EP0631664A1 - Procede de diagraphie chimique d'un liquide et installation de diagraphie chimique pour la mise en oeuvre de ce procede - Google Patents

Procede de diagraphie chimique d'un liquide et installation de diagraphie chimique pour la mise en oeuvre de ce procede

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Publication number
EP0631664A1
EP0631664A1 EP93920551A EP93920551A EP0631664A1 EP 0631664 A1 EP0631664 A1 EP 0631664A1 EP 93920551 A EP93920551 A EP 93920551A EP 93920551 A EP93920551 A EP 93920551A EP 0631664 A1 EP0631664 A1 EP 0631664A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
liquid
pipe
chemical
analysis
logging
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP93920551A
Other languages
German (de)
English (en)
Inventor
Jean-François SORNEIN
Jacques Delay
Remo Chiappini
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Commissariat a lEnergie Atomique et aux Energies Alternatives CEA
Original Assignee
Commissariat a lEnergie Atomique CEA
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Commissariat a lEnergie Atomique CEA filed Critical Commissariat a lEnergie Atomique CEA
Publication of EP0631664A1 publication Critical patent/EP0631664A1/fr
Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B49/00—Testing the nature of borehole walls; Formation testing; Methods or apparatus for obtaining samples of soil or well fluids, specially adapted to earth drilling or wells
    • E21B49/08—Obtaining fluid samples or testing fluids, in boreholes or wells
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N1/00—Sampling; Preparing specimens for investigation
    • G01N1/02—Devices for withdrawing samples
    • G01N1/10—Devices for withdrawing samples in the liquid or fluent state
    • G01N1/16—Devices for withdrawing samples in the liquid or fluent state with provision for intake at several levels
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N33/00—Investigating or analysing materials by specific methods not covered by groups G01N1/00 - G01N31/00
    • G01N33/18—Water
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N1/00—Sampling; Preparing specimens for investigation
    • G01N1/02—Devices for withdrawing samples
    • G01N1/10—Devices for withdrawing samples in the liquid or fluent state
    • G01N1/18—Devices for withdrawing samples in the liquid or fluent state with provision for splitting samples into portions

Definitions

  • the present invention relates to a chemical logging process for a liquid as well as to a chemical logging installation for implementing this process. More precisely, this chemical logging process makes it possible to take samples of liquid or water from a borehole, an ocean, a lake or a river, and to carry out measurements on them, in order to establish concentration profiles of at least one chemical element found in this liquid. This process allows for example to follow day by day, the evolution of a pollution spot present in the sea.
  • a prior art sampling technique is already known from the prior art, consisting in using a sampling bottle, operated by a cable.
  • These bottles are generally constituted by a cylinder open at its two ends, which are lowered to the required depth and which are closed at a distance.
  • These bottles are closed by an electrical or mechanical device.
  • the closure of the bottle can be obtained by means of a messenger, which is a kind of counterweight or metal counterweight which is allowed to slide by gravity along the cable and which triggers the closure of the bottle. '' a valve by its impact on a closing mechanism. Chemical measurements are carried out later in the laboratory on the samples taken.
  • a messenger which is a kind of counterweight or metal counterweight which is allowed to slide by gravity along the cable and which triggers the closure of the bottle.
  • '' a valve by its impact on a closing mechanism.
  • Chemical measurements are carried out later in the laboratory on the samples taken.
  • There are currently on the market many types of bottles which meet various needs concerning the volume of the sample, the materials constituting the
  • each sample is not necessarily representative of the average concentration on the selected step.
  • devices are also known. in situ measurement comprising a specific probe of one or a few chemical elements and which makes it possible to carry out a measurement directly in depth at the place of sampling and to return the information collected at the surface, via 'an electric cable.
  • These probes are for example spectral gamma probes for gamma emitters making it possible to measure quantities of iodine, for example.
  • these probes are generally very complex and expensive since they require installing an electronic device inside a sealed body and they must withstand pressure stresses. These probes are generally specific to one or a few elements and their performance is limited. Finally, very often, they are less precise than a benchtop installation in a laboratory. The constraints to which these probes are subjected generally cause a loss of resolution and interference phenomena.
  • the object of the invention is to remedy the drawbacks mentioned above and to enable precise chemical maps, in one, two or three dimensions, of a chemical element found in a liquid, in the water from a borehole or open water.
  • the invention relates to a method of chemical logging of a liquid making it possible to produce a concentration profile of at least one chemical element present in a liquid to be analyzed.
  • this method comprises the steps consisting in: - carrying out a continuous sampling of said liquid to be analyzed, thanks to a pipe whose inlet opening is gradually displaced in the mass of this liquid, this pipe being provided with means for sucking up this liquid inside the pipe and with means pumping intended to bring this liquid up inside said pipe, towards the surface,
  • This process therefore makes it possible, in a single operation, that is to say by moving the pumping point along the profile to be studied, to make a series of samples. These samples are taken more quickly than in the prior art.
  • the repetition of this process makes it possible to carry out chemical maps in two or three dimensions by moving the starting point of the descent of the pipe.
  • a turbulent type liquid flow regime is produced inside the pipe.
  • the ratio between speed average of the fluid circulating in the pipe and the speed of movement of the inlet opening of the pipe is between 4 and 100.
  • the analysis of the liquid sampled is carried out substantially in real time by at least one device for continuous analysis of a particular chemical element, this device being placed at the outlet of the pipe.
  • the analysis of the sampled liquid is carried out deferred, by at least one analysis apparatus, on the basis of samples taken continuously at the outlet of the pipe over at least a fraction of the flow rate and according to at least one sampling step.
  • This process thus makes it possible to quickly carry out measurements on samples taken according to fairly large sampling steps, then, when an anomaly is detected on a given sampling step, to then carry out more precise analyzes. in this zone on the samples of smaller steps taken in parallel.
  • the invention also relates to a chemical logging installation for implementing the process which has just been described. According to the characteristics of the invention, this device comprises:
  • suction means for suctioning the liquid to be analyzed, these suction means being located on the pipe and making it possible to inject the liquid sucked inside said pipe,
  • FIG. 1 is a diagram representing an overall view of the chemical logging installation making it possible to carry out the method according to the invention
  • - Figure 2 is a diagram illustrating the dilution of a tracer slot after circulation along a 100 m pipe, as a function of the Reynolds number of the flow
  • - Figure 3A and B illustrates the results of a resolution test
  • FIG. 4 is a theoretical curve illustrating an example of results which it is possible to obtain with the chemical logging installation according to the invention.
  • the chemical logging installation will now be described in more detail with reference to FIG. 1.
  • This installation comprises a pipe 1, wound on a winch 3.
