FR2710987A1 - Dispositif de diagraphie combiné. - Google Patents

Abstract

L'invention concerne un dispositif de diagraphie combiné destiné à être déplacé dans un forage pour mesurer les propriétés des formations géologiques traversées par le forage. Le dispositif selon l'invention comprend une série de sections de diagraphie allongées montées bout à bout, incluant une première section destinée à être maintenue appliquée suivant une génératrice contre la paroi du forage, une deuxième section comportant un corps et un patin de mesure susceptible d'être écarté radialement du corps pour s'appliquer contre la dite paroi, une troisième section destinée à être maintenue écartée de la dite paroi, et une première et une deuxième articulations reliant la deuxième section respectivement à la première et à la troisième sections pour permettre une inclinaison entre la deuxième section et respectivement la première et la troisième sections.

Description

DISPOSITIF DE DIAGRAPUIE CONBINÉ

L'invention concerne un dispositif de diagraphie combiné destiné à ètre

déplacé dans un forage pour mesurer les propriétés des formations géolo-

giques traversées par le forage.

Il est habituel d'effectuer des mesures de diagraphie dans les forages pétroliers, afin de localiser les réservoirs d'hydrocarbures dans les formations géologiques traversées par le forage, et d'évaluer leur potentiel. Pour y parvenir, on a besoin de plusieurs diagraphies de types différents, dont on combine les résultats. Un ensemble que l'on utilise classiquement est appelé "triple combo" dans le jargon des techniciens du pétrole. Il comprend une sonde à émission de neutrons, sensible à la teneur en hydrogène des formations (par exemple l'outil CNT de Schlumberger), et une sonde gamma-gamma sensible à la densité des formations (par exemple

l'outil LDT de Schlumberger), dont les résultats sont combinés pour déter-

miner une indication de la porosité des formations, et une sonde de résis-

tivité telle qu'une sonde d'induction (outil DIT de Schlumberger) ou d'une sonde à électrodes du type Laterolog (outil DLT de Schlumberger) qui permet de déterminer la saturation en eau S$. En outre, on adjoint à cet ensemble une sonde de mesure du rayonnement gamma naturel (tel que l'outil SGT de Schlumberger), qui reflète la présence d'argiles. Enfin, le train d'outils inclut à son extrémité supérieure une cartouche de télémesure (par exemple la cartouche CTS ou DTS de Schlumberger) assurant l'interface entre les

sondes de mesure et le câble électrique. Dans le cas o le dispositif com-

prend une sonde de type Laterolog, il est en outre habituel d'inclure une sonde dite de microrésistivité (outil MSFL de Schlumberger) qui présente une meilleure résolution verticale que les sondes de résistivité susvisées,

et une profondeur d'investigation plus petite.

De manière classique, l'éventail des mesures décrites ci-dessus est obtenu en une seule opération de descente dans le forage, au moyen d'un "train -2 d'outils* formé de sondes de types différents (par exemple formé des outils

CNT/SGT/DIT/LDT), fixées bout à bout. L'ensemble ainsi constitué a une lon-

gueur de l'ordre de 20 mètres, et requiert un nombre important de conne-

xions. Ceci demande un soin particulier pour l'assemblage, et rend délicate la mise en place sur le site de forage. Il est aussi à noter que plus le train d'outils est long, plus est longue la section d'extrémité du forage qui ne peut faire l'objet d'aucune mesure par les sondes placées dans le haut du train d'outils du fait que l'extrémité inférieure du train d'outils

bute contre le fond du forage.

Il faut aussi noter que selon les types de sonde, les exigences de distance (ou de contact) avec la paroi du forage sont très différentes. Ainsi, les

sondes d'émission de neutrons doivent avoir leurs éléments actifs, en par-

ticulier la source, en contact avec la paroi, et comportent à cet effet un ressort placé du côté opposé à la source. Dans les sondes à patin, le patin doit rester appliqué contre la paroi. Dans les sondes à électrodes du type mandrin (Laterolog), au contraire, un écart doit être respecté entre la sonde et la paroi. Dans le dispositif combiné classique, afin de pouvoir respecter simultanément ces exigences, on insère des joints à rotule entre les sondes. Un exemple d'un tel agencement pour le cas des outils pour puits tubés est présenté dans le brevet US 4 595 055. Mais d'une part cela

allonge et alourdit le train d'outils, et d'autre part on a parfois obser-

vé, dans le cas habituel o la sonde d'émission de neutrons est placé dans la partie supérieure du train d'outils, un contact défectueux entre la

partie contenant la source et la paroi.

