FR2975726A1 - Pompe de circulation pour la circulation de fluides de fond de trou et dispositif de caracterisation de fluides de fond de trou - Google Patents
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Abstract
Pompe de circulation (78) pour faire circuler des fluides de fond de trou, comprenant un corps de pompe cylindrique (101), un arbre (102) monté dans le corps de pompe (101) s'étendant dans une direction longitudinale de celui-ci, une roue hélice (100) tournant autour de l'arbre dans le corps de pompe (101), un coupleur magnétique cylindrique (120) comprenant un aimant et un moteur (124) positionné à l'extérieur du corps de pompe et relié au coupleur magnétique (120) pour faire tourner le coupleur magnétique (120) autour du corps de pompe (101). La roue hélice (100) est munie d'une pièce magnétique (107) pouvant être reliée magnétiquement à l'aimant du coupleur magnétique cylindrique (120) pour forcer la roue hélice (100) à tourner autour de l'arbre (102) en faisant tourner le coupleur magnétique cylindrique (120) autour du corps de pompe (101).
Description
,,1& 34294 JP/MM 1 POMPE DE CIRCULATION POUR LA CIRCULATION DE FLUIDES DE FOND DE TROU ET DISPOSITIF DE CARACTERISATION DE FLUIDES DE FOND DE TROU Domaine de l'invention
La présente invention concerne le domaine de l'analyse de fluides de fond de trou d'une formation géologique pour évaluer et tester la formation pour des besoins d'exploration et de développement de puits de production d'hydrocarbures, tels que des puits de pétrole ou de gaz. Plus particulièrement, la présente invention concerne une pompe de circulation pour la circulation de fluides de fond de trou et un dispositif de caractérisation de fluides de fond de trou comprenant la pompe de circulation. Arrière-plan L'analyse de fluides de fond de trou est une technique d'investigation importante et efficace
généralement utilisée pour vérifier les caractéristiques et la nature de formations géologiques comprenant des dépôts d'hydrocarbures. Dans celle-ci, l'exploration et le développement de gisements SR 34294 JP/MM 2975726 2 pétrolifères comprennent typiquement une analyse des fluides de fond de trou pour déterminer des propriétés pétrophysiques, minéralogiques et fluides de gisements d'hydrocarbures. La caractérisation de fluides est 5 essentielle à une évaluation précise de la viabilité économique d'une formation de gisement d'hydrocarbure. Généralement, un mélange complexe de fluides, tels que pétrole, gaz et eau, est trouvé dans le fond de trou des formations de gisements. Les fluides de fond 10 de trou, qui sont également appelés fluides de formation, ont des caractéristiques, comprenant pression, température, volume parmi d'autres propriétés de fluides, qui déterminent un comportement de phase des divers éléments constitutifs des fluides. Afin 15 d'évaluer des formations souterraines entourant un forage, il est souvent souhaitable d'obtenir des échantillons de fluides de formation dans les forages dans le but de caractériser les fluides, comprenant analyse de composition, propriétés de fluide et 20 comportement de phase. Des outils de test de formation au câble sont décrits, par exemple, dans les brevets US n° 3 780 575 et 3 859 851, et l'appareil d'essai de formation de gisement (RFT) et l'appareil d'essai modulaire de dynamique de formation (MDT) de Schlumberger (marque déposée) sont des exemples d'outils d'échantillonnage pour extraire des échantillons de fluides de formation à partir d'un forage pour une analyse en surface. Des fluides de formation dans des conditions de fond de trou de composition, pression et température sont généralement différents des fluides dans les SR 34294 JP/MM 2975726 3 conditions de surface. Par exemple, des températures de fond de trou dans un puits peuvent s'étaler à partir de 149°C (300°F). Quand des échantillons de fluides de fond de trou sont transportés à la surface, une 5 variation de température des fluides tend à se produire, avec des variations correspondantes de volume et de pression. Les variations dans les fluides à la suite du transport à la surface entraînent une séparation de phase entre des phases gazeuses et liquides dans les 10 échantillons et des variations des caractéristiques de composition des fluides de formation. Des techniques sont également connues pour maintenir la pression et la température d'échantillons extraits d'un puits de manière à obtenir des 15 échantillons à la surface qui soient représentatifs de fluides de formation de fond de trou. Dans des systèmes traditionnels, des échantillons prélevés au fond de trou sont stockés dans une chambre spéciale de l'outil de test de formation et les échantillons sont 20 transportés à la surface pour l'analyse en laboratoire. Durant le transfert d'échantillons depuis sous la surface jusqu'à un laboratoire en surface, les échantillons sont souvent acheminés d'une bouteille ou récipient d'échantillon à une autre bouteille ou 25 récipient d'échantillon, tel qu'un réservoir de transport. Ici, des échantillons peuvent être endommagés durant le transfert d'un récipient à un autre. Par ailleurs, la pression et la température 30 d'échantillons varient fréquemment durant l'acheminement des échantillons d'un site de puits à un - SR `34294 JP/MM 4 laboratoire éloigné malgré les techniques utilisées pour maintenir les échantillons dans les conditions de fond de trou. Les procédures de transfert et transport d'échantillons actuellement utilisées sont reconnues comme détériorant ou gâchant des échantillons de fluide de formation par formation de bulles, précipitation solide dans l'échantillon, parmi d'autres difficultés associées à la manipulation de fluides de formation pour l'analyse en surface de caractéristiques de fluides de fond de trou.
De plus, l'analyse en laboratoire dans un site éloigné nécessite beaucoup de temps. La fourniture de données d'analyse d'échantillons prend n'importe où entre deux semaines et des mois pour une analyse d'échantillons complète. Ceci gêne la possibilité de satisfaire la demande d'utilisateurs pour des résultats et réponses (c'est-à-dire des produits de réponse) en temps réel. Généralement, le créneau de temps pour des produits de réponse relatifs à une analyse en surface de fluides de formation est de quelques mois après qu'un échantillon a été envoyé à un laboratoire éloigné.
