Title:
Gammaerfassungssensoren in einem lenkbaren Drehwerkzeug
Document Type and Number:
Kind Code:
T5

Abstract:

Gemäß Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung werden ein lenkbares Drehwerkzeug und eine Gammasensorbaugruppe bereitgestellt. Diese Systeme können Szintillationserfassungssensoren beinhalten, die in einer Druckhülsenbaugruppe angebracht sind, die an eine drehende Antriebswelle und/oder einen Elektronikeinsatz des lenkbaren Drehwerkzeugs gekoppelt ist. Die Sensoren können jeweils in einer Luftdruckumgebung innerhalb einer jeweiligen Druckhülse angebracht sein. Die Druckhülsen können sich jeweils mit der Antriebswelle und dem Elektronikeinsatz drehen. Die sondenbasierte Anordnung der Systeme kann Messungen von relativ hoher Empfindlichkeit an einem Drehabschnitt des lenkbaren Drehwerkzeugs ermöglichen. Dies kann das Bestimmen gerichteter Gammamessungen und Summengammamessungen am Drehabschnitt des lenkbaren Drehwerkzeugs zulassen.





Inventors:
D'Silva, Alben (Alberta, Edmonton, CA)
Kirkhope, Kennedy (Alberta, Leduc, CA)
Application Number:
DE112015006191T
Publication Date:
10/26/2017
Filing Date:
02/19/2015
Assignee:
HALLIBURTON ENERGY SERVICES, INC. (Tex., Houston, US)
International Classes:
E21B47/00; G01V5/04; G01V5/12
Attorney, Agent or Firm:
HOFFMANN - EITLE Patent- und Rechtsanwälte PartmbB, 81925, München, DE
Claims:
1. Lenkbares Drehwerkzeug zur Verwendung beim Bohren eines Bohrlochs durch eine unterirdische Formation, umfassend:
eine Antriebswelle, die sich durch das lenkbare Drehwerkzeug erstreckt, um einen Bohrmeißel zu drehen;
eine Druckhülsenbaugruppe, die benachbart zum Bohrmeißel angeordnet und an die Antriebswelle gekoppelt und in Reaktion auf Drehung der Antriebswelle drehbar ist; und
einen Gammaerfassungssensor, der in der Druckhülsenbaugruppe angeordnet ist, um Gammastrahlung zu messen, die von der unterirdischen Formation abgestrahlt wird.

2. Lenkbares Drehwerkzeug nach Anspruch 1, wobei die Druckhülse eine Sonde umfasst.

3. Lenkbares Drehwerkzeug nach Anspruch 2, wobei der Gammaerfassungssensor eine Photoverstärkerröhre, ein Geiger-Müller(GM)-Zählrohr oder einen anderen Gammaerfassungssensor umfasst, der in die Sonde passt.

4. Lenkbares Drehwerkzeug nach Anspruch 1, wobei die Druckhülsenbaugruppe eine Druckhülse zum Halten des Gammaerfassungssensors bei Luftdruck umfasst.

5. Lenkbares Drehwerkzeug nach Anspruch 1, ferner umfassend eine Vielzahl von Gammaerfassungssensoren, die in der Druckhülsenbaugruppe angeordnet ist.

6. Lenkbares Drehwerkzeug nach Anspruch 5, wobei die Druckhülsenbaugruppe eine Vielzahl von Druckhülsen, die in Umfangsrichtung um die Antriebswelle angeordnet ist, umfasst, wobei jede der Vielzahl von Druckhülsen eine entsprechende Vielzahl von Gammaerfassungssensoren hält, und wobei die Druckhülsen in einer Längsausrichtung relativ zur Antriebswelle angeordnet sind.

7. Lenkbares Drehwerkzeug nach Anspruch 5, ferner umfassend eine Verbinderkomponente, die an einem distalen Ende der Druckhülsenbaugruppe angeordnet ist, um die einzelnen der Vielzahl von Gammaerfassungssensoren in einer festen Position relativ zueinander zu halten und eine Drehung der Hülsenbaugruppe in Reaktion auf eine Drehung der Antriebswelle zu ermöglichen.

8. Lenkbares Drehwerkzeug nach Anspruch 1, ferner umfassend eine Einsatzbaugruppe, die ein erstes Gehäuse umfasst, das um Elektronik herum angeordnet ist, wobei die Einsatzbaugruppe in Reaktion auf eine Drehung der Antriebswelle drehbar ist, wobei die Hülsenbaugruppe zwischen die Einsatzbaugruppe und den Bohrmeißel gekoppelt ist.

9. Lenkbares Drehwerkzeug nach Anspruch 8, ferner umfassend ein zweites Gehäuse, das um die Hülsenbaugruppe herum angeordnet ist, wobei eine Dicke des ersten Gehäuses größer als eine Dicke des zweiten Gehäuses ist.

10. Lenkbares Drehwerkzeug nach Anspruch 8, ferner umfassend einen elektrischen Verbinder, der zwischen die Hülsenbaugruppe und die Einsatzbaugruppe gekoppelt ist, um elektrische Verbindung zwischen einer Hydraulikantriebseinheit und der Elektronik der Einsatzbaugruppe bereitzustellen.

11. Lenkbares Drehwerkzeug nach Anspruch 1, ferner umfassend eine entfernbare Abschirmungskomponente, die benachbart zu dem Gammaerfassungssensor angeordnet ist, um einen Azimuterfassungsbereich des Gammaerfassungssensors einzuengen.

12. Drehbarer Gammamessabschnitt zur Verwendung in einem lenkbaren Drehwerkzeug, wobei der drehbare Gammamessabschnitt Folgendes umfasst:
eine Vielzahl von Gammaerfassungssensoren, die zum Erfassen von Gammastrahlung dient, die von einer unterirdischen Formation abgestrahlt wird;
eine Verbinderkomponente, die an die Vielzahl von Gammaerfassungssensoren gekoppelt ist, um die Vielzahl von Gammaerfassungssensoren in einer festen Position relativ zueinander zu halten und den drehbaren Gammamessabschnitt an eine drehbare Komponente des lenkbaren Drehwerkzeugs zu koppeln, wobei die Verbinderkomponente eine dadurch hindurch gebildete Bohrung umfasst, um eine Antriebswelle aufzunehmen, die sich durch das lenkbare Drehwerkzeug erstreckt; und
eine Druckhülsenbaugruppe, die eine Vielzahl von Druckhülsen umfasst, die über die Verbinderkomponente aneinander gekoppelt sind, wobei jeder der Vielzahl von Gammaerfassungssensoren in einer entsprechenden der Vielzahl von Druckhülsen angeordnet ist;
wobei die Vielzahl von Gammaerfassungssensoren, die Druckhülsenbaugruppe und die Verbinderkomponente in Reaktion auf Drehung der Antriebswelle um eine Achse drehbar sind.

13. Drehbarer Gammamessabschnitt nach Anspruch 12, wobei eine Wand einer jeden der Vielzahl von Druckhülsen eine geringere Dicke als eine Gehäusedicke der drehbaren Komponente aufweist.

14. Drehbarer Gammamessabschnitt nach Anspruch 12, wobei die Vielzahl von Gammaerfassungssensoren in Umfangsrichtung um die Achse herum angeordnet ist.

15. Drehbarer Gammamessabschnitt nach Anspruch 12, ferner umfassend eine oder mehrere Abschirmungskomponenten, die zwischen der Vielzahl von Gammaerfassungssensoren angeordnet ist, um einen Azimuterfassungsbereich von wenigstens einem der Vielzahl von Gammaerfassungssensoren einzuengen.

16. Drehbarer Gammamessabschnitt nach Anspruch 12, ferner umfassend einen oder mehrere elektrische Verbinder, die in der Verbinderkomponente gebildet sind.

17. Drehbarer Gammamessabschnitt nach Anspruch 12, ferner umfassend eine oder mehrere Fluidleitungen, die sich von der Verbinderkomponente erstrecken.

18. Verfahren zum Betreiben eines lenkbaren Drehwerkzeugs, umfassend:
Halten einer Vielzahl von Sensoren in festen Positionen relativ zueinander und gekoppelt an eine drehbare Komponente des lenkbaren Drehwerkzeugs;
Drehen des Elektronikeinsatzes und der Vielzahl von Sensoren in Reaktion darauf, dass eine Antriebswelle einen Bohrmeißel des lenkbaren Drehwerkzeugs dreht;
Erfassen von Gammastrahlung, die von einer unterirdischen Formation abgestrahlt wird, über die Vielzahl von Sensoren; und
Bereitstellen eines Signals, das die erfasste Gammastrahlung von der Vielzahl von Sensoren angibt, an Elektronik, die in einem Elektronikeinsatz des lenkbaren Drehwerkzeugs angeordnet ist.

19. Verfahren nach Anspruch 18, ferner umfassend Bestimmen einer Summengammamessung auf Grundlage des Signals, das die von der unterirdischen Formation in alle Richtungen relativ zu dem lenkbaren Drehwerkzeug abgestrahlte Gammastrahlung angibt, die über einen Zeitraum hinweg von der Vielzahl von Sensoren erfasst wird.

20. Verfahren nach Anspruch 18, ferner umfassend Treiben einer oder mehrerer Abschirmungskomponenten in Positionen zwischen der Vielzahl von Sensoren, und Bestimmen einer gerichteten Gammamessung auf Grundlage des Signals, das die von der unterirdischen Formation in einer bestimmten Richtung relativ zu dem lenkbaren Drehwerkzeug abgestrahlte Gammastrahlung angibt.