  • This winch is equipped with motor means making it possible to wind or unwind the pipe 1 and therefore to lower it or reassemble it inside a borehole, for example , as shown in FIG. 1.
  • the winch 3 also comprises a hydraulic rotary connector allowing both to connect the pipe 1 to a surface pipe.
  • This pipe 1 has at one of its ends, an inlet opening 4; it is equipped with a sampling probe 5 placed at this inlet opening.
  • the logging installation further comprises means 7 for measuring the length of pipe 1 immersed in the borehole, as well as an electromagnetic flow meter 9, placed at the outlet of pipe 1.
  • the measuring means 7 therefore make it possible to measure what, in terms of logging, is called the "depth dimension", that is to say the position of the inlet opening 4 of the pipe 1.
  • These measuring means 7 comprise a pulley of known circumference (metric pulley) driven by the pipe 1 and whose revolutions are counted by optical encoder. Other means of measuring the depth could also be used, such as a pressure gauge.
  • means for analyzing the collected liquid are provided, arranged on the surface, generally in a laboratory and generally referenced 11.
  • the measurement means 7, the flow meter 9 and the analysis means 11 are , furthermore, connected to a central computer 13, as shown by the double arrows.
  • This computer 13 includes an internal clock allowing measure and record time (t).
  • the sampling probe 5 comprises a substantially cylindrical casing 15 connected at its downstream end or upper end, to the pipe 1, by fixing means 17.
  • the probe 5 has, at its upstream end or lower end, a inlet filter 19. This filter is generally not necessary when samples are taken at sea.
  • a pump 21 is arranged, (here in the example shown, three pumps , interconnected).
  • Each pump 21 simultaneously performs the suction function of the liquid 23 in which the sampling probe 5 is immersed and the pumping function making it possible to bring up the liquid 23 sucked inside the pipe 1, to the surface where this liquid will be analyzed later.
  • the suction is done at the inlet opening 4 of the probe or more precisely of its inlet filter 19.
  • the pump or pumps 21 are supplied by means constituted for example by internal batteries, or from the surface by a cable, or even, in the preferred embodiment of the invention, by a single cable grouping together the hose functions 1, carrying cable and power supply cable.
  • the hydraulic connector of the winch 3 is also electrical.
  • this cable (or pipe 1) has been shown diagrammatically.
  • sampling probe 5 will not be described in more detail, on the one hand, because its characteristics are not limiting of the invention and, on the other hand, because a person skilled in the art will be able to easily carry out such a probe making it possible to take the desired samples.
  • the means for pumping and sucking the liquid are combined into a single pump 21 placed inside the sampling probe 5.
  • the pumping part can also be placed on the surface and the suction part in the at the end 4 of pipe 1.
  • the sampling probe 5 is placed at the end of the pipe 1.
  • the means 11 for analyzing the collected liquid comprise a pipe 25 connecting the outlet of the flow meter 9 to a control flow meter 27.
  • a pipe 29, forming a bypass from the pipe 25 connects the latter to a pump 31 allowing the liquid to be put back under pressure before sending it to the other devices.
  • a filter 33 is placed in series downstream of this pump 31.
  • a canalization 35 connects this filter 33 to a control pressure gauge 37 then to a second control flow meter 39.
  • a sampling device 41 is connected by a bypass 43 to the pipe 35.
  • An analysis device 45 for the concentration of the desired chemical element is also connected by a bypass 47 to the pipe 35.
  • This analysis device 45 is also connected to a third control flow meter 49.
  • Flow control valves 51 are provided, respectively, between the sampling device 41 or the analysis device 45 and the pipe 35.
  • two apparatuses 45 for analyzing the concentration of given chemical elements can be provided.
  • the number of sampling devices 41 or analysis devices 45 is not a limiting characteristic of the invention.
  • the water sampled at an initial in situ pressure is initially subjected to an overpressure (in the case of submerged pumping), then gradually brought back to atmospheric pressure, or ' Even under vacuum if the device operates by suction.
  • This progressive pressure drop accompanied by turbulence in the flow, is conducive to the degassing of gases possibly dissolved in the water withdrawn.
  • the method according to the invention consists. contrary to what was done in the prior art, to carry out a continuous sampling of the liqui ⁇ of 23 to be analyzed, by progressively moving (generally at constant speed) inside the liquid 23, the pipe 1 of which l end is provided with the sampling probe 5.
  • this sampling is carried out on a vertical profile, and in this case, the pipe 1 and the probe 5 are moved vertically up and down so that the liquid 23 is sampled "at rest". Indeed, if the sample is taken from bottom to top, the liquid 23 sampled may have been stirred by the passage of the pipe. However, in certain specific cases, it is entirely possible to take a sample by raising the probe 5.
  • the descent of a probe at regular speed is sometimes thwarted by the fact that the probe arises on the irregularities of the wall, while the ascent of the probe poses no problems.
  • the profile investigated can be vertical, inclined or even horizontal, the device being able to be towed to a constant depth behind a boat, for example. In addition, this profile is not necessarily straight.
  • the liquid 23 sucked in by the sampling probe 5 is returned inside the pipe 1 to the surface towards the flow meter 9 and the analysis means 11.
  • the position of the inlet opening 4 of the pipe 1 is measured when the probe 5 is lowered inside the borehole.
  • the displacement speed Vd of the inlet opening 4 is obtained.
  • the mean velocity VI of the displacement of the liquid is also measured.
  • 23 inside the pipe 1 thanks to the flow meter 9.
  • the dead volume of the pipe 1 is measured, which is a constant value for a given installation.
  • the pipe 1 is permanently filled with liquid even when no measurement is made.
  • the working time (A t) in the device is calculated as a function of the flow rates actually recorded in the period preceding the analysis, and - the dimension occupied by the end of the pipe at time (t ⁇ ⁇ t) is sought, at from the recorded depth dimensions.
  • the quality of the results obtained depends firstly on the dispersity of the flow in the pipe 1 between the sampling point and the point analysis and / or sampling and secondly the sampling coefficient.
  • This dimensionless number indicates the type of flow: laminar (Re ⁇ 2000), hydraulically smooth turbulent (4000 ⁇ Re ⁇ 100,000), or intermediate.
  • the dilution corresponding to C0 / C1 has been shown on the ordinate.
  • Curve A corresponds to the results obtained for a pipe with a diameter of 6 mm
  • curve B for a pipe with a diameter of 4 mm.
  • the dispersivity of the flow is high in the laminar flow regime, but it is limited in the turbulent regime. Consequently, arrangements will be made to preferably maintain, inside the pipe 1, a flow regime of the turbulent type, so as to avoid this dispersivity.
