2b。第一傳感器接頭112a可被布置成鄰近或以其它方 式靠近鉆頭102,并且第二傳感器接頭112b可被布置成鄰近或以其它方式靠近擴(kuò)孔鉆104。 第一傳感器接頭112a和第二傳感器接頭112b可被配置來監(jiān)測(cè)井下環(huán)境中相對(duì)于BHA 100 的各種操作參數(shù)。例如，第一傳感器接頭112a可被配置來監(jiān)測(cè)對(duì)應(yīng)于鉆頭102的操作參數(shù)， 如但不限于鉆壓（WOB)、鉆頭扭矩（TOB)、鉆頭102的每分鐘轉(zhuǎn)數(shù)（RPM)、鉆柱106鄰近鉆頭 102的彎矩、鉆頭102處或附近的振動(dòng)等。類似地，第二傳感器接頭112b可被配置來監(jiān)測(cè)擴(kuò) 孔鉆104的操作參數(shù)，如但不限于擴(kuò)孔鉆壓（WOR)、擴(kuò)孔鉆扭矩（TOR)、擴(kuò)孔鉆104的每分鐘 轉(zhuǎn)數(shù)（RPM)、鉆柱鄰近擴(kuò)孔鉆104的彎矩、擴(kuò)孔鉆104處或附近的振動(dòng)等。
[0024] 在一些實(shí)施方案中，第一傳感器接頭112a和第二傳感器接頭112b中的一 個(gè)或兩個(gè)可以是可從美國(guó)德克薩斯州休斯頓市的Sperry Dri 11 ing公司商購(gòu)得的 DRILLDOC?工具。DRILLDOC?工具或這種類型的傳感器接頭112a、112b可被配置 來提供鄰近切削工具（即，鉆頭102和擴(kuò)孔鉆104)上的壓重、扭矩和彎曲的實(shí)時(shí)測(cè)量值，以 表征從地表到切削工具的能量傳遞。如應(yīng)當(dāng)理解，這些測(cè)量值有助于優(yōu)化鉆探參數(shù)以使性 能最大化并且使浪費(fèi)的能量傳遞和振動(dòng)最小化。
[0025] BHA 100還可包括聯(lián)接至鉆柱106或以其它方式形成鉆柱106的一部分的雙向通 信模塊114。通信模塊114可通過一個(gè)或多個(gè)通信線路116可通信地聯(lián)接至第一傳感器接 頭112a和第二傳感器接頭112b中的每一個(gè)，以使得通信模塊114可被配置來實(shí)時(shí)地向第 一傳感器接頭112a和第二傳感器接頭112b發(fā)送數(shù)據(jù)和從第一傳感器接頭112a和第二傳 感器接頭112b接收數(shù)據(jù)。因此，可在鉆探操作期間向通信模塊114提供鉆頭102和擴(kuò)孔鉆 104兩者的實(shí)時(shí)操作參數(shù)。
[0026] 在一些實(shí)施方案中，通信模塊114可包括一個(gè)或多個(gè)微處理器118,如閉合反饋 使能微處理器等。微處理器118可被配置來使得第一傳感器接頭112a和第二傳感器接頭 112b能夠彼此通信。因此，第一傳感器接頭112a可通過與第二傳感器接頭112b通信來實(shí) 時(shí)獲悉擴(kuò)孔鉆104的總體操作情況，并且第二傳感器接頭112b同樣可通過與第一傳感器接 頭112a通信來實(shí)時(shí)獲悉鉆頭102的總體操作情況。
[0027] 通信模塊114可通過一個(gè)或多個(gè)通信線路120進(jìn)一步可通信地聯(lián)接至地表（未 示出），以使得通信模塊114可在操作期間能夠?qū)崟r(shí)地向地表發(fā)送數(shù)據(jù)和從地表接收數(shù)據(jù)。 例如，通信模塊114可被配置來向地表傳達(dá)如通過第一傳感器接頭112a和第二傳感器接頭 112b所獲取的各種井下操作參數(shù)數(shù)據(jù)。一旦在地表處被接收，操作員就可研宄所監(jiān)測(cè)和報(bào) 告的操作參數(shù)數(shù)據(jù)，并且如果必要，作為響應(yīng)而采取一個(gè)或多個(gè)校正動(dòng)作等。在一些實(shí)施 方案中，如在以下更詳細(xì)描述，一個(gè)或多個(gè)校正動(dòng)作可包括往回沿井孔下行向通信模塊114 發(fā)送一個(gè)或多個(gè)命令信號(hào)或校正動(dòng)作信號(hào)，這在鉆頭102或擴(kuò)孔鉆104的一部分上發(fā)起動(dòng) 作。
