FR2639126A1 - Appareil pour generer une source d'energie sismique en fond de trou - Google Patents

Abstract

L'invention concerne un appareil constituant une source de signaux acoustiques sismiques en fond de trou. Il comprend plusieurs charges explosives précâblées 26 qui peuvent être mises à feu depuis la surface du sol par l'intermédiaire d'un câble classique 12 à sept conducteurs relié à un boîtier protecteur 14 qui renferme les commandes de mise à feu des charges 26. La source sismique est capable de produire de nombreux signaux lors d'une descente en fond de trou, grâce à la mise à feu de nombreuses charges explosives individuelles. Domaine d'application : prospection sismique pour la recherche de pétrole et de gaz, etc.

Description

L'invention concerne d'une manière générale la création d'ondes sismiques

à utiliser dans la prospection géophysique de formations souterraines. L'invention concerne plus particulièrement une source sismique de fond de trou, capable de produire des ondes sismiques par explosions multiples pour une utilisation dans un sondage ou profil sismique vertical inversé et en sismologie en

forage transversal.

Dans la prospection géophysique, des opérations sismiques sont souvent utilisées pour générer, collecter et analyser des informations concernant des formations souterraines. Ces opérations sismiques sont habituellement exécutées par le déclenchement de perturbations sismiques en un point proche de la surface de la terre ou à la surface de la terre afin que des ondes sismiques soient générées et descendent dans la terre en ce point. Ces ondes sismiques, ou signaux acoustiques, descendent dans la terre jusqu'à ce qu'elles rencontrent des discontinuités dans la structure de la terre, sous la configuration de formations stratifiées souterraines variables. Ces discontinuités réfléchissent au moins une partie des signaux acoustiques et la renvoient vers la surface de la terre. Dans des opérations de reconnaissance ou d'exploration pour la recherche de pétrole et de gaz, ces signaux acoustiques réfléchis sont enregistrés et étudiés pour aider à localiser et analyser diverses formations souterraines pour

la production éventuelle de pétrole et de gaz.

Dans des opérations portant sur le pétrole et le gaz, des sources d'énergie sismiques, telles que de la dynamite ou un cordeau détonant, sont souvent utilisées pour générer les signaux acoustiques. De plus, d'imposantes sources sismiques montées sur camion, telles que des vibrateurs ou des camions chute de poids, sont utilisées

pour générer les signaux acoustiques.

Apres que les signaux acoustiques ont été générés, puis réfléchis par les formations souterraines, les signaux réfléchis sont mesurés et enregistrés en divers points de la surface du sol au moyen de géophones sensibles ou d'autres récepteurs sismiques afin d'être interprétés.

Ces signaux enregistrés sont ensuite étudiés pour déter-

miner la probabilité pour une strate souterraine donnée de

contenir des hydrocarbures productibles.

Une variante du procédé d'exploration sismique habituel mentionné cidessus est appelée profil ou sondage

sismique vertical. Ce profil est connu pour être intéres-

sant dans l'interprétation structurale et stratigraphique

de formations souterraines et dans la prospection géologi-

que pour la recherche de pétrole et de gaz. Dans le profil ou sondage sismique vertical, un géophone ou autre type de

détecteur acoustique est descendu dans un puits de forage.

Des signaux acoustiques sont ensuite générés en divers

points de la surface du sol déportés du puits de forage.

Des enregistrements sont effectués par l'intermédiaire du géophone à divers niveaux dans le puits de forage. Ceci

diffère des opérations sismiques habituelles dans lesquel-

les, à la fois la source sismique pour la génération des signaux acoustiques et les récepteurs se trouvent à la

surface du sol ou à proximité de cette surface.

Dans le sondage ou profil sismique vertical, les signaux acoustiques se déplacent à partir de la source de signaux à travers la surface proche du sol une seule fois sur leur chemin vers le géophone se trouvant dans le puits de forage. Il en résulte un amortissement des ondes & haute fréquence plus faible que celui qui se produit dans des opérations sismiques habituelles de surface o les signaux doivent passer deux fois à travers la surface proche du sol. Ces fréquences plus élevées donnent au profil sismique vertical une meilleure résolution que celle

obtenue avec les procédé& sismiques de surface.

:3 Un inconvénient du profil ou sondage sismique vertical est que de nombreuses positions de sources d'énergie déportées, certaines & de grandes distances du puits de forage, sont nécessaires pour obtenir la quantité d'informations sismiques demandées pour étudier convenable- ment une formation souterraine donnée. La mise en place de

ces sources d'énergie déportées est longue et coûteuse.