En conséquence des défauts dans l'analyse en surface de fluides de formation, de récents développements dans l'analyse de fluides de fond de trou comprennent des techniques pour caractériser des fluides de formation au fond de trou dans un puits ou forage. Ici, l'appareil MDT peut comprendre un ou plusieurs modules d'analyse de fluides, tels que l'analyseur de fluides de composition (CFA) et l'analyseur de fluides en direct (LFA) de Schlumberger (marque déposée), par exemple, pour analyser des fluides de fond de trou SR 34294 JP/MM 2975726 5 échantillonnés par l'outil alors que les fluides sont encore situés au fond du trou. Dans des modules d'analyse de fluides de fond de trou du type décrit ci-dessus, des fluides de formation 5 qui doivent être analysés au fond du trou circulent à travers un module détecteur associé au module d'analyse de fluides, tels qu'un module de spectromètre, qui analyse les fluides en circulation par spectroscopie à absorption d'infrarouge, par exemple. Ici, un analyseur 10 optique de fluide (OFA), qui peut être situé dans le module d'analyse de fluides, peut identifier des fluides dans l'écoulement de circulation et quantifier la teneur en pétrole et en eau. Le brevet US n° 4 994 671 décrit un dispositif de forage ayant une 15 chambre d'essai, une source de lumière, un détecteur spectral, une base de données et un processeur. Les fluides extraits de la formation dans la chambre d'essai sont analysés en dirigeant la lumière au niveau des fluides, en détectant le spectre de la lumière 20 transmise et/ou rétrodiffusée, et en traitant les informations (sur la base d'informations dans la base de données concernant divers spectres), de manière à caractériser les fluides de formation. De plus, les brevets US n° 5 167 149 et 5 201 220 25 décrivent un dispositif pour estimer la quantité de gaz présent dans un écoulement de fluide. Un prisme est fixé à une fenêtre dans l'écoulement de fluide et une lumière est dirigée à travers le prisme vers la fenêtre. La lumière réfléchie à partir de 30 SR 34294 JP/MM 2975726 6 l'interface fenêtre/écoulement de fluide au niveau de certains angles spécifiques est détectée et analysée pour indiquer la présence de gaz dans l'écoulement de fluide. 5 Comme exposé dans le brevet US n° 5 266 800, un monitorage du spectre d'absorption optique d'échantillons de fluide obtenus dans le temps peut permettre de déterminer quand des fluides de formation, plutôt que des filtrats de boue, circulent dans le 10 module d'analyse de fluide. En outre, comme décrit dans le brevet US n° 5 331 156, en effectuant des mesures de densité optique (OD) de l'écoulement de fluide au niveau de certaines énergies prédéterminées, des fractions de pétrole et d'eau d'un écoulement de fluide 15 à deux phases peuvent être quantifiées. D'autre part, des échantillons extraits à partir du fond de trou sont analysés dans un laboratoire en surface en utilisant une unité de contrôle de pression et volume (PVCU) qui est utilisée à la température 20 ambiante et en chauffant les échantillons de fluide aux conditions de formation. Toutefois, une PVCU qui soit en mesure de fonctionner avec précision dans des conditions de haute température de fond de trou n'est pas actuellement disponible. Des dispositifs 25 traditionnels pour faire varier le volume d'échantillons de fluide dans des conditions de fond de trou utilisent la pression hydraulique, avec comme défaut correspondant le fait qu'il est difficile de commander avec précision la course et la vitesse du 30 SR 34294 JP/MM 2975726 7 piston dans les conditions de fond de trou à cause de variations de dilatation et de viscosité de l'huile qui sont dues aux températures extrêmes de fond de trou. Par ailleurs, des fuites d'huile au niveau de joints 5 toriques d'étanchéité se rencontrent sous les, hautes pressions de fond de trou, nécessitant une maintenance excessive du dispositif. Traditionnellement, une pompe de type à piston à course linéaire a été utilisée pour l'application 10 décrite. Toutefois, ce type de pompe a plusieurs désavantages quand il est utilisé pour des fluides de fond de trou. La pompe à piston à course linéaire est grande et nécessite un moteur très puissant avec vis à bille de pompage et soupapes. Le volume perdu de la 15 pompe de type à piston à course linéaire est très grand et il nécessite un joint d'étanchéité de pression dynamique sur les pistons. En outre, une pompe de ce type entraîne des variations de volume dans les fluides pompés. De plus, quand la pompe s'arrête, le fluide est 20 empêché de passer à travers. Autrement dit, sauf si la pompe fonctionne, il faut beaucoup de temps pour passer d'un premier échantillon d'un premier point de mesure à un deuxième échantillon d'un autre point de mesure en évacuant le premier échantillon hors de la conduite 25 d'écoulement en boucle fermée. En conséquence, deux échantillons sont mélangés et une erreur de mesure peut se produire quand le temps de purge n'est pas suffisant. En outre, une pompe à engrenages peut être utilisée pour l'application ci-dessus. Toutefois, la 30 taille d'une pompe à engrenages est grande et le volume perdu est également grand à cause de la dimension des 8 engrenages. Si une faible quantité de sable est présente dans le fluide, le sable adhère entre les engrenages et les détériore ou bloque leur rotation. De manière similaire à la pompe à piston à course linéaire, le fluide ne peut pas circuler à travers la pompe à engrenages quand elle n'est pas en service. Une pompe à vis excentrée (PCP) est également connue dans l'art antérieur. Cette pompe est utilisée comme une pompe de production de fond de trou. Cette pompe ne risque pas de se gripper à cause de la contamination par le sable. La pompe PCP est une pompe robuste et fiable dans des opérations de gisements pétrolifères, qui n'est pas obstruée par le sable. Toutefois, un stator PCP est réalisé avec un matériau élastique (généralement caoutchouc). Celui-ci n'est pas adapté pour l'utilisation dans des circuits à variations de pression rapides tels que des détecteurs de point de bulle. Celui-ci a une haute impédance d'écoulement inversé. Pour obtenir un grand débit, une grande hélice est nécessaire. La figure 15 montre un exemple de la structure d'une pompe à accouplement magnétique centrifuge. La pompe à accouplement magnétique centrifuge 300 comprend un corps 301, une roue hélice 304, un arbre 306, un aimant intérieur 308, un aimant extérieur 310 et un moteur 312. Le corps 301 comprend une entrée 302 à partir de laquelle des fluides 314 sont introduits et une sortie 303 à partir de laquelle les fluides 314 sont évacués. La roue hélice 304, l'arbre 306 et l'aimant intérieur 308 sont disposés dans le corps 301. La roue hélice 304 est disposée à une extrémité de 34294 J?/` M 2975726 9 l'arbre 306 et l'aimant intérieur 308 est disposé autour de l'arbre de manière que l'aimant intérieur 308 et la roue hélice 304 tournent avec l'arbre 306. L'aimant extérieur 310 est disposé à l'extérieur du 5 corps 301 pour faire face à l'aimant intérieur 308. L'aimant extérieur 310 est relié au moteur 312, de façon à être mis en rotation par le moteur 312. Quand l'aimant extérieur 310 est mis en rotation par le moteur 312, l'aimant intérieur 308 suit l'aimant 10 extérieur 310 pour faire tourner avec lui l'arbre 306 et la roue hélice 304. Avec cette fonction, le fluide 314 est introduit à partir de l'entrée 302 et évacué à partir de la sortie 303. Cette pompe a une capacité de grand débit, mais la pompe elle-même nécessite un 15 volume de fluide libre. En outre, l'impédance d'écoulement inversé dépend de l'espace entre la roue hélice 304 et le corps. La section de corps autour de la roue hélice 304 doit avoir un diamètre beaucoup plus grand que le diamètre de la ligne d'admission car cette 20 pompe utilise la force centrifuge. Par conséquent, l'épaisseur du corps doit être augmentée. Comme décrit ci-dessus, traditionnellement, on a rencontré des problèmes dans la recherche d'une pompe de circulation appropriée pour la circulation de fluides de fond de 25 trou.
