本公開總體涉及井下鉆探工具，并且更具體地說，涉及使用儀表式切割元件的接近檢測(cè)。

背景技術(shù)：
各種類型的井下鉆探工具，包括但不限于旋轉(zhuǎn)式鉆頭、鉆孔器、芯鉆頭以及其他井下工具已經(jīng)用于在相關(guān)聯(lián)的井下地層中形成井筒。這樣的旋轉(zhuǎn)式鉆頭的實(shí)例包括但不限于，固定切割器鉆頭、刮刀鉆頭、多晶金剛石復(fù)合片(PDC)鉆頭以及與形成延伸通過一個(gè)或多個(gè)井下地層的油氣井相關(guān)聯(lián)的基體鉆頭。諸如PDC鉆頭的固定切割器鉆頭可包括各自包括多個(gè)切割元件的多個(gè)刀片。在典型的鉆探應(yīng)用中，可在定向和水平鉆探中使用鉆頭。通常在定向和水平鉆探中，鉆頭將豎直地鉆至特定的開始位置，在所述開始位置鉆頭將開始轉(zhuǎn)變至地層，并且在特定的點(diǎn)，鉆頭可開始水平鉆探。定向和水平鉆探的目的中的一個(gè)是增加進(jìn)入井筒的儲(chǔ)層的排水并且增加井的產(chǎn)量。然而，在定向和水平鉆探期間，可能存在無意地接觸或者鉆入橫穿鉆頭的路徑的現(xiàn)有井或者其他井下障礙物的增加的風(fēng)險(xiǎn)?？赡芎茈y確定鉆頭何時(shí)沖擊或者即將沖擊現(xiàn)有井或者其他井下障礙物。此外，在無意的接觸之后可能很難最小化對(duì)鉆頭或者現(xiàn)有井的套管或尾管的損害。在其他的情況中，可期望接觸或者鉆入現(xiàn)有井，諸如鉆探減壓井。在這種情況中，可有利的是確定鉆頭何時(shí)與現(xiàn)有井發(fā)生接觸。附圖說明為了更完全地理解本公開和其特征與優(yōu)點(diǎn)，現(xiàn)結(jié)合附圖來參閱以下描述，附圖中：圖1示出根據(jù)本公開的一些實(shí)施方案的被配置來鉆入一個(gè)或多個(gè)地質(zhì)構(gòu)造的鉆探系統(tǒng)的示例性實(shí)施方案；圖2A示出根據(jù)本公開的一些實(shí)施方案的以通常用于建模或者設(shè)計(jì)固定切割器鉆頭的方式向上定向的旋轉(zhuǎn)式鉆頭的等距圖；圖2B示出根據(jù)本公開的一些實(shí)施方案的被配置來通過第一地層層面進(jìn)入第二地層層面形成井筒的鉆頭的鉆頭面輪廓；圖4示出根據(jù)本公開的一些實(shí)施方案的被配置來定位在儀表式切割元件中的檢測(cè)器的分解圖；圖5A示出根據(jù)本公開的一些實(shí)施方案的在基本上不存在外部可磁化材料(例如，現(xiàn)有井和/或其他井下障礙物)的情況下可發(fā)生在圖4中示出的檢測(cè)器的操作期間的示例性磁場(chǎng)；圖5B示出根據(jù)本公開的一些實(shí)施方案的在鉆頭可接觸現(xiàn)有井的情況下圖4中示出的檢測(cè)器的示例性磁場(chǎng)；圖5C示出根據(jù)本公開的一些實(shí)施方案的在檢測(cè)器漂移接近以及遠(yuǎn)離可磁化材料時(shí)所述檢測(cè)器的示例性隨時(shí)間變化的響應(yīng)的圖；圖5D示出根據(jù)本公開的一些實(shí)施方案的在檢測(cè)器漂移接近以及遠(yuǎn)離可磁化材料時(shí)的示例性隨時(shí)間變化的電壓響應(yīng)的圖；圖6示出根據(jù)本公開的一些實(shí)施方案的被配置來定位在儀表式切割元件中并且起到電感傳感器功能的檢測(cè)器的分解圖；圖7A–圖7C示出根據(jù)本公開的一些實(shí)施方案的用于與檢測(cè)器和切割臺(tái)一起使用的芯帽的實(shí)例；圖8示出根據(jù)本公開的一些實(shí)施方案的切割臺(tái)的具有用于與圖7A–圖7C中示出的檢測(cè)器一起使用的芯帽的面的實(shí)例；圖9A示出根據(jù)本公開的一些實(shí)施方案的位于利用U形芯的儀表式切割元件中的檢測(cè)器的圖；圖9B示出根據(jù)本公開的一些實(shí)施方案的顯示U形芯的位置的儀表式切割元件的外部的圖；圖9C示出根據(jù)本公開的一些實(shí)施方案的利用偏移U形芯的儀表式切割元件的圖；圖10A示出根據(jù)本公開的一些實(shí)施方案的在基本上不存在現(xiàn)有井和/或其他井下障礙物的情況下可發(fā)生在圖9A中示出的檢測(cè)器的操作期間的示例性磁場(chǎng)；圖10B示出根據(jù)本公開的一些實(shí)施方案的基于圖9A中示出的檢測(cè)器的操作的儲(chǔ)能電路電壓的示例性曲線；圖10C示出根據(jù)本公開的一些實(shí)施方案的在鉆頭可接觸現(xiàn)有井的情況下圖9A中示出的檢測(cè)器的示例性磁場(chǎng)；圖11示出根據(jù)本公開的一些實(shí)施方案的位于具有應(yīng)變儀的儀表式切割元件中的檢測(cè)器的圖；圖12示出根據(jù)本公開的一些實(shí)施方案的位于具有多個(gè)應(yīng)變儀的儀表式切割元件中的檢測(cè)器的圖；并且圖13示出根據(jù)本公開的一些實(shí)施方案的確定并形成圖4、圖6、圖7A–圖7C或圖9A的儀表式切割元件的示例性方法的流程圖。具體實(shí)施方式公開能夠在鉆探時(shí)檢測(cè)井下障礙物，諸如以檢測(cè)井下鉆探工具何時(shí)接觸或者接近現(xiàn)有井和/或其他井下障礙的外部的鉆探工具和相關(guān)聯(lián)的方法。所公開鉆探系統(tǒng)可被配置來響應(yīng)于檢測(cè)，諸如通過自動(dòng)生成警報(bào)和/或降低鉆頭的功率或者脫離鉆頭，來最小化對(duì)井下鉆探工具以及現(xiàn)有井和/或其他井下障礙的損壞。在一個(gè)示例性應(yīng)用中，鉆工可在鉆探時(shí)應(yīng)用本公開的教導(dǎo)以便避免與現(xiàn)有井、或者自然形成或人為的井下障礙的交叉。在另一個(gè)示例性應(yīng)用中，鉆工可具體地應(yīng)用本公開的教導(dǎo)以便與現(xiàn)有井交叉，諸如在鉆探減壓井的情況中。在又一個(gè)示例性應(yīng)用中，鉆工可應(yīng)用本教導(dǎo)以便跟隨相鄰或者目標(biāo)井–但不與其相交，諸如以便有助于在與相鄰或者目標(biāo)井的相對(duì)距離處引導(dǎo)被鉆探的井。如下文進(jìn)一步描述，鉆探系統(tǒng)可包括鉆探工具，諸如聯(lián)接至鉆柱的下端并且具有一個(gè)或多個(gè)儀表式切割元件的鉆頭。儀表式切割元件可包括各種電子部件，包括但不限于接近傳感器(本文中被替代地稱為“接近檢測(cè)器”或者簡(jiǎn)稱“檢測(cè)器”)。在特定的示例性實(shí)施方案中，儀表式切割元件可包括具有線圈導(dǎo)線的內(nèi)芯，所述線圈導(dǎo)線被配置來響應(yīng)于儀表式切割元件接近可磁化材料生成信號(hào)。儀器可被特別配置來響應(yīng)于井下鉆探工具接觸和/或接近現(xiàn)有井、其他井下障礙和/或其他人為結(jié)構(gòu)生成信號(hào)。在一個(gè)特定的應(yīng)用中，例如，儀表式切割元件可以響應(yīng)于目標(biāo)井的金屬套管，或者響應(yīng)于在鉆探工具的儀表式切割元件接觸套管時(shí)形成的巖屑。例如，可通過流入線圈的電流的增加并因此線圈的電壓輸出的變化來證實(shí)磁通密度的變化?？捎啥ㄎ辉阢@頭和/或BHA中的檢測(cè)電路檢測(cè)所述電流。當(dāng)檢測(cè)電路檢測(cè)到切屑、套管和/或其他可磁化或人造材料的存在時(shí)，所述檢測(cè)電路可通過BHA和/或任何其他井下遙測(cè)系統(tǒng)的部件將數(shù)據(jù)傳輸至井場(chǎng)。