FR2905403A1 - Tete de cable electro-optique pour des applications aux puits de petrole - Google Patents

Abstract

Un ensemble de puits de pétrole et de gaz est proposé, lequel comprend un câble de conducteurs électriques ayant au moins une fibre optique ; un outil de fond de puits ayant au moins une fibre optique ; et une tête de câble ayant une première extrémité connectée au câble de conducteurs électriques, une seconde extrémité connectée à l'outil de fond de puits. La tête de câble comprend en outre au moins une fibre optique qui transmet des données entre la au moins une fibre optique d'outil de fond de puits et la au moins une fibre optique de câble de conducteurs électriques.

Description

1 TÊTE DE CÂBLE ÉLECTRO-OPTIQUE POUR DES APPLICATIONS AUX PUITS DE PÉTROLE

DOMAINE DE L'INVENTION [0001] La présente invention porte d'une manière générale sur une tête de câble de conducteurs électriques, électro-optique, pour transmettre des données et du courant entre un câble de conducteurs électriques et un outil de diagraphie au câble de conducteurs électriques dans un puits, et, plus particulièrement, sur une telle tête de câble qui comprend au moins une fibre optique simple mode ou multi-modes pour transmettre des données et/ou une puissance optique entre l'outil de diagraphie de fond de puits et un système d'acquisition de données en surface à travers le câble de conducteurs électriques. ARRIÈRE-PLAN [0002] Les opérations de diagraphie au câble de conducteurs électriques sont réalisées dans un puits pour mesurer une ou plusieurs propriétés physiques de la formation par rapport à la profondeur et/ou au temps dans ou autour d'un puits de forage. De telles opérations sont typiquement effectuées par connexion d'un train d'outils de diagraphie à un câble de conducteurs électriques et descente des outils de diagraphie dans un puits adjacent à une zone d'intérêt à l'intérieur du puits. Une fois à l'intérieur de la zone d'intérêt, les outils de diagraphie sont utilisés pour faire des mesures des propriétés physiques de la formation d'intérêt, ainsi que des paramètres du puits de forage, et pour transmettre des données indicatives des propriétés mesurées à la surface du puits par l'intermédiaire du câble de conducteurs électriques. 2905403 2 [0003] Une telle transmission de données est couramment effectuée par l'envoi de signaux électriques à travers des lignes électriques de l'outil de diagraphie au câble de conducteurs électriques, et en remontant le câble de 5 conducteurs électriques à l'équipement d'acquisition des données à la surface du puits. La transmission de courant à l'outil de diagraphie est de façon similaire effectuée couramment par l'utilisation de lignes électriques connectant l'outil de diagraphie et le câble de conducteurs 10 électriques. Cependant, pendant de telles opérations, en fonction de l'environnement du fond de puits, une telle transmission de données électriques et de courant peut rencontrer plusieurs problèmes. Par exemple, les lignes de transmission de données électriques subissent souvent une 15 interférence électromagnétique provenant des conducteurs haute tension, moteurs, câbles ou autres dispositifs électromagnétiques se trouvant tout près ; une transmission de données électriques se produit à une vitesse relativement lente ; les lignes électriques sont 20 relativement coûteuses à maintenir ; et les signaux électroniques ont souvent besoin d'être amplifiés et/ou renforcés de façon à être transmis efficacement. [0004] Egalement, certains outils de diagraphie de fond 25 de puits rassemblent des volumes énormes de données qui ont besoin d'être transmises en haut du puits à des vitesses pour un traitement de données et d'images haute vitesse en temps réel plus grandes que cela peut être accompli par une transmission à travers des lignes électriques. Dans de 30 telles situations, la vitesse de diagraphie de l'outil de diagraphie doit être réduite pour compenser la transmission de données relativement lente à travers les lignes électriques et pour empêcher une surcharge de données. Ceci conduit à un retard indésirable dans la réalisation du 35 travail d'ensemble. 2905403 3 [0005] En conséquence, il existe un besoin pour un procédé et un dispositif pour améliorer la vitesse de transmission ces données dans une opération de diagraphie au câble de conducteurs électriques. RÉSUMÉ [0006] Dans un mode de réalisation, la présente invention est un ensemble de puits de pétrole ou de gaz qui 10 comprend un câble de conducteurs électriques ayant au moins une fibre optique ; un outil de fond de puits ayant au moins une fibre optique ; et une tête de câble ayant une première extrémité connectée au câble de conducteurs électriques, une seconde extrémité connectée à l'outil de 15 fond de puits. La tête de câble comprend en outre au moins une fibre optique qui transmet des données entre la au moins une fibre optique d'outil de fond de puits et la au moins fibre optique de câble de conducteurs électriques. 20 [0007] Dans un autre mode de réalisation, l'ensemble ci-dessus comprend en outre des première et seconde cloisons connectées à un boîtier de tête de câble de telle sorte qu'une zone étanche à la pression est formée entre les première et seconde cloisons, et un ensemble de cloison 25 inférieure connecté au boîtier qui assure une coupure étanche à la pression au-delà de celui-ci. Dans un tel mode de réalisation, la au moins une fibre optique de câble de conducteurs électriques est connectée à la au moins une fibre optique de tête de câble à l'intérieur de la zone 30 étanche à la pression, et la au moins une fibre optique de tête de câble est connectée à la au moins une fibre optique d'outil de fond de puits audelà de l'ensemble de cloison inférieure. 35 [0008] Dans encore un autre mode de réalisation, la présente invention est un procédé de transmission de données dans un ensemble de puits de pétrole et de gaz qui 5 2905403 4 comprend les opérations consistant à prendre un câble de conducteurs électriques avec au moins une fibre optique ; à prendre un outil de fond de puits avec au moins une fibre optique ; et à prendre une tête de câble avec un boîtier, 5 des première et seconde cloisons supérieures, une cloison inférieure et au moins une fibre optique. Le procédé comprend également la formation d'une première zone étanche à la pression entre les première et seconde cloisons supérieures, la formation d'une seconde zone étanche à la 10 pression au-delà de la cloison inférieure ; la connexion de la au moins une fibre optique de câble de conducteurs électriques à la au moins une fibre optique de tête de câble dans la première zone étanche à la pression ; la connexion de la au moins une fibre optique de tête de câble 15 à la au moins une fibre optique d'outil de fond de puits dans la seconde zone étanche à la pression ; et la transmission de données entre la au moins une fibre optique d'outil de fond de puits et la au moins une fibre optique de câble de conducteurs électriques par l'intermédiaire de 20 la au moins une fibre optique de tête de câble. BRÈVE DESCRIPTION DES DESSINS [0009] Ces caractéristiques et avantages, ainsi que 25 d'autres, de la présente invention seront mieux comprises par référence à la description détaillée suivante lorsqu'elle est considérée en liaison avec les dessins annexés, sur lesquels : 30 [0010] La Figure 1 est une vue schématique d'un puits ayant une tête de câble électro-optique selon un mode de réalisation de la présente invention ; [0011] La Figure 2 est une vue en coupe agrandie de la 35 tête de câble de la Figure 1 ; 20 2905403 5 [0012] La Figure 3 est une vue en coupe schématique d'un câble de conducteurs électriques destiné à être utilisé avec la tête de câble des Figures 1 et 2 ; 5 [0013] La Figure 4A est une vue en perspective d'un ensemble d'étanchéité à la pression de la tête de câble des Figures 1 et 2 ; [0014] La Figure 4B est une vue en coupe de l'ensemble 10 d'étanchéité à la pression de la Figure 4A selon la ligne 4B-4B ; [0015] La Figure 4C est une vue schématique d'un ensemble d'étanchéité par gaufrage formant une partie de 15 l'ensemble d'étanchéité à la pression de la Figure 4A ; [0016] La Figure 4D est une vue schématique d'une traversée optique formant une partie de l'ensemble d'étanchéité à la pression de la Figure 4A ; [0017] La Figure 5 est une vue de face d'un ensemble de cloison multi--canaux sur le côté inférieur de la tête de câble des Figures 1 et 2 ; 25 [0018] La Figure 6 est une vue en coupe de l'ensemble de cloison de la Figure 5 conjointement avec un bloc connecteur électro-optique multi-canaux interne ; [0019] La Figure 7 est une vue de face de l'ensemble de 30 bloc connecteur électro-optique multi-canaux de la Figure 6 ; et [0020] La Figure 8 est une vue en coupe du bloc connecteur électro-optique multi-canaux de la Figure 7.

