NL9100772A - IMPROVEMENTS IN OR RELATING TO TOOLING A TOOL ALONG AN UNDERGROUND JOB. - Google Patents

IMPROVEMENTS IN OR RELATING TO TOOLING A TOOL ALONG AN UNDERGROUND JOB. Download PDF

Info

Publication number
NL9100772A
NL9100772A NL9100772A NL9100772A NL9100772A NL 9100772 A NL9100772 A NL 9100772A NL 9100772 A NL9100772 A NL 9100772A NL 9100772 A NL9100772 A NL 9100772A NL 9100772 A NL9100772 A NL 9100772A
Authority
NL
Netherlands
Prior art keywords
tool
loop
magnetic
measuring phase
magnetic field
Prior art date
Application number
NL9100772A
Other languages
Dutch (nl)
Original Assignee
Baroid Technology Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Baroid Technology Inc filed Critical Baroid Technology Inc
Publication of NL9100772A publication Critical patent/NL9100772A/en

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01VGEOPHYSICS; GRAVITATIONAL MEASUREMENTS; DETECTING MASSES OR OBJECTS; TAGS
    • G01V3/00Electric or magnetic prospecting or detecting; Measuring magnetic field characteristics of the earth, e.g. declination, deviation
    • G01V3/08Electric or magnetic prospecting or detecting; Measuring magnetic field characteristics of the earth, e.g. declination, deviation operating with magnetic or electric fields produced or modified by objects or geological structures or by detecting devices
    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E21EARTH DRILLING; MINING
    • E21BEARTH DRILLING, e.g. DEEP DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B47/00Survey of boreholes or wells
    • E21B47/02Determining slope or direction
    • E21B47/022Determining slope or direction of the borehole, e.g. using geomagnetism
    • E21B47/0228Determining slope or direction of the borehole, e.g. using geomagnetism using electromagnetic energy or detectors therefor
    • E21B47/0232Determining slope or direction of the borehole, e.g. using geomagnetism using electromagnetic energy or detectors therefor at least one of the energy sources or one of the detectors being located on or above the ground surface
    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E21EARTH DRILLING; MINING
    • E21BEARTH DRILLING, e.g. DEEP DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B47/00Survey of boreholes or wells
    • E21B47/12Means for transmitting measuring-signals or control signals from the well to the surface, or from the surface to the well, e.g. for logging while drilling
    • E21B47/13Means for transmitting measuring-signals or control signals from the well to the surface, or from the surface to the well, e.g. for logging while drilling by electromagnetic energy, e.g. radio frequency

Description

UITTREKSELEXTRACT

Voor het geleiden van een gereedschap langs een ondergrondse baan 6 dicht bij het oppervlak, zoals vereist wordt voor het kruisen van bijvoorbeeld een rivier, bevat het gereedschap een magnetische detector en een zenderlus 10, 12 is geplaatst als een referentie voor het gereedschap aan het oppervlak. In één meetfase wordt een gelijkstroom opgewekt te stromen in één richting in de lias 10, 12 en het resulterende magnetische veld in de nabijheid van het gereedschap wordt gedecteerd door middel van de magnetische detector. In een andere meetfase wordt een gelijkstroom opgewekt te stresten in de tegengestelde richting in de lus 10, 12 en het resulterende magnetische veld in de nabijheid van het gereedschap wordt gedetecteerd door middel van de magnetische detector. Verwerkingstechnieken worden gébruikt cm positionele informatie te bepalen, door gébruik te maken van de gedetecteerde magnetische veldwaarden en de gereedschap oriëntatiegegevens, en het sturen van het gereedschap kan verwezenlijkt worden, zoals vereist op basis van dergelijke positionele informatie. De techniek maakt geleiding van een gereedschap langs een ondergrondse baan met hoge nauwkeurigheid en zonder de eis van niet-standaard detectie en bewer-kingsschakelingen mogelijk.For guiding a tool along an underground path 6 close to the surface, as required for crossing a river, for example, the tool includes a magnetic detector and a transmitter loop 10, 12 is placed as a reference for the tool on the surface . In one measurement phase, a direct current is generated to flow in one direction in lias 10, 12 and the resulting magnetic field in the vicinity of the tool is detected by the magnetic detector. In another measurement phase, a direct current is generated to stress in the opposite direction in loops 10, 12 and the resulting magnetic field in the vicinity of the tool is detected by the magnetic detector. Processing techniques are used to determine positional information using the magnetic field values detected and the tool orientation data, and the tool control can be accomplished as required based on such positional information. The technique allows tool guidance along an underground track with high accuracy and without the requirement of non-standard detection and machining circuits.

(figuur 2)(figure 2)

Figure NL9100772AD00021

Titel: Verbeteringen in of met betrekking tot het geleiden van een gereedschap langs een ondergrondse baan.Title: Improvements in or with regard to guiding a tool along an underground track.

De uitvinding heeft betrekking op een werkwijze en inrichting voor het geleiden van een gereedschap langs een ondergrondse baan dichtbij het aardoppervlak, bijvoorbeeld voor het boren van een ondergrondse doorgang onder een rivier of ander obstakel.The invention relates to a method and device for guiding a tool along an underground path close to the earth's surface, for example for drilling an underground passage under a river or other obstacle.

Het is bekend cm een doorgang onder een rivier te boren door gébruik te maken van een een boorkop bevattend magnetisch stuurgereed-schap, waarbij de boorkop zodanig georiënteerd is, dat de boorrichting afhankelijk is van de gereedschap fronthoek, dat wil zeggen afhankelijk van de hoge-zijdehoek of rolhoek van het gereedschap rond zijn as ten opzichte van een referentie. Het sturen van het gereedschap wordt bestuurd door het variëren van de gereedschap fronthoek, in het algemeen onder controle van een bedieningspersoon, in afhankelijkheid van door middel van magnetische of gravitatiedetectoren op het gereedschap uitgevoerde metingen, die een indicatie zijn van de boorrichting ten opzichte van het aardmagnetische veld en de stand van het gereedschap. Voorbeelden van dergelijke magnetische stuurgereedschappen zijn vervat in het Britse octrooi 1342475 en het ü.S. octrooi 3791043.It is known to drill a passage under a river by using a magnetic steering tool containing a drill bit, the drill bit being oriented such that the drilling direction depends on the tool front angle, i.e. depending on the height of the tool. side angle or rolling angle of the tool about its axis relative to a reference. The tool steering is controlled by varying the tool front angle, generally under the control of an operator, depending on measurements made on the tool by magnetic or gravity detectors, which are indicative of the drilling direction relative to the geomagnetic field and tool position. Examples of such magnetic control tools are contained in British Patent 1342475 and U.S. Pat. patent 3791043.