所述傳輸可被用來生成警報(bào)和或調(diào)整鉆頭的功率。如下文結(jié)合所示出的示例性實(shí)施方案所進(jìn)一步公開，可存在用于鉆頭中的各種接近檢測(cè)器的類型、定位和組裝。接近檢測(cè)器可定位在一個(gè)或多個(gè)切割元件和/或刀片中。在一些實(shí)施方案中，每切割元件可存在多個(gè)接近檢測(cè)器以便實(shí)現(xiàn)多方向的感測(cè)和/或檢測(cè)。盡管參考旋轉(zhuǎn)式鉆頭和開口工具論述，檢測(cè)器和其他相關(guān)聯(lián)的儀器可被定位在和/或接近切割元件，所述切割元件安裝在任何孔打開或切割結(jié)構(gòu)上，諸如擴(kuò)孔器、鉆孔器、可延伸/可縮回管下鉆孔器切割結(jié)構(gòu)、三牙輪鉆頭、套管/尾管鉆頭、穩(wěn)定器和/或任何其他合適的井下鉆探部件。參考圖1至圖13進(jìn)一步描述本公開的特定示例性實(shí)施方案，其中相同的參考數(shù)字符號(hào)用來指示相同和對(duì)應(yīng)的部分。圖1是被配置來鉆入一個(gè)或多個(gè)地質(zhì)構(gòu)造的示例性鉆探系統(tǒng)100的正視圖。鉆探系統(tǒng)100可包括井表面，有時(shí)被稱為“井場(chǎng)”106。各種類型的鉆探裝備，諸如旋轉(zhuǎn)臺(tái)、泥漿泵和泥漿槽(未明確地示出)可定位在井表面或井場(chǎng)106。例如，井場(chǎng)106可包括鉆機(jī)102，所述鉆機(jī)102可具有與“陸地鉆機(jī)”相關(guān)聯(lián)的各種特性和特征。然而，并入有本公開的教導(dǎo)的井下鉆探工具可令人滿意地與鉆探裝備一起使用，所述鉆探裝備定位在海上平臺(tái)、鉆探船、半潛式裝置和/或鉆探駁船(未明確地示出)上。鉆探系統(tǒng)100可包括與鉆頭101相關(guān)聯(lián)的鉆柱103，所述鉆頭101可被用來形成多種井筒或者鉆孔，諸如大體豎直井筒、大體水平井筒和/或豎直下降并且隨后以如圖1所示的預(yù)定角度下降的井筒。各種定向鉆探技術(shù)和鉆柱103的底孔組件(BHA)120的相關(guān)聯(lián)部件可被用來形成井筒114。例如，橫向力可在接近開始位置113施加給鉆頭101以便形成井筒114的從井筒114的大體豎直部分延伸的傾斜部分。BHA120可由被配置來形成井筒114的多種部件形成。例如，BHA120的部件122a、122b和122c可包括但不限于，鉆頭(例如，鉆頭101)，鉆挺，旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向工具，定向鉆探工具，井下鉆探馬達(dá)，用于鉆柱的重量、扭矩、彎曲和彎曲方向測(cè)量的鉆探參數(shù)傳感器以及其他振動(dòng)和旋轉(zhuǎn)相關(guān)傳感器，任何諸如鉆孔器、管下鉆孔器或擴(kuò)孔器的孔放大裝置，穩(wěn)定器，包含井筒測(cè)量裝備的隨鉆測(cè)量(MWD)部件，用于測(cè)量地層參數(shù)的隨鉆測(cè)井(LWD)傳感器，用于通信的短途和長(zhǎng)距離遙測(cè)系統(tǒng)，和/或任何其他合適的井下裝備。諸如被包括在BHA120中的鉆挺和不同類型的部件122的部件的數(shù)量可取決于所預(yù)測(cè)的井下鉆探情況和將由鉆柱103和旋轉(zhuǎn)鉆頭101形成的井筒的類型。井筒114可部分地由套管柱110限定，所述套管柱110可從井場(chǎng)106延伸至所選擇的井下位置。如在圖1中所示，井筒114的不包括套管柱110的部分可被描述為“裸井”。此外，尾管部分(未明確地示出)可存在并且可與相鄰的套管或尾管部分相連接。尾管部分(未明確地示出)可不延伸至井場(chǎng)106。尾管部分可從先前尾管或套管定位成接近底部、或者井下。尾管部分可延伸至井筒114的末端。各種類型的鉆探液可從井表面106泵送通過鉆柱103到達(dá)鉆頭101，所述鉆柱103可包含用于鉆探液流動(dòng)的內(nèi)部通道。這樣的鉆探液可被引導(dǎo)來從鉆柱103流動(dòng)至被包括在旋轉(zhuǎn)鉆頭100中的相應(yīng)的噴嘴(未明確地示出)。鉆探液可通過部分地由鉆柱103的外徑112和井筒114的內(nèi)徑118限定的環(huán)空108循環(huán)返回到井表面106。內(nèi)徑118可被稱為井筒114的“側(cè)壁”或者“孔壁”。環(huán)空108也可由鉆柱103的外徑112和套管柱110的內(nèi)徑111限定。裸井環(huán)空116可被限定為側(cè)壁118和外徑112。在井筒114的鉆探期間，鉆頭101可接近和/或接觸現(xiàn)有井136來進(jìn)行鉆探?，F(xiàn)有井136可從井場(chǎng)132延伸并且可以是任何類型的運(yùn)行井、或者是不再提取任何類型的材料的井，所述運(yùn)行井例如可操作來提取任何類型的材料或者插入(注入)任何類型的材料或流體?，F(xiàn)有井136可包括側(cè)壁或套管134，所述側(cè)壁或套管134可由任何類型的可磁化材料、鐵質(zhì)材料、鐵磁材料、過渡金屬材料、金屬合金材料、和/或任何其他合適的材料構(gòu)成。此外，在鉆探操作期間，鉆頭101可接近和/或接觸相鄰的裸井或水泥澆筑的孔中的已廢棄的鉆柱(未明確地示出)或者活性鉆柱(未明確地示出)來進(jìn)行鉆探。已廢棄的鉆柱可被稱為“孔中的落魚”并且可表示鉆柱的某一分段，例如，由于在井噴事件、井筒的部分或者完全坍塌或者井筒中的膨脹收縮期間被卡住或者廢棄的可已經(jīng)在井筒中丟失的分段。所述已廢棄的鉆柱或者落魚的一部分或者所有部分也可駐留在外套管和/或尾管部分內(nèi)。鉆探系統(tǒng)100可包括旋轉(zhuǎn)鉆頭(“鉆頭”)101。鉆頭101可以是各種類型的固定切割器鉆頭中的任一種，包括可操作來形成延伸通過一個(gè)或多個(gè)井下地層的井筒114的PDC鉆頭、刮刀鉆頭、基體鉆頭和/或鋼體鉆頭。鉆頭101可根據(jù)本公開的教導(dǎo)來設(shè)計(jì)和形成，并可根據(jù)鉆頭101的特定應(yīng)用而具有許多不同設(shè)計(jì)、配置和/或尺寸。鉆頭101可被總體地稱為“鉆具”。鉆頭101可包括一個(gè)或多個(gè)刀片126，所述刀片126可從鉆頭101的旋轉(zhuǎn)鉆頭體124的外側(cè)部分向外設(shè)置。旋轉(zhuǎn)鉆頭體124可具有大體圓柱形的本體并且刀片126可以是從旋轉(zhuǎn)鉆頭體124向外延伸的任何合適類型的突出。鉆頭101可在由方向箭頭105限定的方向上相對(duì)于鉆頭旋轉(zhuǎn)軸線104旋轉(zhuǎn)。多個(gè)刀片126中的每個(gè)可包括接近或者朝向鉆頭旋轉(zhuǎn)軸線104設(shè)置的第一末端以及接近或者朝向鉆頭101的外側(cè)部分設(shè)置(即，大體遠(yuǎn)離鉆頭旋轉(zhuǎn)軸線104并且朝向鉆頭101的井上部分設(shè)置)的第二末端。在本申請(qǐng)中，術(shù)語“井下”和“井上”可用來描述鉆探系統(tǒng)100的各種部件相對(duì)于井筒的底部或末端的位置。例如，被描述為從第二部件處于“井上”的第一部件可距離井筒114的遠(yuǎn)端比第二部件更遠(yuǎn)。