Résumé de l'invention En conséquence de l'arrière-plan exposé ci-dessus, et d'autres facteurs qui sont connus dans le domaine de 30 l'analyse de fluides de fond de trou, les demandeurs ont découvert des procédés et dispositifs pour L. \. 34294 JP/MM i0 2975726 l'analyse de fond de trou de fluides de formation en isolant les fluides de la formation et/ou du trou de forage dans une conduite d'écoulement d'un module d'analyse de fluides. Dans des modes de réalisation de 5 l'invention, les fluides sont isolés avec une unité de contrôle de pression et volume (PVCU) qui est intégrée avec la conduite d'écoulement et des caractéristiques des fluides isolés sont déterminées en utilisant, en partie, l'unité PVCU. 10 Les demandeurs ont découvert en outre que, quand l'échantillon de fluide isolé est mis en circulation dans une conduite en boucle fermée, la précision des mesures de comportement de phase peut être améliorée. Par conséquent, afin de faire circuler l'échantillon 15 dans une ligne en boucle fermée, une pompe de circulation est disposée dans la conduite d'écoulement du dispositif. Selon un aspect de la présente invention, il est proposé une pompe de circulation pour la circulation de 20 fluides de fond de trou, comprenant un corps de pompe cylindrique à travers lequel les fluides s'écoulent dans une direction longitudinale de celui-ci ; un arbre qui est fixé dans le corps de pompe pour s'étendre dans la direction longitudinale du corps de pompe 25 cylindrique ; une roue hélice ayant un trou traversant en son centre à travers lequel l'arbre est inséré et en mesure de tourner autour de l'arbre dans le corps de pompe ; un coupleur magnétique cylindrique avec un trou traversant en son centre à travers lequel le corps de 30 pompe est inséré et en mesure de tourner autour du corps de pompe, le coupleur magnétique cylindrique 4294 JP/MM 2975726 comprenant un aimant ; et un moteur disposé à l'extérieur du corps de pompe et relié au coupleur magnétique pour faire tourner le coupleur magnétique autour du corps de pompe, dans lequel la roue hélice 5 est munie d'une pièce magnétique qui peut être reliée magnétiquement à l'aimant du coupleur magnétique cylindrique pour faire tourner la roue hélice autour de l'arbre en faisant tourner le coupleur magnétique cylindrique autour du corps de pompe. 10 Cette structure peut permettre de réduire au minimum la taille de la pompe de circulation. Par ailleurs, même quand la pompe de circulation n'est pas en service, les fluides peuvent passer à travers la conduite d'écoulement. Autrement dit, même quand la 15 pompe ne fonctionne pas, l'échantillon de fluide peut être introduit dans la conduite en boucle fermée. Ainsi, deux échantillons ne sont pas mélangés quand un premier échantillon d'un premier point de mesure est remplacé par un deuxième échantillon d'un autre point de mesure 20 en évacuant le premier échantillon hors de la conduite d'écoulement en boucle fermée. Par conséquent, le problème qui survient quand les échantillons doivent être remplacés comme décrit pour la pompe de type à piston à course linéaire peut être évité. En outre, la 25 pompe de circulation (aussi bien à l'intérieur qu'à l'extérieur de la conduite d'écoulement) peut être nettoyée et entretenue facilement. De plus, la pompe de circulation de la présente invention est une pompe de type à écoulement axial. 30 Dans une telle pompe de type à écoulement axial, l'impédance d'écoulement inversé devient inférieure à SR 34294 JP/MM 12 celle d'une pompe à accouplement magnétique centrifuge. Avec l'écoulement inversé, des fluides sont facilement et efficacement remplis dans le corps.
D'autres avantages et caractéristiques nouvelles de l'invention seront exposés dans la description qui suit ou peuvent être déduits par l'homme du métier à la lecture des informations ci-incluses ou par la mise en oeuvre de l'invention. Les avantages de l'invention peuvent être obtenus par le biais des moyens énoncés dans les revendications jointes. Brève description des dessins
Les dessins annexés illustrent des modes de réalisation préférés de la présente invention et accompagnent la description pour démontrer et expliquer des principes de la présente invention.
La figure 1 est une représentation schématique en coupe d'un exemple d'environnement de fonctionnement de la présente invention.
La figure 2 est une représentation schématique d'un mode de réalisation d'un système pour l'analyse de fond de trou de fluides de formation selon la présente invention avec un exemple de chaîne d'outils déployée dans un puits de forage.
La figure 3 représente schématiquement un mode de réalisation préféré d'une chaîne d'outils selon la présente invention avec un module d'analyse de fluides ayant une unité de contrôle de pression et volume (PVCU) pour l'analyse de fond de trou de fluide de formation.
SR 34294 JP/MM 2975726 13 La figure 4 représente schématiquement un exemple d'un module d'analyse de fluides avec un dispositif d'unité de contrôle de pression et volume (PVCU) selon un mode de réalisation pour la caractérisation de fond 5 de trou de fluides en isolant les fluides de formation. La figure 5 est une illustration schématique d'un dispositif PVCU avec un réseau de capteurs dans un module d'analyse de fluides selon un mode de réalisation de la présente invention. 10 La figure 6 est une représentation schématique d'un système de détection de diffusion du dispositif PVCU selon un mode de réalisation de la présente invention. La figure 7 représente schématiquement la 15 structure du module d'analyse de fluides avec le dispositif PVCU selon un autre mode de réalisation d'une manière simplifiée. La figure 8 représente la structure de la pompe de circulation selon un mode de réalisation de la présente 20 invention. La figure 9 représente la structure d'un ensemble de roue hélice pour la pompe de circulation pour un mode de réalisation de la présente invention. La figure 10 est une illustration schématique de 25 la structure d'un ensemble de roue hélice de la pompe de circulation. La figure 11 représente schématiquement une vue en coupe de la pompe de circulation montrant le corps de pompe, la roue hélice, l'arbre et le coupleur 30 magnétique. SR 34294 JP/MM 2975726 14 La figure 12 représente une relation entre la vitesse d'écoulement qui est générée par la pompe de circulation et la viscosité de l'échantillon. La figure 13 représente la structure de la pompe 5 de circulation pour un autre mode de réalisation de la présente invention. La figure 14 représente schématiquement encore un autre mode de réalisation d'un module d'analyse de fluides selon la présente invention. 10 La figure 15 représente un exemple de la structure d'une pompe à accouplement magnétique centrifuge. Sur tous les dessins, des numéros de référence identiques indiquent des éléments similaires mais pas nécessairement identiques. Alors que l'invention est 15 susceptible de diverses modifications et formes alternatives, des modes de réalisation spécifiques ont été représentés à titre d'exemple sur les dessins et seront décrits en détail ci-après. Toutefois, il doit être entendu que l'invention n'est pas censée être 20 limitée aux formes particulières décrites. Au contraire, l'invention est destinée à couvrir toutes les modifications, équivalents et variantes se trouvant dans la portée de l'invention telle que définie par les revendications jointes. 