FR2679681A1 - Transducteur de communication acoustique pour trou de sonde. - Google Patents

Abstract

L'invention concerne un transducteur conçu spécialement pour une transmission acoustique d'information dans un trou de sonde. Il est porté par un support (19) et comporte un nombre multiple d'entrefers d'un circuit magnétique et des bobines électriques qui produisent l'énergie nécessaire pour un fonctionnement en mode acoustique dans un trou de sonde tout en satisfaisant les contraintes dimensionnelles nécessaires imposées par les trous de sonde. Domaine d'application: transmission d'information entre le fond et la surface dans des puits d'hydrocarbures, etc.

Description

La présente invention concerne la communication par un trou de sonde, par

exemple entre la surface et un

emplacement dans le fond d'un tel trou de sonde, par trans-

mission d'ondes acoustiques sur la longueur de ce trou de sonde, le milieu de transmission étant un liquide s'y trouvant Elle concerne plus particulièrement un transducteur destiné à effectuer une conversion entre de l'énergie électrique et de l'énergie acoustique dans un tel liquide de trou de sonde, lequel transducteur ne dépend pas du mouvement

du liquide pour effectuer la communication.

L'un des problèmes les plus difficiles associés à tout trou de sonde est la communication de renseignements entre un ou plusieurs emplacements situés dans le fond d'un trou de sonde et la surface, ou entre des emplacements dans

le trou de sonde Par exemple, une communication est souhai-

tée par l'industrie pétrolière pour récupérer, à la surface, des données générées dans le trou durant des opérations de forage, y compris durant des périodes de repos intercalées

avec des opérations réelles de forage ou pendant des manoeu-

vres d'aller et retour; pendant des opérations de complétion telles que la perforation, la fracturation ou l'essai du puits ou de tiges de forage; et pendant des opérations de production telles que l'essai d'évaluation du réservoir, le

contrôle de la pression et de la température Une com-

munication est également souhaitée dans cette industrie pour transmettre des renseignements depuis la surface à des outils

ou des instruments se trouvant en fond de trou pour effec-

tuer, commander ou modifier des opérations ou des paramètres.

Une communication précise et fiable avec le fond du trou est particulièrement importante lorsque des données (renseignements) doivent être communiquées, c'est-à-dire lorsque l'on doit faire communiquer plus qu'un simple signal de déclenchement ou analogue Cette information se présente

souvent sous la forme d'un signal numérique codé.

Une approche qui a été largement prise en considération pour une communication ou transmission dans un trou de forage est l'utilisation d'une connexion directe par fils entre la surface et un ou plusieurs emplacements en fond de trou La communication peut alors s'effectuer par l'inter- médiaire d'un signal électrique empruntant le fil Bien qu'un travail important ait été consacré à une communication ou transmission "par fil", cette approche n'a pas été adoptée dans l'industrie, car elle s'est avérée très coûteuse et peu fiable Par exemple, une difficulté rencontrée avec cette approche est que, étant donné que le fil est souvent posé par l'intermédiaire de nombreuses longueurs de tiges de forage ou de colonne de production, il n'est pas rare qu'une rupture ou une mauvaise connexion de fil apparaisse au moment de l'installation initiale de l'ensemble à fils Bien qu'il ait été proposé (voir brevet des Etats-Unis d'Amérique No 4 215 426) d'éviter les problèmes associés à un couplage électrique direct de tiges de forage en établissant un couplage par induction pour la liaison de communication en un tel emplacement, un couplage par induction présente, entre autres problèmes, une perte importante du signal à chaque couplage Il repose aussi sur la mise en place d'agencements

spéciaux et complexes de rames de forage.

Une autre technique de communication en trou de

forage qui a été étudiée est la transmission d'ondes acousti-

ques Ces ondes physiques ont besoin d'un milieu de transmis-

sion qui les propage On reconnaîtra que des éléments tels que des variations des couches de terrain, le profil de densité, etc, rendent la terre totalement impropre en tant

que milieu de transmission pour une communication acoustique.

En raison de ces problèmes connus, on s'est généralement limité, dans cette technique, à explorer une communication acoustique par l'intermédiaire de milieux en rapport avec les

trous de sonde.

on a consacré beaucoup de travaux à développer un système approprié de communication acoustique dans lequel la garniture de forage ou la colonne de production, elle-même,

dans le trou de forage, agit en tant que milieu de transmis-

sion Un problème majeur associé à de tels agencements est dû au fait que les configurations de garnitures de forage ou de colonnes de production varient en général notablement dans la direction longitudinale Ces variations sont habituellement différentes dans chaque trou De plus, la configuration d'un trou particulier peut varier avec le temps du fait, par exemple, de l'addition d'éléments de colonne, etc Il en résulte qu'aucun système à usage général, reposant sur une

transmission par garniture de forage ou colonne de produc-

tion, n'a été accepté de façon significative sur le marché.

On a également consacré des efforts à l'utilisa-

tion d'un liquide à l'intérieur d'un trou de sonde en tant que milieu de transmission acoustique A première vue, on pourrait penser que l'utilisation d'un liquide en tant que milieu de transmission dans un trou de sonde constitue une approche relativement simple, du fait de la large utilisation et des développements importants de systèmes de communication et de systèmes sonar reposant sur la transmission acoustique dans l'océan En fait, le brevet des Etats-Unis d'Amérique No 3 233 674 constitue un exemple d'un brevet qui mentionne

simplement une telle communication sans prendre en con-

sidération le fait que l'on peut être incapable, dans la

technique, de le mettre à exécution.

La transmission acoustique d'un liquide à

l'intérieur d'un trou de sonde est considérablement dif-

férente de la transmission acoustique en océan ouvert en raison des problèmes associés aux limites entre le liquide et les structures le confinant dans un trou de sonde Des critères concernant ces problèmes sont d'une importance primordiale Cependant, du fait de l'aspect attractif du concept d'une transmission acoustique dans un liquide indépendamment de son mouvement, il a été proposé, dans le brevet des Etats-Unis d'Amérique No 3 964 556, un système utilisant des variations de pression dans un liquide non en mouvement, pour communiquer Cependant, un tel système ne s'est pas avéré pratique, car il ne s'agit pas d'un système autonome et un certain mouvement du liquide s'est avéré

nécessaire pour transmettre des variations de pression.

Compte tenu de ce qui précède, une communication significative d'informations par des liquides de trou de sonde était limitée à des systèmes qui faisaient appel à l'écoulement du liquide pour transporter une modulation acoustique d'un point d'émission jusqu'à un récepteur Cette

approche est généralement appelée dans la technique "proces-

sus MWD" (mesure en cours de forage) Les développements le concernant ont été limités à une communication durant la phase de forage de la durée de vie d'un trou de sonde, principalement du fait que c'est uniquement durant le forage que l'on peut s'assurer d'un fluide pouvant être modulé en écoulement entre l'emplacement du forage et la surface La plupart des systèmes MWD sont également limités du fait de l'opération de forage elle-même Par exemple, il n'est pas inhabituel que l'opération de forage doive être arrêtée pendant une communication pour éviter le bruit associé à ce forage De plus, une communication durant les opérations

d'aller et retour est possible.

Malgré les problèmes posés par la communication MWD, le désir d'obtenir une bonne communication en trou de sonde a entraîné une recherche importante portant sur ce mode de communication Il en est résulté un nombre important de30 brevets concernant le processus MWD, dont un grand nombre porte sur des solutions proposées aux divers problèmes qui ont été rencontrés Le brevet des Etats-Unis d'Amérique No 4 215 426 décrit un agencement dans lequel de l'énergie (plutôt qu'une communication) est transmise au fond de trou par modulation de fluide apparentée à la communication MWD, énergie dont une partie est évacuée en divers emplacements en fond de trou pour alimenter des répéteurs d'un système de

transmission pour une communication par fils.

