EP2126223A1 - Sonde a corps plein - Google Patents

Sonde a corps plein

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Publication number
EP2126223A1
EP2126223A1 EP08775560A EP08775560A EP2126223A1 EP 2126223 A1 EP2126223 A1 EP 2126223A1 EP 08775560 A EP08775560 A EP 08775560A EP 08775560 A EP08775560 A EP 08775560A EP 2126223 A1 EP2126223 A1 EP 2126223A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
probe
fluid
reservoir
volume
conduit
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Withdrawn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
EP08775560A
Other languages
German (de)
English (en)
Inventor
André LECHAT
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.)
DATC Europe SAS
Original Assignee
DATC Europe SAS
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 DATC Europe SAS filed Critical DATC Europe SAS
Publication of EP2126223A1 publication Critical patent/EP2126223A1/fr
Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02D—FOUNDATIONS; EXCAVATIONS; EMBANKMENTS; UNDERGROUND OR UNDERWATER STRUCTURES
    • E02D1/00—Investigation of foundation soil in situ
    • 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
    • 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
    • E21B49/006—Measuring wall stresses in the borehole

Definitions

  • the invention relates to a probe, in particular a geotechnical or geophysical probe, and more particularly a probe that can be used in a pressuremeter.
  • Geotechnical probes are used to determine the technical characteristics of a soil, such as mechanical resistance.
  • Geophysical probes are also used to evaluate the physical and chemical characteristics of soils.
  • a well known type of geotechnical probe is the probe for pressuremeter.
  • a pressuremeter is a device that can measure in situ the characteristics of resistance and deformability of a soil. It consists of a radially expandable, three-chambered cylindrical probe, a set of pressurizing and pneumatic control elements, and a volume controller. This apparatus makes it possible to know the increase in the volume of a drilling wafer as a function of the pressures applied.
  • pressiometers are well known to those skilled in the art since their invention by L. Ménard in 1955. They are described in particular in patents FR 1.117.983 and FR 2 766 229.
  • the traditional probes are insufficiently resistant from a mechanical point of view, especially when threshing the probe, that is to say when it is subjected to a striking or percussion for its introduction into the ground.
  • the invention proposes a probe for overcoming these disadvantages.
  • the subject of the invention is thus a geotechnical or geophysical probe, of the type comprising a central probe body intended to feed into one or more fluids, using one or more fluid supply conduits, at least one element of the probe adjacent to the probe body, remarkable in that it comprises a substantially indeformable reservoir intended to contain complementary volumes of a first fluid and a second fluid, the volume of the first fluid of the reservoir being in communication with the minus a first supply duct, the volume of the second fluid of the tank being at least connected to the second supply duct, the ducts being formed in a solid zone of the probe body.
  • the solid zone may be a part of the probe body, or preferably the probe body itself, so as to better distribute the mechanical forces during threshing of the probe.
  • the fluid supply duct or ducts can advantageously be made by drilling.
  • the probe body may be cylindrical, that is to say a surface generated by the movement of a straight line always keeping the same orientation and based on a closed curve.
  • the curve is preferably a circle.
  • the cylindrical probe body is advantageously provided with one or more external threaded zones, in order to facilitate the transmission of striking forces in the probe.
  • the threaded outer zones are preferably disposed at each end of the probe body.
  • Rope threading is a set of threads of substantially sinusoidal or trapezoidal profile.
  • the pitch of the threads is preferably between 10 and 30 mm.
  • the depth of the threads is preferably between 1 and 5 mm.
  • the probe according to the invention may be a pressuremeter probe.
  • the fluid supply ducts comprise a first fluid supply duct and a second fluid supply duct, the fluid supply elements comprising a central inflatable sleeve, two inflatable sleeves adjacent to the central duct. and located on either side of the latter, the three sleeves surrounding the probe body, the central sleeve being connected to the first fluid supply duct, the sleeves adjacent to the central sleeve being connected to the second supply duct. fluid.
  • the probe therefore comprises a reservoir which contains complementary volumes of gas and liquid; the volume of liquid in the reservoir being in communication with the central sleeve via the first fluid supply conduit, the volume of gas in the reservoir being connected to the second fluid supply conduit.
