CN1433498A - 水平方向打钻系统的远程闭锁系统和方法 - Google Patents

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Abstract

远程改变水平方向钻机的操作的各种系统和方法提供远程禁止被连接到切削头或钻孔的钻具组运动，另外或可选用地，禁止分配通过钻具组被发送的流体、泡沫和/或空气。从一个便携式远程部件发送一个闭锁信号，该便携式远程部件由远离钻机的操作员操作。响应于所接收的闭锁信号，钻机控制器禁止钻具组运动，因而禁止切削头或扩孔器运动，也禁止通过钻具组来分配流体、泡沫和/或空气。钻机控制器实现将一个确认信号发送到远程位置，明确地指出钻机成功地接收到闭锁信号和禁止钻具组运动，如果适用的话，也禁止通过钻具组来提供流体、泡沫和/或空气。

Description

水平方向打钻系统的远程闭锁系统和方法
发明背景
本发明总的涉及地下钻孔领域，尤其涉及改变地下钻孔系统的操作的一种系统和方法，包括从离钻孔系统很远的一个位置禁止钻具组运动和流体流过钻具组。
出于安全和美观考虑，水、电、煤气、电话和有线电视的公共实用管线通常被安排在地下。在许多情况下，可以将这些地下公共管线埋在沟渠中，然后再将沟渠填平。虽然将公共管线埋在沟渠中对于新建地区有用，但也存在某些缺点。在支持现存建筑的地区，沟渠会给建筑物或道路带来严重的干扰。此外，挖沟非常可能会破坏以前所埋的公共管线，而因挖沟而被干扰的建筑物或道路很少可以恢复其原来的状态。敞开的沟渠也可能会有伤害工人和行人的危险。
最近开发了打钻水平地下孔的一般技术，用于克服上述的缺点和采用传统的挖沟技术时其他未提及的缺点。根据这种一般的水平钻孔技术(也被称作“微型开挖隧道”、“水平方向打钻(HDD)”或“无沟地下钻孔”)，钻孔系统位于地表，与地面成倾斜的角度向地下钻一个孔。打钻流体通常流过钻具组，越过钻头并返回到钻孔口，以便除去钻屑和尘土。在钻头达到所要求的深度之后，沿大致水平的路径引导钻头，以建立一个水平的钻孔。在已获得所需长度的钻孔之后，引导钻头向上突破地表。然后，将一扩孔器与钻具组连接并通过钻孔拉回，从而将钻孔铰大到更大的直径。通常将公共实用管线或其他管道与铰孔工具连接，以便它和扩孔器一起被拖拉通过钻孔。
另一项与水平方向打钻有关的技术经常被称作“推铰”，它涉及在钻头已在钻孔的出口侧退出后，在钻孔的入口侧将一扩孔器与钻具组连接。然后，扩孔器被推顶通过钻孔，而正从钻孔的出口侧出来的各钻杆逐个地在钻孔的出口位置被脱开。有时采用推铰技术是因为它有利地提供了打钻流体的循环。操作员直接与钻具组打交道的工作量(例如被要求在钻孔的出口位置脱卸钻杆)大大高于和传统的水平方向打钻技术有关的、操作员直接与钻具组的打交道的工作量。
可以认识到，若在钻孔的出口位置处的钻具组和/或切削头有无意的运动，则会给处于出口位置的工人造成相当大的危险。为了克服在钻孔的出口位置处的工人所面临的潜在危险，可建议一种方法：使用一种设备，以允许在出口位置处的工人终止钻具组/切削头的前进或旋转。虽然这钟方法似乎允许工人终止钻具组/切削头的前进和/或旋转，但是，解决出口位置处钻具组和/或切削头无意的运动的问题的这种和其他已知的方法不能向处于出口位置的工人明确保证钻机已经收到终止钻具组/切削头前进/旋转的指示。
这些所建议的传统方法也不能向在出口位置处的工人明确保证已经成功地完成禁止钻机中钻具组/切削头前进/旋转所需的步骤。此外，尤其在有意或无意地关闭钻机引擎、然后再打开钻机引擎的情况下，或在怀疑或失去工人与钻机之间的通信连络的情况下，这些所建议的传统方法不能向工人明确保证将保持禁止所有钻具组/切削头前进/旋转。而且，这些的传统的或拟议中的方法仍然没有解决在出口位置处发送高压打钻流体的潜在危险。
在挖掘行业中，需要一种装置和方法能使距离钻机很远的工人可阻止钻具组/切削头运动并禁止来掘流体流动。还需要这样一种装置和方法向工人明确保证将保持禁止所有钻具组/切削头的运动和流体的流动，直到工人与钻机操作员一起有目的地使钻机进行正常的操作。另外还需要使钻机操作员能够执行某些有限的钻机操作的这样一种装置和方法，同时确保禁止所有钻具组/切削头运动。本发明可以满足这些和其他的需要。
发明概述
本发明是针对用于远程改变水平方向钻机的操作的一些系统和方法的，包括远程防止和/或限制切削头或扩孔器运动并禁止将流体、泡沫和/或空气配入钻孔。较佳地通过使用由离钻机很远的操作员操作的便携式或用手转向的远程部件，从远离钻机的一个位置发送闭锁信号。该远程部件发送的闭锁信号在钻机处被接收。响应于所接收的闭锁信号，钻机的控制器(例如)通过禁止与切削头或扩孔器连接的钻具组位移和旋转来防止钻具组运动。控制器也响应于所接收的闭锁信号来禁止将流体、泡沫和/或空气配入钻孔。
控制器将确认信号从钻机发送到远程的位置。该确认信号指出：钻机成功地接收到闭锁信号，并防止所有钻具组运动，以及禁止流体、泡沫和/或空气进入钻孔。响应于从钻机接收的确认信号，远程部件向远程部件的用户传达一个或多个视觉的、听觉的和/或触觉的指示：已经接收到确认信号。确认信号的接收和与远程用户的通信都向操作或接近钻具组(尤其是切削头或扩孔器)的操作员明确保证：已经成功地禁止所有钻具组/切削头/扩孔器运动和(如果适用的话)将流体配入钻孔。
根据另一种操作模式，响应于闭锁信号，控制器防止所有钻具组运动，但提供与钻杆转向有关的有限的钻机功能。钻杆转向的操作模式确保能够防止位于钻孔中的钻具组的运动，同时提供有限的钻机功能，例如，自动地或手工将一个新的杆装载到钻具组或将杆返回贮荐库并准备收回下一个杆。当按钻杆转向模式来操作钻机时，通过使用钻机处的夹具机械装置，来防止钻具组运动。在证实钻具组的夹持成功之后(例如通过使用夹具机械装置处的传感器)，可以运行钻机的驱动装置来执行某些任务。一种这样的任务涉及：装载新的杆，作为对钻具组的补充；操纵新装载的杆，以便使新的杆通过螺纹旋到钻具组上。在一个较佳实施例中，驱动装置在扭矩和/或推力方面有目的地受到限制，以确保夹具装置在杆转向期间(例如，当杆旋到钻具组上和/或从钻具组旋下时)使钻具组保持不运动的状态。
根据本发明的一种系统和方法可以进一步提供许多提高操作的完整性和安全性的附加特点。例如，响应于钻机的状态变化(影响钻具组的运动和/或为切削头提供流体、泡沫和/或空气)，可以向远程部件的用户传达一个或多个视觉的、听觉的和/或触觉的警告指示。可以向打钻系统的操作员传达有关接收从远程部件发送的闭锁信号的视觉的指示和/或听觉的指示。
可以在远程部件中提供一个定时器，该远程部件被编程为具有预先设定的超时时期。当远程部件发送闭锁信号时，定时器被开动。在发送闭锁信号后的预先设定的超时时期期满之后，响应于从钻机接收确认信号的远程部件，向远处的用户传达一个或多个视觉的、听觉的和/或触觉的警告指示。
钻机与远程位置之间失去通信连络最好由远程部件来检测。并向处于远程位置的用户传达钻机与远程位置之间失去通信连络的一个或多个视觉的、听觉的和/或触觉的指示。也可以确定从钻机发送并从远程被接收的一个信号的相对强度的指示，并将其显示给远处用户。
远程部件可以进一步给一位远程操作员提供能够用各种方法来改变钻机的操作的可能，例如通过指示钻机按许多可选的操作模式中的一种模式来进行操作。代表一种用户所选的操作模式的一个操作模式信号由远程部件发送并在钻机处被接收。响应于该操作模式信号，根据所选的操作模式来改变钻机的操作。可以自动地或在钻机处响应于用户控制输入，来实现对钻机操作的改变。
例如，操作模式信号可以包括一个“CREEP(慢行)”模式信号。响应于该“CREEP”模式信号，钻机的控制器将切削头或扩孔器的旋转和/或位移从额定的水平降低到预先设定的水平。操作模式信号可以进一步包括PUSH、PULLBACK或ROTATE模式信号中的一种信号。控制器响应于PUSH(推顶)模式信号来改变切削头或扩孔器向前位移的速度和/或力，并响应于PULLBACK(回拉)模式信号来改变切削头或扩孔器反向位移的速度和/或力，或响应于“ROTATE(旋转)”模式信号来改变切削头或扩孔器旋转的速度。模式信号也可以包括一个“STEERING(转向)”模式信号。钻机的控制器响应于该“STEERING”模式信号来实现钻孔工具的方向改变。远程部件上所提供的转向控制器可以包括多个开关，每个开关代表钟面上的一个位置。由转向控制器生成的“STEERING”模式信号代表对应于钟面上被开动的开关的位置的所需的切削头转向方向。
本发明的以上概述并非意在描述本发明的每个实施例或每种执行。通过参考以下详细的描述和结合附图的各项权利要求，将明白和认识本发明的各种优点和成就，并将对本发明有更全面的理解。
附图简述
图1是根据本发明的第一个实施例的一种地下钻孔装置的侧视图；
图2是根据本发明的一个实施例的、远程操作员可操作的一种远程部件的方框图，可结合于一水平方向打钻(HDD)机器的控制器协同执行一套远程“闭锁”方法；
图3A描绘了根据本发明的一个实施例的水平方向钻机的一种控制系统，该水平方向钻机与远程部件协同执行一套远程“闭锁”方法；
图3B描绘了根据本发明的另一个实施例的水平方向钻机的一种控制系统，该水平方向钻机与远程部件协同执行一套远程“闭锁”方法；
图4是根据本发明的一个实施例的一种远程部件的方框图，该远程部件与水平方向钻机的控制器协同执行一套远程“闭锁”方法。
图5是根据本发明的一个实施例的流程图，展示了当执行一套远程“闭锁”方法时有关远程部件与水平方向钻机的控制器之间的协同操作的各种步骤；