Description:
TECHNISCHES GEBIET

Die vorliegende Offenbarung betrifft allgemein lenkbare Drehwerkzeuge und insbesondere Systeme und Verfahren zum Unterbringen von Gammastrahlungssensoren im Drehabschnitt von lenkbaren Drehwerkzeugen.

ALLGEMEINER STAND DER TECHNIK

Kohlenwasserstoffe wie Öl und Gas werden allgemein aus unterirdischen Formationen erlangt, die sich an Land oder im Meer befinden können. Die Entwicklung unterirdischer Einsätze und die mit dem Entfernen von Kohlenwasserstoffen aus einer unterirdischen Formation einhergehenden Prozesse schließen in der Regel eine Anzahl verschiedener Schritte ein, beispielsweise das Bohren eines Bohrlochs an einem gewünschten Bohrlochstandort, Behandeln des Bohrlochs, um die Förderung von Kohlenwasserstoffen zu optimieren, und Durchführen der notwendigen Schritte, um die Kohlenwasserstoffe aus der unterirdischen Formation zu fördern und zu verarbeiten.

Bohrlöcher werden zu den unterschiedlichsten Zwecken geschaffen, darunter exploratorisches Bohren zum Auffinden unterirdischer Vorkommen verschiedener natürlicher Ressourcen, für Abbauvorgänge zum Fördern der Vorkommen und für Bauprojekte zum Installieren unterirdischer Versorgungsanlagen. Bohrlöcher werden häufig vertikal durch eine unterirdische Formation gebohrt. Bei vielen Anwendungen ist es jedoch wünschenswert, Bohrlöcher zu bohren, die vertikal abweichende oder horizontale Geometrien aufweisen. Eine bekannte Technik, die zum Bohren horizontaler, vertikal abweichender und anderer komplexer Bohrlöcher verwendet wird, ist gerichtetes Bohren. Gerichtetes Bohren gilt im Allgemeinen als ein Prozess des Bohrens eines Lochs, der dadurch gekennzeichnet ist, dass wenigstens ein Teil des Verlaufs des Bohrlochs in einer anderen als der strikt vertikalen Richtung verläuft – d. h. die Achsen vollziehen einen Winkel mit einer vertikalen Ebene (bezeichnet als „vertikale Abweichung“) und sind in einer Azimutebene gerichtet.

Es stehen verschiedene Optionen zur Verfügung, um ein Bohrwerkzeug mit Lenkfähigkeit zu versehen, um die Richtung des Bohrlochs zu steuern und abzuwandeln. Beispielsweise kann gerichtetes Bohren auch mit einem „lenkbaren Dreh-“Bohrsystem erreicht werden, wobei der gesamte Bohrgestängestrang von der Oberfläche aus gedreht wird, was wiederum die Bohrgarnitur (bottom hole assembly, BHA) einschließlich des Bohrmeißels dreht, der mit dem Ende des Bohrgestängestrangs verbunden ist. In einem lenkbaren Drehbohrsystem kann der Bohrstrang gedreht werden, während das Bohrwerkzeug gelenkt wird, indem es von einer Lenkvorrichtung (direkt oder indirekt) in eine gewünschte Richtung gerichtet oder geschoben wird. Einige lenkbare Drehbohrsysteme beinhalten eine Komponente, die sich im Verhältnis zum Bohrstrang nicht dreht, um einen Bezugspunkt für die gewünschte Richtung und eine Anbringungsposition für die Lenkvorrichtungen bereitzustellen. Andere lenkbare Drehbohrsysteme können „vollständig drehend“ sein. Lenkbare Drehbohrsysteme können für gerichtete Bohrvorgänge eine relativ hohe Lenkgenauigkeit bereitstellen.

Gerichtetes Bohren geht in der Regel mit dem Steuern und Variieren der Richtung des gebohrten Bohrlochs einher. Häufig ist es das Ziel von gerichtetem Bohren, eine Position an einer unterirdischen Zielstelle oder -formation mit dem Bohrstrang zu erreichen. Es können Untertagesensoren im lenkbaren Drehsystem verwendet werden, um die durchbohrten Formationen zu beurteilen und zu bestimmen, welche Richtungsänderungen des lenkbaren Drehwerkzeugs vorgenommen werden sollten. Einige Untertagewerkzeuge nutzen Gammaerfassungssensoren, die dazu ausgelegt sind, eine Menge natürlicher Gammastrahlung zu messen, die von einer unterirdischen Formation abgestrahlt wird. Diese Informationen können nützlich sein, da Förderzonen und ölhaltige Formationen oft mehr Gammastrahlung abstrahlen als weniger förderungswürdige Formationen. Leider sind Gammaerfassungssensoren oft in nicht rotierenden Teilen des Bohrstrangs untergebracht oder liegen weit über dem Bohrmeißel, was es schwierig gestaltet, schnelle Richtungsentscheidungen auf Grundlage der erfassten Gammastrahlung zu treffen.

KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

Für ein vollständigeres Verständnis der vorliegenden Offenbarung und ihrer Merkmale und Vorteile wird nun auf die folgende Beschreibung in Verbindung mit den begleitenden Figuren Bezug genommen; darin zeigen:

1 eine schematische Darstellung eines Bohrsystems mit einem lenkbaren Drehwerkzeug gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung;

2 eine seitliche Teilausschnittansicht von Komponenten eines lenkbaren Drehwerkzeugs gemäß Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung;

3 eine perspektivische Ansicht von Komponenten des lenkbaren Drehwerkzeugs aus 2 gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung;

4 eine seitliche Querschnittansicht eines Gammamessabschnitts des lenkbaren Drehwerkzeugs aus 2 und 3 gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung;

5 eine Ausschnittansicht von Komponenten des lenkbaren Drehwerkzeugs aus 3 und 4 von vorne, gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung;

6 eine schematische Querschnittansicht des Gammamessabschnitts aus 3 mit zwei Abschirmungskomponenten, die zum Ermöglichen einer Azimutgammamessung verwendet werden, gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung;

7 eine schematische Querschnittansicht des Gammamessabschnitts aus 3 mit vier Abschirmungskomponenten, die zum Ermöglichen von Azimutgammamessungen verwendet werden, gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung; und

8 ein Prozessablaufdiagramm, das ein Verfahren zum Betreiben einer Gammamessungsbaugruppe eines lenkbaren Drehwerkzeugs veranschaulicht, gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung.

AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG

Veranschaulichende Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung werden hier ausführlich beschrieben. Im Interesse der Klarheit werden nicht alle Merkmale einer tatsächlichen Implementierung in dieser Beschreibung beschrieben. Natürlich versteht es sich, dass bei der Entwicklung derartiger tatsächlicher Ausführungsformen zahlreiche für die Implementierung spezifische Entscheidungen getroffen werden müssen, um die spezifischen Ziele der Entwickler zu erfüllen, etwa die Einhaltung systembezogener Einschränkungen, die je nach Implementierung unterschiedlich sind. Darüber hinaus versteht es sich, dass derartige Entwicklungsbestrebungen zwar komplex und zeitaufwändig sein können, jedoch trotzdem für einschlägige Durchschnittsfachleute mit dem Vorteil der vorliegenden Offenbarung ein routinemäßiges Unterfangen darstellen. Die folgenden Beispiele sollten zudem keinesfalls als den Schutzumfang der Offenbarung einschränkend oder definierend verstanden werden.

Bestimmte Ausführungsformen gemäß der vorliegenden Erfindung können Systeme und Verfahren zum Messen von Gammastrahlung in einem Drehabschnitt eines lenkbaren Drehwerkzeugs betreffen, um Messungen natürlicher Gammastrahlung von Formationen während des Bohrens vorzunehmen. Solche lenkbaren Drehwerkzeuge werden im Allgemeinen verwendet, um gerichtete Bohrvorgänge auszuführen. Gerichtetes Bohren geht in der Regel mit dem Steuern und Variieren der Richtung des gebohrten Bohrlochs einher. Häufig ist es das Ziel von gerichtetem Bohren, eine Position an einer unterirdischen Zielstelle oder -formation mit dem Bohrstrang zu erreichen. Beispielsweise kann die Bohrrichtung gesteuert werden, um das Bohrloch auf eine gewünschte Zielstelle zu richten, das Bohrloch horizontal zu steuern, um es in einer gewünschten Förderzone zu halten, oder um ungewollte oder unerwünschte Abweichungen von einem gewünschten oder vorgegebenen Weg zu korrigieren. Während eines Bohrvorgangs werden häufige Anpassungen der Richtung des Bohrlochs vorgenommen, entweder, um einen geplanten Richtungswechsel zu berücksichtigen oder um eine nicht geplante oder ungewollte Ablenkung des Bohrlochs auszugleichen.

Natürlich abgestrahlte Gammastrahlung in den Formationen kann Einblicke in die Beschaffenheit und Attraktivität der von einem lenkbaren Drehwerkzeug durchbohrten Formationen bieten. Entsprechend ist es wünschenswert, Gammastrahlungsmessungen durchzuführen, um Entscheidungen zum Steuern und Verändern der Richtung des Bohrlochs zu unterstützen, während dieses gebohrt wird. Viele lenkbare Drehwerkzeuge weisen keinerlei Erfassungsfähigkeiten auf. Andere existierende lenkbare Drehwerkzeuge können in Verbindung mit Formationsbeurteilungswerkzeugen (mit Gammasensoren) arbeiten, die weiter oben im Bohrstrang angeordnet sind, um Drehgammamessungen vorzunehmen. Um auf Grundlage von Gammamessungen bessere Geolenkungsentscheidungen zu treffen, kann es jedoch wünschenswert sein, diese Messungen über Gammaerfassungssensoren an oder nahe dem Bohrmeißel vorzunehmen. Nahe dem Meißel können die genauesten und schnellsten Lenkentscheidungen entweder für kontinuierliches Bohren durch die gewünschten Formationen oder zum Vermeiden bestimmter Formationsarten ermöglichen. Derzeit sind jedoch bei allen Werkzeugen, die Gammasensoren nahe dem Bohrmeißel aufweisen, diese Sensoren in einem sich nicht drehenden Abschnitt des Bohrstrangs angeordnet.