  • the reservoir is adjacent to the body of the probe, advantageously disposed above the probe body when the latter is in operational configuration, and consequently moves simultaneously with said probe body. In this way, - A - the supply of the probe, from the surface, no longer requires a liquid conduit but a single gas conduit.
  • the volume of liquid is measured simply and reliably because the measurement obtained is not disturbed by:
  • the reservoir may include a volume sensor capable of providing a signal related to the volume of liquid in the reservoir.
  • the volume sensor may for example comprise a liquid level detector.
  • the liquid level detector may comprise at least one resistive element intended to be immersed, at least partially, in the liquid volume of the reservoir, the resistive element being disposed substantially parallel to the axis of the reservoir.
  • the reservoir may in particular be cylindrical.
  • the fluid supply duct may be connected, in the reservoir, on the one hand to a first valve allowing the admission of the fluid into the reservoir, and on the other hand to a second valve allowing the escape of the fluid out of the tank.
  • the valves may comprise a valve body provided with two threaded zones separated by a stop, the valve body being extended by a thinner tubular member than the valve body and comprising a gas outlet port covered with a cylindrical elastic envelope .
  • valves can advantageously be screwed into a threaded zone made in a solid zone of tank .
  • the invention also relates to a pressuremeter, comprising:
  • surface equipment comprising a source of pressurized gas, a conduit connecting the gas source to the tank of the probe, a pressure sensor capable of supplying a signal related to the pressure in the tank of the probe, and
  • FIG. 1 is a first open view of a probe body for a pressuremeter according to the invention
  • FIG. 2 is a second open view of a probe body for a pressuremeter according to the invention.
  • FIG. 3 is a partial and fragmentary axial sectional view of a pressuremeter probe according to one embodiment of the invention.
  • FIG. 4 illustrates a pressuremeter comprising a probe according to the invention.
  • the probe body 1 for a pressuremeter comprises a first conduit 40 for supplying a first fluid and a second conduit 41 for supplying a second fluid, in an open view.
  • the first supply conduit 40 in a first fluid is a liquid supply conduit for supplying a central inflatable sleeve, not shown.
  • the second conduit 41 for supplying a second fluid is a gas supply duct intended to supply two inflatable sleeves adjacent to the central sleeve, not shown.
  • the liquid supply duct 40 and the gas supply duct 41 were obtained by drilling the probe body 1.
  • the two fluid supply conduits 40, 41 are thus formed in a solid probe body, whereas in traditional probes, they are tubes welded into the probe body.
  • the probe body 1 according to the invention makes it possible to avoid the presence of these welds which are fragile and which can yield during the drilling under the effect of the threshing of the probe, or under the effect of the pressure of the fluids during the pressuremeter tests. This also ensures a better seal of the conduits 40, 41 of supply.
  • the probe body 1 is further provided with two threaded outer zones 42, 43, each disposed at one end of the probe body 1.
  • the threaded zones 42, 43 are provided with rope type threads. In this way, the transmission of striking forces in the probe is improved.
  • Figure 2 shows in open view the liquid supply conduit 40 to a central inflatable sleeve, adjacent to the probe body 1 and not shown.
  • the pressuremeter probe illustrated in FIG. 3 comprises a probe body 1 and three inflatable annular sleeves 21, 22, and 23.
  • the probe body 1 extends along the Z axis of the probe and comprises a conduit 40 for supplying water and a conduit 41 for supplying gas.
  • the sleeves 21, 22 and 23 surround the probe body 1 and extend respectively over three adjacent and successive longitudinal sections of the probe, noted Sl, S2, and S3.
  • the central sleeve 21 is connected to the duct 40, while the sleeves 22 and 23, which are arranged on either side of the central sleeve 21, are each connected to the gas supply duct 41, this gas being generally constituted by nitrogen under pressure.
  • the sleeves 21 to 23 are made from a single elastic sleeve 2 sheathing a hollow cylindrical mandrel 3 itself removably and sealingly threaded onto the probe body 1, the probe body 1 having for this purpose an outer surface sinking into a cylinder.