Souvent, la mise en place des sources d'énergie sismiques, telles que de la dynamite, un cordeau détonant, ou de gros vibrateurs ou camions chute de poids, en une position souhaitée, est difficile. Les sources sismiques doivent être tenues à certaines distances des bâtiments, des habitations, des routes et d'autres structures qui pourraient être affectés par un tir ou l'utilisation de

dynamite. De plus, des routes menant à des zones d'explora-

tion isolées peuvent ne pas permettre le transport jusqu'aux positions requises d'éléments importants du

matériel des sources sismiques.

Pour obtenir les avantages du profil sismique vertical dans des zones o l'utilisation d'une source sismique pour engendrer les signaux acoustiques à partir d'une position de surface peut être difficile, un procédé de profil ou sondage sismique vertical modifié, appelé

profil ou sondage sismique vertical inversé, est utilisé.

Dans le profil sismique vertical inversé, une source sismique est placée dans le puits de forage et des géophones ou d'autres types de détecteurs acoustiques sont posés sur la-surface du sol environnante. Les récepteurs de surface peuvent être placés dans des positions qui ne permettraient pas l'utilisation de la dynamite ou qui sont inaccessibles à des sources sismiques telles que de gros vibrateurs. En plus d'être utile en des emplacements o le profil sismique vertical classique ne peut pas être utilisé, le profil ou sondage sismique vertical inversé permet d'obtenir des données de meilleure qualité que

celle obtenue avec le sondage sismique vertical classique.

Dans des opérations de sondage ou de profil sismique vertical inversé, des récepteurs peuvent être enterrés en dispositifs compliqués qui améliorent la teneur en fréquence des signaux réfléchis et réduisent le bruit dans les signaux réfléchis. Par conséquent, le profil sismique vertical inversé permet d'enregistrer une fréquence plus élevée et des données plus cohérentes que celles pouvant

être obtenues avec le profil sismique vertical classique.

L'avantage le plus important du profil sismique vertical inversé est qu'une source sismique en fond de trou, si elle est utilisée avec un grand nombre de géophones se trouvant à la surface du sol, peut générer des données équivalant & de nombreuses opérations de profil sismique vertical

classique avec divers déports.

Une opération sismique similaire à un profil

sismique vertical inversé est la sismologie transversale.

Dans la sismologie transversale, une source sismique est descendue dans un forage de puits et un géophone descendu dans un second forage de puits. La source sismique engendre des signaux acoustiques qui se déplacent du premier forage vers le second forage o les signaux sont mesurés et enregistrés. La sismologie transversale ne nécessite pas la pose de géophones de surface comme cela est demandé dans le profil sismique vertical inversé. Etant donné que les signaux acoustiques n'ont pas à traverser la surface du sol proche, les données sismiques produites ont une résolution élevée et un rapport signal/bruit élevé. La sismologie transversale est utilisée le plus généralement dans un champ en production, o des puits de forage existants peuvent être utilisés pour fournir des informations supplémentaires concernant des réservoirs précédemment découverts. Il existe diverses sources d'énergie en fond de trou pouvant être utilisées dans le profil sismique vertical inversé et la sismologie transversale. Les procédés anciens pour générer des signaux acoustiques comprenaient l'utilisation de gros enroulements de cordeau détonant explosif, de canons de carottage latéral et de canons perforants. Bien que ces procédés puissent fournir une source d'énergie d'intensité acceptable pour la génération de signaux acoustiques, le cordeau détonant ne permettait qu'une seule explosion pour chaque descente en fond de trou et les canons de carottage latéral et de perforation étaient très dommageables pour le cuvelage ou le puits de forage. Actuellement, on utilise souvent des charges explosives individuelles ou des séries de charges

explosives sans les effets nuisibles des canons précités.

Ces charges sont mises à feu électriquement depuis la surface du sol par une équipe sismique, au moyen d'un câble classique à sept conducteurs. L'utilisation d'un câble

classique limite cependant le nombre d'explosions indi-

viduelles qu'il est possible de déclencher lors d'une seule détente en fond de trou avec une source sismique de fond de trou. Une autre source sismique de fond de trou actuellement utilisée est un canon à air. Un dispositif à canon à air utilise une ligne de commande de tir et un tuyau d'air sous haute pression pour produire des signaux acoustiques en fond de trou. Un avantage du canon à air est qu'il peut être élevé et abaissé dans le puits de forage et déclenché de façon répétée en diverses positions lors d'une seule descente en fond de trou. Cependant, un canon à air présente des limitations mécaniques et des restrictions d'utilisation pouvant rendre son fonctionnement et sa manipulation difficiles. La ligne de commande de tir et le tuyau d'air sous haute pression sont très volumineux et peuvent être difficiles à manoeuvrer dans un puits de forage profond. De plus, un canon à air en fond de trou produit habituellement moins d'énergie acoustique qu'une charge explosive de 10 grammes d'un explosif classique du type tétranitrate de pentaérythritol. En raison de ce niveau de source d'énergie relativement faible, les canons à air sont habituellement utilisés uniquement pour la sismologie transversale et non pour le profil sismique

vertical inverse.