[0028]然而，在其它實(shí)施方案中，通信模塊114可與計(jì)算機(jī)化系統(tǒng)（未示出）等進(jìn)行通 信，計(jì)算機(jī)化系統(tǒng)等被配置來接收如通過第一傳感器接頭112a和第二傳感器接頭112b所 獲取的各種井下操作參數(shù)數(shù)據(jù)。如應(yīng)當(dāng)理解，這種計(jì)算機(jī)化系統(tǒng)可被布置在井下或地表處。 在一些實(shí)施方案中，例如，通信模塊114本身可用作如本文所述的計(jì)算機(jī)化系統(tǒng)。當(dāng)井下操 作參數(shù)數(shù)據(jù)超過或以其它方式突破一個(gè)或多個(gè)預(yù)先確定的操作限值時(shí)，計(jì)算機(jī)化系統(tǒng)可被 配置來警告操作員或使用者操作異常，并且作為響應(yīng)，可向BHA100發(fā)送一個(gè)或多個(gè)校正 命令信號(hào)，以便改變井下操作情況以使操作參數(shù)返回到安全或有效的操作范圍內(nèi)。在其它 實(shí)施方案中，在認(rèn)識(shí)到或以其它方式確定突破或超過預(yù)先確定的操作限值時(shí)，在不脫離本 公開的范圍的情況下，計(jì)算機(jī)化系統(tǒng)可被配置來自動(dòng)地向BHA100發(fā)送一個(gè)或多個(gè)校正動(dòng) 作信號(hào)。因此，在至少一個(gè)實(shí)施方案中，一個(gè)或多個(gè)校正動(dòng)作可以是完全自動(dòng)化的。
[0029] 然而，在又其它實(shí)施方案中，替代地，由通信模塊114接收到的如通過第一傳感器 接頭112a和第二傳感器接頭112b所獲取的井下操作參數(shù)數(shù)據(jù)可存儲(chǔ)在布置在通信模塊 114中的機(jī)載存儲(chǔ)器（未示出）中。當(dāng)存儲(chǔ)在機(jī)載存儲(chǔ)器中時(shí)，所收集的井下操作參數(shù)數(shù)據(jù) 可被轉(zhuǎn)換成基于深度的日志，以使得所述數(shù)據(jù)可在BHA100返回至地表時(shí)用于事后分析， 并且技術(shù)員能夠訪問機(jī)載存儲(chǔ)器并且下載其內(nèi)容。
[0030] 如應(yīng)當(dāng)理解，通信線路116、120可為本領(lǐng)域的技術(shù)人員已知的任何類型的有線或 無線電信裝置或手段，如但不限于電線或電線路、光纖線路、井下遙測(cè)技術(shù)（泥漿脈沖、聲 學(xué)、電磁頻率等）、其組合等。在一些實(shí)施方案中，通信線路116、120可形成有線鉆桿系統(tǒng)的 一部分，有線鉆桿系統(tǒng)使用電線來傳輸去往和來自表面的電信號(hào)。
[0031] 可由第一傳感器接頭112a和第二傳感器接頭112b監(jiān)測(cè)到的操作參數(shù)中的將對(duì)鉆 探系統(tǒng)的鉆速（ROP)和總體效率具有直接影響的操作參數(shù)是WOB和WOR。第一傳感器接頭 112a和第二傳感器接頭112b可被配置來分別監(jiān)測(cè)并且向通信模塊114報(bào)告WOB和WOR，以 便確定兩個(gè)參數(shù)之間的比率。當(dāng)WOR/WOB之間的比率超過預(yù)先確定的值或操作閾值時(shí)，這 可指示：鉆頭102或擴(kuò)孔鉆104中的一個(gè)正承受過量的鉆柱106中的壓重，從而對(duì)鉆探效率 和ROP具有不利影響。在檢測(cè)到這種情況時(shí)，通信模塊114可被配置來向地表發(fā)送指示這 種情況的信號(hào)。在地表處，如上所述，操作員或計(jì)算系統(tǒng)可接收并研宄信號(hào)，并且如果適當(dāng)， 作為響應(yīng)而采取一個(gè)或多個(gè)校正動(dòng)作，以便使WOR/WOB之間的比率返回至安全或合適的操 作范圍。