Le développement d'une communication utilisant des ondes acoustiques se propageant à travers des fluides non en écoulement dans un trou de sonde a été ralenti par l'absence d'un transducteur convenable Pour être mis en pratique dans une application à un trou de sonde, un tel transducteur doit s'ajuster dans une enceinte sous pression d'un diamètre extérieur ne dépassant pas 3,18 cm, fonctionner à des températures pouvant s'élever à 150 'C sous pression

pouvant s'élever à 100 000 k Pa, et survivre dans l'environne-

ment de travail, aux opérations de manutention et de descente dans un puits Il faut également prendre en considération pour un tel transducteur les différences notables entre une communication dans un environnement formé d'un fluide libre, par exemple dans l'océan, et un agencement à fluide confiné,

par exemple dans un trou de sonde.

L'invention concerne un transducteur pratique pour communication acoustique dans un trou de sonde Ce transducteur est capable de générer des ondes acoustiques ou de réagir à de telles ondes dans un liquide visqueux confiné dans un trou de sonde On prend en considération, dans sa conception, la nature du guide d'ondes formé par un trou de sonde A cet égard, il est apparu que pour être mis en pratique, un transducteur acoustique pour trou de sonde doive

générer des ondes acoustiques, ou réagir à des ondes acousti-

ques, ayant des fréquences inférieures à 1 k Hz, avec des bandes passantes de quelques dizaines de hertz, de façon efficace dans divers liquides Il doit pouvoir se comporter ainsi tout en présentant un déplacement important et en ayant une impédance mécanique inférieure à celle des dispositifs classiques utilisés en océan ouvert Le transducteur de l'invention satisfait ces critères, ainsi que les critères de

dimension et de fonctionnement mentionnés précédemment.

Le transducteur de l'invention possède de

nombreuses particularités qui contribuent à ses possibilités.

Il est similaire à un haut-parleur à bobine mobile dans lequel un mouvement d'un bobinage électrique par rapport à un flux magnétique dans l'entrefer d'un circuit magnétique est utilisé pour effectuer une conversion entre de l'énergie électrique et un mouvement mécanique Il utilise la même

interaction pour l'émission et la réception Une par-

ticularité dominante du transducteur de l'invention est que

plusieurs entrefers sont utilisés avec un nombre correspon-

dant (et des positions correspondantes) de bobinages électri-

ques Ceci facilite le développement, avec un tel agencement de faible diamètre, des forces et des déplacements qui s'avèrent être nécessaires pour la transduction des ondes à basse fréquence demandées pour une transmission appropriée à travers un fluide visqueux non en écoulement, confiné dans un trou de sonde De plus, on peut inclure un résonateur en tant que partie du transducteur, si cela est souhaité, pour

établir une charge élastique en retour.

Une autre particularité importante est que l'invention englobe plusieurs agencements destinés à assurer une bonne transmission des ondes acoustiques dans le trou de sonde Pour l'un d'eux, une section de transition est incluse dans le canal de communication du trou de sonde pour établir une adaptation d'impédance acoustique entre des sections

ayant des aires notablement différentes, en coupe transver-

sale, par exemple entre la section du trou de sonde compor-

tant le transducteur et toute section adjacente du trou de sonde A cet égard, lorsque l'on se réfère, dans ce mémoire, à l'aire de la "coupe transversale", on considère l'aire de

la coupe transversale du canal de transmission (commu-

nication) Dans un autre agencement, un dispositif à coupleur directionnel est décrit, lequel est au moins partiellement destiné à empêcher une transmission dans le sens opposé au sens de la communication souhaitée dans le trou de sonde En particulier, une section de réflexion est définie dans le canal de communication du trou de sonde, laquelle section est espacée généralement d'un nombre impair de quarts d'ondes du transducteur et est placée dans un sens opposé à celui souhaité pour la communication, afin de renvoyer par réflexion, dans le sens approprié de communication, toutes ondes acoustiques reçues par cette section, qui se propagent dans le mauvais sens Il est très souhaitable, comme décrit en détail ci-après, de mettre en place un nombre multiple de sections de réflexion satisfaisant ces critères Un coupleur directionnel spécial, basé sur une charge de réaction du piston du transducteur, peut également être prévu à cet effet Il est très souhaitable que le transducteur de communication acoustique en trou de sonde selon l'invention présente une chambre définissant une charge élastique de réaction pour le piston, à travers laquelle s'étend une fenêtre qui est espacée de l'emplacement, dans le canal de communication, auquel la partie restante du transducteur interagit avec du liquide se trouvant dans le trou de sonde, généralement d'un nombre impair de quarts d'ondes de la fréquence nominale de la longueur d'onde central d'ondes de communication potentielle aux emplacements de ladite fenêtre

et au point d'interaction.

L'invention sera décrite plus en détail en regard des dessins annexés à titre d'exemples nullement limitatifs et sur lesquels: la figure 1 est une vue schématique globale en coupe illustrant un emplacement possible dans un trou de sonde pour une forme de réalisation de l'invention; la figure 2 est une vue schématique à échelle

agrandie d'une partie de l'agencement montré sur la fi-

gure 1; la figure 3 est une vue globale en coupe d'un mode de réalisation du transducteur selon l'invention; la figure 4 est une vue en coupe à échelle agrandie d'une partie de la forme de réalisation montrée sur la figure 3; la figure 5 est une vue en coupe transversale suivant la ligne 5-5 de la figure 4; la figure 6 est une vue en coupe quelque peu schématique et partielle montrant le circuit magnétique établi par la forme de réalisation illustrée sur les figures

3 à 5;

la figure 7 A est une vue schématique correspon-

dant à la forme de réalisation de l'invention représentée sur les figures 3 à 6; la figure 7 B est une vue schématique d'une variante de cette forme de réalisation; les figures 8 à 11 sont des vues en coupe illustrant diverses variantes de réalisation; la figure 12 est une vue schématique en coupe d'une combinaison préférée de ces éléments; la figure 13 est une vue globale en coupe d'une autre forme de réalisation de l'invention; la figure 14 est une vue en coupe à échelle agrandie d'une partie de la forme de réalisation représentée sur la figure 13; et les figures 15 A à 15 C sont des vues schématiques en coupe de diverses formes de réalisation d'une partie à

coupleur directionnel de l'invention.

En référence à la figure 1, un trou de sonde, désigné globalement par la référence numérique 11, est illustré, s'étendant dans la terre 12 Le trou de sonde il est représenté sous la forme d'un trou de complétion pour la production de pétrole, à titre illustratif A cet égard, il comprend un tubage indiqué schématiquement en 13 et une colonne 14 de production dans laquelle s'écoule le pétrole ou autre produit pétrolier souhaité L'espace annulaire compris entre le tubage et la colonne de production est rempli d'un liquide de complétion représenté par des points 16 Cet espace constitue le canal de communication de l'invention La viscosité du liquide de complétion peut être toute viscosité comprise dans une large gamme de viscosités possibles Sa masse volumique peut également être d'une valeur quelconque comprise dans une large gamme, et il peut comprendre des constituants liquides corrosifs comme un sel à haute densité

tel qu'un composé de sodium, de potassium et/ou de brome.

Conformément à la pratique classique, un obtu-

rateur annulaire ou packer, représenté en 17, est prévu pour séparer de façon étanche le trou de sonde et le fluide de complétion du produit pétrolier souhaité La colonne 14 de production s'étend à travers le packer, comme illustré, et peut comprendre une soupape de sûreté, des instruments de collecte de données, etc, situés du côté pétrole du packer

ou obturateur annulaire 17.

