FR2768175A1 - CABLE, IN PARTICULAR FOR WELLBORE, AND INSTALLATION, AND METHOD FOR THE ACQUISITION AND PROCESSING OF DATA, USING SUCH A CABLE - Google Patents

CABLE, IN PARTICULAR FOR WELLBORE, AND INSTALLATION, AND METHOD FOR THE ACQUISITION AND PROCESSING OF DATA, USING SUCH A CABLE Download PDF

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Abstract

La présente invention dans certains de ses aspects, décrit un câble de puits de forage (L), comportant une ou plusieurs fibres optiques (O) comportant elles-mêmes un ou plusieurs réseaux de Bragg. Un tel câble est utilisé dans un système (S) conforme à la présente invention comprenant un source (B) appropriée à large spectre, un système détecteur (D) et autres postes (à titre d'exemple non limitatif des isolateurs (I), des coupleurs (C), des ordinateurs et des transmetteurs acoustiques (A) ) afin de mesurer : la longueur d'un câble dans le puits (L), la température en un emplacement du puits, et la tension ou l'étirement du câble, et autres conditions régnant dans le puits. L'invention a aussi pour objet des méthodes de mise en oeuvre d'un tel câble à de telles fins. Un câble de l'invention comprend un tube métallique creux qui loge sans tension, au moins une fibre optique; selon un aspect de l'invention, la, ou les fibres optiques qui peuvent être au nombre de deux, trois, quatre ou plus, comportent chacune au moins un, sinon deux, trois, quatre, cinq ou plus réseaux de Bragg; et selon un autre aspect, un tel câble ou ligne comprend une, deux, trois, quatre ou plus, fibres optiques disposées à l'extérieur du dit tube métallique.The present invention in some of its aspects describes a wellbore cable (L), comprising one or more optical fibers (O) themselves comprising one or more Bragg gratings. Such a cable is used in a system (S) according to the present invention comprising a suitable source (B) with a broad spectrum, a detector system (D) and other stations (by way of nonlimiting example of the isolators (I), couplers (C), computers and acoustic transmitters (A)) to measure: the length of a cable in the well (L), the temperature at a location in the well, and the tension or stretch of the cable , and other conditions prevailing in the well. The invention also relates to methods of implementing such a cable for such purposes. A cable of the invention comprises a hollow metal tube which houses without tension, at least one optical fiber; according to one aspect of the invention, the optical fiber or fibers which may be two, three, four or more, each comprise at least one, if not two, three, four, five or more Bragg gratings; and according to another aspect, such a cable or line comprises one, two, three, four or more, optical fibers arranged outside of said metal tube.

Description

La présente invention a trait au domaine des câbles armés utilisés dans la diagraphie électrique des puits de pétrole ou de gaz et au contrôle de la longueur de tels câbles, de leur température et des tensions qui leur sont imposées. Plus particulièrement la présente invention à trait à un système de contrôle comprenant au moins une fibre optique pourvue d'au moins un réseau de Bragg. The present invention relates to the field of armored cables used in the electrical logging of oil or gas wells and to the control of the length of such cables, their temperature and the voltages which are imposed on them. More particularly the present invention relates to a control system comprising at least one optical fiber provided with at least one Bragg grating.

Des câbles de diagraphie à conducteurs électriques transportent des instruments de mesure dans les forages géologiques en vue de générer des signaux reflétant les propriétés des formations géologiques traversées à diverses profondeurs du puits. Cela est généralement réalisé en même temps que l'on retire l'instrument du puits par enroulement du câble de diagraphie sur un treuil ou dispositif d'enroulement similaire, en meme temps que les signaux sont générés par les instruments et qu'un enregistrement des mesures est effectué. Logging cables with electric conductors transport measuring instruments in geological boreholes in order to generate signals reflecting the properties of the geological formations crossed at various depths of the well. This is generally done at the same time that the instrument is removed from the well by winding the logging cable on a winch or similar winding device, at the same time as the signals are generated by the instruments and a recording of the measurements is performed.

Dans certains systèmes de l'art antérieur, la mesure de la profondeur d'un instrument dans le puits est réalisée au moyen d'une roue calibrée en contact positif avec le câble. La roue calibrée toume en correspondance avec le défilement du câble lors de sa descente ou de sa remontée dans le puits par le treuil. Dans certains cas, une pluralité de marqueurs magnétiques sont disposés équirépartis le long du câble. La roue peut être couplée à un compteur mécanique pour indiquer la longueur de câble déroulé sur la roue, ou encore la roue peut être couplée à un codeur relié à un compteur ou à un ordinateur pour indiquer électroniquement la longueur de câble déroulé sur la roue. De telles roues peuvent déterminer de façon précise la longueur totale de câble qui a été déroulé par la roue dans le puits, mais la profondeur réelle de l'instrument dans le puits peut ne pas correspondre exactement à la longueur totale déroulée sur la roue, en raison de ce que le câble est sujet à des tensions, ou allongements, lorsqu'il se déplace. In certain systems of the prior art, the measurement of the depth of an instrument in the well is carried out by means of a calibrated wheel in positive contact with the cable. The calibrated wheel always corresponds to the travel of the cable during its descent or its ascent into the well by the winch. In some cases, a plurality of magnetic markers are arranged equally spaced along the cable. The wheel can be coupled to a mechanical counter to indicate the length of cable unwound on the wheel, or the wheel can be coupled to an encoder connected to a counter or to a computer to electronically indicate the length of cable unwound on the wheel. Such wheels can accurately determine the total length of cable that has been unwound by the wheel into the well, but the actual depth of the instrument in the well may not correspond exactly to the total length unwound on the wheel, this is because the cable is subject to tension, or elongation, when it moves.

A la fois la température et le poids affecte la tension des câbles. Le poids total d'un câble descendu dans un puits peut être de l'ordre de 500 livres (250 kg) pour 1000 pieds (300 m) de câble, et le l'instrument lui-même a un poids significatif lorsqu'il est dans le puits, lequel poids peut varier en fonction de ce que plus ou moins de l'espace intérieur de l'instrument est occupé par de l'air, et de la densité du fluide présent dans le puits. Les mesures peuvent avoir été ainsi faites à des profondeurs différentes d'une dizaine de mètres ou plus, de celles indiquées par la roue calibrée à cause de l'étirement du câble induit par la tension lorsque l'instru- ment est retiré du puits.  Both temperature and weight affect cable tension. The total weight of a cable lowered into a well can be of the order of 500 pounds (250 kg) per 1000 feet (300 m) of cable, and the instrument itself has significant weight when it is in the well, which weight can vary depending on whether more or less the interior space of the instrument is occupied by air, and the density of the fluid present in the well. The measurements may thus have been made at depths different from ten meters or more, from those indicated by the calibrated wheel because of the stretching of the cable induced by the tension when the instrument is withdrawn from the well.

Le paramètre le plus aléatoire qui affecte la tension du câble est le frottement, qui peut accroître l'étirement du câble lorsqu'il est retiré ou descendu dans le puits, du fait que l'on ne connalt pas la rugosité de la surface du puits ni le coefficient de friction des formations géologiques traversées par le puits. La boue de forage ou les fluides présents dans le puits peuvent varier en viscosité selon la profondeur d'un puits donné, rendant la détermination des effets de frottement souvent difficile. The most random parameter that affects cable tension is friction, which can increase the stretching of the cable when it is removed or lowered into the well, since the roughness of the surface of the well is unknown nor the coefficient of friction of the geological formations crossed by the well. The drilling mud or fluids present in the well can vary in viscosity depending on the depth of a given well, making the determination of friction effects often difficult.

Le brevet US4.803.479 (GRAEBNER et al.) décrit une méthode de mesurer de la profondeur visant à compenser la valeur de l'étirement du câble, laquelle méthode comprend la mesure du déphasage d'un signal électrique envoyé dans la totalité du câble et renvoyé à l'équipement de surface, la mesure étant donnée par le déphasage par rapport au même signal envoyé à travers un câble de référence disposé à la surface du sol et de longueur invariable. Dans la méthode du brevet GRAEBNER, le déphasage d'un signal électrique de fréquence constante dépend seulement de la variation du temps de transmission du signal1 de sorte que le déphasage correspond à la variation de longueur des conducteurs électriques du câble. Une limitation de la méthode de GRAEBNER réside dans le fait que la variation de longueur des conducteurs électriques du câble peut ne pas oerrespon- dre exactement à la variation de la longueur du câble;
Un câble de diagraphie électrique comprend de ma nière conventionnelle une pluralité de conducteurs électriques isolés recouverts de fils d'armature en acier enroulés en spirale. Un tel câble de digraphie comprend typiquement sept conducteurs dont six sont enroulés en spirale autour du septième.
US Pat. No. 4,803,479 (GRAEBNER et al.) Describes a method of measuring depth aimed at compensating for the value of the stretching of the cable, which method comprises measuring the phase shift of an electrical signal sent through the entire cable and returned to the surface equipment, the measurement being given by the phase shift with respect to the same signal sent through a reference cable placed on the ground surface and of invariable length. In the method of the GRAEBNER patent, the phase shift of an electrical signal of constant frequency depends only on the variation of the transmission time of the signal1 so that the phase shift corresponds to the variation of length of the electrical conductors of the cable. A limitation of the GRAEBNER method lies in the fact that the variation in length of the electrical conductors of the cable may not correspond exactly to the variation in the length of the cable;
An electrical logging cable conventionally comprises a plurality of insulated electrical conductors covered with steel reinforcing wires wound in a spiral. Such a digraphy cable typically comprises seven conductors, six of which are wound in a spiral around the seventh.

Lorsqu'un tel câble multi-conducteurs est étiré, une partie de l'étirement est absorbé par le désenroulement des conducteurs enroulés en spirale, de sorte que la longueur du câble s'accroît plus que ne s'accroît la longueur propre des conducteurs. Une autre limitation de la méthode décrite dans le brevet '479 (GRAEBNER) réside dans le fait que le rapport, appelé "facteur d'échelle", de la variation de la longueur du câble par rapport au déphasage du signal électrique, doit être déterminé pour chaque cas particulier du fait que les propriétés de transmission du signal électrique peuvent varier quelque peu d'un câble à l'autre. Encore une autre limitation de la méthode decrite dans le brevet '479 (GRAEBNER) réside dans la nécessité d'utiliser des éléments conducteurs additionnels à la surface du sol pour fournir une référence de phase de longueur fixe pour servir de comparaison avec la variation de phase dans le câble de diagraphie. Une longueur substantielle de câble devant être utilisée comme longueur fixe de référence peut occuper un espace significatif de stockage, ce qui peut ne pas être pratique.When such a multi-conductor cable is stretched, part of the stretch is absorbed by the unwinding of the spirally wound conductors, so that the length of the cable increases more than the actual length of the conductors increases. Another limitation of the method described in the '479 patent (GRAEBNER) lies in the fact that the ratio, called "scale factor", of the variation in the length of the cable with respect to the phase shift of the electrical signal, must be determined for each particular case because the properties of transmission of the electrical signal may vary somewhat from cable to cable. Yet another limitation of the method described in the '479 patent (GRAEBNER) is the need to use additional conductive elements on the ground surface to provide a fixed length phase reference to compare with the phase variation. in the logging cable. A substantial length of cable to be used as a fixed reference length may occupy significant storage space, which may not be practical.

Souvent de petites longueurs de câble, telles que de 100 à 300 pieds (30 à 100 mètres), sont coupées depuis le bout d'un câble particulier descendu dans un puits, lorsque ce bout du câble est usé ou endommagé. Dans d'autres circonstances, le câble est coupé en vue de récupérer un instrument endommagé dans le puits, le câble étant ultérieurement re-assemblé par épissure. Often small lengths of cable, such as 100 to 300 feet (30 to 100 meters), are cut from the end of a particular cable lowered into a well, when that end of the cable is worn or damaged. In other circumstances, the cable is cut to recover a damaged instrument in the well, the cable being subsequently reassembled by splicing.

Lorsqu'un câble est coupé, le facteur d'échelle doit être à nouveau déterminé en impartissant au câble une valeur connue d'étirement et en mesurant le déphasage causé par l'étirement connu. II est difficile de recalibrer le facteur d'échelle en un emplacement du puits puisque l'équipement conçu pour impartir un étirement connu au câble ne peut être1 typiquement, localisé qu'avec un aménagement spécialisée.When a cable is cut, the scale factor must be determined again by assigning the cable a known amount of stretch and measuring the phase shift caused by the known stretch. It is difficult to recalibrate the scale factor at a location in the well since the equipment designed to impart a known stretch to the cable can typically only be located with specialized equipment.

Le système du brevet US4.9803.479 présente aussi une déficience dans la mesure où la précision de la mesure du déphasage décline rapidement avec un accroissement de la fréquence de variation de la longueur du câble. Des variations de fréquence plus élevées de la valeur d'étirement du câble peuvent être causées par un mouvement saccadé de l'instrument de diagraphie lorsque la combinaison de la gravité et des frottements du puits dépassent momentanément la traction vers le haut du câble de diagraphie jusqu'à ce que celui-ci soit vio- lemment relâché dans un mouvement analogue à celui d'un ressort, lorsque la force de frottement est dépassée quand la tension du câble vers le haut a crû suffisamment. The system of US Pat. No. 4,9803,479 also has a deficiency in that the precision of the measurement of the phase shift declines rapidly with an increase in the frequency of variation of the length of the cable. Higher frequency variations in the cable stretch value can be caused by jerky movement of the logging instrument when the combination of gravity and friction from the well momentarily exceeds the upward pull of the logging cable up 'that it is violently released in a movement analogous to that of a spring, when the frictional force is exceeded when the tension of the cable up has grown sufficiently.

Le brevet US-3.490.149 (BOWERS) décrit une méthode de détermination de la profondeur des instruments de diagraphie dans un puits. US Patent 3,490,149 (BOWERS) describes a method for determining the depth of logging instruments in a well.