35 2905403 6 DESCRIPTION DÉTAILLÉE DE MODES DE RÉALISATION DE L'INVENTION [0021] Comme représenté sur les Figures 1-8, des modes 5 de réalisation de la présente invention se rapportent à une tête de câble pour la transmission de données électriques et/ou optiques, et pour transporter une puissance électrique et/ou optique à un outil de puits de pétrole, tel qu'un outil de diagraphie, par l'intermédiaire d'un 10 câble de conducteurs électriques dans un puits. Une tête de câble est un dispositif qui connecte un outil de diagraphie à un câble de conducteurs électriques d'une manière qui protège les lignes de transmission de données et les lignes de courant électrique qui y sont contenues 15 vis-à-vis des fluides conducteurs, tels que certaines boues de forage et/ou d'une autre interférence électro-magnétique ou courants induits dans ou autour du puits. [Note : les techniques d'agencement telles que décrites ici peuvent être utilisées non seulement pour des applications aux 20 conducteurs électriques, mais encore pour des applications aux conducteurs électriques à transport par tube hélicoïdal ou des applications de diagraphie à transport par conduite de forage, a-_nsi que d'autres dispositifs agencés pour communiquer avec un équipement à base de fibres optiques 25 dans des environnements haute pression et haute température]. [0022] Comme décrit ci-dessus, les lignes de transmission de courant et de données entre l'outil de 30 diagraphie et le câble de conducteurs électriques (et de ce fait les lignes de transmission et de données à l'intérieur de la tête de câble qui connectent les lignes d'outil de diagraphie aux lignes de câble de conducteurs électriques) étaient traditionnellement des lignes électriques. Dans un 35 mode de réalisation selon la présente invention, ces lignes 2905403 7 de transmission de courant et de données comprennent au moins une fibre optique. [0023] De telles lignes de transmission de courant et de 5 données haute vitesse à base de fibre optique ne subissent pas une partie ou la totalité des problèmes subis par les lignes électriques. Par exemple, en ce qui concerne les lignes électriques, des canaux de fibres optiques opèrent à des vitesses bien plus élevées ; ont une plus grande 10 capacité de transport des données ; peuvent transmettre des données sur de plus longues distances sans avoir besoin d'être amplifiés, rafraîchis ou renforcés ; ne sont pas sensibles à une interférence électro-magnétique ; et sont bien moins coûteuses à entretenir. 15 [0024] Cependant, pour maintenir une flexibilité de fonctionnement, dans un mode de réalisation selon la présente invention, la tête de câble comprend au moins une ligne de transmission électrique et au moins une ligne de 20 transmission par fibre optique, de telle sorte que le courant et/ou les données peuvent être transmis entre l'outil de diagraphie et le câble de conducteurs électriques par l'intermédiaire de la au moins une ligne électrique et/ou par l'intermédiaire de la au moins une 25 fibre optique. Cependant, dans un mode de réalisation suivant lequel les données sont transmises à travers la au moins une ligne électrique, à travers la au moins une fibre optique, ou à travers à la fois la au moins une ligne électrique et la au moins une fibre optique, la tête de 30 câble comprend au moins une ligne électrique supplémentaire pour transmettre du courant du câble de conducteurs électriques à l'outil de diagraphie. [0025] Par exemple, dans un mode de réalisation, une 35 tête de câble selon la présente invention est utilisée avec un outil de diagraphie à base de télémétrie optique. Dans 2905403 8 un tel mode de réalisation, une puissance à fort wattage peut être transmise à travers la au moins une ligne électrique pour faire fonctionner l'outil de diagraphie, et une puissance optique à faible wattage peut être transmise 5 à travers la au moins une fibre optique pour alimenter et/ou activer différents composants optiques de l'outil de diagraphie. En tant que telle, dans des modes de réalisation tels que celui-ci, la tête de câble comprend à la fois des lignes de transmission de courant et de données 10 électriques et optiques, de telle sorte que la tête de câble peut être utilisée avec n'importe lequel d'une diversité d'outils de diagraphie de fond de puits à câble de conducteurs électriques, à la fois pour transporter du courant à ces outils et également pour communiquer et 15 transmettre des données à ou à partir des outils de fond de puits à un système d'acquisition de données en surface. [0026] La Figure 1 montre une tête de câble 10 selon un mode de réalisation de la présente invention. (Notons que 20 pour la facilité de la discussion et d'après la pratique des agencements de champs pétrolifères, le côté gauche des Figures 1 - 8 peut être décrit comme une extrémité supérieure (ou côté du haut de puits), et le côté droit de certaines des Figures 4 - 8 peut être décrit comme une 25 extrémité inférieure (ou coté de fond de puits). [0027] Comme représenté sur la Figure 1, la tête de câble 10 est connectée à son extrémité inférieure à un outil de diagraphie 12. Une extrémité supérieure de la 30 tête de câble 10 est connectée à un câble de conducteurs électriques 14. Le câble de conducteurs électriques 14 s'étend sur toute la longueur jusqu'à la surface 16 d'un puits 18 et est utilisable pour descendre la tête de câble 10 et l'outil de diagraphie 12 dans le puits 18 jusqu'à une 35 zone où des paramètres de formation et de puits ont besoin d'être déterminés et enregistrés pendant de telles 2905403 9 opérations de diagraphie. Bien qu'un puits vertical 18 soit représenté sur la Figure 1, la présente invention est également utilisable dans des puits hautement déviés et horizontaux. 5 [0028] Dans un mode de réalisation, pendant une opération de diagraphie, les données sont transmises de l'outil de diagraphie 12 au câble de conducteurs électriques 14 par l'intermédiaire de la tête de câble 10.