Die offenbarten Ausführungsformen betreffen Drehlenkwerkzeuge und Gammasensorabschnitte dieser Werkzeuge, die zum Ausräumen dieser Nachteile ausgelegt sind. Die hier offenbarten Systeme können Szintillationserfassungssensoren beinhalten, die in einer Druckhülsenbaugruppe angebracht sind, die an eine drehende Antriebswelle und/oder einen Elektronikeinsatz des lenkbaren Drehwerkzeugs gekoppelt ist. Die Sensoren können jeweils in einer jeweiligen Druckhülse angebracht sein, die dazu ausgelegt ist, eine Atmosphärendruckumgebung bereitzustellen. Die Druckhülsen können sich jeweils mit der Antriebswelle und dem Elektronikeinsatz drehen. Die Anordnung der unten beschriebenen Systeme kann das Durchführen von Messungen von relativ hoher Empfindlichkeit an einem Drehabschnitt des lenkbaren Drehwerkzeugs ermöglichen.

In einigen Ausführungsformen kann der offenbarte Gammasensorabschnitt verwendet werden, um basierend auf der Größe der gemessenen Gammastrahlung, die von den Gammaerfassungssensoren aufgenommen wurde, die um die Antriebswelle des lenkbaren Drehwerkzeugs herum angeordnet sind, Summengammamessungen am Drehabschnitt des lenkbaren Drehwerkzeugs durchzuführen. In anderen Ausführungsformen kann der Gammasensorabschnitt mit einer oder mehreren Abschirmungskomponenten (z. B. Wolframabschirmungen) ausgestattet sein, die in den verfügbaren Räumen um die einzelnen in Sonden untergebrachten Gammaerfassungssensoren angeordnet sein können. Die Abschirmungskomponenten können verhindern, dass bestimmte Gammaerfassungssensoren Gammastrahlung erfassen, die aus bestimmten Richtungen im Bohrloch abgestrahlt wird. Diese Anordnungen des Gammasensorabschnitts können daher zum Bestimmen von Azimut-(d. h. richtungsbezogenen)Gammamessungen am Drehabschnitt eines lenkbaren Drehwerkzeugs benutzt werden.

Bezug nehmend auf die Zeichnungen stellt 1 ein gerichtete Bohrsystem gemäß Aspekten der vorliegenden Offenbarung dar, das allgemein mit 10 bezeichnet ist. Viele der offenbarten Konzepte werden unter Bezugnahme auf Bohrvorgänge zur Exploration und/oder Förderung unterirdischer Kohlenwasserstoffvorkommen wie etwa Erdöl und Erdgas erörtert. Allerdings sind die offenbarten Konzepte nicht darauf beschränkt und können auf andere Bohrvorgänge angewandt werden. Deshalb sind die Aspekte der vorliegenden Offenbarung nicht zwingend auf die Anordnung und Komponenten beschränkt, die in 1 dargestellt sind. Beispielsweise können viele der hier vorgestellten Merkmale und Aspekte in horizontalen Bohranwendungen und vertikalen Bohranwendungen angewandt werden, ohne vom vorgesehenen Schutzumfang und Geist der vorliegenden Offenbarung abzuweichen.

Das gerichtete Bohrsystem 10, das beispielhaft in 1 dargestellt ist, beinhaltet einen Bohrturm 12, der von einer Arbeitsbühne 14 abgestützt wird. Die Arbeitsbühne 14 kann einen Drehtisch 16 tragen, der mit einer gewünschten Drehzahl angetrieben wird, um Drehkraft an einen Bohrstrang 18 bereitzustellen. Der Bohrstrang 18, der einen Bohrgestängeabschnitt 20 beinhalten kann, erstreckt sich von Drehtisch 16 abwärts in ein gerichtetes Bohrloch 22. Wie dargestellt, kann das Bohrloch 22 an einem mehrdimensionalen Weg oder einer „Trajektorie“ entlang verlaufen. Die dreidimensionale Richtung eines Bodens 24 des Bohrlochs 22 aus 1 ist durch einen Zeigevektor 26 dargestellt.

Ein Bohrmeißel 28 ist im Allgemeinen am distalen Ende des Bohrstrangs 18 unten im Bohrloch angebracht. Wird der Bohrmeißel gedreht, z. B. über den Drehtisch 16, kann der Bohrmeißel 28 betrieben werden, um eine geologische Formation 30 aufzubrechen und allgemein zu zerstören. Der Bohrstrang 18 kann an eine „Hebewerk“-Hebevorrichtung 32 gekoppelt sein, beispielsweise mittels eines Umlenkrollensystems (nicht dargestellt) über ein Kopfrohr 34, einen Bohrkopf 36 und eine Leitung 38. Das Hebewerk 32 kann verschiedene Komponenten beinhalten, wie etwa eine Trommel, einen oder mehrere Motoren, ein Untersetzungsgetriebe, eine Hauptbremse und eine Hilfsbremse. Während eines Bohrvorgangs kann das Hebewerk 32 in einigen Ausführungsformen betrieben werden, um das auf dem Meißel 28 lastende Gewicht und die Penetrationsgeschwindigkeit des Bohrstrangs 18 in das Bohrloch 22 zu steuern. Der Betrieb des Hebewerks 32 ist allgemein bekannt und wird daher hier nicht ausführlich beschrieben.

Bei Bohrvorgängen kann ein geeignetes Bohrfluid (häufig als „Schlamm“ bezeichnet) 40 mittels einer hydraulischen „Schlammpumpe“ 44 durch den Bohrstrang 18 aus einer Schlammgrube 42 unter Druck in das Bohrloch 22 zirkulieren gelassen werden. Das Bohrfluid 40 kann beispielsweise Schlämme auf Wasserbasis, Schlämme auf Ölbasis, synthetische Schlämme sowie gasförmige Bohrfluide beinhalten. Das Bohrfluid 40 kann von der Schlammpumpe 44 über eine Fluidleitung (häufig als „Schlammleitung“ bezeichnet) 46 und das Kopfrohr 34 in den Bohrstrang 18 gelangen. Das Bohrfluid 40 kann am Bohrlochboden 24 durch eine Öffnung oder Düse im Bohrmeißel 28 abgegeben werden und in einer Aufwärtsrichtung im Bohrloch durch einen Ringraum 48 zwischen dem Bohrstrang 18 und der Wand des Bohrlochs 22 zur Oberfläche zirkulieren. Wenn sich das Bohrfluid 40 dem Drehtisch 16 nähert, kann es über eine Rückführleitung 50 in die Schlammgrube 42 abgegeben werden. Verschiedene Oberflächensensoren 52, die in geeigneter Weise an der Oberfläche des Bohrlochs 22 eingesetzt werden, können allein oder in Verbindung mit Untertagesensoren arbeiten, die im Bohrloch 22 eingesetzt werden, um Informationen zu verschiedenen Parametern rund um das Bohren bereitzustellen, wie etwa unter anderem Fluiddurchflussrate, auf dem Bohrmeißel lastendes Gewicht und Hakenlast.

Eine Oberflächensteuereinheit 54 kann über einen Sensor oder Messwandler 56, der an der Fluidleitung 46 angeordnet ist, Signale von Oberflächen- und Untertagesensoren und -vorrichtungen empfangen. Die Oberflächensteuereinheit 54 kann betriebsfähig sein, um diese Signale gemäß programmierten Anweisungen zu verarbeiten, die an die Oberflächensteuereinheit 54 bereitgestellt werden. Die Oberflächensteuereinheit 54 kann einem Bediener über eine oder mehrere Ausgabevorrichtungen 58 wie etwa eine Anzeige, einen Computermonitor, Lautsprecher, Lampen usw. gewünschte Bohrparameter und andere Informationen präsentieren, die von dem Bediener zum Steuern der Bohrvorgänge verwendet werden können. Die Oberflächensteuereinheit 54 kann einen Computer, Speicher zum Ablegen von Daten, einen Datenrecorder und andere bekannte und künftig entwickelte Peripheriegeräte enthalten. Die Oberflächensteuereinheit 54 kann auch Modelle beinhalten und Daten gemäß programmierten Anweisungen verarbeiten und auf Benutzerbefehle reagieren, die über eine geeignete Eingabevorrichtung 60 eingegeben werden können, die nach Art einer Tastatur, eines Berührungsbildschirms, eines Mikrofons, einer Maus, eines Joysticks usw. sein kann.