In de nabijheid van een kruisende rivier zijn er echter vele bronnen van magnetische interferentie, zoals ondergrondse pijpen, hetgeen zal leiden tot misleidende magnetische metingen, die resulteren in onnauwkeurige bepaling van de azimuthhoek en een onnauwkeurige sturing van het gereedschap. Bovendien dienen de magnetische en gravitatiedetectoren zich dichtbij de boorkop te bevinden voor het vaststellen van de vereiste richting (azimuth en inclinatie) besturing en de magnetische metingen zullen daardoor beïnvloed worden door het magnetische materiaal van de boorkop. Bovendien heeft de praktijk uitgewezen dat, wanneer de te boren doorgang dichtbij een bepaald trefpunt dient uit te komen, het essentieel is dat het mogelijk is om nauwkeurig de actuele positie van het gereedschap te bepalen en nauwkeurig de vereiste richting (azimuth en inclinatie) naar het trefpunt te programmeren tijdens het boren.However, in the vicinity of a crossing river, there are many sources of magnetic interference, such as underground pipes, which will lead to misleading magnetic measurements, resulting in inaccurate determination of the azimuth angle and inaccurate tool control. In addition, the magnetic and gravity detectors must be located close to the drill bit to determine the required direction (azimuth and inclination) control and the magnetic measurements will be affected by the magnetic material of the drill bit. In addition, practice has shown that when the hole to be drilled must be close to a particular point of impact, it is essential that it is possible to accurately determine the current position of the tool and accurately indicate the required direction (azimuth and inclination) to the the point of impact to be programmed during drilling.

Het is bekend uit het U.S. octrooi 4.710.708 om de positie van een probe, waarin een speciale ontvanger opgenomen is, te volgen door gébruik te maken van de ontvanger voor het detecteren van het door een op afstand geplaatste zender uitgezonden wisselend magnetisch veld. Het is echter niet mogelijk om een dergelijke techniek toe te passen bij gébruik van bestaande stuurgereedschappen.It is known from the U.S. U.S. Patent 4,710,708 to track the position of a probe incorporating a special receiver by using the receiver to detect the alternating magnetic field emitted by a remote transmitter. However, it is not possible to apply such a technique when using existing control tools.

Verder is het uit het U.S. octrooi 4.875.014 bekend cm de positie van een magnetisch stuurgereedschap te volgen door het via een magnetische detector van het gereedschap detecteren van een magnetisch veld, dat gegenereerd wordt door een in een geleidende lus lopende stroom, welke lus opgebouwd is uit op het grondoppervlak boven de verwachte baan van het boorgat geplaatste rechte segmenten. Nauwkeurige positionering van dergelijke rechte segmenten kan echter moeilijk blijken te zijn, in het bijzonder op oneffen grond, en kan complexe onderzoektechnieken met zich meebrengen.Furthermore, it is from the U.S. U.S. Pat. No. 4,875,014 discloses tracking the position of a magnetic driving tool by detecting a magnetic field generated by a current flowing in a conductive loop through a magnetic detector of the tool, which loop is composed of ground surface above the expected path of the borehole placed straight segments. However, accurate positioning of such straight segments can prove difficult, especially on uneven ground, and may involve complex investigation techniques.

Het is een doel van de uitvinding een techniek te verschaffen voor het nauwkeurig geleiden van een gereedschap langs een ondergrondse baan met een hoge nauwkeurigheid en zonder de eis van niet-stan-daard detectie- en bewerkingsschakelingen.It is an object of the invention to provide a technique for accurately guiding a tool along an underground path with high accuracy and without the requirement of non-standard detection and machining circuits.

Volgens de uitvinding wordt een werkwijze verschaft voor het geleiden van een gereedschap langs een ondergrondse baan dicht bij het aardoppervlak, waarbij het gereedschap een magnetische detector bevat en waarbij een zenderlus aan het oppervlak geplaatst is als een referentie voor het gereedschap, gekenmerkt door het in één meetfase doen' stromen van een gelijkstroom in één richting in de lus en het detecteren van het magnetische veld in de nabijheid van het gereedschap in de ene meetfase door middel van de magnetische detector, en het in een andere meetfase doen stromen van een gelijkstroom in de tegengestelde richting in de lus en het detecteren van het magnetische veld in de nabijheid van het gereedschap in de andere meetfase door middel van de magnetische detector en het sturen van het gereedschap in afhankelijkheid van de resultaten van deze metingen.According to the invention, there is provided a method of guiding a tool along an underground path close to the earth's surface, the tool containing a magnetic detector and a transmitter loop placed at the surface as a reference for the tool, characterized by being in one measuring phase flowing a direct current in one direction in the loop and detecting the magnetic field in the vicinity of the tool in one measuring phase by means of the magnetic detector, and flowing a direct current in another measuring phase in the opposite direction in the loop and detecting the magnetic field in the vicinity of the tool in the other measuring phase by means of the magnetic detector and controlling the tool depending on the results of these measurements.

De stroom in de lus in één richting zal een magnetisch veld genereren in één richting in aanvulling op het aardmagnetische veld, zoals gedetecteerd door de magnetische detector en de stroom in de lus in de andere richting zal een magnetisch veld genereren in aanvulling op het aardmagnetische veld in de tegengestelde richting, zodat het verschil tussen de in de twee meetfasen uitgevoerde magnetische metingen een indicatie van het magnetische veld als gevolg van de stroom in de lus (waaruit het aardmagnetische veld geëlimineerd is) zal verschaffen. Eenvoudige bewerkingstechnieken kunnen gébruikt worden voor het bepalen van positionele informatie uit de gedetecteerde magnetische veldwaarden.The current in the loop in one direction will generate a magnetic field in one direction in addition to the Earth's magnetic field, as detected by the magnetic detector, and the current in the loop in the other direction will generate a magnetic field in addition to the Earth's magnetic field in the opposite direction, so that the difference between the magnetic measurements taken in the two measurement phases will provide an indication of the magnetic field due to the current in the loop (from which the geomagnetic field has been eliminated). Simple editing techniques can be used to determine positional information from the detected magnetic field values.

In deze werkwijze verdient het de voorkeur, dat tenminste een deel van de zenderlus de vorm van een regelmatige kromme heeft. Dit maakt het eenvoudiger de lus op oneffen grond te leggen, dan het geval zou zijn wanneer de lus zou bestaan uit een reeks van rechte segmenten. Als de lus bijvoorbeeld tenminste één deel in de vorm van een boog of een cirkel bevat, zal het dus duidelijk zijn dat het of elk gebogen deel nauwkeurig gepositioneerd kan worden door gébruik van een aan een met het middelpunt van de cirkel corresponderende punt bevestigd geleidingselement. Passenderwijs bevat de lus een halfcirkelvormig deel en een verder, langs de diameter van de halve cirkel liggend rechtlijnig deel.In this method, it is preferred that at least part of the transmitter loop be in a regular curve shape. This makes it easier to lay the loop on uneven ground than it would be if the loop consisted of a series of straight segments. For example, if the loop includes at least one part in the form of an arc or a circle, it will be appreciated that the or each bent part can be accurately positioned using a guide member attached to a point corresponding to the center of the circle. Appropriately, the loop includes a semicircular portion and a further rectilinear portion along the diameter of the semicircle.