10 A l'intérieur du câble de conducteurs électriques 14, les données sont transmises à un système 25 de transmission et d'acquisition de données à la surface 16 du puits. Dans la plupart des applications, la tête de câble 10 est exposée à des environnements de fond de puits à haute température et 15 haute pression. En tant que telle, dans un mode de réalisation, la au moins une fibre optique est agencée pour être protégée le long de la totalité de la longueur de la tête de câble 10 vis-à-vis des conditions de puits de pétrole de fond de puits haute température et haute 20 pression. [0029] Le câble de conducteurs électriques 14 peut être connecté à la tête de câble 10 par n'importe quel moyen connu approprié. Par exemple, dans le mode de réalisation 25 de la Figure 2, la tête de câble 10 comprend une douille de câble 17 qui attache de façon sûre avec possibilité de libération le câble de conducteurs électriques 14 à la tête de câble 10 par des moyens connus. Comme représenté sur la Figure 3, le câble de conducteurs électriques 14 comprend 30 une chemise de blindage de câble 19 enfermant une pluralité de lignes de transmission de courant et de données (notons que ce dessin n'est pas à l'échelle). Dans le mode de réalisation représenté, ces lignes de transmission comprennent sept lignes électriques 20A et deux fibres 35 optiques 22A. Cependant, dans d'autres modes de réalisation, la chemise de blindage 19 peut enfermer 2905403 10 n'importe quel nombre désiré de lignes électriques 20A et n'importe quel nombre désiré de fibres optiques 22A, disposées dans n'importe quelle configuration désirée. Les lignes électriques 20A peuvent chacune comprendre un ou plusieurs fils de cuivre et/ou n'importe quel autre conducteur électrique approprié. [0030] Comme représenté sur la Figure 3, chaque fibre optique 22A est enfermée dans un gainage conducteur 10 électrique 23, tel que le cuivre, et une épaisse couche d'isolation 27. Chaque gainage conducteur électrique 23 et couche d'isolation 27 protège sa fibre optique enfermée 22A de la haute pression et des autres conditions de fond de puits préjudiciables qui peuvent être nuisibles pour 15 l'intégrité de la fibre optique 22A. De plus, chacune des lignes de transmission électriques 20A peut être enfermée par une couche épaisse d'isolation 27 pour protéger les transmissions dans celles-ci. 20 [0031] Si l'on se réfère à nouveau à la Figure 2, on peut voir que la douille de câble 17 est adjacente à une série de tétines 24. Dans ce mode de réalisation, il y a une tétine 24 pour chaque ligne de transmission électrique 20A à l'intérieur du câble de conducteurs électriques 14.