  • This turbulent flow will be obtained by correct dimensions of the pipe 1 or by the adaptation of the characteristics of the pumping means 21.
  • the dispersivity increases with the length of the pipe.
  • the sampling coefficient is defined by the ratio between the average speed VI of displacement of the liquid 23 drawn in and circulating inside the pipe and the speed of movement Vd of the inlet opening 4 of the pipe 1
  • the increase in the sampling coefficient limits the dispersivity. In practice, the reduction in Vd is limited by the length of the profile to be analyzed and by the time that it is desired to devote to the measurement, while the increase in VI is linked to the pumping means.
  • Vd can vary between 1 and 10 m per in and VI between 40 and 100 m per min. Consequently, this sampling coefficient is between 4 and 100.
  • the spatial resolution is subsequently optimized by the computer 13 by adjusting these parameters and by mathematically processing the data (deconvolution).
  • deconvolution As a purely illustrative example and for an application requiring a pipe length of 600 meters, the following values have been evaluated and then tested in the laboratory and in the field (in drilling, over 600 m deep), in order to have simultaneously a low dispersivity and a good coefficient sampling:
  • FIG. 3 Spatial resolution tests obtained under these conditions are shown in FIG. 3.
  • Marker slots were injected for different durations (5; 2, 5; 1 and 0.5 minutes), corresponding to a length of displacement of the opening of the pipe, (respectively 30; 15; 6 and 3 meters).
  • the original concentration is 100%, (see part A of Figure 3).
  • the concentration signal at the output of the device is then observed (see part B of FIG. 3, signal in solid line).
  • the output signal is time-shifted (average transit time in the pipe: 9 minutes). It can be seen that the first three marker slots (lasting at least 1 minute) have their original concentration as output.
  • an analysis device 45 is placed in series on the pipe 25 bringing the liquid collected in the pipe 1. It is possible to carry out a measurement on only part of the flow and release the rest of the sample to the outside.
  • the type of these analysis devices depends on the nature of the chemical element that one wishes to analyze. By way of purely illustrative example, these analysis devices can include a fluorimeter, specific ion electrodes or a device for measuring the conductivity (salinity).
  • This device 41 makes it possible to carry out samples according to a given sampling step.
  • a given volume of liquid corresponding to a height of liquid 23 in the column of liquid analyzed For example, in a borehole with a depth of 600 m, 20 samples corresponding to the volume of liquid or to a part of it, collected over a depth of 30 m can be produced.
  • a branch of the pipe 1 It is also possible on a branch of the pipe 1 to carry out a sampling of a different pitch. For example, 40 samples corresponding to 15 m from the column of liquid to be analyzed can be produced.
  • FIG. 4 illustrates an example of a theoretical curve which it is possible to obtain by the method according to the invention and representing the concentration (C) of a product as a function of the depth (P) of the sample.
  • a tracer for example a colored or chemical tracer.
  • the device according to the invention can also be used to set up the tracer, by injection from the surface. The device must then be slightly modified.

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Abstract

La demande concerne un procédé de diagraphie chimique d'un liquide et une installation pour la mise en ÷uvre de ce procédé. Le but de la demande est de mettre au point un procédé permettant de réaliser des cartographies précises d'éléments chimiques se trouvant dans un liquide. Ce but est atteint à l'aide d'un procédé consistant à: effectuer un prélèvement continu du liquide (23) à analyser grâce à un tuyau (1) déplacé progressivement à l'intérieur de ce liquide, ce tuyau (1) étant muni d'une pompe (21) permettant de renvoyer ce liquide en surface, effectuer des analyses sur ces prélèvements, et calculer pour chaque résultat d'analyses la profondeur à laquelle le prélèvement a été effectué. Application notamment dans les forages ou en océanographie.

Description

PROCEDE DE DIAGRAPHIE CHIMIQUE D'UN LIQUIDE
ET INSTALLATION DE DIAGRAPHIE CHIMIQUE
POUR LA MISE EN OEUVRE DE CE PROCEDE
La présente invention concerne un procédé de diagraphie chimique d'un liquide ainsi qu'une installation de diagraphie chimique pour la mise en oeuvre de ce procédé. Plus précisément, ce procédé de diagraphie chimique permet de prélever des échantillons de liquide ou d'eau d'un forage, d'un océan, d'un lac ou d'une rivière, et d'effectuer des mesures sur ceux-ci, afin d'établir des profils de concentration d'au moins un élément chimique se trouvant dans ce liquide. Ce procédé permet par exemple de suivre au jour le jour, l'évolution d'une tache de pollution présente dans la mer.
Afin d'établir des profils de concentration d'éléments chimiques se trouvant dans l'eau d'un forage ou en eau libre, on connaît déjà d'après l'art antérieur une technique de prélèvements ponctuels consistant à utiliser une bouteille de prélèvement, actionnée par un câble. Ces bouteilles sont généra- lement constituées par un cylindre ouvert à ses deux extrémités, que l'on descend à la profondeur requise et que l'on ferme à distance. Ces bouteilles sont fermées par un dispositif électrique ou mécanique. Ainsi, par exemple, la fermeture de la bouteille peut s'obtenir au moyen d'un messager, qui est une sorte de contre-poids ou de masselotte métallique qu'on laisse coulisser par gravité le long du câble et qui déclenche la fermeture d'un clapet par son impact sur un mécanisme de fermeture. Les mesures chimiques sont réalisées ultérieurement en laboratoire sur les échantillons prélevés. Il existe actuellement sur le marché de nombreux types de bouteilles qui répondent à des besoins variés concernant le volume du prélèvement, les matériaux constituant la bouteille de prélèvement, le principe de déclenchement de cel¬ le-ci, la conservation ou non des gaz dissous pré¬ levés, la filtration ou la pression maximum d'utili¬ sation.
Ce procédé de prélèvements ponctuels est long à mettre en oeuvre puisqu'il exige la descente et la remontée de la bouteille de prélèvement pour chaque échantillon. De surcroît, pour obtenir un profil de concentration détaillé ou pour rechercher une anomalie très localisée, il est nécessaire de prélever un grand nombre d'échantillons.
On connaît également un dispositif permet¬ tant d'effectuer des prélèvements multiples et compre¬ nant sur un même câble, plusieurs bouteilles de prélè¬ vements, conçues pour s'ouvrir puis se refermer automatiquement, en même temps, une fois que la totalité du câble a été déroulée dans la masse de liquide à analyser.