图6是根据本发明的一个实施例的流程图，展示了由水平方向钻机的控制器执行的一套远程“闭锁”方法的各种步骤；
图7是根据本发明的另一个实施例的流程图，展示了当执行一套远程“闭锁”方法时有关远程部件与水平方向钻机控制器之间的协同操作的各种步骤；
图8是根据本发明的一个实施例的流程图，展示了由远程部件执行的一套远程“闭锁”方法的各种其他的步骤；
图9是根据本发明的一个实施例的流程图，展示了由水平方向钻机的控制器执行的一套远程“闭锁”方法的各种其他的步骤；
图10是根据本发明的一个实施例的流程图，展示了响应于远程部件与水平方向钻机控制器之间失去通络连络的有关这两者之间的协同操作的各种步骤；
图11是根据本发明的一个实施例的流程图，展示了响应于水平方向钻机引擎关闭情况的有关远程部件与水平方向钻机控制器之间的协同操作的各种步骤；
图12是根据本发明的一个实施例的流程图，展示了当按“RUN(运行)”模式进行操作时有关远程部件与水平方向钻机控制器之间的协同操作的各种步骤；
图13是根据本发明的一个实施例的流程图，展示了当按“CREEP(慢行)”模式进行操作时有关远程部件与水平方向钻机控制器之间的协同操作的各种步骤；
图14是根据本发明的一个实施例的流程图，展示了当按“ROTATE(旋转)”模式进行操作时有关远程部件与水平方向钻机控制器之间的协同操作的各种步骤；
图15是根据本发明的一个实施例的流程图，展示了当按“PUSH(推顶)”模式进行操作时有关远程部件与水平方向钻机控制器之间的协同操作的各种步骤；
图16是根据本发明的一个实施例的流程图，展示了当按“PULLBACK(回拉)”模式进行操作时有关远程部件与水平方向钻机控制器之间的协同操作的各种步骤；以及，
图17是根据本发明的一个实施例的流程图，展示了当执行远程转向操作时有关远程部件与水平方向钻机控制器之间的协同操作的各种步骤。
本发明可以进行各种修改和采取选择性形式，已在附图中例举了其细节，下文将对其进行详细的描述。但是，不言而喻，目的并不是将本发明局限于所描述的特殊的实施例。相反，本发明意在包括在所附权利要求所定义的本发明范围内的所有修改、等同物和替换方案。
实施例的详细描述
在以下对所示实施例的描述中，参考构成其一部分并采用例证说明的附图和其中可实践本发明的各种实施例。不言而喻，可以利用其他的实施例，并可以在不脱离本发明的范围的前提下进行结构和功能方面的改变。
现在参考附图，特别参考图1，其中展示了水平方向钻机(HDD)的一个实施例，它包括用于执行本发明的一套远程“闭锁”方法的一种系统和方法。术语“闭锁”通常在各种领域中被理解为一种安全协议，通过该安全协议，可有意地禁止(即闭锁)一个部件或程序起作用。此外，可以用某种方式来传达这种禁止的指示(即，被标出)。使被故意禁止的部件或程序发挥作用通常涉及完成一个确认步骤或防止该程序或部件活动因疏忽而复原的、复杂性有限的系列步骤。
本发明的各种系统和方法针对执行一套“闭锁”方法，通过该套方法，当从远处的来源接收到“闭锁”命令时，禁止或限制水平方向钻机的某些操作。本发明的各种系统和方法也针对：当按许多模式中的一种模式(例如，“CREEP”模式、ROTATE模式、PUSH模式、PULLBACK模式和杆转向模式)进行操作时，并当执行切削头方向改变时，远程改变和/或控制水平方向钻机的操作。
通过在新的水平方向钻机设计中并入本发明的“闭锁”方法，可以实现本发明的各种优点和好处。有利的是，通常通过升级控制器的软件和提供本发明的远程部件，可以将本发明的“闭锁”方法并入某些现存的水平方向钻机。
图1展示了通过进行水平方向打钻操作的地面10的一个部分的横截面。水平方向钻机12位于地面11，它包括其上有一个倾斜的纵向构件16的平台14。平台14用销钉18或其他约束元件被固定于地面，以便防止平台14在打钻或钻孔操作期间运动。推顶/回拉泵17位于纵向构件16上，用于按向前的和/或反向的纵向方向驱动钻具组22。钻具组22由许多钻具组元件或首尾相连的杆23构成。
一个旋转马达或泵19也位于倾斜的纵向构件16上并被安装成允许沿纵向构件16运动，用于使钻具组22旋转(在上面位置19a与下面位置19b之间的一个中间位置处有所展示)。在操作过程中，旋转马达19使钻具组22旋转，该钻具组具有在钻具组22的末端被连接的一个切削头或扩孔器24。
一种典型的钻孔操作按以下方式进行。旋转马达19最初位于上面位置19a中并使钻具组22旋转。当钻孔工具24旋转时，旋转马达19和钻具组22由推顶/回拉泵17按向前的方向推动，推向下面位置，进入地下，从而建立一个钻孔26。
当钻具组22被推入钻孔26达一个钻具组元件23的长度时，旋转马达19到达下面位置19b。由于旋转马达19位于下面位置19b，夹具41紧夹钻具组22，以停止钻孔中钻具组的所有运动。当夹具41正确地接合于钻具组22时，夹具传感器43测到夹具41的活动并生成一个夹住信号。当夹具机械装置已运行了一段距离、足以固定钻具组22时，夹具传感器43可以感测夹具机械装置的位移并可以生成一个夹住信号。
然后，旋转马达19与被夹住的钻具组22分开并被拉回上面位置19a。随后，仅地或自动地将一新的钻具组元件或钻杆23添加到钻具组22中。然后，夹具机械装置释放钻具组，推顶/回拉泵17将钻具组22和新添加的杆23驱入钻孔。这样，旋转马达19被用来使新的钻具组元件23借助螺纹旋到钻具组22上，重复旋转/推动过程，以便进一步将新加长的钻具组22推入地下，从而延伸了钻孔26。
通常，利用泥浆泵或水泵来将水或其他流体泵送通过钻具组22。如果将空气锤用作切割工具24，则使用空气压缩机来推动空气/泡沫通过钻具组22。水/泥浆或空气/泡沫穿过钻孔26回流，以除去钻屑、尘土和其他碎片。所提供的方向转向能力用于控制钻孔工具24的方向，以便给所产生的钻孔26以所需的方向。同时于1999年9月24日提交的第5,746,278号和第5,720,354号以及美国申请系列号为09/405,890和09/405,889的共同转让的每个专利中描述了一些示范系统和方法，这些系统和方法用于控制附图中所示类型的一种水平方向钻机。所有这些专利被包括于此，用作各自完整的参考。
图2是一种远程部件100的方框图，该远程部件与水平方向钻机(HDDM)的控制器50协同执行根据本发明的一个实施例的一套远程“闭锁”方法。图2所示的水平方向钻机20的许多部件通常代表具有与图1所示的水平方向钻机20同样的数字标号的部件。这样，图1所示的水平方向钻机可以准备好被改型成包括与图2中的系统有关的各个系统部件和/或控制器软件，以便根据本发明原理来执行一套“闭锁”方法。
继续参考图2，水平方向钻机20包括一个主控制器或处理器(在这里被称作“HDDM控制器50”)，当按几种不同的模式(包括“闭锁”模式)进行操作时，它控制水平方向钻机20的各项操作。HDDM控制器50通过适当地控制推顶/回拉泵28(或者被称作“位移泵28”)和旋转泵30，来控制切削头或扩孔器42和钻具组38的运动。推顶/回拉泵28和旋转泵30都用机械的方法被连接到钻具组38。HDDM控制器50也控制流体泵58(或者被称作“‘泥浆’泵”)，它经由钻具组38将切割流体(例如，水、泥浆、泡沫、空气)分配到切削头42。
水平方向钻机20还包括被用于在某些操作期间(例如，当将钻杆添加到钻具组38或从钻具组38除去钻杆时)使钻具组38固定不动的一个夹具装置51。在一个实施例中，当按“闭锁”模式进行操作时，HDD控制器50提供对推顶/回拉泵28和旋转泵30的有限使用。下文将更加详细地描述，HDD控制器50在“闭锁”程序期间激活夹具机械装置，以防止在钻孔中钻具组38的运动。当从夹具传感器53接收到一个信号(表示夹具机械装置51已经正确接合和固定钻具组38)时，HDD控制器50允许有限地使用推顶/回拉泵28和旋转泵30。HDD控制器50可以与共同转让的第5,556,253号美国专利中所揭示类型的自动钻杆装载器装置协同调整钻杆的转向。该美国专利被包括于此，用作完整的参考。
HDDM控制器50被进一步连接到显示器34和/或许多模式信号器57。可以使用显示器34向水平方向钻机操作员传达各种类型的信息，例如泵压力、引擎输出、钻孔工具位置与方位数据、操作模式信息、远程转向与操作要求/命令和类似的内容。模式信号器57为机器操作员提供有关由远程部件100启动或协同远程部件100的各种功能的详述的信息。模式信号器57通常包括一个或多个视觉的、听觉的和/或触觉的(例如，振动)指示器。水平方向钻机20上所提供的收发器55可促进信号和信息在水平方向钻机20与远程部件100之间的交流通信。
远程部件100较佳地被配置成一种手持部件，该手持部件包括容易由离水平方向钻机20很远的操作员开动的控制器。在一个实施例中，手持远程部件100上所提供的所有控制器和/或开关容易由操作员只用一只手(这只手拿着远程部件100)来开动。远程部件100可以包括各种人机工程学的特点，这些特点促进远程用户与远程部件100之间有流畅的相互作用。根据本实施例，远程部件100包括一个带夹或其他布置，它提供远程部件100与远程用户之间有容易的可脱卸性。
