EP1977048B1 - Pressure meter probe and pressure meter - Google Patents
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- EP1977048B1 EP1977048B1 EP06841956A EP06841956A EP1977048B1 EP 1977048 B1 EP1977048 B1 EP 1977048B1 EP 06841956 A EP06841956 A EP 06841956A EP 06841956 A EP06841956 A EP 06841956A EP 1977048 B1 EP1977048 B1 EP 1977048B1
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- E02D1/02—Investigation of foundation soil in situ before construction work
- E02D1/022—Investigation of foundation soil in situ before construction work by investigating mechanical properties of the soil
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Abstract
Description
L'invention concerne, de façon générale, les techniques de diagraphie.The invention relates generally to logging techniques.
Plus précisément, l'invention concerne un pressiomètre destiné à permettre l'évaluation d'une propriété géotechnique du sous-sol, ce pressiomètre comprenant, en tant que sous-ensembles, un outil de fond destiné à être introduit dans un forage, un équipement de surface, et des moyens de raccordement au moins propres à relier l'outil à l'équipement, ces sous-ensembles comprenant eux-mêmes au moins un premier manchon gonflable porté par l'outil de fond, un réservoir sensiblement indéformable contenant des volumes complémentaires de gaz et de liquide, une source de gaz sous pression, un premier conduit reliant la source de gaz au volume de gaz du réservoir, un deuxième conduit reliant le volume de liquide du réservoir au premier manchon gonflable, des moyens de contrôle de débit interposés sur le premier conduit, un capteur de pression propre à fournir un signal lié à la pression du liquide dans le réservoir, et un capteur de volume propre à fournir un signal lié au volume du liquide dans le réservoir.More specifically, the invention relates to a pressuremeter for the evaluation of a geotechnical property of the subsoil, the pressuremeter comprising, as subassemblies, a downhole tool intended to be introduced into a borehole, equipment surface, and connecting means at least adapted to connect the tool to the equipment, these subassemblies themselves comprising at least a first inflatable sleeve carried by the bottom tool, a substantially indeformable reservoir containing volumes. complementary gas and liquid, a source of gas under pressure, a first conduit connecting the gas source to the gas volume of the reservoir, a second conduit connecting the liquid volume of the reservoir to the first inflatable sleeve, flow control means interposed on the first conduit, a pressure sensor adapted to provide a signal related to the pressure of the liquid in the reservoir, and a volume sensor adapted to provide a signal al related to the volume of the liquid in the tank.
Des dispositifs de ce type sont très bien connus de l'homme du métier depuis leur invention par L. Ménard en 1955. Ils sont notamment décrits dans le brevet
Le pressiomètre permet d'évaluer in situ les paramètres mécaniques des sols.The pressuremeter makes it possible to evaluate the mechanical parameters of the soil in situ.
Une fois l'outil de fond, ou "sonde", introduit dans un forage, chaque manchon gonflable est soumis à une pression croissante par paliers, en nombre de six à quatorze par exemple, et suivant une progression arithmétique.Once the bottom tool, or "probe", introduced into a borehole, each inflatable sleeve is subjected to increasing pressure in stages, in number from six to fourteen, for example, and following an arithmetic progression.
A chaque palier, le volume de liquide introduit dans le premier manchon à partir du réservoir est mesuré, typiquement 15 secondes, 30 secondes et une minute après la fin de la mise en pression.At each stage, the volume of liquid introduced into the first sleeve from the reservoir is measured, typically 15 seconds, 30 seconds and one minute after the end of pressurization.
Le résultat de ces mesures est traduit par deux graphiques de chargement, ou courbes pressiométriques, dont l'une donne la variation de volume, mesurée à une minute, en fonction de la pression, et dont l'autre correspond aux variations de volume entre 30 secondes et une minute, en fonction de la pression.The result of these measurements is expressed by two loading graphs, or pressuremeter curves, one of which gives the variation of volume, measured at one minute, as a function of the pressure, and the other of which corresponds to the volume variations between 30 seconds and a minute, depending on the pressure.
Les pressiomètres existants souffrent de plusieurs défauts qui limitent très sérieusement la précision des résultats qu'ils fournissent.Existing pressuremeters suffer from several defects that seriously limit the accuracy of the results they provide.