Un support 19 pour le transducteur de l'invention est prévu sur l'extrémité inférieure de la colonne 14 Comme illustré, une section 21 de transition et l'une ou plusieurs sections 22 de réflexion, lesquelles sections sont décrites plus en détail ci-dessous, séparent le support de la partie restante de la colonne de production Ce support présente une

ouverture allongée 23 à l'intérieur de laquelle le transduc-

teur de communication selon l'invention est maintenu d'une

manière classique, par exemple par des colliers ou analogues.

Un instrument de collecte de données, un bloc à batterie,

etc peuvent également être logés à l'intérieur de l'ouver-

ture allongée 23.

C'est le liquide 16 de complétion qui agit en tant que milieu de transmission pour des ondes acoustiques produites par le transducteur Une communication entre le transducteur et l'espace annulaire qui confine ce liquide est représentée par un orifice 24 sur les figures 1 et 2 Des données peuvent être transmises à travers l'orifice 24 au liquide de complétion et donc par celui-ci conformément à

l'invention Par exemple, on peut utiliser une bande prédé-

terminée de fréquences pour une signalisation par des techni-

ques de codage et de modulation, des données binaires peuvent être codées dans des blocs, un certain contrôle d'erreur peut être ajouté et les blocs transmis en série par une modulation par déplacement de fréquence (FSK) ou une modulation par

déplacement de fréquence (FSK) ou une modulation par déplace-

ment de phase (PSK) Le récepteur, ensuite, démodule et

contrôle chaque bloc pour la détection d'erreurs.

L'espace annulaire formant le canal de com-

munication au niveau du support 19 est d'une aire en coupe transversale notablement inférieure à celle de la plus grande partie du puits contenant, sur sa plus grande longueur, uniquement la colonne 14 de production Il en résulte une désadaptation correspondante des admittances acoustiques caractéristiques Le but de la section 21 de transition est de minimiser les réflexions provoquées par la désadaptation

entre la section ayant le transducteur et la section adja-

cente Sa longueur nominale est d'un quart d'onde à la fréquence centrale souhaitée et la vitesse du son dans le fluide, et elle est choisie de façon à avoir un diamètre tel que l'aire de l'espace annulaire entre elle et le tubage 13 soit égale à la moyenne géométrique du produit des aires annulaires adjacentes, c'est-à-dire les aires annulaires du canal de communication défini par la colonne 14 de production et le support 19 D'autres sections de transition peuvent être prévues comme nécessaires dans le trou de sonde pour atténuer les désadaptations des admittances acoustiques le

long du trajet de communication.

Des réflexions à partir de 1 'obturateur annulaire ou packer (ou du fond du puits dans d'autres formes de réalisation) sont minimisées par la présence d'un nombre multiple de sections ou gradins de réflexion dans le canal de communication au-dessous du support, dont le premier est indiqué par la référence numérique 22 Il établit une transition avec l'aire annulaire maximale possible un quart il

d'onde au-dessous de l'orifice de communication du transduc-

teur Il est suivi par une section tubulaire 25 longue d'un quart d'onde établissant une aire annulaire pour le liquide avec l'aire minimale en coupe transversale à laquelle il ferait autrement face Chacune des sections ou chacun des gradins de réflexion peut avoir une longueur égale à un multiple de quarts d'onde Les sections 19 et 21 doivent être d'un nombre impair de quarts d'onde, alors que la section 25 doit être d'un nombre impair ou pair (y compris zéro) de

quarts d'onde, suivant que le dernier étage avant l'obtura-

teur annulaire 17 présente ou non une coupe transversale grande ou petite Il doit être d'un nombre pair (ou égal à zéro) sur le dernier gradin avant que l'obturateur annulaire passe d'une coupe transversale importante à une coupe

transversale petite.

Bien que le premier gradin ou la première section de réflexion, comme décrit ici, soit le plus efficace, chaque gradin ou chaque section supplémentaire pouvant être ajouté améliore le degré et la bande passante d'isolement (La section 21 de transition, la section 22 de réflexion et la section tubulaire peuvent toutes être considérées comme faisant partie de la combinaison constituant le transducteur préféré de l'invention) Un transducteur de communication destiné à recevoir les données est également prévu à l'emplacement dans lequel on souhaite avoir de telles données Dans la plupart des agencements, il s'agit de la surface du puits, et les circuits électroniques pour la commande du récepteur et l'analyse des données communiquées se trouvent aussi à la surface ou, dans certains cas, en un autre emplacement Le transducteur récepteur est le plus avantageusement une reproduction, en principe, du transducteur décrit Il est représenté sur la figure 1 par une case 25 à la surface du puits Les circuits électroniques de communication et

d'analyse sont représentés par une case 26.

L'homme de l'art reconnaîtra que l'agencement de

transducteur acoustique de l'invention n'est pas néces-

sairement limité à une communication depuis le fond du puits

jusqu'à la surface; par exemple, on peut placer les trans-

ducteurs pour une communication entre deux emplacements différents en fond de trou Il est également important de noter que le principe sur lequel est basé le transducteur de

l'invention se prête de lui-même à une conception bidirec-

tionnelle, c'est-à-dire qu'un transducteur unique peut être conçu à la fois pour convertir un signal électrique de communication en ondes acoustiques de communication, et vice versa. Une forme de réalisation du transducteur de l'invention est désignée globalement par la référence numérique 26 sur les figures 3 à 6 Ce mode particulier de réalisation se termine, à une extrémité, dans un obturateur 27 de couplage ou d'extrémité qui est vissé dans un corps 28

de vessie Une vessie 29, destinée à être gonflée par pres-

sion, est prévue dans un tel corps Le corps 28 présente des orifices 31 permettant un écoulement libre vers l'intérieur de celui-ci du liquide de complétion du trou de sonde pour qu'il interagisse avec la vessie Cette vessie communique par un tube avec un alésage 32 s'étendant à travers un coupleur 33 L'alésage 32 se termine dans un autre tube 34 qui s'étend jusque dans un résonateur 36 La longueur du résonateur est nominalement d'un quart de la longueur d'onde ( 1/4) dans le liquide à l'intérieur du résonateur 36 Le résonateur est rempli d'un liquide qui satisfait les critères constitués par de faibles densité, viscosité, vitesse du son, teneur en eau,

pression de vapeur et coefficient de dilatation thermique.

Etant donné que certaines de ces exigences sont contra-

dictoires entre elles, un compromis doit être établi, sur la base des conditions d'application et des contraintes de conception Les meilleurs choix ont donc été jusqu'à présent trouvés parmi les huiles aux silicones des séries 200 et 500 de la firme Dow Corning, des huiles de réfrigération telles que l'huile "Capella B", et des hydrocarbures légers tels que le kérosène Le but de l'ensemble à vessies est de permettre la dilatation d'un tel liquide, comme cela est nécessaire du fait de la pression, de la température élevée, etc, du liquide se trouvant à l'emplacement en fond de trou du transducteur. Le transducteur de l'invention génère (ou détecte) de l'énergie sous forme d'ondes acoustiques dans le canal de communication au moyen de l'interaction du piston se trouvant dans le boîtier du transducteur avec le liquide du trou de sonde Dans cette forme de réalisation, ceci est effectué par un mouvement d'un piston 37 dans une chambre 38 remplie du même liquide que celui remplissant le résonateur 36 Ainsi, l'interaction du piston 37 avec le liquide du trou de sonde est indirecte, c'est-à-dire que le piston n'est pas en contact direct avec ce liquide Les ondes acoustiques sont générées dans le canal de communication par une expansion et une contraction d'un piston 37 du type à soufflet dans la chambre 38 du corps A cet égard, une extrémité du soufflet de l'agencement à piston est fixée de façon permanente autour d'une petite ouverture 39 d'une structure 41 de cornet afin qu'un mouvement alternatif de l'autre extrémité du soufflet provoque l'expansion et la contraction souhaitées de ce dernier Ces expansion et contraction provoquent des flexions correspondantes de diaphragmes isolants 42 dans les fenêtres 43 pour communiquer des ondes d'énergie acoustique au liquide

du trou de sonde se trouvant sur l'autre côté de ces dia-

phragmes Le résonateur 36 produit une charge élastique de réaction à ce mouvement du piston Il convient de noter que le même liquide qui remplit la chambre du résonateur 36 et la chambre 38 remplit les diverses cavités, etc, de l'élément d'entraînement du piston, à décrire ci-après, et que la variation de forme volumétrique de la chambre 38 provoquée par le mouvement alternatif du piston a lieu avant qu'une

égalisation de pression puisse se produire.