根据另一个实施例，在该技术领域中已知，远程部件100可以被并入一个便携式定位器或跟踪部件112。远程操作员可以使用定位器112(包括远程部件100的功能性)来执行各种常规任务(例如，扫描切削头42上方的一个区域，用于检测由切削头42内一个有源探测器产生的磁场)。除了标准定位器功能的可用性以外，可以通过使用被修改以便包括远程部件100功能性的定位器，来有选择地执行根据本发明的各种“闭锁”和远程转向功能。第5,767,678号、第5,764,062号、第5,698,981号、第5,633,589号、第5,469,155号、第5,337,002号和第4,907,658号美国专利中描述了这些已知的定位器的例子，所有这些美国专利被包括于此，用作各自完整的参考。可以有利地修改这些系统，以便包括这里所述的各个部件和功能性，提供根据本发明的原理的“闭锁”和远程转向能力。
图2所示的远程部件100的实施例包括一个“闭锁”部件108，该“闭锁”部件包括一个“闭锁”控制器或开关。响应于远程用户启动“闭锁”开关，“闭锁”部件108开始一个“闭锁”序列，该序列导致适宜地终止钻具组38/切削头42的运动和流体流到切削头42。下文将更加详细地讨论，与传统的安全方案对照，“闭锁”部件108和远程部件100的模式信号器106与水平方向钻机20的HDDM控制器50协作，以便向远程操作员明确地确保已经禁止所有钻具组38/切削头42运动。在接收到已成功地完成“闭锁”序列的确认之后，远程操作员可以充满信心地、精密地或直接地使用切削头42和/或钻具组38，因为知道将不会再发生切削头42和/或钻具组38运动或流体分配，直到远程操作员和水平方向钻机操作员有目的地和正确地清除“闭锁”状态。
远程部件100也包括一个模式选择器104和许多模式信号器106。模式选择器104允许远程操作员从许多不同的操作模式中选择一种模式(例如，“CREEP”模式、ROTATE模式、PUSH模式和PULLBACK模式)。当经由方向控制部件110来执行钻孔工具的方向改变时，经由模式信号器106向远程用户传达所选模式和其他信息的指示(例如，警告指示)。模式信号器106通常包括一个或多个视觉的、听觉的和/或触觉的(例如，振动)指示器。作为选择，或除了模式信号器106以外，可以为远程部件100提供显示器。
远程部件100的收发器102允许远程部件100经由水平方向钻机20的收发器与水平方向钻机20进行通信。为了促进远程部件100与水平方向钻机20之间的通信，一个或多个中继器可以设于打钻现场处的若干合适位置。当小山或其他自然的或人造的障碍物位于远程部件100与水平方向钻机20之间时，可能需要或要求使用中继器。也可以使用中继器来提供增加的信号与噪声(SNR)的比率。通过在打钻长度为大约数千英尺(例如，一英里)的钻孔时使用一个或多个中继器，可以增强远程部件100与水平方向钻机20之间的通信。精通该技术领域的人将会理解，可以使用许多通信链接和协议(例如，使用电线或利用红外线、微波、激光或声学遥测方法的自由空间链接)来促进信息在远程部件100与水平方向钻机20之间的转换。
现在参考图3A，其中展示了水平方向钻机的一种控制系统的一个实施例，用于控制在正常操作期间的打钻活动和用于执行根据本发明的原理的一套“闭锁”方法。虽然图3A和图3B中描绘了特殊的控制系统执行，但是，将理解，可以通过使用电的、机械的或液压的控制元件或其任何组合，来执行本发明的一套“闭锁”方法。
继续参考图3A，位移泵28和旋转泵30的操作由HDDM控制器50来加以控制。HDDM控制器50也被连接到水平方向钻机的一个引擎/马达36，该水平方向钻机分别将电源提供给位移泵28和旋转泵30。旋转泵传感器56被连接到旋转泵30和HDDM控制器50，并将一个输出信号提供给对应于压力或压力差别或(作为另一种选择)旋转泵30的速度的HDDM控制器50。旋转泵控制器52和位移泵控制器54提供对执行打钻或背部铰孔的速度进行手工控制。在空闲时期，旋转与位移泵控制器52和54被较佳地配置成自动返回一个空档设置，在该设置中，为了提高安全性，不向切削头42传递旋转或位移动力。
HDDM控制器50控制对位移泵28和旋转泵30的操作的修改。被连接到旋转泵30和HDDM控制器50的旋转泵传感器56将一个输出信号提供给对应于旋转泵30的压力或压力差别或(作为另一种选择)旋转速度的HDDM控制器50。被连接到位移泵28和HDDM控制器50的位移泵传感器68将一个输出信号提供给对应于位移泵28的压力水平或(作为另一种选择)位移泵28的速度的HDDM控制器50。旋转泵控制器52和位移泵控制器54提供对执行打钻或往回铰孔的速度进行手工控制。
操作员通常在打钻或回铰操作期间将旋转泵控制器52设定为一个理想的旋转设定值，并修改位移泵控制器54的设定值，以便改变切削头42在打钻或回铰时沿一条地下路径位移的速度。旋转泵控制器52将一个控制信号发送给被连接到旋转泵30的电位移控制器62(EDCR)。EDCR62将电控制信号转换成一个流体静压力控制信号，该信号被发送到旋转泵30，用于控制切削头42的旋转速度。
操作员也将位移泵控制器54设定为对应于较佳的钻孔工具位移速度的一个设定值。操作员可以修改位移泵控制器54的设定值，以实现切削头42在打钻或回铰时沿一条地下路径位移的速度的总体变化。位移泵控制器54将一个控制信号发送给被连接到位移泵28的第二个EDC 64(EDCD)。EDCD 64将从控制器64接收的电控制信号转换成流体静压力控制信号，然后，该信号被发送到位移泵28，用于控制切削头42的位移速度。
水平方向钻机也包括一个液体分配泵/马达58(在下文中被称作“液体分配泵”)，该液体泵/马达将液体发送通过钻具组38和切削头42，用于提供润滑油和提高钻孔工具的生产率。操作员通常通过使用图1所示的控制面板32上所提供的合适的控制杆或旋钮来控制液体分配泵58，按较佳的分配比率来分配液体、水(较佳的)、水/泥浆混合物或泡沫。或者，可以利用被连接到HDDM控制器50的配置输入设备60(可能是键盘、键区、接触灵敏型屏幕或其他这类的输入接口设备)来设置和控制液体分配泵58的分配比率，以及旋转泵30、位移泵28和引擎36的设置。HDDM控制器50接收由控制面板32上所提供的控制杆或旋钮或(作为另一种选择)配置输入设备60产生的液体分配设置，并将一个电控制信号发送到第三个EDC 66(EDCL)，EDCL又将一个流体静压力控制信号发送到液体分配泵58。
反馈控制回路响应于各种变化的打钻条件来为位移泵28和旋转泵30的速度提供自动的调整。反馈控制回路还为将打钻流体分配给切削头42的速度提供自动的调整。HDDM控制器50将必要的控制信号发送到位移泵28、旋转泵30和液体分配泵58，以便执行本发明的“闭锁”和远程转向/远程控制方法。
HDDM控制器50也被连接到一个钻具组夹具61和一个夹具传感器。HDDM控制器50控制钻具组夹具61，以便在“闭锁”程序时期(提供了对推顶/回拉泵28和旋转泵30的有限的使用)使钻具组固定不变。HDDM控制器50在“闭锁”程序期间激活夹具机械装置，以防止在钻孔中钻具组的运动；当从夹具传感器53接收到证实夹具61与钻具组之间的正确接合的一个信号时，HDDM控制器50允许有限地使用推顶/回拉泵28和旋转泵30(例如，当操纵被加到被夹住的钻具组的或从被夹住的钻具组除去的钻杆时)。
在图3B中，展示了本发明的一个替换实施例，其中，通过液压控制信号(而不是上文所述的实施例中所使用的电控制信号)来提供对位移泵28的控制。根据一种操作模式，操作员将旋转泵控制器52设定为关于打钻或铰孔操作的一个估计的、最适宜的旋转设定值。旋转泵控制器52将一个控制信号发送到液压位移控制器(HDCR)72，该液压位移控制器又将一个液压控制信号发送到旋转泵30，用于控制切削头或扩孔器42的旋转速度。
各种类型的液压位移控制器(HDC’s)使用液压控制信号，来实现对泵伺服机构的向前和反向的控制。通常利用调制一般在0与800磅/平方英寸(psi)之间的一个加载压力信号，通过一个引导控制阀来控制控制信号。响应于操作员改变旋转泵控制器52的设定值，HDCR 72产生向前控制信号XF80和反向控制信号XR82的对应的变化，从而改变旋转泵30的速度。管线XT81是从HDCR72到旋转泵控制器52的一条返回管线。同样，响应于操作员改变位移泵控制器54的设定值，位移泵控制器54对应地改变HDCD74(控制位移泵28)的向前控制信号YF 84和反向控制信号YR 86，从而改变位移速度。管线YT 85是从HDCD 74到位移泵控制器54的一条返回管线。
液压传感器/控制器73通过监控通过一个孔的流速来测量旋转，可以感测旋转泵30的压力或(作为另一种选择)旋转泵30的旋转速度，并且可以切实可行地将液压超过信号XOF 88和XOR 90发送到HDCR 72并将液压超过信号YOF 89和YOR 91发送到HDCD 74。例如，当液压传感器/控制器73感测到旋转泵30的压力已超过可接受的压力上限PL时，超过信号YOF 89和YOR 91被发送到HDCD 74，一般适当地减小切削头或扩孔器位移的速度，同时使切削头或扩孔器维持按理想的速度(例如，实质上恒定的速度)旋转。一旦旋转泵30的压力已恢复到一个可接受的水平，液压传感器/控制器73就指示HDCD74增加位移速度。
液压传感器/控制器73可以被连接到结合图3A所描述类型的一个HDDM控制器，或者，可以包括HDDM控制器50的功能性。在“闭锁”程序的执行期间提供对旋转与位移泵的有限使用的一个实施例中，液压传感器/控制器73或与其连接的HDDM按有关图3A中的实施例的一种前述方式来控制钻具组夹具61并从夹具传感器63接收信号。