25 Au voisinage du côté supérieur des tétines 24, chaque ligne de transmission électrique 20A est séparée de la chemise de câble de conducteurs électriques 19 et introduite dans l'une correspondante des tétines 24. Dans un mode de réalisation, chaque tétine 24 est composée d'une matière en 30 caoutchouc. Les lignes de transmission électriques 20A, enrobées seulement par leurs couches d'isolation correspondantes 27, s'étendent alors à partir des tétines 24 jusqu'à un ensemble de cloison inférieure 56 comme décrit plus en détail ci-après. 35 2905403 11 [0032] Les fibres optiques 22A et leurs gainages conducteur et isolant 23, 27, par ailleurs, ne pénètrent pas dans les tétines 24, et, à la place, s'étendent dans un ensemble d'étanchéité à la pression 26 tel que représenté 5 sur les Figures 2 et 4A-4B. L'ensemble d'étanchéité à la pression 26 comprend une première cloison 28 et une seconde cloison 30 connectées chacune à un boîtier 32, par exemple par une connexion filetée. Les première et seconde cloisons 28, 30 comprennent chacune au moins un joint 10 d'étanchéité externe, tel que des joints toriques d'étanchéité et des joints d'étanchéité de retenue 34, qui assurent un scellement étanche contre un intérieur du boîtier 32 pour former une chambre étanche à la pression ou de break out 36 entre les première et seconde cloisons 15 28, 30 dans laquelle la pression, telle que la pression du fluide, est empêchée d'entrer. [0033] A la première cloison 28, chaque fibre optique 22A s'étend dans et à travers un canal longitudinal 20 correspondant 35 dans la première cloison 28. A une extrémité supérieure de la première cloison 28, un ensemble d'étanchéité par gaufrage 38 (tel que représenté sur la Figure 4C) s'étend dans une partie de chaque canal longitudinal 35 et comprend un canal central à travers 25 lequel s'étend une fibre correspondante des fibres optiques 22A à gainage conducteur et isolant électrique 23, 27. Chaque ensemble d'étanchéité par gaufrage 38 est un tube métallique sensiblement cylindrique, tel qu'un tube en Inconel, qui reçoit une fibre optique 22A ainsi que ses 30 gainages isolant et conducteur correspondants 23, 27. [0034] Chaque ensemble d'étanchéité par gaufrage 38 a un organe d'étanchéité externe 40 tel qu'un joint torique d'étanchéité et un joint d'étanchéité de retenue, qui 35 assure un scellement étanche contre une surface interne d'un canal correspondant des canaux longitudinaux 35 dans 2905403 12 la première cloison 28 pour empêcher la pression d'entrer dans la chambre étanche à la pression 36 à partir d'au-dessus de la chambre 36. L'ensemble d'étanchéité par gaufrage 38 est également gaufré ou comprimé dans au moins 5 une partie de la surface externe de celui-ci, créant une zone gaufrée 39, ayant un plus petit diamètre ou une plus petite zone en section transversale que les parties adjacentes de la surface externe de l'ensemble d'étanchéité par gaufrage 38. Cette zone gaufrée 39 gaufre, refoule ou 10 déforme le tube métallique externe et par là scelle et comprime l'isolation 27 au-dessous laquelle à son tour protège le gainage conducteur 23 et la fibre optique correspondant 22A de telle sorte que la fibre optique 22A est protégée et scellée vis-à-vis du fluide haute pression 15 externe. On notera que, bien que seule une zone gaufrée 39 soit représentée, chaque ensemble de scellement par gaufrage 38 peut comprendre n'importe quel nombre désiré de zones gaufrées 39. 20 [0035] Comme décrit ci-dessus, les gainages conducteur et isolant 23, 27 protègent leur fibre optique enfermée correspondante 22A vis-à-vis de la haute pression et des conditions de fond de puits préjudiciables. Dans un mode de réalisation, le gainage conducteur électrique 23 et la 25 couche isolante 27 protègent leur fibre optique enfermée 22A d'une position la plus élevée dans la tête de câble 10 à une position à l'intérieur de la chambre étanche à la pression 36, adjacente à une extrémité inférieure de la première cloison 28. A cette position, la chambre étanche 30 à la pression 36 protège la fibre optique 22A vis-à-vis de l'environnement de fond de puits haute pression, et, par conséquent, la fibre optique 22A n'a plus besoin d'une protection contre la pression à partir de ses gainages conducteur et isolant électriques correspondants 23, 27. 35 2905403 13 [0036] En tant que telle, à l'intérieur de la chambre étanche à la pression 36, chaque gainage conducteur et isolant 23, 27 est déballé de sa fibre optique correspondante 22A pour permettre la fixation de chaque 5 fibre optique 22A à une autre fibre optique 22C (comme représenté au point de fixation A sur la Figure 4B et décrit ci-dessous). Chaque gainage conducteur déballé 23 est ensuite connecté, par exemple par brasage ou gaufrage avec une traversée conductrice électrique correspondante 10 29A. Le gainage conducteur 23 s'étend alors de la traversée électrique 29A à l'ensemble de cloison inférieure 56 comme décrit ci-dessus en ce qui concerne les lignes de transmission électriques 20A et comme décrit plus en détail ci-après. On notera qu'en général, tel qu'il est utilisé 15 présentement, le terme traversée désigne une structure qui subit une pression sur un premier côté de celle-ci et empêche la pression d'entrer par un second côté de celle-ci, qui est opposé au premier côté, tout en protégeant simultanément une ligne de transmission enfermée. 20 [0037] De façon analogue à la première cloison 28, la seconde cloison 30 comprend une paire de canaux 42 s'étendant longitudinalement. A l'intérieur d'une extrémité inférieure de chaque canal longitudinal 42, se 25 trouve une traversée optique 44A. Chaque traversée optique 44A est un corps métallique sensiblement cylindrique, tel qu'un tube en Inconel, qui reçoit une fibre optique 22B. Chaque traversée optique 44A est fixée de façon amovible à son canal longitudinal correspondant 42 au moyen d'un écrou 30 fileté 43. La traversée optique 44A comprend également un ou plusieurs joints d'étanchéité externes 48, tels qu'un joint torique d'étanchéité et un joint d'étanchéité de retenue, qui assurent un scellement étanche contre une paroi interne d'un canal correspondant des canaux 35 longitudinaux 42 pour empêcher une pression de fluide d'entrer dans la chambre étanche à la pression 36 par le 2905403 14 dessous de la chambre 36. Le corps métallique de la traversée optique 44A conjointement avec un tube métallique flexible de petit diamètre 54 (discuté ci-après) protègent leur fibre optique enfermée 22B de l'environnement de fond 5 de puits haute pression du puits 18. [0038] A l'intérieur d'une extrémité supérieure de chaque canal longitudinal 42 et au voisinage de chaque traversée optique 44A, se trouve un connecteur optique 46A.