Une façon de considérer le résonateur est de considérer que sa chambre 36 agit, en fait, à la manière d'un tuyau d'accord pour envoyer en phase au piston 37 l'énergie acoustique qui n'est pas transmise par le piston au liquide se trouvant dans la chambre 38 lorsque ce piston se déplace initialement A cet effet, le piston 37, formé d'un soufflet 46 (figure 4), est ouvert à l'extrémité entourant l'orifice 39 du cornet L'autre extrémité du soufflet est fermée et comporte une barre d'entraînement 47 qui lui est fixée La structure en cornet 41 fait communiquer le résonateur 36 avec

le piston, et ce résonateur aide à assurer que toute l'éner-

gie acoustique générée par le piston n'aboutit pas direc-

tement à un mouvement des diaphragmes isolants 42, lequel mouvement renforce le mouvement oscillant du piston Il intercepte essentiellement l'énergie des ondes acoustiques développée par le piston, qui n'aboutit pas directement à un

rayonnement d'ondes acoustiques et il l'utilise pour renfor-

cer ce rayonnement Il agit aussi de façon à constituer une charge élastique réactive pour le piston 37 comme indiqué précédemment Il convient de noter que la paroi intérieure du résonateur pourrait être effilée ou autrement profilée de

façon à modifier la réponse en fréquence.

L'élément d'entraînement pour le piston sera à présent décrit Il comprend la barre d'entraînement 47 fixée à l'extrémité fermée du soufflet Cette barre est également reliée à un chapeau 48 pour une bobine tubulaire 49 qui porte deux enroulements ou bobinages annulaires 51 et 52 dans desentrefers radiaux, séparés et correspondants 53 et 54 (figure

6) d'un circuit magnétique à boucle fermée, décrit ci-après.

Cette bobine se termine à son autre extrémité dans un second chapeau extrême 55 qui est supporté en position par un ressort plat 56 Le ressort 56 centre l'extrémité de la bobine à laquelle il est fixé et contraint cette dernière à un mouvement limité dans la direction de l'axe longitudinal

du transducteur, représenté par la ligne 57 sur la figure 4.

Un ressort plat similaire 58 est prévu pour le chapeau

extrême 48.

Conformément à 1 ' invention, un circuit magnétique ayant plusieurs entrefers est défini à l'intérieur du boîtier A cet effet, un aimant permanent cylindrique 60 est prévu en tant que partie de l'élément d'entraînement, centré sur l'axe 57 Cet aimant permanent génère le flux magnétique nécessaire au circuit magnétique et aboutit, à chacune de ses extrémités, dans une pièce polaire 61 et 62, respectivement, pour concentrer le flux magnétique afin qu'il s'écoule à

travers les deux entrefers 53 et 54, espacés lon-

gitudinalement, dans le circuit magnétique Le circuit

magnétique est complété par un élément annulaire, magnéti-

quement passif, en matière magnétiquement perméable 64 Comme illustré, cet élément comporte deux rebords annulaires 66 et 67 dirigés vers l'intérieur, qui aboutissent à proximité immédiate des bobinages 51 et 52 et qui définissent un côté

des entrefers 53 et 54.

Le circuit magnétique formé par cette forme de réalisation est représenté sur la figure 6 par des lignes de flux magnétique 58 en boucle fermée Comme illustré, ces lignes partent de l'aimant 60, passent dans la pièce polaire 61, à travers l'entrefer 53 et la bobine 51, parcourent le

trajet de retour établi par l'élément 64, traversent l'entre-

fer 54 et la bobine 52 et arrivent à travers la pièce polaire 62 à l'aimant 60 Avec cet agencement, on voit que le flux magnétique passe radialement vers l'extérieur à travers l'entrefer 53 et radialement vers l'intérieur à travers l'entrefer 54 Les enroulements 51 et 52 sont connectés en opposition et en série, afin que les courants y passant

appliquent des forces s'additionnant sur la bobine commune.

Ainsi, si le transducteur est utilisé pour émettre une com-

munication, un signal électrique définissant celle-ci et parcourant les enroulements 51 et 52 provoque un mouvement correspondant de la bobine 49 et donc du piston 37 Ce piston interagit à travers les fenêtres 43 avec le liquide du trou

de sonde et y communique l'énergie acoustique de com-

munication L'énergie électrique représentée par le signal électrique est donc converti par le transducteur en énergie

mécanique, c'est-à-dire les ondes acoustiques.

Lorsque le transducteur reçoit une communication, l'énergie acoustique définissant celle-ci fait fléchir les diaphragmes 42 et déplace de façon correspondante le piston 37 Un mouvement de la bobine et des enroulements dans les

intervalles 62 et 63 génère un signal électrique correspon-

dant dans les bobinages 51 et 52 du fait des lignes de flux magnétique qu'ils coupent En d'autres termes, l'énergie

acoustique est convertie en énergie électrique.

Dans la forme de réalisation décrite, il convient de noter que l'aimant permanent 60 et ses pièces polaires associées 61 et 62 sont globalement de forme cylindrique, l'axe 57 constituant un axe de révolution La bobine est un cylindre de même axe, les bobinages 51 et 52 étant de forme annulaire L'élément 64 de trajet de retour est également annulaire et entoure l'aimant, etc L'aimant est maintenu centralement par des tiges 71 de support faisant saillie vers l'intérieur de l'élément de trajet de retour, à travers des encoches de la bobine 49 Les ressorts plats 56 et 58 centrent de façon correspondante la bobine tout en permettant un mouvement longitudinal limité de celle-ci comme indiqué précédemment Des conducteurs électriques convenables 72 pour les enroulements et d'autres pièces électriques pénètrent dans le boîtier au moyen de traversées enrobées 73.30 La figure 7 A illustre la forme de réalisation, décrite ci-dessus, sous forme schématique Le résonateur est représenté en 36, la structure de cornet en 41 et le piston en 37 La barre d'entraînement pour le piston est représentée en 47, alors que le mécanisme d'entraînement lui-même est représenté par une case 74 La figure 7 B montre une variante d'agencement dans laquelle l'élément d'entraînement est placé à l'intérieur du résonateur 76 et le piston 37 communique directement avec le liquide du trou d'onde qui peut s'écouler vers l'intérieur à travers les fenêtres 43 A cet égard, ces fenêtres sont ouvertes, c'est-à-dire qu'elles ne comportent pas de diaphragme ou une autre structure empêchant le liquide du trou de sonde d'entrer dans la chambre 38 On voit que dans cette agencement, le piston 37 et la structure 41 de cornet établissent un isolement hermétique aux fluides entre cette chambre et le résonateur 36 Il convient cependant de noter que l'on pourrait également concevoir que le résonateur 36 soit submergé par le liquide du trou de sonde A cet égard, il est souhaitable que s'il est conçu pour être

submergé, ce résonateur comporte un filtre à petites ouver-

tures ou analogues afin de tenir à l'écart les particules en suspension Dans tous les cas, l'élément d'entraînement proprement dit doit avoir son propre système de fluide inerte en raison des tolérances étroites et des champs magnétiques puissants L'utilisation nécessaire de certaines matières dans cet élément le rend sensible à une détérioration par la corrosion et une contamination par des particules, en

particulier des particules magnétiques.