Andere uitvoeringen van de lus zijn mogelijk binnen de ontvang van de uitvinding. Bijvoorbeeld kan de lus de vorm van een ellips, een cirkel, een parabool of hyperbool of een deel daarvan hébben. Een ellips kan uitgelegd worden cp békende wijze door gébruik te maken van een geleidingselement van een voorafbepaalde lengte, met zijn twee einden bevestigd aan de brandpunten van de ellips.Other loop embodiments are possible within the scope of the invention. For example, the loop can be in the form of an ellipse, a circle, a parabola or hyperbola, or part of it. An ellipse can be explained in a known manner by using a guide element of a predetermined length, with its two ends attached to the focal points of the ellipse.

In een voorkeurswerkwijze, loopt in een verdere meet fase, bij voorkeur uitgevoerd tussen de twee hiervoor genoemde meetfasen, geen stroom in de lus en het magnetische veld in de nabijheid van het gereedschap in deze verdere meetfase wordt gedetecteerd door middel van de magnetische detector.In a preferred method, in a further measuring phase, preferably performed between the two aforementioned measuring phases, no current flows in the loop and the magnetic field in the vicinity of the tool in this further measuring phase is detected by means of the magnetic detector.

Verder verdient het de voorkeur, dat het gereedschap een gravi-tatiedetector bevat, die het aardgravitatieveld in de nabijheid van het gereedschap detecteert, en dat gegevens omtrent de gereedschaps-oriëntatie, zoals bijvoorbeeld de hoge-zijdehoek, de hellingshoek en de azimuthhoék, bepaald worden uit door middel van de magnetische detector en de gravitatiedetector in de verdere meetfase uitgevoerde metingen. Deze metingen zullen in het algemeen magnetische en gravita-tieveldcoirponenten langs drie onderling loodrechte assen, waarvan één de gereedschapsas is, bevatten.Furthermore, it is preferable that the tool contains an engraving detector that detects the earth gravitational field in the vicinity of the tool, and that data about the tool orientation, such as, for example, the high side angle, the angle of inclination and the azimuth angle, are determined. measurements carried out in the further measuring phase by means of the magnetic detector and the gravitational detector. These measurements will generally include magnetic and gravitational field coir components along three mutually perpendicular axes, one of which is the tool axis.

Een indicatie van de gereedschapspositie ten opzichte van de lus kan verkregen worden door middel van een berekeningsmethode, gebaseerd op het in verband brengen van de in de ene en de andere meetfase uitgevoerde magnetische metingen met het verwachte magnetische veld in de gereedschapspositie als gevolg van de stroom in de lus door middel van transformatievergelijkingen gebruikmakend van de hoge-zijdehoek, de hellingshoek en de azimuthhoék. Positionele informatie met betrekking tot de actuele positie van het gereedschap en de positie van het tref-doel van het gereedschap kunnen dan gébruikt worden om een gereed-schapsoriënteringssignaal te produceren voor' het sturen van het ge- reedschap.An indication of the tool position relative to the loop can be obtained by a calculation method based on relating the magnetic measurements taken in one measurement phase and the other to the expected magnetic field in the tool position due to the current in the loop by means of transformation equations using the high side angle, the slope angle and the azimuth angle. Positional information regarding the current position of the tool and the position of the target of the tool can then be used to produce a tool orientation signal for controlling the tool.

De uitvinding verschaft ook een inrichting voor het geleiden van een gereedschap langs een ondergrondse baan dicht bij het oppervlak, waarbij het gereedschap een magnetische detector bevat, de inrichting een zenderlus bevat, die als een referentie voor het gereedschap aan het oppervlak geplaatst wordt, stroom-voedingsmiddelen voor het teweegbrengen van een gelijkstroom in één richting in de lus in één meetfase en voor het teweegbrengen van een gelijkstroom in de andere richting in de lus in een andere meetfase, en besturingsmiddelen voor het detecteren van het magnetische veld in de nabijheid van het gereedschap door middel van de magnetische detector in elk van de meet-fasen en voor het sturen van het gereedschap in afhankelijkheid van de resultaten van deze metingen.The invention also provides a device for guiding a tool along an underground path close to the surface, the tool containing a magnetic detector, the device comprising a transmitter loop, which is placed on the surface as a reference for the tool, foods for producing a direct current in one direction in the loop in one measuring phase and for producing a direct current in the other direction in the loop in another measuring phase, and control means for detecting the magnetic field in the vicinity of the tool by means of the magnetic detector in each of the measuring phases and for controlling the tool depending on the results of these measurements.

De uitvinding zal hieronder aan de hand van een in de tekening weergegeven uitvoeringsvoorbeeld nader toegelicht worden.The invention will be explained in more detail below with reference to an illustrative embodiment shown in the drawing.

Fig. 1 is een diagram, dat een techniek volgens de uitvinding illustreert; fig. 2 is een diagram, dat de practische uitvoering van-een. ontwikkeling van de techniek toont; en fig. 3 is een verder toelichtings diagram.Fig. 1 is a diagram illustrating a technique according to the invention; FIG. 2 is a diagram showing the practical implementation of one. shows development of the technique; and FIG. 3 is a further explanatory diagram.

Een techniek voor het geleiden van een conventioneel stuurge-reedschap, zoals beschreven is in Ü.S. octrooi 3.791.043, langs een ondergrondse baan 5 dichtbij het aardoppervlak, zal nu beschreven worden met verwijzing naar het toelichtingsdiagram van fig. 1. Deze techniek gebruikt een rechthoekige draadlus of rooster 1 van bekende afmetingen, namelijk lengte 21 en breedte 2w, welke lus geplaatst wordt rond of nabij het vereiste uittreepunt 2 als het doel voor het gereedschap, en wordt allereerst beschreven bij wijze van algemene toelichting van de benaderingswijze van de uitvinding, aangezien het gébruik van een rechthoekig rooster het eenvoudigst te beschrijven is.A technique for guiding a conventional steering tool as described in U.S. Patent 3,791,043, along an underground path 5 close to the earth's surface, will now be described with reference to the explanatory diagram of Fig. 1. This technique uses a rectangular wire loop or grid 1 of known dimensions, namely length 21 and width 2w, which loop is placed around or near the required exit point 2 as the target for the tool, and is first of all described by way of general explanation of the approach of the invention, since the use of a rectangular grid is easiest to describe.

Het rechthoekige rooster 1 is tenminste in zijn hoekpunten ondersteund door steunpalen (niet-weergegeven), om het rooster 1 in een nagenoeg horizontaal vlak boven het grondoppervlak te brengen. Verder is een d.c. electrische vermogensbron (niet-weergegeven) aangesloten op het rooster 1 door middel van een omschakelaar en de volgende reeks metingen wordt uitgevoerd met intervallen van ongeveer 10 m langs de door het stuurgereedschap gevolgde baan 5 tijdens het boren, welke baan zich van een intreepunt 3 tot het uittreepunt 2 uitstrékt.The rectangular grid 1 is supported at least in its vertices by support posts (not shown) to bring the grid 1 into a substantially horizontal plane above the ground surface. Furthermore, a d.c. electrical power source (not shown) connected to the grid 1 by means of a changeover switch and the following series of measurements is performed at approximately 10 m intervals along the path 5 followed by the control tool during drilling, which path extends from an entry point 3 to the exit point 2 extends.