25 Description détaillée Des modes de réalisation et aspects illustratifs de l'invention seront décrits ci-dessous. Par soucis de clarté, tous les éléments d'une mise en oeuvre réelle ne 30 sont pas décrits dans cette description. Il sera bien sûr apprécié que dans le développement de n'importe SR 34294 JP/MM 2975726 15 quel mode de réalisation réel, de nombreuses décisions spécifiques à la mise en oeuvre doivent être prises pour atteindre des buts spécifiques des ingénieurs de mise au point, comme une conformité avec des contraintes 5 liées au système et liées au travail, lesquelles varieront d'une mise en oeuvre à une autre. Par ailleurs, il sera apprécié qu'un tel effort de développement pourrait être complexe et de longue durée, mais serait néanmoins une affaire de routine pour l'homme du métier 10 avec le bénéfice de la description ci-incluse. La présente invention est applicable à l'exploration et au développement de gisements pétrolifères dans des domaines comme l'analyse de fluides de fond de trou utilisant un ou plusieurs 15 modules d'analyse de fluide dans l'appareil d'essai modulaire de dynamique de formation (MDT) de Schlumberger (marque déposée), par exemple. La figure 1 est une représentation schématique en coupe d'un exemple d'environnement de fonctionnement de 20 la présente invention dans lequel un véhicule de service 10 est situé dans un chantier de forage comprenant un trou de forage ou puits 12 avec un outil de trou de forage 20 suspendu à l'intérieur, à l'extrémité d'un câble conducteur 22. La figure 1 25 représente une installation possible pour l'utilisation de la présente invention et d'autres environnements sont également considérés par la présente invention. Généralement, le trou de forage 12 contient une combinaison de fluides tels que de l'eau, du filtrat de 30 boue, des fluides de formation, etc. L'outil de trou de forage 20 et le câble conducteur 22 sont généralement SR 34294 JP/MM 2975726 16 agencés et structurés par rapport au véhicule de service 10 comme représenté schématiquement sur la figure 1, dans un exemple d'agencement. La figure 2 représente un mode de réalisation 5 illustratif d'un système 14 pour l'analyse et l'échantillonnage de fond de trou de fluides de formation selon le mode de réalisation préféré de la présente invention, par exemple, alors que le véhicule de service 10 est situé sur un chantier de forage (voir 10 figure 1). Sur la figure 2, un système de forage 14 comprend un outil de trou de forage 20, qui peut être utilisé pour tester des formations géologiques et analyser la composition de fluides provenant d'une formation. L'outil de trou de forage 20 est 15 généralement suspendu dans le trou de forage 12 (voir également figure 1) à partir de l'extrémité inférieure d'un câble conducteur ou câble de diagraphie multiconducteur 22 enroulé sur un treuil 16 (voir à nouveau la figure 1) au niveau de la surface de 20 formation. Le câble de diagraphie 22 est généralement connecté électriquement à un système de commande électrique 24 ayant des systèmes électroniques et de traitement appropriés pour l'outil de trou de forage 20. En se référant également à la figure 3, l'outil de 25 forage 20 comprend un corps allongé 26 contenant une pluralité de modules et composants électroniques, qui sont représentés schématiquement sur les figures 2 et 3, et destinés à fournir la fonctionnalité nécessaire et désirée à l'outil de trou de forage 20. Un ensemble 30 d'admission de fluide sélectivement extensible 28 et un élément d'ancrage d'outil sélectivement extensible 30 SR 34294 JP/MM 17 (voir figure 2) sont agencés respectivement sur des côtés opposés du corps allongé 26. L'ensemble d'admission de fluide 28 est utilisable pour sceller ou isoler sélectivement des portions sélectionnées d'une paroi de trou de forage 12 de manière qu'une communication de fluide ou de pression avec la formation terrestre adjacente soit établie. L'ensemble d'admission de fluide 28 peut être un module de sonde unique 29 (représenté sur la figure 3) et/ou un module de groupement 31 (également représenté schématiquement sur la figure 3). Des exemples d'outils de trou de forage sont décrits dans les brevets US précités
n° 3 780 575 et 3 859 851 et dans le brevet US
n° 4 860 581.
Un ou plusieurs modules d'analyse de fluides 32 sont disposés dans le corps d'outil 26. Les fluides sont obtenus à partir d'une formation et/ou d'un écoulement de trou de forage à travers une conduite d'écoulement 33, via le ou les modules d'analyse de fluides 32 et peuvent être ensuite évacués à travers un orifice d'un module de pompage 38 (voir figure 3). En variante, des fluides de formation dans la conduite d'écoulement 33 peuvent être dirigés vers une ou plusieurs chambres de réception de fluide 34 et 36, telles que des chambres d'échantillon de 3,785, 10,40875 ou 22,71 litres (1, 234 ou 6 gallons) et/ou six modules à échantillons multiples de 450 cm3, pour recevoir et retenir les fluides obtenus à partir de la formation pour le transport à la surface. Des exemples des modules d'analyse de fluides 32 sont décrits dans SR 34294 JP/MM 2975726 18 les publications des demandes de brevet US n° 2006/0243047A1 et 2006/0243033A1. Les ensembles d'admission de fluide, un ou plusieurs modules d'analyse de fluides, le parcours 5 d'écoulement et les chambres de réception, et d'autres éléments fonctionnels de l'outil de trou de forage 20, sont commandés par des systèmes de commande électrique, tels que le système de commande électrique de surface 24 (voir figure 2). De préférence, le système de 10 commande électrique 24 et d'autres systèmes de commande situés dans le corps d'outil 26, par exemple, comprennent une capacité de traitement pour la caractérisation de fluides de formation dans l'outil 20, comme décrit plus en,détail ci-dessous.
15 Le système 14 de la présente invention, dans ses divers modes de réalisation, comprend de préférence un processeur de commande 40 relié fonctionnellement à l'outil de trou de forage 20. Le processeur de commande 40 est illustré sur la figure 2 comme un élément du 20 système de commande électrique 24. De préférence, les procédés de la présente invention sont mis en oeuvre dans un programme d'ordinateur qui est exécuté dans le processeur 40 situé, par exemple, dans le système de commande 24. En fonctionnement, le programme est couplé 25 pour recevoir des données, par exemple, à partir du module d'analyse de fluides 32, via le câble conducteur 22, et pour transmettre des signaux de commande à des éléments fonctionnels de l'outil de trou de forage 20. Le programme d'ordinateur peut être stocké sur un 30 support de mémoire 42 utilisable par ordinateur, SR 34294 JP/MM 2975726 19 associé au processeur 40, ou peut être stocké sur un support de mémoire externe 44 utilisable par ordinateur et couplé électroniquement au processeur 40 pour l'utilisation selon les besoins. Le support de mémoire 5 44 peut être d'un ou de plusieurs types de supports de mémoire actuellement connus, tels qu'un disque magnétique s'installant dans une unité de disque, ou un CD-ROM lisible optiquement, ou un dispositif lisible de n'importe quel autre type, comprenant un dispositif de 10 stockage à distance couplé sur une ligne de communication commutée, ou des supports de mémoire futurs pour les besoins et objectifs décrits ici. Dans certains modes de réalisation de la présente invention, les procédés et dispositifs décrits ici 15 peuvent être mis en oeuvre dans un ou plusieurs modules d'analyse de fluides de l'outil d'essai de formation de Schlumberger (marque déposée), l'appareil d'essai modulaire de dynamique de formation (MDT). La présente invention fournit avantageusement un outil d'essai de 20 