Un autre inconvénient de l'utilisation d'un canon à air est que les canons à air produisent davantage d'énergie sous forme d'ondes tubulaires dans le puits de

forage que ne le font les explosifs en fond de trou.

L'existence de ces ondes tubulaires (appelées "bruit") complique le traitement des données et l'interprétation des données enregistrées. De plus, des bulles d'air sont produites pendant le fonctionnement d'un canon à air,

lesquelles bulles peuvent modifier les propriétés acousti-

ques de la colonne de boue ce qui, par suite, affecte la vitesse de l'onde tubulaire et complique encore le traitement des signaux. Enfin, des pressions hydrostatiques élevées, par exemple lorsque le canon est mis en oeuvre à des profondeurs importantes, peuvent nuire au comportement

du canon à air.

La source d'énergie en fond de trou qui génère les signaux acoustiques les plus souhaitables est une charge explosive telle que celle obtenue lors du tir d'un canon de carottage latéral ou d'un canon perforant. Des dispositifs de tir à explosif, sans les effets dommageables des canons de carottage ou des canons de perforation, sont disponibles dans le commerce. Le déclenchement de ces dispositifs de tir à explosif peut être commandé à la surface du sol par l'intermédiaire d'un câble classique à sept conducteurs. Une limitation portant sur l'utilisation d'un dispositif de commande de tir classique depuis la surface à l'aide d'un câble classique à sept conducteurs est qu'il n'est possible de ne déclencher que jusqu'à six tirs individuels ou groupés avant qu'un dispositif de tir en fond de trou doive être retiré du puits de forage et rechargé. Etant donné que dans des opérations habituelles de profil sismique vertical inVersé et de sismologie transversale, le déclenchement de plusieurs centaines ou même de plusieurs milliers de tirs peut être demandé pour générer la quantité nécessaire d'informations sismiques, un appareil de déclenchement en fond de trou utilisant un dispositif de commande de déclenchement classique en surface demanderait de nombreuses descentes en fond de trou. Ces nombreuses descentes sont longues, coûteuses et empêchent un regroupement rapide de grandes quantités de données. On a besoin d'une source sismique en fond de trou capable de déclencher un grand nombre de tirs d'explosif indépendants lors d'une seule descente en fond de trou, par l'utilisation d'un câble classique à sept conducteurs. La présente invention offre cette possibilité par l'utilisation d'un circuit de déclenchement en fond de trou pour sélectionner et déclencher de nombreux tirs

d'explosif lors d'une seule descente en fond de trou.

En bref, l'invention concerne une source

sismique de fond de trou capable de mettre à feu sélective-

ment de nombreux explosifs dans un dispositif en fond de trou pour produire des ondes sismiques dans une formation souterraine. La source sismique de fond de trou utilise un boîtier protecteur, plusieurs charges explosives, des moyens destinés a supporter les charges explosives et des moyens destinés à mettre à feu sélectivement les charges explosives depuis une position en surface. Pendant le fonctionnement, un signal de commande provenant d'une équipe sismique de surface est envoyé en fond de trou pour actionner au moins l'un de plusieurs interrupteurs d'un dispositif de commande de tir afin de sélectionner une charge explosive spécifique pour la faire détoner. Un signal de tir est ensuite fourni, lequel signal ferme un circuit électrique de fond de trou pour décharger un montage à condensateur, qui met a feu la charge explosive correspondant à l'interrupteur actionné choisi. Un autre interrupteur et une charge explosive correspondante peuvent être choisis et le cycle de tir répété jusqu'à ce que chacune des charges explosives multiples ait été mise à feu. Une forme avantageuse de réalisation de la source sismique de fond de trou comprend un circuit de mise à feu constitué d'un transformateur et d'un redresseur en fond de trou destinés à charger un montage à condensateurs utilisé pour emmagasiner l'énergie nécessaire pour faire détoner les explosifs de fond de trou. Un montage en série d'interface et de démultiplexage est également utilisé pour choisir la charge explosive à faire détoner. Ce circuit de mise à feu et les charges explosives correspondantes constituent une source sismique de fond de trou ayant la

possibilité de mettre à feu de nombreuses charges explo-

sives lors d'une seule descente en fond de trou.