Bij elk meetstation wordt het gereedschap stilgezet, zodat me- tingen uitgevoerd kunnen worden door middel van drie-assige fluxpoor-ten en drie-assige versnellingsmeters in drie meetfasen, als volgt: 1. De cmischakelaar wordt in werking gesteld om een gelijkstroom van een voorafbepaalde waarde door het rooster 1 in een door de positie van de amschakelaar in een eerste meetfase bepaalde richting te doen lopen en magnetische veldmetingen worden uitgevoerd langs drie onderling loodrechte gereedschap-vaste assen door middel van de flux-poorten.At each measurement station, the tool is stopped so that measurements can be performed by three-axis flux tracks and three-axis accelerometers in three measurement phases, as follows: 1. The cmi switch is activated to operate a DC current of a predetermined value by running the grid 1 in a direction determined by the position of the amp switch in a first measurement phase, and magnetic field measurements are taken along three mutually perpendicular tool-fixed axes by means of the flux gates.

2. De amschakelaar wordt dan zodanig gepositioneerd, dat in een tweede meetfase geen stroom loopt door het rooster 1 en magnetische en gravitatieveld metingen worden uitgevoerd langs de drie onderling loodrechte gereedschap-vaste assen door middel van de fluxpoorten en de versnellingsmeters.2. The amswitch is then positioned so that in a second measurement phase no current flows through the grid 1 and magnetic and gravitational field measurements are taken along the three mutually perpendicular tool-fixed axes by means of the flux ports and the accelerometers.

3. De amschakelaar wordt daarna zodanig gepositioneerd, dat een gelijkstroom van dezelfde voorafbepaalde waarde door het rooster 1 in de tegengestelde richting loopt in een derde meetfase en magnetische veldmetingen uitgevoerd worden langs de drie onderling loodrechte gereedschap-vaste assen door middel van de fluxpoorten.3. The amp switch is then positioned such that a direct current of the same predetermined value passes through the grid 1 in the opposite direction in a third measurement phase and magnetic field measurements are taken along the three mutually perpendicular tool-fixed axes by means of the flux ports.

Elk van de drie meetfasen vindt slechts eenmaal plaats terwijl het gereedschap in stationaire toestand gehouden wordt op een rneet-plaats en elke meetfase wordt in werking gesteld door het op de-juiste wijze positioneren van de amschakelaar, zodat er drie afzonderlijke stroomniveaus in het rooster 1 optreden in de drie fasen. Verder -zal het duidelijk zijn, dat het achtergrond magnetische veld, dat wil zeggen het aardmagnetische veld, geëlimineerd kan worden door de in de derde meetfase uitgevoerde magnetische veldmetingen af te trekken van de in de eerste meetfase uitgevoerde magnetische veldmetingen, om alleen de als gevolg van de stroom in de lus optredende componenten van het magnetische veld in de nabijheid van het gereedschap te bepalen. Dit heeft het extra voordeel van het afvlakken van een deel van de ruis in de fluxpoortmetingen en het benadrukken van duidelijke fouten in de metingen. Wanneer er een significant verschil tussen de waarden van de magnetische veldmetingen in de eerste meetfase en de derde meetfase optreedt, kan het noodzakelijk zijn om aanvullende flujpoort-metingen uit te voeren.Each of the three measurement phases takes place only once while the tool is held in a stationary position at a magnetic location, and each measurement phase is actuated by properly positioning the amswitch so that there are three separate current levels in the grid 1 occur in the three stages. Furthermore, it will be appreciated that the background magnetic field, i.e., the earth's magnetic field, can be eliminated by subtracting the magnetic field measurements taken in the third measuring phase from the magnetic field measurements made in the first measuring phase, only to take the resulting to determine the components of the magnetic field occurring in the loop in the vicinity of the tool. This has the added benefit of smoothing out some of the noise in the flux port measurements and highlighting obvious errors in the measurements. When there is a significant difference between the values of the magnetic field measurements in the first measurement phase and the third measurement phase, it may be necessary to perform additional flueport measurements.

De positie van het gereedschap op de meetplaats kan bepaald worden door middel van een techniek, die de door de fluxpoorten uitgevoerde magnetische metingen, en in het bijzonder de uitlezingen als gevolg van de stroom in de lus (waaruit de invloed van het aardmagne- tische veld geëlimineerd is), in verband brengt met de berekende waarden van het magnetische veld op de meetplaats als gevolg van de uit de roosterafmetingen, de stroomwaarde en de positie van de meetplaats ten opzichte van het rooster bepaalde stroom in de lus. Dit wordt gedaan door het omzetten van de aan gereedschap-vaste assen gerelateerde magnetische velduitlezingen in aan rooster-vaste assen gerelateerde waarden door middel van ontbinding via de hoge zijdéhoek J, de hellings-hoek Θ en de azirrtuthhoek Θ, d.w.z. de hoeken waarover de gereedschap-vaste assen roteren naar de rooster-vaste assen, zoals bijvoorbeeld beschreven in het G.B. octrooi 1.578.053. De hoge-zijde-, helling- en azimuthhoeken worden op bekende wijze bepaald uit de in de tweede meetfase uitgevoerde magnetische veld en gravitatieveldmetingen, zoals bijvoorbeeld beschreven in het U.S. octrooi 3.791.043. Elke fout in deze hoeken zal resulteren in een corresponderende fout in de uiteindelijke berekende gereedschapspositie.The position of the tool at the measurement site can be determined by a technique that uses the magnetic measurements made by the flux gates, and in particular the readings due to the current in the loop (from which the influence of the Earth's magnetic field has been eliminated), relates to the calculated values of the magnetic field at the measurement site due to the current in the loop determined from the grid dimensions, the current value and the position of the measurement site relative to the grid. This is done by converting the tool-axis-related magnetic field readings into grid-axis-related values by decomposition through the high side angle J, the angle of inclination Θ and the azirrtuth angle Θ, ie the angles over which the tool is - fixed axes rotate to the grid-fixed axes, as described in GB, for example U.S. Patent 1,578,053. The high side, slope and azimuth angles are determined in known manner from the magnetic field and gravitational field measurements performed in the second measurement phase, as described, for example, in U.S. Pat. U.S. Patent 3,791,043. Any error in these angles will result in a corresponding error in the final calculated tool position.

De uiteindelijke gereedschapspositie op de meetplaats wordt berekend uit de magnetische uitlezingen omgezet naar rooster-vaste assen door middel van een itérât iemethode, welke methode een beginschatting van de gereedschapspositie vereist, zoals hieronder in detail beschreven wordt met verwijzing naar de mathematische grondslag van de methode.The final tool position at the measurement site is calculated from the magnetic readings converted to grid-fixed axes using an itérât method, which method requires an initial estimate of the tool position, as described in detail below with reference to the mathematical basis of the method.