Les figures 8 à 12 sont des illustrations schématique représentant diverses approches et modifications conceptuelles de l'invention La figure 8 illustre la conception modulaire de l'invention A cet égard, il convient de noter que l'invention est destinée à être logée dans un

tuyau de diamètre réduit, mais la longueur n'est pas criti-

que L'invention permet d'utiliser le mieux possible l'aire de la coupe transversale tandis que des modules multiples peuvent être empilés pour améliorer leur efficacité et le rendement. La bobine, représentée en 81 sur la figure 8, porte trois enroulements annulaires séparés représentés en 82, 83 et 84 Deux circuits magnétiques sont prévus, avec les

aimants permanents représentés en 86 et 87 ayant des polari-

tés magnétiques et des pôles opposés Les trajets de retour pour les deux circuits sont établis par un élément annulaire

passif 91.

On voit que les deux circuits magnétiques de la configuration de la figure 8 comprennent le pôle central 89

et son entrefer associé, en commun Il en résulte un disposi-

tif d'entraînement à trois bobinages ayant un rendement

d'émission (puissance acoustique disponible en sor-

tie/puissance électrique en entrée) supérieur au double de celui d'un dispositif d'entraînement simple, du fait de l'absence de flux de formation de franges aux extrémités

jointes Le processus "d'empilage" de deux éléments d'entraî-

nement à bobine comme indiqué dans cet agencement, avec des polarités d'aimant alterné, peut évidemment être prolongé sur la longueur souhaitée, la bobine commune étant supportée de façon appropriée Dans cet agencement schématique, la bobine est connectée à un piston 85 qui comprend une partie bombée centrale et un soufflet ou analogue reliant de façon étanche le piston à une enveloppe extérieure représentée en 92 Ce support flexible d'étanchéité est préféré à des joints d'étanchéité coulissants et à des paliers car ces derniers présentent une striction qui introduit une distorsion, en particulier à de faibles déplacements rencontrés lorsque le transducteur est utilisé pour la réception En variante, un piston rigide peut être relié de façon étanche au boîtier à l'aide d'un soufflet et un ressort ou un croisillon séparé peut être utilisé pour le centrage Un croisillon représenté en 94 peut être utilisé à l'extrémité opposée de la bobine pour la centrer Si un tel croisillon est en métal, il peut

être isolé du boîtier et peut être utilisé pour les con-

nexions électriques avec les bobinages mobiles, éliminant les

conducteurs flexibles autrement nécessaires.

Dans la variante illustrée schématiquement sur la figure 9, l'aimant 86 est réalisé de façon à être annulaire et il entoure en son centre un élément 91 de trajet de retour de flux passif Etant donné que des matières passives sont utilisables avec des densités de flux de saturation environ doubles de la rémanence des aimants, la conception illustrée a pour avantage de permettre un faible diamètre des pôles représentés en 88 et 90 de façon à réduire la résistance des bobinages et à augmenter l'efficacité L'élément 91 de trajet de retour de flux passif pourrait être remplacé par un autre

aimant permanent Un modèle à deux aimants pourrait évidem-

ment permettre une réduction de la longueur du dispositif d'entraînement. La figure 10 illustre schématiquement une autre structure magnétique pour le dispositif d'entraînement Il

comprend deux aimants annulaires 95 et 96 polarisés radiale-

ment en opposition Comme illustré, ces aimants définissent les bords extérieurs des entrefers Dans cet agencement, un élément magnétique passif annulaire 97 est prévu, ainsi qu'un

élément central 91 de trajet de retour Bien que cet agen-

cement présente l'avantage d'une longueur réduite du fait d'une diminution de la fuite du flux aux entrefers et d'une faible fuite de flux vers l'extérieur, il a pour inconvénient une fabrication plus difficile des aimants et une densité de

flux inférieure dans ces entrefers.

Des interfaces coniques peuvent être prévues entre les aimants et les pièces polaires, c'est-à-dire que les jonctions d'accouplement peuvent être réalisées de façon

à être obliques par rapport au grand axe du transducteur.

Cette conception maximise le volume magnétique et son énergie disponible associée tout en évitant des densités de flux

localisées qui pourraient dépasser la rémanence d'un aimant.

Il convient de noter que l'une quelconque des jonctions entre aimants, entre pièces polaires et évidemment entre aimants et

pièces polaires, peut être réalisée de façon à être conique.

La figure 11 illustre un agencement ayant cette par-

ticularité Il convient de noter que dans cet agencement, les aimants peuvent comprendre des pièces 98 aux extrémités de

l'élément passif 91 de retour de fluide comme illustré.

La figure 12 illustre schématiquement une combinaison particulière des options présentées sur les figures 8 à 11, qui pourrait être considérée comme une forme préférée de réalisation pour certaines applications Elle comprend deux pièces polaires 101 et 102 qui s'accouplent de façon conique avec des aimants radiaux 103, 104 et 105 Les deux circuits magnétiques qui sont formés comprennent des éléments passifs 106 et 107 de trajet de retour aboutissant

aux entrefers dans des aimants supplémentaires 108 et 110.

Une forme de réalisation de l'invention compre-

nant certaines des particularités mentionnées ci-dessus est

illustrée sur les figures 13 et 14 Cette forme de réalisa-

tion comprend deux circuits magnétiques, des aimants an-

nulaires définissant l'extérieur du circuit magnétique et une pièce polaire centrale De plus, le piston est en contact direct avec le liquide du trou de sonde dans le canal de communication et la chambre résonnante est remplie de ce

liquide.

La forme de réalisation montrée sur les figures 13 et 14 est similaire en de nombreux points à la forme de

réalisation illustrée et décrite en regard des figures 3 à 6.

Les pièces communes sont désignées par les mêmes références numériques que celles utilisées précédemment, suivies du signe prime Cette forme de réalisation comprend un grand

nombre des particularités de la forme de réalisation précé-

dente, lesquelles particularités doivent être considérées

comme y étant incorporées, sauf indication contraire.

La forme de réalisation des figures 13 et 14 est généralement désignée par la référence numérique 120 La chambre 36 ' du résonateur est située vers le fond par rapport

au piston 37 ' et son dispositif d'entraînement dans cet agen-

cement, et elle peut être remplie du liquide du trou de sonde plutôt que d'être remplie avec un liquide spécial comme décrit pour la forme de réalisation précédente A cet égard, la vessie et le corps qui lui est associé sont éliminés et l'obturateur extrême 27 ' est vissé directement dans la chambre 36 du résonateur Cet obturateur extrême présente plusieurs lumières allongées 122 qui font communiquer le trou de sonde avec un tube 34 ' pénétrant dans le résonateur 36 De même que dans la forme de réalisation décrite précédemment, le tube 34 ' est d'une longueur égale nominalement à un quart de la longueur d'onde de communication dans le fluide du résonateur, c'est-à-dire le fluide du trou de sonde de cette forme de réalisation Le diamètre des lumières 122 est choisi par rapport au diamètre intérieur du tube 34 ' de façon à assurer qu'aucune particule de matière provenant du liquide du trou de sonde, de dimension suffisamment grande pour

boucher ce tube, n'entre dans celui-ci.