類似地，被描述為從第二部件處于“井下”的第一部件可定位成距離井筒114的遠(yuǎn)端比第二部件更近。如在圖2A中進(jìn)一步詳細(xì)地論述的，刀片126可包括從每個(gè)刀片126的外側(cè)部分向外設(shè)置的一個(gè)或多個(gè)切割元件128。例如，切割元件128的一部分可直接地或間接地聯(lián)接到刀片126的外側(cè)部分，而切割元件128的另一部分可遠(yuǎn)離刀片126的外側(cè)部分突出。刀片126還可包括被配置來控制切割元件128的切割深度的一個(gè)或多個(gè)切割深度控制器(DOCC)(未明確地示出)。刀片126還可包括設(shè)置在刀片126上的一個(gè)或多個(gè)保徑墊(未明確地示出)。圖2A示出根據(jù)本公開的一些實(shí)施方案的以通常用于建?；蛘咴O(shè)計(jì)固定切割器鉆頭的方式向上定向的旋轉(zhuǎn)式鉆頭101的等距圖。鉆頭101可以是各種類型的固定切割器鉆頭中的任一種，包括可操作來形成延伸通過一個(gè)或多個(gè)井下地層的井筒114的PDC鉆頭、刮刀鉆頭、基體本體鉆頭、鋼體鉆頭和/或包括固定切割元件和牙輪鉆頭的組合鉆頭。鉆頭101可根據(jù)本公開的教導(dǎo)來設(shè)計(jì)和形成，并可根據(jù)鉆頭101的特定應(yīng)用而具有許多不同設(shè)計(jì)、配置和/或尺寸。鉆頭101可包括可從旋轉(zhuǎn)鉆頭體124的外側(cè)部分向外設(shè)置的一個(gè)或多個(gè)刀片126a–126g(總稱為刀片126)。旋轉(zhuǎn)鉆頭體124可具有大體圓柱形的本體并且刀片126可以是從旋轉(zhuǎn)鉆頭體124向外延伸的任何合適類型的突出。例如，刀片126的一部分可直接地或間接地聯(lián)接到鉆頭本體124的外側(cè)部分，而刀片126的另一部分可遠(yuǎn)離鉆頭本體124的外側(cè)部分突出。根據(jù)本公開的教導(dǎo)形成的刀片126可具有多種配置，包括但不限于基本拱形、螺旋狀、螺旋形、錐形、會(huì)聚式、發(fā)散式、對(duì)稱的和/或非對(duì)稱的。在一些情況中，刀片126可具有基本上拱形的配置，大體上螺旋狀的配置、螺旋形配置或者適用于每個(gè)井下鉆探工具的任何其他配置。一個(gè)或多個(gè)刀片126可具有從接近鉆頭101的旋轉(zhuǎn)軸線104延伸的基本上拱形的配置。拱形配置可部分地由從接近鉆頭旋轉(zhuǎn)軸線104延伸的大體凹陷的、凹入成型的部分限定。拱形配置還可部分地由設(shè)置在每個(gè)刀片的凹陷的、凹入部分與外側(cè)部分之間的大體凸出的、向外彎曲的部分限定，所述外側(cè)部分大體上與旋轉(zhuǎn)鉆頭的外徑相對(duì)應(yīng)。刀片126可具有從旋轉(zhuǎn)軸線104徑向延伸的大體弓形配置。刀片126的弓形配置可彼此配合以便部分地限定設(shè)置成鄰近鉆頭旋轉(zhuǎn)軸線并且從其徑向向外延伸的大體上錐形或凹入部分。刀片126的外側(cè)部分、切割元件128和其他合適的元件可被描述為形成鉆頭面的部分。刀片126a–126g可包括圍繞鉆頭旋轉(zhuǎn)軸線設(shè)置的主刀片。例如，在圖2A中，刀片126a、126c和126e可以是主刀片或者主要刀片，因?yàn)榈镀?26a、126c和126e中的每個(gè)的相應(yīng)第一末端141可緊密鄰近相關(guān)聯(lián)的鉆頭旋轉(zhuǎn)軸線104設(shè)置。在一些實(shí)施方案中，刀片126a–126g還可包括設(shè)置在主刀片之間的至少一個(gè)次刀片。在圖2A中示出的位于鉆頭101上的刀片126b、126d、126f和126g可以是次刀片或次要刀片，因?yàn)橄鄳?yīng)的第一末端141可設(shè)置在距離相關(guān)聯(lián)的鉆頭旋轉(zhuǎn)軸線104一定距離的井下末端151上。次刀片和主刀片的數(shù)量和位置可以變化使得鉆頭101包括更多或者更少的次刀片和主刀片。刀片126可相對(duì)于彼此和鉆頭旋轉(zhuǎn)軸線104對(duì)稱地或者非對(duì)稱地設(shè)置，其中所述設(shè)置可基于鉆探環(huán)境的井下鉆探情況。在一些情況中，刀片126和鉆頭101可以在由方向箭頭105限定的方向上圍繞旋轉(zhuǎn)軸線104旋轉(zhuǎn)。每個(gè)刀片可具有在鉆頭101的旋轉(zhuǎn)方向上設(shè)置在刀片的一側(cè)上的前導(dǎo)(或者前)表面，和遠(yuǎn)離鉆頭101旋轉(zhuǎn)方向設(shè)置在刀片的相反側(cè)上的尾隨(或者后)表面。刀片126可沿著鉆頭本體124定位使得它們具有相對(duì)于旋轉(zhuǎn)軸線104的螺旋形配置。在其他的實(shí)施方案中，刀片126可以以大體平行的配置相對(duì)于彼此和鉆頭旋轉(zhuǎn)軸線104沿著鉆頭本體124定位。刀片126可包括從每個(gè)刀片126的外側(cè)部分向外設(shè)置的一個(gè)或多個(gè)切割元件128。例如，切割元件128的一部分可直接地或間接地聯(lián)接到刀片126的外側(cè)部分，而切割元件128的另一部分可遠(yuǎn)離刀片126的外側(cè)部分突出。切割元件128可以是被配置來切進(jìn)地層中的任何合適的設(shè)備，包括但不限于主切割元件、備用切割元件、次切割元件或其任何組合。例如但不限于，切割元件128可以是適用于多種鉆頭101的各種類型的切割器、壓縮件、按鈕件、插入件和保徑切割器。切割元件128可包括相應(yīng)襯底，其中一層硬切割材料(例如，切割臺(tái)162)設(shè)置在每個(gè)相應(yīng)襯底(例如，襯底164)的一端上。每個(gè)切割元件128的切割臺(tái)162可提供切割表面，所述切割表面可接合井下地層的相鄰部分以形成井筒114。切割元件128的每個(gè)襯底164可具有各種配置，并可由與形成用于旋轉(zhuǎn)鉆頭的切割元件相關(guān)聯(lián)的具有諸如鈷的粘合劑的碳化鎢或其他材料形成。碳化鎢可包括但不限于碳化一鎢(WC)、碳化二鎢(W2C)、大結(jié)晶碳化鎢和凝結(jié)或燒結(jié)碳化鎢。襯底164也可使用其他硬材料形成，所述硬材料可包括各種金屬合金和水泥，諸如金屬硼化物、金屬碳化物、金屬氧化物和金屬氮化物。對(duì)于一些應(yīng)用來說，切割臺(tái)162可由與襯底164基本上相同的材料形成。在其他的應(yīng)用中，切割臺(tái)162可由不同于襯底164的材料形成。用來形成切割臺(tái)162的材料的實(shí)例可包括多晶金剛石材料，包括合成的多晶金剛石。刀片126可包括可被配置來接收切割元件128的凹部或鉆頭凹窩166。例如，鉆頭凹窩166可以是位于刀片126上的凹形切口。在一些實(shí)施方案中，刀片126還可包括被配置來控制切割元件128的切割深度的一個(gè)或多個(gè)DOCC(未明確地示出)。DOCC可包括沖擊制動(dòng)器、備用切割元件和/或改性金剛石加強(qiáng)件(MDR)。刀片126、切割元件128和DOCC(未明確地示出)的外側(cè)部分可形成鉆頭面的多個(gè)部分。刀片126還可包括被設(shè)置在刀片126上的一個(gè)或多個(gè)保徑墊(未明確地示出)。保徑墊可以是設(shè)置在刀片126的外側(cè)部分上的保徑、保徑分段或者保徑部分。保徑墊可通常接觸由鉆頭101形成的井筒114的相鄰部分。