Un but de la présente invention est un dispositif de diagraphie combiné qui, pour une combinaison donnée de mesures, puisse être plus compact que

les dispositifs classiques.

Un but de la présente invention est également un dispositif de diagraphie combiné, composé de sondes ayant des exigences différentes de distance à la

paroi du forage, et dans lequel ces différentes exigences soient satisfai-

tes simultanément.

Un autre but de la présente invention est de pouvoir réaliser un dispositif -3- de diagraphie combiné qui, pour une combinaison donnée de mesures, puisse

être réalisé de façon plus économique que les dispositifs classiques.

L'invention a pour objet un dispositif de diagraphie combiné destiné & ètre

déplacé dans un forage pour mesurer les propriétés des formations géologi-

ques traversées par le forage, caractérisé par le fait qu'il comprend une série de sections de diagraphie allongées montées bout à bout, incluant une

première section destinée à être maintenue appliquée suivant une génératri-

ce contre la paroi du forage, une deuxième section comportant un corps et un patin de mesure susceptible d'être écarté radialement du corps pour s'appliquer contre la dite paroi, une troisième section destinée & ètre

maintenue écartée de la dite paroi, et une première et une deuxième articu-

lations reliant la deuxième section respectivement & la première et & la troisième sections pour permettre une inclinaison entre la deuxième section

et respectivement la première et la troisième sections.

On va décrire ci-après une forme de réalisation de l'invention, en

faisant référence aux dessins annexés dont la liste suit.

- La figure 1 est une vue schématique d'ensemble d'un dispositif de diagra-

phie combiné selon un mode de réalisation de l'invention, formé de trois sections. - La figure 2 montre la géométrie de la deuxième section du dispositif de

la figure 1, plus particulièrement les liaisons avec les autres sections.

- Les figures 3A et 3B sont des vues de détail d'une forme de réalisation

d'une des liaisons précitées.

- Les figures 4A et 4B sont des schémas montrant, respectivement en posi-

tion fermée et en position ouverte, le mécanisme de liaison de la

deuxième section portant un patin, selon une forme de réalisation.

- Les figures 5A et 5B illustrent le comportement du mécanisme de liaison

des figures 4A et 4B dans différentes conditions de fonctionnement.

- La figure 6 est une vue de la face de contact du patin de mesure, selon

une forme de réalisation incluant deux types de capteurs entrelacés.

- La figure 7 montre le patin de la figure 6 en coupe selon le plan longi-

tudinal VII-VII de la figure 6.

- Les figures 8A et 8B sont des coupes du patin de la figure 7, respective-

ment selon les lignes A-A et B-B.

Le dispositif de diagraphie combiné (ou "train d'outils") représenté & la figure 1 est destiné à être descendu dans un forage 10 au moyen d'un cable

de transmission 11. De manière classique, le câble est relié & un équipe-

ment de surface, non représenté, comprenant notamment un treuil et des moyens d'enregistrement et de traitement des données de mesure produites

par le dispositif de diagraphie et transmises par le cable.

Le dispositif comprend trois sections montées bout à bout: une première section 15, formant la partie supérieure du dispositif, reliée par un raccord 16 au câble 11; une deuxième section 17 suspendue à la première section 15, et formant une partie intermédiaire; et une troisième section 18 suspendue à la deuxième section, et formant la partie inférieure du dispositif. La première section est munie d'un élément élastique en forme d'arc 19, qui prend appui contre la paroi du forage par sa partie médiane et exerce sur la première section 15 une force appliquant celle-ci contre la paroi, selon une génératrice diamétralement opposée à l'élément 19. Un tel agencement est classique dans le cas d'une sonde de diagraphie de neutrons, qui doit impérativement être appliquée contre la paroi, en particulier au niveau de

la source de neutrons, pour fournir des mesures correctes.