Il convient de noter que, bien qu'avec cet agencement de la chambre 36 ', qui présente une charge élastique de réaction pour le mouvement du piston 37 ', soit en communication directe avec le liquide du trou de sonde dans le canal de communication par l'intermédiaire du tube 34 ', l'énergie des ondes acoustiques dans celui-ci n'est pas

transmise à l'extérieur de la chambre du fait de l'affaiblis-

sement produit par ce tube.

Le piston 37 ' est un soufflet comme décrit pour la forme de réalisation précédente et il agit de façon à

isoler le dispositif d'entraînement du piston, décrit ci-

dessous, d'une chambre 38 ' qui peut être remplie avec le liquide du trou de sonde Cette chambre 38 ' est illustrée comme ayant deux parties, à savoir les parties 123 et 124, qui communiquent directement entre elles Comme illustré, des fenêtres 43 ' s'étendent jusqu'à l'espace annulaire entourant le transducteur, sans l'intermédiaire de diaphragmes isolants

comme dans la forme de réalisation précédente Par consé-

quent, dans cette forme de réalisation, le piston 37 ' est en contact direct avec le liquide du trou de sonde qui remplit

la chambre 38 '.

Le piston 37 ' est relié par un écrou 127 et une barre d'entraînement 128 au mécanisme d'entraînement A cet effet, la barre d'entraînement 128 est reliée à un chapeau extrême 48 ' d'une bobine tubulaire 49 ' La bobine 49 ' porte trois enroulements ou bobinages annulaires dans un nombre

correspondant d'entrefers radiaux de deux circuits magnéti-

ques à boucle fermé, comme décrit ci-après Deux de ces enroulements sont représentés en 128 et 129 Le troisième enroulement se trouve sur le côté axial de l'enroulement 129

opposé à celui de l'enroulement 128, conformément à l'agence-

ment montré sur la figure 8 De plus, l'enroulement 129 est

d'une longueur axiale double de celle de l'enroulement 128.

La bobine 49 ' est contrainte en position similairement à la

bobine 49 ' par des ressorts 56 ' et 58 '.

Le dispositif d'entraînement de cette forme de réalisation est, de par sa conception, une forme hybride des approches illustrées sur les figures 8 et 9 Autrement dit, il comprend deux circuits magnétiques adjacents se partageant un trajet commun De plus, les aimants permanents sont annulaires, entourant un noyau plein qui constitue un élément passif Plus en détail, trois aimants illustrés en 131, 132 et 133 sur la figure 14 développent un flux qui s'écoule à travers les entrefers à l'intérieur desquels les bobinages décrits précédemment se déplacent vers un élément passif de noyau, cylindrique et plein 132 Les circuits magnétiques sont complétés par un boîtier annulaire 134 qui entoure les aimants Ce boîtier 134 est hermétique aux fluides et agit de façon à isoler le dispositif d'entraînement, tel que décrit, du liquide du trou de sonde A cet égard, il comprend, à son extrémité espacée du piston 37 ', un soufflet d'isolement 136 qui transmet au résonateur 36 ' des variations de pression

engendrées dans le boîtier 132 du dispositif d'entraînement.

Le soufflet 136 flotte librement dans le sens o il n'est pas relié fixement à la bobine tubulaire 49 ' et il fléchit simplement de façon à suivre les variations de pression du fluide spécial se trouvant dans le boîtier du dispositif d'entraînement Il se loge dans une cavité ou un alésage central 37 à l'intérieur d'un obturateur 38 qui s'étend entre le boîtier du dispositif d'entraînement et la paroi de la chambre résonnante 36 ' Un trou allongé ou une ouverture allongée 139 relie l'intérieur du soufflet 136 à la chambre

du résonateur.

Un dispositif de couplage directionnel passif est illustré de façon conceptuelle par les figures 15 A à 15 C Le piston du transducteur est représenté en 220 Sa conception

est basée sur le fait que l'admittance acoustique caracté-

ristique dans un guide d'ondes cylindrique est proportion-

* nelle à l'aire de sa section transversale Les fenêtres pour la transmission de l'énergie acoustique de communication au fluide du trou de sonde dans le canal de communication sont représentées en 221 Un second orifice ou une seconde série annulaire d'orifices 222 est situé soit à trois quarts d'onde (figure 15 A) soit à un quart d'onde (figures 15 B et 15 C) des fenêtres 221 Le coupleur est divisé en sections 223 à 226 de trois quarts d'onde L'aire en coupe transversale de ces sections est choisie de manière à minimiser tout défaut d'adaptation qui pourrait nuire au couplage directionnel La section centrale 224 présente une aire en coupe transversale A 3 qui est nominalement égale au carré de l'aire de la coupe transversale des sections 223 et 226 A 2 divisé par la section transversale annulaire du trou de sonde à l'emplacement des orifices 221 et 222 L'aire réduite en coupe transversale de

la section 224 est obtenue par l'incorporation d'un étrangle-

ment annulaire 227 dans cette dernière.

Le coupleur directionnel est en contact direct avec la face arrière du piston 220, ce qui a pour résultat que l'énergie des ondes acoustiques pénètre dans le coupleur en opposition de phase avec celle de la communication souhaitée La relation des aires en coupe transversale, décrite précédemment, assure que l'énergie acoustique qui sort de l'orifice 222 annule toute transmission à partir de l'orifice 221, laquelle transmission pourrait autrement se

diriger vers l'orifice 222.

La forme de réalisation du coupleur directionnel représenté sur la figure 15 A est à longueur complète, nécessitant un long tube de trois quarts d'onde, c'est-à-dire que la chambre est divisée en trois sections d'un quart d'onde de longueur Les versions représentées sur les figures 15 B et 15 C sont des versions repliées, réduisant ainsi la longueur demandée Autrement dit, la version de la figure 15 B est repliée une fois, les aires en coupe des sections satisfaisant les critères décrits précédemment Deux des sections de chambre sont coaxiales entre elles La version

représentée sur la figure 15 C est repliée deux fois Autre-

ment dit, les trois sections sont toutes coaxiales Les deux versions des figures 15 B et 15 C sont à un quart d'onde de l'orifice 222 et sont donc sur le côté "trou supérieur" de

l'orifice 221 comme illustré Il convient de noter, cepen-

dant, que la bande passante du couplage directionnel effectif

est réduite par le pliage.

On reconnaîtra que dans l'une quelconque des configurations des figures 15 A à 15 C, l'orifice 222 peut contenir un diaphragme ou un soufflet, qu'une chambre à expansion peut être ajoutée et qu'un fluide de remplissage autre que le fluide du puits pourrait être utilisé Un profilage supplémentaire de la zone pourrait également être réalisé pour modifier la bande passante et le rendement du couplage Une mise en forme des orifices et un alignement d'orifices multiples pourraient également être réalisés pour

le même but.

On pourrait également obtenir un couplage directionnel en utilisant deux transducteurs ou plus selon l'invention, tels que décrits, avec des orifices séparés axialement pour synthétiser un réseau en phase Le couplage

directionnel serait réalisé par l'attaque de chaque transduc-

teur avec un signal soumis à une pré-distorsion appropriée, en phase et en amplitude Un tel couplage directionnel actif pourrait être réalisé sur une bande passante plus large et celle obtenue avec un système passif Les fonctions de pré- distorsion doivent évidemment tenir compte de toutes les

résonances couplées dans chaque situation particulière.