Le système comprend un accéléromètre pour la mesure de l'accélération de l'instrument de diagraphie coaxial au puits. Les mesures d'accélération de l'instrument de diagraphie coaxial au puits sont intégrées doublement pour fournir une détermination de la variation de la position axiale de l'instrument de diagraphie. La variation de la position axiale déterminée à partir des mesures doublement intégrées de l'accéléro- mètre est utilisée pour ajuster la position mesurée de l'instrument telle que déterminée par les mesures de la longueur de câble qui a transité dans un dispositif de me- sure de la longueur de câble descendu dans le puits. Un inconvénient du système est que les mesures d'accélération doublement intégrées doivent être limitées en bande par un filtre destiné à extraire la sortie de courant continu et de courant altematif à très basse fréquence, de l'accéléromètre et à corriger la "dérive de zéro" (connue aussi dans la technique comme "erreur systématique"). Si l'accélération de l'instrument chute au dessous d'une fréquence de coupure du filtre, alors des accélérations à basse fréquence de l'instrument peuvent être causées par des forces telles que de friction qui modifient l'effort de traction du câble, et par conséquent sa longueur, peuvent ne pas être détectées. En conséquence, le système est utilisé seulement pour corriger les mesures de profondeur pour des accélérations de fréquence plus élevées des instruments de diagraphie.The system includes an accelerometer for measuring the acceleration of the coaxial well logging instrument. Acceleration measurements from the coaxial logging instrument to the well are doubly integrated to provide a determination of the variation in the axial position of the logging instrument. The variation of the axial position determined from the doubly integrated measurements of the accelerometer is used to adjust the measured position of the instrument as determined by the measurements of the length of cable which has passed through a measuring device. sure of the length of cable down into the well. A disadvantage of the system is that the doubly integrated acceleration measurements must be limited in band by a filter intended to extract the output of direct current and alternating current at very low frequency, from the accelerometer and to correct the "drift of zero "(also known in the art as" systematic error "). If the acceleration of the instrument drops below a cutoff frequency of the filter, then low frequency acceleration of the instrument can be caused by forces such as friction which modify the tensile force of the cable, and therefore its length, may not be detected. As a result, the system is used only to correct depth measurements for higher frequency accelerations of the logging instruments.

Le brevet US4.545.242 (CHAN) décrit un perfectionnement de la méthode décrite dans le brevet 1149 (BOWERS). Le système comprend des amplificateurs en boucle pour diminuer un signal d'erreur généré dans le processus d'intégration des mesures de l'accéléromètre en vue de déterminer la position vraie des instruments de diagraphie dans le puits. Ce système est limité en ce qu'il ne comporte aucun moyens de réponse au dessous de la plus basse fréquence de rupture d'un filtre appliqué à la sortie des accéléromètres. les systèmes décrits dans '149 (BOWERS) et '242 (CHAN) sont inaptes à procurer une information précise de profondeur dans le cas où le câble est "étiré" à des fréquences inférieures à la fréquence de rupture du filtre appliqué à l'accéléromètre. The patent US4,545,242 (CHAN) describes an improvement of the method described in the patent 1149 (BOWERS). The system includes loop amplifiers to decrease an error signal generated in the process of integrating accelerometer measurements to determine the true position of the logging instruments in the well. This system is limited in that it has no response means below the lowest breaking frequency of a filter applied to the output of the accelerometers. the systems described in '149 (BOWERS) and' 242 (CHAN) are unable to provide precise depth information if the cable is "stretched" at frequencies below the breaking frequency of the filter applied to the accelerometer .

Les méthodes qui comprennent la lecture de marqueurs magnétiques ont plusieurs inconvénients : - 1) la netteté des marqueurs magnétiques diminue avec l'usage et le temps et par conséquent la précision de la position des marqueurs diminue aussi; - 2) les marqueurs ont besoin périodiquement d'être re-magnétisés; - 3) la longueur de ligne entre les marqueurs magnétiques, supposée être fixe, n'est fixe qu'approximativement puisque la ligne s'étire avec l'usage ce qui, par conséquent accroît la distance entre les marqueurs; et - 4) un glissement est induit par le frottement des roues de mesure, particulièrement lorsque les câbles sont humides etlou recouverts de boues de forage à leur sortie du puits. The methods which include the reading of magnetic markers have several disadvantages: - 1) the sharpness of the magnetic markers decreases with use and time and consequently the precision of the position of the markers also decreases; - 2) the markers need periodically to be re-magnetized; - 3) the line length between the magnetic markers, supposed to be fixed, is only fixed approximately since the line stretches with use, which consequently increases the distance between the markers; and - 4) a slip is induced by the friction of the measuring wheels, particularly when the cables are wet and / or covered with drilling mud when they exit the well.

Divers câbles électriques armé connus ont un ou plusieurs conducteurs électriques utilisés pour fournir la puissance électrique aux instruments de diagraphie et pour transmettre les signaux en provenance de ces instruments, aux équipements de surface en vue de leur traitement. Ces câbles ont des armatures en fils d'acier enroulés en spirale autour des conducteurs électrique pour procurer une résistance à la torsion, à la traction et à l'abrasion. Various known armored electrical cables have one or more electrical conductors used to supply electrical power to logging instruments and to transmit signals from these instruments to surface equipment for processing. These cables have reinforcements of steel wires wound in a spiral around the electrical conductors to provide resistance to torsion, traction and abrasion.

Une grande variété de câbles de l'art connu ont des fibres optiques et mettent en oeuvre la télémétrie optique à hautes fréquence et à des vitesses de transmission de données plus élevées que celles obtenues par transmission électrique. A wide variety of cables in the prior art have optical fibers and implement optical telemetry at high frequency and at higher data transmission speeds than those obtained by electrical transmission.

Des câbles connus de l'art antérieur ont des fibres optiques contenues dans un tube d'acier; une autre combinaison de l'art antérieur fibre optiquelcâble de diagraphie comporte une fibre optique sous gaine plastique au lieu de un ou plusieurs conducteurs électriques; Une autre combinaison de l'art antérieur fibre optiquelcâble électrique comporte une fibre optique incorporée dans un tube métallique entouré des torsades de cuivre enroulées pour conduire la puissance électrique et les signaux électriques. Cables known from the prior art have optical fibers contained in a steel tube; another combination of the prior art optical fiber and the logging cable comprises an optical fiber in a plastic sheath instead of one or more electrical conductors; Another combination of the prior art optical fiber and electric cable comprises an optical fiber incorporated in a metal tube surrounded by twisted copper twists to conduct electrical power and electrical signals.

Le brevet US-5.495.547 des mêmes Demandeurs décrit un câble de diagraphie avec une combinaison fibre optiquelconducteur électrique. Ce brevet traite des problèmes associés aux câbles précités de l'art antérieur et il est incorporé en totalité dans la présente description à toutes fins utiles. Le brevet US-5.495.547 décrit, comme illustré en Fig.1A, dans certaines de ses formes de réalisation, un câble de diagraphie comprenant des premiers éléments constitués d'un fil d'acier revêtu de cuivre entouré de torsades de cuivre et recouvert d'un matériau électriquement isolant, et au moins un second élément comprenant au moins une fibre optique incorporée dans un tube métallique entouré de torsades de cuivre et recouvertes par le matériau électriquement isolant. Les premiers éléments et le second élément au moins sont disposés en un faisceau central. Le second élément est positionné dans le faisceau de façon à être enroulé en spirale autour de l'axe du faisceau central. Le faisceau est entouré par des fils d'armature enroulés en spirale à l'extérieur du faisceau. Une coupe transversale d'un tel câble de diagraphie 10 de l'art antérieur est illustrée à la Fig. 1A et est décrite dans le brevet US-5.495.547. Des parties du câble 10 sont représentées aux Fig.lB et 1C. Le câble 10 comprend sept éléments conducteurs isolés par de la matière plastique et positionnés dans un faisceau central 15 ayant une configuration hexagonale sensiblement régulière, six de ces éléments entourant le septième. Les premiers éléments 16 sont, selon un aspect de l'invention, des éléments conducteurs électriques isolés comprenant un fil d'acier recouvert de cuivre d'un diamètre d'environ 0,027 pouce (0,68 mm) entouré de neuf fils de cuivre ayant chacun un diamètre d'environ 0,0128 pouce (0,32 mm). Les premiers éléments 16 comprennent une chemise isolante externe composée de matière plastique résistante à l'humidité et à la chaleur, telle que le polypropylène ou le copolymère éthylène-tétrafluoréthylène ("ETFE") vendu sous le nom de marque de "TEFZEL" de E.l. Du Pont de Nemours & Co. Chacun des seconds éléments 18 comprend, entre autres, une fibre optique disposée à l'intérieur d'un tube en acier inoxydable. Le câble 10 comprend deux des seconds éléments 18 positionnés symétriquement en n'importe lequel des six emplacements extemes de la configuration hexagonale régulière formée par les sept éléments. Patent US-5,495,547 by the same Applicants describes a logging cable with a combination of optical fiber and electrical conductor. This patent deals with the problems associated with the aforementioned cables of the prior art and is incorporated in full in the present description for all practical purposes. The patent US Pat. No. 5,495,547 describes, as illustrated in FIG. 1A, in some of its embodiments, a logging cable comprising first elements made of a steel wire coated with copper surrounded by copper twists and covered of an electrically insulating material, and at least one second element comprising at least one optical fiber incorporated in a metal tube surrounded by copper twists and covered by the electrically insulating material. The first elements and at least the second element are arranged in a central bundle. The second element is positioned in the bundle so as to be wound in a spiral around the axis of the central bundle. The bundle is surrounded by reinforcing wires wound in a spiral outside the bundle. A cross section of such a prior art logging cable 10 is illustrated in FIG. 1A and is described in US Pat. No. 5,495,547. Parts of the cable 10 are shown in Fig.lB and 1C. The cable 10 comprises seven conductive elements insulated by plastic material and positioned in a central bundle 15 having a substantially regular hexagonal configuration, six of these elements surrounding the seventh. The first elements 16 are, according to one aspect of the invention, insulated electrical conductive elements comprising a copper-coated steel wire with a diameter of about 0.027 inch (0.68 mm) surrounded by nine copper wires having each a diameter of about 0.0128 inch (0.32 mm). The first elements 16 comprise an external insulating jacket made of plastic material resistant to humidity and heat, such as polypropylene or the ethylene-tetrafluoroethylene copolymer ("ETFE") sold under the brand name of "TEFZEL" from E.l. Du Pont de Nemours & Co. Each of the second elements 18 comprises, inter alia, an optical fiber disposed inside a stainless steel tube. The cable 10 comprises two of the second elements 18 positioned symmetrically in any of the six external locations of the regular hexagonal configuration formed by the seven elements.

Des espaces vides à l'intérieur de la structure hexagonale des sept éléments 15(16,18) sont, selon un aspect de l'invention, remplis d'un matériau de remplissage 17, par exemple de la matière plastique telle que le néo prène ou l'ETFE. Le remplissage 17 maintient la position relative des sept éléments 15(16,18) à l'intérieur du câble 10. Les éléments 15(16,18) et le remplissage 17 sont recouverts de fils d'armature en acier galvanisé enroulés en spirales formant une gaine armée interne. La gaine d'armature interne 14 est elle-même recouverte extérieurement de fils d'armature en acier galvanisé enroulés en spirales formant une gaine d'armature exteme 12. La gaine d'armature interne 14 et la gaine d'armature externe 12 sont destinées à foumir au câble des résistances à la traction et abrasion significatives. Selon un aspect de l'invention le câble 10 est prévu pour être utilisé dans un environnement chimiquement hostile tel qu'un puits ayant des quantité significatives d'hydrogène sulfuré, et les fils d'armature 12,14 peuvent aussi être composés d'un alliage cobalt-nickel tel que celui identifié par le code industriel MP-35N. Empty spaces inside the hexagonal structure of the seven elements 15 (16,18) are, according to one aspect of the invention, filled with a filling material 17, for example plastic material such as neoprene or ETFE. The filling 17 maintains the relative position of the seven elements 15 (16,18) inside the cable 10. The elements 15 (16,18) and the filling 17 are covered with galvanized steel reinforcing wires wound in spirals forming an internal armed sheath. The internal reinforcement sheath 14 is itself externally covered with galvanized steel reinforcement wires wound in spirals forming an external reinforcement sheath 12. The internal reinforcement sheath 14 and the external reinforcement sheath 12 are intended to provide the cable with significant tensile and abrasion resistance. According to one aspect of the invention the cable 10 is intended to be used in a chemically hostile environment such as a well having significant quantities of hydrogen sulfide, and the reinforcing wires 12, 14 may also be composed of a cobalt-nickel alloy such as that identified by the industrial code MP-35N.