L'invention, qui s'inscrit dans ce contexte, a justement pour but de pallier ces imperfections et de proposer un pressiomètre de précision.The invention, which is part of this context, is precisely intended to overcome these imperfections and to propose a precision pressuremeter.
A cette fin, le pressiomètre de l'invention, par ailleurs conforme à la définition générique qu'en donne le préambule ci-dessus, est essentiellement caractérisé en ce que le réservoir est porté par l'outil de fond, en ce que le capteur de volume comprend un détecteur de niveau de liquide logé dans le réservoir, et en ce que les moyens de raccordement comprennent un lien de transmission reliant le détecteur de niveau à l'équipement de surface.To this end, the pressuremeter of the invention, moreover in accordance with the generic definition given in the preamble above, is essentially characterized in that the reservoir is carried by the bottom tool, in that the sensor volume detector comprises a liquid level detector housed in the reservoir, and in that the connection means comprise a transmission link connecting the level detector to the surface equipment.
Grâce à cet agencement, le volume est mesuré de façon simple et fiable sans que la mesure obtenue soit perturbée par divers artefacts, tels que le poids de la colonne de liquide entre la surface et le fond, la déformation du conduit de liquide qui, dans les pressiomètres existants, relie généralement le premier manchon au réservoir disposé en surface, ou encore l'inertie qu'oppose ce conduit à la circulation de liquide entre la surface et le fond.Thanks to this arrangement, the volume is measured simply and reliably without the measurement obtained being disturbed by various artefacts, such as the weight of the liquid column between the surface and the bottom, the deformation of the liquid conduit which, in the existing pressuremeters, generally connects the first sleeve to the reservoir disposed on the surface, or the inertia that opposes this conduit to the flow of liquid between the surface and the bottom.
En configuration opérationnelle de l'outil de fond dans un forage, le réservoir est avantageusement disposé au-dessus du premier manchon gonflable, c'est-à-dire plus proche de la surface du sol que ce premier manchon.In operational configuration of the downhole tool in a borehole, the reservoir is advantageously arranged above the first inflatable sleeve, that is to say closer to the surface of the ground than this first sleeve.
De préférence, le signal de volume est de nature électrique, le lien de transmission comprenant alors une ligne électrique.Preferably, the volume signal is electrical in nature, the transmission link then comprising a power line.
Dans le mode de réalisation privilégié de l'invention, il est prévu que le liquide présente une résistivité électrique relativement faible, que le détecteur de niveau comprenne au moins un élément résistif relié à un générateur d'énergie électrique et partiellement immergé dans le liquide, que l'élément résistif présente une forme allongée suivant la hauteur du réservoir et une résistivité électrique relativement forte, et que le liquide et l'élément résistif partiellement shunté par le liquide forment pour le générateur une charge résistive présentant une résistance dépendant du niveau de ce liquide dans le réservoir.In the preferred embodiment of the invention, it is provided that the liquid has a relatively low electrical resistivity, that the level detector comprises at least one resistive element connected to a generator of electrical energy and partially immersed in the liquid, that the resistive element has an elongated shape according to the height of the reservoir and a relatively high electrical resistivity, and that the liquid and the resistive element partially shunted by the liquid form for the generator a resistive load having a resistance depending on the level of this liquid in the tank.
Par ailleurs, le générateur d'énergie électrique délivre de préférence un courant alternatif pour éviter les polarisations parasites.Moreover, the electrical energy generator preferably delivers an alternating current to avoid parasitic polarizations.
Pour simplifier la mesure et son interprétation, le réservoir peut être de forme cylindrique, l'élément résistif pouvant lui-même s'étendre suivant l'axe central du réservoir.To simplify the measurement and its interpretation, the reservoir may be of cylindrical shape, the resistive element may itself extend along the central axis of the reservoir.
Comme dans le cas des pressiomètres connus, l'outil de fond du pressiomètre de l'invention peut comprendre en outre des deuxième et troisième manchons gonflables, et un troisième conduit reliant le volume de gaz du réservoir à ces deuxième et troisième manchons.As in the case of known pressuremeters, the bottom tool of the pressuremeter of the invention may further comprise second and third inflatable sleeves, and a third conduit connecting the volume of gas from the reservoir to these second and third sleeves.