formation, tel que le MDT, avec une fonctionnalité avancée pour la caractérisation de fond de trou de fluides de formation et la collecte d'échantillons de fluides de formation. Ici, l'outil d'essai de formation peut être utilisé avantageusement pour échantillonner 25 des fluides de formation en relation avec la caractérisation de fond de trou de fluides de formation. La figure 4 représente schématiquement un exemple d'un module d'analyse de fluides 32 avec un dispositif d'unité de contrôle de pression et volume (PVCU) 70 30 selon le présent mode de réalisation pour la è SR 34294 JP/MM caractérisation de fond de trou de fluides en isolant les fluides de formation (voir figure 3). Dans des modes de réalisation préférés, le dispositif PVCU 70 peut être intégré avec la conduite d'écoulement 33 du module 32. Le dispositif 70 comprend une conduite de dérivation 35 et une conduite de circulation 37 en communication de fluide, via la conduite d'écoulement principale 33, avec une formation entourant un trou de forage. Dans un mode de réalisation préféré, le dispositif 70 comprend deux vannes à étanchéité 53 et 55 associées fonctionnellement à la conduite de dérivation 35. Les vannes 53 et 55 sont situées de manière à contrôler l'écoulement de fluides de formation dans le segment de conduite de dérivation 35 de la conduite d'écoulement principale 33 et à isoler des fluides de formation dans la conduite de dérivation 35 entre les deux vannes 53 et 55. Une vanne 59 peut être située sur la conduite principale 33 pour contrôler l'écoulement de fluide dans la conduite principale 33. Par exemple, chacune des vannes à étanchéité 53 et 55 peut avoir un moteur sans balais à courant continu actionné électriquement ou un moteur pas à pas avec un agencement de piston associé pour ouvrir et fermer la vanne. Les vannes à étanchéité 53 et 55 peuvent être remplacées par n'importe quel dispositif approprié de contrôle d'écoulement, comme une pompe, soupape ou autre dispositif mécanique et/ou électrique, pour lancer ou arrêter l'écoulement de fluides dans la conduite de dérivation 35. Par ailleurs, des combinaisons de dispositifs peuvent être utilisées lorsque nécessaire SR 34294 JP/MM 2975726 21 ou souhaitable pour la mise en pratique de la présente invention. Un ou plusieurs capteurs optiques, tels qu'un spectromètre optique 56, à 36 voies, relié par un 5 faisceau de fibres optiques 57 à une cellule optique ou réfractomètre 60, et/ou un détecteur de fluorescence/réfraction 58, peuvent être agencés sur la conduite de dérivation 35, pour se trouver entre les vannes 53 et 55. Les capteurs optiques peuvent être 10 avantageusement utilisés pour caractériser des fluides s'écoulant ou retenus dans la conduite de dérivation 35. Les brevets US n° 5 331 156 et n° 6 476 384 et la demande de brevet US n° 2004/0000636A1 décrivent des procédés de caractérisation de fluides de formation.
15 Un dispositif de mesure de pression/température 64 et/ou un détecteur de résistance 74 peuvent également être disposés sur la conduite de dérivation 35 pour acquérir des mesures de résistance électrique, pression et/ou température de fluides dans la conduite de 20 dérivation 35 entre les vannes à étanchéité 53 et 55. Un détecteur chimique 69 peut être disposé pour mesurer des caractéristiques des fluides, telles que 002, H2S, pH, parmi d'autres propriétés chimiques. Un transducteur à ultrasons 66 et/ou un capteur de densité 25 et viscosité (tige à vibration) 68 peut également être disposé pour mesurer des caractéristiques de fluides de formation s'écoulant ou capturés dans la conduite de dérivation 35 entre les vannes 53 et 55. Le brevet US n° 4 860 581 30 SR 34294 JP/MM 2975726 22 décrit un dispositif pour l'analyse de fluides par des mesures de résistance électrique et/ou de pression de fluides de fond de trou. Le brevet US n° 6 758 090 et la demande de brevet n° 2002/0194906A1 décrivent des 5 procédés et dispositifs de détection de pression de point de bulle et des détecteurs de fluides à base de microsystèmes électromagnétiques MEMS, respectivement. Un groupe de pompe 71, telle qu'un groupe de pompe à seringue, peut être agencé par rapport à la conduite 10 de dérivation 35 pour contrôler le volume et la pression de fluides de formation dans la conduite de dérivation 35 entre les vannes 53 et 55. La figure 5 représente la structure du groupe de pompe 71. Les détecteurs tels que le spectromètre 56, 15 le détecteur chimique 69, le détecteur de densité et viscosité 68 et similaires, sont représentés simplement par le numéro 11. Le groupe de pompe 71 a un moteur électrique à impulsion/pas à pas à courant continu avec un engrenage 20 pour réduire l'effet de jeu mécanique ; une vis à bille 80 avec joint un capteur de moteur-vis à ; et un bloc piston 80. le groupe de températures de dérivation avec une soupape d'admission (non représentée) est 79 ; un agencement à piston et manchon torique d'étanchéité (non représenté) ; position linéaire 82 ; un accouplement bille 93 ; des paliers de vis à bille 77 25 75 reliant la vis à bille 79 au Avantageusement, le dispositif PVCU 70 et pompe 71 peuvent fonctionner à hautes jusqu'à 200 °C. La section de la conduite 30 SR 34294 JP/MM 2975726 23 directement raccordée au groupe de pompe 71 pour réduire le volume libre du fluide de formation isolé. Ici, en situant le piston 80 du groupe de pompe 71 suivant la même direction axiale que la conduite de 5 dérivation 35, le volume libre des fluides isolés est réduit du fait que le volume de fluides restant dans la conduite de dérivation 34 provenant de fluides précédemment échantillonnés affecte les propriétés de fluide de fluides échantillonnés successivement.
10 Pour diminuer le jeu mécanique du moteur, un engrenage réducteur 1/160 peut être utilisé et, pour commander avec précision la position du piston 80, un moteur pas à pas à courant continu avec une impulsion de 1,8 degré peut être utilisé. L'axe du piston 80 peut 15 être décalé de l'axe de la vis à bille 79 et du moteur 73 de manière que la longueur totale de l'outil soit réduite au minimum. En fonctionnement, le mouvement de rotation du moteur 73 est transféré dans le déplacement axial du 20 piston 80 par le biais de la vis à bille 79 avec une clavette de guidage 91. Une variation de volume peut être déterminée par la valeur de déplacement du piston 80, lequel peut être mesuré directement par un potentiomètre électrique 82, par exemple, tout en 25 contrôlant avec précision et de manière variable la rotation du moteur 73, avec une impulsion de 1,8 degré, par exemple. Le moteur électrique à impulsion à courant continu 73 peut faire varier le volume de fluides de formation retenus dans la conduite d'écoulement en 30 actionnant le piston 80, relié au moteur 73, par le biais d'une électronique de commande utilisant des SR 34294 JP/MM 2975726 24 signaux de détecteurs de position. Du fait qu'un mode de réalisation préféré de l'invention comprend un moteur à impulsion et un détecteur de position à haute résolution, le fonctionnement de l'unité PVCU peut être 5 contrôlé avec un haut degré de précision. La variation de volume est calculée par une superficie du piston multipliée par la distance de déplacement enregistrée par un détecteur de position linéaire ou de déplacement, tel qu'un potentiomètre, qui est relié 10 fonctionnellement au piston. Durant la variation de volume, plusieurs capteurs, tels que des capteurs de pression, température, densité ou chimiques et des capteurs optiques, peuvent mesurer les propriétés de l'échantillon de fluide capturé.