L'un 18 des seconds éléments représenté plus en détail à la Fig. 1 B comprend une fibre optique 22 contenue dans un tube métallique 24 en acier inoxydable pour foumir la résistance à la corrosion. Le tube 24 a, selon un aspect de l'invention, un diamètre extérieur de 0,033 pouce (0,83 mm) et un diamètre intérieur de 0,023 pouce (0,58 mm). Le tube 24 procure à la fibre optique 22 une protection contre l'abrasion et la déformation et empêche les fluides du puits de pénétrer dans le câble. Le tube 24 peut être plaqué de cuivre afin de réduire sa résistance électrique, et être entouré par douze torsades de fil de cuivre représentée globalement par 26. Les torsade de fil 26 peuvent avoir chacune un diamètre de 0,01 pouce (0,25 mm). La combinaison du tube 24 et des torsades 26 constitue un conducteur ayant une résistance électrique inférieure à 10 ohms par longueur de 1000 pieds. Le tube 24 et les torsades de cuivre 26 sont en outre recouvertes de matière plastique isolante 20 résistante à la chaleur, telle que l'ETFE, ou le polypropylène. Le diamètre extérieur de l'isolant 20 du second élément 18 est substantiellement le même que le diamètre extérieur de l'isolant du premier élément 16, de telle sorte que la configuration hexagonale des sept éléments, telle que représentée dans la coupe transversale de la Fig. 1A est substantiellement symétrique, en dépit de la position relative du second élément 18 à l'intérieur de la structure hexagonale du faisceau 15. One 18 of the second elements shown in more detail in FIG. 1 B comprises an optical fiber 22 contained in a metal tube 24 made of stainless steel to provide corrosion resistance. The tube 24 has, according to one aspect of the invention, an outside diameter of 0.033 inch (0.83 mm) and an inside diameter of 0.023 inch (0.58 mm). The tube 24 provides the optical fiber 22 with protection against abrasion and deformation and prevents fluids from the well from entering the cable. The tube 24 can be plated with copper in order to reduce its electrical resistance, and be surrounded by twelve twists of copper wire generally represented by 26. The twists of wire 26 can each have a diameter of 0.01 inch (0.25 mm ). The combination of the tube 24 and the twists 26 constitutes a conductor having an electrical resistance of less than 10 ohms per length of 1000 feet. The tube 24 and the copper twists 26 are further covered with heat-resistant insulating plastic 20, such as ETFE, or polypropylene. The outside diameter of the insulator 20 of the second member 18 is substantially the same as the outside diameter of the insulator of the first member 16, so that the hexagonal configuration of the seven members, as shown in the cross section of FIG . 1A is substantially symmetrical, despite the relative position of the second element 18 inside the hexagonal structure of the beam 15.

Des seconds éléments 18 peuvent être positionnés en n'importe laquelle des six positions externes de la structure hexagonale telle que représentée en Fig. 1k Le se cond élément 18, selon un aspect de l'invention peut être situé à un emplacement externe de la structure hexagonale du faisceau 15, du fait que les éléments 16,18 des emplacements externes sont enroulés en spirale en position centrale autour de l'élément. Pour des raisons telles que la diminution latérale du diamètre du diamètre nominal sous tension axiale, le déroulage de la couche hélicoïdale et la longueur globale plus grande des éléments extemes enroulés en spirale par rapport à la longueur de l'élément central 18, les éléments 16,18 positionnés à l'extérieur subissent une tension axiale réduite par rapport à l'allongement axial du câble, ce qui diminue aussi la probabilité de défaillance axiale induite par la tension du tube 24 et de la fibre 22. Second elements 18 can be positioned in any of the six external positions of the hexagonal structure as shown in FIG. 1k The cond element 18, according to one aspect of the invention may be located at an external location of the hexagonal structure of the bundle 15, owing to the fact that the elements 16, 18 of the external locations are wound in a spiral in a central position around the 'element. For reasons such as the lateral decrease in the diameter of the nominal diameter under axial tension, the unwinding of the helical layer and the greater overall length of the external elements wound in a spiral relative to the length of the central element 18, the elements 16 , 18 positioned outside are subjected to a reduced axial tension compared to the axial elongation of the cable, which also reduces the probability of axial failure induced by the tension of the tube 24 and of the fiber 22.

Les seconds éléments 18, selon un aspect de l'invention, sont positionnés en deux emplacements extemes à l'opposé l'un de l'autre dans la structure hexagonale.The second elements 18, according to one aspect of the invention, are positioned in two external locations opposite one another in the hexagonal structure.

La Fig.lC représente plus en détail une coupe transversale du premier élément 16. Le premier élément 16 a, selon un aspect de l'invention, un fil en acier 28 plaqué de cuivre pour avoir un diamètre extérieur d'environ 0,027 pouce (0,68 mm), ce qui réduit la résistance électrique du fil 28. Le fil 28 recouvert de cuivre est en outre entouré de neuf torsade de cuivre, représentées globalement par 30 et ayant un diamètre extérieur de 0,0128 pouce (0,32 mm). La combinaison du fil d'acier 28 et des torsades de cuivre 30 a une résistance électrique inférieure à sept ohm par longueur de 1000 pieds. Les torsade 30 sont recouvertes d'un matériau électriquement isolant 32 tel que le polypropylène ou le PTFE. Le seconds éléments 18 sont conçus de telle sorte que la combinaison du tube 24 et des torsades de fil 26 a un diamètre extérieur permettant au matériau isolant de conférer au second élément 18 sensiblement les mêmes performances électriques par unité de longueur que celles du premier élément 16. L'ensemble du câble aura substantiellement les mêmes propriété de transmission de signal et puissance électrique que les câbles de l'art antérieur. Fig.lC shows in more detail a cross section of the first element 16. The first element 16 has, according to one aspect of the invention, a steel wire 28 copper clad to have an outside diameter of about 0.027 inch (0 , 68 mm), which reduces the electrical resistance of the wire 28. The copper-coated wire 28 is further surrounded by nine copper twists, represented overall by 30 and having an outside diameter of 0.0128 inch (0.32 mm ). The combination of steel wire 28 and copper twists 30 has an electrical resistance of less than seven ohms per length of 1000 feet. The twists 30 are covered with an electrically insulating material 32 such as polypropylene or PTFE. The second elements 18 are designed so that the combination of the tube 24 and the twists of wire 26 has an outside diameter allowing the insulating material to give the second element 18 substantially the same electrical performance per unit of length as that of the first element 16 The cable assembly will have substantially the same signal transmission and electrical power properties as the cables of the prior art.

Le brevet US-5.541.587 co-déposé, et incorporé dans la présente Demande à toutes fins utiles, divulgue un système pour déterminer la profondeur d'un instrument de diagraphie descendu dans un puits dans une formation géologique. Une forme particulière de réalisation du système comprend un circuit pour générer une mesure du déphasage d'un signal électrique sinusoïdal transmis à travers le câble, le déphasage du signal correspondant à la longueur du câble. Le système comprend aussi un accéléromètre disposé à l'intérieur de l'instrument et relié électriquement à un filtre passe-bande. Le double intégrateur calcule la position de l'instrument coaxial au puits. La mesure du déphasage est envoyé à un filtre passe-bas. Le filtre passe-bas et le filtre passe-bande ont au moins un certain degré de recouvrement de bande passante. La sortie de l'intégrateur est utilise pour générer un facteur d'échelle qui est appliqué à la mesure du déphasage filtré. La mesure du déphasage affecté du facteur d'échelle est transmise à un ordinateur de fond comme déclencheur d'un signal généré par un encodeur de fond et comme mesures intégrées de l'accéléromètre. Le signal d'encodeur de fond correspond à la quantité de câble présente dans le puits. L'ordinateur de fond calcule la profondeur de l'instrument dans le puits par sommation des mesures de déphasage affectées du facteur d'échelle, des mesures intégrées de l'accéléromètre et des mesures de l'encodeur. Patent US-5,541,587 co-filed, and incorporated into the present Application for all practical purposes, discloses a system for determining the depth of a logging instrument lowered into a well in a geological formation. A particular embodiment of the system comprises a circuit for generating a measurement of the phase shift of a sinusoidal electrical signal transmitted through the cable, the phase shift of the signal corresponding to the length of the cable. The system also includes an accelerometer located inside the instrument and electrically connected to a bandpass filter. The double integrator calculates the position of the coaxial instrument at the well. The phase shift measurement is sent to a low-pass filter. The low pass filter and the band pass filter have at least some degree of bandwidth overlap. The output of the integrator is used to generate a scale factor which is applied to the measurement of the filtered phase shift. The measurement of the affected phase shift of the scale factor is transmitted to a background computer as a trigger for a signal generated by a background encoder and as integrated measurements of the accelerometer. The background encoder signal corresponds to the amount of cable present in the well. The downhole computer calculates the depth of the instrument in the well by summing the phase shift measurements affected by the scale factor, the integrated accelerometer measurements and the encoder measurements.

Les Fig.2A et 2B montrent un câble de l'art antérieur décrit dans le brevet US-5.541.587. Le câble est un câble de diagraphie de puits multi-conducteurs typique dont la périphérie est composée de fils d'armature 30 enroulés en spirales, en acier par exemple. Des conducteurs électriques à l'intérieur des fils d'armature comprennent un conducteur central 32 et des conducteurs externes31 enroulés en spirales. Le conducteur central est substantiellement colinéaire à la longueur du câble et est substantiellement coaxial au câble sur toute sa longueur. Fig.2A and 2B show a cable of the prior art described in US-5,541,587. The cable is a typical multi-conductor well logging cable, the periphery of which is composed of reinforcing wires 30 wound in spirals, of steel for example. Electrical conductors inside the reinforcing wires include a central conductor 32 and external conductors 31 wound in a spiral. The central conductor is substantially collinear with the length of the cable and is substantially coaxial with the cable over its entire length.

On a depuis longtemps besoin d'un système de surveillance de câble de diagraphie qui indique de façon précise la longueur du câble, la tension du câble, et/ou la température à un emplacement du câble. There has long been a need for a logging cable monitoring system that accurately indicates cable length, cable tension, and / or temperature at a cable location.

La présente invention a donc pour objets un dispositif de câble de diagraphie, une installation comprenant un tel câble, et une méthode de d'obtention de données de mesure des grandeurs précitées, mettant en oeuvre le câble et/ou l'installation le comportant, ces objets de l'invention comprenant, prises séparément ou en en combinaison, les dispositions ci-après énumérées. The subject of the present invention is therefore a logging cable device, an installation comprising such a cable, and a method of obtaining data for measuring the aforementioned quantities, using the cable and / or the installation comprising it, these objects of the invention comprising, taken separately or in combination, the provisions listed below.

Ainsi, et plus précisément, un dispositif de câble notamment destiné notamment à des opérations de diagraphie de puits, est caractérisé dans sa généralité en ce que, ayant des extrémités espacées comprenant une première et une seconde extrémité, les opérations de diagraphie de puits comprenant des opérations de mesure de la tension, ou de l'allongement, du câble,
le dit câble comprend au moins une fibre optique qui s'étend depuis sa pre
mière extrémité jusqu'à sa seconde extrémité, et en ce que la dite fibre opti
que au moins incorpore au moins un réseau de Bragg;
de préférence:
- la dite fibre optique au moins est l'une des fibres d'une pluralité de fibres opti
ques,
- le dit réseau de Bragg au moins est l'un des réseaux d'une pluralité de réseaux
de Bragg,
- le câble incorpore une pluralité de fils d'armature autour de la dite fibre optique
au moins,
- la dite pluralité de fibres optiques comprend au moins deux fibres optiques es
pacées l'une de l'autre, chacune incorporant une pluralité de réseaux de
Bragg,
- le câble comprend un tube métallique creux s'étendant depuis la première ex
trémité du câble jusqu'à sa seconde extrémité,
- les dites au moins deux fibres optiques espacées l'une de l'autre, compren
nent au moins une première fibre optique et au moins une seconde fibre opti
que, la première fibre optique étant contenue librement, ou détendue, dans le
dit tube métallique creux,
- la seconde fibre optique est disposée dans le dit dispositif de câble de ma
nière telle qu'elle s'allonge lorsque le câble lui-même s'allonge;
- le tube métallique creux est en acier inoxydable,
- le câble comprend une pluralite de torsades de cuivre enroulées autour du
tube métallique creux, les dites torsades s'étendant de la première à la se
conde extrémité du dit câble,
- un matériau isolant est disposé entre la première et la seconde fibre optique,
- le câble comprend au moins un fil conducteur s'étendant de sa première à sa
seconde extrémité.
Thus, and more precisely, a cable device in particular intended in particular for well logging operations, is characterized in its generality in that, having spaced ends comprising a first and a second end, the well logging operations comprising measuring the tension, or the elongation, of the cable,
said cable comprises at least one optical fiber which extends from its pre
first end to its second end, and in that said fiber opti
that at least incorporates at least one Bragg grating;
preferably:
- said optical fiber at least is one of the fibers of a plurality of optic fibers
what,
- said Bragg network at least is one of the networks of a plurality of networks
from Bragg,
- the cable incorporates a plurality of reinforcing wires around said optical fiber
at least,
- Said plurality of optical fibers comprises at least two optical fibers es
paced from each other, each incorporating a plurality of networks of
Bragg,
- the cable includes a hollow metal tube extending from the first ex
end of the cable to its second end,
- the said at least two optical fibers spaced from each other, including
at least a first optical fiber and at least a second optical fiber
that, the first optical fiber being freely contained, or relaxed, in the
said hollow metal tube,
- the second optical fiber is placed in the said cable device of my
as it stretches when the cable itself stretches;
- the hollow metal tube is made of stainless steel,
- the cable comprises a plurality of copper twists wound around the
hollow metal tube, the so-called twists extending from the first to the
end of said cable,
- an insulating material is placed between the first and second optical fibers,
- The cable comprises at least one conductive wire extending from its first to its
second end.

Une installation conforme à la présente invention et incorporant au moins un câble tel que sus décrit, est caractérisée dans sa généralité en ce qu'elle comprend:
- un système de contrôle, entendant par système un ensemble de moyens élec
tronques, optiques et optoélectroniques pour traiter des données et effec
tuer les mesures,
- une ligne filaire pourvue d'une extrémité de sommet et d'une extrémité de fond,
la dite ligne étant connectée au dit système et comprenant le dispositif de câ
ble à fibre optiques à réseaux de Bragg,
- un coupleur optique connecté à l'appareil, ou système, de contrôle et à la dite
fibre optique au moins,
- une source lumineuse connectée à l'appareil de contrôle pour envoyer un si
gnal lumineux dans la dite fibre optique au moins,
- un détecteur connecté à l'appareil de contrôle pour détecter un signal réfléchi
depuis au moins un réseau de Bragg,
- un isolateur pour empêcher la lumière réfléchie d'entrer dans la source,
- un transmetteur acoustique mobile connecté à l'appareil de contrôle et disposé
au voisinage de la ligne filaire, et destiné à transmettre un signal acoustique à
un réseau de Bragg défilant.
An installation in accordance with the present invention and incorporating at least one cable as described above, is characterized in its generality in that it comprises:
- a control system, meaning by system a set of electrical means
truncations, optics and optoelectronics to process data and effec
kill the measures,
- a wire line provided with a top end and a bottom end,
said line being connected to said system and comprising the wiring device
fiber optic wheat to Bragg gratings,
- an optical coupler connected to the device, or system, of control and to the said
fiber optic at least,
- a light source connected to the control device to send an if
general light in said optical fiber at least,
- a detector connected to the control device to detect a reflected signal
from at least one Bragg network,
- an isolator to prevent reflected light from entering the source,
- a mobile acoustic transmitter connected to the control device and arranged
near the wire line, and intended to transmit an acoustic signal to
a scrolling Bragg grating.