L'invention sera décrite plus en détail en regard du dessin annexé à titre d'exemple nullement limitatif et sur lequel: la figure 1 est une vue de côté, avec coupe partielle, d'une forme de réalisation de l'appareil selon l'invention; et la figure 2 est un schéma du circuit électrique

de mise à feu d'une forme de réalisation de l'invention.

La figure 1 représente une forme avantageuse de réalisation de l'invention, à savoir une source sismique de fond de trou à tirs multiples, qui comprend plusieurs interrupteurs électroniques autonomes de mise à feu destinés à mettre à feu sélectivement de nombreuses charges explosives en fond de trou, préalablement câblées. Durant la mise en oeuvre de la source sismique par une équipe sismique, la source sismique de fond de trou est descendue dans le puits de forage jusqu'à la profondeur souhaitée. De l'énergie électrique est transmise en fond de trou au moyen d'un câble classique à sept conducteurs et est emmagasinée dans un montage à condensateurs. L'énergie emmagasinée est ensuite déchargée par l'intermédiaire d'interrupteurs sélectionnés par l'équipe sismique lorsqu'un ordre de tir est donné. L'énergie déchargée met à feu des amorces de tir choisies qui; elles-mêmes, font détoner des charges explosives choisies. La source sismique peut ensuite être déplacée vers une profondeur différente et le cycle peut être répété. En augmentant le nombre d'interrupteurs électroniques de tir et de commande de commutation en fond de trou, ainsi que le nombre de charges explosives de la source sismique, un grand nombre de charges peut être mis à feu indépendamment lors d'une seule descente en fond de

trou en utilisant la présente invention.

La figure 1 montre une source sismique 10 de fond de trou dans un puits de forage 11, suspendue à un câble classique 12 à sept conducteurs. Le câble 12 est relié à un boîtier protecteur 14 qui contient des commandes électroniques 16 de tir. Le boîtier protecteur 14 peut être réalisé en toute matière capable de supporter des chocs de pression provoqués par la mise à feu de charges explosives 26 à l'intérieur du puits de forage. Dans des dispositifs d'essai, le boitier protecteur 14 était fabriqué en acier inoxydable en raison de sa haute résistance. Cette matière est bien connue dans l'industrie du pétrole. Le boîtier

protecteur 14 renferme également un dissipateur 18 de choc.

Le dissipateur 18 de choc protège les commandes 16 de tir des ondes de choc générées par la mise à feu des charges explosives 26. Les commandes 16 de tir sont représentées

sur la figure 2 et sont décrites plus complètement ci-

après.

Un câble 20 de support et un câble 22 de raccordement de câblage sortent de la partie inférieure du boîtier protecteur 14. Le câble 20 de support s'étend du dessous du boîtier protecteur 14 jusqu'à un lest 24. Le lest 24 peut être tout dispositif de poids classique permettant au câble 20 de support d'être totalement tendu au-dessous du boîtier protecteur 14. Il est possible que la source sismique décrite 10 de fond de trou puisse être modifiée afin que le lest 24 ne soit pas nécessaire. Une variante pourrait consister à mettre en place le boîtier protecteur 14 à l'extrémité inférieure du câble 12, les charges explosives 26 étant reliées au câble 12 au-dessus du boîtier protecteur 14. Si le boîtier protecteur est placé au-dessous des charges explosives, il est nécessaire de protéger davantage le câble ou tout autre moyen de support contre les effets pouvant être dommageables des

mises à feu des charges explosives.

Le câble 22 de raccordement est un ensemble à fils conducteurs qui constitue un circuit électrique allant des commandes 16 de tir jusqu'aux détonateurs 25 qui sont utilisés pour faire détoner les charges explosives individuelles 26. L'utilisation d'amorces ou de détonateurs pour faire exploser les charges explosives est largement connue et utilisée dans l'industrie du pétrole et n'a pas à être décrite plus en détail. Le câblage de commande partant

des commandes 16 de tir passe par le câble 22 de raccorde-

ment et un câblage 28 pour aboutir aux détonateurs 25. Des

fils individuels 30 de tir partent du câblage 28.

Chacune des charges explosives 26 est reliée au

câble 20 de support par l'intermédiaire de ligatures 32.

Pour protéger le câble 20 de support d'une détérioration provoquée par la mise à feu des charges explosives 26, un tuyau pneumatique 34 à tresse double ou une autre matière de protection est placé entre les charges explosives 26 et

le câble 20 de support.