In einigen Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung ist der drehbare Bohrmeißel 28 an einem distalen Ende einer Bohrgarnitur (BHA) 62 angebracht. In der dargestellten Ausführungsform kann die BHA 62 zwischen dem Bohrmeißel 28 und dem Bohrgestängeabschnitt 20 des Bohrstrangs 18 gekoppelt sein. Die BHA 62 kann ein lenkbares Drehwerkzeug beinhalten, das in 1 allgemein mit 64 bezeichnet ist, mit verschiedenen Sensoren, um Informationen zur Formation 30 und Untertagebohrparameter bereitzustellen. Die Sensoren in dem lenkbaren Drehwerkzeug 64 können, ohne darauf beschränkt zu sein, eine Vorrichtung zum Messen des Formationswiderstands nahe dem Bohrmeißel, eine Gammastrahlenvorrichtung zum Messen der Stärke der Formationsgammastrahlen, Vorrichtungen zum Bestimmen der Neigung und des Azimutwinkels des Bohrstrangs und Drucksensoren zum Messen des Bohrfluiddrucks untertage beinhalten. Das lenkbare Drehwerkzeug 64 kann auch zusätzliche/alternative Messvorrichtungen zum Messen von Stößen, Vibration, Drehmoment, Telemetrie usw. beinhalten. Die oben genannten Vorrichtungen können Daten an einen Untertagesender 66 übertragen, der wiederum die Daten nach oben an die Oberflächensteuereinheit 54 überträgt. In einigen Ausführungsformen kann die BHA 62 auch ein MWD(measuring while drilling, Messen während des Bohrens)-System oder ein LWD(logging while drilling, Vermessen während des Bohrens)-System beinhalten.

In einigen Ausführungsformen kann eine Schlammimpulstelemetrietechnik verwendet werden, um bei Bohrvorgängen Daten von Untertagesensoren und Vorrichtungen zu übermitteln. In anderen Ausführungsformen kann das System 10 unter anderem elektromagnetische Telemetrie, akustische Telemetrie und drahtgebundene Bohrgestängetelemetrie nutzen. Der in der Schlammzuführleitung 46 angeordnete Messwandler 56 kann in Antwort auf Daten, die von dem Untertagesender 66 übertragen werden, Schlammimpulse erfassen. Der Messwandler 56 wiederum kann elektrische Signale erzeugen, beispielsweise in Antwort auf Veränderungen des Schlammdrucks, und diese Signale an die Oberflächensteuereinheit 54 übertragen. In anderen Ausführungsformen können andere Telemetrietechniken wie etwa elektromagnetische und/oder akustische Technik oder beliebige andere geeignete Techniken benutzt werden, die bekannt sind oder künftig entwickelt werden. Beispielsweise kann ein festverdrahtetes Bohrgestänge zum Kommunizieren zwischen den Oberflächen- und Untertagevorrichtungen verwendet werden. In einem anderen Beispiel können Kombinationen der beschriebenen Techniken verwendet werden. Wie in 1 dargestellt, kann ein Oberflächensendeempfänger 68 mit Untertagewerkzeuge mithilfe beliebiger der beschriebenen Übertragungstechniken kommunizieren, wie etwa Schlammimpulstelemetrietechnik. Dies kann Zwei-Wege-Kommunikation zwischen der Oberflächensteuereinheit 54 und dem unten beschriebenen Untertagewerkzeuge ermöglichen.

Gemäß Aspekten dieser Offenbarung kann das lenkbare Drehwerkzeug 64 Gammaerfassungssensoren beinhalten, die in einem Drehabschnitt des lenkbaren Drehwerkzeugs 64 angeordnet sind. Ähnliche Techniken können verwendet werden, um Gammaerfassungssensoren in Drehabschnitten anderer Untertagekomponenten nahe dem Bohrmeißel 28 (z. B. BHA 62 neben einem gerichteten Bohrmeißel) bereitzustellen. Durch Anordnen der Gammaerfassungssensoren in einem drehbaren Abschnitt des Untertagesystems nahe dem Bohrmeißel können die Gammaerfassungssensoren in Untertageformationen an einer Position nahe dem Bohrmeißel 28 relativ genaue Messungen erfasster Gammastrahlung bereitstellen. Auf diese Weise können Entscheidungen zum Steuern der Trajektorie des lenkbaren Drehwerkzeugs 64 relativ schnell anhand der erfassten Gammastrahlung getroffen werden, um das Bohrloch 22 in gewünschte Zonen der Formation 30 zu treiben.

2 ist eine ausführlichere Darstellung einer Ausführungsform des offenbarten lenkbaren Drehwerkzeugs 64. Das lenkbare Drehwerkzeug 64 kann unter anderem eine Antriebswelle 90, eine Elektronikeinsatzbaugruppe 92 und eine Gammasensorbaugruppe 94 beinhalten. Die Antriebswelle 90 kann zwischen dem Bohrstrang 18 und dem Bohrmeißel 28 aus 1 gekoppelt sein, wenn das lenkbare Drehwerkzeug 64 im Gebrauch ist. In einigen Ausführungsformen kann die Antriebswelle 90 eine Bohrstrangverbindung 96 beinhalten, die an einem Ende derselben gebildet ist, um das lenkbare Drehwerkzeug 64 an den Bohrstrang zu koppeln.

Die Elektronikeinsatzbaugruppe 92 kann ein Gehäuse 98 beinhalten, das um verschiedene Elektronik 100 herum angeordnet ist, die verwendet werden kann, um Signale von Untertagemesskomponenten zu verarbeiten und/oder den Betrieb des Drehlenkwerkzeugs 64 zu steuern. Die Elektronik 100 kann eine oder mehrere Prozessorkomponenten, Arbeitsspeicherkomponenten, Datenspeicherkomponenten und so weiter beinhalten, die zur Ausführung verschiedener Anweisungen im Zusammenhang mit lenkbarer Drehmessung und -steuerung ausgelegt sind. Beispielsweise kann die Elektronik 100 einen Signalprozessor beinhalten, der dazu programmiert ist, ein Signal zu empfangen, das eine von der Gammasensorbaugruppe 94 erfasste von der Formation abgestrahlte Menge an Gammastrahlung angibt. Außerdem kann die Elektronik 100 einen oder mehrere Prozessoren beinhalten, die dazu programmiert sind, Anweisungen zum Ausgeben eines Steuersignals auszuführen, um eine Trajektorie des lenkbaren Drehwerkzeugs 64 auf Grundlage eines Signals, das von der Oberfläche empfangen wird, und/oder eines Signals, das von der Gammasensorbaugruppe 94 empfangen wird, anzupassen. Außerdem kann die Elektronik 100 eine Datenspeicherkomponente zum Speichern eines Protokolls der Menge an Gammastrahlung beinhalten, die im Verlauf eines Zeitraums über die Gammasensorbaugruppe 94 erfasst wurde. Es kann noch weitere Elektronik 100 in der Elektronikeinsatzbaugruppe 92 vorhanden sein.

Das Gehäuse 98 der Elektronikeinsatzbaugruppe (oder des Einsatzes) 92 kann als ein Druckbehälter zum Halten der Elektronik 100 bei einem gewünschten Druck dienen. Das Halten des Einsatzes 92 bei diesem gewünschten Druck (z. B. Luftdruck) kann den Betrieb der darin angeordneten Elektronik 100 erleichtern, während das lenkbare Drehwerkzeug 64 unten im Bohrloch angeordnet ist. In einigen Ausführungsformen kann die Wand des Gehäuses 98 relativ dick sein, um den gewünschten Innendruck des Einsatzes 92 zu gewähren. Die Antriebswelle 90 kann sich durch eine in dem Elektronikeinsatz 92 gebildete Bohrung erstrecken. Der Einsatz 92 kann an die Antriebswelle 90 gekoppelt sein (z. B. über eine Verbindungskomponente 101) und so die Drehung des Einsatzes 92 in Reaktion auf die Drehung der Antriebswelle 90 ermöglichen, die zum Drehen des Bohrmeißels verwendet wird.

Die Gammasensorbaugruppe 94 kann eine von der Einsatzbaugruppe 92, welche die Elektronik 100 hält, vollständig separate Komponente sein. Die Gammasensorbaugruppe 94 kann eine sondenbasierte Baugruppe mit einem oder mehreren darin angeordneten Gammaerfassungssensoren 102 sein. Der Begriff „Sonde“ kann einen verkapselten Sensor bezeichnen, der separat von anderen Sensoren enthalten ist. Die Gammaerfassungssensoren 102 können als längliche Röhren geformt sein, die in Längsrichtung entlang einer Achse 104 des lenkbaren Drehwerkzeugs 64 ausgerichtet sind. Wie dargestellt, können die Gammaerfassungssensoren 102 in Umfangsrichtung um einen Umfang der Antriebswelle 90 herum angeordnet sein, die sich durch die Gammasensorbaugruppe 94 erstreckt.

Wie weiter unten ausführlich beschrieben, kann die Gammasensorbaugruppe 94 auch eine Druckhülsenbaugruppe 106 beinhalten, die dazu dient, die einzelnen Gammaerfassungssensoren 102 bei einem gewünschten Druck zu isolieren. Die Wände der Sonden, die in der Druckhülsenbaugruppe 106 verwendet werden, können im Verhältnis zum Gehäuse 98 des Einsatzes 92 dünner sein. Zusätzlich zu den Wänden der einzelnen Sonden, die von der Druckhülsenbaugruppe 106 definiert werden, kann die Gammasensorbaugruppe 94 auch in einem Gehäuse 108 des lenkbaren Drehwerkzeugs 64 angeordnet sein. Dieses Gehäuse 108 kann zum Halten der Einsatzelektronik sowie der Sensorausrüstung verwendet werden, obwohl das Gehäuse 108 im Allgemeinen nicht zur Verwendung als ein Druckbehälter ausgestaltet ist.