Omzetting van magnetische uitlezingen naar rooster-vaste assenConversion of magnetic readings to grid-fixed axes

De magnetische uitlezingen als gevolg van de stroom in de lus langs de gereedschap-vaste assen (xt, yt, zt) kunnen getransformeerd worden naar de rooster-vaste assen (xg, yg, zg), waarbij de zg-as loodrecht staat op het xg, yg roostervlak van fig. 1, door gebruik te maken van de volgende vergelijkingen: bjjg = bjjj-. (sinYcosGcos^t-cosTsin^i) - byt· (sinYcos9sin|-cosYcos|) + b^.sinysinö ... (1) byg = bjct* (cosYcosecos|-sinysinf ) - byt-. (cosy cos9sin|+sinY cosijj) + b^. cos Y sine ... (2) bZg = bxj-.sinecosijj + by^.sinesinf + b^.cose ... (3) waarin: y = Yt - "Yg, bjjj-, by^, bz-(- de magnetische uitlezingen langs de gereedschap-vaste assen zijn als gevolg van het effect van de stroom in de lus, bxg, byg, bZg dezelfde magnetische uitlezingen getransformeerd naar de rooster-vaste assen zijn, γ t is de gereedschap-azimuth, Y g is de rooster-azimuth,The magnetic readings due to the current in the loop along the tool-fixed axes (xt, yt, zt) can be transformed into the grid-fixed axes (xg, yg, zg), the so-called axis being perpendicular to the xg, yg grid plane of Fig. 1, using the following equations: bjjg = bjjj-. (sinYcosGcos ^ t-cosTsin ^ i) - byt · (sinYcos9sin | -cosYcos |) + b ^ .sinysinö ... (1) byg = bjct * (cosYcosecos | -sinysinf) - byt-. (cozy cos9sin | + sinY cosijj) + b ^. cos Y sine ... (2) bZg = bxj-.sinecosijj + by ^ .sinesinf + b ^ .cose ... (3) where: y = Yt - "Yg, bjjj-, by ^, bz - (- the magnetic readings along the tool-fixed axes are due to the effect of the current in the loop, bxg, byg, bZg are the same magnetic readings transformed to the grid-fixed axes, γ t is the tool azimuth, Y g is the grid azimuth,

In deze vergelijkingen wordt ervan uitgegaan, dat de lus zich in het horizontale vlak bevindt. Roosterassen voor een lus in een hellend vlak worden bepaald door extra ontbindingen via de lushelling.In these equations it is assumed that the loop is in the horizontal plane. Grid axes for a loop in an inclined plane are determined by additional decompositions via the loop ramp.

Berekinq van de gereedschaospositieCalculation of the tool position

De richting en waarde van het magnetische veld als gevolg van de stroom in de lus is een functie van de gereedschapspositie (x, y, z) langs rooster-vaste assen ten opzichte van het midden van het rooster. Verwezen wordt naar fig. 3 en gebruikmakend van de Bio-Savart wetThe direction and value of the magnetic field due to the current in the loop is a function of the tool position (x, y, z) along grid-fixed axes relative to the center of the grid. Reference is made to Fig. 3 and using the Bio-Savart law

Figure NL9100772AD00091

(3a) waarin μ de relatieve permeabiliteit van de aarde is dl een stroomelement is rQp de afstand van dl tot de meetplaats is Ïqp de eeriheidsvector in de richting QP is wanneer 2w de breedte van het rooster is 21 de lengte van het rooster is I de stroomwaarde en de parameters, a, b, c, d, m^, m.2, m3, m4, 105, mg, m7, m8, μ gedefinieerd worden door de volgende vergelijkingen: a = w + x b = w - x c = 1 + y d = 1 - y(3a) where μ is the relative permeability of the Earth dl is a flow element rQp is the distance from dl to the measurement site qqp is the vector in the direction QP when 2w is the width of the grid 21 is the length of the grid current value and the parameters, a, b, c, d, m ^, m.2, m3, m4, 105, mg, m7, m8, μ are defined by the following equations: a = w + xb = w - xc = 1 + yd = 1 - y

Figure NL9100772AD00092
Figure NL9100772AD00101

waarin alle afstanden uitgedrukt zijn in meters, wordt het magnetische veld (Βχ, By, Bz) qp de meetplaats (x, y, z) met betrekking tot de roosterassen gedefinieerd door de vergelijkingen:where all distances are expressed in meters, the magnetic field (Βχ, By, Bz) qp at the measurement location (x, y, z) with respect to the grating axes is defined by the equations:

Figure NL9100772AD00102

Om de gereedschapspositie te kunnen bepalen dienen bovenstaande vergelijkingen opgelost te worden voor x, y en z.To determine the tool position, the above equations must be solved for x, y and z.

Aangezien deze vergelijkingen niet-lineair zijn dient een iteratie methode toegepast te worden. Een dergelijke methode is gebaseerd op de tot drie variabelen uitgebreide Taylor reeks:Since these equations are non-linear, an iteration method must be applied. Such a method is based on the Taylor series extended to three variables:

Figure NL9100772AD00103

Door middel van deze methodeThrough this method

Figure NL9100772AD00104

(7) (8) (9) waarin Βχ, By, Bz verkregen worden door het substitueren van (x, y, z) in vergelijking (4), (5) and (6).(7) (8) (9) wherein Βχ, By, Bz are obtained by substituting (x, y, z) in equation (4), (5) and (6).

Deze vergelijkingen worden iteratief opgelost voor (<$ x, 5y, <5 z) totdat de waarden van (x, y, z) convergeren (dat wil zeggen & x, £ y, £ z) —> 0) gebruikmakend van een standaardmethode voor het oplossen van lineaire vergelijkingen.These equations are iteratively solved for (<$ x, 5y, <5 z) until the values of (x, y, z) converge (i.e. & x, £ y, £ z) -> 0) using a standard method for solving linear equations.

Door gébruik te maken van deze iteratietechniék convergeert de oplossing in het algemeen snel, dat wil zeggen binnen vier tot acht iteraties.By using this iteration technique, the solution generally converges quickly, i.e. within four to eight iterations.

De totale differentiële matrix wordt verkregen door middel van het differentiëren van vergelijkingen (4), (5) en (6) met betrekking tot X, y en z. Dit kan ofwel numeriek of analytisch gedaan worden. Numerieke differentatie, kan gevoelig zijn voor onnauwkeurigheden, aangezien het in het algemeen deling door een klein getal met zich meebrengt. Het analytisch differentiëren van de vergelijkingen is niet zo complex als het in eerste instantie zou lijken, aangezien de vergelijkingen allen fundamenteel van gelijke vorm zijn, dat wil zeggenThe total differential matrix is obtained by differentiating equations (4), (5) and (6) with respect to X, y and z. This can be done either numerically or analytically. Numerical differentiation, may be prone to inaccuracies, as it generally involves division by a small number. Analytically differentiating the equations is not as complex as it might initially seem, since the equations are all fundamentally of equal form, i.e.