Une méthode d'obtention de données, conforme à la
présente invention, mettant en oeuvre un câble et/ou une installation tels que
sus décrits, est caractérisée dans généralité en ce qu'elle comprend les étapes
consistant:
- à introduire le câble dans un puits qui s'enfonce en terre depuis la surface du
sol,
- à envoyer un signal, grâce à des moyens de transmission, à au moins un pre
mier réseau de Bragg,
- à recevoir le signal grâce à des moyens de réception, et
- à traiter le signal pour obtenir des données,
De préférence la dite méthode comprend en outre les étapes consistant à:
les données comprenant des données relatives à la longueur du câble com
prise entre la surface du sol et au moins l'un de deux réseaux de Bragg, les
dits réseaux étant espacés l'un de l'autre d'une distance d un transmetteur
acoustique étant positionné au voisinage du câble pour qu'un signal acousti
que puisse être transmis à, et perçu par, un réseau de Bragg franchissant le
transmetteur acoustique, chaque réseau ayant une longueur d'onde d'identifi
cation,
- à envoyer un signal acoustique au premier réseau de Bragg à un emplacement
connu par rapport au transmetteur acoustique et à capter l'onde du réseau de
Bragg qui en dérive et qui identifie ce premier réseau, et
- à calculer la distance depuis le transmetteur acoustique jusqu'au second ré
seau de Bragg sur la base de la connaissance de la distance d et de l'empla
cement du premier réseau;
De préférence encore la dite méthode comprend en outre les étapes consistant à:
le dit premier réseau de Bragg au moins étant l'un des réseaux d'une pluralité
de réseaux espacés les uns des autres, et un réseau de Bragg terminal étant
situé à l'extrémité la plus basse de la fibre dans le dispositif de câble,
- à envoyer un signal depuis une source à large bande à travers au moins une
fibre optique jusqu'au réseau de Bragg terminal,
- à capter avec un capteur disposé à une distance connue du réseau de Bragg,
un signal en retour depuis le réseau terminal jusqu'au capteur ainsi que la du
rées du trajet de retour du signal depuis le réseau terminal jusqu'au dit cap
teur, et à
- calculer la longueur de la ligne filaire, donc du dispositif de câble, depuis le
capteur jusqu'au réseau terminal;
De préférence encore la dite méthode comprend en outre les étapes consistant à:
le dit réseau de Bragg au moins ayant une longueur d'onde l'identifiant,
- à envoyer un signal d'interrogation depuis un transmetteur de fond, au dit pre
mier réseau de Bragg au moins,
- à recevoir, grâce à un dispositif de réception, le signal réfléchi depuis le dit ré
seau de Bragg au moins, et
- à calculer la tension de ligne localisée sur le dit réseau au moins en détermi
nant l'écart avec la longueur d'onde du réseau par le calcul de la différence
entre la longueur d'onde du signal réfléchi et la longueur d'onde du réseau.
A method of obtaining data, in accordance with the
present invention, implementing a cable and / or an installation such as
described above, is generally characterized in that it comprises the steps
consisting of:
- introduce the cable into a well which sinks into the ground from the surface of the
ground,
- to send a signal, thanks to transmission means, to at least one pre
mier Bragg network,
to receive the signal by means of reception, and
- to process the signal to obtain data,
Preferably, said method further comprises the steps consisting in:
data including data relating to the cable length com
taken between the ground surface and at least one of two Bragg gratings, the
said networks being spaced from each other by a distance from a transmitter
acoustic being positioned in the vicinity of the cable so that an acoustic signal
that can be transmitted to, and perceived by, a Bragg grating crossing the
acoustic transmitter, each network having an identifi
cation,
- send an acoustic signal to the first Bragg grating at a location
known with respect to the acoustic transmitter and to capture the wave from the network of
Bragg which derives from it and which identifies this first network, and
- calculate the distance from the acoustic transmitter to the second d
Bragg bucket based on knowledge of distance d and employment
cementing of the first network;
More preferably, the said method further comprises the steps consisting in:
the said first Bragg grating at least being one of the grids of a plurality
of spaced apart networks, and a terminal Bragg network being
located at the lowest end of the fiber in the cable device,
- to send a signal from a broadband source through at least one
fiber optic to the terminal Bragg network,
- to be picked up with a sensor placed at a known distance from the Bragg grating,
a return signal from the terminal network to the sensor as well as the
signal return path from the terminal network to said course
and
- calculate the length of the wire line, therefore of the cable device, from the
sensor to the terminal network;
More preferably, the said method further comprises the steps consisting in:
said Bragg grating at least having a wavelength identifying it,
- to send an interrogation signal from a bottom transmitter, to said pre
at least Bragg network,
- to receive, thanks to a reception device, the signal reflected from said re
Bragg bucket at least, and
- to calculate the line voltage located on said network at least in determi
the difference with the network wavelength by calculating the difference
between the wavelength of the reflected signal and the network wavelength.

Enfin, et de préférence encore, la dite méthode comprend en outre les étapes consistant à:
chaque dit réseau de Bragg au moins ayant une longueur d'onde unique
(nominale),
- à introduire le câble et le réseau jusqu'à un emplacement profond du puits,
- à mesurer la longueur d'onde du réseau en cet emplacement profond,
- à calculer l'écart de ;longueur d'onde entre la longueur d'onde unique du rv
seau et la longueur d'onde mesurée à l'emplacement profond connu, et
- à déterminer la température au dit emplacement profond du puits, en utilisant
l'écart calculé.
Finally, and more preferably, the said method further comprises the steps consisting in:
each said Bragg grating at least having a single wavelength
(nominal),
- introduce the cable and the network to a deep location in the well,
- measure the network wavelength at this deep location,
- calculate the deviation of; wavelength between the single wavelength of the RV
bucket and the wavelength measured at the known deep location, and
- to determine the temperature at the said deep location of the well, using
the calculated difference.

Ainsi la présente invention, dans certaines formes de réalisation procure un système de détermination précise de la longueur d'un câble ou d'une ligne dans un puits de forage en vue de localiser un instrument sur le câble dans le puits, et de ce fait le lieu auquel l'instrument est actif pour faire une mesure. Thus, the present invention, in certain embodiments provides a system for precise determination of the length of a cable or a line in a wellbore in order to locate an instrument on the cable in the well, and therefore the place where the instrument is active to make a measurement.

Selon un aspect l'installation comprend un câble, une source lumineuse émettrice multi-longueurs d'onde interconnectée à la surface avec le câble, le câble comportant une ou plusieurs fibres optiques comme dit ci-dessous, pourvues d'un ou de plusieurs réseaux de Bragg, et un coupleur couplant la fibre optique et la source
L'utilisation des réseaux de Bragg procurent plusieurs avantages. Le réseau est une partie permanente de la ligne, par exemple il n'est pas aussi facilement effaçable que le sont les marqueurs magnétiques et il n'a pas besoin d'être "rafraîchi" comme doit l'être un marqueur magnétique. La distance entre deux réseaux peut être déterminée aisément en temps réel avec une instrumentation a propriée.
According to one aspect, the installation comprises a cable, a multi-wavelength emitting light source interconnected on the surface with the cable, the cable comprising one or more optical fibers as said below, provided with one or more networks. of Bragg, and a coupler coupling the optical fiber and the source
The use of Bragg gratings provides several advantages. The network is a permanent part of the line, for example it is not as easily erasable as magnetic markers are and it does not need to be "refreshed" as a magnetic marker should be. The distance between two networks can be easily determined in real time with appropriate instrumentation.

Dans une forme de réalisation dans laquelle un tel système est utilisé pour une mesure distincte de température hors tension, deux fibres optiques sont utilisées chacune avec une pluralité de réseaux équirépartis. Une des fibres optiques est placée librement a l'intérieur d'un tube métallique (par exemple en acier ou acier inoxydable, par exemple à la place d'un des conducteurs extérieurs du câble (à titre d'exemple non limitatif, un câble tel que celui de la Fig.1A ou de la
Fig.2A). L'autre fibre est disposée à la place d'un conducteur central du câble (à titre d'exemple non limitatif, un câble tel que celui de la Fig.1A ou de la Fig.2A). Selon un autre aspect, le tube est en acier inoxydable guipé de torsades de cuivre et il est utilisé comme conducteur. On peut utiliser un ou plusieurs conducteurs.
In an embodiment in which such a system is used for a separate measurement of temperature off, two optical fibers are used each with a plurality of equally spaced networks. One of the optical fibers is placed freely inside a metal tube (for example steel or stainless steel, for example in place of one of the outer conductors of the cable (by way of nonlimiting example, a cable such than that of Fig. 1A or
Fig. 2A). The other fiber is placed in place of a central conductor of the cable (by way of nonlimiting example, a cable such as that of FIG. 1A or of FIG. 2A). In another aspect, the tube is made of stainless steel with copper twists and is used as a conductor. One or more conductors can be used.

Des méthodes conformes à la présente invention utilisant des systèmes tels que présentement décrits comprennent des méthodes de détermination de la température régnant dans un puits, des méthodes pour mesurer la tension d'un câble dans un puits, et des méthodes pour déterminer la longueur d'un câble dans un puits. Methods according to the present invention using systems as described herein include methods for determining the temperature prevailing in a well, methods for measuring the tension of a cable in a well, and methods for determining the length of a cable in a well.

Les systèmes et des méthodes conformes à la présente invention sont utilisables dans un grand nombre de situations. Lorsque l'instrument de diagraphie et/ou d'autres dispositifs de fond sont convoyés via le tube de forage (diagraphie convoyée en tube) ou grâce à des dispositifs mécaniques de propulsion de fond tels que tracteurs ou chenille, I'aptitude de la présente invention à déterminer un étirement de ligne localisé, aide à la détermination et à la localisation des coincements et/des "nids"; à la détermination de la force effective de traction aux angles élevés et/ou dans les sections horizontales lors de la traction hors de la section horizontale ou hors du puits; et à la détermination de la vitesse d'alimentation en ligne lors de la traction dans et/ou hors des sections horizontales pour prévenir des coincements et/ou des" nids". Le contrôle des lignes d'ancrage est rendu possible là où la détermination d'un étirement localisé contribue à la détermination de la longueur effective et des caractéristiques de maintien des combinaisons câble/chaîne de l'ancrage enterré en lit marin; à la détermination de la traction nette sur la combinaison ancreichaîne d'ancrage, et la détermination précise et à la localisation des effets d'étirement pour rétroagir sur un système de mise en tension. Pour les applications en lignes tendues et les amarres sous-marines, la présente invention procure une aptitude à séparer les effets de charge et d'étirement induits par le mouvement des vagues de la surface, de ceux induits par les courants océaniques de fond.  The systems and methods according to the present invention can be used in a large number of situations. When the logging instrument and / or other downhole devices are conveyed via the drill pipe (conveyed tube logging) or by means of mechanical downhole propulsion devices such as tractors or crawler, the suitability of the present invention for determining a localized line stretch, aid in determining and locating jams and / or "nests"; determining the effective tensile force at high angles and / or in the horizontal sections when pulling out of the horizontal section or out of the well; and determining the line feed speed when pulling in and / or out of the horizontal sections to prevent jamming and / or "nests". Control of the anchor lines is made possible where the determination of a localized stretch contributes to the determination of the effective length and the maintenance characteristics of the cable / chain combinations of the anchor buried in a sea bed; the determination of the net traction on the anchor-chaining combination, and the precise determination and localization of the stretching effects for feedback on a tensioning system. For stretched line and underwater mooring applications, the present invention provides an ability to separate the load and stretching effects induced by the movement of surface waves from those induced by oceanic bottom currents.

C'est par conséquent un objet d'au moins certaines formes préférées de réalisation de la présente invention, que de procurer pour les câbles de diagraphie de forage, des installations et des systèmes nouveaux, uniques, utiles, non évidents et efficaces, pourvus de fibres optiques à un ou plusieurs réseaux de Bragg, des câbles pourvus de telles fibres, et des méthodes de mise en oeuvre de tels installations ou systèmes pour la détermination de la longueur d'un câble dans un puits, de la température en un point du puits, et de la tension sur un organe dans le puits. It is therefore an object of at least some preferred embodiments of the present invention to provide new, unique, useful, non-obvious and efficient facilities and systems for well drilling cables with optical fibers to one or more Bragg gratings, cables provided with such fibers, and methods of implementing such installations or systems for determining the length of a cable in a well, the temperature at a point in the well, and tension on an organ in the well.

De tels câbles comportent une tubulure métallique incorporant une fibre optique librement disposée à l'intérieur, pouvant être soit une fibre optique à un ou plusieurs réseaux de Bragg, soit une fibre optique sans réseau; de tels systèmes sont prévus pour mesurer un décalage statique et un décalage dynamique de l'onde d'un réseau de Bragg. Such cables include a metal tube incorporating an optical fiber freely disposed inside, which can be either an optical fiber with one or more Bragg gratings, or an optical fiber without a network; such systems are provided for measuring a static offset and a dynamic offset of the wave of a Bragg grating.