De même que pour le câble 22 de raccordement, le câblage 28 est un montage de câbles qui établit un circuit électrique entre les commandes 16 de tir et les

détonateurs individuels 25 de chacune des charges explo-

sives 26. Le câblage 28 est relié au câblage 22 de raccordement au moyen de connecteurs 36. Le câblage 28 peut être laissé en suspension libre le long du câble latéral , ou bien peut être fixé au câblé 20 par enroulement du câblage 28 autour du câble 20. De plus, le câblage 28 peut être relié au câble 20 de support au moyen de rubans adhésifs ou de ligatures. Lors du chargement des charges explosives 26 sur le câble 20 de support et sur le câblage 28, une fiche 29 de mise en court-circuit doit être insérée entre les connecteurs 36 comme montré sur la figure 1. En variante, le câblage 28 peut être séparé des câbles 22 de raccordement au niveau des connecteurs 26 et la fiche 29 de mise en court-circuit peut être insérée dans l'extrémité du câblage 28 au niveau du connecteur 36. La figure 29 de mise en court-circuit aide à empêcher la détonation des charges explosives 26 dans le cas o un courant électrique est

introduit accidentellement dans le câblage 28.

La distance entre les charges explosives individuelles, qui sont reliées au câble 20, dépend de nombreux facteurs, comprenant la quantité de charge utilisée et la dimension et l'état du puits de forage. Des résultats d'essai ont montré que l'écartement nécessaire entre les charges explosives 26 pour une charge d'explosifs PETN de 26 grammes dans un puits de forage d'une ouverture de 15 cm est d'environ 30 cm. Cette distance d'écartement empêche une détonation indésirable de charges explosives adjacentes. Le dispositif montré sur la figure 1 est capable de mettre à feu de nombreuses charges lors de chaque descente en fond de trou. Le nombre maximal de charges ou tirs est limité uniquement par la longueur du câble 20 de support et du câblage 28 acceptable pour une

descente dans le trou.

La figure 2 montre le schéma d'une forme de réalisation du circuit électrique de mise à feu de l'invention. Un boîtier 50 de commande, qui est situé à la surface du sol, est utilisé par l'équipe sismique pour diriger les opérations et déclencher la source sismique de fond de trou. Des câbles 59, des câbles 62, des câbles 58 et un câble 61 partent du bottier 50 de commande. Les câbles 59 sont utilisés pour fournir l'énergie de mise à feu aux charges explosives; les câbles 62 sont utilisés pour sélectionner les charges explosives individuelles devant être mises à feu; les câbles 58 sont utilisés pour transmettre des signaux de tir aux commandes de tir en fond de trou; et le câble 61 est utilisé pour informer l'équipe sismique que les charges ont été mises a feu. Les câbles 59, les câbles 62, les câbles 58 et le câble 61 constituent ensemble un câble classique à sept conducteurs. La figure 1

montre ces câbles regroupés sous la forme du câble 12.

L'énergie utilisée pour la mise à feu des charges et les commandes de tir provient d'une source 52 de courant. L'énergie utilisée lors des essais de la forme préférée de réalisation était du courant alternatif sous volts, de 200 milliampères, pour la configuration de tir en fond de trou telle que représentée. La source de courant est connectée par l'intermédiaire des câbles

conducteurs 59 à un transformateur 54 à sorties multiples.

Dans la forme préférée de réalisation, le transformateur 54 comporte des sorties de tension multiples V1, V2 et V3. La

tension V1 (350 volts dans la forme préférée de réalisa-

tion) est utilisée pour la mise à feu des charges explo-

sives et deux tensions plus faibles: V2 et V3 (15 volts et volts, respectivement, dans la forme préférée de réalisation), sont utilisées dans les mécanismes de

commande et de détection. Le courant de sortie du transfor-

mateur 54 utilisé pour la mise à feu est transmis à un redresseur 56 qui est monté de façon à charger des

condensateurs C1 et C2 pour emmagasiner l'énergie néces-

saire pour mettre à feu un détonateur choisi et la charge explosive correspondante. Il est -apparu que des conden- sateurs de 60 microfarads conviennent à la mise à feu d'un

détonateur individuel. Normalement, une impulsion électri-

que de 50 ampères sous 350 volts, d'une durée d'environ

microsecondes, suffit à mettre à feu chaque détonateur.

Des résistances R1 et R2 de limitation de

courant, montées en sortie du redresseur 56, sont con-

nectées en série à chaque détonateur inséré dans les

charges explosives individuelles sur le câble de support.

La figure 2 montre ces détonateurs sous les numéros 1 à N. La figure i les représente sous la forme des détonateurs ou

amorces 25.