Die Gammasensorbaugruppe 94 kann an die Antriebswelle 90 gekoppelt sein und/oder an die Einsatzbaugruppe 92 gekoppelt sein, um in Reaktion auf die Drehung der Antriebswelle 90 drehbar zu sein. Zu diesem Zweck kann die Gammasensorbaugruppe 94 eine Verbinderkomponente 110 beinhalten, die dazu dient, die Gammasensorbaugruppe 94 an einem distalen Ende des Einsatzes 92 und/oder an einem Außenumfang der Antriebswelle 90 zu befestigen. In anderen Ausführungsformen können andere Arten oder Anordnungen von Verbindern verwendet werden, um die Gammasensorbaugruppe 94 an die Antriebswelle 90 und/oder Einsatzbaugruppe 92 zu koppeln. Wie dargestellt, kann sich die Antriebswelle 90 durch eine in der Gammasensorbaugruppe 94 gebildete Bohrung erstrecken.

In vorliegend offenbarten Ausführungsformen kann die Gammasensorbaugruppe 94 in Reaktion auf Drehung der Antriebswelle 90 drehbar sein und die Gammasensorbaugruppe 94 kann benachbart zu dem Bohrmeißel angeordnet sein, der mit dem lenkbaren Drehwerkzeug 64 verwendet wird. In der dargestellten Ausführungsform beispielsweise kann die Gammasensorbaugruppe 94 zwischen der Einsatzbaugruppe 92 und dem Ende der Antriebswelle 90 angeordnet sein, das zum Koppeln an den Bohrmeißel ausgelegt ist. Andere Ausführungsformen des lenkbaren Drehwerkzeugs 64 können andere relative Anordnungen der Komponenten, die das Werkzeug 64 bilden, entlang einer Längserstreckung des Werkzeugs 64 in Bezug aufeinander beinhalten.

Das offenbarte lenkbare Drehwerkzeug 64 kann das Vornehmen effektiverer Echtzeitmessungen der Gammastrahlung von der Formation mithilfe der Gammasensorbaugruppe 94 ermöglichen, die nahe am Bohrmeißel angeordnet ist. Indem es außerdem der Gammasensorbaugruppe 94 ermöglicht wird, sich mit der Antriebswelle 90 zu drehen, kann das offenbarte Werkzeug 64 verwendet werden, um gerichtete Gammamessungen ebenso wie Summengammamessungen unter Verwendung der relativ genauen Gammasensorbaugruppe 94 bereitzustellen, die am Ende des Werkzeugs 64 angeordnet ist. Die sondenbasierte Auslegung kann auch eine minimierte Dicke (und somit Dichte) zwischen den Gammaerfassungssensoren 102 bereitstellen. Diese verringerte Dichte kann die Empfindlichkeit der einzelnen Gammaerfassungssensoren 102 erhöhen, da weniger Material einfallende Gammastrahlung blockiert. Außerdem kann die verringerte Dicke ermöglichen, dass mehr Gammaerfassungssensoren 102 unter Nutzung einer effizienten räumlichen Anordnung in der Baugruppe angeordnet werden. Dies kann letztlich die Menge und Qualität von Gammasensordaten erhöhen, die durch die Gammasensorbaugruppe erfasst werden.

3 stellt eine ausführlichere Ausführungsform des lenkbaren Drehwerkzeugs 64 dar, das eine Gammasensorbaugruppe 94 aufweist, die an ein Ende 130 der Einsatzbaugruppe 92 gekoppelt, durch die sich die Antriebswelle 90 erstreckt. Wie dargestellt, können die Gammaerfassungssensoren 102 in einzelnen Druckhülsen 132 angeordnet sein, die die Druckhülsenbaugruppe 106 bilden.

Diese sondenbasierte Auslegung kann zu einer erhöhten Druckbemessung der Gammaerfassungssensoren 102 im Vergleich zu üblicheren einsatzbasierten Auslegungen beitragen. Das heißt, anstelle einer Anordnung aller Gammaerfassungssensoren 102 mit dem größeren Einsatzgehäuse 98 können die einzelnen Gammaerfassungssensoren 102 jeweils in den einzelnen Druckhülsen 132 der Druckhülsenbaugruppe 106 angeordnet sein. Der Einsatz 92 kann ein relativ dickwandiges Gehäuse 98 benutzen, um den größeren Druckbehälter (Einsatz 92) bei dem gewünschten Druck zu halten. Allerdings können die einzeln aufgenommenen Gammaerfassungssensoren 102 jeweils über eine Druckhülse 132, die aufgrund des kleineren Volumens der Druckhülse 132 (im Vergleich zum Einsatz 92) mit einer geringeren Wanddicke bemessen ist, bei einem gewünschten Luftdruck gehalten werden. Somit können die Gammaerfassungssensoren 102 so angeordnet sein, dass sich weniger Material zwischen den Sensoren 102 und der Gammastrahlung von der Formation befindet, was eine empfindlichere Datenmessung über die Gammaerfassungssensoren 102 ermöglicht.

Außerdem kann die sondenbasierte Auslegung relativ leichten Zugriff auf den einen oder die mehreren Gammaerfassungssensoren 102 des lenkbaren Drehwerkzeugs 64 für Servicearbeiten, Wartung, Reparaturen usw. bereitstellen. Der Grund dafür ist, dass die Gammaerfassungssensoren 102 außerhalb der größeren Elektronikeinsatzbaugruppe 92 angeordnet sein können. Anstatt das Druckbehältergehäuse 98 des Einsatzes 92 öffnen zu müssen, muss ein Bediener nur ein nicht unter Druck stehendes Gehäuse (z. B. 108 aus 2) von der Gammasensorbaugruppe 94 entfernen, um auf die einzelnen Gammaerfassungssensoren 102 zuzugreifen. Auf diese Weise kann ein Bediener Beurteilungen, Reparaturen und beliebige andere gewünschte Servicearbeiten an den Gammaerfassungssensoren 102 durchführen, ohne die Elektronikeinsatzbaugruppe 92 auseinandernehmen zu müssen.

Die sondenbasierte Anordnung der Gammaerfassungssensoren 102, die in der Druckhülsenbaugruppe 106 angeordnet sind, kann auch zu einer Vereinfachung des Montagevorgangs des lenkbaren Drehwerkzeugs 64 beitragen, da die Gammaerfassungssensoren 102 nicht in den Einsatz 92 eingesetzt werden müssen, der die Elektronik 100 hält. Tatsächlich müssen einige Ausführungsformen der Gammasensorbaugruppe 94 nachträglich an existierende lenkbare Drehwerkzeuge angebaut werden, die den Einsatz 92 und die Antriebswelle 90 (aber keine oder eingeschränkte Gammasensorkomponenten) aufweisen. Dazu kann die Gammasensorbaugruppe 94 über der Antriebswelle 90 eines existierenden lenkbaren Drehwerkzeugs benachbart zum Elektronikeinsatz 92 des Werkzeugs angeordnet werden. Die Gammasensorbaugruppe 94 kann dann an dem Ende 130 des Einsatzes 92 befestigt werden (z. B. mit Schrauben, um die Verbindungskomponente 110 an das Ende 130 zu koppeln). Elektrische und andere Verbindungen können zwischen der Verbindungskomponente 110 und dem Ende 130 der Einsatzbaugruppe 92 hergestellt werden.

Wie dargestellt, kann die Gammasensorbaugruppe 94 mit Schrauben 134 oder einem anderen Verbindermechanismus ausgestattet sein, der zwischen der Verbindungskomponente 110 an einem Ende und einer anderen Verbindungskomponente 136 (oder Endkappe) am gegenüberliegenden Ende angeordnet ist. Die Schrauben 134 können im Allgemeinen verwendet werden, um die Druckhülsen 132 und die Endkappe 136 am Elektronikeinsatz 92 zu befestigen.

Die Verbindungskomponente/Endkappe 136 kann auch verwendet werden, um die Gammasensorbaugruppe 94 mit dem Bohrmeißel (nicht dargestellt) zu verbinden. Andere Arten von Verbindern (z. B. elektrisch) und Fluidleitungen können zwischen den zwei Verbindungskomponenten 110 und 136 der Gammasensorbaugruppe 94 angeordnet sein, um die gewünschten Verbindung zwischen Komponenten der Einsatzbaugruppe 92 und Komponenten des Bohrmeißels (oder anderen Teilen des lenkbaren Drehwerkzeugs) bereitzustellen.

5 stellt eine Querschnittansicht der Gammasensorbaugruppe 94 dar, die zum Vornehmen von Gammastrahlungsmessungen in dem lenkbaren Drehwerkzeug 64 dient. Wie dargestellt, kann die Gammasensorbaugruppe 94 wenigstens zwei Gammaerfassungssensoren 102 beinhalten, die im Verhältnis zur Achse 104 auf gegenüberliegenden Seiten der Antriebswelle 90 angeordnet sind. Jeder der Gammaerfassungssensoren 102 kann in einer entsprechenden Druckhülse 132 angeordnet sein, wie oben erwähnt. In der dargestellten Ausführungsform kann jede Druckhülse 132 der Druckhülsenbaugruppe 106 mit einem Abschnitt der Endkappe 136 ausgestattet sein, der abdichtend an der Druckhülse 132 angeordnet ist, um die Druckhülse 132 bei dem gewünschten Druck abzudichten.