现在参考图4，其中展示了根据本发明的一个实施例的远程部件100。图4所示的远程部件100包括许多可由用户开动的控制器，用于选择和不选择各种远程控制功能。如前面所讨论的内容，远程部件100也可以被并入便携式定位器。根据一种替换配置，各种定位器控制器和指示器140可以被并为远程部件100的一部分。
一般而言，远程用户可以使用远程部件100来执行根据本发明的一套“闭锁”方法(不包括或除了其他的远程控制能力以外)。
例如，在一种系统配置中，远程部件100只包括那些控制器和执行“闭锁”功能必需的指示器(例如，“闭锁”控制器124、“闭锁”指示器125、“运行”控制器120、“运行”指示器121和“失去通信连络”指示器141)。
用户通过激活“闭锁”控制器124来开始“闭锁”程序。“闭锁”指示器125提供“闭锁”程序状况的视觉的指示，例如，选择或不选择“闭锁”控制器124，以及确认水平方向钻机已经成功地完成了“闭锁”序列。在一个实施例中，“闭锁”控制器124包括一个蘑菇型的按钮开关，该开关包括一个螺旋状释放机械装置和一个键盖。根据这个实施例，“闭锁”指示器125包括一个红色的照明元件(例如，灯或发光二极管(LED))，例如，该照明元件可以按持续的照明模式、闪烁模式和熄灭模式被加以控制。
根据第二种系统配置，除了以上讨论的第一种系统配置的控制器和指示器以外，远程部件100还可以包括一个“CREEP(慢行)”模式控制器122和有关的“CREEP”指示器123。通过激活“CREEP”控制器122，远程用户可以使水平方向钻机进入“CREEP”模式。当被置于“CREEP”模式时，钻具组/钻孔工具的推顶或位移速度被减小到用户定义的一个低速水平。在一个实施例中，远程用户可以通过调整“慢行速度”控制器(未示出)来修改钻孔工具位移的慢行速度。注意，当“CREEP”操作模式适当地终止时，水平方向钻机操作员必须在恢复正常的推顶/回拉操作之前使手工推顶/回拉控制器返回到一个“空挡”位置。
“CREEP”操作模式可以由开动“CREEP”控制器122的远程用户来选择。在一个实施例中，“CREEP”控制器122包括一个按钮型的触发器开关，该开关可以包括一个照明元件，作为指出“CREEP”控制器122的状态的指示器123。例如，“CREEP”控制器122可以包括一个发出黄光的按钮型的触发器开关。通过适当地终止“CREEP”模式和激活“RUN(运行)”控制器120，可以远程恢复各项正常的打钻操作。“运行”控制器120可以包括一个按钮型的触发器开关和有关的绿色照明元件121。
根据第三种系统配置，除了以上讨论的第一种和第二种系统配置的控制器和指示器以外，远程部件100也可以提供经由转向控制器132将转向请求/命令发送给水平方向钻机的能力。远程部件100包括一个转向控制器132，该转向控制器允许远程用户远程实现对钻孔工具的方向的转向改变。
在一个实施例中，转向控制器132包括12个发光(例如，白色的)的按钮瞬时开关134，这些开关形成钟面的式样。当按一个选择的开关134时，它发出光，所有其他的开关134熄灭。例如，当调用某些其他的远程控制功能(例如，通过激活ROTATE控制器130或PULLBACK控制器128所启动的功能)时，转向控制器132的所有开关134都熄灭，转向控制器132被禁止运行。
例如，当远程用户想按某个方向(例如，从12点方向朝向2点方向)来转向钻孔工具时，远程用户激活一个合适的瞬时开关134(例如，“2”点开关134)，以选择所需的基于时钟的转向方向。根据一个转向模式的实施例，激活所选的瞬时开关134会导致从远程部件100的收发器102发送一个转向信号。如图2所示，该转向信号由水平方向钻机20的收发器55接收，并被呈现在显示器34上。可以在HDDM控制器50与显示器34之间提供一个RS-232接口。例如，远程部件100的转向控制钟面的拷贝用图表呈现在水平方向钻机的显示器34上。水平方向钻机操作员可以在水平方向钻机处进行必需的调整，以实现所要求的转向变化。
根据一个替换实施例，远程部件100所发送的转向信号在水平方向钻机处被接收并经由水平方向钻机的闭路控制系统直接由HDDM控制器50(而不是由机器操作员)运用。由远程用户提出的转向请求/命令可以按上述的方式被显示在水平方向钻机显示器34上。如果需要的话，机器操作员可以取代、延缓或终止由远程用户启动的一项自动转向操作。
远程用户可以控制其他的HDD操作，包括控制钻具组/钻孔工具向前与反向的位移和钻具组/钻孔工具的旋转。对这三项操作的远程控制分别通过激活PUSH控制器126、PULLBACK控制器128和ROTATE控制器130来启动。选择和不选择这些控制器126、128和130分别导致有关的PUSH、PULLBACK和ROTATE指示器127、129和131的照明和熄灭。根据一个实施例，PUSH控制器126与白色的PUSH指示器127有关，PULLBACK控制器128与蓝色的PULLBACK指示器129有关，ROTATE控制器130与蓝色的ROTATE指示器131有关。
远程部件100还包括一个“失去通信连络”指示器141，只要检测到远程部件100与水平方向钻机之间失去通信连络，该指示器就被照明。远程部件100也可以包括一个信号强度指示器143。例如，多色指示器143可以被用来指出在水平方向钻机与远程部件100之间被发送的信号的相对强度。例如，信号强度指示器143可以提供产生绿色光、黄色光和红色光。例如，绿色光的照明可以表示接收到一个强信号(例如，信号与噪声(SNR)的高比率)。黄色光的照明可以表示一个可接受的、但被降低的信号强度水平。红色光的照明可以表示一个不可接受的信号强度水平。黄色光和/或红色光的频繁照明可以表示：应该配置中继器，以便增加在远程部件141与水平方向钻机之间被发送的信号的强度。
可以经由远程部件141上所提供的扬声器136将听觉的警告或警报信息(既可以是语言的，也可以是非语言的)广播给远程用户。扬声器较佳地以合适的音量广播听觉的信息，但声音不大于适用规章所允许的范围(例如，不大于106Dba)。也可以提供振动部件138，以便将触觉的警告或警报信息传达给远程用户。远程部件100由电池142提供能源，该电池在该领域中可被容易地替换，而较佳地无需工具。该电池较佳地是可再充电电池。
现在参考图5，其中展示了一幅流程图，表现了当执行根据本发明的一个实施例的一套远程“闭锁”方法时跟远程部件与水平方向钻机的控制器之间的协同操作有关的各个步骤。只要远程用户开动“闭锁”控制器或“运行”控制器，远程部件就开通。在该领域中，远程用户(例如，位于水平方向钻机的下游的用户)使用上述的远程部件，来启动200“闭锁”程序。远程部件将一个“闭锁”命令发送202到HDDM控制器。响应于该“闭锁”命令，HDDM控制器启动204位于水平方向钻机处的一个“闭锁”序列。
概括地说，当执行“闭锁”序列时，HDDM控制器禁止206钻具组/切削头活动。HDDM控制器确认208：水平方向钻机处的“闭锁”序列成功完成。在确认“闭锁”序列成功完成之后，HDDM控制器将一个“确认”信号(例如，“命令被承认”信号)发送210到远程部件。响应于该“确认”信号的接收，远程部件向远程用户指出212：已成功完成水平方向钻机处的“闭锁”序列。
图6是流程图，展示了根据本发明的一个实施例的水平方向钻机的控制器所执行的远程“闭锁”方法的各个步骤。根据这个实施例，可以拥有一套有限的钻机功能，作为“闭锁”程序的一部分。如上文所讨论的，“闭锁”序列由将一个“闭锁”命令发送220到水平方向钻机的远程部件来启动。HDDM控制器接收221“闭锁”命令；并且作为响应而执行许多操作，以防止所有钻具组/切削头或扩孔器运动；如果有要求的话，还虑及对驱动装置的有限使用。
如果机器操作员要求222有限地使用驱动装置，那么，钻具组被夹住223，以防止位于钻井中的钻具组的所有运动。在允许有限地使用驱动装置之前，要求223已从夹具机械装置处的传感器接收到钻具组固定的确认223。在从夹具机械装置传感器接收到一个确认信号之后，HDDM控制器提供224有限地使用钻机的旋转和推顶/回拉设备，以便执行某些所需的任务(例如，钻杆操作)。如果不要求222有限地使用驱动装置，则HDDM控制器禁止钻具组旋转221，也禁止226钻具组位移或推顶。
HDDM还禁止228打钻流体流入钻孔(例如，经由钻具组被提供给切削头的打钻流体)。在切削头处利用高压流体分配能力的应用中，这种操作特别重要。例如，切削头处的流体分配喷管处的流体压力约为1,200psi(磅/平方英寸)是很普通的。此外，许多可用的流体分配部件按200加仑/分钟的速度将流体泵送通过钻具组/切削头。精通该技术领域的人容易理解，终止将流体发送到切削头(是综合、有效的“闭锁”方法的一部分)很重要。
HDDM控制器确认230已成功地禁止所有打钻操作(例如，钻具组旋转、位移和流体发送到切削头)，如果适用的话，已禁止有限使用的操作模式(例如，禁止钻杆操作模式)。然后，HDDM控制器将一个“确认”信号发送到232远程部件。
图7是流程图，展示了当执行根据本发明的另一个实施例的一套远程“闭锁”方法时跟远程部件与水平方向钻机控制器之间的协同操作有关的各个步骤。根据这个实施例，远程用户使用远程部件来启动240“闭锁”程序，并且作为响应，远程部件将一个“闭锁”命令发送242到HDDM控制器。一旦将“闭锁”信号发送242到HDDM控制器，就在远程部件处启动244定时器。定时器被用来确定是否已在预定的时期(例如，三秒钟)内成功地完成“闭锁”程序。
