EP1227216A1 - Drill string for transmitting information - Google Patents
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- EP1227216A1 EP1227216A1 EP02290127A EP02290127A EP1227216A1 EP 1227216 A1 EP1227216 A1 EP 1227216A1 EP 02290127 A EP02290127 A EP 02290127A EP 02290127 A EP02290127 A EP 02290127A EP 1227216 A1 EP1227216 A1 EP 1227216A1
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- E21B17/00—Drilling rods or pipes; Flexible drill strings; Kellies; Drill collars; Sucker rods; Cables; Casings; Tubings
- E21B17/003—Drilling rods or pipes; Flexible drill strings; Kellies; Drill collars; Sucker rods; Cables; Casings; Tubings with electrically conducting or insulating means
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- E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
- E21B47/00—Survey of boreholes or wells
- E21B47/12—Means for transmitting measuring-signals or control signals from the well to the surface, or from the surface to the well, e.g. for logging while drilling
- E21B47/13—Means for transmitting measuring-signals or control signals from the well to the surface, or from the surface to the well, e.g. for logging while drilling by electromagnetic energy, e.g. radio frequency
Definitions
- the present invention relates to a drill string equipped with information transmission means.
- a drill string is shown formed by the rod 10a constituting the lower rod, the rod 10b constituting the upper rod and intermediate rods.
- a drilling tool 12 is attached at the lower end of the rod 10a and includes measurement sensors 14.
- the internal face 16 of the rods 10 is coated with a layer of material insulator 18 over the entire length of the drill string.
- the train rods is of course arranged inside the well being drilled 20 which is filled with an electrically conductive drilling mud 22.
- the insulating layer 16 constitutes a closed current loop consisting firstly in drilling mud 30 filling the inside of the rods 10 and on the other hand by the assembly constituted by the same wall of the rods 10 and by the mud 32 outside the rods 10.
- An object of the present invention is to provide a drill string of the type mentioned above which is equipped with means for transmission of information between the bottom of the well in which is located equipment and ground surface, which improve transmission of this information, especially regarding the interface between the transmitter and receiver and the mud used for the transmission of information.
- the drill string is characterized in that said first electrical assembly comprises at least one first annular electrode secured to the insulating internal face of the drill string, said electrode being in electrical contact with the mud contained in the drill string; and means for applying to said electrode a voltage representative of said information to be transmitted.
- the information to be transmitted is applied as a voltage to the emitting annular electrode arranged at the lower end of the drill string.
- This tension by relative to mass, induces a current in the closed current loop defined above, this current being modulated as a function of the information to be transmitted.
- Reception, at the upper end of the train of rods, can be produced, as in the state of the art mentioned, by an electromagnetic coupling coil placed inside the drill string, this coil surrounding the mud contained in the drill string rods, mud in which the current flows.
- a second solution in accordance with the invention consists in have, on the insulating internal face of a rod arranged near the upper end of the drill string, two conductive electrodes axially offset. The difference in potential that appears between these two electrodes is created by the current flowing in the loop current. This potential difference is therefore itself modulated like current, based on information received.
- the electrical assembly arranged at the bottom of the rod train and the electrical assembly arranged at the upper end of the drill string can both be consisting of two conductive electrodes mounted inside the insulating internal face of the rods.
- one of the electrodes can serve as a transmitter for the transmission of information and alternatively two electrodes can serve as receivers of information to pass.
- FIG 2 there is shown in a simplified manner the borehole 40 in progress.
- the drill string with, more particularly, the lower rod T I on which is mounted the drilling tool, not shown in the figure, and the upper rod T S.
- Intermediate rods are of course interposed between these two end rods.
- Each rod is constituted by a conductive metal wall 42 on the internal face of which an insulating layer 44 is produced.
- borehole 40 is filled with mud more or less conductive of the electricity which fills in particular the interior 46 of the drill string as well as the annular space 48 between the drill string and the wall of the borehole 40.
- a closed conductive loop is thus produced constituted on the one hand by the mud in the internal zone 46 and, on the other hand, by the conductive wall 42 and the mud in the external annular space 48.
- These two branches of the electrical conductor circuit are separated by the insulating layer 44 and are connected at their lower ends by the tool itself and superior by suitable means.