Il va de soi que de nombreuses modifications peuvent être apportées au transducteur décrit et représenté

sans sortir du cadre de l'invention.

Claims (5)

REVENDICATIONS

1 Transducteur de communication acoustique dans un trou de sonde, à utiliser dans un trou de sonde ( 11) renfermant une colonne de fluide qui est composée d'un liquide ( 16) de transmission qui s'étend d'une zone du trou de sonde adjacente au transducteur de communication caustique jusqu'à un noeud de communication situé à distance, le transducteur étant caractérisé en ce qu'il comporte un boîtier destiné à renfermer ledit transducteur ( 26); un élément actionneur unique ( 37, 51, 52) porté par le boîtier et en contact de transfert de force avec le liquide de transmission, cet élément actionneur unique pouvant être mis en oeuvre sélectivement dans un mode de fonctionnement en transmission et un mode de fonctionnement en réception, ledit élément actionneur unique, durant le mode de fonctionnement en transmission, étant sensible à une configuration de signal électrique qui est représentative d'un signal codé et générant une configuration d'impulsions acoustiques dans ledit liquide de transmission, qui correspond à ce signal

codé, et dirigeant ladite configuration d'impulsions acousti-

ques vers ledit noeud de communication situé à distance, et ledit élément actionneur unique, durant ledit mode de

fonctionnement en réception, étant sensible à une con-

figuration d'impulsions acoustiques dans le liquide de transmission, qui est représentative d'un signal codé et qui est développée audit noeud de communication situé à distance, et générant une configuration du signal électrique qui lui

correspond et qui est représentative dudit signal codé.

2 Transducteur selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'élément actionneur unique comprend une partie immobile formée au moins partiellement d'une matière magnétiquement perméable; une partie transductrice formée au moins partiellement d'une matière magnétiquement perméable et qui est mobile par rapport à ladite partie immobile; au moins une source ( 51, 52) de champ magnétique en couplage de transfert de champ avec au moins l'une desdites parties immobile et transductrice pour produire un

flux magnétique choisi; au moins un trajet de flux magnéti-

que sensiblement en boucle fermée est défini dans l'élément actionneur, lequel trajet comprenant ladite partie immobile et ladite partie transductrice en tant qu'éléments du trajet de flux, afin de recevoir ledit flux magnétique choisi provenant de la ou de chaque source de champ magnétique; au moins un trajet de courant électrique porté par la partie transductrice qui parcourt le ou chaque trajet de flux magnétique sensiblement en boucle fermée; un courant électrique étant appliqué sélectivement, durant le mode de fonctionnement de transmission, au ou à chaque trajet de courant électrique, et une interaction du courant électrique et du flux magnétique donnant naissance à une force de déplacement qui est appliquée à la partie transductrice, ce qui a pour résultat de déplacer celle-ci par rapport à la partie immobile, amenant l'élément actionneur à générer un signal acoustique dans le liquide de transmission pour qu'il soit transmis audit noeud de communication situé à distance, et des signaux acoustiques étant développés dans le liquide de transmission, audit noeud de communication situé à distance, pendant ledit mode de fonctionnement en réception, lesquels signaux sont appliqués à l'élément actionneur pour produire une force de déplacement qui est appliquée à la partie transductrice, ce qui a pour résultat de déplacer cette partie transductrice par rapport à la partie immobile, l'interaction entre le flux magnétique choisi et le ou chaque trajet de courant électrique générant un courant dans le ou chaque trajet de courant électrique, qui est représentatif

des signaux acoustiques présents dans le liquide de transmis-

sion. 3 Transducteur selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'élément actionneur unique comprend une partie immobile formée au moins partiellement d'une matière magnétiquement perméable; une partie de bobine ( 49) formée au moins partiellement d'une matière magnétiquement perméable et qui est mobile axialement par rapport à ladite partie immobile sur une plage de distances choisie; au moins une source ( 51, 52) de champ magnétique en couplage de transfert de champ avec au moins l'une desdites parties immobile et de bobine pour produire un flux magnétique choisi; au moins un trajet de flux magnétique, en boucle sensiblement fermée, est défini dans l'élément actionneur, lequel trajet comprend ladite partie immobile et ladite partie de bobine en tant qu'éléments de trajet de flux, pour recevoir le flux magnétique choisi provenant de la ou de chaque source de champ magnétique; au moins un trajet de courant électrique, porté par ladite bobine, traverse le ou chaque trajet de flux en boucle sensiblement fermée; et un courant électrique est appliqué sélectivement, durant ledit mode de fonctionnement en émission, au ou à chaque trajet de courant électrique, et une interaction entre le courant électrique et le flux magnétique donnant naissance à une force de déplacement qui est appliquée à la partie de bobine, ce qui a pour résultat un déplacement axial de la partie de bobine par rapport à la partie immobile, amenant l'élément actionneur à générer un signal acoustique dans le liquide de

transmission pour qu'il soit transmis audit noeud de com-

munication situé à distance; et des signaux acoustiques sont développés dans le liquide de transmission audit noeud de

communication situé à distance, durant ledit mode de fonc-

tionnement en réception, lesquels signaux sont appliqués à l'élément actionneur pour produire une force de déplacement qui est appliquée à la partie de bobine, ce qui a pour résultat de déplacer axialement la partie de bobine par rapport à la partie immobile, une interaction entre le flux

magnétique choisi et le ou chaque trajet de courant électri-

que générant un courant dans le ou chaque trajet de courant électrique, qui est représentatif des signaux acoustiques

dans le liquide de transmission.

4 Transducteur selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'élément actionneur unique comprend une partie immobile formée au moins partiellement d'une5 matière magnétiquement perméable; une partie de transfert de force ( 42) formée au moins partiellement d'une matière magnétiquement perméable et qui est mobile par rapport à la partie immobile; au moins une source ( 51, 52) de champ magnétique en couplage de transfert de charge avec au moins l'une desdites parties mobile et de transfert de force pour produire un flux magnétique choisi; au moins un trajet de flux magnétique en boucle sensiblement fermée est défini dans l'élément actionneur, et comprenant ladite partie immobile et ladite partie de transfert de force en tant qu'éléments de15 trajet de flux, pour recevoir ledit flux magnétique choisi provenant de la ou de chaque source de champ magnétique; au moins un trajet de courant électrique, porté par la partie de transfert de force, traverse le ou chaque trajet de flux magnétique en boucle sensiblement fermée; le transducteur de20 communication acoustique pour trou de sonde pouvant être mis en oeuvre uniquement dans un mode de fonctionnement en émission, dans lequel un courant électrique est appliqué sélectivement au ou à chaque trajet de courant électrique, et dans lequel une interaction entre un courant électrique et un flux magnétique donne naissance à une force de déplacement qui est appliquée à ladite partie de transfert de force, ce qui a pour résultat de déplacer la partie de transfert de force par rapport à la partie immobile, amenant l'élément actionneur à générer dans le liquide de transmission un signal acoustique destiné à être transmis au noeud de

communication situé à distance.