[0032] 本領(lǐng)域的技術(shù)人員將容易理解，利用鉆頭102和擴(kuò)孔鉆104兩者進(jìn)行鉆探可顯著 影響性能，并且從而影響比能計(jì)算。由于鉆頭102和擴(kuò)孔鉆104的不同水平的鋒利性，每個(gè) 工具的側(cè)切削力可導(dǎo)致不同的對(duì)應(yīng)比能。例如，當(dāng)BHA 100前進(jìn)到地下地層110內(nèi)時(shí)，鉆頭 102和擴(kuò)孔鉆104可能鉆探表現(xiàn)出完全不同的地層強(qiáng)度的不同地層。因此，每個(gè)切削工具可 能需要不同的比能以便確保有效操作和ROP。
[0033] 參照?qǐng)D2A、圖2B和圖2C，并且繼續(xù)參照?qǐng)D1，所描繪的是示出在鉆探井眼108時(shí) 可能遇到的三種不同鉆探情境的示意圖。在圖2A中，如在地表處測(cè)量的鉆柱106壓（即 "STOB"）可等于或大致等于如由第一傳感器接頭112a測(cè)量的WOB，例如SWOB = WOB = 20 千鎊。因此，W0R和擴(kuò)孔鉆的鉆速（"ROPr"）兩者均為零或接近于零。在這種情況下，極少 或沒有負(fù)載傳遞到擴(kuò)孔鉆104,并且因此在擴(kuò)孔鉆104處存在極少或沒有切削力，這可導(dǎo)致 減小的R0P以及不希望的鉆柱106中的振動(dòng)。
[0034] 在圖2B中，在地表處測(cè)量的壓重SWOB可等于或大致等于如由第二傳感器接頭 112b測(cè)量的W0R，例如SWOB = W0R = 20千鎊。因此，W0B和鉆頭的鉆速（"ROPb"）兩者均 為零或接近于零。在這種情況下，極少或沒有負(fù)載傳遞到鉆頭102,并且因此全部切削動(dòng)作 從鉆頭102轉(zhuǎn)移至擴(kuò)孔鉆104。因此，當(dāng)鉆頭102與擴(kuò)孔鉆104之間的負(fù)載分布變得不平衡 時(shí)，如圖2A和圖2B中所示，鉆探系統(tǒng)可能經(jīng)歷不平衡鉆探速度和低的整體R0P。
[0035] 然而，在圖2C中，當(dāng)?shù)谝粋鞲衅鹘宇^112a和第二傳感器接頭112b向通信模塊 114(圖1)報(bào)告擴(kuò)孔鉆104與鉆頭102之間的負(fù)載大致平衡時(shí)，鉆探操作正有效地進(jìn)行。具 體地說，圖2C中的SWOB大致等于（或以其它方式在預(yù)先確定的合適操作范圍內(nèi)）W0B加 W0R，例如W0B 10千鎊+W0R 10千鎊=SW0B 20千鎊。在這種情況下，ROPr和ROPb各自均 大于零并且因此鉆柱106正有效地向地層110 (圖1)中前進(jìn)。
[0036] 鉆頭102與擴(kuò)孔鉆104之間的壓重不平衡還可能不利地導(dǎo)致每個(gè)切削工具處的不 平衡切肩生成。因此，當(dāng)WOR/WOB之間的比率超過預(yù)先確定的值或操作閾值時(shí)，如由第一傳 感器接頭112a和第二傳感器接頭112b所報(bào)告并且由通信模塊114所確定，這可指示承載 增加的壓重負(fù)載的切削工具處的過多切肩生成。如以上所討論，利用從布置在每個(gè)切削工 具內(nèi)或以其它方式形成每個(gè)切削工具的一部分的一個(gè)或多個(gè)噴嘴噴射的鉆井液將切肩從 切削工具完全沖走。如果未從井眼108完全沖走或以其它方式移除切肩，那么切肩可能聚 結(jié)在對(duì)應(yīng)切削工具周圍并且從而導(dǎo)致鉆頭泥包，這可可使低的鉆探速度和/或ROP加劇。
[0037] 在鉆頭102與擴(kuò)孔鉆104之間