De façon appropriée, la première section peut comprendre, outre une sonde de diagraphie de neutrons telle qu'un outil CNT de Schlumberger, une sonde

de mesure de la radioactivité gamma naturelle, et une cartouche de téléme-

sure formant l'interface entre les éléments du dispositif et le câble. Une sonde d'inclinométrie telle que l'outil GPIT de Schlumberger, qui comprend des accéléromètres et des magnétomètres pour les trois axes, est également

incluse de manière appropriée dans cette section.

La deuxième section 17 comprend un corps formant berceau 20 portant un pa-

tin de mesure 21 destiné à être appliqué contre la paroi, et un contrebras

22 placé du côté opposé au patin 21. Le patin de mesure comporte typique-

ment un dispositif gamma-gamma fournissant une mesure de la densité des

formations. Il peut en outre comporter, ainsi que décrit ci-après, un dis-

positif dit de microrésistivité, fournissant une mesure de la résistivité

dans la zone proche de la paroi du forage, dite zone envahie.

La deuxième section est reliée à la première section 15 par une articula-

tion 23 qui autorise une inclinaison entre la deuxième section 17 et la première section 15. Plus particulièrement, dans l'exemple de réalisation

représenté à la figure 1, et plus clairement la figure 2, la deuxième sec-

tion peut pivoter par rapport à la première section suivant un axe perpen-

diculaire à l'axe de la première section, dans un plan longitudinal conte-

nant la génératrice de contact susvisée. Ce pivotement est permis seulement du côté opposé à la dite génératrice. Il convient aussi de souligner que

l'articulation 23 n'autorise aucun écart angulaire entre la deuxième sec-

tion et la première section. L'orientation angulaire du corps 20 est de préférence telle que le plan longitudinal médian du patin 21 est aligné

avec la génératrice de contact susvisée, comme le montre la figure 1.

Il est à noter que la cartouche électronique contenant les circuits de traitement associés aux capteurs du patin 21 peut être placée dans la première section 15 plutôt que liée au corps 20 dans la deuxième section 17. Un tel agencement présente l'avantage de réduire la longueur et le

poids de la deuxième section.

La troisième section 18 comporte une ou des entretoises 24 (appelées en anglais stand-off) qui la maintiennent écartée de la paroi du forage. La troisième section comprend une sonde de mesure de résistivité, qui peut être une sonde à électrodes du type Laterolog (outil DLT ou ARI de Schlumberger), ou une sonde à bobines d'induction (outil DIT ou AIT de Schlumberger). -6-

La troisième section est reliée à la deuxième section 17 par une articula-

tion 25 autorisant une inclinaison entre ces sections. Dans l'exemple de

réalisation décrit, il s'agit d'une articulation du mime type que l'arti-

culation 23, qui procure un degré de liberté entre la deuxième et la troi-

sième section. L'articulation 25 est disposée de façon à permettre un pivo-

tement dans le même plan que le plan longitudinal défini ci-dessus pour l'articulation 23. Toutefois, comme le montre la figure 1, le pivotement n'est permis que du côté de la génératrice susvisée - c'est-à-dire du côté du patin 21 - alors que dans le cas de l'articulation 23, le pivotement n'est permis que du côté opposé à la dite génératrice. Par ailleurs, comme dans le cas de la liaison entre la première et la deuxième section, la

troisième section est liée en rotation à la deuxième section.

La figure 2 met en évidence les articulations 23 et 25, symbolisées par des pivots respectifs 23a et 25a, en exagérant les angles de pivotement par

rapport à la réalité.

On note que l'articulation 23 entre la première et la deuxième section a un axe décalé par rapport à l'axe I-I de la première section d'une distance b, le dit axe étant situé du côté opposé à la génératrice de contact 26 de la première section. L'angle de pivotement maximum permis par l'articulation

23 est un angle a. Une valeur appropriée pour cet angle est d'environ 2.

L'articulation 25 a son axe décalé par rapport à l'axe III-III de la troi-

sième section d'une distance c, le dit axe étant situé du côté de la géné-

ratrice de contact 26, donc du côté opposé à l'axe de pivotement de l'arti-

culation 23. Comme pour cette dernière, l'angle de pivotement maximum vaut

de préférence environ 2.