刀片126的外側(cè)部分和/或相關(guān)聯(lián)的保徑墊可以以相對(duì)于井筒114的大體豎直部分的相鄰部分的各種角度(正、負(fù)和/或平行)設(shè)置。保徑墊可包括一或多層的表面硬化材料。鉆頭101的沿井上端150可包括具有形成在其上的鉆桿螺紋155的柄部152。在圖1中示出，螺紋155可被用來使鉆頭101與BHA120可釋放地接合，由此鉆頭101可相對(duì)于鉆頭旋轉(zhuǎn)軸線104旋轉(zhuǎn)。鉆頭101的井下端151可包括具有設(shè)置在其中的相應(yīng)排屑槽或液體流動(dòng)路徑140的多個(gè)刀片126a–126g。另外地，鉆探液可被傳送至一個(gè)或多個(gè)噴嘴156。在一些實(shí)施方案中，檢測(cè)器(未明確地示出)可放置在一個(gè)或多個(gè)切割元件128中。檢測(cè)器可被配置來檢測(cè)現(xiàn)有井(諸如圖1中示出的現(xiàn)有井134)和/或其他井下障礙的存在。如下文參考圖7A–圖7C更詳細(xì)地論述的，芯帽160可與一個(gè)或多個(gè)切割元件128的切割臺(tái)162集成在一起。圖2B示出根據(jù)本公開的一些實(shí)施方案的被配置來通過第一地層層面302進(jìn)入第二地層層面304形成井筒的鉆頭101的鉆頭面輪廓300。刀片的外側(cè)部分(未明確地示出)、切割元件128和DOCC(未明確地示出)可旋轉(zhuǎn)地突出到徑向平面上以便形成鉆頭面輪廓300。在示例性的實(shí)施方案中，在與井下地層層面304相比較時(shí)，地層層面302可被描述為“更松軟”或者“硬度較小”。如在圖2B中所示，鉆頭101的與井下地層的相鄰部分接觸的外側(cè)部分可被描述為“鉆頭面”。鉆頭101的鉆頭面輪廓300可包括各種區(qū)域或者分段。由于鉆頭面輪廓300的旋轉(zhuǎn)突出，鉆頭面輪廓300可以是圍繞鉆頭旋轉(zhuǎn)軸線104基本上對(duì)稱的，使得旋轉(zhuǎn)軸線104的一側(cè)的區(qū)域或者分段可以是基本上類似于位于旋轉(zhuǎn)軸線104的相對(duì)側(cè)上的區(qū)域或者分段。例如，鉆頭面輪廓300可包括保徑區(qū)域306a、相對(duì)定位的保徑區(qū)域306b，軸肩區(qū)域308a、相對(duì)定位的軸肩區(qū)域308b，鼻狀區(qū)域310a、相對(duì)定位的鼻狀區(qū)域310b，以及錐體區(qū)域312a、相對(duì)定位的錐體區(qū)域312b。包括在每個(gè)區(qū)域中的切割元件128可被稱為那個(gè)區(qū)域的切割元件。例如，包括在保徑區(qū)域306中的切割元件128g可被稱為保徑切割元件，包括在軸肩區(qū)域308中的切割元件128s可被稱為軸肩切割元件，包括在鼻狀區(qū)域310中的切割元件128n可被稱為鼻區(qū)切割元件，并且包括在錐體區(qū)域312中的切割元件128c可被稱為錐體切割元件。錐體區(qū)域312通?？梢允前枷莸?，并且可在鉆頭101的每個(gè)刀片(例如，如在圖2A中示出的刀片126)的外側(cè)部分上鄰近鉆頭旋轉(zhuǎn)軸線104并且從其延伸出來形成。鼻狀區(qū)域310通?？梢允峭钩龅?，并且可在鉆頭101的每個(gè)刀片的外側(cè)部分上鄰近每個(gè)錐體區(qū)域312并且從其延伸形成。軸肩區(qū)域308可在每個(gè)刀片126的外側(cè)部分上從相應(yīng)的鼻狀區(qū)域310延伸形成并且可接近相應(yīng)的保徑區(qū)域306終止。在一些實(shí)施方案中，下文參考圖4詳細(xì)地論述，檢測(cè)器(未明確地示出)可定位在和/或接近一個(gè)或多個(gè)區(qū)域或分段中的切割元件128。例如，包含檢測(cè)器的切割元件可定位在軸肩區(qū)域308a和308b中。作為另一實(shí)例，包含檢測(cè)器的切割元件可基于實(shí)現(xiàn)方案定位在軸肩區(qū)域308a和308b、鼻狀區(qū)域310a和310b和/或任何其他適當(dāng)?shù)膮^(qū)域中。圖3示出根據(jù)本公開的一些實(shí)施方案的鉆探或開孔工具320的等距圖。工具320可以是被利用來打開和/或鉆探井筒的任何類型的穩(wěn)定器、鉆孔器、管下鉆孔器和/或任何其他類型的工具。例如，可變保徑管下鉆孔器可包括徑向延伸的刀片和/或保持固定的刀片。工具320可根據(jù)本公開的教導(dǎo)來設(shè)計(jì)和形成，并可根據(jù)工具320的特定應(yīng)用而具有許多不同設(shè)計(jì)、配置和/或尺寸。工具320包括具有貫穿其中的縱向軸向空腔322的管狀體324。管狀體324可以安裝在鉆柱(未明確地示出)的兩個(gè)部分之間。工具320可在由方向箭頭340限定的方向上相對(duì)于縱向軸線330旋轉(zhuǎn)。工具320可包括一個(gè)或多個(gè)刀片326，所述刀片326可從工具320的管狀體324的外側(cè)部分向外設(shè)置。管狀體324可具有大體圓柱形的本體并且刀片326可以是從管狀體324向外延伸的任何合適類型的突出。例如，刀片326的一部分可直接地或間接地聯(lián)接到管狀體324的外側(cè)部分，而刀片326的另一部分可遠(yuǎn)離管狀體324的外側(cè)部分突出。刀片326的數(shù)量和位置可以變化，使得工具320包括比圖中示出的更多或者更少的刀片326。刀片326可相對(duì)于彼此和縱向軸線330對(duì)稱地或者非對(duì)稱地設(shè)置，其中所述設(shè)置可基于鉆探環(huán)境的井下鉆探情況。刀片326可沿著管狀體324定位使得它們具有相對(duì)于縱向軸線330的螺旋形配置。在其他的實(shí)施方案中，刀片326可以以大體平行的配置相對(duì)于彼此和縱向軸線330沿著管狀體324定位。多個(gè)刀片326中的每個(gè)可包括具有朝向縱向軸線330傾斜的井下端的前部332，基本上平行于軸線330的中部334以及具有朝向軸線330傾斜的井上端的后部336。前部332可被設(shè)計(jì)用于在工具320下降期間產(chǎn)生鉆孔的管下擴(kuò)孔。中部334可被設(shè)計(jì)用于相對(duì)于管下擴(kuò)孔的使工具320穩(wěn)定。后部336可被設(shè)計(jì)用于在抬升鉆柱時(shí)產(chǎn)生鉆孔的管下擴(kuò)孔。每個(gè)刀片326可包括在工具320的旋轉(zhuǎn)方向上設(shè)置在刀片的一側(cè)上的前導(dǎo)表面342，和遠(yuǎn)離工具320旋轉(zhuǎn)方向設(shè)置在刀片的相反側(cè)上的尾隨表面或者后表面344。刀片326可包括從每個(gè)刀片326的外側(cè)部分向外設(shè)置的一個(gè)或多個(gè)切割元件328。例如，切割元件328的一部分可直接地或間接地聯(lián)接到刀片326的外側(cè)部分，而切割元件328的另一部分可遠(yuǎn)離刀片326的外側(cè)部分突出。切割元件328可以是被配置來切進(jìn)地層中的任何合適的設(shè)備，包括但不限于主切割元件、備用切割元件、次切割元件或其任何組合。例如但不限于，切割元件328可以是適用于多種工具320的各種類型的切割器、壓縮件、按鈕件、插入件和保徑切割器。切割元件328可包括相應(yīng)襯底，其中一層硬切割材料(例如，切割臺(tái)362)設(shè)置在每個(gè)相應(yīng)襯底(例如，襯底364)的一端上。