Les câbles 58 partent également du boîtier 50 de commande et s'étendent jusqu'à un interrupteur 60 de mise à feu. L'interrupteur 60 est un interrupteur du type

redresseur commandé au silicium, communément désigné SCR.

Après qu'un ordre de tir a été donné à l'interrupteur 60 de mise à feu, les condensateurs C1 et C2 sont déchargés pour

faire exploser un détonateur préalablement choisi qui, lui-

même, met à feu la charge explosive correspondante.

L'interrupteur 60 de tir de la forme préférée de réalisa-

tion s'ouvre automatiquement après la décharge des condensateurs C1 et C2 et la chute du courant au-dessous

d'un courant de maintien qui est d'environ 20 milli-

ampères. Ces interrupteurs de tir sont connus et dis-

ponibles commercialement dans l'industrie.

Une interface 64 en série est également connectée au boîtier 50 de commande par l'intermédiaire des câbles 62. L'interface 64 en série reçoit un signal de la commande 50, indiquant le détonateur souhaité et la charge explosive correspondante à mettre à feu. L'interface 64 produit alors un ordre en codage binaire qui est transmis à un démultiplexeur 68. Le démultiplexeur 68 est un circuit électrique capable de recevoir l'ordre en codage binaire provenant de l'interface 64 en série et de déclencher un signal de sortie choisi. Dans la présente forme de réalisation, le démultiplexeur 68 est destiné à commander des interrupteurs 1 à N constitués de transistors à effet de champ. Les interrupteurs à transistors à effet de champ utilisés dans la forme préférée de réalisation présentent des contacts normalement ouverts qui peuvent être fermés par l'application d'une faible tension à l'interrupteur. Un circuit 72 de détecteurs à transistors à effet de champ est connecté au montage 70 de transistors à effet de champ et est également connecté à l'interface 64 en série. Le détecteur 72 est utilisé pour contrôler l'état des interrupteurs à transistors à effet de champ et confirmer que l'interrupteur approprié a été choisi. Ces interfaces, démultiplexeurs, interrupteurs à effet de champ et détecteurs de circuit en série sont bien connus et aisément

disponibles dans l'industrie.

Enfin, un détecteur 76 est connecté au boîtier de commande par l'intermédiaire du câble 61. Le détecteur 76, qui est un géophone à faible sensibilité ou autre dispositif de détection, est placé dans la source sismique de fond de trou pour vérifier les détonations des charges. Dans la forme préférée de réalisation, le circuit de tir de la figure 2, constitué du transformateur 54, du redresseur 56, des résistances R1 et R2, des condensateurs C1 et C2, de l'interrupteur 60 de tir, de l'interface série 64, du circuit 72 de détection a transistors à effet de champ, du démultiplexeur 68, du montage 70 de transistors à effet de champ et du détecteur 76, est logé dans le boîtier

protecteur 14 tel que représenté sur la figure 1.

Avant de commencer les opérations de sondage sismique vertical inversé ou de sismologie transversale, on fait descendre légèrement dans le puits 11 de forage la

source sismique 10 de fond de trou. La fiche 29 de court-

circuit est ensuite enlevée des connecteurs 36 et le câble 22 de raccordement est relié au câblage 28 par les connecteurs 36. Le lest 24 et les charges explosives 26 doivent être descendus à une certaine distance dans le puits de forage 11 avant que la fiche 29 de court- circuit soit retirée et que le câble 22 de raccordement soit relié au câblage 28. Cetteprécaution de sécurité aide à empêcher toute détonation accidentelle des détonateurs 25 et des charges explosives 26, laquelle détonation pourrait être provoquée par un courant parasite imprévu circulant dans le circuit, par exemple par suite de l'électricité statique,

d'une masse dans le système électrique ou même d'un éclair.

Si un courant parasite est présent lorsque le câble 22 de raccordement est relié au câblage 28, ce qui provoque une mise à feu accidentelle des charges explosives 26, le risque de blessures pour le personnel est moindre si la

mise à feu a lieu à une certaine distance dans le trou.

Après que la fiche 29 de mise en court-circuit a été retirée et que cette connexion a été établie, le câblage entre les commandes 16 de mise à feu et les détonateurs 25 et les charges explosives 26 est terminé et la source sismique 10 de fond de trou peut être descendue dans le

puits de forage 11.