Pour augmenter encore la précision du pressiomètre de l'invention, il est possible de prévoir que les moyens de contrôle de débit comprennent un ajutage et un clapet, que l'équipement de surface comprenne en outre des moyens de pilotage de pression dans lesquels sont mémorisés une pluralité de consignes de pression de valeurs croissantes, un programme d'application successive dans le temps de ces consignes, et une loi de correspondance reliant au moins ces consignes à des intervalles de temps respectifs correspondants, et que ces moyens de pilotage de pression soient conçus pour ouvrir sélectivement le clapet, en vue de l'application de chaque nouvelle consigne de pression conformément au programme, pendant l'intervalle de temps correspondant à cette consigne.To further increase the accuracy of the pressuremeter of the invention, it is possible to provide that the flow control means comprise a nozzle and a valve, the surface equipment further comprises pressure control means in which are stored a plurality of increasing pressure setpoints, a successive application program in the time of these instructions, and a correspondence law connecting at least these instructions at corresponding respective time intervals, and that these pressure control means are designed to selectively open the valve, for the purpose of applying each new setpoint pressure in accordance with the program, during the time interval corresponding to this setpoint.
Grâce à cet agencement, la pression du liquide est contrôlée de façon rigoureuse, sans intervention humaine, et sans subir ni l'influence de l'écoulement du gaz sur la mesure de la pression, ni celle du retard d'établissement de la pression dans le réservoir.Thanks to this arrangement, the pressure of the liquid is rigorously controlled, without human intervention, and without undergoing the influence of the gas flow on the measurement of the pressure, or that of the pressure setting delay in The reservoir.
De préférence, les moyens de pilotage de pression sont reliés au capteur de pression et sont en outre conçus pour ouvrir le clapet pendant un intervalle de temps prédéfini en réponse à un déficit du signal de pression par rapport à une pression de consigne, lorsque ce déficit apparaît pendant un palier à cette pression de consigne et lorsqu'il dépasse un seuil prédéterminé.Preferably, the pressure control means are connected to the pressure sensor and are furthermore designed to open the valve during a predefined time interval in response to a deficit of the pressure signal with respect to a set pressure, when this deficit appears during a plateau at this set pressure and when it exceeds a predetermined threshold.
Les moyens de pilotage de pression comprennent par exemple une unité de commande actionnant le clapet et un ordinateur dans lequel sont mémorisés les consignes de pression, le programme, et la loi de correspondance, cet ordinateur étant relié à l'unité de commande et la pilotant.The pressure control means comprise, for example, a control unit actuating the valve and a computer in which the pressure instructions, the program and the correspondence law are stored, this computer being connected to the control unit and controlling it. .
Dans un mode de réalisation aisé de l'invention, les moyens de contrôle de débit peuvent comprendre une électrovalve portant à la fois l'ajutage et le clapet.In an easy embodiment of the invention, the flow control means may comprise a solenoid valve carrying both the nozzle and the valve.
Dans un autre mode de réalisation, le conduit d'alimentation en gaz est relié, dans le réservoir, d'une part à un premier clapet, par exemple via un premier conduit ou canal, permettant l'admission du gaz dans le réservoir, et d'autre part à un deuxième clapet, par exemple via un deuxième conduit ou canal, permettant l'échappement du gaz hors du réservoir.In another embodiment, the gas supply duct is connected, in the tank, firstly to a first valve, for example via a first duct or channel, allowing admission of the gas into the tank, and secondly to a second valve, for example via a second conduit or channel, allowing the escape of the gas out of the tank.
On peut notamment envisager que le premier et le deuxième clapet soient disposés sur un seul conduit ou canal.It can be envisaged that the first and second valves are arranged on a single conduit or channel.
Le clapet peut être choisi parmi tout type de clapet, notamment un clapet à bille, boule, soupape, piston ou disque.The valve can be chosen from any type of valve, including a ball valve, ball, valve, piston or disc.
On peut avantageusement utiliser un clapet comprenant un corps de clapet, notamment tubulaire, muni de deux zones filetées séparées par une butée, le corps de clapet étant prolongé par un élément tubulaire plus fin que le corps de clapet, notamment de diamètre inférieur au diamètre du corps de clapet lorsque celui-ci est tubulaire, et comprenant un orifice de sortie de gaz recouvert d'une enveloppe cylindrique élastique.It is advantageous to use a valve comprising a valve body, in particular tubular, provided with two threaded zones separated by an abutment, the valve body being extended by a thinner tubular element than the valve body, in particular of diameter less than the diameter of the valve. valve body when the latter is tubular, and comprising a gas outlet port covered with a cylindrical elastic envelope.