  • the mandrel 3 has three fluid ports isolated from each other sealingly, denoted 31, 32, and 33, and respectively opening in the three longitudinal sections S1, S2, and S3 of the probe.
  • the orifice 31 of the central section Sl is connected to the conduit 40 for supplying water, while each of the two other orifices 32 and 33 is connected to the conduit 41 for supplying gas.
  • the elastic sleeve 2 is fractionated by means of strapping such as 4e and 4i which apply locally and so sealed on the outer face of the mandrel 3.
  • hoops include two end hoops 4e each consisting of a metal crimp.
  • the sleeve 2 is covered with a deformable mechanical protective sheath 5, for example made of a coated textile, and the metal crimps 4e are applied to this sheath 5.
  • Strapping includes two strapping intermediaries 4i intended to ensure the separation between the central sleeve 21 and the guard sleeves 22 and 23.
  • Each of the intermediate straps 4i is advantageously constituted by a plurality of turns of a flexible link wound under tension around the sleeve 2, these turns preferably being held relative to each other and under tension by gluing.
  • the mandrel 3 preferably has two outer peripheral grooves 30, each intermediate strapping 4i can thus apply the elastic sleeve 2 on the bottom of one of these grooves 30.
  • the probe is equipped with O-rings 6 installed in external peripheral grooves 10 of the probe body 1 and sealingly isolating the three fluid orifices 31, 32 and 33 made in the mandrel 3 from each other.
  • FIG. 4 shows a pressuremeter comprising a probe 50 intended to be introduced into a borehole F, a surface equipment 52, and connection means, making it possible in particular to connect the probe 50 to the equipment 52.
  • the probe 50 comprises three inflatable sleeves, namely a main and central sleeve 21, and two auxiliary sleeves 22 and 23, adjacent to the central sleeve 21 and located on either side of the latter.
  • the main sleeve 21 is essentially formed by an annular elastic membrane that can be inflated by injection of a liquid L under pressure, for example water, coming from a tank 53 and conveyed by a conduit 40 for supplying water. water.
  • the duct 40 is made by drilling into the probe body 1.
  • the probe further comprises a reservoir 53, for example made in a metal cylinder substantially indeformable at the pressures considered, so that the variation in the volume of liquid in the reservoir 53 is solely due to the deformation of the central sleeve 21.
  • reservoir 53 contains, above the liquid L, a propellant gas G such as pressurized nitrogen, the liquid and the gas occupying respective and complementary volumes V1 and Vg of this reservoir 53.
  • the surface equipment 52 typically comprises a source 71 of clean gas to deliver the gas G under pressure and connected to the volume of gas Vg of the tank 53 by a conduit 81 for supplying gas.
  • the surface equipment 52 also comprises flow control means, such as 220-222, which are interposed on the conduit 81 and which make it possible to control the passage of the gas G from the source 71 to the reservoir 53, and therefore the passage of the liquid L from the reservoir 53 to the sleeve 21 through the conduit 40.
  • flow control means such as 220-222, which are interposed on the conduit 81 and which make it possible to control the passage of the gas G from the source 71 to the reservoir 53, and therefore the passage of the liquid L from the reservoir 53 to the sleeve 21 through the conduit 40.
  • the pressuremeter also comprises a pressure sensor 54 and a volume sensor 61, the pressure sensor 54 being designed to provide a signal Sp related to the pressure of the liquid L in the tank 53, and the volume sensor 61 being designed to provide a signal Sv related to the volume Vl of the liquid in the tank 53.
  • the volume sensor 61 comprises a liquid level detector housed in the tank 53, this tank being carried by the probe 50 and disposed above the probe body 1 when the probe 50 is placed in a bore F.
  • a transmission link 70 is then provided to connect the level detector 61 to the surface equipment 52, this link being constituted for example by an electrical line in the advantageous case where the signal of Sv volume is electrical in nature.
  • the level detector 61 is of the resistive type.
  • the pressure sensor 54 can itself be placed in the gaseous phase of the contents of the tank 53, and in particular in the conduit 81 for supplying gas G.