Die Gammaerfassungssensoren 102 können Szintillatorsensoren beinhalten, die dazu ausgelegt sind, Energie abzugeben, wenn sie durch ionisierende Strahlung (in den vorliegenden Ausführungsformen insbesondere Gammastrahlung) angeregt werden. In einigen Ausführungsformen können die Gammaerfassungssensoren 102 jeweils eine Photovervielfacherröhre (photomultiplier tube, PMT) beinhalten, die an einen Szintillator gekoppelt ist. In anderen Ausführungsformen können die Gammaerfassungssensoren 102 jeweils ein Geiger-Müller(GM)-Zählrohr beinhalten, das an einen Szintillator gekoppelt ist, um Gammastrahlung von der Formation zu erfassen. In einigen Ausführungsformen kann es wünschenswert sein, PMT-Sensoren zu verwenden, da diese Arten von Gammaerfassungssensoren 102 bei relativ hohen Druckdifferenzen (z. B. Untertagedrücken) betriebsfähig sein können. Außerdem werden PMT-Sensoren derzeit in Größen mit einem Querschnitt (z. B. Durchmesser von etwa 2,54 cm (1 Zoll)) hergestellt, der sich leicht in die Druckhülsen 132 der offenbarten Druckhülsenbaugruppe 106 einsetzen lässt, ohne die Druckbemessung des Sensors zu beeinträchtigen. Das heißt, die PMT-Sensoren können zur Anordnung in den Druckhülsen 132 abgemessen sein, ohne dass eine Druckhülse mit einem relativ großen Durchmesser und einer demzufolge großen Wanddicke benötigt wird. Stattdessen können die PM-Sensoren relativ geringe Wanddicken der Druckhülsen 132 zulassen und dadurch die Dichte des Materials verringern, das die Gammaerfassungssensoren 102 umgibt, und eine hochwirksame Empfindlichkeit der Gammaerfassungssensoren 102 sicherstellen.

In der dargestellten Ausführungsform können die Gammaerfassungssensoren 102 PMT-Sensoren beinhalten. Bei diesen Sensoren kann ein Photoverstärkerkristall 152 im Gammaerfassungssensor 102 angeordnet sein, und dieser Kristall 152 kann in Reaktion darauf, dass der Sensor Gammastrahlung absorbiert, Licht abstrahlen. In einigen Ausführungsformen kann der Gammaerfassungssensor 102 einen Photodetektor zum Erfassen des vom Kristall 152 abgestrahlten Lichts und Ausgeben eines Signals beinhalten, das die erfasste Gammastrahlung angibt. In anderen Ausführungsformen kann der Gammaerfassungssensor 102 ein faseroptisches oder ähnlich geartetes Kabel beinhalten, das aus dem Sensor 102 heraus verläuft. Die Gammasensorbaugruppe 94 kann Wege 154 beinhalten, die durch die Verbindungskomponente 110 gebildet sind und zu den einzelnen entsprechenden Gammaerfassungssensoren 102 führen, um die Übermittlung von Sensorsignalen von der Gammaerfassungssensoren 102 an die Elektronik in der Einsatzbaugruppe zu ermöglichen.

Die Gammaerfassungssensoren 102 in der offenbarten Gammasensorbaugruppe 94 können jede beliebige wünschenswerte Länge aufweisen. Im Allgemeinen kann ein Erfassungssensor 102 größerer Länge mit einer höheren Empfindlichkeit arbeiten als ein Sensor desselben Durchmessers geringerer Länge. Insbesondere kann ein größeres Verhältnis einer Längenabmessung 156 zu einer Durchmesserabmessung 158 des Kristalls 152 im Allgemeinen bis zu einem bestimmten Grenzwert, der vom Sensortyp abhängt, mit einer höheren Empfindlichkeit des Sensors korrelieren. Das Seitenverhältnis der Länge des Kristalls zu seinem Durchmesser beispielsweise, das die höchste Empfindlichkeit ergibt, kann in PMTs etwa 6 bis 1 betragen. Entsprechend kann es wünschenswert sein, die Gammasensorbaugruppe 94 mit Gammaerfassungssensoren 102 zu konstruieren, die so lang wie möglich sind. Wie dargestellt, können die Gammaerfassungssensoren 102 in einer Längsausrichtung an der Achse 104 in der Druckhülsenbaugruppe 106 angeordnet sein.

5 stellt eine Ausschnittansicht des lenkbaren Drehwerkzeugs 64 in einer Richtung senkrecht zur Längsachse 104 des lenkbaren Drehwerkzeugs 64 dar. In der dargestellten Ausführungsform beinhaltet die Gammasensorbaugruppe 94 eine Vielzahl von Gammaerfassungssensoren 102. Es kann wünschenswert sein, so viele Gammaerfassungssensoren 102 wie möglich in der Gammasensorbaugruppe 94 anzuordnen, um eine Werkzeuggesamtempfindlichkeit für Massegammastrahlung in der Bohrlochumgebung zu erhöhen.

Aufgrund von Platzbeschränkungen beim Anordnen der Gammasensorbaugruppe 94 kann die dargestellte Ausführungsform vier Gammaerfassungssensoren 102 beinhalten, von denen jeder einzelne in eine jeweilige Druckhülse 132 eingesetzt ist. Die Druckhülsen 132 können um die Achse 104 in Winkeln von 90 Grad voneinander in der Druckhülsenbaugruppe 106 angeordnet sein. Die Druckhülsen 132 können in Umfangsrichtung um einen Umfang der Antriebswelle 90 herum angeordnet sein. In anderen Ausführungsformen können andere Anzahlen und relative Anordnungen der einzelnen Gammaerfassungssensoren 102 in der offenbarten Gammasensorbaugruppe 94 des lenkbaren Drehwerkzeugs 64 benutzt werden.

In der dargestellten Ausführungsform kann die Gammasensorbaugruppe 94 auch einen oder mehrere elektrische Verbinder 170 beinhalten, die an der Verbinderkomponente 110 angeordnet sind, um eine gewünschte Kommunikationsverbindung zwischen verschiedenen elektrischen Leitungen bereitzustellen, die an die Einsatzbaugruppe 92 gekoppelt sein können. Beispielsweise können die elektrischen Verbinder 170 einen sechspoligen Verbinder beinhalten. Ein elektrisches Kabel kann an einen oder mehrere der elektrischen Verbinder 170 gekoppelt sein, um Steuerungskommunikation beispielsweise zwischen der Einsatzbaugruppe 92 und einer hydraulischen Betätigungseinheit bereitzustellen, die tiefer am lenkbaren Drehwerkzeug 64 angeordnet ist. Diese Verbinder 170, zusammen mit den Hydraulikleitungen 134, können eine relativ einfache Montage oder Nachrüstung des lenkbaren Drehwerkzeugs 64 ermöglichen, da sie es zulassen, dass die drehbare Gammasensorbaugruppe 94 zwischen beliebigen zwei Komponenten des lenkbaren Drehwerkzeug 64 (z. B. nahe dem Meißel) hinzugefügt wird, während die gewünschten Verbindungen zwischen diesen Komponenten weiterhin bereitgestellt werden.

Wie oben erörtert, kann es wünschenswert sein, mithilfe der Gammasensorbaugruppe 94 im lenkbaren Drehwerkzeug 64 relativ empfindliche Gammamessungen bereitzustellen. Dies kann auf unterschiedliche Weise mithilfe der offenbarten sondenbasierten Gammasensorauslegung erreicht werden. Insbesondere kann die Gammamessempfindlichkeit des gesamten lenkbaren Drehwerkzeugs 64 mit zunehmender Anzahl der Gammaerfassungssensoren 102 in der Baugruppe erhöht werden. Außerdem kann die Messempfindlichkeit aufgrund einer Abnahme der Materialmenge (d. h. Hülsen- oder Gehäusedicke) zwischen den Gammaerfassungssensoren 102 und der Formation zunehmen. Die sondenbasierte Erfassungsbaugruppe nutzt die im Gegensatz zu dem relativ dickwandigen Gehäuse 98 der Einsatzbaugruppe 92 merklich dünneren Gehäuse der Druckhülsen 132 und möglicherweise eines anderen Gehäuses, das über den Druckhülsen 132 angeordnet ist. Die geringere Druckhülsendicke kann mit einer geeigneten Druckbemessung ausgelegt sein, die eine bessere Messempfindlichkeit für Summengammamessungen zulässt.

Die reduzierte Dicke der Druckhülsen 132 kann die Platzbeschränkungen innerhalb der Gammasensorbaugruppe 94 reduzieren. Diese Reduzierung von Platzbeschränkungen kann eine Benutzung empfindlicherer PMTs (wie gezeigt) anstelle von GM-Zählrohren ermöglichen. Ferner kann der geringere von der Druckhülsenbaugruppe 106 eingenommene Platz die Verwendung von insgesamt mehr Gammaerfassungssensoren 102 ermöglichen, was die Messempfindlichkeit weiter erhöht.

Erhöhte Empfindlichkeit der Gammasensorbaugruppe 94 kann zu einer erhöhten Genauigkeit bei der Identifikation unterirdischer Formationen führen. Dies kann die Zuverlässigkeit des lenkbaren Drehwerkzeugs 64 erhöhen und den Zeitaufwand für die Beurteilung der Formationen während des Bohrens senken. Die reduzierte Beurteilungszeit kann es einem Bediener ermöglichen, schnellere Lenkentscheidungen zum Anpassen und Verbessern der Bohrlochpositionierung zu treffen. Außerdem, wie oben erörtert, kann die Gammasensorbaugruppe 94 nahe dem Bohrmeißel des lenkbaren Drehwerkzeugs 64 angeordnet sein und es dem System dadurch ermöglichen, die Formationen bei Bohrvorgängen an einer Position nahe dem Meißel genau zu identifizieren. Ferner ist die Gammasensorbaugruppe 94 mit der Antriebswelle 90 drehbar und kann auf diese Weise wünschenswerte Arten von Messungen unter Berücksichtigung der aus allen Richtungen in der Formation erfassten Gammastrahlung bereitstellen.