- 40F the bottom of the borehole and 40S the upper end drilling close to the surface of soil S.
- the lower electrical assembly consists of an electrode, preferably annular 50, which is fixed by any suitable means to the insulating wall 44 of the rod T I.
- This electrode is directly in electrical contact with the mud contained inside 46 of the drill string.
- this electrode is placed at a sufficient distance from the drilling tool.
- an electromagnetic coupling coil 52 at the upper end of the drill string. It is understood that, for the transmission of information from the bottom of the borehole near the tool to the upper part of the borehole, that is to say towards the surface of the ground, a modulated electric voltage corresponding to the information to be transmitted is applied to the electrode 50. This electric voltage creates in the zone 46 a modulated electric current which circulates according to the current loop defined above.
- This current crosses in particular the zone surrounded by the electromagnetic coil 52.
- the circulation of this modulated current creates at the terminals of the coil 52 an electric voltage which is representative of the information emitted by the electrode 50. It is understood that s overcomes the problems mentioned above with regard to the emission corresponding to the poor electromagnetic coupling between the current loop and the coil provided in the prior art for the transmission of information. On the other hand, this poor quality coupling is less unfavorable as regards reception by the electromagnetic coil 52.
- a second annular electrode 54 fixed to the insulating wall 44 of this rod.
- the electrode 54 is axially offset by a distance d with respect to the emitting electrode 50.
- an alternating current is applied to the coil 52, the latter induces in the mud zone 46 a current having the same modulation which flows in the current loop defined above.
- the circulation of this current creates between the electrodes 50 and 54 a potential difference which can be collected and which has the same modulation as the current initially applied to the coil 52.
- the electrodes 50 and 54 fixed on the insulating wall 44 of the conductive wall 42 of the drill pipe. It is possible, in the wall 42 of the rod, or in a insert on the rod, define by any suitable means a cavity or the like 56 substantially opposite the electrode 50. In this cavity 56, a number of electrical components are mounted or electronic reference 58. These components are connected by electrical conductors 60 and 62 to electrodes 50 and 54. These components 58 are also connected by sets of conductors electrical 64 and 66, on the one hand, to the sensors arranged in the tool and, on the other hand, possibly to activators also mounted in this tool.
- circuits 58 receive the coded information to be transmitted and develop the corresponding electrical voltage to apply it to the emission electrode 50 and thus inject a modulated current into the closed conductive loop.
- the circuits 58 are connected simultaneously with electrodes 50 and 54.
- the circuits 58 include means for measuring the potential difference between the voltages collected by electrodes 50 and 54. This difference in potential including the modulations correspond to the information received can be coded or transform appropriately by circuits 58 to be transmitted to activators of the tool via the electrical connection 66.
- FIG 4 there is shown the upper part of the train rods with the rod Ts provided with its coil 52, a standard rod T which is engaged in the drilling head 80 used to control the setting in rotation of the drill string and the descent of this drill string.
- a rotating collector 84 is provided which surrounds the rod T and which is electrically connected to the processing unit 84.
- the assembly lower electric referenced 70 consists essentially of electrodes 50 and 54 as already described in connection with FIG. 2 and 3.
- the upper electrical assembly referenced 72 which is disposed at proximity to the ground surface is also formed by two electrodes annulars 74 and 76 substantially identical to electrodes 50 and 54 and fixed on the insulating coating 44 of the upper drill rods Ts.
- the electrode 74 will be used alone for the transmission of information from the surface as the emission electrode 50 is used.
- we use the electrodes 74 and 76 for receiving information sent from the bottom of the borehole.
- the difference in modulated potential collected between these two electrodes and created by the circulation of the modulated current produced by the emitting electrode of the lower electrical assembly 70 constitutes the information received which is of course representative of the information sent by the lower electrical assembly 70.
- the annular electrodes are shown projecting with respect to the insulating layer 44.
- the insulating layer 44 has a thickness sufficient for the inner face to have electrodes flush with the inner face of the insulating layer.
- the thickness of the portion of insulating layer between the electrode and the wall of the rod must be sufficient to achieve the desired electrical insulation. This avoids the creation of pressure drops in the rod.