  • the auxiliary inflatable sleeves 22 and 23 are selectively inflated by the gas G, and for this purpose connected, by a duct 41 to the volume Vg of gas G of the tank 53.
  • the duct 41 is made by drilling into the probe body 1.
  • the accuracy of the pressuremeter of the invention can be further increased by providing the surface equipment with pressure control means, and by providing that the flow control means comprise a nozzle 221 and a valve 222, for example integrated into a pressure control device. solenoid valve 220.
  • the pressure control means comprise a control unit 7 adapted to actuate the valve 222, and a computer 8 connected to the control unit 7 and the driver.
  • the computer 8 is provided with a memory in which is stored a plurality of pressure instructions of increasing values Kpi, a program PROG of successive application in time of these instructions Kpi, and a correspondence law CORR for determining, at least on the basis of Kpi instructions, corresponding respective time intervals Tpi.

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Abstract

L'invention a pour objet une sonde (50) géotechnique ou géophysique, du type comportant un corps de sonde (1) central destiné à alimenter en un ou plusieurs fluides (G, L), à l'aide d'un ou plusieurs conduits (40, 41) d'alimentation en fluides (G, L), au moins un élément de la sonde (21, 22, 23) adjacent au corps de sonde (1), remarquable en ce qu'elle comprend un réservoir (53) sensiblement indéformable destiné à contenir des volumes complémentaires (Vg, Vl) d'un premier fluide (L) et d'un deuxième fluide (G), le volume (Vl) du premier fluide du réservoir (53) étant en communication avec au moins un premier conduit (40) d'alimentation, le volume (Vg) du deuxième fluide du réservoir (53) étant au moins relié au deuxième conduit (41) d'alimentation, les conduits (40, 41) étant ménagés dans une zone pleine du corps de sonde (1).

Description

SONDE A CORPS PLEIN
L'invention concerne une sonde, notamment géotechnique ou géophysique, et plus particulièrement une sonde utilisable dans un pressiomètre.
On connaît différents types de sonde permettant de déterminer les caractéristiques d'un sol. Les sondes géotechniques sont utilisées pour déterminer les caractéristiques techniques d'un sol, comme par exemple la résistance mécanique. On emploie également des sondes géophysiques pour évaluer les caractéristiques physiques et chimiques des sols.
Un type de sonde géotechnique bien connue est la sonde pour pressiomètre. Un pressiomètre est un appareil qui permet de mesurer in situ les caractéristiques de résistance et de déformabilité d'un sol. Il est constitué d'une sonde cylindrique tricellulaire, dilatable radialement, d'un ensemble d'organes de mise en pression et de régulation pneumatique, et d'un contrôleur de volume. Cet appareil permet de connaître l'augmentation du volume d'une tranche de forage en fonction des pressions appliquées .
Ces pressiomètres sont bien connus de l'Homme du métier depuis leur invention par L. Ménard en 1955. Ils sont notamment décrits dans les brevets FR 1.117.983 et FR 2 766 229.
Toutefois, l'utilisation de plusieurs fluides pour dilater les différentes cellules de la sonde tricellulaire nécessite d'avoir pour chaque fluide un réservoir disposé en surface et de relier ledit réservoir à la sonde par un conduit. La mesure de l'augmentation du volume est alors perturbée par le poids de chaque colonne de fluide entre la surface et la sonde, par la déformation et la perte de charge de chaque conduit entre la surface et la sonde.
De plus, lors de la mise en place des sondes _ O — géotechniques ou géophysiques dans ie sol, lors αe l'opération de forage, les sondes traditionnelles s'avèrent insuffisamment résistantes d'un point de vue mécanique, particulièrement lors du battage de la sonde, c'est-à-dire lorsqu'elle est soumise à une frappe ou percussion pour son introduction dans le sol. L'invention propose une sonde permettant de remédier à ces inconvénients.