In einigen Ausführungsformen kann es sein, dass die einzelnen Gammaerfassungssensoren 102 nicht die Richtung bestimmen können, aus der der Gammastrahl abgestrahlt wird. Stattdessen kann der Gammaerfassungssensor 102 die Kollision des Gammastrahls mit dem Szintillatorkristall erfassen. Daher kann eine Richtung der Gammastrahlenquelle statistisch bestimmt werden, wenn je nach Bewegungsrichtung des Gammastrahls eine Differenz in der Wahrscheinlichkeit vorliegt, dass der Gammastrahl den Szintillatorkristall erreicht. Diese Wahrscheinlichkeitsdifferenz kann durch Abschirmen oder Abschwächen von Gammastrahlen erreicht werden, die die Gammaerfassungssensoren 102 aus bestimmten Richtungen erreichen.

6 zeigt eine Ausführungsform der Gammasensorbaugruppe 94, wobei einer der Gammaerfassungssensoren 102 auf zwei Seiten über Abschirmungskomponenten 180 abgeschirmt ist. Die Abschirmungskomponenten 180 können Platten oder andere Einsätze sein, die aus Wolfram oder einem anderen Material gebildet sind, das Gammastrahlen abschwächt. Die Abschirmungskomponenten 180 können zum Einengen des Bereichs von Azimutrichtungen dienen, in denen Gammastrahls 182 über die Gammaerfassungssensor 102 erfasst werden können.

Wie in 6 gezeigt, kann der abgeschirmte Gammaerfassungssensor 102 Gammastrahlen 182, die aus einer bestimmten Richtung oder einem Bereich von Drehungswinkeln um den Gammaerfassungssensor 102 herum stammen, leichter erfassen. Gammastrahlen, die von einer gegenüberliegenden Seite oder einem gegenüberliegenden Winkelbereich 184 relativ zum Gammaerfassungssensor 102 abgestrahlt werden können, können im Allgemeinen durch die Abschirmungskomponenten 180 sowie durch die Antriebswelle 90 blockiert werden und den Sensor nicht erreichen. Entsprechend können die Abschirmungskomponenten 180 eine Azimut- (oder gerichtete) Messung von Gammastrahlung über den abgeschirmten Gammaerfassungssensor 102 ermöglichen. Während das Drehungslenkwerkzeug die Gammasensorbaugruppe 94 um die Achse dreht, können die gerichteten Gammamessungen zusammen mit einer gemessenen Tiefe und/oder Ausrichtung der drehenden Abschnitte des Werkzeugs im Bohrloch beurteilt werden.

7 stellt eine weitere Ausführungsform der Gammasensorbaugruppe 94 dar, die mehrere Abschirmungskomponenten 180 verwendet, die zwischen benachbarten Gammaerfassungssensoren 102 angeordnet sind. Es sei angemerkt, dass die sondenbasierte Anordnung der Gammaerfassungssensoren 102 in der Gammasensorbaugruppe 94 die Positionierung von Abschirmungseinsätzen 180 ermöglichen kann, ohne dass die Masse der im Gehäuse untergebrachten Sensorbaugruppe 94 wesentlich zunimmt. Wie dargestellt, können nämlich im Allgemeinen alle Abschirmungskomponenten 180 an Positionen zwischen den Gammaerfassungssensoren 102 in das Gehäuse 108 des lenkbaren Drehwerkzeugs passen. Es kann jede wünschenswerte Anzahl oder Anordnung dieser Abschirmungskomponenten 180 verwendet werden, um die gewünschten gerichteten Gammamessungen bereitzustellen.

In einigen Ausführungsformen können die Abschirmungskomponenten 180 entfernbar in der Gammasensorbaugruppe 94 angeordnet sein, während das lenkbare Drehwerkzeug an einem Werkstattstandort oder an der Oberfläche eines Bohrstandorts konfiguriert wird. In anderen Ausführungsformen können die Abschirmungskomponenten 180 dazu ausgelegt sein, selektiv in ihre Position getrieben zu werden, während das lenkbare Drehwerkzeug untertage angeordnet ist. Beispielsweise können die Abschirmungskomponenten 180 anfangs in einer anderen Komponente des lenkbaren Drehwerkzeugs benachbart zur Gammasensorbaugruppe 94 angeordnet sein, und diese Abschirmungskomponenten 180 können hydraulisch aus dieser Position in die Position zwischen den Gammaerfassungssensoren 102 getrieben werden. Dieses Antreiben der Abschirmungskomponenten 180 in Positionen zwischen den Sensoren 102 kann auf Grundlage einer gewünschten Art von Gammamessung gesteuert werden, die erzielt werden soll. Das heißt, wenn Summengammamessungen angefordert werden, kann eine Steuerkomponente die Abschirmungskomponenten 180 in eine Position entfernt von den Gammaerfassungssensoren 102 treiben. Wenn gerichtete Gammamessungen angefordert werden, kann die Steuerkomponente in ähnlicher Weise eine oder mehrere der Abschirmungskomponenten 180 in eine Position zwischen den Gammaerfassungssensoren 102 treiben, um die Azimutabschirmung bereitzustellen.

Das offenbarte lenkbare Drehwerkzeug 64 kann Gammastrahlungssensordaten erlangen und die Formationen mithilfe dieser Daten gemäß einem Verfahren 190 beurteilen, das in 8 dargestellt ist. Es sei angemerkt, dass bestimmte Teile des Verfahrens 190 als ein Computer- oder Softwareprogramm (z. B. Code oder Anweisungen) implementier sein können, das von einem elektronischen Prozessor in der Einsatzbaugruppe 92 ausgeführt werden kann, um einen oder mehrere der Schritte des Verfahrens 190 auszuführen. Außerdem kann das Programm (z. B. Code oder Anweisungen) in einem beliebigen geeigneten Herstellungsartikel gespeichert sein, der wenigstens ein greifbares nicht-transitorisches, computerlesbares Medium beinhaltet, das diese Anweisungen oder Dienstprogramme wenigstens kollektiv speichert, wie etwa eine Arbeitsspeicherkomponente oder eine Datenspeicherkomponente, die in der Elektronikeinsatzbaugruppe 92 angeordnet ist.

Das Verfahren 190 kann das Halten (Block 192) der Gammaerfassungssensoren in festen Positionen relativ zueinander und zwischen ein Ende einer Elektronikeinsatzbaugruppe und den Bohrmeißel gekoppelt beinhalten. Das Verfahren 190 kann auch das Drehen (Block 194) des Elektronikeinsatzes und der Gammaerfassungssensoren in Reaktion auf die Drehung der Antriebswelle beinhalten. Außerdem kann das Verfahren 190 das Erfassen von Gammastrahlung (Block 196), die von der unterirdischen Formation abgestrahlt wird, über die Sensoren und das Bereitstellen eines Signals (Block 198), das die erfasste Gammastrahlung angibt, von den Sensoren an die Elektronik in der Einsatzbaugruppe beinhalten.

Beim Empfang des Signals kann die Elektronik eine Summengammamessung (Block 200) auf Grundlage des Signals bestimmen, die über einen Zeitraum in allen Richtungen relativ zu dem lenkbaren Drehwerkzeug vorgenommen wurde. Diese Art der Datenerfassung kann relativ leicht implementierbar sein, wenn die Gammaerfassungssensoren (z. B. PMTs) eine geringere Empfindlichkeit aufweisen, da die Menge an Zählwerten, die in dem Signal bereitgestellt werden, während sich das Werkzeug dreht, zu niedrig sein kann, um sofortiges Feedback bereitzustellen. Zum Bestimmen der Summengammamessung kann die Elektronik Signale von jedem der Sensoren über einen relativ langen Abtastungszeitraum hinweg empfangen und die Messungen in allen Richtungen mitteln. Dies kann dazu beitragen, etwaige Signalschwankungen zu kompensieren, die auf geringe Zählgeschwindigkeiten von den Sensoren zurückgehen. Obwohl die Summengammamessung eine gemittelte Messung aus allen Richtungen ist, kann Bohrpersonal Trends in Veränderungen des Strahlungspegels betrachten, um zu entscheiden, wo das Werkzeug angehalten werden soll, um auf Wunsch spezifischere gerichtete Messungen durchzuführen. Die Summengammamessung kann eine relativ hohe kombinierte Zählgeschwindigkeit (oder Empfindlichkeit) der Sensormessungen insgesamt liefern.

In anderen Ausführungsformen kann die Elektronik nach dem Empfang des Signals eine gerichtete Gammamessung bestimmen (Block 202), während sich das lenkbare Drehwerkzeug dreht. Relativ genau gerichtete Gammamessungen können mit Gammaerfassungssensoren mit einer relativ hohen Empfindlichkeit (z. B. Zählgeschwindigkeit) vorgenommen werden. Um die Gammamessungen in einer spezifischen Richtung zu bestimmen, kann das lenkbare Drehwerkzeug einen oder mehrere Sensoren zum Bestimmen einer gerichteten Messung beinhalten, während sich das Werkzeug dreht. Diese gerichtete Messung kann als ein Winkel der Sensorbaugruppe im Verhältnis zu einem Bezugspunkt an einem Gehäuse (z. B. einem ungefähr geostationären Außengehäuse) des lenkbaren Drehwerkzeugs verfolgt und aufgezeichnet werden. Die gerichteten Gammamessungen können für verschiedene Winkelbereiche vorgenommen werden, die um die Werkzeugachse herum angeordnet sind. Diese Winkelbereiche können in vielerlei Weise angeordnet sein, etwa mittels mehrerer gleichgroßer Bereiche um die Achse oder mittels einer Anzahl unregelmäßig großer größerer und kleinerer Bereiche. Die Elektronik kann eine relative Drehung zwischen der Einsatzbaugruppe und dem Bezugspunkt berücksichtigen.