HDDM控制器响应于“闭锁”命令的接收来开始246“闭锁”序列；并且执行必要的操作，以禁止248钻具组/切削头运动和流体发送到切削头；如果适用的话，则允许有限地使用钻机的旋转和/或推顶/回拉设备。HDDM控制器确认250完成“闭锁”程序或在水平方向钻机处激活有限使用模式，并将一个“确认”信号发送252到远程部件。
如果当远程部件接收“确认”信号时远程部件处的定时器还没有期满254，则将“确认”信号的成功接收向远程用户通告260。维持262“闭锁”状态，直到正确地使“闭锁”状况撤除。
如果当远程部件接收“确认”信号时远程部件处的定时器已期满254，或如果根本没有接收到“确认”信号，那么，假设256远程部件与水平方向钻机之间失去通信，并在水平方向钻机处建立258一个“闭锁”状况。在水平方向钻机处维持262“闭锁”状态，直到正确地使该“闭锁”状况撤除。
图8是流程图，展示了由根据本发明的另一个实施例的远程部件执行的远程“闭锁”方法的其他各个步骤。根据这个实施例，远程用户开动远程部件270上的一个“闭锁”开关，以启动“闭锁”序列。“闭锁”命令由远程部件来发送272。在水平方向钻机成功地完成“闭锁”序列之后，HDDM控制器发送由远程部件接收274的一个“确认”信号。例如，响应于接收该“确认”信号，远程部件开始276听觉的“闭锁”响应(例如，一系列短暂的嘟嘟声或语言的“闭锁”消息)。
一个红色的“闭锁”指示器也在远程部件上被照明278，作为给远程用户的一个指示：水平方向钻机正在按“闭锁”模式进行操作。假设远程用户希望停止“闭锁”状况并适当地协同水平方向钻机操作员使“闭锁”模式不起作用，则红色的“闭锁”指示器在远程部件上熄灭284，由远程部件广播的任何听觉的“闭锁”警告终止。如果没有适当地使“闭锁”状态不起作用，则在远程部件处继续红色“闭锁”指示器的照明278，并且维持280水平方向钻机处的“闭锁”状态。也可以向远程用户重新广播听觉的“闭锁”警告。
图9是流程图，展示了根据本发明的另一个实施例的由水平方向钻机的控制器执行的远程“闭锁”方法的其他各个步骤。根据图9中的实施例，HDDM控制器从远程部件接收300一个“闭锁”命令，并且作为响应，激活一个常闭的“闭锁”输出，以启动“闭锁”序列302。在其没有激活的或正常的状态中，“闭锁”输出保持不发挥作用，从而确保：如果水平方向钻机处发生电源故障或“闭锁”序列执行错误，则在水平方向钻机处维持“闭锁”状况。为了使水平方向钻机处的“闭锁”状态不起作用，组成“闭锁”序列的每个步骤必须被成功地执行并被确认成功完成。
响应于HDDM控制器启动“闭锁”序列302，在水平方向钻机处广播304一个听觉的“闭锁”警告，以便警告水平方向钻机操作员水平方向钻机正在按“闭锁”模式进行操作。例如，该听觉的警告可以包括三个短暂的嘟嘟声(例如，开通0.5秒和关断0.5秒)，其后是一秒钟的暂停。该系列听觉的嘟嘟声可以被重复多次(例如，三次)。水平方向钻机处的红色指示器也被照明306。“闭锁”状态维持不变308，红色的指示器在水平方向钻机上保持被照明，直到正确地使“闭锁”模式不起作用。当正确地使“闭锁”状态不起作用310时，水平方向钻机上的红色“闭锁”指示器熄灭312，任何听觉的“闭锁”警告终止。
图10是流程图，响应于远程部件与根据本发明的一个实施例的水平方向钻机之间失去通信连络而展示了跟远程部件与水平方向钻机控制器之间的协同操作有关的各个步骤。检测到320远程部件与水平方向钻机之间失去通信连络。可以在几种情况下丧失通信条件，例如接收到不可接受的强度的一个水平方向钻机信号，或如前面所讨论的远程部件处的递减计数或递增计数的定时器期满。
该技术领域已知的其他各种发信号的方案可以被用来检测远程部件与水平方向钻机之间失去通信的状况。例如，可以使用一种信号应答或定时查询法的发信号的方案，通过该方案，信号定期在远程部件与水平方向钻机之间被发送。可以对所接收的信号的强度或质量进行分析。例如，远程部件可以评估由水平方向钻机发送的一个定时查询信号的SNR并确定所接收的信号的SNR是否合适。
如果检测到320远程部件与水平方向钻机之间失去通信连络，则HDDM控制器启动322“闭锁”序列，以便将水平方向钻机转变成“闭锁”操作模式。当检测到远程部件与水平方向钻机之间失去通信连络时，定时器被激活。注意，在于水平方向钻机处建立“闭锁”状况期间和之后，水平方向钻机的引擎维持运行。HDDM控制器启动指出失去通信状况的一个听觉的和/或视觉的警告。
如果定时器还没有期满328，则远程部件继续广播332一个听觉的警告并继续使远程部件处的一个红色“闭锁”指示器闪烁。远程部件继续提供336一个触觉的警告326，以便向远程用户警告失去通信状况。例如，听觉的和触觉的警告可以包括一个连续的音调或振动，该音调或振动持续一分钟或直到发生以下所讨论的其他事件为止。当定时器期满328时，停止338广播听觉的警告。当定时器期满时，也停止340提供触觉的警告。但是，红色的“闭锁”指示器在远程部件处保持闪烁342，以便向操作员警告在失去通信条件期间继续采用“闭锁”操作模式。
重复上述的警告序列，直到重新获得344远程部件与水平方向钻机之间的通信连络，或直到远程部件所发送的一个“闭锁”或“运行”命令被接收345并由水平方向钻机成功地处理。当发生事件344或345时，听觉的、视觉的和/或触觉的警告在远程部件和水平方向钻机处被终止346，所选的“闭锁”或“运行”程序继续进行。
图11是流程图，响应于根据本发明的一个实施例的水平方向钻机引擎关闭状况而展示了跟远程部件与水平方向钻机控制器之间的协同操作有关的各个步骤。根据这个实施例，假设操作员或其他某个程序关闭350水平方向钻机的引擎。进一步假设，在水平方向钻机的引擎关闭之后不久，所有钻具组/切削头或扩孔器运动都停止。远程部件保持空闲状态354，直到远程用户试图开动“闭锁”控制器时。
当远程用户在关闭水平方向钻机引擎期间开动“闭锁”控制器352时，远程部件将一个“闭锁”命令发送356到水平方向钻机。HDDM控制器将一个“确认”信号发送358到远程部件，指出在水平方向钻机处维持“闭锁”条件，这是关闭引擎时的情况。在远程操作员按下在远程部件上的“运行”控制键之前，水平方向钻机的操作员将无法启动水平方向钻机引擎362。如果水平方向钻机接收到360“运行”信号，则水平方向钻机操作员可以重新启动361引擎。
图12是流程图，展示了当按根据本发明的一个实施例的“运行”模式进行操作时跟远程部件与水平方向钻机控制器之间的协同操作有关的各个步骤。远程部件响应于用户开动远程部件处的“运行”控制键，将一个“运行”命令发送364到水平方向钻机。绿色的“运行”指示器在远程部件上被照明366。绿色的“运行”指示器将保持被照明，直到远程用户开动“闭锁”控制键或“CREEP”控制键时为止。如果在水平方向钻机处没有接收到一个“闭锁”或“CREEP”模式信号368，则HDDM控制器使通常关闭的“闭锁”输出不起作用并照明372绿色的水平方向钻机“运行”指示器。然后，可以按正常的打钻模式来操作373水平方向钻机。
如果在水平方向钻机处接收到一个“闭锁”或“CREEP”模式信号368，则HDDM控制器终止374“运行”模式并熄灭绿色的水平方向钻机“运行”指示器。水平方向钻机按所选的“闭锁”或“CREEP”模式进行操作376。
图13是流程图，展示了当按根据本发明的一个实施例的“CREEP”模式进行操作时跟远程部件与水平方向钻机控制器之间的协同操作有关的各个步骤。远程用户通过开动380远程部件上的“CREEP”控制器来启动“CREEP”操作模式。“CREEP”模式指示器在远程部件上照明382，一个“CREEP”模式信号从远程部件被发送384到水平方向钻机。
当接收“CREEP”模式信号时，水平方向钻机386转变到“CREEP”模式的操作。“CREEP”模式指示器在水平方向钻机上被照明388，广播一个听觉的“CREEP”音调。“CREEP”音调可以包括一个音调，当“CREEP”模式起作用时，该音调每隔一秒钟被重复一次。HDDM控制器执行390从远程部件接收到的“CREEP”命令，直到在水平方向钻机处接收到一个“闭锁”信号或另一个“CREEP”模式信号时为止。如果在水平方向钻机处接收到一个“闭锁”信号或随后的一个“CREEP”模式信号392，则在水平方向钻机处终止“CREEP”操作模式，“CREEP”模式指示器/音调在水平方向钻机和远程部件上被熄灭396。
图14-17是流程图，展示了当按各种远程操作与转向模式(可能通过用户开动远程部件上所提供的一个合适的控制器而被选择400)进行操作时跟远程部件与水平方向钻机控制器之间的协同操作有关的各个步骤。图14-17中所描绘的远程操作/转向模式分别包括ROTATE、PUSH、PULLBACK和基于时钟的转向模式。
如图14中所描绘的，如果远程用户选择ROTATE模式402，则远程部件发送404一个ROTATE命令。一个ROTATE指示器在远程部件上被照明406，当按ROTATE模式进行操作时，使随后的“钟面转向”、PUSH或PULLBACK请求不起作用408。一个ROTATE指示器也在水平方向钻机上被照明410。
HDDM控制器启动410ROTATE功能，这可以通过手工干预实现或自动实现。如前面所讨论的，在一个实施例中，可以在HDDM控制器与水平方向钻机上所提供的一个显示器之间提供一个RS-232或其他合适的通信接口。从远程部件接收的一个ROTATE命令可能会导致ROTATE请求被呈现在显示器上。然后，水平方向钻机操作员可以手工启动和控制ROTATE功能。或者，从远程部件接收到的ROTATE命令可以由HDDM控制器直接操作，以便自动启动所要求的ROTATE功能。