L'invention a ainsi pour objet une sonde géotechnique ou géophysique, du type comportant un corps de sonde central destiné à alimenter en un ou plusieurs fluides, à l'aide d'un ou plusieurs conduits d'alimentation en fluides, au moins un élément de la sonde adjacent au corps de sonde, remarquable en ce qu'elle comprend un réservoir sensiblement indéformable destiné à contenir des volumes complémentaires d'un premier fluide et d'un deuxième fluide, le volume du premier fluide du réservoir étant en communication avec au moins un premier conduit d'alimentation, le volume du deuxième fluide du réservoir étant au moins relié au deuxième conduit d' alimentation, les conduits étant ménagés dans une zone pleine du corps de sonde.
La zone pleine peut être une partie du corps de sonde, ou de préférence le corps de sonde lui-même, de façon à mieux répartir les efforts mécaniques lors du battage de la sonde.
Le ou les conduits d' alimentation en fluides peuvent avantageusement être réalisés par perçage.
Le corps de sonde peut être cylindrique, c'est-à-dire une surface engendrée par le mouvement d'une droite gardant toujours la même orientation et s'appuyant sur une courbe fermée. La courbe est de préférence un cercle.
Le corps de sonde cylindrique est avantageusement muni d'une ou plusieurs zones externes filetées, afin de faciliter la transmission des efforts de frappe dans la sonde .
Les zones externes filetées sont de préférence disposées à chacune des extrémités du corps de sonde.
Les filets utilisés sont de préférence de type corde. On entend par filetage corde un ensemble de filets de profil sensiblement sinusoïdal ou trapézoïdal.
On pourra notamment mettre en œuvre les filetages corde décrits dans la norme ISO 10208.
Le pas des filets est de préférence compris entre 10 et 30 mm.
La profondeur des filets est de préférence comprise entre 1 et 5 mm.
La sonde selon l'invention peut être une sonde pressiométrique . Selon ce mode de réalisation, les conduits d' alimentation en fluide comprennent un premier conduit d' alimentation en fluide et un deuxième conduit d'alimentation en fluide, les éléments alimentés en fluides comprenant un manchon gonflable central, deux manchons gonflables adjacents au manchon central et situés de part et d'autre de ce dernier, les trois manchons entourant le corps de sonde, le manchon central étant relié au premier conduit d'alimentation en fluide, les manchons adjacents au manchon central étant reliés au deuxième conduit d'alimentation en fluide.
La sonde comprend donc un réservoir qui contient des volumes complémentaires de gaz et de liquide ; le volume de liquide du réservoir étant en communication avec le manchon central via le premier conduit d'alimentation en fluide, le volume de gaz du réservoir étant relié au deuxième conduit d'alimentation en fluide. En outre, le réservoir est adjacent au corps de la sonde, avantageusement disposé au- dessus du corps de sonde lorsque cette dernière est en configuration opérationnelle, et se déplace par conséquent simultanément avec ledit corps de la sonde. De cette façon, - A - l' alimentation de la sonde, depuis la surface, ne nécessite plus de conduit de liquide mais qu'un seul conduit de gaz. De plus, le volume de liquide est mesuré de façon simple et fiable car la mesure obtenue n'est pas perturbée par :
- le poids de la colonne de liquide entre la surface et la sonde dans le forage,
- la déformation du conduit de liquide qui, dans les pressiomètres existants, relie généralement le premier manchon au réservoir disposé en surface,
- l'inertie qu'oppose ce conduit à la circulation de liquide entre la surface et la sonde.
Le réservoir peut comprendre un capteur de volume propre à fournir un signal lié au volume du liquide dans le réservoir. Le capteur de volume peut par exemple comprendre un détecteur de niveau de liquide.
Le détecteur de niveau de liquide peut comprendre au moins un élément résistif destiné à être immergé, au moins partiellement, dans le volume de liquide du réservoir, l'élément résistif étant disposé sensiblement parallèlement à l'axe du réservoir.
Le réservoir peut notamment être cylindrique.
Le conduit d'alimentation en fluide peut être relié, dans le réservoir, d'une part à un premier clapet permettant l'admission du fluide dans le réservoir, et d'autre part à un deuxième clapet permettant l'échappement du fluide hors du réservoir.