- the annular electrode is made with a material that conducts electricity well, for example brass, the internal surface of which has been treated, for example by nitriding, to give this surface sufficient hardness allowing it to resist the abrasive effect of the liquid circulating in the rod.
- a material that conducts electricity well for example brass, the internal surface of which has been treated, for example by nitriding, to give this surface sufficient hardness allowing it to resist the abrasive effect of the liquid circulating in the rod.
- the width I of the electrodes in the direction of the axis of the rod is greater than or equal to 2D, D being the internal diameter of the pipe.
- the distance d between the two electrodes is as large as possible.
- this distance is limited since it is necessary, for obvious practical reasons, for the two electrodes to be mounted on the same rod of the rod train. This distance will therefore depend on the length of the lower rod Ti and the upper rod Ts.
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Abstract
Description
La présente invention concerne un train de tiges de forage équipé de moyens de transmission d'informations.The present invention relates to a drill string equipped with information transmission means.
Une installation de forage constituée par des tiges de forage permettant la transmission d'informations entre le fond du puits en cours de forage et la surface du sol a déjà été décrite dans le brevet français 2 777 594 au nom de la demanderesse. Comme on l'explique dans ce document, lors du forage du puits, il est très important de pouvoir transmettre vers la surface du sol des informations recueillies par des capteurs montés à proximité de l'outil de forage, ce dernier étant fixé à l'extrémité inférieure du train de tiges de forage.A drilling installation made up of drill rods allowing the transmission of information between the bottom of the well in progress drilling and the soil surface has already been described in the French patent 2,777,594 in the name of the plaintiff. As explained in this document, when drilling the well, it is very important to be able transmit information collected by sensors mounted near the drilling tool, the latter being fixed to the lower end of the drill string.
En se référant à la figure 1 annexée, on va décrire une des solutions proposées dans le brevet français mentionné ci-dessus.Referring to Figure 1 attached, we will describe one of the solutions proposed in the French patent mentioned above.
Sur la figure 1, on a représenté un train de tiges de forage
formé par la tige 10a constituant la tige inférieure, la tige 10b constituant
la tige supérieure et des tiges intermédiaires. Un outil de forage 12 est fixé
à l'extrémité inférieure de la tige 10a et comporte des capteurs de mesure
14. La face interne 16 des tiges 10 est revêtue d'une couche de matériau
isolant 18 sur toute la longueur du train de tiges. Par ailleurs, le train de
tiges est bien sûr disposé à l'intérieur du puits en cours de forage 20 qui
est rempli d'une boue de forage 22 conductrice de l'électricité. Pour
permettre la transmission des informations, on trouve une première
bobine d'induction 24 disposée à proximité de l'extrémité inférieure de la
tige 10a et reliée au capteur de mesure 14. On trouve également une
bobine de couplage inductif 26 montée à l'intérieur de la tige supérieure
10b et reliée à des conducteurs tels que 28 assurant la transmission vers
un dispositif de traitement des signaux électriques recueillis par la bobine
26.In Figure 1, a drill string is shown
formed by the rod 10a constituting the lower rod, the
Grâce à la présence de la couche isolante 16, on constitue une
boucle de courant fermée consistant d'une part dans la boue de forage 30
remplissant l'intérieur des tiges 10 et d'autre part par l'ensemble constitué
par la paroi même des tiges 10 et par la boue 32 à l'extérieur des tiges 10.Thanks to the presence of the
A l'aide de la bobine inférieure 24, on induit un courant
alternatif représentatif de l'information dans la boucle de courant, ce
courant alternatif étant recueilli par la bobine réceptrice 26.Using the lower coil 24, a current is induced
alternative representative of the information in the current loop, this
alternating current being collected by the
Une telle installation de transmission d'informations par des tiges de forage donne des résultats satisfaisants dans un certain nombre de situations. Cependant, on comprend que la transmission de cette information est réalisée par deux couplages électromagnétiques correspondant aux deux bobines ou tores disposés respectivement à proximité de la partie supérieure du train de tiges et à proximité de son extrémité inférieure portant l'outil. Ces deux couplages, constituant des transformateurs d'intensité, présentent la caractéristique particulière de comporter un grand nombre de spires réalisées sur les tores. En revanche, l'autre élément de couplage est constitué par une unique spire qui consiste en fait dans la boucle unique de courant réalisée essentiellement par la boue contenue dans le train de tige. Un tel type de couplage électromagnétique n'est pas optimal et son rendement ou efficacité risque d'être insuffisant surtout dans le cas où la conductivité électrique de la boue est réduite.Such an installation for transmitting information by drill rods give satisfactory results in a number of situations. However, we understand that the transmission of this information is carried out by two electromagnetic couplings corresponding to the two coils or toroids arranged respectively at close to the upper part of the drill string and close to its lower end carrying the tool. These two couplings, constituting current transformers, have the special characteristic of have a large number of turns made on the toroids. In however, the other coupling element consists of a single turn which actually consists of the single current loop made mainly by the mud contained in the rod train. Such a type of electromagnetic coupling is not optimal and its efficiency or efficiency may be insufficient especially in the case where the conductivity electric mud is reduced.