Après que la source sismique de fond de trou a été descendue au niveau souhaité pour la génération des signaux acoustiques, une ou plusieurs charges explosives 26 sont choisies pour être mises à feu. Un courant électrique charge les condensateurs C1 et C2 en passant par les câbles 59, le transformateur 54 et le redresseur 56. Un ordre en série est transmis depuis le boîtier 50 de commande en surface par l'intermédiaire des câbles 62. Cet ordre est

démultiplexé pour fermer l'interrupteur ou les inter-

rupteurs choisis à transistors à effet de champ afin de fermer le circuit passant par le détonateur ou les détonateurs choisis. Les détonateurs et les charges explosives choisis sont alors prêts à être mis à feu par la fermeture de l'interrupteur 60 de tir. En choisissant l'ordre de mise à feu des charges explosives 26, il est préférable que le tir commence avec les charges les plus éloignées du boîtier protecteur 14. Un tel ordre de tir protège les connexions des charges individuelles, plus proches du boîtier protecteur 14 dans le câblage 28, d'une détérioration possible provoquée par la mise & feu des charges explosives 26 avant l'utilisation de la paire de fils menant à une charge individuelle 26. Sur la figure 1, ceci signifie que les charges 26 les plus proches du lest 24 sont mises à feu en premier, puis les charges 26 qui sont ensuite les plus proches du lest 24 jusqu'à ce que

toutes les charges explosives 26 aient été mises à feu.

L'ordre de tir délivré depuis le boîtier 50 de

commande situé en surface ferme l'interrupteur 60 de tir.

Par suite de la fermeture de l'interrupteur 60 de tir, les condensateurs C1 et C2 sont déchargés pour mettre à feu le détonateur choisi qui fait exploser la charge explosive correspondante 26. Apres le tir de la charge explosive, l'interrupteur 60 de tir s'ouvre et les condensateurs C1 et C2 sont rechargés et prêts pour le tir suivant. La source sismique de fond de trou peut alors être déplacée vers une autre position. Un nouvel ordre en série est alors donné, lequel sélectionne et ferme un autre interrupteur à transistors à effet de champ. L'ordre de tir est de nouveau délivré aux condensateurs C1 et C2 de décharge et fait exploser le détonateur nouvellement choisi pour mettre à feu la charge correspondante 26. Ce cycle peut être immédiatement répété pour générer de nombreux signaux

sismiques de fond de trou.

Ainsi qu'il ressort de la description de

l'appareil, le nombre de charges et la dimension de chaque charge peuvent varier largement. Les dimensions des charges

peuvent être grandes ou faibles selon ce qui est néces-

saire. De la même manière, le nombre de charges peut varier. Des essais effectués sur le terrain ont montré qu'un dispositif 32 de charge fonctionne bien et est aisément fabriqué. Ce dispositif permet de mettre à feu en une seule descente en fond de trou trente-deux charges

individuelles de dimensions égales ou variées.

Après le tir de toutes les charges explosives 26 sur le câble 20 de support, la source sismique 10 de fond de trou peut être retirée du puits de forage et

rapidement regarnie d'un dispositif d'explosifs préalable-

ment câblé, complété du câblage 28, du câble 20 de support, du lest 24, des détonateurs 25 et des charges explosives 26. Apres la remise en place de charges explosives 26 sur un nouveau câble 20 de support et la connexion d'un câblage 28 de remplacement au câble 22 de raccordement par l'intermédiaire des connecteurs 36, la source sismique 20 de fond de trou est prête pour une autre descente en fond de trou et une autre séquence de tirs. Suivant la dimension des charges, le câble 20 de support peut être réutilisé, mais on doit le vérifier pour s'assurer que les charges explosives individuelles ne l'ont pas endommagées avant sa réutilisation. Etant donné que le câble 28 est fabriqué rapidement et à bon marché, il peut être considéré comme une pièce à jeter après usage. Il est envisagé que le câble de support, les ligatures 32, le câble 28 et les fils individuels 30 de connexion des charges puissent être préalablement câblés et connectés avant le commencement du travail sur le site du puits de forage. De plus, des tronçons de câblage 28 peuvent être aisément préfabriqués avec un nombre donné de connexions de câblage de charge pour réaliser une connexion en série. De tels câblages préfabriqués étant connectés ensemble, une source sismique

de fond de trou, munie des commandes de tirs correspon-

dantes, peut utiliser autant de parties préfabriquées que demandées pour le nombre de charges explosives à mettre a feu. Ceci permet la mise à feu de nombreuses charges sismiques, rapidement et efficacement. Il va de soi que de nombreuses modifications peuvent être apportées & l'appareil décrit et représenté

sans sortir du cadre de l'invention.

Claims (9)

REVENDICATIONS

1. Appareil pour générer une source sismique en fond de trou, caractérisé en ce qu'il comporte un boîtier protecteur (14), plusieurs charges explosives (26), des moyens (20) destinés à supporter les charges explosives, et des moyens destinés à mettre à feu sélectivement les

charges explosives, lesdits moyens étant logés à l'inté-

rieur du bottier protecteur et étant commandés depuis une

position en surface.