L'enveloppe cylindre élastique peut être choisie parmi tout type de matériau élastique et étanche, notamment le caoutchouc.The elastic cylinder casing may be chosen from any type of elastic and waterproof material, in particular rubber.
D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront clairement de la description qui en est faite ci-après, à titre indicatif et nullement limitatif, en référence aux dessins annexés, dans lesquels :
- la
figure 1 est une vue schématique en coupe verticale d'un pressiomètre conforme à l'invention et en cours d'utilisation; - la
figure 2 est une vue schématique en coupe verticale d'un détail fonctionnel de ce pressiomètre ; - la
figure 3 est une vue schématique d'un détail du pressiomètre selon un mode de réalisation ; - la
figure 4 est une vue schématique d'un clapet utilisable dans le pressiomètre selon ce mode de réalisation.
- the
figure 1 is a schematic view in vertical section of a pressuremeter according to the invention and in use; - the
figure 2 is a schematic view in vertical section of a functional detail of this pressiometer; - the
figure 3 is a schematic view of a detail of the pressuremeter according to one embodiment; - the
figure 4 is a schematic view of a valve used in the pressuremeter according to this embodiment.
Comme annoncé précédemment, l'invention concerne un pressiomètre destiné à permettre l'évaluation d'une propriété géotechnique du sous-sol.As previously announced, the invention relates to a pressuremeter for the evaluation of a geotechnical property of the subsoil.
Un tel appareil comprend, en tant que sous-ensembles, un outil de fond 1 destiné à être introduit dans un forage F, un équipement de surface 2, et des moyens de raccordement, tels que 30 à 33, permettant notamment de relier l'outil 1 à l'équipement 2.Such an apparatus comprises, as subassemblies, a
L'outil de fond 1 comprend en général trois manchons gonflables, à savoir un manchon principal et central 11, et deux manchons auxiliaires 12 et 13, adjacents au manchon central 11 et situés de part et d'autre de ce dernier.The
Le manchon principal 11 est essentiellement formé par une membrane élastique annulaire susceptible d'être gonflée par injection d'un liquide L sous pression, par exemple de l'eau, provenant d'un réservoir 4 et acheminé par un conduit 32.The
Le réservoir 4 est par exemple réalisé dans un cylindre métallique sensiblement indéformable aux pressions considérées, de façon à ce que la variation de volume de liquide dans le réservoir 4 soit uniquement due à la déformation du manchon central 11. Le réservoir 4 contient, au-dessus du liquide L, un gaz G de propulsion tel que de l'azote pressurisé, le liquide et le gaz occupant des volumes respectifs et complémentaires Vl et Vg de ce réservoir 4.The
L'équipement de surface 2 comprend typiquement une source 21 de gaz propre à délivrer le gaz G sous pression et reliée au volume de gaz Vg du réservoir 4 par un conduit d'alimentation 31.The surface equipment 2 typically comprises a
L'équipement de surface 2 comprend également des moyens de contrôle de débit, tels que 220-222, qui sont interposés sur le conduit 31 et qui permettent de contrôler le passage du gaz G de la source 21 vers le réservoir 4, donc le passage du liquide L du réservoir 4 vers le manchon 11 à travers le conduit 32.The surface equipment 2 also comprises flow control means, such as 220-222, which are interposed on the
Le pressiomètre de l'invention comprend encore, de façon classique, un capteur de pression 5 et un capteur de volume 6, le capteur de pression 5 étant conçu pour fournir un signal Sp lié à la pression du liquide L dans le réservoir 4, et le capteur de volume 6 étant conçu pour fournir un signal Sv lié au volume Vl du liquide dans le réservoir 4.The pressuremeter of the invention further comprises, in a conventional manner, a
Selon l'invention, le capteur de volume 6 comprend un détecteur 61 de niveau de liquide logé dans le réservoir 4, ce réservoir étant porté par l'outil de fond 1 et par exemple disposé au-dessus du manchon gonflable central 11 lorsque l'outil de fond 1 est en place dans un forage F.According to the invention, the volume sensor 6 comprises a
Un lien de transmission 30 est alors prévu pour relier le détecteur de niveau 61 à l'équipement de surface 2, ce lien étant par exemple constitué par une ligne électrique dans le cas avantageux où le signal de volume Sv est de nature électrique.A
Dans un mode de réalisation efficace de l'invention, le détecteur de niveau 61 est de type résistif.In an efficient embodiment of the invention, the
Pour ce faire, le liquide L est choisi pour présenter une résistivité électrique relativement faible. Il est notamment possible d'utiliser, en tant que liquide L, de l'eau ionisée par la présence d'impuretés, de sel ou, plus avantageusement encore, d'antigel.To do this, the liquid L is chosen to have a relatively low electrical resistivity. It is particularly possible to use, as liquid L, ionized water by the presence of impurities, salt or, more preferably, antifreeze.