Cette technique, si elle permet de rendre plus rapide les prélèvements, n'est pas pour autant plus précise, car la distance entre deux bouteilles de prélèvement est souvent suffisamment importante pour que l'on ne puisse pas obtenir un profil très précis de concentration ou qu'une anomalie passe à travers le relevé effectué. En outre, pour un pas d'échantillonnage donné (c'est-à-dire la hauteur sur laquelle est effectué le prélèvement correspondant à un échantillon), chaque échantillon n'est pas obligatoirement représentatif de la concentration moyenne sur le pas retenu. Enfin, on connaît également des dispositifs de mesure in situ comprenant une sonde spécifique d'un ou de quelques éléments chimiques et qui permet¬ tent d'effectuer une mesure directement en profondeur sur le lieu du prélèvement et de renvoyer les informa- tions collectées en surface, par l'intermédiaire d'un câble électrique. Ces sondes sont par exemple des sondes gamma spectrales pour les émetteurs gamma permettant de mesurer des quantités d'iode, par exem¬ ple. Toutefois, ces sondes sont généralement très complexes et coûteuses puisqu'elles nécessitent d'installer un dispositif électronique à l'intérieur d'un corps étanche et qu'elles doivent résister à des contraintes de pression. Ces sondes sont généra- lement spécifiques à un ou à quelques éléments et leurs performances sont limitées. Enfin, bien souvent, elles sont moins précises qu'une installation de paillasse dans un laboratoire. Les contraintes aux¬ quelles sont soumises ces sondes entraînent généra- lement une perte de résolution et des phénomènes d'interférence.
A cet effet, l'invention a pour but de remédier aux inconvénients précédemment cités et de permettre la réalisation de cartographies chimi- ques précises, à une, deux ou trois dimensions, d'un élément chimique se trouvant dans un liquide, dans l'eau d'un forage ou en eau libre.
En conséquence, l'invention concerne un procédé de diagraphie chimique d'un liquide permettant de réaliser un profil de concentration d'au moins un élément chimique se trouvant dans un liquide à analyser.
Selon les caractéristiques de l'invention, ce procédé comprend les étapes consistant à : - effectuer un prélèvement continu dudit liquide à analyser, grâce à un tuyau dont l'ouverture d'entrée est déplacée progressivement dans la masse de ce liqui¬ de, ce tuyau étant muni de moyens d'aspi- ration de ce liquide à l'intérieur du tuyau et de moyens de pompage destinés à faire remonter ce liquide à l'intérieur dudit tuyau, en direction de la surface,
- effectuer en surface, des analyses sur le liquide prélevé en profondeur, grâce à des moyens d'analyse,
- mesurer en permanence et enregistrer simultanément la longueur du tuyau plongé dans le liquide, le débit du liquide se déplaçant dans ledit tuyau et le temps écoulé, afin qu'en connaissant le volume mort du tuyau, on puisse faire correspondre à chaque valeur d'analyse déterminée, la profondeur à laquelle le prélèvement a été effectué.
Ce procédé permet donc en une seule opéra¬ tion, c'est-à-dire en déplaçant le point de pompage le long du profil à étudier, de faire une série de prélèvements. Ces prélèvements sont effectués plus rapidement que dans l'art antérieur. La répétition de ce procédé permet de réaliser des cartographies chimiques en deux ou en trois dimensions en déplaçant le point de départ de la descente du tuyau.
De façon avantageuse, on réalise à l'inté- rieur du tuyau un régime d'écoulement du liquide de type turbulent.
On limite ainsi sensiblement la dispersivité de l'écoulement du liquide pompé au court de son trajet dans le tuyau. De préférence, le rapport entre la vitesse moyenne du fluide circulant dans le tuyau et la vites¬ se de déplacement de l'ouverture d'entrée du tuyau est compris entre 4 et 100.
Ces valeurs illustrent une gamme assez large des rapports des vitesses existant en pratique. On notera que plus ce rapport augmente et plus la dispersivité est limitée.
Selon un premier mode de réalisation, l'ana¬ lyse du liquide prélevé est effectuée sensiblement en temps réel par au moins un appareil d'analyse en continu d'un élément chimique particulier, cet appareil étant placé à la sortie du tuyau.
Ce procédé permet ainsi comme dans les sondes spécifiques d'obtenir des profils de concen- tration pratiquement en temps réel (simplement différé du temps de transit du liquide jusqu'à la surface) et garantit la détection des variations et des anoma¬ lies locales qui pouvaient échapper aux prélèvements ponctuels. En outre, avec un équipement de prélè- vement de base unique, relativement simple, on peut ensuite utiliser toutes les techniques et matériels de mesure en continu de laboratoire qui sont beaucoup plus précis. Il n'est pas nécessaire de réaliser des développements spécifiques complexes des sondes comme cela est le cas lorsque l'on souhaite réaliser une sonde de mesure in situ.
Selon un second mode de réalisation qui peut être réalisé en parallèle avec le premier, l'ana¬ lyse du liquide prélevé est effectuée en différé, par au moins un appareil d'analyse, sur la base d'échantillons prélevés en continu à la sortie du tuyau sur au moins une fraction du débit et selon au moins un pas d'échantillonnage.
Selon ce procédé, lorsque le liquide est prélevé sur une fraction du débit, il est possible de conserver une partie du débit pour les analyses en temps réel et une autre partie du débit pour les analyses en différé. Ainsi, lorsque pour un élément chimique donné, les techniques de mesure en continu et en temps réel ont une résolution ou une précision moins bonne que les techniques de mesures en différé, le couplage des deux techniques permet de détecter les anomalies locales par les mesures effectuées en temps réel et d'obtenir simultanément des valeurs précises en différé. En outre, l'échantillonnage étant effectué en continu, chaque échantillon est représentatif de la composition moyenne de l'inter¬ valle considéré.
Enfin, de façon avantageuse, on prévoit plusieurs dérivations à la sortie du tuyau afin d'ef¬ fectuer un échantillonnage selon des pas différents.
Ce procédé permet ainsi d'effectuer rapi¬ dement des mesures sur des échantillons prélevés selon des pas d'échantillonnage assez grands, puis lors de la détection d'une anomalie sur un pas d'échantillonnage donné, d'effectuer alors des analyses plus précises dans cette zone sur les échantillons de pas plus petits prélevés en parallèle.
L'invention concerne également une instal- lation de diagraphie chimique pour la mise en oeuvre du procédé qui vient d'être décrit. Selon les caracté¬ ristiques de l'invention, ce dispositif comprend :
- un tuyau présentant une ouverture d'entrée et muni de moyens moteurs permettant de le déplacer progressivement dans la masse de liquide à analyser,
- des moyens d'aspiration du liquide à analyser, ces moyens d'aspiration étant localisés sur le tuyau et permettant d'injecter le liquide aspiré à l'intérieur dudit tuyau,
- des moyens de pompage, localisés sur ledit tuyau et permettant de faire remon¬ ter jusqu'à la surface, le liquide se trouvant dans le tuyau,
- des moyens d'alimentation en énergie des moyens d'aspiration et des moyens de pompage, et
- des moyens d'analyse du liquide recueilli, disposés en surface,
- des moyens de mesure et d'enregistrement en fonction du temps de la position de l'ouverture d'entrée du tuyau, et
- des moyens de mesure et d'enregistrement en fonction du temps du débit du liquide s'écoulant à l'intérieur du tuyau.
