显示器上位置固定并且所述指引指示器围绕所述目标指示器移动以呈现位置关系。
构思22.根据构思13-21所述的设备，其中所述指引指示器在所述显示器上位置固定并且所述目标指示器围绕所述指引指示器移动以呈现位置关系。
构思23.根据构思22所述的设备，其中所述显示器被配置为示出从指引指示器导向目标指示器的一连串的几何形状。
构思24.用于执行水平定向钻孔的系统中的设备，所述系统包括从钻机延伸到钻具的钻柱，用于使得该钻具能够基于其转动方向而被指引，并且所述钻具发射显示给定分辨率的当前转动方向信号，以定义一组预定的、角度间隔的转动方向位置，其中每个转动方向位置可以由当前转动方向信号来确定，所述设备包括：
用于产生竖直指引命令和水平指引命令的装置，使得该竖直指引命令和水平指引命令之间的指引命令比能够定义用于将钻具引导到目标的期望的指引方向，该期望的指引方向不限于由所述发射器的给定分辨率所定义的所述预定间隔的转动方向；和
显示器，被配置为基于指引命令来显示与目标指示器具有偏离的位置关系的指引指示器，并且至少当期望指引方向落入到预定间隔转动位置之间时该指引指示器图像化地显示基于期望指引方向的修改后的期望指引方向，该修改后的期望指引方向对应于预定转动方向位置的最接近的一个，以使得该修改后的期望指引方向与预定的间隔转动方向之一在角度上对齐。
构思25.根据构思24所述的设备，其中每个指引命令由256个单位的范围指定并且当前转动方向信号的给定分辨率不超过24个时钟位置，使得所述修改后的期望指引方向被取整为所述时钟位置中的一个。
构思26.用于执行水平定向钻孔的系统中的设备，所述系统包括从钻机延伸到钻具的钻柱，用于使得该钻具能够基于其转动方向而被指引，并且该系统被配置为产生指引命令以使得所述钻具可以对目标导向追踪，所述设备包括：
显示器，其被配置为基于所述指引命令按照与目标指示器具有一定位置关系的方式示出指引指示器；
网格图案，其在显示器上示出并且从所述目标指示器和所述指引指示器中的选定的一个上开始。
构思27.根据构思26所述的设备，其中所述网格图案包括多个元素并且至少一些网格图案的元素被配置为响应于所述钻具朝向所述目标的移动而移动。
构思28.根据构思27所述的设备，其中所述网格图案图形化地表示三维隧道结构。
构思29.根据构思28所述的设备，其中所述网格图案被配置为使得所述元素的移动模拟所述钻具在所述三维隧道结构内的移动。
构思30.在用于执行水平定向钻孔的系统中的一种方法，所述系统包括从钻机延伸到钻具的钻柱，用于使得该钻具能够基于其转动方向而被指引，所述系统包括用于产生将所述钻具引导到目标位置的指引命令的装置，所述方法包括：
至少部分响应于所述指引命令来选择性地可视化指示旋转命令、推进命令和自旋命令中的每一个。
构思31.在用于执行水平定向钻孔的系统中的一种设备，所述系统包括从钻机延伸到钻具的钻柱，用于使得该钻具能够基于其转动方向而被指引，所述系统包括用于产生将所述钻具引导到目标位置的指引命令的装置，所述设备包括：
显示器，其配置为至少部分响应于所述指引命令来选择性地可视化指示旋转命令、推进命令和自旋命令中的每一个。
构思32.在用于执行水平定向钻孔的系统中的一种设备，所述系统包括从钻机延伸到钻具的钻柱，用于使得该钻具能够基于其转动方向而被指引，所述系统包括用于产生将所述钻具引导到目标位置的指引命令的装置，所述设备包括：
显示器，其被配置为在所述显示器上按照与目标指示器具有一定位置关系的方式示出指引指示器，并且所述指引指示器被配置为呈现表示了所述钻具的当前转动方向并且指示了将所述钻具指引到所述目标位置的期望指引方向的信息。
构思33.在用于执行水平定向钻孔的系统中的一种设备，所述系统包括从钻机延伸到钻具的钻柱，用于使得该钻具能够基于其转动方向而被指引，并且所述钻具发射显示给定分辨率的当前转动方向信号，以定义一组预定的、角度间隔的转动方向位置，其中每个转动方向位置可以由当前转动方向信号来确定，所述设备包括：
用于产生竖直指引命令和水平指引命令的装置，使得该竖直指引命令和水平指引命令之间的指引命令比能够定义用于将钻具引导到目标的期望的指引方向，并且该期望的指引方向不限于由所述发射器的给定分辨率所定义的所述预定间隔的转动方向；和