Les distances b et c sont choisies de façon à minimiser le risque de perte de contact entre la première section et la paroi du forage, sous l'action du poids de l'ensemble de la deuxième et de la troisième sections. Pour cela, on fait en sorte que le centre de gravité de l'ensemble formé par la deuxième et la troisième sections ne soit pas plus éloigné de la paroi que le pivot 23a, ou en soit plus proche. Ainsi, dans la forme de réalisation représentée, on choisit une distance b du même ordre de grandeur que la -7 - distance c. Des valeurs typiques sont par exemple une distance b de 22 m

et une distance c de 22 m.

Les figures 3A et 3B illustrent une réalisation possible des articulations 23, 25. Si l'on considère le cas de l'articulation 23, celle-ci comprend une pièce tubulaire 30 d'axe IV-IV, comprenant une partie d'extrémité 31 destinée à être fixée & la section adjacente, dans ce cas la première section 15. La pièce 30 comporte du côté opposé à la partie 31 une face transversale annulaire 32 et se prolonge au-delà de la face 32 par deux flasques longitudinaux parallèles 33, 33'. Ces flasques comportent des trous respectifs 34, 34' ayant le nmme axe transversal B, lequel axe est, conformément aux notations précédentes, écarté d'une distance b de l'axe IV-IV. La partie de l'articulation qui est liée à la deuxièmne section 17 comprend deux flasques 35, 35' associés respectivement aux flasques 33,

33', et munis de pivots respectifs 36, 36' engagés dans les trous 34, 34'.

Les flasques 35, 35' sont représentés sur la figure 3B comme étant placés de part et d'autre des flasques 33, 33', mais ils pourraient aussi être placés entre les flasques 33, 33'. Les flasques 35, 35' ont une surface d'extrémité à deux pans qui coopère avec la face d'extrémité 32 de la pièce tubulaire 30 pour autoriser un pivotement limité, et dans un seul sens, de la deuxième section 17 par rapport à la première section 15. Cette surface

comprend en effet un pan transversal 37, donc parallèle à la face d'extré-

mité 32, et un pan oblique 38 raccordé au pan transversal selon une arête qui coupe l'axe IV-IV. Le pan oblique 38 est situé du côté des pivots 36,

comme le montre la figure 3A. L'angle entre le pan oblique et le pan trans-

versal correspond à l'angle de pivotement a précité. Par ailleurs, bien qu'on ait représenté par souci de clarté le pan transversal 37 comme écarté de la face 32, il faut préciser que le pan transversal est en butée contre la face 32, interdisant ainsi tout pivotement des flasques 35, 35' dans le sens contraire des aiguilles d'une montre (sur la figure 3A). Les flasques , 35' peuvent seulement pivoter dans le sens des aiguilles d'une montre, jusqu'à ce que le pan oblique 38 vienne en butée avec la face d'extrémité 32. On va maintenant décrire, en référence aux vues schématiques des figures 4A

et 4B, une forme de réalisation du mécanisme de liaison de la deuxième sec-

tion 17 comprenant un patin de mesure 21.

La face du patin 21 destinée au contact avec la paroi du forage est repérée 40. Le patin 21 est supporté par un bras 41 dont une extrémité est reliée à

la face arrière 42 du patin par une articulation 43 qui autorise un pivote-

ment entre le patin et le bras 41. Le bras 41 est prolongé à son extrémité

opposée à l'articulation 43 par une partie coudée ou crosse 44 dont l'ex-

trémité est reliée au corps 20 par un pivot fixe 45. Le contre-bras 22, dont l'extrémité extérieure 46 est destinée au contact avec la paroi du forage du côté opposé au patin 21, se prolonge de manière similaire par une partie coudée ou crosse 47, dont l'extrémité est reliée par un pivot 48 i l'extrémité d'une biellette 48' articulée à l'extrémité de la tige 49 d'un piston 50. Ce piston est monté dans un cylindre 51 fixé au corps 20 et peut être déplacé par l'application d'une pression hydraulique pour surmonter

l'action d'un ressort 52 qui agit sur le pivot 48 dans le sens de l'ouver-

ture du contre-bras 22. Le bras 41 et le contre-bras 22 sont liés par un pivot flottant 53, placé à leur jonction avec respectivement la crosse 44 et la crosse 47, et non lié au corps 20. Cet agencement a pour effet que lorsque le contre-bras 22, sous l'action du ressort 52, entre en contact avec la paroi du forage, comme dans la position de la figure 4B, le bras 41 pivote jusqu'au contact du patin 21 avec la paroi du forage. Le piston 50 est actionné pour replacer le mécanisme de liaison dans la position fermée

représentée à la figure 4A.