L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description suivante d'un mode de réalisation de l'invention donné à titre d'exemple illustratif et non limitatif, cette description étant faite en faisant référence aux dessins annexés, dans lesquels :
- la figure 1 est un schéma représentant une vue d'ensemble de l'installation de diagraphie chimique permettant de réaliser le procédé selon l'invention,
- la figure 2 est un diagramme illustrant la dilution d'un créneau de traceur après circulation le long d'un tuyau de 100 m, en fonction du nombre de Reynolds de l'écoulement, - la figure 3A et B illustre les résultats d'un test de résolution, et
- la figure 4 est une courbe théorique illustrant un exemple de résultats qu'il est possible d'obtenir avec l'installation de diagraphie chimique selon l'invention. L'installation de diagraphie chimique va maintenant être décrite plus en détail en faisant référence à la figure 1.
Cette installation comprend un tuyau 1, enroulé sur un treuil 3. Ce treuil est équipé de moyens moteurs permettant d'enrouler ou de dérouler le tuyau 1 et donc de le descendre ou de le remonter à l'intérieur d'un forage, par exemple, comme cela est représenté en figure 1. Le treuil 3 comprend également un connecteur tournant hydraulique permet¬ tant de relier le tuyau 1 à une canalisation de surfa¬ ce. Ce tuyau 1 présente à l'une de ses extrémités, une ouverture d'entrée 4 ; il est équipé d'une sonde de prélèvement 5 placée au niveau de cette ouverture d'entrée. L'installation de diagraphie comprend en outre des moyens de mesure 7 de la longueur de tuyau 1 plongé dans le forage, ainsi qu'un débitmètre élec¬ tromagnétique 9, placé à la sortie du tuyau 1.
Les moyens de mesure 7 permettent donc de mesurer ce qu'en termes de diagraphie, on appelle la "cote profondeur", c'est-à-dire la position de l'ouverture d'entrée 4 du tuyau 1. Ces moyens de mesure 7 comprennent une poulie de circonférence connue (poulie métrique) entraînée par le tuyau 1 et dont on compte les tours par codeur optique. On pourrait également utiliser d'autres moyens de mesure de la profondeur, tel qu'un manomètre. On prévoit enfin en aval du débitmètre 9, des moyens d'analyse du liquide recueilli, disposés en surface, généralement dans un laboratoire et référencés de manière générale 11. Les moyens de mesure 7, le débitmètre 9 et les moyens d'analyse 11 sont, en outre, connectés à un ordinateur central 13, comme cela est schématisé par les doubles flèches. Cet ordinateur 13 comprend une horloge interne permettant de mesurer et d'enregistrer le temps (t).
La sonde de prélèvement 5 comprend une enveloppe sensiblement cylindrique 15 reliée à son extrémité aval ou extrémité supérieure, au tuyau 1, par des moyens de fixation 17. De façon avanta¬ geuse, la sonde 5 présente à son extrémité amont ou extrémité inférieure, un filtre d'entrée 19. Ce filtre n'est généralement pas nécessaire lorsqu'on effectue des prélèvements en mer. A l'intérieur de cette enveloppe 15, sont disposées au moins une pompe 21, (ici dans l'exemple représenté, trois pompes, reliées entre elles).
Chaque pompe 21 assure simultanément la fonction d'aspiration du liquide 23 dans lequel la sonde de prélèvement 5 est plongée et la fonction de pompage permettant de faire remonter le liquide 23 aspiré à l'intérieur du tuyau 1, jusqu'à la surface où ce liquide sera ultérieurement analysé. L'aspi¬ ration se fait au niveau de l'ouverture d'entrée 4 de la sonde ou plus précisément de son filtre d'en¬ trée 19.
La ou les pompes 21 sont alimentées par des moyens constitués par exemple, par des batteries internes, ou depuis la surface par un câble, ou encore, dans le module de réalisation préféré de l'invention, par un câble unique regroupant les fonctions de tuyau 1, de câble porteur et de câble d'alimentation électrique. Dans ce cas, le connecteur hydraulique du treuil 3 est en outre électrique. Pour des raisons de simplification de la figure 1, ce câble (ou tuyau 1) a été schématisé.
La sonde de prélèvement 5 ne sera pas décrite plus en détail, d'une part, parce que ses caractéristiques ne sont pas limitatives de l'inven- tion et d'autre part, parce qu'un homme du métier saura aisément réaliser une telle sonde permettant d'effectuer les prélèvements souhaités.
Dans le mode de réalisation qui vient d'être décrit, les moyens de pompage et d'aspiration du liquide sont confondus en une seule et même pompe 21 placée à l'intérieur de la sonde 5 de prélèvement. Toutefois, on pourrait prévoir dans des variantes de réalisation non représentées sur la figure 1, de séparer la pompe 21 en deux parties, une première partie permettant l'aspiration du liquide 23 à ana¬ lyser afin de l'injecter à l'intérieur du tuyau 1 et une deuxième partie permettant de faire remonter jusqu'à la surface, le liquide 23 se trouvant dans ce tuyau 1. Dans ce cas, on peut également placer la partie de pompage, à la surface et la partie d'aspiration dans l'eau, à l'extrémité 4 du tuyau 1.
Par ailleurs, dans le mode de réalisation préféré de l'invention, la sonde de prélèvement 5 est placée à l'extrémité du tuyau 1. Toutefois, on pourrait également prévoir de placer cette sonde 5 sur une partie médiane du tuyau 1, voire même en surface. Seul le tuyau 1 se déplacerait alors dans le profil à analyser. Comme illustré en figure 1, les moyens d'analyse 11 du liquide recueilli comprennent une canalisation 25 reliant la sortie du débitmètre 9 à un débitmètre de contrôle 27. Une canalisation 29, formant une dérivation depuis la canalisation 25 relie cette dernière à une pompe 31 permettant de remettre le liquide sous pression avant de l'en¬ voyer vers les autres appareils. Un filtre 33 est placé en série en aval de cette pompe 31. Une canali¬ sation 35 relie ce filtre 33 à un manomètre de contrô- le 37 puis à un second débitmètre de contrôle 39. Un appareil d'échantillonnage 41 est connecté par une dérivation 43 à la canalisation 35. Un appareil d'analyse 45 de la concentration de l'élément chimique recherché est également relié par une dérivation 47 à la canalisation 35. Cet appareil d'analyse 45 est également relié à un troisième débitmètre de contrôle 49. Des vannes de régulation de débit 51 sont prévues, respectivement, entre l'appareil d'échantillonnage 41 ou l'appareil d'analyse 45 et la canalisation 35.