Certaines formes de réalisation de l'invention ne sont pas limitées à telle caractéristique individuelle particulière présentement décrite, mais incluent des combinaisons de celles-ci, distinctes de l'art antérieur par leurs structures ou leurs fonctions. Les caractéristiques de l'invention ont été largement décrites de manière à ce que les descriptions détaillées qui suivent puissent être mieux comprises, et à ce que les contributions de l'invention a la technique puissent être mieux apprécier. Il existe bien sûr des aspects secondaires de l'invention décrits ci-dessous et qui peuvent être inclus dans la matière sujette à revendications. Les hommes de l'art qui tireront bénéfice de cette invention, de ses enseignements et de ses suggestions apprécierons que les concepts présentement divulgués puissent être utilisés comme base créative pour concevoir d'autres structures, méthodes et systèmes pour mener à bien et mettre en pratique la présente invention. Les revendications doivent être lues pour y inclure tout dispositif ou méthode légalement équivalent qui ne sorte pas de l'esprit ou du champs de la présente invention. Certain embodiments of the invention are not limited to such a particular individual characteristic presently described, but include combinations of these, distinct from the prior art by their structures or their functions. The features of the invention have been widely described so that the following detailed descriptions can be better understood, and so that the contributions of the invention to the art can be better appreciated. There are of course secondary aspects of the invention described below which can be included in the subject matter of the claims. Those skilled in the art who will benefit from this invention, its teachings, and its suggestions will appreciate that the concepts currently disclosed may be used as a creative basis to design other structures, methods, and systems for carrying out and putting into practice. the present invention. The claims should be read to include any legally equivalent device or method which does not depart from the spirit or scope of the present invention.

Une description plus particulière des formes de réalisation de l'invention résumée ci-dessus peut être faite en référence aux formes particulières de réalisation qui sont illustrées dans les dessins, qui font partie intégrante de la description. Ces dessins illustrent certaines formes de réalisations préférées et ne doivent pas être utilisés pour limiter mal à propos la portée de l'invention qui peut avoir d'autres formes de réalisation également effectives et légalement équivalentes.  A more specific description of the embodiments of the invention summarized above can be made with reference to the particular embodiments which are illustrated in the drawings, which form an integral part of the description. These drawings illustrate certain preferred embodiments and should not be used to inappropriately limit the scope of the invention which may have other embodiments which are also effective and legally equivalent.

La Fig.îA est une vue en coupe transversale d'un câble de diagraphie de l'art antérieur; les Fig. 1 B et 1 C sont des vues en coupe transversale du câble de la Fig.1A. Fig.îA is a cross-sectional view of a prior art logging cable; Figs. 1 B and 1 C are cross-sectional views of the cable in FIG. 1A.

La Fig.2A est une vue en coupe transversale d'un câble de diagraphie de l'art antérieur; la Fig.2B est une vue partielle de coté du câble de la Fig.2A. Fig.2A is a cross-sectional view of a prior art logging cable; Fig.2B is a partial side view of the cable of Fig.2A.

La Fig.3A est une vue schématique de coté d'un installation conforme à la présente invention; la Fig.3B est une illustration schématique d'une méthode de traitement de signal utilisable avec l'installation de la Fig.3A; la
Fig.3C est une illustration schématique méthode de traitement de signal utilisable avec le système de la Fig.3A; la Fig.3D est une illustration schématique de coté d'un dispositif de fibre optique conforme à la présente invention.
Fig.3A is a schematic side view of an installation according to the present invention; Fig.3B is a schematic illustration of a signal processing method usable with the installation of Fig.3A; the
Fig.3C is a schematic illustration of a signal processing method usable with the system of Fig.3A; Fig.3D is a schematic side view of an optical fiber device according to the present invention.

La Fig.4 est une vue en section transversale d'un câble de diagraphie conforme à la présente invention. Fig.4 is a cross-sectional view of a logging cable according to the present invention.

La Fig.5 est une vue en section transversale d'un câble de diagraphie conforme à la présente invention. Fig.5 is a cross-sectional view of a logging cable according to the present invention.

La Fig.6 est une représentation graphique d'une sortie de filtre dans une méthode et installation conforme à la présente invention. Fig.6 is a graphical representation of a filter output in a method and installation according to the present invention.

La Fig.3A illustre un système S conforme à la présente invention, qui incorpore une ligne W comprenant une fibre optique conformée en fibre à réseaux de Bragg ("FBG") à des intervalles spécifiés ( par exemple espacés d'environ 1 à 20 mètres ou plus), enrobée dans une gangue étanche en sili conetTéflonO/TefzelS et avec une couche externe de fils d'armature en acier analogue au câble "steel-light" fabriqué par Rochester Co. Un élément à fibre unique est, selon une variante, placé au centre de la ligne (par exemple, en lieu et place du conducteur central des lignes représentées aux Fig.îA et 2A). La ligne s'étend depuis la surface du sol dans un puits tubé L. Fig.3A illustrates a system S according to the present invention, which incorporates a line W comprising an optical fiber shaped as Bragg grating fiber ("FBG") at specified intervals (for example spaced about 1 to 20 meters or more), encased in a waterproof gangue in sili conetTéflonO / TefzelS and with an outer layer of steel reinforcing wires analogous to the "steel-light" cable manufactured by Rochester Co. placed in the center of the line (for example, in place of the central conductor of the lines shown in Fig.îA and 2A). The line extends from the ground surface into a cased well L.

Chaque FBG de la fibre a une longueur d'onde unique (par exemple n'importe quelle longueur d'onde appropriée, et dans certaines formes préférées de réalisation se rangeant entre environ 780 et 1650 nanomètres) dont la valeur est suffisamment éloignée de la longueur d'onde des autres FBG pour en faciliter la détection. La fibre à fibre optique est connectée à un coupleur, par exemple un coupleur 2:1 C (par exemple un dispositif 50150 FO 3662 de chez Litton Polys cientific Co). Le coupleur est interconnecté via un isolateur I à une source à large bande B, à titre d'exemple non limitatif à une source lumineuse ou à une source
Laser accordable, qui puisse émettre des signaux dans un relativement large spectre de longueurs d'onde, par exemple n'importe quelle longueur d'onde appropriée et dans certaines formes préférées de réalisation, mais de façon non limitative, entre 780 et 1650 nanomètres.
Each FBG of the fiber has a unique wavelength (for example any suitable wavelength, and in certain preferred embodiments ranging between about 780 and 1650 nanometers) whose value is sufficiently far from the length waveforms of other FBGs to facilitate detection. The fiber optic fiber is connected to a coupler, for example a 2: 1 C coupler (for example a device 50 150 FO 3662 from Litton Polys cientific Co). The coupler is interconnected via an isolator I to a broadband source B, by way of nonlimiting example to a light source or to a source
Tunable laser, which can emit signals in a relatively wide spectrum of wavelengths, for example any suitable wavelength and in certain preferred embodiments, but not limited to, between 780 and 1650 nanometers.

Un système détecteur D en communication avec ala fibre optique O, via le coupleur C détecte les signaux réfléchis depuis les FBG, et mesure l'écart des ondes en provenant. A detector system D in communication with the optical fiber O, via the coupler C detects the signals reflected from the FBGs, and measures the difference in the waves coming from them.

Pour permettre une mesure hors tension de la température à l'emplacement d'un FBG, une, ou au moins une, fibre optique à FBG est placée librement à l'intérieur d'un tube T en acier inoxydable en remplacement d'un autre conducteur extérieur de la ligne (voir par exemple Fig. 3D). Le tube T en acier inoxydable est gainé de torsades de cuivre de sorte qu'il puisse être aussi utilisé comme conducteur. On peut de la sorte, remplacer plusieurs conducteurs. To allow a voltage-free measurement of the temperature at the location of an FBG, one, or at least one, optical fiber with FBG is freely placed inside a stainless steel T tube in place of another conductor outside the line (see for example Fig. 3D). The stainless steel T tube is sheathed with copper twists so that it can also be used as a conductor. In this way, it is possible to replace several conductors.

La Fig.3C illustre un système 200 qui mesure les tensions et les températures de différentes manières avec un ou plusieurs câbles conformes à la présente invention. Le système 200 comprend un ordinateur 210 qui peut être interconnecté avec divers sous-systèmes et qui, via la ligne 212, contrôle un commutateur optique 202, par exemple un modèle 3x1 SR 1212 de JDS-Fitel Co. Fig.3C illustrates a system 200 which measures voltages and temperatures in different ways with one or more cables according to the present invention. The system 200 includes a computer 210 which can be interconnected with various subsystems and which, via the line 212, controls an optical switch 202, for example a 3x1 SR 1212 model from JDS-Fitel Co.

Les retours réfléchis depuis les fibres optiques du puits pourvues de FBG sont transmis à travers une fibre 250 au commutateur 202. Pour mesurer la variation due à l'étirement du câble, de l'onde de Bragg d'un réseau de Bragg d'une fibre optique, on utilise un sous-système comprenant un filtre de Fabry-Perot. Ce sous-système est particulièrement approprié pour le traitement d'un décalage constant d'une onde de
Bragg. Le sous-système mesure avec un interféromètre 206 le décalage dynamique d'une onde de Bragg et il est particulièrement approprié pour détecter un tel décalage induit par un signal acoustique, par exemple tel que transmis par le transmetteur acoustique A de la Fig.3A. Le sous-système grâce à un détecteur de pic détecte le temps d'arrivée du signal et est, par conséquent, particulièrement adapté à la mesure des longueurs de câble, par exemple la longueur depuis la surface jusqu'à un FBG particulier du câble. Comme montré en Fig.3B, le détecteur de pic 254 peur être positionné entre le filtre de Fabry-Perot et le mélangeur. L'ordinateur 210 contrôle, via une ligne 214, un générateur de signaux 216 qui produit un signal en rampe destiné à être mélangé, grâce a un mélangeur 218, avec un signal d'un filtre de Fabry-Perot 204 en vue de sa transmission au filtre de Fabry-Perot 204 après sommation avec un signal fluctuant grâce a un dispositif de sommation 224. Un signal fluctuant à haute fré quence est produit par un dispositif 226. Une fibre optique 228 relie le filtre de Fabry
Perot 204 à un récepteur ou détecteur 230 qui converti le signal optique en un signal électrique. Une ligne 232 relie le détecteur 230 au mélangeur 218. En sommant le signal fluctuant par balayage avec le signal en forme de rampe, on facilite la détection de l'écart, ou du décalage, de l'onde du FBG. Un signal électrique mélangé provenant du mélangeur 218 est envoyé sur un filtre passe-bas 234 qui dérive le signal et envoie le signal dérivé sur un ligne 236 à un détecteur 240 de croisement au point nul qui traite le signal dérivé provenant du filtre 234. Le détecteur de croisement au point nul définit la longueur d'onde du signal et, en présence de la longueur d'onde de
Bragg connue, détermine l'écart par rapport à cette dernière. Un signal électrique provenant du détecteur de croisement au point nul, représentatif d'un écart par rap port à une onde de Bragg d'un FBG et indicatif d'un étirement sous charge, par exemple, d'un câble de forage, est envoyé à l'ordinateur 210 par la ligne 242. Un mélangeur 218 amplifie le signal.
The reflected returns from the optical fibers of the well provided with FBG are transmitted through a fiber 250 to the switch 202. To measure the variation due to the stretching of the cable, of the Bragg wave of a Bragg grating of a optical fiber, a subsystem comprising a Fabry-Perot filter is used. This subsystem is particularly suitable for the treatment of a constant offset of a wave of
Bragg. The subsystem measures with an interferometer 206 the dynamic offset of a Bragg wave and it is particularly suitable for detecting such an offset induced by an acoustic signal, for example as transmitted by the acoustic transmitter A of FIG. 3A. The subsystem, thanks to a peak detector, detects the signal arrival time and is therefore particularly suitable for measuring cable lengths, for example the length from the surface to a particular FBG of the cable. As shown in Fig.3B, the peak detector 254 can be positioned between the Fabry-Perot filter and the mixer. The computer 210 controls, via a line 214, a signal generator 216 which produces a ramp signal intended to be mixed, thanks to a mixer 218, with a signal from a Fabry-Perot filter 204 for transmission. to the Fabry-Perot filter 204 after summing with a fluctuating signal thanks to a summing device 224. A fluctuating signal at high frequency is produced by a device 226. An optical fiber 228 connects the Fabry filter
Perot 204 to a receiver or detector 230 which converts the optical signal into an electrical signal. A line 232 connects the detector 230 to the mixer 218. By summing the fluctuating signal by scanning with the ramp-shaped signal, it facilitates the detection of the deviation, or of the offset, of the FBG wave. A mixed electrical signal from the mixer 218 is sent to a low-pass filter 234 which derives the signal and sends the derivative signal over a line 236 to a zero point crossing detector 240 which processes the derivative signal from the filter 234. The zero crossing detector defines the wavelength of the signal and, in the presence of the wavelength of
Bragg known, determines the deviation from the latter. An electrical signal from the zero point crossing detector, representative of a deviation from a Bragg wave of an FBG and indicative of stretching under load, for example, of a drilling cable, is sent to computer 210 via line 242. A mixer 218 amplifies the signal.

Lorsque le commutateur 202 est dans une position appropriée, les retours réfléchis depuis le FBG du puits sont envoyés à travers la fibre optique 222 à un récepteur 252 (analogue au récepteur 230) lequel transforme le signal optique en un signal électrique qui est envoyé à un détecteur de pic 254 à travers une ligne 256. Le détecteur de pic décide si une énergie lumineuse suffisante est réfléchie en retour. Si c'est le cas, le détecteur de pic 254 adresse un signal à l'ordinateur 210 indiquant qu'une réflexion est présente. L'ordinateur utilise le signal pour calculer le temps d'arrivée, c'est à dire un temps t nécessaire à un signal pour aller à un FBG et revenir au capteur, par exemple le temps pour couvrir une distance "aller" connue d où d = t/2c, et t est le temps du trajet aller-retour. When the switch 202 is in an appropriate position, the reflected returns from the FBG of the well are sent through the optical fiber 222 to a receiver 252 (analogous to the receiver 230) which transforms the optical signal into an electrical signal which is sent to a peak detector 254 across a line 256. The peak detector decides whether sufficient light energy is reflected back. If so, the peak detector 254 sends a signal to the computer 210 indicating that a reflection is present. The computer uses the signal to calculate the arrival time, that is to say a time t necessary for a signal to go to an FBG and return to the sensor, for example the time to cover a known "go" distance from where d = t / 2c, and t is the time of the round trip.