显示器，被配置为基于指引命令来显示与目标指示器具有偏离的位置关系的指引指示器，并且至少当期望指引方向落入到预定间隔转动位置之间时该指引指示器图像化地显示基于期望指引方向的修改后的期望指引方向，该修改后的期望指引方向对应于于预定转动方向位置的最接近的一个，以使得该修改后的期望指引方向与预定的间隔转动方向之一在角度上对齐。
构思34.用于执行水平定向钻孔的系统中的一种设备，所述系统包括从钻机延伸到钻具的钻柱，用于使得该钻具能够基于其转动方向而被指引，并且该系统被配置为产生指引命令以使得所述钻具可以对目标导向追踪，所述设备包括：
显示器，其被配置为基于所述指引命令按照与目标指示器具有一定位置关系的方式示出指引指示器；
网格图案，其在显示器上示出并且从所述目标指示器和所述指引指示器中的选定一个上开始。
构思35.在用于执行水平定向钻孔的系统中的一种设备，所述系统包括从钻机延伸到钻具的钻柱，用于使得该钻具能够基于其转动方向而被指引，所述系统包括用于产生引导所述钻具到目标位置的指引命令的装置，所述设备包括：
至少部分响应于所述指引命令的旋转命令、推进命令和自旋命令的每一个的可视化指示器。
构思36.使用构思1-35中任一项的方法。
构思37.实施构思1-35中任一项的方法。
构思38.结合用于执行水平定向钻孔的系统而使用的设备，所述系统包括从钻机延伸到钻具的钻柱，用于使得该钻具基于转动命令可转向。所述系统还包括用于产生将所述钻具引导到目标位置的指引命令的装置。至少部分响应于所述指引命令，显示器被配置为选择性地表示转动命令、推进命令和自旋命令中的每一个。描述了指示所述钻具的当前转动方向的指引指示器。3-D网格可活动地位于指引或目标指示器的中央。取整的指引命令比可将目标转动方向的显示限制为只针对给定的钻具发射器能够感测和指示的那些目标转动方向。

Claims (30)

1.用于执行水平定向钻孔的系统中的设备，所述系统包括从钻机延伸到钻具的钻柱，用于使得该钻具能够基于其转动方向而被指引，所述系统包括用于产生将所述钻具引导到目标位置的指引命令的装置，所述设备包括：
显示器，其被配置为至少部分响应于所述指引命令来选择性地指示钻机驱动命令，所述钻机驱动命令包括旋转命令、推进命令和自旋命令，其中所述钻机驱动命令的执行将所述钻具引导到所述目标位置。
2.根据权利要求1的设备，其中所述显示器被配置为可视化地向操作员指示所述旋转命令、所述推进命令和所述自旋命令中的每一个。
3.根据权利要求1所述的设备，其中所述显示器基于所述指引命令示出位于所述显示器上的指引指示器，并且该指引指示器指示了所述钻具的转动方向。
4.根据权利要求3所述的设备，其中所述指引指示器在钟面上图形化地指示所述转动方向。
5.根据权利要求3所述的设备，其中所述指引指示器数字化地指示所述转动方向。
6.根据权利要求1所述的设备，其中所述系统产生包括竖直指引命令和水平指引命令的指引命令，并且其中所述显示器被配置为基于所述竖直指引命令和所述水平指引命令中的每一个的幅值的阈值来在指示所述自旋命令与所述推进命令和所述旋转命令中的每一个之间切换。
7.根据权利要求6所述的设备，其中所述推进命令和所述旋转命令中的每一个的幅值被指定为256个单位的范围内并且所述阈值小于或等于5个单位。
8.根据权利要求3所述的设备，其中所述指引指示器被配置为当所述自旋命令被发布时，相对于所述推进命令和所述旋转命令的外观而改变外观。
9.根据权利要求8所述的设备，其中所述指引指示器被配置为包括与所述推进命令和所述自旋命令相对应的第一直径以及与所述旋转命令相对应的较大的第二直径。
10.根据权利要求6所述的设备，其中所述显示器示出目标指示器且该显示器基于所述指引命令示出位于所述显示器上的指引指示器并且该显示器被配置为响应于满足所述阈值的所述竖直指引命令和所述水平指引命令两者来将所述指引指示器的中心置于所述目标指示器。
11.根据权利要求1所述的设备，其中所述目标位置被定义为与发射导向追踪信号的便携式装置成固定关系。
12.根据权利要求1所述的设备，其中所述目标位置是沿着预定钻孔计划的点。
13.用于执行水平定向钻孔的系统中的设备，所述系统包括从钻机延伸到钻具的钻柱，用于使得该钻具能够基于其转动方向而被指引，所述系统包括用于产生将所述钻具引导到目标位置的指引命令的装置，所述设备包括：