Les clapets peuvent comprendre un corps de clapet 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 et comprenant un orifice de sortie de gaz recouvert d'une enveloppe cylindrique élastique.
Ces clapets peuvent avantageusement être vissés dans une zone filetée réalisée dans une zone pleine du réservoir .
L'invention a également pour objet un pressiomètre, comprenant :
- une sonde pour pressiomètre tel que décrit ci- dessus,
- un équipement de surface comprenant une source de gaz sous pression, un conduit reliant la source de gaz au réservoir de la sonde, un capteur de pression propre à fournir un signal lié à la pression dans le réservoir de la sonde et,
- des moyens de raccordement de la sonde à l'équipement de surface.
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 première vue ouverte d'un corps de sonde pour pressiomètre selon l'invention ;
- la figure 2 est une deuxième vue ouverte d'un corps de sonde pour pressiomètre selon l'invention ;
- la figure 3 est une vue en coupe axiale partielle et fractionnée d'une sonde pour pressiomètre selon un mode de réalisation de l'invention ;
- la figure 4 illustre, un pressiomètre comprenant une sonde selon l'invention.
Tel qu'illustré à la figure 1, le corps de sonde 1 pour pressiomètre comprend un premier conduit 40 d' alimentation en un premier fluide et un deuxième conduit 41 d'alimentation en un deuxième fluide, en vue ouverte. Le premier conduit 40 d'alimentation en un premier fluide est un conduit d'alimentation en liquide destiné à alimenter un manchon gonflable central, non représenté. Le deuxième conduit 41 d'alimentation en un deuxième fluide est un conduit d'alimentation en gaz destiné à alimenter deux manchons gonflables adjacents au manchon central, non représentés .
Le conduit 40 d'alimentation en liquide et le conduit 41 d'alimentation en gaz ont été obtenus par perçage du corps de sonde 1.
Les deux conduits 40, 41 d'alimentation en fluide sont ainsi ménagés dans un corps de sonde plein, tandis que dans les sondes traditionnelles, ce sont des tubes soudés dans le corps de sonde. Le corps de sonde 1 selon l'invention permet d'éviter la présence de ces soudures qui sont fragiles et qui peuvent céder pendant le forage sous l'effet du battage de la sonde, ou sous l'effet de la pression des fluides pendant les essais pressiométriques . On assure ainsi également une meilleure étanchéité des conduits 40, 41 d'alimentation.
Le corps de sonde 1 est en outre muni de deux zones externes filetées 42, 43, chacune étant disposée à une extrémité du corps de sonde 1. Les zones filetées 42, 43 sont munies de filets de type corde. De cette façon, on améliore la transmission des efforts de frappe dans la sonde.
La figure 2, où les éléments identiques portent les mêmes références, montre en vue ouverte le conduit 40 d'alimentation en liquide vers un manchon gonflable central, adjacent au corps de sonde 1 et non représenté.
La sonde pressiométrique illustrée à la figure 3 comprend un corps de sonde 1 et trois manchons annulaires gonflables 21, 22, et 23.
Le corps de sonde 1 s'étend le long de l'axe Z de la sonde et comprend un conduit 40 d'alimentation en eau et un conduit 41 d'alimentation en gaz.
Les manchons 21, 22 et 23 entourent le corps de sonde 1 et s'étendent respectivement sur trois sections longitudinales adjacentes et successives de la sonde, notées Sl , S2 , et S3 .
Le manchon central 21 est relié au conduit 40, tandis que les manchons 22 et 23, qui sont disposés de part et d'autre du manchon central 21, sont reliés chacun au conduit 41 d'alimentation en gaz, ce gaz étant généralement constitué par de l'azote sous pression.
Les manchons 21 à 23 sont réalisés à partir d'un seul manchon élastique 2 gainant un mandrin cylindrique creux 3 lui-même enfilé de façon amovible et étanche sur le corps de sonde 1, le corps de sonde 1 présentant à cette fin une surface externe s 'inscrivant dans un cylindre.
Plus précisément, le mandrin 3 présente trois orifices de fluide isolés les uns des autres de façon étanche, notés 31, 32, et 33, et s Ouvrant respectivement dans les trois sections longitudinales Sl, S2, et S3 de la sonde.