Les conduits de la fibre 233 acheminent la lumière réfléchie depuis le FBG du puits, lorsque le commutateur 202 est dans une position appropriée, vers un interféromètre optique via un coupleur optique 260. L'interféromètre transfert l'entrée de lumière dans le filtre 223 pour transférer la lumière dans une fibre optique 264. La lumière sortante a une phase indicative de la longueur d'onde de la lumière d'entrée. Un coupleur 262 relie l'interféromètre à la fibre optique 264 qui est elle-même reliée à un détecteur de phase 266 qui transforme la phase du signal lumineux sortant en un signal électrique représentatif de l'onde d'entrée. Ce signal est alors adressée à l'ordinateur 210 par la ligne 268 et l'ordinateur calcule le décalage dynamique de l'onde. Un signal de temps d'ouverture de porte provenant de l'ordinateur 210 est transmis à travers une ligne 270 au détecteur de phase 266. Ce signal de temps d'ouverture de porte commande au détecteur de phase 266 de travailler sur des signaux provenant d'un groupe de FBG sélectionné. Cela limite le nombre le nombre des FBG, de telle sorte qu'un temps suffisant soit disponible pour le calcul et la détection. The fiber conduits 233 route the light reflected from the well FBG, when the switch 202 is in an appropriate position, to an optical interferometer via an optical coupler 260. The interferometer transfers the light input into the filter 223 for transferring the light into an optical fiber 264. The outgoing light has a phase indicative of the wavelength of the input light. A coupler 262 connects the interferometer to the optical fiber 264 which is itself connected to a phase detector 266 which transforms the phase of the outgoing light signal into an electrical signal representative of the input wave. This signal is then sent to computer 210 via line 268 and the computer calculates the dynamic shift of the wave. A door opening time signal from the computer 210 is transmitted through a line 270 to the phase detector 266. This door opening time signal commands the phase detector 266 to work on signals from 'a selected FBG group. This limits the number to the number of FBGs, so that sufficient time is available for calculation and detection.

Trois voies de mesure sont, par conséquent, multi plexées en même temps par le commutateur de fibre optique 202 (par exemple un commutateur optique de Dicon Co.) qui commute entre les fibres optiques 221, 222 et 223. Alternativement, le commutateur peut être éliminé et trois autres fibres connectées simultanément à la fibre 250. Le premier schéma de mesure utilise le filtre de fibre de Fabry-Perot 204 accordable et il est approprié à la mesure des tensions et de la température dans chaque FBG d'une fibre optique conforme à la présente invention (décrite en détail ciVessous). Le second schéma de mesure utilise l'interféromè- tre asymétrique non-équilibré 206, et il est approprié pour des mesures d'un décalage dynamique d'une onde, comme décrit ci-dessous. Le troisième schéma de mesure, décrit en détail ci-après, utilise le temps de transfert de l'information pour mesurer la distance à partir du départ de la fibre à la surface vers chaque FBG. Ainsi la longueur totale de ligne déployée dans le puits peut être calculée par la combinaison de ces mesures. Three measurement channels are therefore multiplexed at the same time by the optical fiber switch 202 (for example an optical switch from Dicon Co.) which switches between the optical fibers 221, 222 and 223. Alternatively, the switch can be eliminated and three other fibers connected simultaneously to fiber 250. The first measurement scheme uses the tunable Fabry-Perot 204 fiber filter and is suitable for measuring the voltages and the temperature in each FBG of a conforming optical fiber to the present invention (described in detail below). The second measurement scheme uses the unbalanced asymmetric interferometer 206, and is suitable for measurements of a dynamic shift of a wave, as described below. The third measurement scheme, described in detail below, uses the information transfer time to measure the distance from the departure of the fiber at the surface to each FBG. Thus the total length of line deployed in the well can be calculated by the combination of these measurements.

Mesure localisée de la température et de la tension
Une méthode pour la mesure localisée de température et de tension conforme à la présente invention utilise les données générées liées au décalage d'une onde de Bragg provenant de chacun des divers FBG, et donne à la fois les efforts statiques et dynamiques imposés au câble sur chaque FBG. Les mesurandes (grandeurs soumises à mesures) comprennent la tension et la température. Le système détecteur de surface (Fig.3A e 3B) utilisent les retours de FBG réfléchis transmis par la ligne 250 et le filtre de Fabry-Perot 202. La sortie du filtre 202 est dérivée par le filtre passe-bas 234 pour donner un signal 235 tel que montré en
Fig.6. Ce signal dérivé est foumi au détecteur de croisement nul 246 qui procure le décalage 236 d'une onde individuelle de Bragg provenant de chaque FBG, lequel décalage exprime la tension sur une fibre particulière à réseau de Bragg. Une extension de ce système par multiplexage de division, ou de partage, du temps pour être utilisé pour de plus grands nombre de FBG, rentre aussi dans le champs de la présente invention. Les décalages 237 expriment les effets des variations de pression acoustique.
Localized measurement of temperature and voltage
A method for the localized measurement of temperature and tension in accordance with the present invention uses the data generated linked to the offset of a Bragg wave coming from each of the various FBGs, and gives both the static and dynamic forces imposed on the cable on each FBG. The measurands (quantities subject to measurement) include voltage and temperature. The surface detector system (Fig. 3A and 3B) use the reflected FBG returns transmitted by the line 250 and the Fabry-Perot filter 202. The output of the filter 202 is derived by the low-pass filter 234 to give a signal 235 as shown in
Fig. 6. This derivative signal is supplied to the zero crossing detector 246 which provides the offset 236 of an individual Bragg wave from each FBG, which offset expresses the voltage on a particular Bragg grating fiber. An extension of this system by division, or division multiplexing, of the time to be used for larger numbers of FBGs, also falls within the scope of the present invention. The offsets 237 express the effects of variations in sound pressure.

Puisque la température et la déformation affectent un
FBG sensiblement de la même façon, une mesure supplémentaire est nécessaire pour distinguer entre ces deux mesurandes. Une fibre à FBD additionnelle enroulée en hélice et logée librement, (c'est à dire sans tension, sans étirement et à l'abri des tensions exercées sur le câble) dans un tube d'acier inoxydable (voir Fig.3D) remplace l'un des conducteurs externes (par exemple voir les conducteurs extérieurs dans les câbles des Fig.1A et 2A et 4).
Since temperature and deformation affect a
FBG in much the same way, an additional measurement is necessary to distinguish between these two measurands. An additional FBD fiber wound in a helix and housed freely, (i.e. without tension, without stretching and protected from the stresses exerted on the cable) in a stainless steel tube (see Fig. 3D) replaces the 'one of the external conductors (for example see the external conductors in the cables of Fig.1A and 2A and 4).

Comme représenté en Fig.4, une ligne 100 comprend une pluralité de fils d'armature externe en acier 104, une pluralité de fils d'armature interne en acier 108, une gaine interne 106 (à titre d'exemple non limitatif une tresse conductrice des températures élevées), un remplissage intérieur 130 (par exemple du TefzeI) enrobant les conducteurs en cuivre 112, des tubes en acier inoxydable entourés par un conducteur en cuivre 113, des fibres de fibre optique 120 comportant des FBG équirépartis sur leur longueur, et un matériau intérieur isolant 122 contenant des fils d'armature en acier 125 et une optique 126 comportant une pluralité de FBG équirépartis sur sa longueur. Pour permettre un corrélation précise entre les températures de deux fibres 120 et 126 , la ligne 100 est construite, dans une forme particulière, telle qu'un FBG 127 de la fibre centrale 126 et un FBG 129 de la fibre exteme 120 se trouvent sur l'axe de la ligne, dans des positions axiales, sensiblement identiques (voir par exemple Fig.3D). Les espaces 130 peuvent être remplis avec des rubans de coton enrobés de pâte isolante. As shown in FIG. 4, a line 100 comprises a plurality of external steel reinforcement wires 104, a plurality of internal steel reinforcement wires 108, an internal sheath 106 (by way of nonlimiting example a conductive braid high temperatures), an interior filling 130 (for example TefzeI) coating the copper conductors 112, stainless steel tubes surrounded by a copper conductor 113, optical fiber fibers 120 comprising FBGs equally spaced over their length, and an insulating interior material 122 containing steel reinforcing wires 125 and an optic 126 comprising a plurality of FBGs distributed equally over its length. To allow a precise correlation between the temperatures of two fibers 120 and 126, the line 100 is constructed, in a particular form, such that an FBG 127 of the central fiber 126 and a FBG 129 of the outer fiber 120 are on the 'axis of the line, in axial positions, substantially identical (see for example Fig.3D). The spaces 130 can be filled with cotton ribbons coated with insulating paste.

Le système de surface de la Fig.3A peut être utilisé pour la fibre centrale. Un autre système de surface pour les fibres externes 120 est le même, à ceci prés que l'on y utilise un système de filtre de Fabry-Perot. L'angle de toronnage du conducteur externe et le diamètre extérieur du tube d'acier inoxydable sont suffisamment importants pour que les fibres 120 restent libres, c'est à dire que les fibres n'éprouvent que peu ou pas de tension, ou d'étirement. Par exemple, lorsque l'angle de toronnage du conducteur exteme est de 200, le diamètre intérieur du tube d'acier inoxydable est de 0,023 pouce (0,58 mm) ), le diamètre extérieur de la fibre est de 0,00295 (0,074 mm), le centre du tube en acier inoxydable est à une distance radiale de 0,0995 pouce (2,52 mm) du centre de la ligne 100, la ligne peut être étirée de 0,95% sans tension pour les fibres 120 (en supposant que les fibres 120 soient effectivement situées au centre du tube d'acier inoxydable à condition que ce tube soit exempt de tensions à température ambiante). Sous cette condition d'absence de tension, les indications provenant des FBG des fibre 120 sont utilisées pour mesurer la seule température. Ces indications de température sont utilisées conjointement avec les indications provenant des FBG de la fibre centrale, pour obtenir une tension localisée de la ligne, calculée par des méthodes connues (par exemple comme dans "Fiber optic Bragg grating sensors," Morey et al, SPIE Vol. 1169, Fiber optic Laser Sensors Vll, 1989, pp. 98-107; et dans "3M Fiber Bragg Grating Application Note," Février 1996). Cette méthode foumit la tension localisée sur un câble de ligne ainsi que la température subie par la ligne. De telles mesures n'auraient pas été possibles avec les câbles à marqueur magnétique du marché. The surface system of Fig.3A can be used for the central fiber. Another surface system for the external fibers 120 is the same, except that a Fabry-Perot filter system is used there. The strand angle of the outer conductor and the outer diameter of the stainless steel tube are large enough for the fibers 120 to remain free, i.e. the fibers experience little or no tension, or stretching. For example, when the strand angle of the outer conductor is 200, the inside diameter of the stainless steel tube is 0.023 inch (0.58 mm)), the outside diameter of the fiber is 0.00295 (0.074 mm), the center of the stainless steel tube is at a distance of 0.0995 inch (2.52 mm) from the center of the line 100, the line can be stretched 0.95% without tension for the fibers 120 ( assuming that the fibers 120 are actually located in the center of the stainless steel tube provided that this tube is free of stresses at room temperature). Under this condition of absence of tension, the indications coming from the FBG of fibers 120 are used to measure the only temperature. These temperature indications are used in conjunction with the indications coming from the FBGs of the central fiber, to obtain a localized line tension, calculated by known methods (for example as in "Fiber optic Bragg grating sensors," Morey et al, SPIE Vol. 1169, Fiber optic Laser Sensors Vll, 1989, pp. 98-107; and in "3M Fiber Bragg Grating Application Note," February 1996). This method provides the voltage located on a line cable as well as the temperature undergone by the line. Such measures would not have been possible with the magnetic marker cables on the market.

La Fig.5 montre un composant 150 de fibre centrale de l'art antérieur similaire à l'élément central logeant la fibre 126 de la Fig.4, mais avec une chemise exteme 152 en KynartE) entourant un composite verrelépoxy 154 qui lui-même entoure une chemise interne 156. La chemise interne 156 contient trois fibres optiques 160 comportant chacune une pluralité de FBG équirépartis. Les fibres 160 sont disposées dans un enrobage, par exemple du silicone RW 164. Lorsque la chemise exteme 152 est constituée d'un matériau rigide, par exemple du KynarE rigide, les fibres du centre sont de ce fait protégées de la pression du puits. Fig.5 shows a component 150 of central fiber of the prior art similar to the central element housing the fiber 126 of Fig.4, but with an outer jacket 152 in KynartE) surrounding a glass-epoxy composite 154 which itself surrounds an inner jacket 156. The inner jacket 156 contains three optical fibers 160 each comprising a plurality of equally distributed FBGs. The fibers 160 are arranged in a coating, for example of the silicone RW 164. When the outer jacket 152 is made of a rigid material, for example of rigid KynarE, the fibers of the center are therefore protected from the pressure of the well.

Exemple: mesure de la température et de la tension
Les effets de la température et de la tension sur le décalage d'une onde de Bragg sont modélisés dans la notice 3M précitée, par une équation, à la page 4 de celle-ci.
Example: temperature and voltage measurement
The effects of temperature and voltage on the offset of a Bragg wave are modeled in the aforementioned 3M notice, by an equation, on page 4 thereof.