Un objet de la présente invention est de fournir un train de tiges de forage du type mentionné ci-dessus qui soit équipé de moyens de transmission d'informations entre le fond du puits dans lequel se trouve l'équipement et la surface du sol, qui permettent d'améliorer la transmission de cette information, notamment en ce qui concerne l'interface entre l'émetteur et le récepteur et la boue servant à la transmission de l'information.An object of the present invention is to provide a drill string of the type mentioned above which is equipped with means for transmission of information between the bottom of the well in which is located equipment and ground surface, which improve transmission of this information, especially regarding the interface between the transmitter and receiver and the mud used for the transmission of information.
Pour atteindre ce but, selon l'invention, le train de tiges de
forage, équipé de moyens de transmission d'informations comprend :
Le train de tiges se caractérise en ce que ledit premier
ensemble électrique comprend au moins une première électrode
annulaire solidaire de la face interne isolante du train de tiges, ladite
électrode étant en contact électrique avec la boue contenue dans le train
de tiges ; et
des moyens pour appliquer à ladite électrode une tension
représentative de ladite information à transmettre.The drill string is characterized in that said first electrical assembly comprises at least one first annular electrode secured to the insulating internal face of the drill string, said electrode being in electrical contact with the mud contained in the drill string; and
means for applying to said electrode a voltage representative of said information to be transmitted.
On comprend que, selon l'invention, l'information à transmettre est appliquée sous forme de tension à l'électrode annulaire émettrice disposée à l'extrémité inférieure du train de tiges. Cette tension, par rapport à une masse, induit un courant dans la boucle de courant fermée définie précédemment, ce courant étant modulé en fonction de l'information à transmettre. La réception, à l'extrémité supérieure du train de tiges, peut être réalisée, comme dans l'état de la technique mentionné, par une bobine de couplage électromagnétique disposée à l'intérieur du train de tiges, cette bobine entourant la boue contenue dans le train de tiges, boue dans laquelle circule le courant.It is understood that, according to the invention, the information to be transmitted is applied as a voltage to the emitting annular electrode arranged at the lower end of the drill string. This tension, by relative to mass, induces a current in the closed current loop defined above, this current being modulated as a function of the information to be transmitted. Reception, at the upper end of the train of rods, can be produced, as in the state of the art mentioned, by an electromagnetic coupling coil placed inside the drill string, this coil surrounding the mud contained in the drill string rods, mud in which the current flows.
Une deuxième solution conforme à l'invention consiste à disposer, sur la face interne isolante d'une tige disposée à proximité de l'extrémité supérieure du train de tiges, deux électrodes conductrices décalées axialement. La différence de potentiel qui apparaít entre ces deux électrodes est créée par le courant circulant dans la boucle de courant. Cette différence de potentiel est donc elle-même modulée comme le courant, en fonction des informations reçues.A second solution in accordance with the invention consists in have, on the insulating internal face of a rod arranged near the upper end of the drill string, two conductive electrodes axially offset. The difference in potential that appears between these two electrodes is created by the current flowing in the loop current. This potential difference is therefore itself modulated like current, based on information received.