10 Chaque connecteur optique 46A est un corps sensiblement cylindrique, qui reçoit une fibre optique 22C. Chaque connecteur optique 46A est fixé de façon amovible à son canal longitudinal correspondant 42 au moyen d'un écrou fileté 50. Entre la traversée optique 44A et le connecteur 15 optique 46A, se trouve un manchon d'alignement 52. Le manchon d'alignement 52 reçoit des extrémités correspondantes de la traversée optique 44A et du connecteur optique 46A d'une manière qui assure un alignement entre la fibre de traversée optique 22B et la 20 fibre de connecteur optique 22C, permettant une connexion de transmission de données continue entre les deux. On notera que chaque traversée optique 44A est exposée à une extrémité à l'environnement de fond de puits haute pression du puits 18, alors que chaque connecteur optique 46A est 25 disposé à l'intérieur de la chambre étanche à la pression 36 et, par conséquent, est protégé d'une exposition au fluide haute pression. [0039] A l'opposé de l'extrémité de la fibre de 30 connecteur optique 22C qui est connectée à la fibre de traversée optique 22B, la fibre de connecteur optique 22C s'étend encore dans la chambre étanche à la pression 36. A l'intérieur de la chambre étanche à la pression 36, à la fois les fibres optiques 22A de câble de conducteurs 35 électriques et les fibres optiques 22C de connecteur optique sont scellées vis-à-vis de la pression. Egalement, 2905403 15 à une positon à l'intérieur de la chambre étanche à la pression 36, par exemple à une position A, chaque fibre optique 22A de câble de conducteurs électriques est attachée à une fibre correspondante des fibres optiques 22C 5 de connecteur optique afin de former entre les deux une connexion de transmission continue de courant et/ou de données. Ces connexions peuvent être réalisées par raccordement par fusion, par application d'un époxy à haute température ou par une autre méthode appropriée pour 10 connecter des fibres optiques. En tant que telle, une ligne de transmission continue de courant et/ou de données est formée à travers l'ensemble d'étanchéité à la pression 26 par des fibres optiques 22A, 22C, 22B. 15 [0040] Attaché, par exemple par soudure, à une extrémité inférieure de la traversée optique 44A, se trouve un tube protecteur 54 qui protège la fibre optique 22B de l'environnement de fond de puits haute pression. Dans un mode de réalisation, le tube protecteur 54 est un tube 20 flexible de petit diamètre, fait d'une matière métallique à résistance à la corrosion, mise au point pour supporter une haute pression et une température élevée. Le tube protecteur 54, avec la fibre optique 22B enfermée dans celui-ci, s'étend d'une extrémité inférieure de la 25 traversée optique 44A à un ensemble de cloison inférieure 56 (voir Figures 2 et 5-6). [0041] L'ensemble de cloison 56 forme une partie d'un boîtier à la tête de câble 10, et est attaché, par exemple 30 par une connexion filetée, à une partie supérieure 11 du boîtier de tête de câble. Comme représenté sur les Figures 2 et 6, l'ensemble de cloison inférieure 56 comprend un ou plusieurs joints d'étanchéité externes 58, par exemple un joint torique d'étanchéité et un joint d'étanchéité de 35 retenue, qui assure un scellement étanche contre une paroi interne de la partie supérieure 11 du boîtier de tête de 2905403 16 câble pour empêcher une pression d'entrer au-dessous de l'ensemble de cloison inférieure 56. L'ensemble de cloison inférieure 56 protège les composants au-dessous et à l'intérieur de l'ensemble 56 de l'environnement de fond de 5 puits haute pression. [0042] Comme on peut le voir en regardant les Figures 5 et 6 ensemble, l'ensemble de cloison inférieure 56 est un corps sensiblement cylindrique ayant une pluralité de 10 canaux longitudinaux 60 disposés à travers lui. Comme décrit ci-dessus, les tubes protecteurs 54, chacun avec une fibre optique correspondante 22B enfermée dans celui-ci, s'étendent d'une extrémité inférieure de la traversée optique 44A dans l'ensemble d'étanchéité à la pression 26 à 15 une extrémité supérieure de l'ensemble de cloisoninférieure 56. A l'extrémité supérieure de l'ensemble de cloison inférieure 56, chaque tube protecteur 54, avec sa fibre optique correspondante 22B enfermée dans celui-ci, est attaché, par exemple par soudure, à une traversée 20 optique 44B s'étendant à partir de l'un des canaux longitudinaux 60 de l'ensemble de cloison inférieure 56. [0043] Chaque traversée optique 44B dans l'ensemble de cloison inférieure 56 est sensiblement analogue à la 25 traversée optique 44B qui est attachée à l'ensemble d'étanchéité à la pression (décrit ci-dessus en ce qui concerne la Figure 4) et, de façon analogue, enferme et protège une fibre correspondante des fibres optiques 22B dans celle-ci. En tant que tel, chaque côté des tubes 30 protecteurs 54 qui s'étendent de l'ensemble d'étanchéité à la pression 26 à l'ensemble de cloison inférieure 56 est attaché à une traversée optique 44A, 44B. En conséquence, toutes fuites mineures dans les tubes protecteurs 54, dues par exemple à des défauts de fabrication et/ou de matière, 35 peuvent conduire à ce que du fluide entre dans la traversée optique 44A, 44B et endommage les fibres optiques 22B 2905403 17 enfermées dans celle-ci. Par conséquent, dans un mode de réalisation tel que représenté sur la Figure 4D, chaque traversée opt__que 44A, 44B comprend une zone étanche 41 (voir Figure 4D) entre son corps métallique et sa fibre 5 optique enfermée 22B pour empêcher le fluide d'endommager sa fibre optique enfermée 22B. La zone étanche 41 peut être réalisée par n'importe quelle méthode appropriée, par exemple dans un mode de réalisation la zone étanche 41 est créée par l'utilisation d'un époxy haute température ou par 10 un scellement étanche de fritte de verre ou par un joint d'étanchéité brasé, ou par n'importe quelle autre opération de fusion appropriée verre à métal ou n'importe quelle autre méthode mécanique. A l'intérieur de ceux correspondants des canaux longitudinaux 60 de l'ensemble de 15 cloison inférieure 56, chaque traversée optique 44B est connectée à un connecteur optique 46B, par un moyen approprié tel que celui décrit ci-dessus en ce qui concerne la connexion de la traversée optique 44A et du connecteur 46B à l'intérieur de la chambre étanche à la pression 36. 