每個(gè)切割元件328的切割臺(tái)362可提供切割表面，所述切割表面可接合井下地層的相鄰部分以形成井筒114。切割元件328的每個(gè)襯底364可具有各種配置，并可由與形成用于旋轉(zhuǎn)鉆頭的切割元件相關(guān)聯(lián)的具有諸如鈷的粘合劑的碳化鎢或其他材料形成。碳化鎢可包括但不限于碳化一鎢(WC)、碳化二鎢(W2C)、大結(jié)晶碳化鎢和凝結(jié)或燒結(jié)碳化鎢。襯底364也可使用其他硬材料形成，所述硬材料可包括各種金屬合金和水泥，諸如金屬硼化物、金屬碳化物、金屬氧化物和金屬氮化物。對(duì)于一些應(yīng)用來說，切割臺(tái)362可由與襯底364基本上相同的材料形成。在其他的應(yīng)用中，切割臺(tái)362可由不同于襯底364的材料形成。用來形成切割臺(tái)362的材料的實(shí)例可包括多晶金剛石材料，包括合成的多晶金剛石。刀片326可包括可被配置來接收切割元件328的凹部或鉆頭凹窩366。鉆頭凹窩366可以是位于刀片326上的凹形切口。鉆頭凹窩366可以是傾斜的，使得釬焊到鉆頭凹窩366中的切割元件328可以以機(jī)械上合適的方式被固定。此外，可接近鉆頭凹窩366形成有導(dǎo)線路徑(未明確地示出)，以便傳送來自切割元件328的信號(hào)。工具320可包括在任何合適的方向上釬焊到刀片326的鉆頭凹窩366中的切割元件328。例如，被配置作為穩(wěn)定器的特定工具320可包括設(shè)置在前部332、中部334和/或后部336上的切割元件328。作為另一實(shí)例，被配置作為可變保徑管下鉆孔器的特定工具320可具有安裝在刀片326的前導(dǎo)表面342上的切割元件328。刀片326可延伸出來以便隨著管下鉆孔器旋轉(zhuǎn)切入井筒中。在一些實(shí)施方案中，工具320可包括中央傳感器電子裝置(未明確地示出)，所述中央傳感器電子裝置可包括用于操作檢測(cè)器和收集數(shù)據(jù)的處理器和存儲(chǔ)器，如下文參考圖4更詳細(xì)地論述的。工具320可通信地聯(lián)接至BHA，諸如圖1中示出的BHA120。所收集的數(shù)據(jù)可通過允許與鉆柱和/或BHA遙感系統(tǒng)通信的遙感通信接口系統(tǒng)被傳遞至長(zhǎng)距離遙感系統(tǒng)。例如，遙感系統(tǒng)可包括泥漿脈沖、電磁、聲學(xué)、扭轉(zhuǎn)、管套管或者有線管道遙感系統(tǒng)。此外，傳感器電子裝置可分布在BHA和/或鉆柱的長(zhǎng)度上使得檢測(cè)器可以分開地尋址，數(shù)據(jù)采樣率可被修改，和/或其他合適的通信可發(fā)生。圖4示出根據(jù)本公開的一些實(shí)施方案的被配置來定位在儀表式切割元件428中的檢測(cè)器400的分解圖。包括檢測(cè)器400的特定的切割元件可被稱為儀表式切割元件428。在本實(shí)施方案中，切割臺(tái)404(類似于圖2A中示出的切割臺(tái)162和/或圖3中示出的切割臺(tái)362)可以是PDC切割臺(tái)。襯底402(類似于圖2A中示出的襯底164和/或圖3中示出的襯底364)可以由具有鈷粘合劑的碳化鎢構(gòu)成。襯底402可包括空腔422。在襯底402中，空腔422可以部分地基于襯底402的導(dǎo)電性、硬度和/或任何其他特性機(jī)械加工，通過使用電火花加工(EDM)過程形成，和/或通過任何其他合適的方法制造。在一些實(shí)施方案中，永磁體408可定位在空腔422內(nèi)鄰近和/或接近切割臺(tái)404。永磁體408可以是能夠經(jīng)受將切割臺(tái)404聯(lián)接至襯底402時(shí)經(jīng)歷的釬焊溫度的任何合適的磁體。例如，永磁體408可以是具有大約400攝氏度的最大操作溫度的釤-鈷(SmCo5)磁體。作為另一實(shí)例，永磁體408可以是具有大約540攝氏度的最大操作溫度的鋁鎳鈷(Alnico)磁體，其例如主要由鐵和鋁(Al)、鎳(Ni)和鈷(Co)組成。永磁體408還可包括其他過渡金屬以及過渡金屬合金，具體地為包括鐵基或鈷基合金。永磁體408可包括多于一種類型的合金以便提供不同的磁通密度。永磁體408還可被罩住(未明確地示出)以便最小化和/或防止與襯底402直接接觸和/或以便鼓勵(lì)在軸向方向上(例如，沿著感測(cè)軸線424)的磁通源流出切割臺(tái)404。另外地，通過諸如酸浸和/或選擇浸出的方法在切割臺(tái)404的制造中最小化鈷還可改善來自磁通源的磁通量在軸向方向上從切割臺(tái)404泄漏。在一些實(shí)施方案中，為了最小化磁干擾，可能有利的是最小化在檢測(cè)器400的制造中使用的其他材料的磁導(dǎo)率。磁導(dǎo)率可以是材料支持其內(nèi)部的磁場(chǎng)的形成能力的測(cè)量。也就是說，磁導(dǎo)率可以是材料響應(yīng)于外部施加的磁場(chǎng)獲取的磁化的程度。作為實(shí)例，可在襯底402中被用作粘合劑的鈷可具有大約70的相對(duì)磁導(dǎo)率μr。鈷可在檢測(cè)器400的操作中用作磁通短路(例如，導(dǎo)致磁干擾)。結(jié)果，襯底402的至少一部分可最佳地包含不同的粘合劑。由于切割臺(tái)404的制造過程，將鈷從接近切割臺(tái)404的襯底402中消除可能是具有挑戰(zhàn)性的。例如，鈷可在形成期間芯吸(wickup)接近和/或進(jìn)入切割臺(tái)404。弱磁性或非磁性(例如，具有大約等于1的μr)的其他材料可以在襯底402的形成中替代鈷。例如，其他輕微磁性的粘合劑可包括包含Ni-Fe粘合劑的鎢合金，和/或相對(duì)非磁性粘合劑可包括包含Ni-Cu的鎢合金。這些鎢合金可在諸如ASTMB777-07的各種美國(guó)材料實(shí)驗(yàn)協(xié)會(huì)(ASTM)標(biāo)準(zhǔn)和/或汽車工程協(xié)會(huì)(SAE)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)AMS-T-21014中被限定。鎢合金僅是示例性的并且基于實(shí)現(xiàn)方案可利用其他合金。作為另一實(shí)例，可利用諸如奧氏體不銹鋼或鈦之類的非磁性材料來制造襯底402。在一些實(shí)施方案中，還可利用低磁性或非磁性粘合劑來制造切割臺(tái)404。使用低磁性或非磁性粘合劑可在檢測(cè)器400的操作期間進(jìn)一步降低磁通短路或者磁干擾的可能性。例如，Cu-Mn-Ni-Zn合金可被利用為用于切割臺(tái)404的粘合劑。Cu-Mn-Ni-Zn合金是非磁性/低磁性粘合劑。此外，Cu-Mn-Ni-Zn合金還可被利用為襯底402中的粘合劑。芯412可被配置來支持線圈410并且可定位成接近永磁體408和/或與其相接觸。芯412可由可具有高磁導(dǎo)率的材料構(gòu)成。例如，芯412可由磁性過渡金屬和過渡金屬合金，具體地由退火(軟)鐵或者坡莫合金(有時(shí)被稱為“高導(dǎo)磁率合金”(MuMetal))構(gòu)成，這些是Ni-Fe-Mo合金、鐵氧體或展現(xiàn)鐵磁特性的任何其他合金的族。芯412可包括多于一種類型的合金以便在暴露于磁路的磁阻中的變化時(shí)支持可變磁通密度(Wb/m2)。在一些實(shí)施方案中，部分的芯412可以是永磁體和/或其他部分可以是高磁導(dǎo)材料。在一些實(shí)施方案中，芯412可以是永磁體。