Le détecteur de niveau 61 est quant à lui composé par exemple d'un élément résistif 610 et d'un conducteur pur tel qu'une barre de cuivre, l'élément résistif et le conducteur étant reliés à un générateur d'énergie 25 électrique 60 et partiellement immergés dans le liquide L du réservoir 4.The
Le générateur délivre par exemple un courant alternatif d'amplitude constante et de fréquence égale à 270 Hz.The generator delivers for example an alternating current of constant amplitude and frequency equal to 270 Hz.
L'élément résistif 610 présente une forme allongée suivant la hauteur du réservoir 4 et, par définition, une résistivité électrique relativement forte c'est-à-dire au moins cent fois supérieure à celle du liquide L.The
L'élément résistif 610 est par exemple enroulé autour de la barre conductrice 611 sans être en contact galvanique direct avec cette barre.The
Dans ces conditions, l'élément résistif 610 et la barre conductrice 611 sont galvaniquement reliés l'un à l'autre par le liquide L au voisinage immédiat du niveau de ce liquide dans le réservoir, l'élément résistif 610 étant shunté par le liquide sur toute sa longueur immergée.Under these conditions, the
En d'autres termes, le liquide L, l'élément résistif 610, et accessoirement la barre conductrice 611, forment pour le générateur de courant 60 une charge résistive CR dont la résistance électrique dépend du niveau de ce liquide dans le réservoir 4, donc du volume de liquide L dans ce réservoir.In other words, the liquid L, the
Le signal Sv de volume peut ainsi être représenté par le signal de sortie d'un voltmètre à détection en phase 62 installé en parallèle sur le générateur de courant 60.The volume signal Sv can thus be represented by the output signal of a
En variante, la paroi du réservoir 4, également supposée conductrice, peut être utilisée à la place de la barre conductrice 611 pour refermer la boucle de courant.Alternatively, the wall of the
Des détecteurs de niveau de ce type sont par exemple décrits dans le brevet
Comme le montre la
Comme le montre encore la
La précision du pressiomètre de l'invention peut encore être augmentée en dotant l'équipement de surface de moyens de pilotage de pression, et en prévoyant que les moyens de contrôle de débit comprennent un ajutage 221 et un clapet 222, par exemple intégrés à une électrovalve 220.The accuracy of the pressuremeter of the invention can be further increased by equipping the surface equipment with pressure control means, and providing that the flow control means comprise a nozzle 221 and a valve 222, for example integrated with a solenoid valve 220.
Dans le mode de réalisation illustré, les moyens de pilotage de pression comprennent une unité de commande 7 propre à actionner le clapet 222, et un ordinateur 8 relié à l'unité de commande 7 et la pilotant.In the illustrated embodiment, the pressure control means comprise a
L'ordinateur 8 est doté d'une mémoire dans laquelle sont stockés une pluralité de consignes de pression de valeurs croissantes Kpi, un programme PROG d'application successive dans le temps de ces consignes Kpi, et une loi de correspondance CORR permettant de déterminer, au moins sur la base des consignes Kpi, des intervalles de temps respectifs correspondants Tpi.The
Le programme PROG a pour fonction de déterminer à quels instants devront être appliqués les différents paliers de pression, les consignes Kpi définissant quant à elles les valeurs des différentes pressions qui devront être atteintes et maintenues au cours de ces différents paliers de pression.The purpose of the PROG program is to determine at which instants the different pressure levels should be applied, the Kpi instructions defining the values of the different pressures that will have to be reached and maintained during these different pressure levels.