根据图15，如果远程用户选择PUSH模式420，则远程部件发送422一个PUSH命令。一个PUSH指示器在远程部件上被照明424，当按PUSH模式进行操作时，使随后的ROTATE或PULLBACK请求不起作用426。一个PUSH指示器在水平方向钻机上被照明428。
HDDM控制器启动430PUSH功能，这可以通过手工干预实现或自动实现。从远程部件接收的一个PUSH命令可能会导致PUSH请求被呈现在水平方向钻机的显示器上。然后，水平方向钻机操作员可以手工启动和控制PUSH功能。或者，从远程部件接收到的PUSH命令可以由HDDM控制器直接操作，以便自动启动所要求的PUSH功能。
如图16中所描绘的，如果远程用户选择PULLBACK模式440，则远程部件发送442一个PULLBACK命令。一个PULLBACK指示器在远程部件上被照明444，当按PULLBACK模式进行操作时，使随后的“钟面转向”、ROTATE或PUSH请求不起作用446。一个PULLBACK指示器在水平方向钻机上被照明448。
HDDM控制器启动450PULLBACK功能，这可以通过手工干预实现或自动实现。从远程部件接收的一个PULLBACK命令可能会导致PULLBACK请求被呈现在水平方向钻机的显示器上。然后，水平方向钻机操作员可以手工启动和控制PULLBACK功能。或者，从远程部件接收到的PULLBACK命令可以由HDDM控制器直接操作，以便自动启动所要求的PULLBACK功能。
远程用户可以使用(例如)图4中所描绘的转向控制器132来发出基于钟面的转向命令。如果远程用户按远程部件上的一个所选的钟面方向按钮460，则远程部件发送462对应于所选钟面“时间”的一个“钟面转向”命令。远程用户选择的转向按钮被照明464；当按基于时钟的转向模式进行操作时，使所有以前选择的钟面按钮(如果适用的话)和任何随后的ROTATE、PULLBACK或PUSH请求不起作用466。对应于远程用户选择的指示器的一个钟面指示器在水平方向钻机上被照明。例如，HDD钟面指示器可以组成一个钟面时间位置，该钟面时间位置在钟面上被加亮，该钟面用图形呈现在水平方向钻机的显示器上。
HDDM控制器启动470所要求的“转向”功能，这可以通过手工干预实现或自动实现。从远程部件接收到的一个“转向”命令可能会导致“转向”请求被呈现在水平方向钻机的显示器上。然后，水平方向钻机操作员手工启动和控制“转向”功能。或者，从远程部件接收到的“转向”命令可以由HDDM控制器直接操作，以便自动启动所要求的“转向”功能。
一般而言，适用于执行本发明的一套“闭锁”方法的远程部件应该能够将信号发送到地平线下面的位置(不与水平方向钻机在同一视线的位置)处的水平方向钻机和从其接收信号。例如，远程部件应该能够与位于8英尺深的坑的底部的水平方向钻机维持通信连络。根据许多因素，可能需要使用在接近该坑的地层的一个中继器，以增强远程部件与水平方向钻机之间的通信，从而获得相对较长的钻孔长度。传输范围应该约为几千英尺，这可以通过使用一个或多个中继器来得到延伸。如前面所讨论的，远程部件应该包括失去的或微弱的信号的检测电路，该电路具有听觉的、视觉的和/或触觉的警告能力。
远程部件可以包括能提供外部无线电干涉抵制和根据供国家或当地使用的合适波段来改变频率的能力的电路。每个远程部件较佳地具有一个唯一的代码，以便每部机器可以只由一个远程部件来控制。
较佳地将远程部件配置成可携带、耐用和耐磨，并能够只用一只手进行操作。远程部件中所提供的可再充电电池最好是不要求使用工具就可以在野外拆卸的。
水平方向钻机处的HDDM控制器也可以包括一种电路，该电路可提供外部无线电干涉抵制和根据供国家或当地使用的合适波段来改变频率的能力。HDDM控制器也应该包括失去的或微弱的信号的检测电路，该电路具有听觉的、视觉的和/或触觉的警告能力。水平方向钻机收发器的传输范围应该约为几千英尺，这可以通过使用一个或多个中继器来得到延伸。
水平方向钻机较佳地包括用于为远程部件的电池充电的一个整体式电池充电器，并可以包括一个12/24Vdc输入和自我擦拭接触器。被连接到HDDM控制器的电池充电器较佳地能够识别一个远程部件(该远程部件没有被正确地编程以与特定的水平方向钻机的收发器进行通信)，并在这种情况下提供一个警告。HDDM控制器较佳地能够对具有其自己唯一的识别代码的水平方向钻机收发器进行寻址。
根据一个实施例，水平方向钻机包括一些改变颜色的模式信号器(例如，红色、黄色和绿色的指示器)，它们在明亮的阳光下容易看见。水平方向钻机上所提供的显示在明亮的阳光下同样应该容易看见。
如前面所讨论的，在水平方向钻机处使用一个常闭的继电器，以便激活和阻止激活“闭锁”序列。在一个实施例中，当成功地完成“闭锁”序列时，生成一个12Vdc输入信号。较佳地使用一个常开的继电器来激活和阻止激活前面所述的“CREEP”模式序列。
在水平方向钻机处所提供的一个手工清0机械装置用于清除因远程部件与水平方向钻机之间失去通信连络而已经被建立在水平方向钻机处的“闭锁”状态。手工清0程序要求水平方向钻机操作员关闭HDDM控制器并使用重新设定工具来为继续操作而重新设定HDDM控制器。如前面所讨论的，水平方向钻机操作员没有能力单独清除由远程用户启动的一个“闭锁”条件。
较佳地在水平方向钻机处提供一个RS-232或其他合适的通信接口，以便为被提供接口的顾客来回传达数据。较佳地经由RS-232端口获得所有“闭锁”功能。
当然，将会理解，在不脱离本发明的范围的前提下，可以对以上所讨论的较佳实施例进行各种修改和添加。相应地，本发明的范围不应该受到上述特殊实施例的限制，而只应该由以下陈述的权利要求和其等同物来限定。
权利要求书(按照条约第19条的修改)
          根据PCT第19条所作修改的声明
申请人对原权利要求8和25中因印刷错误而造成与这两项权利要求的主题相矛盾的地方作了修改。修改后的权利要求8正确给出了，在发送闭锁信号后面预定的时间超时以后，根据远程位置处未接收到确认信号时，向操作人员传送的一个或多个视觉的、听觉的和/或触觉的告警提示。原权利要求8中，在“接收到确认信号”之前，没有包含这个“未”字。
权利要求25的修改也是基于类似的理由。具体说来，权利要求25经修改后正确指出了，远程部件包含一个定时器以及一个或多个视觉的、听觉的和/或触觉的告警指示器，该指示器在发送闭锁信号后定时器超时之后，提供未接收到确认信号的指示。原权利要求25中，在“接收到确认信号的指示”之前没有包含这个“未”字。
对权利要求8和25所作的修改与说明书或附图是不矛盾的。相反，修改后的权利要求8和25与说明书及其附图是一致的，并且是得到支持的。
1.远程改变水平方向钻机的操作的一种方法，钻机包括被连接到钻具组和钻头或扩孔器的一个驱动装置，其特征在于，该方法包括：
自离钻机很远的一个位置发送一个闭锁信号；
在钻机处接收闭锁信号；
响应于所接收的闭锁信号来防止钻具组运动；以及，
将一个确认信号从钻机发送到远程位置，该确认信号指出钻机成功地接收闭锁信号并禁止钻具组运动。
2.权利要求1的方法，其特征在于：其中，防止钻具组运动包括防止钻具组旋转和平移。
3.权利要求1的方法，其特征在于：其中，防止钻具组运动包括夹住钻具组。
4.权利要求1的方法，其特征在于还包括：
夹住钻具组，以防止钻具组运动；以及，
当夹住钻具组时，转向一根钻具组的钻杆。
5.权利要求4的方法，其特征在于：还包括响应于成功地夹住钻具组而生成一个夹住信号，其中，响应于所生成的夹住信号来发送一确认信号。
6.权利要求1的方法，其特征在于：其中，钻机还包括将流体、泡沫、空气或其组合配送入钻孔的一个流体分配部件；该方法还包括响应于所接收的闭锁信号而禁止将流体、泡沫和/或空气提供到钻孔内。
7.权利要求1的方法，其特征在于：还包括响应于在远程位置接收到的确认信号而向在远程位置的操作员传达一个或多个视觉的、听觉的和/或触觉的指示。
8.权利要求1的方法，其特征在于：还包括：响应于在发送闭锁信号后的预定时间期满之后在远程位置未接收到确认信号，来向在远程位置的操作员传达一个或多个视觉的、听觉的和/或触觉的警告指示。
9.权利要求1的方法，其特征在于：还包括对钻机与远程位置之间失去通信连络的检测。
10.权利要求9的方法，其特征在于：还包括向在远程位置的用户传达一个或多个视觉的、听觉的和/或触觉的指示：钻机与远程位置之间失去了通信连络。
11.权利要求1的方法，其特征在于：还包括向在远程位置的用户传达有关从钻机发送的和在远程位置接收的一个信号的相对强度的指示。
12.权利要求1的方法，其特征在于：还包括响应于钻机处状态的变化而向在远程位置的用户传达一个或多个视觉的、听觉的和/或触觉的警告指示，该变化影响钻具组的运动和/或将流体、泡沫与/或空气提供到钻孔内。
13.权利要求1的方法，其特征在于：还包括向钻机的操作员传达一个或两个视觉的和/或听觉的有关接收到从远程位置发送的闭锁信号的指示。
14.权利要求1的方法，其特征在于还包括：
自远程位置发送一种操作模式信号；
在钻机处接收所述操作模式信号；以及，
响应于所述操作模式信号来改变钻机的操作。
15.权利要求14的方法，其特征在于：其中：
操作模式信号包括一个“CREEP(慢行)”模式信号；以及，
改变钻机操作包括响应于“CREEP”模式信号而将钻具组位移从标称的水平降低到一预先设立的水平。
16.权利要求14的方法，其特征在于：其中：