2. Appareil selon la revendication 1, carac-

térisé en ce que les moyens destinés a supporter les charges explosives comprennent un câble (20) relié par une

extrémité au bottier protecteur, de façon à s'étendre au-

dessous du boîtier protecteur et à constituer un moyen pour supporter, relier et espacer les charges explosives, et un lest (24) relié à l'extrémité opposée du câble par rapport au boîtier protecteur, ce qui permet au lest de pendre librement et de tendre totalement le câble audessous du

boîtier protecteur.

3. Appareil selon la revendication 1, carac-

térisé en ce que les moyens destinés à mettre à feu sélectivement les charges explosives comprennent un condensateur (C1, C2), un interrupteur (60) de tir connecté au condensateur et à plusieurs interrupteurs (70) à transistors à effet de champ, un démultiplexeur (68) connecté aux interrupteurs à transistors à effet de champ, et une commande d'interface en série (64) connectée au démultiplexeur afin que les diverses charges explosives puissent être mises à feu suivant une séquence commandée

par les commandes d'interfaces en série.

4. Appareil selon la revendication 3, carac-

térisé en ce que les moyens destinés à supporter les charges explosives comprennent un câble (20) dont une extrémité est reliée au boîtier protecteur de manière que le câble s'étende au-dessous du boîtier protecteur et constitue un moyen pour supporter, relier et espacer les charges explosives, et un lest (24) relié à l'extrémité opposée du câble par rapport au boîtier protecteur, ce qui permet au lest de pendre librement et de tendre totalement le câble au-dessous du bottier protecteur.

5. Appareil pour générer une source d'énergie sismique de fond de trou, caractérisé en ce qu'il comporte un transformateur (54) en fond de trou, une source (52) de courant fournissant de courant au transformateur, un moyen

(56) destiné à redresser le courant de sortie du transfor-

mateur en un courant électrique continu, plusieurs condensateurs (CI, C2) montés en parallèle pour emmagasiner le courant électrique continu, un interrupteur (60) de tir monté en série avec les condensateurs, plusieurs charges explosives (26) connectées dans un montage électrique en série à plusieurs interrupteurs (70) & transistors à effet de champ, des moyens destinés à diriger le courant déchargé

des condensateurs de façon à le faire passer par l'inter-

rupteur de tir et par les divers interrupteurs (70) à transistors à effet de champ afin de faire détoner les charges explosives suivant une séquence commandée, et un boitier protecteur (14) dans lequel sont montés le transformateur de fond de trou, le moyen destiné à redresser le courant de sortie du transformateur, les condensateurs, l'interrupteur de tir et les moyens destinés à diriger le courant déchargé des condensateurs de façon &

le faire passer par l'interrupteur de tir et par les inter-

rupteurs à transistors à effet de champ.

6. Appareil selon la revendication 5, carac-

térisé en ce que les moyens destinés à diriger le courant déchargé des condensateurs de façon à le faire passer par

l'interrupteur de tir et par les interrupteurs à tran-

sistors à effet de champ comprennent une commande à interface en série (64) connectée à un démultiplexeur (68) qui commande l'ouverture et la fermeture de chaque interrupteur à transistor à effet de champ de façon indépendante, l'interface en série étant commandée depuis

une position éloignée.

7. Appareil selon la revendication 6, carac-

térisé en ce qu'il comporte en outre un isolateur (18) de choc monté dans le-boîtier protecteur de façon à protéger le transformateur de fond de trou, le moyen destiné à redresser le courant de sortie du transformateur, les condensateurs, la commande & interface en série et le démultiplexeur. de toutes détériorations provoquées par des forces explosives générées par la détonation des charges explosives.

8. Appareil selon la revendication 7, carac-

térisé en ce qu'il comporte en outre un câble (20) relié par une extémité au boîtier protecteur de manière que le câble s'étende au-dessous du boîtier protecteur et constitue un moyen pour supporter, relier et espacer les charges explosives, et un lest (24) relié à l'extrémité opposée du câble par rapport au boîtier protecteur afin que le lest puisse pendre librement et tendre totalement le

câble au-dessous du bottier protecteur.

9. Appareil selon la revendication 8, carac-

térisé en ce qu'il comporte en outre un câblage (28)

établissant une connexion électrique entre les inter-

rupteurs & transistors à effet de champ et les charges explosives, le câblage étant un câblage préfabriqué comportant des connexions câblées avec chaque charge explosive, de manière que le câblage puisse être aisément

remplacé après la détonation des charges explosives.