20 [0044] Comme discuté ci-dessus, les lignes de transmission électrique 20A de câble de conducteurs électriques et leurs couches isolantes correspondantes 27 n'ont pas besoin d'être protégées de l'environnement de 25 fond de puits haute pression et, de ce fait, s'étendent sur toute la longueur des tétines 24 à l'extrémité supérieure de la tête de câble 10 à l'ensemble de cloison inférieure 56 à l'extrémité inférieure de la tête de câble 10, contournant l'ensemble d'étanchéité à la pression 26 dans 30 le procédé. [0045] De plus, comme cela est également décrit ci-dessus, les gainages de conducteurs électriques 23 et leurs couches d'isolation correspondantes 27 des fibres optiques 35 22A de câble de conducteurs électriques sont déballés de leurs fibres optiques enfermées correspondantes 22A à 2905403 18 l'intérieur de la chambre étanche à la pression 36. Ces conducteurs électriques 23 quittent la chambre étanche à la pression 36 séparés des fibres optiques 22A, et s'étendent jusqu'à l'ensemble de cloison inférieure 56. En tant que 5 tel, chaque gainage conducteur électrique 23 peut agir de la même manière que n'importe laquelle des autres lignes électriques 20A. Autrement dit, les gainages conducteurs électriques 23 peuvent agir pour transmettre du courant et/ou des données entre le câble de conducteurs électriques 10 14 et l'outil de diagraphie 12. [0046] A l'ensemble de cloison inférieure 56, chaque ligne électrique 20A de câble de conducteurs électriques et chaque gainage conducteur électrique 23 est connecté à une 15 traversée électrique correspondante 29B s'étendant à partir de l'un des canaux longitudinaux 60 de l'ensemble de cloison inférieure 56. Chaque traversée électrique 29B dans l'ensemble de cloison inférieure 56 est sensiblement analogue à la traversée électrique 29A qui est fixée à 20 l'ensemble d'étanchéité à la pression 26. A l'intérieur de ceux correspondants des canaux longitudinaux 60 de l'ensemble de cloison inférieure 56, chaque traversée électrique 29B est connectée à un connecteur électrique 29C par un moyen approprié. 25 [0047] Dans un mode de réalisation, certains des canaux longitudinaux 60 dans l'ensemble de cloison inférieure 56 est agencé pour accepter des traversées électriques 29B et une partie des canaux longitudinaux 60 dans l'ensemble de 30 cloison inférieure 56 est agencée pour accepter des traversées optiques 44B. [0048] Est fixé à une extrémité inférieure de l'ensemble de cloison inférieure 56, un ensemble de bloc connecteur 35 66. L'ensemble de bloc connecteur 66 est une partie sensiblement cylindrique ayant une extrémité supérieure 68 2905403 19 avec une série de canaux longitudinaux 70, une extrémité inférieure 72 conjointement avec une série de canaux longitudinaux 74, et une zone ouverte 76 entre les deux. Chaque connecteur optique 46B et chaque connecteur 5 électrique 29C dans l'ensemble de cloison inférieure 56 s'étend dans un canal correspondant des canaux 70 dans l'extrémité supérieure 68 de l'ensemble de bloc connecteur 66. 10 [0049] Pour chaque connecteur électrique 46B et chaque connecteur électrique 29C dans l'extrémité supérieure 68 de l'ensemble de bloc connecteur 66, il y a un connecteur optique correspondant 46B et un connecteur électrique 29C dans l'extrémité inférieure 72 de l'ensemble de bloc 15 connecteur 66. L'extrémité inférieure 72 de l'ensemble de bloc connecteur 66 est orientée à une orientation désirée particulière ou une position radiale particulière, comme telles que les lignes électriques 20A, 23 et les fibres optiques 22B dans les connecteurs 46B, 29C dans l'extrémité 20 supérieure 68 de l'ensemble de bloc connecteur 66 peuvent avoir besoin d'être déplacées angulairement ou radialement à l'intérieur de la zone ouverte 76 de façon à être attachées aux connecteurs 46B, 29C dans l'extrémité inférieure 72 de l'ensemble de bloc connecteur 66. 25 [0050] Dans un mode de réalisation, pour permettre ce repositionnement angulaire ou radial de la fibre optique 22B, un ensemble de cavalier souple 61, ou un conduit chemisé flexible, enferme la fibre optique 22B dans la zone 30 entre le connecteur optique 46B dans l'extrémité supérieure 68 de l'ensemble de bloc connecteur 66 et le connecteur optique 46B dans l'extrémité inférieure 72 de l'ensemble de bloc connecteur 66. 35 [0051] A une extrémité supérieure de l'outil de diagraphie 12, qui est attachée par vissage à la tête de 2905403 20 câble 10 à une extrémité inférieure de l'ensemble de cloison inférieure 56, se trouve un connecteur 80. Le connecteur 80 comprend des ouvertures ayant des connecteurs 65 pour recevoir des broches s'étendant vers l'extérieur 5 provenant de chaque connecteur électrique et optique 29B, 46B de l'ensemble de bloc connecteur 66. L'orientation particulière de l'extrémité inférieure 72 de l'ensemble de bloc connecteur 66 assure que le connecteur 80 d'outil de diagraphie sera aligné avec l'extrémité inférieure 72 de 10 l'ensemble de bloc connecteur 66. De plus, l'accouplement du connecteur optique 46B avec le connecteur d'outil de diagraphie 65 assure un alignement précis des fibres optiques 22B et 22D disposées dans le connecteur optique 46B et le connecteur d'outil de diagraphie 65. En tant que 15 tel, un trajet de communication continu est établi entre les fibres optiques 22B et 22D. [0052] Chaque ouverture dans le connecteur d'outil de diagraphie 80 contient soit une ligne électrique 20B soit 20 une fibre optique 22D pour former un trajet de communication avec une ligne électrique correspondante 20A, 23 ou une fibre optique correspondante 22B dans le connecteur électrique et optique 29B, 46B de l'extrémité inférieure 72 de l'ensemble de bloc connecteur 66. En tant 25 que telle, une ligne de transmission continue de données est formée entre le câble de conducteurs électriques 14 et l'outil de diagraphie 12, à travers la tête de câble 10 par la connexion de fibres optiques 22A, 22C, 22B, 22D ; et des lignes de transmission continue de données et/ou de courant 30 sont formées entre le câble de conducteurs électriques 14 et l'outil de diagraphie 12, par l'intermédiaire de la tête de câble 10 par la connexion des lignes électriques 20A, 20B ou 23, 20B. 35 [0053] Comme discuté ci-dessus à chaque position le long de la longueur de la tête de câble 10, chaque fibre optique 2905403 21 contenue dans celle-ci est protégée de l'environnement de fond de puits haute pression, qui peut se situer dans une plage allant jusqu'à une pression d'approximativement 15 000 livres par pouce carré à 25 000 livres par pouce 5 carré. De plus, dans un mode de réalisation, chaque fibre optique qui est disposée à l'intérieur de la tête de câble 10 est choisie pour être utilisable jusqu'à une température d'approximativement 350 F à 450 F. On notera que, bien que la tête de câble soit décrite ci-dessus comme étant 10 attachée à un outil de diagraphie, la tête de câble peut être attachée à n'importe quel outil de puits de pétrole approprié ou outil de puits de pétrole de fond de puits. [0054] La description précédente a été présentée avec 15 référence à des modes de réalisation présentement préférés de l'invention. Les personnes spécialistes de la technique et de la technologie auxquelles cette invention appartient comprendront cue des modifications et des changements dans les structures et méthodes de fonctionnement décrites 20 peuvent être mis en oeuvre sans s'écarter de façon significative du principe et de la portée de cette invention. En conséquence, la description précédente ne devrait pas être lue comme se rapportant seulement aux structures précises décrites et représentées dans les 25 dessins annexés, mais plutôt devraient être lue comme en accord avec les et venant à l'appui des revendications suivantes, qui doivent avoir leur portée la plus complète et la plus juste.