La loi de correspondance CORR est définie de manière qu'à chaque nouveau palier de pression, c'est-à-dire lors de l'application de chaque nouvelle consigne de pression Kpi conformément au programme PROG, cette consigne de pression puisse être atteinte par l'ouverture du clapet 222, par les moyens 7 et 8 de pilotage de pression, pendant l'intervalle de temps Tpi correspondant à cette consigne Kpi.The correspondence law CORR is defined so that at each new pressure level, that is to say when applying each new pressure setpoint Kpi according to the program PROG, this pressure setpoint can be reached by the opening of the valve 222, by the
En pratique, comme le gaz G est admis dans le réservoir G à travers l'ajutage 221, il s'écoule de façon laminaire.In practice, since the gas G is admitted into the tank G through the nozzle 221, it flows laminarly.
La masse de gaz G admise dans le réservoir pendant une durée déterminée est donc, conformément à la loi de Poiseuille, essentiellement représentée par une fonction linéaire de cette durée, l'incidence mineure des variations de la différence entre les pressions existant en amont et en aval de l'ajutage pouvant en outre être prise en compte et corrigée grâce à la connaissance préalable de la pression en amont de l'ajutage 221 et de la consigne Kpi à atteindre.The mass of gas G admitted into the reservoir during a determined period of time is therefore, in accordance with Poiseuille's law, essentially represented by a linear function of this duration, the minor incidence of variations in the difference between the pressures existing upstream and downstream. downstream of the nozzle may further be taken into account and corrected thanks to the prior knowledge of the pressure upstream of the nozzle 221 and the setpoint Kpi to achieve.
En variante, ou de façon cumulative, la loi de correspondance CORR peut être déterminée ou affinée expérimentalement par un calibrage préliminaire.Alternatively, or cumulatively, the correspondence law CORR can be determined or refined experimentally by preliminary calibration.
La loi CORR peut enfin être mémorisée sous forme d'une relation mathématique, ou plus simplement sous forme d'une ou plusieurs abaques.The CORR law can finally be stored in the form of a mathematical relationship, or more simply in the form of one or more charts.
Une fois qu'un nouveau palier de pression a été atteint de la façon indiquée ci-dessus, il convient de maintenir la pression dans le réservoir 4 à la valeur de la pression de consigne de ce palier jusqu'à l'instant où un autre palier de pression devra être atteint.Once a new pressure level has been reached in the manner indicated above, the pressure in the
Comme cependant le manchon 11 peut, pendant la durée d'un palier de pression, refouler radialement la paroi du forage F et donc augmenter de volume, la pression dans le réservoir 4 peut décroître pendant cette durée et doit donc être compensée.As, however, the
Pour ce faire, l'ordinateur 8 reçoit le signal de pression Sp en provenance du capteur de pression 5 auquel il est relié et compare ce signal de pression Sp, en permanence ou périodiquement à fréquence élevée, à la pression de consigne Kpi qui doit être maintenue pendant le palier de pression en cours.To do this, the
Dans le cas où le signal de pression Sp présente, par rapport à cette pression de consigne Kpi, un déficit supérieur à un seuil de tolérance prédéterminé, l'ordinateur 8 transmet à l'unité de commande 7 l'ordre d'ouvrir le clapet 222 pendant un intervalle de temps prédéfini T0.In the case where the pressure signal Sp has, relative to this set pressure Kpi, a deficit greater than a predetermined tolerance threshold, the
En pratique, l'intervalle de temps T0 est choisi de manière que la masse de gaz traversant l'ajutage 221 pendant cet intervalle de temps soit au moins légèrement supérieure à la masse de gaz nécessaire, dans le pire cas, pour compenser le déficit de pression correspondant au seuil de tolérance.In practice, the time interval T0 is chosen so that the mass of gas passing through the nozzle 221 during this time interval is at least slightly greater than the mass of gas required, in the worst case. case, to compensate for the pressure deficit corresponding to the tolerance threshold.