Comme illustré en figure 1, on peut prévoir deux appareils d'analyse 45 de la concentration d'élé¬ ments chimiques donnés. Toutefois, le nombre d'ap¬ pareils d'échantillonnage 41 ou d'appareils d'analyse 45 n'est pas une caractéristique limitative de l'invention.
Au cours de son transport dans l'instal¬ lation, l'eau prélevée à une pression in situ initiale est dans un premier temps soumise à une surpression (dans le cas d'un pompage immergé), puis ramenée progressivement à pression atmosphérique, ou ' même en dépression si le dispositif fonctionne par aspira¬ tion. Cette baisse de pression progressive, accompa¬ gnée des turbulences de l'écoulement, est propice au dégazage des gaz éventuellement dissous dans l'eau prélevée.
Dans un mode de réalisation non représenté, il serait également possible de mettre en place un système de collecte et d'échantillonnage de ces gaz en surface (cloche de récupération des gaz et système de transfert) .
L'utilisation de cette installation de diagraphie chimique, ainsi que le procédé selon l'in¬ vention vont maintenant être décrits en détail. Le procédé selon l'invention consiste. contrairement à ce qui se faisait dans l'art anté¬ rieur, à effectuer un prélèvement en continu du liqui¬ de 23 à analyser, en déplaçant progressivement (généralement à vitesse constante) à l'intérieur du liquide 23, le tuyau 1 dont l'extrémité est munie de la sonde de prélèvement 5. Généralement, ce prélèvement est effectué sur un profil vertical, et dans ce cas, on déplace le tuyau 1 et la sonde 5 verticalement de haut en bas afin que le liquide 23 soit prélevé "au repos". En effet, si l'on effectue le prélèvement de bas en haut, le liquide 23 prélevé peut avoir été brassé par le passage du tuyau. Néanmoins, dans certains cas spécifiques, il est tout à fait envisageable d'effectuer un prélèvement en remontant la sonde 5. Ainsi, dans un forage non tube, la descente d'une sonde à vitesse régulière est parfois contrariée par le fait que la sonde se pose sur les irrégularités de la paroi, tandis que la remontée de la sonde ne pose pas de problèmes. De façon générale, le profil investigué peut être vertical, incliné ou même horizontal, le dispositif pouvant être remorqué à profondeur constan¬ te derrière un bateau, par exemple. En outre, ce profil n'est pas nécessairement rectiligne. Le liquide 23 aspiré par la sonde de prélè¬ vement 5 est renvoyé à l'intérieur du tuyau 1 jusqu'à la surface vers le débitmètre 9 et les moyens d'ana¬ lyse 11.
On mesure grâce aux moyens de mesure 7, la position de l'ouverture d'entrée 4 du tuyau 1 lorsque la sonde 5 est descendue à l'intérieur du forage. Par la dérivée par rapport au temps de cette information, on obtient la vitesse de déplacement Vd de l'ouverture d'entrée 4. On mesure également la vitesse moyennne VI du déplacement du liquide 23 à l'intérieur du tuyau 1 grâce au débitmètre 9. Enfin, on mesure le volume mort du tuyau 1 qui est une valeur constante pour une installation donnée. Le tuyau 1 est en permanence rempli de liquide même lorsque l'on n'effectue pas de mesure. Lorsque l'on plonge le tuyau 1 dans le liquide 23 et que l'on démarre les mesures, on commence par faire remonter dans les moyens d'analyse 11 un volume de liquide, présent initialement dans ce tuyau et appelé volume mort et dont la valeur correspond au produit de la section du tuyau, par sa longueur.
La totalité de ces mesures permet de faire correspondre à chaque valeur d'analyse déterminée pour un échantillon donné, la profondeur à laquelle le prélèvement de cet échantillon a été effectué. Les calculs sont généralement effectués par 1'ordi¬ nateur 13 qui réalise en permanence les tâches suivantes :
- enregistrement des données fournies par les moyens de mesure 7 (cote de profondeur), par le débitmètre 9 et par les moyens d'analyse 11,
- détermination de la cote de prélèvement correspondant à l'analyse en cours au temps (t).
Pour déterminer cette cote, on procède ainsi :
- on calcule le temps de travail ( A t ) dans le dispositif en fonction des débits effectivement enregistrés dans la période précédant l'analyse, et - on recherche la cote occupée par l'extrémité du tuyau au temps (t~Δt), à partir des cotes de profondeur enregistrées.
La qualité des résultats obtenus dépend d'une part de la dispersiyité de l'écoulement dans le tuyau 1 entre le point de prélèvement et le point d'analyse et/ou d'échantillonnage et d'autre part du coefficient d'échantillonnage.
On a pu observer que la dispersivité de l'écoulement du liquide remontant dans le tuyau 1 à tendance à entraîner au cours du trajet, un mélange des eaux d'origine voisine et à introduire un lissage du profil chimique obtenu par rapport au profil chimi¬ que réel. Cette fonction de dispersivité dépend principalement du régime d'écoulement à l'intérieur du tuyau 1 et de la longueur de ce dernier.
L'influence du régime d'écoulement a été mise en évidence par des essais en laboratoire consistant à mesurer la dilution subie par un créneau de traceur circulant dans un tuyau, pour différents diamètres de tuyau et pour différentes conditions d'écoulement. Les résultats présentés en figure 2 ont été obtenus dans les conditions expérimentales suivantes :
- longueur du tuyau : 100 m, - longueur du créneau de traceur introduit à l'origine : 80 cm à une concentration CO,
- concentration maxima mesurée en sortie Cl, - eau douce, 20°C.