15 Le moteur électrique 73 peut être actionné pour faire varier le volume des fluides isolés. La position de déplacement du piston 80 peut être directement mesurée par le capteur de position 82, fixé via un joint à écrou 95 et cale 75 avec le piston 80, alors 20 que l'entrée d'impulsion sur le moteur 73 commande avec précision la vitesse et la distance de déplacement du piston 80. L'unité PVCU 70 est configurée sur la base de la performance de moteur désirée exigée par les conditions ambiantes de fond de trou, le temps de 25 fonctionnement, le réducteur et le pas de la vis à bille 79. Après que les mesures de caractérisation de fluide ont été terminées par les capteurs et dispositifs de mesure du module 32, le piston 80 est ramené à sa position initiale et les vannes à 30 étanchéité 52 et 54 sont ouvertes de manière que l'unité PVCU 70 soit prête pour une autre opération. SR 34294 JP/MM 2975726 25 Un imageur 72, tel qu'une caméra à dispositif à couplage de charge (CCD), peut être disposé sur la conduite de dérivation 35 pour l'imagerie spectrale pour caractériser le comportement de phase de fluides 5 de fond de trou isolés dans celle-ci, comme décrit dans la demande de brevet US n° 11/204 134. Un système de détection de diffusion 76 peut être disposé sur la conduite de dérivation 35 pour détecter des particules, tels que asphalthène, bulles, 10 brouillard d'huile provenant de condensat de gaz, qui se dégagent de fluides isolés dans la conduite de dérivation 35. La figure 6 est une représentation schématique d'un système de détection de diffusion du dispositif 70 15 selon un mode de réalisation de la présente invention. Avantageusement, le détecteur de diffusion 76 peut être utilisé pour surveiller la séparation de phase par détection du point de bulle comme représenté graphiquement sur la figure 6.
20 Le détecteur de diffusion 76 comprend une source de lumière 84, un premier photodétecteur 86 et, en option, un deuxième photodétecteur 88. Le deuxième photodétecteur 88 peut être utilisé pour évaluer une fluctuation d'intensité de la source de lumière 84 pour 25 confirmer que la variation ou baisse d'intensité est due à la formation de bulles ou de particules solides dans les fluides de formation qui sont examinés. La source de lumière 84 peut être sélectionnée parmi une SR 34294 JP/MM 2975726 26 source halogène, une DEL, une diode laser, par d'autres sources lumineuses connues appropriées pour les besoins de la présente invention. Le détecteur de diffusion 76 comprend également 5 une cellule d'échantillon à haute pression et haute température 90 avec fenêtres telles que la lumière provenant de la source de lumière 84 passe à travers des fluides de formation, s'écoulant ou retenus dans la conduite d'écoulement 33, vers le photodétecteur 86 de 10 l'autre côté de la conduite d'écoulement par rapport à la source de lumière 84. Une optique convergente appropriée 92 peut être disposée entre la source de lumière 84 et le photodétecteur 86 de manière que la lumière provenant de la source de lumière 84 soit 15 recueillie et dirigée sur le photodétecteur 86. En option, un filtre optique 94 peut être disposé entre l'optique 92 et le photodétecteur 86. Ainsi, du fait que l'effet de diffusion est dépendant de la taille de particules, c'est-à-dire maximum pour des longueurs 20 d'ondes similaires ou inférieures aux tailles de particules, en sélectionnant des longueurs d'ondes appropriées en utilisant le filtre optique 94, il est possible d'obtenir des données appropriées sur des dimensions de bulles/particules.
25 En se référant à nouveau à la figure 4, une pompe de circulation 78 est disposée sur la conduite de circulation 37. Du fait que la conduite de circulation 37 est une conduite en boucle de la conduite de dérivation 35, la pompe de circulation 78 peut être 30 utilisée pour faire circuler des fluides de formation qui sont isolés dans la conduite de dérivation 35 dans SR 34294 JP/MM 2975726 27 une boucle formée par la conduite de dérivation 35 et la conduite de circulation 37. La conduite de dérivation 35 est mise en boucle, via la conduite de circulation 37, et la pompe de 5 circulation 78 est disposée sur la conduite en boucle 35 et 37 de manière que des fluides de formation isolés dans la conduite de dérivation 35 puissent être mis en circulation, par exemple, durant la caractérisation de comportement de phase. Quand l'échantillon de fluide 10 isolé dans la conduite de dérivation 35 est mis en circulation dans une conduite en boucle fermée, la précision des mesures de comportement de phase peut être améliorée. La figure 7 représente schématiquement d'une 15 manière simplifiée la structure du module d'analyse de fluides 32 avec le dispositif PVCU 70 selon un mode de réalisation illustratif. Durant la tâche d'échantillonnage, les fluides de formation s'écoulent dans la conduite d'écoulement 20 principale 33 alors que les vannes à étanchéité 53 et 55 sont fermées et la vanne à étanchéité 59 est ouverte. A ce moment, d'autres modules d'analyse de fluides analysent les caractéristiques de l'échantillon s'écoulant à l'intérieur de la conduite d'écoulement 25 principale 33. Quand l'écoulement d'échantillon devient stable, la contamination d'échantillon est suffisamment faible, et quand l'échantillon est une phase unique, l'échantillon est recueilli dans la chambre 30 d'échantillonnage. Après que l'échantillon a été recueilli ou que l'utilisateur a décidé de démarrer une SR 34294 JP/MM 2975726 28 analyse de comportement de phase, la vanne à étanchéité 59 est fermée et les vannes à étanchéité 53 et 55 sont ouvertes. Ensuite, l'échantillon s'écoule dans la conduite de dérivation 35 et la conduite de circulation 5 37. Après que l'échantillon a circulé pendant quelques minutes dans la conduite de dérivation 35 et la conduite de circulation 37, les vannes à étanchéité 53 et 55 sont fermées et la vanne à étanchéité 59 est ouverte pour capturer l'échantillon à l'intérieur de la 10 conduite de dérivation 35 et la conduite de circulation 37. Ensuite, la pompe de circulation 78 est démarrée alors que le capteur de densité et viscosité 68 mesure la densité et la viscosité de l'échantillon. La vitesse 15 de la pompe de circulation 78 (débit d'échantillonnage) peut être contrôlée par le logiciel situé en surface sur la base de la densité et de la viscosité mesurées par le capteur de densité et viscosité 68. Ensuite, l'unité de pompe PVCU 71 change la pression de 20 l'échantillon capturé dans la conduite de dérivation 35 et la conduite de circulation 37 alors que le dispositif de mesure de pression/température 64 mesure la variation de pression et la température de l'échantillon. Le détecteur de diffusion 76 surveille 25 le solide (précipitation solide à partir du liquide ou pétrole provenant du condensat) ou le gaz (bulles provenant du liquide) qui sort. La structure de la pompe de circulation 78 d'un mode de réalisation illustratif sera maintenant décrite 30 en référence aux figures 8 à 11. La figure 8 représente un exemple de la structure de la pompe de circulation SR 34294 JP/MM 2975726 29 du présent mode de réalisation. Dans ce mode de réalisation, la pompe de circulation 78 est une pompe d'écoulement de type en ligne qui présente une faible impédance d'écoulement dans la condition d'arrêt par 5 rapport à la pompe de type à piston à course linéaire ou pompe à engrenages traditionnelle. Dans ce mode de réalisation, la pompe de circulation 78 est située sur la conduite de circulation 37. La pompe de circulation 78 comprend un ensemble de 10 roue hélice 100, un corps de pompe cylindrique 101, un coupleur magnétique 120 et un moteur 124. L'ensemble de roue hélice 100 est disposé dans le corps de pompe 101. Le coupleur magnétique 120 et le moteur 124 sont disposés à l'extérieur du corps de pompe 101.