Une fibre 3M a les valeurs caractéristiques suivantes
A b=0,79 g + 613 x 104 AT
où AT est en OC. Ces valeurs pourraient aussi être déterminées expérimentalement pour une fibre arbitraire comportant un FBG.
A 3M fiber has the following characteristic values
A b = 0.79 g + 613 x 104 AT
where AT is in OC. These values could also be determined experimentally for an arbitrary fiber comprising an FBG.

A supposer qu'un premier FBG d'une fibre externe (telle que la fibre 120, Fig.4) ait un lgb = 1,22 nm à kb = 1552 nm (Xb est mesurée à la température de surface de 25"C). Puisque = 0, pour cette fibre externe: ##b/#b = 6,3 x 10-6 #T AT = (1,22/ 1552) x (1 /613 x 104 ) = 125 C
Pour un second FBG au centre (par exemple fibre 126, Fig.4) à la même position que le FBG sus décrit, il mesure un ABb = 4,9 nm, 4,9in =0,79s+1,22/kb
3,68 / 1552 = 0,79 E soit = 0,003 =3%
La mesure ci-dessus indique par conséquent, à l'emplacement du FBG une température du puits de 250C + 1250C = 1500C, et une tension de la ligne de 0,3%.
Suppose that a first FBG of an external fiber (such as fiber 120, Fig. 4) has a lgb = 1.22 nm at kb = 1552 nm (Xb is measured at the surface temperature of 25 "C) Since = 0, for this external fiber: ## b / # b = 6.3 x 10-6 #T AT = (1.22 / 1552) x (1/613 x 104) = 125 C
For a second FBG in the center (for example fiber 126, Fig. 4) at the same position as the above-described FBG, it measures an ABb = 4.9 nm, 4.9in = 0.79s + 1.22 / kb
3.68 / 1552 = 0.79 E i.e. = 0.003 = 3%
The above measurement therefore indicates, at the location of the FBG, a well temperature of 250C + 1250C = 1500C, and a line tension of 0.3%.

Mesure de longueur de ligne
Un transmetteur acoustique A (voir Fig.3A) est positionné en surface E du sol au dessus du puits L. Au fur et à mesure que la ligne
W traverse ce transmetteur, le signal acoustique envoyé par le transmetteur A est perçu par un FBG qui le traverse. En utilisant l'effet Doppler, on peut calculer à quel instant précis le FBG transite à travers le transmetteur. Lorsque le FBG est au dessus du transmetteur et se déplace en direction de celui, la fréquence acoustique détectée est légèrement plus élevée que celle transmise . Lorsque le FBG est au dessous du transmetteur et s'éloigne de celui-ci la fréquence acoustique est légèrement plus basse que celle transmise. Dans un cas particulier, en vue d'accroître l'efficience du transfert d'énergie du transmetteur au FBG, le milieu compris entre le transmetteur et la ligne est remplacé par un solide creux au dessus du puits à travers lequel la ligne glisse lorsqu'elle descend dans le puits L
Un FBG est apte à mesurer les variations de pression dans le puits en termes d'accélération, émises par le transmetteur acoustique A.
Line length measurement
An acoustic transmitter A (see Fig.3A) is positioned on the surface E of the ground above the well L. As the line
W passes through this transmitter, the acoustic signal sent by transmitter A is perceived by an FBG which passes through it. Using the Doppler effect, we can calculate at what precise moment the FBG is passing through the transmitter. When the FBG is above the transmitter and moves towards it, the detected acoustic frequency is slightly higher than that transmitted. When the FBG is below the transmitter and moves away from it, the acoustic frequency is slightly lower than that transmitted. In a particular case, in order to increase the efficiency of the energy transfer from the transmitter to the FBG, the medium between the transmitter and the line is replaced by a hollow solid above the well through which the line slides when she goes down into the well L
An FBG is able to measure the pressure variations in the well in terms of acceleration, emitted by the acoustic transmitter A.

Cette variation de pression se traduit par une variation dynamique de l'écart de la longueur d'onde lumineuse de Fabry-Perot dans les retours réfléchis depuis un FBG.This variation in pressure results in a dynamic variation in the difference in the Fabry-Perot light wavelength in the returns reflected from an FBG.

Bien que le schéma de mesure mettant en oeuvre ce qui est décrit ci-dessus, foumit aussi une variation dynamique de la longueur d'onde, le schéma décrit ci-après est approprié pour mesurer le décalage dynamique de la longueur d'onde. Ce schéma de mesure utilise un interféromètre asymétrique 206 qui traduit le décalage dynamique de la longueur d'onde en écart de phase, lequel à son tour, est traduit en un signal acoustique qui identifie le FBG particulier qui entre ou qui sort du puits L. Un signal de temps d'ouverture de porte de l'ordinateur 210 est utilisé pour restreindre la mesure à un seul FBG à un moment donné. Une position précédente connue de la ligne ainsi que la direction de ses déplacements permet à l'ordinateur 210 de déterminer quel est le FBG suivant qui va rentrer dans le puits L, ce qui rend ainsi possible le calcul du temps d'ouverture de porte. Alternativement l'ordinateur sélectionne un mode de recherche par lequel la mesure est effectuée sur le sous-ensemble de FBG pénétrant dans le puits ou en sortant. Le sous-ensemble de
FBG contient l'un de tous les FBG de la ligne W. Dans certains cas, le mode de recherche n'est utilisé que de façon occasionnelle puisqu'il prend relativement plus de temps à acquérir que pour mesurer. Selon une forme de réalisation dans laquelle une fibre centrale n'est pas logée dans un tube de façon détendue, les FBG de cette fibre prélèvent plus d'énergie acoustique et ce mode de recherche est utilisé dans ce schéma de mesure. A nouveau, cette mesure implique d'envoyer aussi une impulsion à partir d'une source à large bande B dans la fibre centrale. Après identification du
FBG particulier qui a traversé le champs d'onde acoustique, le temps de trajet est calculé à partir de ce FBG, par exemple par une horloge à grande vitesse, non repré sentée, du compteur 210. Ce temps de traversée, ensemble avec la connaissance de la longueur totale de la ligne, fournit, après correction appropriée de la température, la longueur de ligne à l'intérieur du puits. Ce temps de trajet est mesuré suivant un autre schéma de mesure; dans ce schéma les impulsions sont transmises depuis la source B à large spectre. La durée de l'impulsion est suffisamment courte pour permettre de séparer les retours réfléchis depuis des FBG voisins. Par exemple avec un intervalle entre deux FBG voisins de 25 m, la durée maximale d'impulsion est de (25)(2)(n)/c = 250 ns, où n est l'indice de réfraction et est égal à 1,5 (par exemple) et c la vitesse de la lumière dans le vide. En pratique, il est transmis une impulsion dont la durée est beaucoup plus courte que la valeur maximale de 250 nanosecondes.
Although the measurement scheme implementing what is described above also provides dynamic variation of the wavelength, the scheme described below is suitable for measuring the dynamic shift of the wavelength. This measurement scheme uses an asymmetric interferometer 206 which translates the dynamic shift of the wavelength into phase difference, which in turn is translated into an acoustic signal which identifies the particular FBG entering or leaving the well L. A door open time signal from computer 210 is used to restrict the measurement to a single FBG at a given time. A previous known position of the line as well as the direction of its movements allows the computer 210 to determine which is the next FBG which will enter the well L, thereby making it possible to calculate the door opening time. Alternatively, the computer selects a search mode by which the measurement is carried out on the subset of FBG entering or leaving the well. The subset of
FBG contains one of all the FBGs in line W. In some cases, the search mode is only used occasionally since it takes relatively more time to acquire than to measure. According to an embodiment in which a central fiber is not housed in a tube in a relaxed manner, the FBGs of this fiber take up more acoustic energy and this search mode is used in this measurement scheme. Again, this measurement also involves sending a pulse from a broadband source B into the central fiber. After identification of
Particular FBG which crossed the acoustic wave field, the journey time is calculated from this FBG, for example by a high speed clock, not shown, of the counter 210. This crossing time, together with knowledge of the total line length, provides, after appropriate temperature correction, the line length inside the well. This journey time is measured according to another measurement scheme; in this scheme the pulses are transmitted from source B with a broad spectrum. The duration of the pulse is short enough to allow separation of the reflected returns from neighboring FBGs. For example with an interval between two neighboring FBGs of 25 m, the maximum pulse duration is (25) (2) (n) / c = 250 ns, where n is the refractive index and is equal to 1, 5 (for example) and c the speed of light in a vacuum. In practice, a pulse is transmitted whose duration is much shorter than the maximum value of 250 nanoseconds.

Pour mesurer la longueur totale de la ligne W, un
FBG est placé à l'extrémité de la ligne ou dans la tête d'un câble "torpille". Le temps de traversée jusqu'à ce demier FBG fournit la longueur totale de la ligne. D'une autre manière, la méthode connue OTDR ("Optical Time Domain Reflectometer") de mesure de la réflexion à partir d'une terminaison abrupte (par exemple rupture de la fibre) en tête du câble torpille est utilisée pour obtenir la longueur totale de la ligne.
To measure the total length of line W, a
FBG is placed at the end of the line or in the head of a "torpedo" cable. The crossing time until the last FBG provides the total length of the line. In another way, the known OTDR ("Optical Time Domain Reflectometer") method of measuring the reflection from an abrupt termination (for example breaking of the fiber) at the head of the torpedo cable is used to obtain the total length of the line.

Exemple: mesure d'un longueur de ligne
Soit t2 la durée du trajet "aller-retour" depuis l'extrémité de surface d'une fibre (par exemple la fibre 126, Fig.4) jusqu'à l'extrémité de fond de la fibre. Soit ta le temps de trajet aller-retour depuis l'extrémité de surface de la fibre jusqu'à un FBG qui passe juste au droit d'un générateur de signal acoustique (comme dans le système de la Fig.3A). On suppose que la mesure de t2 est 32,08 s et la mesure de t1 est 2,90 s. Par conséquent la durée totale du trajet aller-retour qui concerne la portion de la ligne qui est déployée dans le puits, est égale à t2 - t1 = 29,18 clos. Soit L la longueur de ligne qui est déployée dans le puits. Soit L0 la longueur totale de la ligne (incluant la portion en surface du sol).
Example: measuring a line length
Let t2 be the duration of the "round trip" journey from the surface end of a fiber (for example fiber 126, Fig.4) to the bottom end of the fiber. Let ta be the round trip time from the surface end of the fiber to an FBG which passes just in front of an acoustic signal generator (as in the system in Fig.3A). Suppose that the measure of t2 is 32.08 s and the measure of t1 is 2.90 s. Consequently, the total duration of the round trip which concerns the portion of the line which is deployed in the well, is equal to t2 - t1 = 29.18 closed. Let L be the line length that is deployed in the well. Let L0 be the total length of the line (including the surface portion of the soil).

Puisque la température affecte l'indice de réfraction,
I'effet de cette température est corrigé en calculant la longueur de la ligne en utilisant le temps de trajet aller-retour mesuré. Soit T2 = 1500C la température mesurée par le
FBG à l'extrémité du puits, et T1 = 250C la température de surface. L'indice de réfraction au fond du puits est
n2 = n0[1+(dnldT) x (T2 - T1)] où nO = 1,45 est l'indice de réfraction à T1 = 250C à la surface. dnidT pour la fibre est égal à 1,0x10-5 C-1.
Since temperature affects the refractive index,
The effect of this temperature is corrected by calculating the length of the line using the measured round trip time. Let T2 = 1500C the temperature measured by the
FBG at the end of the well, and T1 = 250C the surface temperature. The refractive index at the bottom of the well is
n2 = n0 [1+ (dnldT) x (T2 - T1)] where nO = 1.45 is the refractive index at T1 = 250C at the surface. dnidT for the fiber is equal to 1.0x10-5 C-1.

Par conséquent:
n(L0)=1,45x[1 + 1,0 x 10-5 X (150-25)] = 1,4518
Pour simplifier l'illustration, on suppose par la suite que le gradient géothermique varie linéairement avec la profondeur et que le puits est vertical. Dès lors, on peut montrer que
trti = 2naLlc où c = 2,9979 x108 mls est la vitesse de la lumière dans le vide, et na est l'indice de réfraction moyen de la fibre à l'intérieur du puits. Cette moyenne est égale à:
na= n0+n2/2 = (1,45+1,4518)12 = 1,450
Par conséquent, à partir de l'équation pour t2-t1.
Therefore:
n (L0) = 1.45x [1 + 1.0 x 10-5 X (150-25)] = 1.4518
To simplify the illustration, it is assumed below that the geothermal gradient varies linearly with the depth and that the well is vertical. Therefore, we can show that
trti = 2naLlc where c = 2.9979 x108 mls is the speed of light in a vacuum, and na is the average refractive index of the fiber inside the well. This average is equal to:
na = n0 + n2 / 2 = (1.45 + 1.4518) 12 = 1.450
Therefore, from the equation for t2-t1.

29,18x10 = (2 x 1,4509 x L) / 2,9979 x 108
L = 3.014,6 mètres
Par conséquent, I'extrémité de la ligne est à une profondeur de 3.014,6 mètres mesurée à partir de la position du générateur acoustique de surface.
29.18x10 = (2 x 1.4509 x L) / 2.9979 x 108
L = 3,014.6 meters
Consequently, the end of the line is at a depth of 3,014.6 meters measured from the position of the surface acoustic generator.

La longueur totale de la ligne, dans cet état, sous charge est: Lo L+(2,90x 104xC)/2xnO= 3.014,6+299,8
= 3.314,4 mètres.
The total length of the line, in this state, under load is: Lo L + (2.90x 104xC) / 2xnO = 3.014.6 + 299.8
= 3.314.4 meters.

Le gradient géothermique contribue à L pour une différence de 0,0625% Cette différence est équivalente à une longueur de 1,9 mètre. The geothermal gradient contributes to L for a difference of 0.0625% This difference is equivalent to a length of 1.9 meters.