Nach dem Bestimmen der Summengammamessung (200) oder der gerichteten Gammamessung (202) kann die Elektronikbaugruppe die Messungen an Bord des Werkzeugs speichern (Block 204). In einigen Ausführungsformen kann die Elektronik ein Steuersignal ausgeben (Block 206), um eine Ablenkung oder einen anderen Betriebsparameter des lenkbaren Drehwerkzeugs zu steuern, um Trajektorien des Werkzeugs durch die Formation zu ändern (z. B. in Reaktion auf eine gerichtete Gammamessung). In anderen Ausführungsformen kann die Elektronikbaugruppe ein Signal erzeugen und ausgeben, das die Gammamessung (Summe oder gerichtet) an ein Telemetriemodul ausgibt, um das Signal an eine Oberflächensteuerkomponente zu übermitteln. Von hier aus kann das Signal ein Protokoll für Bediener an der Oberfläche bereitstellen, und in einigen Fällen kann das Signal zum Steuern einer Drehgeschwindigkeit des Bohrstrangs und des lenkbaren Drehwerkzeugs verwendet werden.

Offenbarte Ausführungsformen beinhalten:

  • A. Ein lenkbares Drehwerkzeug zur Verwendung beim Bohren eines Bohrlochs durch eine unterirdische Formation, wobei das lenkbare Drehwerkzeug eine Antriebswelle, eine Druckhülsenbaugruppe und einen Gammaerfassungssensor beinhaltet. Die Antriebswelle erstreckt sich durch das lenkbare Drehwerkzeug, um einen Bohrmeißel zu drehen. Die Druckhülsenbaugruppe ist benachbart zum Bohrmeißel angeordnet und an die Antriebswelle gekoppelt und in Reaktion auf Drehung der Antriebswelle drehbar. Der Gammaerfassungssensor ist in der Druckhülsenbaugruppe angeordnet, um Gammastrahlung zu messen, die von der unterirdischen Formation abgestrahlt wird.
  • B. Ein drehbarer Gammamessabschnitt zur Verwendung in einem lenkbaren Drehwerkzeug, wobei der drehbare Gammamessabschnitt eine Vielzahl von Gammaerfassungssensoren, eine Verbinderkomponente und eine Druckhülsenbaugruppe beinhaltet. Die Vielzahl von Gammaerfassungssensoren dient zum Erfassen von Gammastrahlung, die von der unterirdischen Formation abgestrahlt wird. Die Verbinderkomponente ist an die Vielzahl von Gammaerfassungssensoren gekoppelt, um die Vielzahl von Gammaerfassungssensoren in einer festen Position relativ zueinander zu halten und den drehbaren Gammamessabschnitt an eine drehbare Komponente des lenkbaren Drehwerkzeugs zu koppeln. Die Verbinderkomponente beinhaltet eine dadurch hindurch gebildete Bohrung, um eine Antriebswelle aufzunehmen, die sich durch das lenkbare Drehwerkzeug erstreckt. Die Druckhülsenbaugruppe beinhaltet eine Vielzahl von Druckhülsen, die über die Verbinderkomponente aneinander gekoppelt sind, wobei die Vielzahl von Gammaerfassungssensoren in einer entsprechenden der Vielzahl von Druckhülsen angeordnet sind. Die Vielzahl von Gammaerfassungssensoren, die Druckhülsenbaugruppe und die Verbinderkomponente in Reaktion auf Drehung der Antriebswelle um eine Achse drehbar sind.
  • C. Ein Verfahren zum Betreiben eines lenkbaren Drehwerkzeugs beinhaltet Halten einer Vielzahl von Sensors in festen Positionen relativ zueinander und gekoppelt an eine drehbare Komponente des lenkbaren Drehwerkzeugs. Das Verfahren beinhaltet auch Drehen des Elektronikeinsatzes und der Vielzahl von Sensoren in Reaktion darauf, dass eine Antriebswelle einen Bohrmeißel des lenkbaren Drehwerkzeugs dreht. Außerdem beinhaltet das Verfahren Erfassen von Gammastrahlung, die von einer unterirdischen Formation abgestrahlt wird, über die Vielzahl von Sensoren. Ferner beinhaltet das Verfahren Bereitstellen eines Signals, das die erfasste Gammastrahlung von der Vielzahl von Sensoren angibt, an Elektronik, die in einem Elektronikeinsatz des lenkbaren Drehwerkzeugs angeordnet ist.

Jede der Ausführungsformen A, B und C kann eines oder mehrere der folgenden Elemente in Kombination aufweisen: Element 1: wobei die Druckhülse eine Sonde beinhaltet. Element 2: wobei der Gammaerfassungssensor eine Photoverstärkerröhre, ein Geiger-Müller(GM)-Zählrohr oder einen anderen Gammaerfassungssensor beinhaltet, der in die Sonde passt. Element 3: wobei die Druckhülsenbaugruppe eine Druckhülse zum Halten des Gammaerfassungssensors bei Luftdruck beinhaltet. Element 4: ferner beinhaltend eine Vielzahl von Gammaerfassungssensoren, die in der Druckhülsenbaugruppe angeordnet ist. Element 5: wobei die Druckhülsenbaugruppe eine Vielzahl von Druckhülsen, die in Umfangsrichtung um die Antriebswelle angeordnet ist, beinhaltet, wobei jede der Vielzahl von Druckhülsen eine entsprechende Vielzahl von Gammaerfassungssensoren hält, und wobei die Druckhülsen in einer Längsausrichtung relativ zur Antriebswelle angeordnet sind. Element 6: ferner beinhaltend eine Verbinderkomponente, die an einem distalen Ende der Druckhülsenbaugruppe angeordnet ist, um die einzelnen der Vielzahl von Gammaerfassungssensoren in einer festen Position relativ zueinander zu halten und eine Drehung der Hülsenbaugruppe in Reaktion auf eine Drehung der Antriebswelle zu ermöglichen. Element 7: ferner beinhaltend eine Einsatzbaugruppe, die ein erstes Gehäuse umfasst, das um Elektronik herum angeordnet ist, wobei die Einsatzbaugruppe in Reaktion auf eine Drehung der Antriebswelle drehbar ist, wobei die Hülsenbaugruppe zwischen die Einsatzbaugruppe und den Bohrmeißel gekoppelt ist. Element 8: ferner beinhaltend ein zweites Gehäuse, das um die Hülsenbaugruppe herum angeordnet ist, wobei eine Dicke des ersten Gehäuses größer als eine Dicke des zweiten Gehäuses ist. Element 9: ferner beinhaltend einen elektrischen Verbinder, der zwischen die Hülsenbaugruppe und die Einsatzbaugruppe gekoppelt ist, um elektrische Verbindung zwischen einer Hydraulikantriebseinheit und der Elektronik der Einsatzbaugruppe bereitzustellen. Element 10: ferner beinhaltend eine entfernbare Abschirmungskomponente, die benachbart zu dem Gammaerfassungssensor angeordnet ist, um einen Azimuterfassungsbereich des Gammaerfassungssensors einzuengen.

Element 11: wobei eine Wand einer jeden der Vielzahl von Druckhülsen eine geringere Dicke als eine Gehäusedicke der drehbaren Komponente aufweist. Element 12: wobei die Vielzahl von Gammaerfassungssensoren in Umfangsrichtung um die Achse herum angeordnet ist. Element 13: ferner beinhaltend eine oder mehrere Abschirmungskomponenten, die zwischen der Vielzahl von Gammaerfassungssensoren angeordnet ist, um einen Azimuterfassungsbereich von wenigstens einem der Vielzahl von Gammaerfassungssensoren einzuengen. Element 14: ferner beinhaltend einen oder mehrere elektrische Verbinder, die in der Verbinderkomponente gebildet sind. Element 15: ferner beinhaltend eine oder mehrere Fluidleitungen, die sich von der Verbinderkomponente erstrecken.

Element 16: ferner beinhaltend Bestimmen einer Summengammamessung auf Grundlage des Signals, das die von der unterirdischen Formation in alle Richtungen relativ zu dem lenkbaren Drehwerkzeug abgestrahlte Gammastrahlung angibt, die über einen Zeitraum hinweg von der Vielzahl von Sensoren erfasst wird. Element 17: ferner beinhaltend Treiben einer oder mehrerer Abschirmungskomponenten in Positionen zwischen der Vielzahl von Sensoren, und Bestimmen einer gerichteten Gammamessung auf Grundlage des Signals, das die von der unterirdischen Formation in einer bestimmten Richtung relativ zu dem lenkbaren Drehwerkzeug abgestrahlte Gammastrahlung angibt.

Obwohl die vorliegende Offenbarung und ihre Vorteile ausführlich beschrieben wurden, versteht es sich, dass verschiedene Änderungen, Ersetzungen und Abwandlungen daran vorgenommen werden können, ohne von Geist und Schutzumfang der Offenbarung abzuweichen, die von den Ansprüchen definiert werden.