Sur la figure 2, on a représenté en abscisse le nombre de Reynolds, , avec Vf≈vitesse moyenne du fluide dans le tuyau, D≈diamètre du tuyau, f> = densité du fluide, ≈viscosité du fluide). Ce nombre sans dimension indique le type d'écoulement : laminaire (Re<2000), turbulent hydrauliquement lisse (4000<Re<100 000), ou intermédiaire. On a représenté en ordonnée la dilution correspondant à C0/C1. La courbe A correspond aux résultats obtenus pour un tuyau d'un diamètre de 6 mm, et la courbe B pour un tuyau d'un diamètre de 4 mm. La dispersivité de l'écoulement, mise en évidence par la dilution du créneau expérimental, est forte en régime d'écoulement laminaire, mais elle est limitée en régime turbulent. En conséquence, on s'arrangera pour maintenir de préférence, à l'intérieur du tuyau 1, un régime d'écoulement de type turbulent, de façon à éviter cette dispersivité. Cet écoulement turbulent sera obtenu par des dimensions correctes du tuyau 1 ou par l'adaptation des caractéristiques des moyens de pompage 21. Enfin, on notera que pour un débit et un diamètre de tuyau donné et pour un rapport de densité à viscosité constant, la dispersivité augmente avec la longueur du tuyau. Le coefficient d'échantillonnage est défini par le rapport entre la vitesse moyenne VI de dépla¬ cement du liquide 23 aspiré et circulant à l'intérieur du tuyau et la vitesse de déplacement Vd de l'ouver¬ ture d'entrée 4 du tuyau 1. L'augmentation du coef- ficient d'échantillonnage (par diminution de-Vd ou par augmentation de VI), limite la dispersivité. En pratique, la réduction de Vd est limitée par la longueur du profil à analyser et par le temps que l'on souhaite consacrer à la mesure, tandis que l'augmentation de VI est liée aux moyens de pompage.
A titre d'exemple, dans les conditions "normales" d'exploitation, Vd peut varier entre 1 et 10 m par in et VI entre 40 et 100 m par min. En conséquence, ce coefficient d'échantillonnage est compris entre 4 et 100.
La résolution spatiale est ultérieurement optimisée par l'ordinateur 13 en ajustant ces para¬ mètres et en traitant de façon mathématique les don¬ nées (déconvolution). A titre, d'exemple purement illustratif et pour une application nécessitant une longueur de tuyau de 600 mètres, les valeurs suivantes ont été évaluées puis testées en laboratoire et sur le terrain (en forage, sur 600 m de profondeur), afin d'avoir simultanément une faible dispersivité et un bon coefficient d'échantillonnage :
- diamètre intérieur du tuyau : 4 mm,
- débit à l'intérieur du tuyau : environ 15 cm-Vs, correspondant à une vitesse de déplacement du liquide à l'intérieur du tuyau d'environ 1 m/s,
- pression d'injection de la pompe 21 : 40.105Pa,
- vitesse de déplacement de l'ouverture d'entrée du tuyau : 10 cm/s,
- nombre de Reynolds de l'écoulement : 5000.
Dans ce cas, on obtient un coefficient d'échantillonnage de 10. Des tests de résolution spatiale obtenus dans ces conditions sont représentés en figure 3. On a injecté à l'entrée du dispositif des créneaux de marqueur pendant différentes durées (5 ; 2,5 ; 1 et 0,5 minutes), correspondant à une longueur de déplacement de l'ouverture du tuyau, (respectivement 30 ; 15 ; 6 et 3 mètres). La concentration d'origine est de 100%, (voir la partie A de la figure 3). On observe ensuite le signal de concentration en sortie du dispositif, (voir la partie B de la figure 3, signal en trait plein). Le signal de sortie est décalé dans le temps (temps de transit moyen dans le tuyau : 9 minutes) . On constate que les trois premiers créneaux de marqueur (durée d'au moins 1 minute) présentent en sortie leur concentration d'origine. Le créneau de 30 secondes atteint en sortie du dispositif une concentration axima égale à 70% de sa concentration d'origine. On constate donc que même une anomalie locale (pollution) sur quelques mètres peut être détectée. On a pu constater que lorsque le diamètre du tuyau est inférieur à 4 mm, on a de fortes pertes de charge et qu'il faut utiliser une pompe plus puis¬ sante, donc éventuellement plus volumineuse et/ou plus coûteuse. Par ailleurs, lorsque la longueur du tuyau est supérieure à 600 m, il faut également une pompe plus importante ou une vitesse de descente du tuyau plus lente. En outre, l'encombrement sur le treuil sera plus important.
Après avoir effectué ces prélèvements, il est ensuite possible de réaliser l'analyse du liquide prélevé. Cette analyse peut se faire soit en temps réel, soit en temps différé. Dans le cas d'une analyse en temps réel, on place un appareil d'analyse 45 en série sur la canalisation 25 amenant le liquide recueilli dans le tuyau 1. Il est possible d'effectuer une mesure sur une partie seulement du débit et de relâcher vers l'extérieur le reste du liquide prélevé. Le type de ces appareils d'analyse est fonction de la nature de 1'élément chimique que l'on souhaite analyser. A titre d'exemple purement illustratif, ces appareils d'analyse peuvent compren¬ dre un fluorimètre, des électrodes spécifiques d'ions ou un appareil de mesure de la conductivité (salinité) . Lorsque l'analyse est effectuée en différé, il est nécessaire de prélever des échantillons à la sortie du tuyau 1 grâce à l'appareil d'échantil¬ lonnage 41. Cet appareil 41 permet de réaliser des échantillons selon un pas d'échantillonnage donné. En d'autres termes, on prélève à la sortie du tuya 1, un volume donné de liquide correspondant à une hauteur de liquide 23 dans la colonne de liquide analysée. Par exemple, dans un forage d'une pro¬ fondeur de 600 m, on peut réaliser 20 échantillons correspondants au volume de liquide ou à une partie de celui-ci, recueilli sur 30 m de profondeur. On peut également sur une dérivation du tuyau 1 réaliser un échantillonnage d'un pas différent. Par exemple, on peut réaliser 40 échantillons correspondants à 15 m de la colonne de liquide à analyser. Ainsi, on peut commencer à effectuer une première analyse sur la totalité des 20 premiers échantillons, et lorsque l'on détecte une anomalie, correspondant à une profondeur donnée, on effectue alors une analyse plus précise sur quelques uns des 40 échantillons correspondant à une hauteur de colonne d'eau de 15 m seulement.
La figure 4 illustre un exemple de courbe théorique qu'il est possible d'obtenir par le procédé selon l'invention et représentant la concentration (C) d'un produit en fonction de la profondeur (P) du prélèvement.
On peut observer une courbe en trait plein correspondant au profil mesuré et une courbe en traits mixtes correspondant au profil réel. On constate donc un certain lissage des valeurs mais toutefois une anomalie peut quand même être détectée précisé¬ ment. Ici, par exemple on peut observer un pic, certes moins important que le pic réel, entre 30 et 40 m de profondeur. Le technicien peut alors ultérieurement recommencer une série de mesures au niveau de ces valeurs ou utiliser des échantillons d'un pas plus petit.
Par ailleurs, on notera qu'il est également possible avec cette installation et ce procédé de mesurer des vitesses de circulation de liquide in situ par le suivi d'un traceur, par exemple un traceur coloré ou chimique. Le dispositif selon l'invention peut d'ailleurs servir à mettre en place le traceur, par injection depuis la surface. Le dispositif doit alors être légèrement modifié.