Dans le cas où la précision souhaitée sur le maintien de la pression au cours d'un palier est élevée, c'est-à-dire dans le cas où la valeur donnée au seuil de tolérance est faible, l'intervalle de temps T0 prendra donc lui-même une valeur faible, la compensation adéquate du déficit de pression au cours d'un palier de pression étant réalisée par adaptation automatique de la fréquence d'ouverture du clapet 222 en fonction de la vitesse de la chute de pression dans le réservoir 4.In the case where the desired precision on maintaining the pressure during a step is high, that is to say in the case where the value given at the tolerance threshold is low, the time interval T0 will take therefore itself a low value, the adequate compensation of the pressure deficit during a pressure bearing being achieved by automatically adjusting the opening frequency of the valve 222 as a function of the speed of the pressure drop in the
Enfin, l'ordinateur 8, qui reçoit le signal de volume Sv, assure également l'enregistrement de ce signal Sv et du signal de pression Sp de manière corrélée dans le temps, en vue du traitement ultérieur de ces signaux.Finally, the
La
Conformément à ce mode de réalisation, le conduit 33 d'alimentation en gaz G est relié, dans le volume de gaz Vg du réservoir 4, à un premier clapet 40 via un premier canal 331, et d'autre part à un deuxième clapet 41, via un deuxième canal 332. Le clapet 40 est disposé de façon à permettre l'admission du gaz G issu de la source de gaz 21 dans le réservoir 4, tandis que le clapet 41 est disposé de façon à permettre l'échappement du gaz G depuis le réservoir 4 vers le conduit 33. Les clapets 40 et 41 sont disposés à l'aide d'éléments de support 48 et 49.According to this embodiment, the
Ainsi, lorsque l'on injecte du gaz G depuis la source de gaz 21 vers la sonde 1, pour procéder aux essais pressiométriques, le gaz G est admis dans le réservoir via le clapet 40. Lorsque l'on a terminé les essais et que l'on souhaite évacuer le gaz G hors du réservoir 4 en diminuant la pression de gaz, le gaz G s'échappe du réservoir 4 via le clapet 41. Grâce à la présence des deux clapets 40, 41, le liquide L présent dans le réservoir 4 ne peut s'échapper du réservoir 4, aussi bien pendant les essais pressiométriques que pendant la manipulation de la sonde 1 en surface. La sonde 1 peut ainsi être transportée horizontalement, ou même verticalement à l'envers, le réservoir 4 étant positionné en-dessous des trois manchons 11, 12, 13, sans que le liquide L ne s'échappe du réservoir 4.Thus, when gas G is injected from the
Ce mode de réalisation permet ainsi un fonctionnement amélioré de la sonde 1, puisque l'acheminement/échappement du gaz G dans la sonde 1 ainsi que les manipulations de la sonde 1 sont réalisés sans que le liquide L ne puisse quitter le réservoir 4. On évite ainsi des pertes de liquide L et donc des remplissages du réservoir 4 fréquents.This embodiment thus allows improved operation of the
Un clapet 40, 41 particulièrement adapté au pressiomètre selon l'invention est illustré à la
En se référant à la
Lors de l'admission du gaz G, le gaz G pénètre dans le canal 331 puis dans le clapet d'admission 40, successivement dans le corps de clapet 42 puis dans l'élément tubulaire 46. L'extrémité du corps de clapet 42 étant fermée, le gaz G arrive ensuite à l'orifice de sortie et vient appuyer et déformer l'enveloppe cylindrique élastique 47. Lorsque la déformation de l'enveloppe cylindrique élastique 47 est suffisante, le gaz G parvient dans le réservoir 4. A l'inverse, lors de l'échappement, on supprime la pression de gaz dans le conduit 31, et le gaz G peut s'échapper du réservoir 4 via le clapet d'échappement 41 et le tube 332.During the admission of the gas G, the gas G enters the channel 331 and then into the inlet valve 40, successively in the
Ainsi, si la sonde 1 est postionnée à l'envers pendant le transport, avec le réservoir 4 en-dessous des manchons 11, 12, 13, le liquide L va être en contact avec les clapets 40, 41. L'enveloppe cylindrique élastique 47 du clapet d'admission 40 est plaquée sur le corps de clapet 42, empêchant ainsi le liquide L de pénétrer dans le conduit 33. Du côté du clapet d'échappement 41, l'eau pénètre dans le corps de clapet 42 et arrive en appui sur la face interne de l'enveloppe élastique 47 du clapet d'échappement 41. La masse du liquide L appuyant sur l'enveloppe 47 n'est pas suffisante pour déformer la membrane 47, et le liquide ne peut pas non plus pénétrer dans le conduit 33. Ainsi, le liquide L ne peut pas sortir du réservoir 4.Thus, if the
L'invention telle que décrite inclut donc également toutes les étapes de mise en oeuvre du pressiomètre tel qu'il vient d'être exposé.The invention as described therefore also includes all the steps of implementation of the pressuremeter as just described.