La forme de réalisation représentée aux figures 4A et 4B comporte également une biellette supérieure 55 ayant son extrémité supérieure reliée au corps par un pivot 56 et comportant à son extrémité inférieure un tourillon 57 engagé dans une lumière longitudinale 58 ménagée dans la partie supérieure

du patin 21. La biellette 55 agit pour limiter l'inclinaison que peut pren-

dre le patin 21 par rapport à l'axe du corps 20, mais, étant donné le jeu

dont dispose le tourillon 57 le long de la lumière 58, n'exerce sensible-

ment pas d'effort de traction sur le patin 21 au cours du déplacement du corps. Un agencement similaire, comprenant une biellette inférieure, peut

être prévu de façon symétrique à la partie inférieure du patin.

-9- Il est à souligner que dans cette réalisation, le patin 21 est supporté par le seul bras 41, et par conséquent, tout l'effort exercé sur le patin 21

pour son déplacement le long de la paroi du forage est transmis par le pi-

vot 43. Il en résulte notamment que cet effort peut être appliqué sans

donner lieu i un couple tendant à faire basculer le patin. Comme le mon-

trent les figures 4A et 4B, le pivot 43 est placé de préférence dans la partie médiane du patin 21 (considéré dans la direction longitudinale), au voisinage du plan médian M-M' du patin, transversal à l'axe du corps. La disposition considérée comme la plus avantageuse pour le pivot 43 est dans la moitié inférieure du patin, légèrement en-dessous du plan médian M-"',

conformément à ce qui est représenté aux figures 4A et 4B. Plus précisé-

ment, la distance p entre le pivot 43 et le plan médian M-M' est comprise de façon préférée entre 0 et 15X de la longueur de la partie 40 du patin, destinée au contact avec la paroi. Avec une telle disposition, la force de réaction de la paroi du forage sur le patin s'exerce dans la zone médiane de celui-ci, comme il est souhaitable en vue d'une application optimale du

patin contre la paroi.

La réalisation décrite assure un contact satisfaisant du patin 21 avec la paroi du forage dans des conditions opératoires diverses illustrées par les

figures 5A et 5B.

La figure 5A illustre la présence simultanée d'une "cave" 60, consistant en une cavité qui s'est formée dans la paroi du forage, du côté du patin 21, et d'une saillie ou corniche 61 sur le côté opposé de la paroi. La figure A montre que le mécanisme de liaison décrit plus haut est en mesure d'ab-

sorber de telles variations abruptes du diamètre du forage: les écarts an-

gulaires respectivement du contre-bras 22 et du bras 41 par rapport à l'axe

du corps peuvent varier de façon significative sans affecter la force ap-

pliquée au patin 21 par le bras 41, et d'autre part, l'agencement des bras

liés au patin 21, à savoir le bras 41 et la biellette 55 dans la réalisa-

tion représentée, permet au patin 21 de rester appliqué contre la paroi, en dépit de la présence d'une cave, de manière optimale compte tenu de la

dimension longitudinale du patin.

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La figure 5B montre un forage incliné présentant une rampe 62. Le patin 41 est capable de rester en contact avec la paroi le long de cette rampe grice

à l'inclinaison qu'il peut prendre par rapport au corps de sonde.

Egalement, le montage du corps 20 entre deux articulations, ainsi que décrit plus haut, est un facteur favorable, qui évite que le patin se

trouve "plaqué' contre la paroi par le corps 20.

Il est à noter que la liaison pivotante entre le bras 41 et le patin 21 peut être réalisée différemment de ce qui a été décrit plus haut. Ainsi, on pourrait prévoir une liaison par deux pivots latéraux situés de part et

d'autre du patin 21, engagés dans une fourche prolongeant le bras 41.