作為實(shí)例，現(xiàn)有的永磁體408可被延伸來部分地和/或完全地替代芯412以便支持線圈410，或者可替代地，可利用單獨(dú)永磁體。在任一種情況中，永磁體408的磁極和芯412的磁極的定向可隨后以北-南-北-南軸向布置或以相反的順序組織，以便確保磁通以最小的通量泄漏延伸通過兩個(gè)永磁體。在一些實(shí)施方案中，當(dāng)芯412部分地或者全部地為永磁體時(shí)，芯412可由類似于永磁體408的材料來構(gòu)造。在所述情況中，芯412可被稱為磁通源。在芯412部分地或全部地為永磁體的配置中，永磁體408可以是類似于參考芯412論述的材料的高滲透材料。因此，磁源在磁路中的位置可定位在所期望的磁通路徑中的任何位置。永磁體源可以是釤-鈷(SmCo5)磁體，鋁鎳鈷磁體(例如，主要由鐵、鋁(Al)、鎳(Ni)和鈷(Co)構(gòu)成)和/或任何其他合適的磁體。此外，在一些實(shí)施方案中，永磁體408和/或芯412可以是包括高導(dǎo)磁芯和磁化繞組(未明確地示出)以借助磁通給磁路充能的電磁體。在一些實(shí)施方案中，檢測(cè)器400可用作“磁阻傳感器”。在操作期間，當(dāng)儀表式切割元件428的切割臺(tái)404接近外部的可磁化材料(例如，現(xiàn)有井)時(shí)，可降低用于永磁體408的磁通路徑(或磁路)的磁性阻力或“磁阻”。當(dāng)檢測(cè)器400被利用來感測(cè)磁阻時(shí)，檢測(cè)器400可被稱為“磁阻傳感器”。減少的磁阻可允許更高體積的磁通從圍繞磁路的永磁體408發(fā)射出來。當(dāng)利用具有更高磁導(dǎo)率的芯412時(shí)，用作磁阻傳感器的檢測(cè)器400可具有對(duì)磁場(chǎng)變化的增加的靈敏度。更高磁導(dǎo)率可支持用于給定的磁路磁阻的更大起伏的磁通量?？蓽y(cè)量存在于磁路中的磁通量(以韋伯為單位)。線圈410可被設(shè)置成圍繞芯412。為了易于制造，線圈410可安裝在線軸(未明確地示出)或直接纏繞在芯412上。線圈410可以是磁導(dǎo)線，因?yàn)樗糜跈z測(cè)繞組中的磁通量變化。在一些實(shí)施方案中，線圈410可被配置來最大化線軸(未明確地示出)和/或芯412上的匝數(shù)以便優(yōu)化檢測(cè)器400的性能。例如，線圈410可以以層的形式形成以便大致填充空腔422中的徑向空間。線圈410可包括絕緣體和導(dǎo)體。例如，線圈410可以是涂清漆的包圓銅線。作為另一實(shí)例，線圈410可包括在其上具有薄絕緣涂層(類似PEEK(聚酰亞胺)、聚四氟乙烯)的方形銀或銅拉制線、GORE絕緣線、諸如在CERMAWIRE中利用的陶瓷和/或任何其他合適的導(dǎo)線和絕緣體。線圈410材料的選擇可部分地基于與儀表式切割元件428的組裝相關(guān)聯(lián)的高溫度，例如釬焊溫度。例如，在儀表式切割元件428的組裝期間，CERMAWIRE可適宜地承受釬焊溫度?；趯?dǎo)體的增加的面積，與圓形導(dǎo)體相比，利用方形截面導(dǎo)體可降低每匝的線圈電阻，然而方形截面導(dǎo)體可成本很高。在一些實(shí)施方案中，當(dāng)釬焊或其他連接操作發(fā)生來連接切割臺(tái)404和襯底402時(shí)，線圈410可利用諸如陶瓷管的熱絕緣體來保護(hù)檢測(cè)器400內(nèi)部的線圈410和其他部件。在一些實(shí)施方案中，絕緣材料可以是中空管的形狀以便允許導(dǎo)體連接至連接器帽406上的連接器418。線圈410的材料的選擇可取決于應(yīng)用特定因素，諸如溫度、振動(dòng)和/或可影響線圈410的性能的任何其他因素。在檢測(cè)器400的操作期間，存在于由永磁體408發(fā)射的磁路中的隨時(shí)間變化的磁通量可導(dǎo)致線圈410中的電流和電壓被測(cè)量。具有更高磁導(dǎo)率的芯412可允許磁路中的每單元區(qū)域的增加的磁通能力的更大范圍。芯412中的磁通量的隨時(shí)間變化的變化的更高速率可導(dǎo)致來自圍繞芯412的線圈410更高電壓讀數(shù)。線圈410可基于下述公式生成電壓：V(t)＝N×dφ/dt(1)其中，N＝線圈上的匝數(shù)，φ＝在給定的時(shí)間t(以秒為單位)測(cè)量到的線圈410的直徑內(nèi)部的磁通量(以韋伯為單位)，以及dφ/dt＝線圈410的直徑內(nèi)部磁通量隨時(shí)間的變化速率(以韋伯每秒為單位)。因此，在線圈410中測(cè)量到的電壓可直接取決于線圈410的直徑內(nèi)部的磁通量隨時(shí)間變化的變化速率。間隔件414可定位成接近芯412和/或與其相接觸。間隔件414可由可不干擾由檢測(cè)器400形成的磁場(chǎng)的材料構(gòu)成。例如，間隔件414可由非磁性材料構(gòu)成，諸如鈹銅(BeCu)和/或任何其他合適的材料。間隔件414可被利用來鼓勵(lì)從芯412的接近永磁體408的末端的磁通泄漏。在一些實(shí)施方案中，間隔件414可以是芯412的一部分或延伸。此外，間隔件414可被配置來向芯412提供軸向支持，例如沿著感測(cè)軸線424提供支持。間隔件414可包括提供用于一個(gè)或多個(gè)線圈導(dǎo)線420從線圈410移動(dòng)到連接器帽406上的連接器418的路徑的中空中心。此外，一個(gè)或多個(gè)其他電子裝置也可定位在間隔件414內(nèi)部，所述電子裝置例如為溫度傳感器、電容器、放大器電路、重量/力傳感器、振動(dòng)傳感器和/或支持檢測(cè)器400的功能的任何其他合適的電子裝置。連接器帽406可定位成接近間隔件414和/或襯底402和/或與其相接觸。連接器帽406可包括一個(gè)或多個(gè)電連接器418。連接器帽406可利用電連接器418來提供線圈導(dǎo)線420之間的電子連接和一個(gè)信號(hào)或多個(gè)信號(hào)以及參考圖2A論述的鉆頭凹窩166中和/或參考圖3論述的鉆頭凹窩366中的對(duì)應(yīng)連接。線圈導(dǎo)線420可與連接器帽406上的電連接器418通信地聯(lián)接。電連接器418可接合用于切割元件428的凹窩中的一個(gè)或多個(gè)配套連接器，所述凹窩例如為參考圖2A論述的鉆頭凹窩166和/或參考圖3論述的鉆頭凹窩366。連接器帽406可以以任何合適的方式焊接、螺紋連接、密封和/或連接至襯底402的大致與切割臺(tái)404相對(duì)定位的末端。在一些實(shí)施方案中，連接器帽406(作為儀表式切割元件428的一部分)可以在高溫條件下被釬焊到鉆頭凹窩166中。連接器帽406可被設(shè)計(jì)來允許儀表式切割元件428與鉆頭凹窩166之間的釬焊材料的芯吸以便優(yōu)化釬焊連接的強(qiáng)度。在一些實(shí)施方案中，在釬焊操作期間，可由保護(hù)邊界和/或可最小化使連接器418短路的可能的其他合適材料最小化釬焊材料被芯吸入接近連接器418的區(qū)域。這樣的連接可被稱為“無釬焊”連接。例如，諸如陶瓷盤(未明確地示出)這樣的保護(hù)邊界材料可被放置在連接器418上。可利用另外的材料來幫助將陶瓷盤設(shè)定在連接器418的中心上，諸如利用放置在陶瓷盤與連接器418之間的順應(yīng)層，例如壓縮玻璃纖維盤。作為另一實(shí)例，基本上無釬焊連接可通過利用接近連接器418的凹入插槽來實(shí)現(xiàn)，所述凹入插槽可與鉆頭凹窩166中的銷釘相匹配以便實(shí)現(xiàn)連接。