Claims (13)
- Probe for pressure meter (1), comprising a central inflatable sleeve (11), two inflatable sleeves (12, 13) adjacent to the central sleeve (11) and situated on either side of the latter, a liquid supply duct (32) connected to the central sleeve (11), a gas supply duct (33) connected to the adjacent sleeves (12, 13), characterised in that the probe (1) further comprises a reservoir (4) intended to contain additional volumes (Vg, Vl) of gas (G) and of liquid (L), the liquid volume (Vl) of the reservoir (4) being in communication with the central sleeve (11) via the liquid supply duct (32), the gas volume (Vg) of the reservoir (4) being connected to the gas supply duct (33).
- Probe (1) set forth in claim 1, characterised in that the reservoir (4) comprises a volume sensor (6) able to provide a signal (Sv) linked to the volume (Vl) of the liquid (L) in the reservoir (4).
- Probe (1) set forth in claim 2, characterised in that the volume sensor (6) comprises a liquid level detector (61).
- Probe (1) set forth in claim 3, characterised in that the liquid level detector (61) comprises at least one resistive element (610) intended to be immersed, at least partially, in the liquid volume (Vl) of the reservoir (4), the resistive element (610) being arranged substantially in parallel to the axis of the reservoir (4).
- Probe according to one of claims 1 to 4, characterised in that the reservoir (4), in operational configuration of the probe (l), is arranged above the three inflatable sleeves (11, 12, 13).
- Probe (1) according to one of claims 1 to 5, characterised in that the reservoir (4) is cylindrical.
- Probe (1) according to one of claims 1 to 6, characterised in that the gas supply duct (33) is connected, in the reservoir (4), on the one hand to a first valve (40) allowing for the intake of the gas (G) in the reservoir (4), and on the other hand to a second valve, (41) allowing for the exhaust of the gas (G) outside of the reservoir (4).
- Probe (1) set forth in claim 7, characterised in that the valves (40, 41) include a valve body (42) provided with two threaded zones (43, 44) separated by a thrust bearing (45), the valve body (42) being extended by a tubular element (46) that is thinner than the valve body (42) and comprising a gas outlet orifice covered with an elastic cylindrical envelope (47).
- Pressure meter, characterised in that it comprises:- a probe (1) according to one of claims 1 to 8,- a piece of surface equipment (2) comprising a pressurised gas source (21), a duct (31) connecting the gas source (21) to the reservoir (4) of the probe (1), a pressure sensor (5) able to provide a signal (Sp) linked to the pressure in the reservoir (4) of the probe (1), and- means for connecting (30-33) the probe (1) to the piece of surface equipment (2).
- Pressure meter set forth in claim 9, characterised in that the piece of surface equipment (2) further comprises flow control means (220-222) comprising a nozzle (221) and a valve (222), said flow control means (220-222) being interposed on the duct (31) connecting the gas source (21) to the reservoir (4) of the probe (1), as well as pressure control means (7, 8) connected to the flow control means (220-222), and wherein is memorised a plurality of setpoint pressures (Kpi) of increasing values according to a programme (PROG) of successive applications over time of these setpoints.
- Pressure meter set forth in claim 10, characterised in that the pressure control means (7, 8) are furthermore connected to the pressure sensor (5) and are designed to open the valve (222) during a predefined period of time when the difference between the pressure signal (Sp) and the setpoint pressure (Kpi) exceeds a predetermined value.
- Pressure meter set forth in claim 10 or 11, characterised in that the pressure control means (7, 8) include a control unit (7) able to actuate the valve (222) and which is connected to a computer (8) wherein are memorised the pressure setpoints (Kpi) and the programme (PROG) of successive applications over time of these setpoints (Kpi).
- Pressure meter according to one of claims 10 to 12, characterised in that the flow control means (220-222) include a solenoid valve (220) supporting the nozzle (221) as well as the valve (222).
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