15 Le matériau pour former le corps de pompe 101 devrait avoir une résistance à la corrosion par H2S et autre érosion et corrosion chimique par les fluides de fond de trou, car le fluide de formation est directement en contact avec le corps de pompe 101. De 20 plus, le corps de pompe 101 peut être constitué d'un alliage non magnétique. Le matériau pour le corps de pompe 101 peut être, par exemple, Ti6A14V, K-MONELO (un alliage de nickel, cuivre et aluminium) ou INCONEL@ (un super alliage à base de nickel). Dans un autre cas, le 25 corps de pompe 101 peut être constitué d'un matériau plastique pourvu que le matériau ait une résistance mécanique suffisante et une haute résistance à la corrosion. Le corps de pompe 101 forme une partie de la 30 conduite de circulation 37. Le corps de pompe 101 peut être formé de manière que la section où l'ensemble de SR 34294 JP/MM 2975726 30 roue 100 est placé ait un diamètre plus grand que celui du reste de la conduite de circulation 37. La structure de l'ensemble de roue hélice 100 est représentée sur les figures 9 et 10. La figure 10 représente 5 schématiquement la structure de l'ensemble de roue hélice 100 pour les besoins de la présente explication. L'ensemble de roue hélice 100 comprend un arbre 102, un diffuseur 104, une roue hélice 106, un stabilisateur d'écoulement 108 et une pièce polaire de 10 coupleur magnétique 107. Le diffuseur 104, la roue hélice 106 et le stabilisateur 108 ont respectivement un trou central traversant pour l'insertion de l'arbre 102. Le stabilisateur 108 et le diffuseur 104 sont formés pour bloquer l'arbre 102 dans ceux-ci. Le 15 stabilisateur 108 et le diffuseur 104 sont fixés à l'intérieur du corps de pompe 101 et l'arbre 102 est par conséquent maintenu dans le corps de pompe 101. La roue hélice 106 est formée pour être capable de tourner autour de l'arbre 102. La pièce polaire de 20 coupleur magnétique 107 est fixée à la roue hélice 106 de manière que la pièce 107 tourne également autour de l'arbre 102 avec la roue hélice 106. La roue hélice 106 et la pièce polaire de coupleur magnétique 107 sont directement en contact avec les 25 fluides de formation et, par conséquent, devraient avoir une haute résistance à la corrosion. La pièce polaire de coupleur magnétique 107 peut être constituée d'un matériau ferromagnétique. La pièce polaire de coupleur magnétique 107 peut être constituée de nickel, 30 ou un alliage comprenant du nickel, ou un matériau ferromagnétique, avec un revêtement non corrosif tel SR 34294 JP/MM 2975726 31 que, par exemple, un placage d'or. Avec cette structure, la pièce polaire de coupleur magnétique 107 peut avoir une haute résistance à la corrosion sous haute pression et haute température. Dans un exemple, la roue hélice 5 106 et la pièce polaire de coupleur magnétique 107 peuvent être formées séparément. Dans un tel cas, la roue hélice 106 peut être constituée d'un matériau plastique tel que, par exemple, du polyéther éther cétone (PEEK) ou similaire. Dans d'autres exemples, la 10 roue hélice 106 et la pièce polaire de coupleur magnétique 107 peuvent être formées en une seule pièce. Dans un tel cas, la roue hélice 106 fonctionne comme une partie du coupleur magnétique. Par conséquent, la roue hélice 106 et la pièce polaire de coupleur 15 magnétique 107 peuvent alors être formées à partir d'un matériau ferromagnétique. Le stabilisateur d'écoulement 108 règle l'écoulement des fluides dans la conduite d'écoulement 37. Le diffuseur 74 règle également l'écoulement des 20 fluides dans la conduite d'écoulement 37. Le diffuseur 74 a un profil conique de manière que les fluides dans le corps de pompe 101 ayant un diamètre supérieur à celui du reste de la conduite de circulation 37 soient guidés de manière uniforme vers le reste de la conduite 25 de circulation 37. L'arbre 102, le stabilisateur 108 et le diffuseur 104 sont aussi directement en contact avec les fluides de formation et, par conséquent, doivent avoir une haute résistance à la corrosion. L'arbre 102 peut être 30 constitué de INCONEL® 718, INCONEL@ 725, INCONEL® 750, Ti6A14V ou MONEL® K500. Le stabilisateur 108 peut être SR 34294 JP/MM 2975726 32 constitué de INCONEL® 718, INCONEL® 725, INCONEL® 750, Ti6A14V ou MONEL® K500, ou d'un matériau plastique tel que, par exemple, polyéther éther cétone (PEEK) ou similaire. Le diffuseur 104 peut être constitué de 5 INCONEL® 718, INCONEL® 725, INCONEL® 750, Ti6A14V ou MONEL® K500, ou d'un matériau plastique tel que, par exemple, polyéther éther cétone (PEEK) ou similaire. En se référant également à la figure 8, la pompe de circulation 78 de ce mode de réalisation illustratif 10 est une pompe de circulation de type à entraînement direct. La pompe 78 utilise un moteur pas à pas à axe creux pour entraîner directement en rotation le coupleur magnétique 120. Le coupleur magnétique 120 et le moteur 124 ont respectivement un trou central à 15 travers lequel le corps de pompe 101 est inséré. Le corps de pompe 101 est inséré dans le trou central du coupleur magnétique 120 et du moteur 124. Le coupleur magnétique 120 est relié au rotor du moteur 124 au moyen de vis ou similaires. Le coupleur magnétique 120 20 comprend deux aimants 122 (un seul aimant est représenté ici), un transmetteur rotatif magnétique cylindrique 121, et une partie de fixation 123 qui fixe les aimants 122 à l'intérieur du transmetteur rotatif 121. La partie de fixation 123 est formée avec un 25 profil cylindrique avec un trou central traversant à travers lequel le corps de pompe 101 est inséré. Le transmetteur rotatif magnétique cylindrique 121 peut être constitué de matériau ferromagnétique dans ce mode de réalisation. Le transmetteur 121 est formé avec une 30 fenêtre 125 qui est prévue pour réduire le poids du SR 34294 JP/MM 2975726 33 transmetteur 121 et pour fixer le transmetteur 121 au moteur 124. La figure 11 représente schématiquement la vue en coupe de la pompe de circulation 78 montrant le corps 5 de pompe 101, la roue hélice 106, l'arbre 102 et le coupleur magnétique 120. Le coupleur magnétique 120 a une forme cylindrique et un trou central traversant. Deux aimants 122 du coupleur magnétique 120 sont représentés. La partie de 10 fixation 123 fixe les aimants 122 à l'intérieur du transmetteur rotatif 121 pour former le trou traversant. La partie de fixation 123 fixe les deux aimants 122 pour qu'ils soient en face l'un de l'autre avec le trou traversant interposé entre eux.