On va maintenant décrire en référence aux figures 6, 7 et 8A-8B un exemple de réalisation préféré du patin 21. Comme on l'a indiqué plus haut, il est

prévu de combiner sur un seul patin des transducteurs ou capteurs gamma-

gamma fournissant une mesure de la densité des formations, et des transduc-

teurs d'un type différent fournissant avec une résolution verticale élevée une mesure d'une autre grandeur, de préférence la résistivité, dans la zone avoisinant la paroi du forage. Cette combinaison est réalisée, ainsi que le montre la figure 6, en entrelaçant des éléments de types différents: les capteurs gamma-gamma comprennent une source de rayons gamma, et au moins un détecteur proche et un détecteur éloigné, repérés sur la figure 6 par les fenêtres 70, 71 et 72 respectivement associées à ces composants; les

électrodes A0, A1, M etc qui composent le dispositif de mesure de résisti-

vité sont intercalées dans l'intervalle entre la fenêtre du détecteur proche 71 et celle du détecteur éloigné 72. Cet agencement minimise la longueur de la partie de contact 40 du patin, ce qui est avantageux pour une bonne application du patin contre la paroi, et est également favorable

du point de vue de la combinaison entre les mesures de densité et de micro-

résistivité respectivement fournies par ces capteurs, puisque les causes d'erreur quant au calage en profondeur, liées en particulier aux variations de vitesse instantanée que subit le patin, sont évitées dans une large mesure.

Dans l'exemple de réalisation représenté aux figures, le dispositif gamma-

ga:-a comprend, outre les détecteurs proche et éloigné, un détecteur de

- il -

rétrodiffusion placé à proximité immédiate de la source, conformément à l'enseignement du brevet US 4 958 073. Ce détecteur est caractérisé par une

réponse non-négative à une augmentation de la densité de formation, con-

trairement aux détecteurs proche et éloigné qui sont des détecteurs d'atté-

nuation et présentent une réponse négative à une augmentation de la densi-

té. La fenêtre associée au détecteur de rétrodiffusion est repérée en 73

sur la figure 6.

En ce qui concerne l'agencement des électrodes composant le capteur de

microrésistivité, il est généralement conforme, dans l'exemple de réalisa-

tion représenté, à l'enseignement du brevet US 5 036 283, en particulier de la figure 5 de ce brevet, ou du brevet US 5 198 770, et on se référera &

ces documents pour plus d'informations. L'agencement d'électrodes repré-

senté comprend tout d'abord une électrode de garde AO en forme générale de I assurant une focalisation passive, et un système de focalisation active comprenant des électrodes de focalisation A1 placées de part et d'autre de

l'électrode AO suivant la direction longitudinale du patin, et des élec-

trodes de contrôle M placées entre l'électrode de garde AO et les électro-

des de focalisation A1. L'agencement représenté comprend en outre une

électrode de mesure en forme de bouton B0, insérée dans l'électrode cen-

trale AO en en étant isolée et centrée sur son plan médian, sensible à la résistivité Rxo de la zone envahie, ainsi que deux boutons B1, B2 alignées avec le bouton BO et de plus petit diamètre, qui fournissent une mesure de résistivité avec une profondeur d'investigation plus faible, du type dit Microlog. De plus, il est prévu un bouton B3 identique au bouton BO et aligné avec lui dans la direction longitudinale. Les boutons BO et B3,

étant alignés dans la direction longitudinale (c'est-à-dire dans la direc-

tion de déplacement du patin) fournissent à des instants décalés deux

mesures de la même zone de formation, ce qui permet de déterminer la vi-

tesse de déplacement du patin par corrélation. L'information obtenue est

utile pour déterminer une correction de profondeur. Elle est avantageuse-

ment combinée, pour améliorer la précision de cette correction, avec une indication de vitesse obtenue à partir des mesures d'accélération fournie par la sonde d'inclinométrie précitée appartenant à la première section, selon un procédé décrit en détail dans la demande de brevet francais

93 0O229 déposé le 9 avril 1993.