Claims (8)

REVENDICATIONS

1 - Ensemble de puits de pétrole et de gaz, comprenant : un câble de conducteurs électriques comprenant au moins une fibre optique ; un outil de fond de puits comprenant au moins une fibre optique ; et une tête de câble comprenant une première extrémité connectée au câble de conducteurs électriques, une seconde extrémité connectée à l'outil de fond de puits, e-~ au moins une fibre optique s'étendant à travers elle qui transmet des données entre la au moins une fibre optique d'outil de fond de puits et la au moins une fibre optique de câble de conducteurs électriques.

2 - Ensemble selon la revendication 1, dans lequel la au moins une fibre optique de tête de câble transmet également du courant du câble de conducteurs électriques à l'outil de fond de puits.

3 - Ensemble selon la revendication 1, comprenant en outre un gainage conducteur de l'électricité enfermé autour de la au moins une fibre optique de câble de conducteurs électriques, qui s'étend à travers la tête de câble pour transmettre des données et du courant du câble de conducteurs électriques à l'outil de fond de puits.

4 - Ensemble selon la revendication 1, dans lequel la tête de câble comprend en outre au moins une ligne de transmission électrique, qui transmet des données et du courant du câble de conducteurs électriques à l'outil de fond de puits. 2905403 23

5 - Ensemble selon la revendication 1, dans lequel la tête de câble comprend en outre un boîtier, et des première et secondes cloisons connectées au boîtier de telle sorte qu'une zone étanche à la pression est formée 5 entre les première et seconde cloisons.

6 Ensemble selon la revendication 5, dans lequel la au moins une fibre optique de câble de conducteurs électriques est connectée à la au moins une 10 fibre optique de tête de câble à l'intérieur de la zone étanche à la pression.

7 -Ensemble selon la revendication 5, dans lequel la au moins une fibre optique de câble de 15 conducteurs électriques est enfermée dans un gainage conducteur de l'électricité et un gainage d'isolation, et dans lequel la au moins une fibre optique de câble de conducteurs électriques est connectée à la première cloison par un ensemble d'étanchéité par gaufrage qui comprend un 20 tube qui reçoit la au moins une fibre optique de câble de conducteurs électriques et ses gainages et comprend une zone gaufrée qui gaufre ou déforme le tube métallique externe et par là scelle et comprime le gainage d'isolation autour du gainage conducteur sous-jacent et la au moins une 25 fibre optique de câble de conducteurs électriques.