Dans une version plus complète, l'ensemble électrique disposé à la partie inférieure du train de tige et l'ensemble électrique disposé à l'extrémité supérieure du train de tige peuvent tous les deux être constitués par deux électrodes conductrices montées à l'intérieur de la face interne isolante des tiges. Alternativement, une des électrodes peut servir d'émetteur pour la transmission d'informations et alternativement les deux électrodes peuvent servir de récepteurs des informations à transmettre. In a more complete version, the electrical assembly arranged at the bottom of the rod train and the electrical assembly arranged at the upper end of the drill string can both be consisting of two conductive electrodes mounted inside the insulating internal face of the rods. Alternatively, one of the electrodes can serve as a transmitter for the transmission of information and alternatively two electrodes can serve as receivers of information to pass.
D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaítront mieux à la lecture de la description qui suit de plusieurs modes de réalisation de l'invention donnés à titre d'exemples non limitatifs. La description se réfère aux figures annexées, sur lesquelles :
- la figure 1, déjà décrite, est une vue simplifiée en coupe verticale d'un train de tiges équipé de moyens de transmission d'informations selon l'état de la technique ;
- la figure 2 est une vue simplifiée en coupe longitudinale d'un train de tiges équipé de moyens de transmission d'informations selon un premier mode de mise en oeuvre de l'invention ;
- la figure 3 est une vue de détail de la figure 2 montrant les moyens d'émission et de réception d'informations ;
- la figure 4 est une vue simplifiée de la partie supérieure du train de tiges dans le premier mode de réalisation représenté sur la figure 2 ; et
- la figure 5 est une vue analogue à la figure 2 montrant un deuxième mode de réalisation de l'invention.
- Figure 1, already described, is a simplified view in vertical section of a drill string equipped with information transmission means according to the prior art;
- Figure 2 is a simplified view in longitudinal section of a drill string equipped with information transmission means according to a first embodiment of the invention;
- Figure 3 is a detail view of Figure 2 showing the means for transmitting and receiving information;
- Figure 4 is a simplified view of the upper part of the drill string in the first embodiment shown in Figure 2; and
- Figure 5 is a view similar to Figure 2 showing a second embodiment of the invention.
En se référant tout d'abord à la figure 2, on va décrire un premier mode de réalisation du train de tiges permettant la transmission d'informations.Referring first to Figure 2, we will describe a first embodiment of the drill string for transmission information.
Sur la figure 2, on a représenté de façon simplifiée le forage 40
en cours de réalisation. Dans ce forage est disposé le train de tiges avec,
plus particulièrement, la tige inférieure TI sur laquelle est monté l'outil de
forage, non représenté sur la figure, et la tige supérieure TS. Des tiges
intermédiaires sont bien sûr interposées entre ces deux tiges d'extrémités.
Chaque tige est constituée par une paroi métallique conductrice 42 sur la
face interne de laquelle est réalisée une couche isolante 44.In Figure 2, there is shown in a simplified manner the
Ainsi qu'on l'a déjà expliqué, le forage 40 est rempli d'une boue
plus ou moins conductrice de l'électricité qui remplit notamment l'intérieur
46 du train de tiges ainsi que l'espace annulaire 48 entre le train de tiges
et la paroi du forage 40. On réalise ainsi une boucle conductrice fermée
constituée d'une part par la boue dans la zone interne 46 et, d'autre part,
par la paroi conductrice 42 et la boue dans l'espace annulaire externe 48.