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En se référant plus particulièrement aux figures 7 et 8A, 8B, on note tout

d'abord la face 40 destinée au contact avec la paroi du forage, et présen-

tant à cet effet une forme de secteur de cylindre. Sur le c6té opposé, on note le pivot 43 destiné à la liaison avec le bras-support tel que le bras

41 représenté à la figure 4B. A l'extrémité supérieure, le patin se prolon-

ge par deux flasques 75 munis chacun d'une lumière longitudinale, repérée 58 comme sur la figure 4B, pour la liaison avec une biellette telle que la

biellette 55 représentée à la figure 4B.

Le patin comprend en tant qu'élément de structure principal une gaine de forme généralement cylindrique 78 résistante à la pression, par exemple en acier inoxydable. A l'intérieur de la gaine 78 sont logés des détecteurs de rayons gamma 81, 82, 83, les détecteurs 81 et 82 étant des détecteurs d'atténuation respectivement "proche" et "éloigni", et le détecteur 83 étant un détecteur de rétrodiffusion. Pour permettre aux rayons gamma d'atteindre ces détecteurs, la gaine 78 présente des ouvertures munies de collerettes 91, 92, 93 sur lequelles reposent respectivement des pièces en forme de coupoles 91', 92', 93' faites d'un matériau résistant à la pression et peu absorbant pour les rayons gamma, tel que le béryllium ou le titane. Des éléments de protection 101, 102, 103, par exemple en matière synthétique du type PEEK, sont fixés respectivement sur les coupoles 91', 92', 93', ces éléments constituant les fenêtres 71, 72, 73 représentées à

la figure 6.

Les détecteurs sont de façon appropriée des photoscintillateurs du type GSO (orthosilicate de gadolinium) ou NaI. A chacun des détecteurs 81, 82, 83

est associé un ensemble, respectivement 111, 112, 113, composé d'un photo-

multiplicateur, d'une alimentation haute tension avec son circuit de

commande, et d'un circuit préamplificateur.

La source de rayons gamma, typiquement une source au césium 137, est un ensemble 80 placé à l'extrémité inférieure du patin, à l'extérieur de la gaine 78, et qui comporte sa propre enveloppe 100 résistante à la

pression.

Les électrodes A0, M, A1 qui composent le capteur de microrésistivité sont des éléments métalliques disposés dans des évidements respectifs formés

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dans un secteur de couronne 110 de matière isolante, par exemple du PEBU.

Les détecteurs 81-83 sont sis à l'abri des arrivées de rayons gamma indésirables (c'est-à-dire n'ayant pas interagi avec la formation), en particulier des arrivées directes, par des blindages en matériau à haut pouvoir absorbant pour les rayons gamma, des exemples de tels matériaux

étant le tungstène ou l'uranium déplété.

Ainsi, un élément de blindage 119, dont la forme en secteur de couronne est montrée aux figures 8A, 8B, recouvre la gaine 78 dans la partie inférieure du patin, l'élément 119 comportant des ouvertures qui forment les fenêtres

(pour la source), 71 (détecteur proche) et 73 (détecteur de rétrodiffu-

sion). Cet élément comprend une portion d'extrémité 120 qui s'étend audelà de la source 80, formant ainsi l'extrémité inférieure du patin, de façon à

minimiser les flux de rayons gamma vers le fluide du forage. Du côté oppo-

sé, l'élément 119 se prolonge par une portion 121 bien au-delà de la fené-

tre 71 du détecteur proche 81, la portion 121 étant située entre la gaine 78 et l'intérieur du secteur 110 en matériau isolant. Cet agencement de

l'élément de blindage minimise le risque de fuites de rayons gamma à tra-

vers le matériau isolant, lequel est peu absorbant vis-à-vis des rayons

gamma. De façon analogue, un élément de blindage 122 est placé à l'exté-

rieur de la gaine 78 au niveau du détecteur éloigné 82 et comporte une

ouverture formant la fenêtre 72.

Des éléments de blindage, de forme généralement cylindrique, sont également prévus à l'intérieur de la gaine 78. Un premier élément intérieur 125 entoure le détecteur de rétrodiffusion 83. L'élément 125 comporte un trou oblique 126 qui assure la collimation des rayons gamma vers le détecteur 83. Un second élément intérieur 127 est fixé à l'élément 125 et entoure le détecteur proche 81. L'élément 127 a, comme le montrent la figure 7 et la forme d'un demi-cylindre dans sa partie supérieure, laissant libre la partie inférieure de l'espace intérieur de la gaine 78 qui peut ainsi recevoir des cartes ou composants électroniques 128. De manière similaire,

un élément de blindage intérieur 129 entoure le détecteur éloigné 82.