En conclusion on peut voir, par conséquent, que la présente invention et ses formes de réalisation ci-dessus décrites, ainsi que celles définies par les revendications annexées, sont bien adaptées pour réaliser les objectifs et obtenir les résultats sus exposés. Certaines modifications pourront y être apportées sans pour autant sortir de l'esprit et de la portée de l'invention. On doit considérer que des modifications peuvent intervenir dans le champ de l'invention et il est entendu que chaque élément ou étape décliné dans n'importe laquelle des revendications qui suivent doit être compris comme se rapportant à tout équivalent d'élément ou étape. Les revendications qui suivent sont entendues couvrir l'invention aussi largement que cela est légalement possible sous quelque forme qu'elles soient utilisées.  In conclusion, it can therefore be seen that the present invention and its embodiments described above, as well as those defined by the appended claims, are well suited to achieve the objectives and obtain the results set out above. Certain modifications may be made thereto without departing from the spirit and scope of the invention. It should be considered that modifications may occur within the scope of the invention and it is understood that each element or step used in any of the claims which follows must be understood as relating to any equivalent element or step. The following claims are intended to cover the invention as broadly as is legally possible in whatever form they are used.

Claims (7)

REVENDICATIONS 1 - Dispositif de câble, notamment destiné au contrôle des puits de forage, caractérisé: en ce que: le dit dispositif de câble (100) ayant des extrémités espacées comprenant une première et une seconde extrémité, les opérations de diagraphie de puits comprenant des opérations de mesure de la tension du câble, de sa longueur et de sa tempéra ture, le dispositif de câble incorpore au moins une fibre optique (120,126) qui s'étend depuis la première extrémité de celui-ci jusqu'à la se conde, et en ce que la dite fibre otique au moins incorpore au moins un réseau de Bragg (127,129); 2 - Dispositif selon la revendication 1,caractérisé 1 caractérisé: en ce que la dite fibre est l'une des fibres d'une plu ralité de fibres optiques (120 et 126);CLAIMS 1 - Cable device, in particular intended for the control of wells, characterized: in that: said cable device (100) having spaced ends comprising a first and a second end, the well logging operations comprising operations of measuring the tension of the cable, its length and its temperature, the cable device incorporates at least one optical fiber (120,126) which extends from the first end of the latter to the end, and in that said otic fiber at least incorporates at least one Bragg grating (127,129); 2 - Device according to claim 1, characterized 1 characterized: in that said fiber is one of the fibers of a plurality of optical fibers (120 and 126); 3 - Dispositif de câble selon la revendication 1, caractérisé: 3 - Cable device according to claim 1, characterized: en ce que le dit réseau de Bragg au moins est l'un  in that the said Bragg grating at least is one des réseaux d'une pluralité de réseaux de Bragg (127 et 129); 4 - Dispositif de câble selon la revendication 1, caractérisé: networks of a plurality of Bragg gratings (127 and 129); 4 - Cable device according to claim 1, characterized: en ce que le dispositif de câble incorpore une plura in that the cable device incorporates a plura lité de fils d'armature (104,108,128) disposés autour de la dite fibre optique au moins; 5 - Dispositif de câble selon la revendication 1, caractérisé: lity of reinforcing wires (104,108,128) arranged around said optical fiber at least; 5 - Cable device according to claim 1, characterized: en ce que la dite pluralité de fibres optiques com in that the said plurality of optical fibers com prend au moins deux fibres optiques (120,126) espacées l'une de l'autre, chacune takes at least two optical fibers (120,126) spaced from each other, each incorporant une pluralité de réseaux de Bragg (127,129); (Fig.4) 6 - Dispositif de câble selon la revendication 6, caractérisé: incorporating a plurality of Bragg gratings (127,129); (Fig.4) 6 - Cable device according to claim 6, characterized: en ce qu'il comprend au moins un tube métallique in that it comprises at least one metal tube creux (118) s'étendant depuis la première extrémité du dispositif de câble de diagra hollow (118) extending from the first end of the diagra cable device phie jusqu'à la seconde extrémité, phie to the second end, en ce que les dites deux fibres optiques au moins in that said at least two optical fibers espacées l'une de l'autre et comprenant au moins une première fibre optique et au spaced from each other and comprising at least a first optical fiber and at moins une seconde fibre optique, la première fibre optique (120) est contenue de fa at least a second optical fiber, the first optical fiber (120) is contained in a fa çon détendue dans le dit tube métallique creux (118) au moins; 7 - Dispositif de câble selon la revendication 7, caractérisé:  at least relaxed in said hollow metal tube (118); 7 - Cable device according to claim 7, characterized: en ce que la seconde fibre optique (126) est dispo in that the second optical fiber (126) is available sée dans le dit dispositif de câble de manière telle qu'elle s'allonge lorsque le câble placed in said cable device in such a way that it lengthens when the cable lui-même s'allonge; itself lengthens; 8 - Dispositif de câble selon la revendication 7, caractérisé 8 - Cable device according to claim 7, characterized en ce que le tube métallique creux est en acier in in that the hollow metal tube is made of stainless steel oxydable, et oxidizable, and en ce que le câble comprend en outre une pluralité in that the cable further comprises a plurality de torsades de cuivre (113,125) enroulées autour du tube métallique creux (118), les copper cables (113,125) wound around the hollow metal tube (118), the dites torsades s'étendant de la première à la seconde extrémité du dispositif de câble; 9 - Dispositif de câble selon la revendication 8, caractérisé: say twists extending from the first to the second end of the cable device; 9 - Cable device according to claim 8, characterized: en ce qu'en outre un matériau isolant (130) est dis in that further an insulating material (130) is provided posé entre la première et la seconde fibre optique; placed between the first and second optical fibers; 10 - Dispositif de câble selon la revendication 1, caractérisé: 10 - Cable device according to claim 1, characterized: en ce qu'il comprend au moins un fil conducteur (112) in that it comprises at least one conductive wire (112) s'étendant de sa première à sa seconde extrémité; Il - Dispositif selon la revendication 13, caractérisé: extending from its first to its second end; II - Device according to claim 13, characterized: en ce que le tube métallique creux est de l'acier in in that the hollow metal tube is steel in oxydable entouré d'une pluralité de torsades de cuivre (113) qui s'entendent de la oxidizable surrounded by a plurality of copper twists (113) which are understood to première à la seconde extrémité du dispositif de câble; first to second end of the cable device; 12 - Installation pour l'exploitation d'un câble selon l'une quelconque des revendications 12 - Installation for operating a cable according to any one of claims précédentes, caractérisée: previous, characterized: en ce qu'elle comprend: in that it includes: - un appareil, ou système, de contrôle (S,200), - a control device, or system (S, 200), - une ligne filaire (W) pourvue d'une extrémité de sommet et d'une extrémité de - a wire line (W) provided with a vertex end and an end of fond, la dite ligne étant connectée au système et comprenant le dispositif de câ bottom, said line being connected to the system and comprising the wiring device ble avec ses fibres optiques (O) à réseaux de Bragg, ble with its Bragg gratings (O), - un coupleur optique connecté au système de contrôle (S) et à la dite fibre opti - an optical coupler connected to the control system (S) and to said optical fiber que (O) au moins, that (O) at least, - une source lumineuse (B) connectée au système (S) de contrôle pour envoyer - a light source (B) connected to the control system (S) to send un signal lumineux dans la dite fibre optique au moins, et a light signal in said optical fiber at least, and - un détecteur (D) connecté à l'appareil de contrôle pour détecter un signal ré - a detector (D) connected to the control device to detect a signal re fléchi depuis au moins un réseau de Bragg; (Fig*3A) 13 - Installation selon la revendication 12, caractérisée: flexed from at least one Bragg grating; (Fig * 3A) 13 - Installation according to claim 12, characterized: en ce qu'elle comprend en outre un isolateur (I) pour in that it further comprises an insulator (I) for empêcher la lumière réfléchie d'entrer dans la source 14 - Installation selon la revendication 13, caractérisée: prevent reflected light from entering the source 14 - Installation according to claim 13, characterized: en ce qu elle comprend en outre un transmetteur in that it further comprises a transmitter acoustique (A) mobile connecté à l'appareil de contrôle et disposé au voisinage mobile acoustic (A) connected to the control device and located in the vicinity de la ligne filaire, et destiné à transmettre un signal acoustique au dit réseau de of the wired line, and intended to transmit an acoustic signal to the said network of Bragg en défilement; 15 - Méthode d'obtention de données grâce à une installation selon la revendication 14, Bragg running; 15 - Method for obtaining data thanks to an installation according to claim 14, caractérisée: characterized: en ce qu'elle comprend les étapes consistant in that it includes the steps of à introduire le dit câble dans un puits qui s'enfonce to introduce said cable into a sinking well en terre depuis la surface du sol, in earth from the surface of the ground, à envoyer un signal grâce à des moyens de trans to send a signal through trans means mission à au moins un premier reseau de Bragg, mission to at least a first Bragg network, à recevoir le signal grâce à des moyens de réception, to receive the signal by means of reception, et and à traiter le signal pour obtenir des données; processing the signal to obtain data; 16 - Méthode selon la revendication 15, caractérisée, 16 - Method according to claim 15, characterized, en ce que, in that, les données comprenant des données relatives à la data including data relating to the longueur du câble comprise entre la surface du sol et au moins l'un de deux réseaux cable length between the ground surface and at least one of two networks de Bragg, les dits réseaux étant espacés l'un de l'autre d'une distance d, un trans of Bragg, the said networks being spaced from each other by a distance d, a trans metteur acoustique étant positionné au voisinage du câble pour qu'un signal acousti acoustic transmitter being positioned in the vicinity of the cable so that an acoustic signal que puisse être transmis à et perçu par un réseau de Bragg franchissant le trans that can be transmitted to and perceived by a Bragg network crossing the trans metteur acoustique, chaque réseau ayant une longueur d'onde d'identification, acoustic transmitter, each network having an identification wavelength, elle comprend en outre les étapes suivantes consis it further includes the following steps consis tant: so much: à envoyer un signal acoustique au premier réseau de to send an acoustic signal to the first network of Bragg à un emplacement connu par rapport au transmetteur acoustique et à capter Bragg at a known location in relation to the acoustic transmitter and to be picked up l'onde du réseau de Bragg, qui en dérive, identifiant ainsi le premier réseau de Bragg, the wave of the Bragg grating, which derives therefrom, thus identifying the first Bragg grating, et and à calculer la distance depuis le transmetteur acousti to calculate the distance from the acoustic transmitter que jusqu'au second réseau de Bragg, sur la base de la connaissance de la distance until the second Bragg grating, based on the knowledge of the distance d et de l'emplacement du premier réseau; 17 - Méthode selon la revendication 16, caractérisée: d and the location of the first network; 17 - Method according to claim 16, characterized: en ce qu'elle comprend en outre les étapes suivantes in that it further comprises the following steps consistant: consisting of: le dit premier réseau de Bragg au moins étant l'un  said first Bragg grating at least being one d'une pluralité de réseaux espacés les uns des autres, et un réseau de Bragg termi of a plurality of networks spaced from each other, and a Bragg network terminated nal étant situé à l'extrémité la plus basse de la fibre dans le dispositif de câble, nal being located at the lowest end of the fiber in the cable device, à envoyer un signal depuis une source à large bande to send a signal from a broadband source à travers au moins une fibre optique jusqu'au réseau de Bragg terminal, et through at least one optical fiber to the terminal Bragg grating, and à capter, avec un capteur disposé à une distance to be picked up, with a sensor placed at a distance connue du réseau de Bragg, un signal en retour depuis le réseau de Bragg terminal known from the Bragg network, a return signal from the terminal Bragg network jusqu'au capteur, ainsi que la durée du trajet de retour du signal depuis le réseau to the sensor, as well as the duration of the signal return path from the network terminal jusqu'au dit capteur, et terminal up to said sensor, and à calculer la longueur de la ligne filaire du dispositif to calculate the length of the wired line of the device de câble depuis le capteur jusqu'au réseau terminal; cable from the sensor to the terminal network; 18 - Méthode selon la revendication 16, caractérisée: 18 - Method according to claim 16, characterized: en ce qu'elle comprend en outre les étapes suivantes consistant,  in that it further comprises the following stages consisting, le dit réseau de Bragg au moins ayant une longueur the said Bragg grating at least having a length d'onde l'identifiant wave identifier à envoyer un signal d'interrogation depuis un trans to send an interrogation signal from a trans metteur de fond au dit premier réseau de Bragg, fundraiser at the first Bragg network, à recevoir grâce à un dispositif de réception le signal to receive the signal through a receiving device réfléchi depuis le dit réseau au moins, et reflected from the said network at least, and à calculer la tension de ligne localisée sur le dit ré to calculate the line voltage located on said re seau de Bragg au moins en déterminant l'écart avec la longueur d'onde du réseau par Bragg bucket at least by determining the deviation from the network wavelength by le calcul de la différence entre la longueur d'onde du signal réfléchi et la longueur calculating the difference between the wavelength of the reflected signal and the length d'onde du réseau.  network wave. 19 - Méthode selon la revendication 16, caractérisée:19 - Method according to claim 16, characterized: en ce qu'elle comprend en outre les étapes suivantes consistant,: in that it further comprises the following steps consisting: le dit réseau au moins ayant une longueur d'onde unique, said network at least having a single wavelength, à introduire le câble et le réseau jusqu'à un emplacement profond du puits, to introduce the cable and the network to a deep location in the well, à mesurer la longueur d'onde du réseau en cet emplacement profond, to measure the wavelength of the grating at this deep location, à calculer l'écart de longueur d'onde entre la longueur d'onde unique du réseau et la longueur d'onde mesurée à l'emplacement profond connu, et calculating the wavelength difference between the single grating wavelength and the wavelength measured at the known deep location, and à déterminer la température au dit emplacement profond du puits, en utilisant l'écart calculé,  to determine the temperature at said deep location of the well, using the calculated difference,
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