Ces deux branches du circuit conducteur électrique sont séparées par la
couche isolante 44 et sont raccordées à leurs extrémités inférieures par
l'outil lui-même et supérieures par des moyens convenables. Sur cette
figure, on a référencé 40F le fond du forage et 40S l'extrémité supérieure
du forage proche de la surface du sol S.As already explained,
Selon une caractéristique essentielle de l'invention, l'ensemble
électrique inférieur est constitué par une électrode, de préférence
annulaire 50, qui est fixée par tout moyen convenable sur la paroi
isolante 44 de la tige TI. Cette électrode est directement en contact
électrique avec la boue contenue à l'intérieur 46 du train de tiges. De
préférence, cette électrode est disposée à une distance suffisante de
l'outil de forage. Par ailleurs, à l'extrémité supérieure du train de tiges, on
retrouve une bobine de couplage électromagnétique 52. On comprend
que, pour les transmissions d'informations depuis le fond du forage à
proximité de l'outil vers la partie supérieure du forage, c'est-à-dire vers la
surface du sol, on applique à l'électrode 50 une tension électrique
modulée correspondant à l'information à transmettre. Cette tension
électrique crée dans la zone 46 un courant électrique modulé qui circule
selon la boucle de courant définie précédemment. Ce courant traverse en
particulier la zone entourée par la bobine électromagnétique 52. La
circulation de ce courant modulé crée aux bornes de la bobine 52 une
tension électrique qui est représentative de l'information émise par
l'électrode 50. On comprend qu'on s'affranchit des problèmes mentionnés
ci-dessus en ce qui concerne l'émission correspondant au mauvais
couplage électromagnétique entre la boucle de courant et la bobine
prévue dans l'art antérieur pour l'émission de l'information. En revanche,
ce couplage de médiocre qualité est moins défavorable en ce qui
conceme la réception par la bobine électromagnétique 52.According to an essential characteristic of the invention, the lower electrical assembly consists of an electrode, preferably annular 50, which is fixed by any suitable means to the
Dans certains cas, il est utile de pouvoir transmettre des
informations non seulement depuis le fond du forage vers la surface du
sol, mais également depuis la surface du sol vers le fond du forage, par
exemple pour transmettre des informations à des actionneurs de l'outil de
forage. Pour obtenir ce résultat, on prévoit dans la tige inférieure TI une
deuxième électrode annulaire 54 fixée sur la paroi isolante 44 de cette
tige. L'électrode 54 est décalée axialement d'une distance d par rapport à
l'électrode émettrice 50. Lorsqu'on applique à la bobine 52 un courant
alternatif, celle-ci induit dans la zone de boue 46 un courant ayant la
même modulation qui circule dans la boucle de courant définie ci-dessus.
La circulation de ce courant crée entre les électrodes 50 et 54 une
différence de potentiel que l'on peut recueillir et qui présente la même
modulation que le courant appliqué initialement à la bobine 52. En
mesurant la modulation de la différence de potentiel entre les électrodes
50 et 54, on peut ainsi recueillir au fond du forage les informations émises
par la bobine 52.In some cases, it is useful to be able to transmit information not only from the bottom of the borehole to the ground surface, but also from the ground surface to the bottom of the borehole, for example to transmit information to actuators of the drilling tool. To obtain this result, there is provided in the lower rod T I a second
En se référant maintenant à la figure 3, on va décrire plus en
détail le mode de réalisation de l'ensemble électrique inférieur permettant
d'émettre et de recevoir des informations. On retrouve, sur cette figure, les
électrodes 50 et 54 fixées sur la paroi isolante 44 de la paroi conductrice
42 de la tige de forage. On peut, dans la paroi 42 de la tige, ou dans une
pièce rapportée sur la tige, définir par tout moyen convenable une cavité
ou analogue 56 sensiblement en regard de l'électrode 50. Dans cette
cavité 56, on monte un certain nombre de composants électriques ou
électroniques portant la référence 58. Ces composants sont reliés par des
conducteurs électriques 60 et 62 aux électrodes 50 et 54. Ces
composants 58 sont également reliés par des ensembles de conducteurs
électriques 64 et 66, d'une part, aux capteurs disposés dans l'outil et,
d'autre part, éventuellement à des activateurs montés également dans cet
outil.Referring now to Figure 3, we will describe more in
detail the embodiment of the lower electrical assembly allowing
send and receive information. We find, in this figure, the
En phase d'émission, c'est-à-dire lorsque les mesures
effectuées par les capteurs de l'outil doivent être transmises à la surface
du sol, les circuits 58 reçoivent les informations codées à transmettre et
élaborent la tension électrique correspondante pour l'appliquer à
l'électrode d'émission 50 et injecter ainsi un courant modulé dans la
boucle conductrice fermée.In the emission phase, i.e. when the measurements
performed by the tool sensors must be transmitted to the surface
from the ground,
Dans la phase de réception, les circuits 58 sont raccordés
simultanément aux électrodes 50 et 54. Les circuits 58 comportent des
moyens de mesure de la différence de potentiel entre les tensions
recueillies par les électrodes 50 et 54. Cette différence de potentiel dont
les modulations correspondent à l'information reçue peut être codée ou
transformer de manière convenable par les circuits 58 pour être transmise
à des activateurs de l'outil via la connexion électrique 66.In the reception phase, the
Sur la figure 4, on a représenté la partie supérieure du train de
tiges avec la tige Ts munie de sa bobine 52, une tige standard T qui est
engagée dans la tête de forage 80 servant à commander la mise en
rotation du train de tiges et la descente de ce train de tiges. Pour relier la
bobine réceptrice 52 à l'ensemble de traitement 82 disposé à la surface
du sol, il est prévu un collecteur tournant 84 qui entoure la tige T et qui est
électriquement connecté à l'ensemble de traitement 84.In Figure 4, there is shown the upper part of the train
rods with the rod Ts provided with its
Dans le cas du mode de réalisation de la figure 5, l'ensemble
électrique inférieur référencé 70 est constitué essentiellement par les
électrodes 50 et 54 ainsi qu'on l'a déjà décrit en liaison avec la figure 2 et
3. L'ensemble électrique supérieur référencé 72 qui est disposé à
proximité de la surface du sol est également constitué par deux électrodes
annulaires 74 et 76 sensiblement identiques aux électrodes 50 et 54 et
fixées sur le revêtement isolant 44 des tiges de forage supérieures Ts.