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On notera aussi que la gaine 78 comporte des ouvertures recevant des tra-

versées étanches 130, 131 pour acheminer des conducteurs, tels que des con-

ducteurs 132 qui relient les électrodes (AO, etc) à des cartes ou compo-

sants situés à l'intérieur de la gaine 78, et des conducteurs 133 qui relient les cartes ou composants associés aux détecteurs gamma ou aux

électrodes au corps de la sonde.

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Claims (18)

Revendications

1. Dispositif de diagraphie combiné destiné à être déplacé dans un forage pour mesurer les propriétés des formations géologiques traversées par le forage, caractérisé par le fait qu'il comprend une série de sections de diagraphie allongées montées bout à bout, incluant une première section destinée à être maintenue appliquée suivant une génératrice contre la paroi du forage, une deuxième section comportant un corps et un patin de mesure susceptible d'être écarté radialement du corps pour s'appliquer contre la dite paroi, une troisième section destinée à être maintenue écartée de la dite paroi, et une première et une deuxième articulations reliant la deuxième section respectivement à la première et à la troisième sections pour permettre une inclinaison entre la deuxième section et respectivement

la première et la troisième sections.

2. Dispositif selon la revendication 1, dans lequel l'inclinaison entre la première et la deuxième sections est assujettie à se produire

suivant un plan longitudinal comprenant la dite génératrice.

3. Dispositif selon la revendication 2, dans lequel le patin de la

deuxième section est assujetti & rester aligné avec la dite génératrice.

4. Dispositif selon l'une des revendications 2 et 3, dans lequel l'in-

clinaison entre la deuxième et la troisième sections est assujettie à se

produire suivant le dit plan longitudinal comprenant la dite génératrice.

5. Dispositif selon l'une des revendications i à 4, dans lequel la

première articulation est agencée pour que la deuxième section puisse s'incliner par rapport à la première section seulement du côté opposé au patin.

6. Dispositif selon la revendication 5, dans lequel la deuxième articulation est agencée pour que la troisième section puisse s'incliner

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par rapport à la deuxième section seulement du côté du patin.

7. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 6, dans lequel

chacune des articulations autorise un débattement angulaire d'environ 2'.

8. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 7, dans lequel les

articulations comprennent des pivots respectifs dont les positions angu-

laires, par rapport i l'axe de la deuxième section, sont diamétralement opposées.

9. Dispositif selon la revendication 8, dans lequel le pivot de la deuxième articulation est plus écarté de l'axe de la deuxième section que

le pivot de la première articulation.

10. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 9, dans lequel la

première section comprend une sonde destinée à fournir des mesures liées à

la porosité des formations géologiques.

11. Dispositif selon la revendication 10, dans lequel la première

section comprend une sonde à émission de neutrons.

12. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 11, dans lequel la

troisième section comprend une sonde destinée à fournir des mesures liées à

la saturation en hydrocarbures des formations géologiques.

13. Dispositif selon la revendication 10, dans lequel la troisième section comprend une sonde destinée à fournir des mesures liées à la

résistivité Rt de la zone dite non envahie des formations géologiques.

14. Dispositif selon la revendication 13, dans lequel la troisième

section comprend une sonde à électrodes du type Laterolog.

15. Dispositif selon la revendication 14, dans lequel la dite sonde à électrodes est agencée pour fournir une pluralité de mesures relatives à des azimuts régulièrement répartis autour de l'axe longitudinal de la section.

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16. Dispositif selon la revendication 13, dans lequel la troisième

section comprend une sonde d'induction.

17. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 16, dans lequel la

deuxième section est conçue pour fournir des mesures liées à la densité des

formations géologiques.

18. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 17, dans lequel la

deuxième section est conçue pour fournir des mesures liées à la résistivité

Rxo des formations géologiques dans la zone adjacente à la paroi du forage.