显示器，其被配置为基于所述指引命令在所述显示器上按照与目标指示器具有一定位置关系的方式示出指引指示器，并且所述指引指示器被配置为呈现表示了所述钻具的当前转动方向并且指示了将所述钻具指引到所述目标位置的期望指引方向的信息。
14.根据权利要求13所述的设备，其中所述指引指示器在钟面上图形化地示出所述当前转动方向。
15.根据权利要求13所述的设备，其中所述指引指示器包括示出当前转动方向的转动条。
16.根据权利要求15所述的设备，其中所述指引指示器在钟面上图形化地指示所述当前转动方向，并且所述转动条被配置为响应于所述钻具的当前转动方向在所述钟面上的多个预定转动位置之间逐步地移动。
17.根据权利要求13所述的设备，其中所述指引指示器数字化地指示所述钻具的当前转动方向。
18.根据权利要求13所述的设备，其中所述指引指示器图形化地指示所述钻具的当前倾斜方向。
19.根据权利要求18所述的设备，其中所述指引指示器包括指示了当前倾斜方向的倾斜水平线。
20.根据权利要求13所述的设备，其中所述钻具呈现倾斜方向并且表征该倾斜方向的倾斜读数被至少周期性地发射到所述显示器，并且其中所述显示器被配置为基于多个所述发射的倾斜读数示出当前倾斜方向以及包括最小倾斜和最大倾斜的倾斜倾向。
21.根据权利要求13所述的设备，其中所述目标指示器在所述显示器上位置固定并且所述指引指示器围绕所述目标指示器移动以呈现位置关系。
22.根据权利要求13所述的设备，其中所述指引指示器在所述显示器上位置固定并且所述目标指示器围绕所述指引指示器移动以呈现位置关系。
23.根据权利要求22所述的设备，其中所述显示器被配置为示出从指引指示器导向目标指示器的一连串的几何形状。
24.用于执行水平定向钻孔的系统中的设备，所述系统包括从钻机延伸到钻具的钻柱，用于使得该钻具能够基于其转动方向而被指引，并且所述钻具中安置发射器，所述发射器发射显示给定分辨率的当前转动方向信号，以定义一组预定的、角度间隔的转动方向位置，其中每个转动方向位置可以由当前转动方向信号来确定，所述设备包括：
用于产生竖直指引命令和水平指引命令的装置，使得该竖直指引命令和水平指引命令之间的指引命令比能够定义用于将钻具引导到目标的期望的指引方向，该期望的指引方向不限于由所述发射器的给定分辨率所定义的所述一组预定的、角度间隔的转动方向位置；和显示器，其被配置为基于指引命令来显示与目标指示器具有偏离的位置关系的指引指示器，并且至少当期望指引方向落入到所述预定的、角度间隔的转动方向位置之间时该指引指示器图像化地显示基于期望指引方向的修改后的期望指引方向，该修改后的期望指引方向对应于所述预定的、角度间隔的转动方向位置中最接近的一个，以使得该修改后的期望指引方向与所述预定的、角度间隔的转动方向位置之一在角度上对齐。
25.根据权利要求24所述的设备，其中每个指引命令由256个单位的范围指定并且当前转动方向信号的给定分辨率不超过24个时钟位置，使得所述修改后的期望指引方向被取整为所述时钟位置中的一个。
26.用于执行水平定向钻孔的系统中的设备，所述系统包括从钻机延伸到钻具的钻柱，用于使得该钻具能够基于其转动方向而被指引，并且该系统被配置为产生指引命令以使得所述钻具能够对目标导向追踪，所述设备包括：
显示器，其被配置为基于所述指引命令按照与目标指示器具有一定位置关系的方式示出指引指示器；和
网格图案，其在显示器上示出并且从所述目标指示器和所述指引指示器中的选定的一个上开始。
27.根据权利要求26所述的设备，其中所述网格图案包括多个元素并且至少一些网格图案的元素被配置为响应于所述钻具朝向所述目标的移动而移动。
28.根据权利要求27所述的设备，其中所述网格图案图形化地表示三维隧道结构。
29.根据权利要求28所述的设备，其中所述网格图案被配置为使得所述元素的移动模拟所述钻具在所述三维隧道结构内的移动。
30.在用于执行水平定向钻孔的系统中的一种使用方法，所述系统包括从钻机延伸到钻具的钻柱，用于使得该钻具能够基于其转动方向而被指引，所述系统包括用于产生将所述钻具引导到目标位置的指引命令的装置，所述方法包括：
至少部分响应于所述指引命令来选择性地可视化指示钻机驱动命令，所述钻机驱动命令包括旋转命令、推进命令和自旋命令中的每一个，其中所述钻机驱动命令的执行将所述钻具引导到所述目标位置。
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