L'orifice 31 de la section centrale Sl est relié au conduit 40 d'alimentation en eau, tandis que chacun des deux autres orifices 32 et 33, est relié au conduit 41 d'alimentation en gaz.
Pour définir les trois manchons 21, 22 et 23 et former les trois sections longitudinales correspondantes Sl, S2, et S3 de la sonde, le manchon élastique 2 est fractionné au moyen de cerclages tels que 4e et 4i qui l'appliquent localement et de façon étanche sur la face externe du mandrin 3.
Ces cerclages comprennent notamment deux cerclages d'extrémité 4e constitués chacun d'un sertissage métallique.
Le manchon 2 est recouvert d'une gaine mécanique de protection déformable 5, par exemple réalisée dans un textile enduit, et les sertissages métalliques 4e sont appliqués sur cette gaine 5.
Les cerclages comprennent deux cerclages intermédiaires 4i destinés à assurer la séparation entre le manchon central 21 et les manchons de garde 22 et 23.
Pour des raisons de taille de représentation, seul l'emplacement des cerclages 4i est rendu visible sur la figure 3. Chacun des cerclages intermédiaires 4i est avantageusement constitué par une pluralité de spires d'un lien souple enroulé sous tension autour du manchon 2, ces spires étant de préférence maintenues les unes par rapport aux autres et sous tension par encollage.
Pour faciliter la pose et la tenue des cerclages intermédiaires 4i, le mandrin 3 présente de préférence deux rainures périphériques externes 30, chaque cerclage intermédiaire 4i pouvant ainsi appliquer le manchon élastique 2 sur le fond de l'une de ces rainures 30.
Enfin, la sonde est équipée de joints toriques 6 installés dans des rainures périphériques externes 10 du corps de sonde 1 et isolant les uns des autres, de façon étanche, les trois orifices de fluide 31, 32 et 33 pratiqués dans le mandrin 3.
La figure 4 montre un pressiomètre comprenant une sonde 50 destinée à être introduite dans un forage F, un équipement de surface 52, et des moyens de raccordement, permettant notamment de relier la sonde 50 à l'équipement 52.
La sonde 50 comprend trois manchons gonflables, à savoir un manchon principal et central 21, et deux manchons auxiliaires 22 et 23, adjacents au manchon central 21 et situés de part et d'autre de ce dernier.
Le manchon principal 21 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 53 et acheminé par un conduit 40 d'alimentation en eau. Le conduit 40 est réalisé par perçage dans le corps de sonde 1. La sonde comprend un outre un réservoir 53, 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 53 soit uniquement due à la déformation du manchon central 21. Le réservoir 53 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 53.
L'équipement de surface 52 comprend typiquement une source 71 de gaz propre à délivrer le gaz G sous pression et reliée au volume de gaz Vg du réservoir 53 par un conduit 81 d'alimentation en gaz.
L'équipement de surface 52 comprend également des moyens de contrôle de débit, tels que 220-222, qui sont interposés sur le conduit 81 et qui permettent de contrôler le passage du gaz G de la source 71 vers le réservoir 53, et donc le passage du liquide L du réservoir 53 vers le manchon 21 à travers le conduit 40.
Le pressiomètre comprend également un capteur de pression 54 et un capteur de volume 61, le capteur de pression 54 étant conçu pour fournir un signal Sp lié à la pression du liquide L dans le réservoir 53, et le capteur de volume 61 étant conçu pour fournir un signal Sv lié au volume Vl du liquide dans le réservoir 53.
Le capteur de volume 61 comprend un détecteur de niveau de liquide logé dans le réservoir 53, ce réservoir étant porté par la sonde 50 et disposé au-dessus du corps de sonde 1 lorsque la sonde 50 est en placée dans un forage F.
Un lien de transmission 70 est alors prévu pour relier le détecteur de niveau 61 à l'équipement de surface 52, ce lien étant par exemple constitué par une ligne électrique dans le cas avantageux où le signal de volume Sv est de nature électrique.