Figure NL9100772AD00111

Een beginonderzoek van de twee methoden van differentiatie produceerde echter geen significante verschillen tussen de twee technieken.However, an initial study of the two methods of differentiation did not produce significant differences between the two techniques.

De berekende waarden voor x, y, z zijn gebaseerd op het midden van het rooster. Afstanden vanaf het intreepunt 3 kunnen ook bepaald worden, mits de roosterpositie ten opzichte van het intreepunt 3 bekend is.The calculated values for x, y, z are based on the center of the grid. Distances from entry point 3 can also be determined, provided the grid position relative to entry point 3 is known.

Fig. 2 toont een practische uitvoering van de techniek voor het boren van een ondergrondse doorgang 6 onder een rivier 7 vanaf een intreepunt 8 tot een uittreepunt 9. In deze techniek is een eerste horizontaal halfcirkelvormig rooster 10 gepositioneerd aan de intree-zijde van de rivier 7 tussen het intreepunt 8 en de rivier 7, met zijn longitudinale as 11 gericht naar het doel. Verder is een tweede horizontaal halfcirkelvormig rooster 12 geplaatst aan de uittreezijde van de rivier 7 tussen de rivier 7 en het uittreepunt 9, met zijn longitudinale as 13 gericht naar het uittreepunt 9. Desgewenst kunnen twee of meer roosters verschaft worden aan beide zijden van de rivier op intervallen langs de verwachte baan van de ondergrondse doorgang. Elk rooster 10, 12 is voorzien van een bijbehorende gelijkstroamvoeding 14, 15 en een bijbehorende amschakelaar 16, 17. In deze techniek wordt het magnetische stuurgereedschap geleid langs de verwachte baan van de ondergrondse doorgang vanaf het intreepunt 8 naar een doel in de nabijheid van het verwachte uittreepunt 9 door middel van het stilzetten van het gereedschap elke 10 meter en het uitvoeren van de hierboven beschreven metingen op elke meetplaats. Voor elke reeks van drie meet-fasen op een bepaalde meetplaats worden de geschikte stromen opgewekt om in het juiste rooster 10 of 12 te stromen. Wanneer dus het gedeelte van de doorgang aan de intreezijde van de rivier 7 geboord wordt, wor den de stromen opgewekt csm in het rooster 10 te lopen, terwijl bij het boren van het gedeelte van de doorgang aan de uittreezijde van de rivier 7 de stromen opgewekt worden can in het rooster 12 te Iepen.Fig. 2 shows a practical implementation of the technique for drilling an underground passage 6 under a river 7 from an entry point 8 to an exit point 9. In this technique, a first horizontal semicircular grid 10 is positioned on the entry side of the river 7 between the entry point 8 and the river 7, with its longitudinal axis 11 facing the target. Furthermore, a second horizontal semicircular grid 12 is placed on the exit side of the river 7 between the river 7 and the exit point 9, with its longitudinal axis 13 facing the exit point 9. If desired, two or more grids can be provided on either side of the river at intervals along the expected path of the underground passage. Each grid 10, 12 is provided with an associated DC power supply 14, 15 and an associated amswitch 16, 17. In this technique, the magnetic control tool is guided along the expected path of the underground passage from the entry point 8 to a target in the vicinity of the expected exit point 9 by stopping the tool every 10 meters and performing the measurements described above at each measurement site. For each series of three measurement phases at a given measurement site, the appropriate currents are generated to flow in the appropriate grid 10 or 12. Thus, when the part of the passage on the entrance side of the river 7 is drilled, the currents are generated to flow into the grid 10, while the currents are generated when the part of the passage on the exit side of the river 7 is drilled. can be eluted in the grid 12.

Elke reeks van metingen kan in het algemeen toegepast worden op de reeds beschreven wijze voor het bepalen van een aangepaste positie voor het gereedschap en deze positie kan gébruikt worden door de boor-opziener can de gereedschapskop te besturen volgens de boorrichting, bepaald door de actuele gereedschapspositie ten opzichte van het bestemde doel.Any series of measurements can generally be applied in the manner already described to determine an adjusted position for the tool and this position can be used by the drill overseer to control the tool head according to the drilling direction determined by the current tool position relative to the intended purpose.

Echter zullen in elk geval de relevante vergelijkingen voor het bepalen van de gereedschapspositie (x, y, z) verschillen cm de halfcirkelvormige vorm van het relevante rooster in rekening te brengen, in tegenstelling tot de eerder beschreven rechthoekige vorm.In any case, however, the relevant equations for determining the tool position (x, y, z) will differ to account for the semicircular shape of the relevant grid, as opposed to the previously described rectangular shape.

Gebruikmakend van vergelijking (3a), kan het magnetische veld in de positie P (x, y, z) berekend worden uitUsing equation (3a), the magnetic field in the position P (x, y, z) can be calculated from

Figure NL9100772AD00121

In een andere uitvoering heeft het of elk rooster de vorm van een ellips, in welk geval het magnetische veld in de positie P berekend kan worden uitIn another embodiment, the or each grid has the shape of an ellipse, in which case the magnetic field in the position P can be calculated from

Figure NL9100772AD00122

waarin E de ellips aanduidt met halve assen a en b, en waarinwhere E denotes the ellipse with half axes a and b, and in which

Figure NL9100772AD00123

De bovenbeschreven technieken verschaffen een nauwkeurige bepaling van de gereedschapspositie met overeenkomstige fijne besturing van de gereedschapsoriëntatie en -sturing door gébruik te maken van conventionele magnetische stuurgereedschappen, waarbij het detectie- circuit behuisd is in een korte niet-magnetische boorstang dicht bij de boorkop. Bovendien kan een dergelijke bepaling van de gereedschaps-positie zelfs uitgevoerd worden wanneer het gereedschap buiten de projectie van het oppervlak van de lus op het vlak van het gereedschap ligt.The techniques described above provide accurate determination of the tool position with corresponding fine control of tool orientation and control using conventional magnetic control tools, the detection circuit being housed in a short non-magnetic drill rod close to the drill bit. In addition, such tool position determination can be performed even when the tool is outside the projection of the surface of the loop on the plane of the tool.

Het kan in bepaalde omstandigheden ook voordelig zijn om de hierboven met verwijzing naar de tekeningen beschreven technieken te wijzigen. Aldus kan in plaats van het aan de zenderlus leveren van een nagenoeg constante gelijkstroom, een stroom geleverd worden, die op een voorafbepaalde wijze varieert in de tijd, ofwel cyclisch of op een constant toenemende of afnemende wijze. Wanneer een wisselstroom geleverd wordt aan de lus, bestaat er niet de noodzaak om de stroom in tegengestelde richtingen in twee afzonderlijke meetfasen te leveren door middel van de werking van een cmschakelaar.It may also be advantageous in certain circumstances to modify the techniques described above with reference to the drawings. Thus, instead of supplying a substantially constant DC current to the transmitter loop, a current can be supplied which varies in a predetermined manner over time, either cyclically or in a constantly increasing or decreasing manner. When an alternating current is supplied to the loop, there is no need to supply the current in opposite directions in two separate measurement phases through the operation of a cm switch.