操作模式信号包括PUSH(推顶)、PULLBACK(回拉)或ROTATE(旋转)模式信号中的一种信号；以及，
改变钻机操作包括响应于PUSH模式信号来改变向前的钻具组位移并响应于PULLBACK模式信号来改变反向的钻具组位移或响应于ROTATE模式信号来改变钻具组旋转。
17.权利要求14的方法，其特征在于：其中：
操作模式信号包括一个“STEERING(转向)”模式信号；以及，
改变钻机操作包括响应于“STEERING(转向)”模式信号在钻头处给予一方向变化。
18.权利要求14的方法，其特征在于：其中，自动地或响应于用户控制输入来实现改变钻机操作。
19.远程改变水平方向钻机的操作的一种系统，钻机包括被连接到钻具组和切削头或扩孔器的一个驱动装置，其特征在于该系统包括：
包括一个收发器的一个远程部件；
远程部件上所提供的一个用户界面，该用户界面包括一个闭锁开关和一个模式指示器，远程部件响应于用户开动闭锁开关来经由收发器发送一个闭锁信号；以及，
设在钻机处并与驱动装置通讯连结的一个控制器，该控制器响应于所接收的闭锁信号来防止钻具组运动并将一个确认信号发送到远程部件，远程部件的模式指示器响应于所接收的确认信号来向用户传达一个或多个视觉的、触觉的和/或听觉的指示：钻机成功地接收到闭锁信号，并禁止钻具组运动。
20.权利要求19的系统，其特征在于：其中，驱动装置包括一个旋转泵/马达和一个位移泵/马达，每个都被连接到钻具组，控制器通过禁止旋转泵/马达和位移泵/马达发挥作用来防止钻具组运动。
21.权利要求19的系统，其特征在于还包括：
被安装到钻机上的一个夹具机械装置，它有选择地接合和脱开钻具组，以分别防止和允许钻具组运动；以及，
一个钻杆转向设备，其中，控制器开动夹具机械装置，以防止钻具组运动并同时使钻杆转向设备能够相对于被夹住的钻具组操纵钻杆。
22.权利要求21的系统，其特征在于：还包括一个夹具传感器，该夹具传感器响应于夹具机械装置成功地接合钻具组来生成一个夹住信号，以防止钻具组运动，其中，控制器响应于接收由夹具传感器生成的夹住信号来发送确认信号。
23.权利要求19的系统，其特征在于：其中，钻机还包括通过钻具组提供流体、泡沫和/或空气的一个流体分配部件，控制器响应于所接收的闭锁信号来禁止分配流体、泡沫和/或空气。
24.权利要求19的系统，其特征在于：其中，远程部件包括一个或多个视觉的、听觉的和/或触觉的指示器，该指示器提供接收到确认信号的指示。
25.权利要求19的系统，其特征在于：其中，远程部件包括一个定时器和一个或多个视觉的、听觉的和/或触觉的警告指示器，在发送闭锁信号后定时器的时间流逝之后，该指示器提供未接收到确认信号的指示。
26.权利要求19的系统，其特征在于：其中，远程部件包括一个或多个视觉的、听觉的和/或触觉的警告指示器，该指示器提供关于在钻机处影响钻具组运动的状态变化的指示。
27.权利要求19的系统，其特征在于：其中，用户界面包括一个指示器，该指示器指出在远程部件与钻机之间被传达的一个信号的相对强度。
28.权利要求19的系统，其特征在于：其中，用户界面包括一个指示器，该指示器指出远程部件与钻机之间失去通信连络。
29.权利要求19的系统，其特征在于：还包括一个或多个中继器，它们用于增强信号在远程部件与钻机之间的通信。
30.权利要求19的系统，其特征在于：其中，控制器被连接到一个或两个视觉的和/或听觉的指示器，控制器响应于闭锁信号来激活该指示器。
31.权利要求19的系统，其特征在于：其中，远程部件还包括一个用户可开动的操作模式控制器，当被用户开动时，该操作模式控制器产生一个操作模式信号，控制器响应于该操作模式信号来改变钻机的操作。
32.权利要求19的系统，其特征在于：其中，操作模式信号包括一个“CREEP(慢行)”模式信号，控制器响应于该“CREEP”模式信号来将钻具组位移从标称水平降低到一预先设定的水平。
33.权利要求19的系统，其特征在于：其中，操作模式信号包括PUSH、PULLBACK或ROTATE模式信号中的一种信号，控制器响应于PUSH(推顶)模式信号来改变向前的钻具组位移，并响应于PULLBACK(回拉)模式信号来改变反向的钻具组位移或响应于ROTATE(旋转)模式信号来改变钻具组的旋转。
34.权利要求33的系统，其特征在于：其中，控制器自动地或响应于用户控制输入来改变钻机操作。
35.权利要求19的系统，其特征在于：其中，远程部件包括一个用户可开动的转向控制器，转向控制器响应于用户的开动来产生一个“STEERING(转向)”模式信号，控制器响应于“STEERING”模式信号来实现切削头方向改变。
36.权利要求35的系统，其特征在于：其中，转向控制器包括多个开关，每个开关代表钟面上的一个位置，“STEERING”模式信号指出对应于钟面上一个被开动的开关的位置的所要求的切削头转向方向。
37.远程改变水平方向钻机的操作的一种方法，钻机被连接到钻具组和切削头或扩孔器，其特征在于该方法包括：
接收远离钻机一个位置处的一个用户输入；
响应于该用户输入从该远程位置发送一个闭锁信号；
在远程位置接收钻机发送的一个确认信号，该确认信号指出钻机接收到闭锁信号并禁止钻具组运动；以及，
响应于该确认信号，向在远程位置的用户传达一个或多个视觉的、触觉的或听觉的指示：钻机成功地接收到闭锁信号，并禁止钻具组运动。
38.权利要求37的方法，其特征在于：其中：
钻机被连接到一个流体分配部件，该流体分配部件通过钻具组提供流体、泡沫和/或空气；
确认信号还指出禁止流体分配部件发挥作用；以及，
响应于确认信号，进一步向在远程位置的用户传达一个或多个视觉的、触觉的或听觉的指示：禁止流体分配部件发挥作用。
39.远程改变水平方向钻机的操作的一种部件，钻机被连接到钻具组和切削头或扩孔器，其特征在于该部件包括：
适于用户拿住的一个外壳；
外壳上的一个闭锁开关；
外壳中或外壳上的一个发送器，该发送器响应于用户开动闭锁开关来发送一个闭锁信号；
外壳中或外壳上的一个接收器，该接收器接收从钻机发送的一个确认信号，该确认信号指出钻机成功地接收闭锁信号并禁止钻具组运动；以及，
外壳上的一个状况指示器，该状况指示器响应于所接收的确认信号向用户传达一个或多个视觉的、触觉的或听觉的指示：钻机成功地接收闭锁信号并禁止钻具组运动。
40.权利要求39的系统，其特征在于：其中：
钻机被连接到一个流体分配部件，该流体分配部件通过钻具组提供流体、泡沫和/或空气；
确认信号还指出禁止流体分配部件发挥作用；以及，
状况指示器响应于所接收的确认信号来向用户传达一个或多个视觉的、触觉的或听觉的指示：禁止流体分配部件发挥作用。
41.响应于从远程位置接收的信号来改变水平方向钻机的操作的一种方法，钻机被连接到钻具组和切削头或扩孔器，其特征在于该方法包括：
在钻机处接收从远程位置发送的一个闭锁信号；
响应于所接收的闭锁信号来防止钻具组运动；以及，
将一个确认信号从钻机发送到远程位置，该确认信号确认钻机接收到闭锁信号并禁止钻具组运动。
42.权利要求41的方法，其特征在于：其中，钻机被连接到一个流体分配部件，该流体分配部件通过钻具组提供流体、泡沫和/或空气，该方法还包括响应于所接收的闭锁信号来禁止流体分配部件发挥作用，其中，确认信号进一步指出禁止流体分配部件发挥作用。
43.响应于从远程位置接收的信号来改变水平方向钻机的操作的一种系统，其特征在于包括：
被连接到钻具组的一个切削头或扩孔器；
被连接到钻具组的一个驱动装置，该驱动装置沿一条地下路线运动钻具组和切削头或扩孔器；
接收来自远程位置的一个闭锁信号的一个收发器；以及，
被连接到驱动装置和收发器的一个控制器，该控制器响应于所接收的闭锁信号来防止钻具组运动并发送一个确认信号，该确认信号指出钻机成功地接收到闭锁信号并禁止钻具组运动。
44.权利要求43的系统，其特征在于：其中，钻机被连接到通过钻具组提供流体、泡沫和/或空气的一个流体分配部件，其中，控制器响应于所接收的闭锁信号来禁止流体分配部件发挥作用并发送指出成功地禁止流体分配部件发挥作用的确认信号。

Claims (44)

1.远程改变水平方向钻机的操作的一种方法，钻机包括被连接到钻具组和钻头或扩孔器的一个驱动装置，其特征在于，该方法包括：
自离钻机很远的一个位置发送一个闭锁信号；
在钻机处接收闭锁信号；
响应于所接收的闭锁信号来防止钻具组运动；以及，
将一个确认信号从钻机发送到远程位置，该确认信号指出钻机成功地接收闭锁信号并禁止钻具组运动。
2.权利要求1的方法，其特征在于：其中，防止钻具组运动包括防止钻具组旋转和平移。
3.权利要求1的方法，其特征在于：其中，防止钻具组运动包括夹住钻具组。
4.权利要求1的方法，其特征在于还包括：
夹住钻具组，以防止钻具组运动；以及，
当夹住钻具组时，转向一根钻具组的钻杆。
5.权利要求4的方法，其特征在于：还包括响应于成功地夹住钻具组而生成一个夹住信号，其中，响应于所生成的夹住信号来发送一确认信号。
6.权利要求1的方法，其特征在于：其中，钻机还包括将流体、泡沫、空气或其组合配送入钻孔的一个流体分配部件；该方法还包括响应于所接收的闭锁信号而禁止将流体、泡沫和/或空气提供到钻孔内。
7.权利要求1的方法，其特征在于：还包括响应于在远程位置接收到的确认信号而向在远程位置的操作员传达一个或多个视觉的、听觉的和/或触觉的指示。
8.权利要求1的方法，其特征在于：还包括：响应于在发送闭锁信号后的预定时间期满之后在远程位置接收到确认信号，来向在远程位置的操作员传达一个或多个视觉的、听觉的和/或触觉的警告指示。