Dans un mode de réalisation efficace de l'invention, le détecteur de niveau 61 est de type résistif.
Le capteur de pression 54 peut quant à lui être disposé dans la phase gazeuse du contenu du réservoir 53, et notamment dans le conduit 81 d'alimentation en gaz G.
Les manchons gonflables auxiliaires 22 et 23 sont sélectivement gonflés par le gaz G, et à cette fin reliés, par un conduit 41 au volume Vg de gaz G du réservoir 53. Le conduit 41 est réalisé par perçage dans le corps de sonde 1.
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.
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.
L'ordinateur 8 est doté d'une mémoire dans laquelle est stockée 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.

Claims

REVENDICATIONS
1 - Sonde (50) géotechnique ou géophysique, du type comportant un corps de sonde (1) central destiné à alimenter en un ou plusieurs fluides (G, L), à l'aide d'un ou plusieurs conduits (40, 41) d'alimentation en fluides (G, L) , au moins un élément de la sonde (21, 22, 23) adjacent au corps de sonde (1), caractérisée en ce qu'elle comprend un réservoir (53) sensiblement indéformable destiné à contenir des volumes complémentaires (Vg, Vl) d'un premier fluide (L) et d'un deuxième fluide (G) , le volume (Vl) du premier fluide du réservoir (53) étant en communication avec au moins un premier conduit (40) d'alimentation, le volume (Vg) du deuxième fluide du réservoir (53) étant au moins relié au deuxième conduit (41) d' alimentation, les conduits (40, 41) étant ménagés dans une zone pleine du corps de sonde (1) .
2 - Sonde (50) selon la revendication 1, caractérisée en ce que le réservoir (53), en configuration opérationnelle de la sonde (50) , est disposé au-dessus du corps de sonde (1) .
3 - Sonde (50) selon l'une quelconques des revendications précédentes, caractérisée en ce que les éléments alimentés en fluides comprennent un manchon gonflable central (21) , deux manchons gonflables (22, 23) adjacents au manchon central (21) et situés de part et d'autre de ce dernier, les trois manchons (21, 22, 23) entourant le corps de sonde (1) , le manchon central (21) étant relié au premier conduit (40) d'alimentation en premier fluide (L) , les manchons (22, 23) adjacents au manchon central (21) étant reliés au deuxième conduit (41) d'alimentation en deuxième fluide (G). 4 - Sonde (50) selon l'une quelconques des revendications 1 à 3, caractérisée en ce que les premier fluide (L) et deuxième fluide (G) sont respectivement un liquide et un gaz.
5 - Sonde (50) selon l'une quelconques des revendications 1 à 4, caractérisée en ce que le ou les conduits d'alimentation en fluides (40, 41) sont réalisés par perçage.
6 - Sonde (50) selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisée en ce que le corps de sonde (1) est cylindrique et est muni d'une ou plusieurs zones externes filetées (42, 43) .
7 - Sonde (50) selon la revendication 6, caractérisée en ce que les zones externes filetées (42, 43) sont disposées à chacune des extrémités du corps de sonde (1) .
8 - Sonde (50) selon l'une quelconques des revendications 6 ou 7, caractérisée en ce que les filets sont de type corde.
9 - Sonde (50) selon l'une quelconques des revendications précédentes, caractérisée en ce que le réservoir (53) comprend un capteur de volume (61) propre à fournir un signal (Sv) lié au volume (Vl) du liquide dans le réservoir (53) .
10 - Sonde (50) selon la revendication 9, caractérisée en ce que le capteur de volume (61) comprend un détecteur de niveau de liquide. 11 - Pressiomètre, caractérisé en ce qu'il comprend :
- une sonde (50) selon l'une des revendications 1 à 10,
- un équipement de surface (52) comprenant une source (71) de gaz sous pression, un conduit (71) reliant la source de gaz au réservoir (53) de la sonde (50), un capteur de pression (54) propre à fournir un signal (Sp) lié à la pression dans le réservoir (53) de la sonde (50) , et,
- des moyens de raccordement de la sonde (50) à l'équipement de surface.
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