De werkwijze van de uitvinding maakt het mogelijk een grote verscheidenheid van krammen belichamende vormen te gebruiken als zender-lussen op voorwaarde dat door toepassing van een reeks van eenvoudige lineaire metingen het mogelijk is om een de kromme definiërende vergelijking te berekenen. Dit kan eenvoudig uitgevoerd worden in een veld-systeem gebruikmakend van berékeningstechnieken en is kostprijs effectiever dan langdurige traditionele onderzoeksmethoden. De techniek maakt een snelle berekening van de x, y en z coördinaten mogelijk, terwijl het een cross-check mogelijk maakt met de door middel van conventionele technieken gemeten boorkopdiepte.The method of the invention makes it possible to use a wide variety of staple embodiments as transmitter loops provided that using a series of simple linear measurements, it is possible to calculate a curve-defining equation. This can be easily performed in a field system using calculation techniques and is more cost effective than lengthy traditional research methods. The technique allows a quick calculation of the x, y and z coordinates, while allowing a cross-check with the drill bit depth measured by conventional techniques.

In de techniek volgens de uitvinding behoeft de zenderlus niet geplaatst te worden in een horizontaal vlak, aangezien een aanvang-instelprocedure gébruikt wordt met het gereedschap gepositioneerd aan het oppervlak binnen of boven de lus om de rolhoek en inclinatie van de lus, alsmede de giering ten opzichte van het magnetische noorden te bepalen. Met het gereedschap aanvankelijk gepositioneerd in het midden van de lus op een bekende afstand van het vlak van de lus, worden magnetische uitlezingen als gevolg van de stroom in de lus uitgevoerd op de reeds beschreven wijze en de schaalfactor, die het gemeten magnetische veld als gevolg van de lusstroam relateert aan het verwachte magnetische veld, wordt bepaald uit de bekende gereedschapspositie. Het gereedschap wordt daarna gepositioneerd in twee of meer bekende posities binnen of boven de lus en verdere magnetische uitlezingen worden uitgevoerd, die, door toepassing van de de gereedschapspositie aan de gemeten uitlezingen relaterende vergelijkingen, gébruikt kunnen worden cm de inclinatie en rolhoek van de lus te bepalen in een iteratiepro-ces. De giering van de lus kan bepaald worden door het uitlijnen van het gereedschap evenwijdig aan het vlak van de lus en langs de centrale as van de lus en het wederom relateren van de magnetische uitlezin-gen aan de bekende gereedschapspositie voor vier op gelijke hoekaf-standen van elkaar gelegen rolhoekposities van het gereedschap. Er is geen directe meting van de stroom in de lus noodzakelijk.In the technique of the invention, the transmitter loop need not be placed in a horizontal plane, since an initial setting procedure is used with the tool positioned on the surface within or above the loop to adjust the roll angle and inclination of the loop, as well as the yaw relative to magnetic north. With the tool initially positioned in the center of the loop at a known distance from the plane of the loop, magnetic readings due to the current in the loop are performed in the manner already described and the scaling factor resulting from the measured magnetic field of the loop current related to the expected magnetic field, is determined from the known tool position. The tool is then positioned in two or more known positions within or above the loop and further magnetic readings are taken, which, using the equations relating the tool position to the measured readings, can be used to measure the inclination and roll angle of the loop in an iteration process. The yaw of the loop can be determined by aligning the tool parallel to the plane of the loop and along the center axis of the loop and again relating the magnetic readings to the known tool position for four equally angled distances spaced rolling angle positions of the tool. No direct measurement of the current in the loop is necessary.

Claims (10)

1. Werkwijze voor het geleiden van een gereedschap" langs een ondergrondse baan dicht bij het aardoppervlak, waarbij, het gereedschap een magnetische detector bevat en waarbij een zenderlus (10, 12) aan het oppervlak geplaatst is als een referentie voor het gereedschap, gekenmerkt door het in één meetfase doen stromen van een gelijkstroom in één richting in de lus (10, 12) en het detecteren van het magnetische veld in de nabijheid van het gereedschap in de ene meetfase door middel van de magnetische detector, en het in een andere meetfase doen stromen van een gelijkstroom in de tegengestelde richting in de lus (10, 12) en het detecteren van het magnetische veld in de nabijheid van het gereedschap in de andere meetfase door middel van de magnetische detector en het sturen van het gereedschap in afhankelijkheid van de resultaten van deze metingen.A method for guiding a tool "along an underground path close to the earth's surface, wherein the tool contains a magnetic detector and wherein a transmitter loop (10, 12) is placed on the surface as a reference for the tool, characterized by flowing a direct current in one direction in the loop (10, 12) in one measuring phase and detecting the magnetic field in the vicinity of the tool in one measuring phase by means of the magnetic detector, and in another measuring phase flowing a direct current in the opposite direction into the loop (10, 12) and detecting the magnetic field in the vicinity of the tool in the other measuring phase by means of the magnetic detector and controlling the tool depending on the results of these measurements. 2. Werkwijze volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat de zenderlus (10, 12) tenminste één deel bevat in de vorm van een kromme.Method according to claim 1, characterized in that the transmitter loop (10, 12) contains at least one part in the form of a curve. 3. Werkwijze volgens conclusie 2, met het kenmerk, dat de zenderlus (10, 12) een deel bevat nagenoeg in de vorm van een halve cirkel en een verder langs een diameter van de halve cirkel liggend rechtlijnig deel.Method according to claim 2, characterized in that the transmitter loop (10, 12) comprises a part substantially in the form of a semicircle and a rectilinear part further along a diameter of the semicircle. 4. Werkwijze volgens conclusie 2, met het kenmerk, dat de zenderlus (10, 12) een deel bevat nagenoeg in de vorm van een ellips.Method according to claim 2, characterized in that the transmitter loop (10, 12) contains a part substantially in the form of an ellipse. 5. Werkwijze volgens elk der voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat in een verdere meetfase geen stroom loopt in de lus (10, 12) en het magnetische veld in de nabijheid van het gereedschap in de verdere meetfase gedetecteerd wordt door middel van de magnetische detector.Method according to any one of the preceding claims, characterized in that in a further measuring phase no current flows in the loop (10, 12) and the magnetic field in the vicinity of the tool is detected in the further measuring phase by means of the magnetic detector. 6. Werkwijze volgens conclusie 5, met het kenmerk, dat de verdere meetfase ligt tussen de ene en de andere meetfase.Method according to claim 5, characterized in that the further measuring phase lies between one and the other measuring phase. 7. Werkwijze volgens conclusie 5 of 6, met het kenmerk, dat het gereedschap een gravitatiedetector bevat, die het aardgravitatieveld in de nabijheid van het gereedschap detecteert, en waarin gereedschap oriëntatiegegevens uit de door de magnetische detector en de gravitatiedetector in de verdere meetfase uitgevoerde metingen bepaald worden.Method according to claim 5 or 6, characterized in that the tool contains a gravitational detector, which detects the earth gravitational field in the vicinity of the tool, and in which the tool has orientation data from the measurements carried out by the magnetic detector and the gravitational detector in the further measuring phase be determined. 8. Werkwijze volgens conclusie 7, met het kenmerk, dat een indicatie van de gereedschapspositie ten opzichte van de lus (10, 12) verkregen wordt door een berekening gebaseerd op het relateren van de in de ene en de: andere meetfase uitgevoerde magnetische metingen aan het verwachte magnetische veld in de gereedschapspositie als gevolg van de stroom in de lus door middel van transfomatievergelijkingen gebruikmakend van gereedschap oriëntatie gegevens, zoals de hoge-zijdehoek.Method according to claim 7, characterized in that an indication of the tool position relative to the loop (10, 12) is obtained by a calculation based on the relationship of the magnetic measurements carried out in one measuring phase to the other the expected magnetic field in the tool position due to the current in the loop through transference equations using tool orientation data, such as the high side angle. 9. Werkwijze volgens elk der voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat positionele informatie met betrekking tot de actuele positie van het gereedschap en de doelpositie van het gereedschap gébruikt wordt voor het produceren van een gereedschap-oriëntatiesignaal voor het sturen van het gereedschap.Method according to any of the preceding claims, characterized in that positional information regarding the current position of the tool and the target position of the tool is used to produce a tool orientation signal for controlling the tool. 10. Inrichting voor het geleiden van een gereedschap langs een ondergrondse baan dicht bij het oppervlak, waarbij het gereedschap een magnetische detector bevat, de inrichting een zenderlus (10, 12) bevat, cm gepositioneerd te worden als een referentie voor het gereedschap aan het oppervlak, met het kenmerk, dat de inrichting verder strocmvoedingsmiddelen bevat voor het doen lopen van een gelijkstroom in één richting in de lus (10, 12) in één meetfase en voor het doen lopen van een gelijkstroom in de andere richting in de lus (10, 12) in een andere meetfase, en stuurmiddelen voor het detecteren van het magnetische veld in de nabijheid van het gereedschap door middel van de magnetische detector in elk van de meetfasen en voor het sturen van het gereedschap in afhankelijkheid van de resultaten van deze metingen.10. Device for guiding a tool along an underground path close to the surface, the tool containing a magnetic detector, the device containing a transmitter loop (10, 12), to be positioned as a reference for the tool on the surface characterized in that the device further includes current power means for running a direct current in one direction in the loop (10, 12) in one measurement phase and for running a direct current in the other direction in the loop (10, 12) 12) in a different measuring phase, and control means for detecting the magnetic field in the vicinity of the tool by means of the magnetic detector in each of the measuring phases and for controlling the tool depending on the results of these measurements.
NL9100772A 1990-05-04 1991-05-03 IMPROVEMENTS IN OR RELATING TO TOOLING A TOOL ALONG AN UNDERGROUND JOB. NL9100772A (en)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
GB9010096 1990-05-04
GB909010096A GB9010096D0 (en) 1990-05-04 1990-05-04 Improvements in or relating to guiding of a tool along a subterranean path