9.权利要求1的方法，其特征在于：还包括对钻机与远程位置之间失去通信连络的检测。
10.权利要求9的方法，其特征在于：还包括向在远程位置的用户传达一个或多个视觉的、听觉的和/或触觉的指示：钻机与远程位置之间失去了通信连络。
11.权利要求1的方法，其特征在于：还包括向在远程位置的用户传达有关从钻机发送的和在远程位置接收的一个信号的相对强度的指示。
12.权利要求1的方法，其特征在于：还包括响应于钻机处状态的变化而向在远程位置的用户传达一个或多个视觉的、听觉的和/或触觉的警告指示，该变化影响钻具组的运动和/或将流体、泡沫与/或空气提供到钻孔内。
13.权利要求1的方法，其特征在于：还包括向钻机的操作员传达一个或两个视觉的和/或听觉的有关接收到从远程位置发送的闭锁信号的指示。
14.权利要求1的方法，其特征在于还包括：
自远程位置发送一种操作模式信号；
在钻机处接收所述操作模式信号；以及，
响应于所述操作模式信号来改变钻机的操作。
15.权利要求14的方法，其特征在于：其中：
操作模式信号包括一个“CREEP(慢行)”模式信号；以及，
改变钻机操作包括响应于“CREEP”模式信号而将钻具组位移从标称的水平降低到一预先设立的水平。
16.权利要求14的方法，其特征在于：其中：
操作模式信号包括PUSH(推顶)、PULLBACK(回拉)或ROTATE(旋转)模式信号中的一种信号；以及，
改变钻机操作包括响应于PUSH模式信号来改变向前的钻具组位移并响应于PULLBACK模式信号来改变反向的钻具组位移或响应于ROTATE模式信号来改变钻具组旋转。
17.权利要求14的方法，其特征在于：其中：
操作模式信号包括一个“STEERING(转向)”模式信号；以及，
改变钻机操作包括响应于“STEERING(转向)”模式信号在钻头处给予一方向变化。
18.权利要求14的方法，其特征在于：其中，自动地或响应于用户控制输入来实现改变钻机操作。
19.远程改变水平方向钻机的操作的一种系统，钻机包括被连接到钻具组和切削头或扩孔器的一个驱动装置，其特征在于该系统包括：
包括一个收发器的一个远程部件；
远程部件上所提供的一个用户界面，该用户界面包括一个闭锁开关和一个模式指示器，远程部件响应于用户开动闭锁开关来经由收发器发送一个闭锁信号；以及，
设在钻机处并与驱动装置通讯连结的一个控制器，该控制器响应于所接收的闭锁信号来防止钻具组运动并将一个确认信号发送到远程部件，远程部件的模式指示器响应于所接收的确认信号来向用户传达一个或多个视觉的、触觉的和/或听觉的指示：钻机成功地接收到闭锁信号，并禁止钻具组运动。
20.权利要求19的系统，其特征在于：其中，驱动装置包括一个旋转泵/马达和一个位移泵/马达，每个都被连接到钻具组，控制器通过禁止旋转泵/马达和位移泵/马达发挥作用来防止钻具组运动。
21.权利要求19的系统，其特征在于还包括：
被安装到钻机上的一个夹具机械装置，它有选择地接合和脱开钻具组，以分别防止和允许钻具组运动；以及，
一个钻杆转向设备，其中，控制器开动夹具机械装置，以防止钻具组运动并同时使钻杆转向设备能够相对于被夹住的钻具组操纵钻杆。
22.权利要求21的系统，其特征在于：还包括一个夹具传感器，该夹具传感器响应于夹具机械装置成功地接合钻具组来生成一个夹住信号，以防止钻具组运动，其中，控制器响应于接收由夹具传感器生成的夹住信号来发送确认信号。
23.权利要求19的系统，其特征在于：其中，钻机还包括通过钻具组提供流体、泡沫和/或空气的一个流体分配部件，控制器响应于所接收的闭锁信号来禁止分配流体、泡沫和/或空气。
24.权利要求19的系统，其特征在于：其中，远程部件包括一个或多个视觉的、听觉的和/或触觉的指示器，该指示器提供接收到确认信号的指示。
25.权利要求19的系统，其特征在于：其中，远程部件包括一个定时器和一个或多个视觉的、听觉的和/或触觉的警告指示器，在发送闭锁信号后定时器的时间流逝之后，该指示器提供接收到确认信号的指示。
26.权利要求19的系统，其特征在于：其中，远程部件包括一个或多个视觉的、听觉的和/或触觉的警告指示器，该指示器提供关于在钻机处影响钻具组运动的状态变化的指示。
27.权利要求19的系统，其特征在于：其中，用户界面包括一个指示器，该指示器指出在远程部件与钻机之间被传达的一个信号的相对强度。
28.权利要求19的系统，其特征在于：其中，用户界面包括一个指示器，该指示器指出远程部件与钻机之间失去通信连络。
29.权利要求19的系统，其特征在于：还包括一个或多个中继器，它们用于增强信号在远程部件与钻机之间的通信。
30.权利要求19的系统，其特征在于：其中，控制器被连接到一个或两个视觉的和/或听觉的指示器，控制器响应于闭锁信号来激活该指示器。
31.权利要求19的系统，其特征在于：其中，远程部件还包括一个用户可开动的操作模式控制器，当被用户开动时，该操作模式控制器产生一个操作模式信号，控制器响应于该操作模式信号来改变钻机的操作。
32.权利要求19的系统，其特征在于：其中，操作模式信号包括一个“CREEP(慢行)”模式信号，控制器响应于该“CREEP”模式信号来将钻具组位移从标称水平降低到一预先设定的水平。
33.权利要求19的系统，其特征在于：其中，操作模式信号包括PUSH、PULLBACK或ROTATE模式信号中的一种信号，控制器响应于PUSH(推顶)模式信号来改变向前的钻具组位移，并响应于PULLBACK(回拉)模式信号来改变反向的钻具组位移或响应于ROTATE(旋转)模式信号来改变钻具组的旋转。
34.权利要求33的系统，其特征在于：其中，控制器自动地或响应于用户控制输入来改变钻机操作。
35.权利要求19的系统，其特征在于：其中，远程部件包括一个用户可开动的转向控制器，转向控制器响应于用户的开动来产生一个“STEERING(转向)”模式信号，控制器响应于“STEERING”模式信号来实现切削头方向改变。
36.权利要求35的系统，其特征在于：其中，转向控制器包括多个开关，每个开关代表钟面上的一个位置，“STEERING”模式信号指出对应于钟面上一个被开动的开关的位置的所要求的切削头转向方向。
37.远程改变水平方向钻机的操作的一种方法，钻机被连接到钻具组和切削头或扩孔器，其特征在于该方法包括：
接收远离钻机一个位置处的一个用户输入；
响应于该用户输入从该远程位置发送一个闭锁信号；
在远程位置接收钻机发送的一个确认信号，该确认信号指出钻机接收到闭锁信号并禁止钻具组运动；以及，
响应于该确认信号，向在远程位置的用户传达一个或多个视觉的、触觉的或听觉的指示：钻机成功地接收到闭锁信号，并禁止钻具组运动。
38.权利要求37的方法，其特征在于：其中：
钻机被连接到一个流体分配部件，该流体分配部件通过钻具组提供流体、泡沫和/或空气；
确认信号还指出禁止流体分配部件发挥作用；以及，
响应于确认信号，进一步向在远程位置的用户传达一个或多个视觉的、触觉的或听觉的指示：禁止流体分配部件发挥作用。
39.远程改变水平方向钻机的操作的一种部件，钻机被连接到钻具组和切削头或扩孔器，其特征在于该部件包括：
适于用户拿住的一个外壳；
外壳上的一个闭锁开关；
外壳中或外壳上的一个发送器，该发送器响应于用户开动闭锁开关来发送一个闭锁信号；
外壳中或外壳上的一个接收器，该接收器接收从钻机发送的一个确认信号，该确认信号指出钻机成功地接收闭锁信号并禁止钻具组运动；以及，
外壳上的一个状况指示器，该状况指示器响应于所接收的确认信号向用户传达一个或多个视觉的、触觉的或听觉的指示：钻机成功地接收闭锁信号并禁止钻具组运动。
40.权利要求39的系统，其特征在于：其中：
钻机被连接到一个流体分配部件，该流体分配部件通过钻具组提供流体、泡沫和/或空气；
确认信号还指出禁止流体分配部件发挥作用；以及，
状况指示器响应于所接收的确认信号来向用户传达一个或多个视觉的、触觉的或听觉的指示：禁止流体分配部件发挥作用。
41.响应于从远程位置接收的信号来改变水平方向钻机的操作的一种方法，钻机被连接到钻具组和切削头或扩孔器，其特征在于该方法包括：
在钻机处接收从远程位置发送的一个闭锁信号；
响应于所接收的闭锁信号来防止钻具组运动；以及，
将一个确认信号从钻机发送到远程位置，该确认信号确认钻机接收到闭锁信号并禁止钻具组运动。
42.权利要求41的方法，其特征在于：其中，钻机被连接到一个流体分配部件，该流体分配部件通过钻具组提供流体、泡沫和/或空气，该方法还包括响应于所接收的闭锁信号来禁止流体分配部件发挥作用，其中，确认信号进一步指出禁止流体分配部件发挥作用。
43.响应于从远程位置接收的信号来改变水平方向钻机的操作的一种系统，其特征在于包括：
被连接到钻具组的一个切削头或扩孔器；
被连接到钻具组的一个驱动装置，该驱动装置沿一条地下路线运动钻具组和切削头或扩孔器；
接收来自远程位置的一个闭锁信号的一个收发器；以及，
被连接到驱动装置和收发器的一个控制器，该控制器响应于所接收的闭锁信号来防止钻具组运动并发送一个确认信号，该确认信号指出钻机成功地接收到闭锁信号并禁止钻具组运动。
44.权利要求43的系统，其特征在于：其中，钻机被连接到通过钻具组提供流体、泡沫和/或空气的一个流体分配部件，其中，控制器响应于所接收的闭锁信号来禁止流体分配部件发挥作用并发送指出成功地禁止流体分配部件发挥作用的确认信号。
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