L'électrode 74 sera utilisée seule pour l'émission d'informations à partir de
la surface comme est utilisée l'électrode d'émission 50. En revanche, pour
la réception d'informations émises depuis le fond du forage, on utilise les
électrodes 74 et 76. La différence de potentiel modulée recueillie entre
ces deux électrodes et créée par la circulation du courant modulé produit
par l'électrode émettrice de l'ensemble électrique inférieur 70 constitue
l'information reçue qui est bien sûr représentative de l'information émise
par l'ensemble électrique inférieur 70.In the case of the embodiment of FIG. 5, the assembly
lower electric referenced 70 consists essentially of
Sur les figures, les électrodes annulaires sont représentées en
saillie par rapport à la couche isolante 44. De préférence, la couche
isolante 44 a une épaisseur suffisante pour que la face interne a des
électrodes affleure dans la face interne de la couche isolante. Il faut
cependant que l'épaisseur de la portion de couche isolante entre
l'électrode et la paroi de la tige soit suffisante pour réaliser l'isolation
électrique souhaitée. On évite ainsi la création de pertes de charge dans
la tige.In the figures, the annular electrodes are shown projecting with respect to the insulating
De préférence également, l'électrode annulaire est réalisée avec un matériau bon conducteur de l'électricité, par exemple du laiton, dont la surface interne a été traitée, par exemple par nitruration, pour donner à cette surface une dureté suffisante lui permettant de résister à l'effet abrasif du liquide circulant dans la tige.Also preferably, the annular electrode is made with a material that conducts electricity well, for example brass, the internal surface of which has been treated, for example by nitriding, to give this surface sufficient hardness allowing it to resist the abrasive effect of the liquid circulating in the rod.
De préférence, la largeur I des électrodes selon la direction de l'axe de la tige est supérieure ou égale à 2D, D étant le diamètre interne de la conduite.Preferably, the width I of the electrodes in the direction of the axis of the rod is greater than or equal to 2D, D being the internal diameter of the pipe.
Lorsque le système est prévu pour fonctionner aussi en réception, il est intéressant que la distance d entre les deux électrodes soit aussi importante que possible. Cependant, cette distance est limitée puisqu'il est nécessaire, pour des raisons pratiques évidentes, que les deux électrodes soient montées sur une même tige du train de tige. Cette distance dépendra donc de la longueur de la tige inférieure Ti et de la tige supérieure Ts.When the system is designed to operate also in reception, it is advantageous that the distance d between the two electrodes is as large as possible. However, this distance is limited since it is necessary, for obvious practical reasons, for the two electrodes to be mounted on the same rod of the rod train. This distance will therefore depend on the length of the lower rod Ti and the upper rod Ts.
Enfin, les essais réalisés montrent qu'on obtient une bonne transmission du signal, même pour un train de tiges de 80 mètres de long, en utilisant un signal électrique alternatif de 10 Volts sous environ 50 mA.Finally, the tests carried out show that good signal transmission, even for an 80 meter long drill string, using an alternating electrical signal of 10 Volts at about 50 mA.
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