在一些實(shí)施方案中，來自線圈410的單個(gè)導(dǎo)線420可利用通過鉆頭本體的相關(guān)聯(lián)的接地回路被連接至連接器418，所述鉆頭本體例如參考圖2A示出的鉆頭本體124和/或參考圖3示出的管狀體634。在另一實(shí)施方案中，來自線圈410的兩個(gè)或者更多個(gè)導(dǎo)線420可被利用來提供單獨(dú)的接地回路導(dǎo)線和/或協(xié)助控制傳感器噪聲。在一些實(shí)施方案中，例如，如果永磁體408被加熱至高于其居里溫度，那么將儀表式切割元件428與鉆頭凹槽166連接的釬焊操作可致使永磁體408處于非磁化狀態(tài)。為了重新磁化永磁體408，在永磁體408從釬焊操作冷卻時(shí)可施加外部磁場(chǎng)以便使磁體中的磁疇重新對(duì)準(zhǔn)并且因此重新磁化。作為另一實(shí)例，在單獨(dú)重新加熱過程中可施加外部磁場(chǎng)，其中永磁體408可被加熱至高于其居里溫度但保持低于釬焊材料熔融溫度。因此，在一些實(shí)施方案中，永磁體408可由具有高于釬焊溫度的居里溫度的材料制成，例如由釤鈷磁體制成。在一些實(shí)施方案中，可利用電磁體來替代永磁體408，所述電磁體可通過給圍繞檢測(cè)器400內(nèi)的單獨(dú)芯(未明確地示出)的第二線圈(未明確地示出)或圍繞現(xiàn)有芯412的部分的單獨(dú)線圈通電來充能(勵(lì)磁)。單獨(dú)芯的磁軸可大致與芯412重合和/或集成在一起。可利用直流向電磁體提供動(dòng)力。第二線圈可被利用來感測(cè)磁路磁阻而不是永磁體408中的變化。在所述實(shí)施方案中，兩個(gè)線圈導(dǎo)線420可被利用來將電路與連接器418連接。電磁體的操作可包括選擇性地激活，例如，向單獨(dú)線圈施加直流以便支持磁阻傳感器。可替代地，單獨(dú)芯可被單獨(dú)線圈消磁(de-guassed)以便將磁化場(chǎng)變?yōu)榻咏恪Ｔ谶@種情況中，檢測(cè)器400可隨后被電子地重新配置來操作為電感傳感器，如下文參考圖6所論述的。檢測(cè)器400的配置可被變化來生成對(duì)接近檢測(cè)器400的可磁化材料(例如參考圖1示出的套管134)的存在的優(yōu)化響應(yīng)，如參考圖5A和5B更詳細(xì)地論述的。例如，永磁體408的位置、線圈410中的繞組的數(shù)量和/或檢測(cè)器400的其他方面可被調(diào)整來生成磁路對(duì)接近現(xiàn)有井和/或其他可磁化材料的響應(yīng)。作為另一實(shí)例，檢測(cè)器400可通過變化檢測(cè)器400中的可磁化材料的量和/或檢測(cè)器400的形狀被調(diào)諧至所期望的可檢測(cè)距離或范圍，例如以便隨著外部可磁化材料進(jìn)入檢測(cè)器400的有效范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)磁通量的變化。因此，多個(gè)不同配置存在用于磁路的構(gòu)建以及從可滲透流動(dòng)路徑進(jìn)入檢測(cè)器400周圍環(huán)境的磁通的發(fā)射。圖5A示出根據(jù)本公開的一些實(shí)施方案的在基本上不存在外部可磁化材料(例如，現(xiàn)有井和/或其他井下障礙物)的情況下可發(fā)生在圖4中示出的檢測(cè)器400的操作期間的示例性磁場(chǎng)530。磁場(chǎng)530可包括限定磁源的磁矩的磁極，所述磁場(chǎng)530可以與可滲透芯和/或磁源共軸。在基本上不存在諸如鐵磁材料的外部可磁化材料的情況下，磁場(chǎng)530可以是大體對(duì)稱的。然而，磁場(chǎng)530可與圖2A中示出的鉆頭本體124、刀片126和/或鉆頭101的其他部件，和/或圖3中示出的管狀體324、刀片326和/或工具320的其他部件交互，如果任何這樣的部件包括可磁化材料的話。這樣的交互可影響磁場(chǎng)530的形狀、大小和/或?qū)ΨQ度，和/或影響由外部可磁化材料的接近形成的磁路的磁通密度。磁通密度可以以韋伯每平方米(Wb/m2)的單位表示。圖5B示出根據(jù)本公開的一些實(shí)施方案的在鉆頭101和/或工具320可接觸現(xiàn)有井536的情況下用于圖4中示出的檢測(cè)器400的示例性磁場(chǎng)530。在儀表式切割元件428變得接近和/或在接觸點(diǎn)540接觸現(xiàn)有井536的套管534時(shí)，磁場(chǎng)530可被改變。磁場(chǎng)530的改變可在可磁化材料(例如，套管534)存在的情況下發(fā)生。因此，套管534和來自套管534的切屑均可導(dǎo)致磁場(chǎng)530的變化。在操作期間，當(dāng)儀表式切割元件428的切割臺(tái)404接近外部可磁化材料(諸如套管534)時(shí)，永磁體408的磁路的磁阻可減少。減少的磁阻可允許更高體積的磁通從圍繞由磁場(chǎng)530示出的磁路環(huán)的永磁體408發(fā)射出來。如果周圍巖層是弱可磁化或非磁性的，那么當(dāng)儀表式切割元件428不接近可磁化材料(例如，套管534)時(shí)，磁阻可增加。因此，取決于儀表式切割元件428相對(duì)于可磁化材料的位置，磁阻可變化。磁阻中的變化可致使通過磁路的磁通密度中的變化。如上文所提及的，在一些實(shí)施方案中，在磁阻降低時(shí)，圍繞磁路發(fā)射的磁通量可增加。在具有檢測(cè)器400的儀表式切割元件428接近套管534時(shí)，套管534的磁化效應(yīng)可減少磁阻并且存在于磁路中的磁通量增加。在具有檢測(cè)器400的儀表式切割元件428遠(yuǎn)離套管534時(shí)，磁阻增加并且磁路中的磁通量降低。因此，磁路中的磁通量和磁通密度可基于時(shí)間變化并且可以部分地是鉆頭的旋轉(zhuǎn)速度的函數(shù)。由于磁通量的大部分可移動(dòng)通過芯412，存在由線圈410環(huán)繞的芯412中的磁通密度變化的隨時(shí)間變化的速率。如參考上述的等式(1)所詳述地，從線圈410產(chǎn)生的電壓可取決于線圈410的匝數(shù)量乘以通過線圈410的磁通量變化的時(shí)間速率(dφ/dt)。因此，來自線圈410的電壓可以與由可磁化目標(biāo)(例如，套管534)形成的磁路效應(yīng)中的變量相關(guān)，所述變量基本上取決于所述目標(biāo)的相對(duì)磁導(dǎo)率(μr)。具有高磁導(dǎo)率的目標(biāo)(例如，基于鐵的材料，其可以是用于套管和鉆柱的典型材料，可以具有高達(dá)大約3000的高磁導(dǎo)率)可降低磁路中的磁阻并且增加磁通量。因此，磁場(chǎng)530的變化可改變磁路的磁阻，這改變了利用鉆頭101和/或工具320的每次旋轉(zhuǎn)移動(dòng)通過線圈410的內(nèi)部區(qū)域的磁通量和磁通密度。磁路中的更高磁通密度或者磁通密度的時(shí)間變量可指示可磁化或鐵磁材料(例如，套管534)的存在。另外地，磁通密度中的變量可通過線圈410中的增加內(nèi)向流動(dòng)證實(shí)和/或通過從線圈410末端導(dǎo)線讀取的電壓中的變化證實(shí)。磁場(chǎng)530中所示出的變化僅是示例性的，并且可以更多、更少和/或可由檢測(cè)器400檢測(cè)的變化的任何其他變量可發(fā)生。因此，通過線圈410末端導(dǎo)線的電壓的存在可以是磁路磁阻中的變化的指示。