8 - Ensemble selon la revendication 5, dans lequel la au moins une fibre optique de tête de câble est connectée à la seconde cloison par une traversée optique 30 qui comprend un tube qui reçoit la au moins une fibre optique de tête de câble et une zone étanche entre le tube et la fibre pour empêcher les fluides d'entrer au-delà du joint d'étanchéité. 35 9 - Ensemble selon la revendication 1, comprenant en outre un ensemble de cloison inférieure qui assure une coupure étanche à la pression au-delà de celui-ci, et dans 2905403 24 lequel la au moins une fibre optique de tête de câble est alignée de façon précise avec la au moins une fibre optique d'outil de fond de puits au-delà de l'ensemble de cloison inférieure par l'intermédiaire de connecteurs optiques 5 accouplables pour permettre une communication entre les deux. 10 --Ensemble selon la revendication 9, dans lequel l'ensemble de cloison inférieure est connecté à un 10 ensemble connecteur ayant une zone séparée espacée permettant à un positionnement radial de la au moins une fibre optique de tête de câble d'être changé en se déplaçant de l'ensemble de cloison inférieure à l'ensemble de connecteur avant l'alignement avec la au moins une fibre 15 optique d'outil de fond de puits. 11 -- Ensemble de puits de pétrole et de gaz, comprenant : un câble de conducteurs électriques comprenant au 20 moins une fibre optique ; un outil de fond de puits comprenant au moins une fibre optique ; et - une tête de câble comprenant : un boîtier comprend une première extrémité 25 connectée au câble de conducteurs électriques, et une seconde extrémité connectée à l'outil de fond de puits ; - des première et seconde cloisons connectées au boîtier de telle sorte qu'une zone étanche à la 30 pression est formée entre les première et seconde cloisons, au moins une fibre optique qui transmet des données entre la au moins une fibre optique d'outil de fond de puits et la au moins une fibre optique de câble 35 de conducteurs électriques, la au moins une fibre optique de câble de conducteurs électriques étant 2905403 25 connectée à la au moins une fibre optique de tête de câble à l'intérieur de la zone étanche à la pression, et - un ensemble de cloison inférieure connecté au boîtier 5 qui assure une coupure étanche à la pression au-delà de celui-ci, et dans lequel la au moins une fibre optique de tête de câble est alignée de façon précise avec la au moins une fibre optique d'outil de fond de puits au-delà de l'ensemble de cloison inférieure pour 10 permettre une communication entre les deux. 12 -- Ensemble selon la revendication 11, dans lequel la au moins une fibre optique de tête de câble transmet également du courant du câble de conducteurs 15 électriques à l'outil de fond de puits. 13 --Ensemble selon la revendication 11, dans lequel la tête de câble comprend en outre au moins une ligne de transmission électrique, qui transmet des données 20 et du courant du câble de conducteurs électriques à l'outil de fond de puits. 14 - Ensemble selon la revendication 13, comprenant en outre un gainage conducteur de l'électricité 25 enfermé autour de la au moins une fibre optique de câble de conducteurs électriques, qui transmet des données et du courant entre le câble de conducteurs électriques et l'outil de fond de puits. 30 15 - Ensemble selon la revendication 11, dans lequel la au moins une fibre optique de câble de conducteurs électriques est enfermée dans un gainage conducteur de l'électricité et un gainage d'isolation, et dans lequel la au moins une fibre optique de câble de 35 conducteurs électriques est connectée à la première cloison par un ensemble d'étanchéité par gaufrage qui comprend un tube qui reçoit la au moins une fibre optique de câble de 2905403 26 conducteurs électriques et ses gainages et comprend une zone gaufrée qui gaufre ou déforme le tube métallique extérieur et par là scelle et comprime le gainage d'isolation autour du gainage conducteur sous-jacent et de 5 la au moins une fibre optique de câble de conducteurs électriques. 16 -- Ensemble selon la revendication 15, dans lequel la au moins une fibre optique de tête de câble est 10 connectée à la seconde cloison par une traversée optique qui comprend un tube qui reçoit la au moins une fibre optique de tête de câble et une zone étanche entre le tube et la fibre pour empêcher des fluides de pénétrer au-delà du joint d'étanchéité. 15 17 - Ensemble selon la revendication 11, dans lequel l'ensemble de cloison inférieure est connecté à un ensemble de connecteur ayant une zone séparée espacée permettant à un positionnement radial de la au moins une 20 fibre optique de tête de câble d'être changé en se déplaçant de l'ensemble de cloison inférieure à l'ensemble de connecteur avant l'alignement avec la au moins une fibre optique d'outil de fond de puits. 18 -- Ensemble selon la revendication 14, dans lequel l'enrobage conducteur de l'électricité est séparé de sa fibre optique de câble de conducteurs électriques correspondante à l'intérieur de la zone étanche à la pression. 19 --Ensemble selon la revendication 11, dans lequel l'outil de fond de puits est un outil de fond de puits de diagraphie. 35 20 Procédé de transmission de données dans un ensemble de puits de pétrole et de gaz, comprenant : 25 30 2905403 27 - prendre un câble de conducteurs électriques avec au moins une fibre optique ; prendre un outil de fond de puits avec au moins une fibre optique ; 5 - prendre une tête de câble avec un boîtier, des première et seconde cloisons supérieures, une cloison inférieure et au moins une fibre optique ; former une première zone étanche à la pression entre les première et seconde cloisons supérieures ; 10 former une seconde zone étanche à la pression au-delà de la cloison inférieure ; connecter la au moins une fibre optique de câble de conducteurs électriques à la au moins une fibre optique de tête de câble dans la première zone étanche 15 à la pression ; - connecter la au moins une fibre optique de tête de câble à la au moins une fibre optique de fond de puits dans la seconde zone étanche à la pression ; transmettre des données entre la au moins une fibre 20 optique d'outil de fond de puits et la au moins une fibre optique de câble de conducteurs électriques par l'intermédiaire de la au moins une fibre optique de tête de câble.