Publications (1)

Publication Number Publication Date
NL9100772A true NL9100772A (en) 1991-12-02

Family

ID=10675506

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
NL9100772A NL9100772A (en) 1990-05-04 1991-05-03 IMPROVEMENTS IN OR RELATING TO TOOLING A TOOL ALONG AN UNDERGROUND JOB.

Country Status (7)

Country Link
CA (1) CA2041622A1 (en)
DE (1) DE4114784A1 (en)
FR (1) FR2661712A1 (en)
GB (2) GB9010096D0 (en)
IT (1) IT1248782B (en)
NL (1) NL9100772A (en)
NO (1) NO911740L (en)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5515931A (en) * 1994-11-15 1996-05-14 Vector Magnetics, Inc. Single-wire guidance system for drilling boreholes
CN113464120B (en) * 2021-09-06 2021-12-03 中国石油集团川庆钻探工程有限公司 Tool face state prediction method and system, and sliding directional drilling method and system

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3529682A (en) * 1968-10-03 1970-09-22 Bell Telephone Labor Inc Location detection and guidance systems for burrowing device
US4710708A (en) * 1981-04-27 1987-12-01 Develco Method and apparatus employing received independent magnetic field components of a transmitted alternating magnetic field for determining location
GB2175096A (en) * 1985-05-07 1986-11-19 Radiodetection Ltd Electromagnetic transducer assemblies and means for determining relative speed and/or configuration using such assemblies
US4875014A (en) * 1988-07-20 1989-10-17 Tensor, Inc. System and method for locating an underground probe having orthogonally oriented magnetometers

Also Published As

Publication number Publication date
DE4114784A1 (en) 1991-11-07
GB9010096D0 (en) 1990-06-27
GB9109116D0 (en) 1991-06-12
ITMI911219A0 (en) 1991-05-03
GB2243693A (en) 1991-11-06
IT1248782B (en) 1995-01-28
FR2661712A1 (en) 1991-11-08
NO911740L (en) 1991-11-05
NO911740D0 (en) 1991-05-03
CA2041622A1 (en) 1991-11-05
ITMI911219A1 (en) 1992-11-03

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4646277A (en) Control for guiding a boring tool
US3808520A (en) Triple coil induction logging method for determining dip, anisotropy and true resistivity
CA2187487C (en) Rotating magnet for distance and direction measurements
EP0425569B1 (en) A system and method for locating an underground probe
CA2279539C (en) Near field electromagnetic proximity determination
US11598198B2 (en) Advanced underground homing system, apparatus and method
JP2522474B2 (en) Device and method for identifying the position of an independent underground excavator
US7617049B2 (en) Distance determination from a magnetically patterned target well
EP2691797B1 (en) Systems and methods for ranging while drilling
CA2452120A1 (en) Relative drill bit direction measurement
US20040040745A1 (en) Two solenoid guide system for horizontal boreholes
WO2002075113A1 (en) Electromagnetic borehold surveying method
WO1996014491A1 (en) Solenoid guide system for horizontal boreholes
WO1996014491A9 (en) Solenoid guide system for horizontal boreholes
GB2338557A (en) Detecting underground objects
CA3078043A1 (en) Apparatus and method for determining position of drilling tool during drilling
CA2765719C (en) Two coil guidance system for tracking boreholes
CN109869140A (en) Offset well distance-measuring device and method based on magnetic field gradient
NL9100772A (en) IMPROVEMENTS IN OR RELATING TO TOOLING A TOOL ALONG AN UNDERGROUND JOB.
JP3352550B2 (en) Position detection method
US5208538A (en) Apparatus having a pair of magnetic field generating cables for measuring position of an underground excavator
JPS6023594A (en) Horizontal displacement measuring method and apparatus of tunnel drilling machine
JPS625117A (en) Position detector of excavating machine
JPS6130204B2 (en)
JPH01123185A (en) Method for magnetically detecting position of ground embedded object

Legal Events

Date Code Title Description
BV The patent application has lapsed