變化的電壓可構(gòu)成指示接近檢測(cè)器400的可磁化材料的存在以及不存在的信號(hào)。電壓信號(hào)可隨后類似于檢測(cè)器400的芯412中的磁通密度的隨時(shí)間的變化的衍生物。圖5C示出根據(jù)本公開的一些實(shí)施方案的在檢測(cè)器400漂移接近以及遠(yuǎn)離可磁化材料時(shí)所述檢測(cè)器400的示例性隨時(shí)間變化的響應(yīng)的曲線圖550。曲線560可表示磁路通量密度中的時(shí)間變化。曲線570可表示由線圈410檢測(cè)的隨時(shí)間變化的電壓。注意，電壓(例如，曲線570)可以是芯412中的可變通量(例如，曲線560)的衍生信號(hào)。在操作中，感測(cè)的電壓可類似于在檢測(cè)器400接近可磁化材料時(shí)的瞬時(shí)峰值。所感測(cè)的電壓可由井下處理器(例如，位于鉆頭101和/或工具320中)來數(shù)字化并分析，所述井下處理器可包括關(guān)于什么構(gòu)成傳感器400的檢測(cè)范圍內(nèi)的可磁化本體的指令。圖5D示出根據(jù)本公開的一些實(shí)施方案的在檢測(cè)器400漂移接近以及遠(yuǎn)離可磁化材料的示例性隨時(shí)間變化的電壓響應(yīng)的圖580。曲線590可以是來自線圈410的可變磁阻傳感器電壓輸出的示例性響應(yīng)。當(dāng)傳感器400隨著鉆頭101和/或工具320旋轉(zhuǎn)時(shí)，曲線590中的正峰值可說明在傳感器400接近可磁化材料時(shí)的響應(yīng)并且負(fù)峰值可說明在傳感器400移動(dòng)遠(yuǎn)離可磁化材料時(shí)的響應(yīng)。返回到圖5B，在一些實(shí)施方案中，儀表式切割元件428中的磁通密度的變化可致使線圈410的電流和電壓輸出的變化。例如，可通過進(jìn)入線圈410的電流的增加并因此線圈410的電壓輸出的變化證實(shí)磁通密度的變化。電流可由定位在圖1中示出的鉆頭101和/或BHA120和/或在圖3中示出的工具320的檢測(cè)電路檢測(cè)。檢測(cè)電路可通過電子路徑聯(lián)接至儀表式切割元件428的連接器帽406上的電連接器418。當(dāng)檢測(cè)電路檢測(cè)到切屑、套管534和/或其他可磁化或人造材料的存在時(shí)，所述檢測(cè)電路可通過BHA120和/或任何其他井下遙測(cè)系統(tǒng)的部件將數(shù)據(jù)傳輸至井場(chǎng)106。此傳輸可提示用戶鉆頭101和/或工具320可與可磁化的障礙物相交，和/或可與現(xiàn)有井536、廢棄的鉆柱和/或其他可磁化或人造材料相交。替代性地或額外地，故障安全機(jī)構(gòu)可被觸發(fā)，所述故障安全機(jī)構(gòu)可從鉆柱103旋轉(zhuǎn)至少暫時(shí)旋轉(zhuǎn)地脫離鉆頭101和/或工具320，并且基本上或者完全地阻止進(jìn)一步切入套管534中。例如，沿井身定位在鉆頭101和/或工具320上行的鎖定轉(zhuǎn)環(huán)可被激活，這可使扭矩脫離被傳輸至來自鉆柱103的鉆頭101和/或工具320。鎖定轉(zhuǎn)環(huán)可響應(yīng)于來自檢測(cè)器400的信號(hào)而被內(nèi)部控制器(未明確地示出)致動(dòng)。內(nèi)部控制器可以是可被通信地聯(lián)接至鉆柱103、鉆頭101和/或工具320的任何類型的合適控制器或處理器。內(nèi)部控制器可向鉆柱103和/或BHA120的任何部件提供實(shí)時(shí)控制，包括對(duì)任何電動(dòng)馬達(dá)、離合器、扭矩控制和/或任何其他合適的部件的控制。在一些實(shí)施方案中，內(nèi)部控制器可定位在表面。在一些實(shí)施方案中，內(nèi)部控制器可定位在井下。內(nèi)部控制器可包括可分布在鉆柱103的元件內(nèi)的一個(gè)或多個(gè)處理單元。內(nèi)部控制器可控制鉆柱103、BHA120、鉆頭101和/或工具320的任何部件的電流、可用電壓、馬達(dá)速度、離合器接合和/或扭矩容量。作為另一實(shí)例，在僅通過泥漿馬達(dá)或者渦輪鉆具葉輪馬達(dá)的旋轉(zhuǎn)的情況中，閥門可打開，將鉆探液從泥漿馬達(dá)或渦輪鉆具的功率部分轉(zhuǎn)移。作為另一實(shí)例，如果旋轉(zhuǎn)功率由井下電動(dòng)馬達(dá)提供，那么供應(yīng)至馬達(dá)的功率可被自動(dòng)或人工移除?？衫糜糜谛D(zhuǎn)地脫離鉆頭101和/或工具320的任何其他合適的方法。此外，在鉆頭101和/或工具320的旋轉(zhuǎn)期間，在檢測(cè)器400掃過井筒的弧長(zhǎng)分段時(shí)，可通過監(jiān)測(cè)檢測(cè)器400響應(yīng)來確定可磁化或人造材料相對(duì)于井筒的高側(cè)的方位角位置。井筒的高側(cè)可以指相對(duì)于下行方向的孔的頂部。使用鉆頭101和/或工具320中的高側(cè)參考傳感器，諸如被定位來測(cè)量通過井筒的交叉軸線方向(X方向和Y方向)的一對(duì)豎直的加速度計(jì)，內(nèi)部控制器可存儲(chǔ)相對(duì)于旋轉(zhuǎn)的弧長(zhǎng)分段的傳感器響應(yīng)。這樣的響應(yīng)可協(xié)助監(jiān)測(cè)可磁化和/或人造材料相對(duì)于井筒的高側(cè)的方向。例如，僅在一個(gè)方向上，諸如向右方向上旋轉(zhuǎn)，那么一個(gè)交叉軸線加速度計(jì)對(duì)于使鉆頭101和/或工具320的角度位置近似作為旋轉(zhuǎn)期間的時(shí)間函數(shù)是必須的。檢測(cè)器400值可被分組到旋轉(zhuǎn)角度的分段弧長(zhǎng)狹槽中，例如相對(duì)于參考點(diǎn)的旋轉(zhuǎn)角度中的五度增量。內(nèi)部控制器、檢測(cè)器400和/或任何其他合適的部件可隨后促進(jìn)將可磁化材料和/或人造物體的方向傳輸至表面。此外，如果鉆探繼續(xù)進(jìn)行，那么內(nèi)部控制器可使用檢測(cè)器400數(shù)據(jù)自主修改可控制的轉(zhuǎn)向組件的井下轉(zhuǎn)向。例如，轉(zhuǎn)向組件可響應(yīng)于可磁化和/或人造材料的所確定的近似位置基于預(yù)定或更新的指令引導(dǎo)自身。作為另一實(shí)例，如果陀螺儀在旋轉(zhuǎn)鉆頭時(shí)保持參考方向，那么所述陀螺儀也可被利用來更新轉(zhuǎn)向指令。陀螺儀的實(shí)例可包括速率陀螺儀，指北陀螺儀，和/或可被構(gòu)造為諸如微電機(jī)器(MEM)、旋轉(zhuǎn)質(zhì)量、和/或任何其他陀螺儀傳感器平臺(tái)的固態(tài)陀螺儀的陀螺儀。通過利用定向感測(cè)部件，鉆頭101和/或工具320可轉(zhuǎn)向以便相交、避免或者跟隨可磁化材料和/或人造物體。因此，儀表式切割元件428中的檢測(cè)器400的使用可有助于檢測(cè)套管、尾管、濾砂管和/或另一現(xiàn)有井和/或其他鐵磁和/或儀表式切割元件428上的導(dǎo)電物體中的掉落在孔洞落魚中的物體的存在。在其他的情境中，儀表式切割元件428中的檢測(cè)器400可有助于避免如同現(xiàn)在正在鉆探的相同井筒中的先前鉆探的結(jié)構(gòu)，例如，在掉落在孔洞落魚中的物體存在于正在鉆探的井的先前鉆探的...