Claims

REVENDICATIONS
1. Procédé de diagraphie chimique d'un liquide permettant de réaliser un profil de concen- tration d'au moins un élément chimique se trouvant dans un liquide à analyser, caractérisé en ce qu'il comprend les étapes suivantes consistant à :
- effectuer un prélèvement continu dudit liquide (23) à analyser, grâce à un tuyau (1) dont l'ouverture d'entrée (4) est déplacée progressivement dans la masse de ce liquide, ce tuyau (1) étant muni de moyens d'aspiration de ce liquide à l'intérieur du tuyau (1) et de moyens de pompage destinés à faire remonter ce liquide à l'intérieur dudit tuyau, en direction de la surface,
- effectuer en surface, des analyses sur le liquide prélevé en profondeur, grâce à des moyens d'analyse (11),
- mesurer en permanence et enregistrer simultanément la longueur du tuyau (1) plongé dans le liquide, le débit du liquide (23) se déplaçant dans ledit tuyau et le temps, afin qu'en connaissant le volume mort du tuyau, on puisse faire correspondre à chaque valeur d'analyse déterminée, la profondeur à laquelle le prélèvement a été effectué.
2. Procédé de diagraphie chimique d'un liquide selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'on réalise à l'intérieur du tuyau (1), un régime d'écoulement du liquide de type turbulent.
3. Procédé de diagraphie chimique selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'on déplace l'ouverture d'entrée (4) du tuyau (1) verticalement et de haut en bas dans le liquide (23) à analyser.
4. Procédé de diagraphie chimique d'un liquide selon la revendication 1, 2 ou 3, caractérisé en ce que le rapport entre la vitesse moyenne (VI) du liquide (23) circulant dans le tuyau (1), obtenue par la mesure de débit et la vitesse de déplacement (Vd) de l'ouverture d'entrée (4) du tuyau (1), obtenue d'après la mesure de la longueur du tuyau (1) plongé dans le liquide, est compris entre 4 et 100.
5. Procédé de diagraphie chimique d'un liquide selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'analyse du liquide (23) prélevé est effectuée sensiblement en temps réel, par au moins un appareil d'analyse en continu (45) d'un élément chimique parti¬ culier, cet appareil étant placé à la sortie du tuyau (1).
6. Procédé de diagraphie chimique d'un liquide selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'analyse du liquide (23) prélevé est effectuée en différé, par au moins un appareil d'analyse, sur la base d'échantillons prélevés en continu à la sortie du tuyau (1) sur au moins une fraction du débit et selon au moins un pas d'échantillonnage.
7. Procédé de diagraphie chimique d'un liquide selon la revendication 6, caractérisé en ce que l'on prévoit plusieurs dérivations à la sortie du tuyau (1) afin d'effectuer un échantillonnage selon des pas différents.
8. Installation de diagraphie chimique d'un liquide, pour la mise en oeuvre du procédé selon les revendications l à 7, caractérisée en ce qu'il comprend : - un tuyau (1) présentant une ouverture d'entrée (4) et muni de moyens moteurs (3) permettant de le déplacer progressivement dans la masse de liqui¬ de (23) à analyser,
- des moyens d'aspiration (21) du liquide à analyser, ces moyens d'aspiration étant localisés sur le tuyau (1) et permettant d'injecter le liquide (23) aspiré à l'intérieur dudit tuyau,
- des moyens de pompage, localisés sur ledit tuyau et permettant de faire remonter jusqu'à la surface, le liquide (23) se trouvant dans le tuyau,
- des moyens d'alimentation en énergie des moyens d'aspiration et des moyens de pompage, et
- des moyens d'analyse (11) du liquide recueilli, disposés en surface,
- des moyens (7, 13) de mesure et d'enregistrement en fonction du temps de la position de 1'ouverture d'entrée (4) du tuyau (1), et
- des moyens (9, 13) de mesure et d'enregistrement en fonction du temps du débit du liquide (23) à l'intérieur du tuyau.
9. Installation de diagraphie chimique d'un liquide selon la revendication 8, caractérisée en ce que les dimensions du tuyau (1) ou les caracté- ristiques des moyens de pompage sont conçues de façon à avoir à l'intérieur de celui-ci un régime d'écoule¬ ment de type turbulent.
10. Installation de diagraphie chimique d'un liquide selon la revendication 8, caractérisée en ce que le coefficient d'échantillonnage corres¬ pondant au rapport entre la vitesse moyenne (VI) de déplacement du liquide (23) circulant dans le tuyau, obtenue par les moyens de mesure du débit (9) et la vitesse de déplacement (Vd) de l'ouverture drentrée (4) du tuyau (1), obtenue par les moyens de mesure (7), est compris entre 4 et 100.
11. Installation de diagraphie chimique d'un liquide selon la revendication 8, caractérisée en ce que les moyens d'aspiration (21) e les moyens de pompage sont confondus et sont placés à l'intérieur d'une sonde de prélèvement (5).
12. Installation de diagraphie chimique d'un liquide selon la revendication 11, caractérisée en ce que la sonde de prélèvement (5) est fixée à 1'ouverture d'entrée (4) du tuyau (1) .
13. Installation de diagraphie chimique d'un liquide selon la revendication 12, caractérisée en ce que la sonde de prélèvements (5) comprend au moins un filtre (19) prévu à l'entrée de la sonde (5).
14. Installation de diagraphie chimique d'un liquide selon la revendication 8, caractérisée en ce que les moyens d'analyse (11) du liquide re¬ cueilli comprennent au moins un appareil d'échantil- lonnage (41) du liquide recueilli, selon au moins un pas d'échantillonnage prédéterminé.
15. Installation de diagraphie chimique d'un liquide selon la revendication 8 ou 14, caracté¬ risée en ce que les moyens d'analyse (11) du liquide recueilli comprennent au moins un appareil d'analyse en continu (45) de la concentration d'un élément chimique se trouvant dans le liquide à analyser, cet appareil étant placé à la sortie du tuyau (1) .
16. Installation de diagraphie chimique d'un liquide selon la revendication 14 ou 15, carac¬ térisée en ce qu'elle comprend un ordinateur (13) connecté aux moyens de mesure (7) de la position de 1*ouverture d'entrée (4) du tuyau (1) , aux moyens de mesure (9) du débit du liquide à 1'intérieur du tuyau (1) et aux moyens d'analyse (11) et permettant d'associer à chaque échantillon ou portion de liquide passant dans l'appareil d'analyse (45), la profondeur à laquelle le prélèvement a été effectué.
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