Transducteur selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'élément actionneur unique comprend une partie immobile formée au moins partiellement d'une matière magnétiquement perméable; une partie ( 42) de transfert de force formée au moins partiellement d'une matière magnétiquement perméable et mobile par rapport à ladite partie immobile; au moins une source ( 51, 52) de champ magnétique en couplage de transfert de champ avec au moins l'une desdites parties immobile et de transfert de force pour produire un flux magnétique choisi; au moins un trajet de flux magnétique en boucle sensiblement fermée étant défini dans l'élément actionneur et comprenant ladite partie immobile et ladite partie de transfert de force en tant qu'éléments de trajet de flux, pour accepter ledit flux magnétique choisi provenant de la ou de chaque source de champ magnétique; au moins un trajet de courant électrique, porté par la partie de transfert de force, traversant le ou chaque trajet de champ magnétique en boucle sensiblement fermée; ladite partie transductrice pouvant être mise en

oeuvre uniquement dans un mode de fonctionnement en ré-

ception, dans lequel les signaux acoustiques développés dans le liquide de transmission, qui sont appliqués à l'élément actionneur, produisent une force de déplacement qui est appliquée à la partie de transfert de force, ce qui a pour résultat le déplacement de ladite partie de transfert de force par rapport à la partie immobile, et dans lequel une interaction entre le flux magnétique choisi et le ou chaque trajet de courant électrique génère dans ledit ou chaque

trajet de courant électrique, un courant qui est représen-

tatif des signaux acoustiques présents dans le liquide de transmission. 6 Transducteur selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'élément actionneur unique comprend des moyens définissant au moins un circuit magnétique ayant plusieurs entrefers ( 53, 54) espacés longitudinalement dans le boîtier, un nombre multiple de bobinages électriques ( 51, 52) correspondant chacun à l'un des entrefers pour interagir avec un flux magnétique y circulant; un piston ( 37) relié au nombre multiple de bobinages pour se déplacer avec eux en mode d'addition de forces; et au moins un côté du piston

est placé de façon à interagir avec un liquide présent dans un canal de communication du trou de sonde soit pour rayonner les ondes acoustiques dans celui-ci, soit pour en recevoir de5 l'énergie acoustique.

7 Transducteur selon la revendication 6, caractérisé en ce qu'il comporte en outre une chambre ( 36) définissant une charge élastique réactive pour le piston, et des moyens de direction comprenant une fenêtre ( 43) située dans la chambre entre une partie de celle-ci communiquant avec le piston et une partie de celle-ci communiquant avec un liquide se trouvant dans le canal de communication du trou de sonde, la fenêtre étant espacée de l'emplacement auquel le transducteur interagit avec le liquide généralement d'un nombre impair de quarts d'ondes de la fréquence nominale de

la longueur d'onde centrale d'ondes possibles de commu-

nication. 8 Transducteur selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'élément actionneur unique comprend plusieurs aimants permanents ( 131, 132, 133) définissant un nombre multiple de circuits magnétiques à trajet en boucle fermée totalement à l'intérieur du boîtier et présentant des entrefers, certains, adjacents, des circuits se partageant un trajet commun pour le flux, à l'intérieur duquel se trouve l'un des entrefers; des enroulements électriques ( 51 ', 52 ') situés dans les entrefers pour interagir avec le flux magnétique les traversant; un piston ( 37 ') relié aux enroulements afin de se déplacer avec eux en mode d'addition de forces, au moins un côté du piston étant placé de façon à interagir avec un liquide situé dans un canal de com- munication du trou de sonde soit pour rayonner des ondes acoustiques dans celui-ci, soit pour en recevoir de l'énergie acoustique, le boîtier comprenant une fenêtre ( 33) facilitant ladite interaction dudit côté du piston avec le liquide, le35 canal de communication se trouvant dans la section du trou de sonde ayant ledit emplacement auquel le piston interagit avec le liquide, présentant une aire, en coupe transversale, qui est notablement différente de celle présente dans une section

adjacente audit trou de sonde; une section ( 21) de tran-

sition, dans le canal de communication entre les sections du trou de sonde, ayant une aire en coupe transversale et une

longueur choisies pour s'adapter à l'impédance de transmis-

sion de longueurs d'ondes acoustiques dans le canal de communication auxdites sections du trou de sonde, ladite section de transition ayant une longueur d'environ un quart d'onde par rapport à la fréquence nominale de la longueur d'onde centrale d'ondes possibles de communication à ladite section et l'aire, en coupe transversale, du liquide à l'intérieur du trou de sonde dans la section de transition étant essentiellement la racine carrée du produit des aires des coupes transversales du liquide dans lesdites sections

adjacentes du trou de sonde; un nombre multiple d'accroisse-

ments en gradin des aires, en coupe transversale, du liquide dans le canal de communication du trou de sonde, espacés du transducteur globalement d'un nombre impair de quarts d'ondes par rapport nominalement à la longueur d'onde centrale d'une communication possible par lesdites ondes acoustiques, les accroissements en gradin étant disposés longitudinalement dans le trou de sonde dans un sens partant dudit transducteur et opposé à celui souhaité pour ladite communication; et un nombre multiple de diminutions en gradin de l'aire, en coupe transversale, du liquide dans le trou de sonde, étant intercalées avec lesdits accroissements en gradin et étant espacées à partir dudit transducteur, globalement d'un nombre pair de quarts d'ondes nominalement par rapport à la longueur d'onde centrale d'une communication possible par lesdites

ondes acoustiques.

9 Transducteur selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'élément actionneur unique comprend un circuit magnétique à trajet en boucle fermée à l'intérieur du boîtier, ayant au moins deux entrefers ( 53, 54) espacés longitudinalement; au moins deux bobinages électriques ( 51, 52) situés chacun dans un, correspondant, des entrefers pour interagir avec un flux magnétique le traversant; un piston ( 37) relié aux bobinages afin de se déplacer avec eux en mode d'addition de forces, au moins un premier côté du piston étant placé de façon à interagir avec un liquide se trouvant dans un canal de communication du trou de sonde soit pour rayonner des ondes acoustiques dans celui-ci, soit pour en recevoir de l'énergie acoustique, le boîtier comprenant une fenêtre ( 43) facilitant ladite interaction du premier côté du piston avec le liquide, ledit canal de communication se trouvant dans la section du trou de sonde ayant ledit

emplacement dans lequel le piston interagit avec lui présen-

tant une aire en coupe transverale qui est notablement différente de celle dans une section adjacente du trou de sonde; une section ( 21) de transition dans le canal de communication entre des sections du trou de sonde ayant une aire en coupe transversale et une longueur choisies de façon à adapter l'impédance de transmission de longueurs d'ondes acoustiques dans le canal de communication auxdites sections du trou de sonde, la section de transition ayant une longueur d'environ un quart d'onde par rapport à la fréquence nominale de la longueur d'onde centrale des ondes de communication

possibles à ladite section, et l'aire de la coupe transver-

sale du liquide à l'intérieur du trou de sonde à ladite section de transition étant essentiellement égale à la racine carrée du produit des aires des coupes transversales du liquide dans lesdites sections adjacentes du trou de sonde; et un accroissement en gradin de l'aire en coupe transversale du liquide dans ledit canal de communication du trou de sonde, espacé dudit transducteur globalement d'un nombre impair de quarts d'ondes nominalement par rapport à la longueur d'onde centrale d'une communication possible par lesdites ondes acoustiques, l'accroissement d'aire en gradin étant disposé longitudinalement dans le trou de sonde dans un sens partant dudit transducteur et opposé à celui souhaité

pour ladite communication.

Transducteur selon la revendication 9, caractérisé en ce qu'il comporte en outre une chambre ( 36) définissant une charge élastique de réaction pour le piston, la chambre présentant une fenêtre ( 43) entre une partie de cette chambre communiquant avec le piston et une partie de celle-ci communiquant avec du liquide se trouvant dans le canal de communication du trou de sonde, la fenêtre étant

espacée de l'emplacement dans lequel le transducteur inter-

agit avec le liquide globalement d'un nombre impair de quarts d'ondes de la fréquence nominale de la longueur d'onde centrale d'ondes possibles de communication aux emplacements

de la fenêtre et du point de ladite interaction.