15 Les aimants 122 peuvent être des aimants permanents. Ces aimants 122 peuvent être des aimants de terres rares tels que des aimants de samarium ou des aimants de néodymium, tels que caractérisés par SmCO5, Nd2Fe14B et Sm2Co17. Dans ce mode de réalisation, les 20 aimants 122 peuvent être des aimants de type SmCo5. En utilisant ce matériau, les aimants 122 peuvent tolérer des conditions de haute température. Le transmetteur rotatif cylindrique 121 peut être réalisé en acier. Le transmetteur 121 est relié au 25 moteur 124 pour être entraîné en rotation par le moteur 124. Les aimants 122 sont fixés à l'intérieur du transmetteur 121 par la partie de fixation 123. La partie de fixation 123 peut être constituée d'un matériau de résine tel que PEEKT" (polyéther éther 30 cétone). La partie de fixation 123 peut être formée avec une forme cylindrique ayant un trou traversant en SR 34294 JP/MM 2975726 34 son centre avec les aimants 122 installés dedans pour être en face l'un de l'autre. Comme pour la structure du présent mode de réalisation, comme les aimants 122 sont entourés par le transmetteur rotatif 5 ferromagnétique cylindrique 121, la force magnétique est confinée dans le transmetteur 121 et la force magnétique est efficacement transmise par les aimants 122 aux pièces polaires de coupleur magnétique 107. Ainsi, une force magnétique suffisante peut être 10 obtenue même quand la viscosité du fluide de formation est élevée. L'ensemble de roue hélice 100 peut comprendre deux pièces polaires de coupleur magnétique 107 de manière que les pièces 107 soient respectivement en face des 15 deux aimants 122 et le corps de pompe 101 interposé entre elles quand le corps de pompe 101 est inséré dans le trou traversant du coupleur magnétique 120. En se référant également aux figures 8-10, l'hélice du moteur 124 peut faire tourner le coupleur 20 magnétique 120 autour du corps de pompe 101. Dans ce mode de réalisation, l'hélice du moteur 124 tourne elle-même autour du corps de pompe 101. Cette structure peut réduire la dimension de la pompe de circulation 78. La vitesse de rotation du moteur 124 est sélectionnée 25 pour être supérieure à 15 000 tours/minute pour fournir un flux suffisant, comme cela sera expliqué par la suite. Quand le coupleur magnétique 120 tourne autour du corps de pompe 101, la roue hélice 106 tourne également 30 autour de l'arbre 102 du fait que les pièces 107 fixées à la roue hélice 106 suivent le mouvement des aimants SR 34294 JP/MM 2975726 35 122, respectivement. Cela signifie que le coupleur magnétique 120 est couplé magnétiquement à la roue hélice 106. Le moteur 124 peut faire tourner la roue hélice 106 de l'extérieur de la conduite de circulation 5 37 sans être directement relié à la roue hélice 106. Une force de rotation est générée par le moteur 124 qui n'a pas d'interconnexion électrique entre l'intérieur et l'extérieur du corps de pompe 101. Le couple moteur est transféré à la roue hélice 106 par le biais du 10 coupleur magnétique 120. Par conséquent, le moteur 124 peut être placé à l'extérieur de la conduite de circulation 37. Ainsi, le moteur 124 ne nécessite pas un joint de pression dynamique et la taille de la pompe et le volume libre peuvent être réduits. Par ailleurs, 15 même quand la pompe de circulation 78 n'est pas en service, des fluides peuvent passer à travers la conduite de circulation l'intérieur et à l'extérieur de la conduite de 20 circulation 37) peut être nettoyée et entretenue facilement. La force du coupleur magnétique 120 varie exponentiellement avec l'entrefer entre pôle (pièces polaires 107) et aimant (aimants 122), qui est 25 l'épaisseur du corps de pompe 101. Par conséquent, le corps de pompe 101 devrait avoir l'épaisseur minimale qui est nécessaire pour supporter la pression interne générée dans le corps de pompe 101. Par exemple, l'épaisseur du corps de pompe 101 peut être d'environ 30 3 mm quand le corps de pompe 101 est constitué de Ti6A14V. circulation 37. Par conséquent, la pompe 78 (c'est-à-dire les composants de SR 34294 JP/MM 2975726 36 La pompe de circulation 78 opère comme un agitateur pour mélanger l'échantillon à l'intérieur de la conduite de circulation 37 et pour créer des bulles ou solides dans la conduite de circulation 37. Avec 5 cette fonction de la pompe de circulation 78, des bulles et solides qui sont générés sont amenés au détecteur de diffusion 76. La valeur de pression est enregistrée quand le détecteur de diffusion 76 détecte les bulles ou solides. La vitesse d'écoulement dans la 10 conduite de circulation 37 dépend de la performance de la pompe de circulation 78 et de la viscosité de l'échantillon. La pompe de circulation 78 peut générer un flux suffisant pour amener un échantillon ayant une viscosité élevée, aussi grande que 10 centipoises, au 15 détecteur de diffusion 76. La figure 12 montre une relation entre la vitesse d'écoulement qui est générée par la pompe de circulation 78 et la viscosité de l'échantillon. La vitesse d'écoulement est fortement liée à la vitesse de 20 rotation de la roue hélice 106 et à la viscosité de l'échantillon. Il est considéré que plus de 4 cm3/s de la vitesse d'écoulement sont appropriés pour mesurer le point de bulle d'un échantillon ayant une quelconque viscosité dans le dispositif 32 du présent mode de 25 réalisation. Afin de fournir 4 cm3/s de la vitesse d'écoulement, le moteur 124 peut être sélectionné de manière que la roue hélice 106 soit entraînée en rotation, via le couplage magnétique, à plus de 15 000 tours/minute. Dans ce mode de réalisation, la roue 30 hélice 106 est entraînée en rotation à la même vitesse à laquelle le rotor du moteur 124 tourne. Par SR 34294 JP/MM 2975726 37 conséquent, le moteur 124 dont la vitesse de rotation est supérieure à 15000 tours/minute peut être utilisé. La distance entre la pompe de circulation 78 et le détecteur de diffusion 76 doit être sélectionnée de 5 manière à être très faible afin de minimiser l'erreur de mesure de pression. Du fait que la pompe de circulation 78 amène des bulles et solides au détecteur de diffusion 76 pour des mesures de point de bulle, la distance entre la pompe de circulation et le détecteur 10 de diffusion devrait être fixée pour être la plus petite possible de manière que le retard soit minimisé dans la réponse du détecteur de diffusion pour des mesures précises du point de bulle. L'unité de pompe PVCU 70 fait varier le volume de l'échantillon capturé 15 dans les conduites d'écoulement 35 et 37 pour faire varier la pression de l'échantillon. En réduisant au minimum le volume libre de la pompe de circulation 78, il est possible de minimiser l'unité de pompe PVCU 70. La pompe de circulation 78 du présent mode de 20 réalisation peut être configurée pour être petite, avec un petit volume libre et pour être entraînée par le moteur couplé magnétiquement 124. La figure 13 représente un autre exemple de la structure de la pompe de circulation 78. Dans cet 25 exemple, la pompe de circulation 78 est une pompe de circulation à entraînement par courroie de transmission. Dans cet exemple, le coupleur magnétique 120 et le moteur 130 sont reliés par une courroie de transmission (non représentée). Cette pompe utilise un moteur sans 30 balais à grande vitesse de rotation avec la courroie de SR 34294 JP/MM 2975726 38 transmission qui fonctionne comme un transmetteur rotatif pour faire tourner le coupleur magnétique 120. Le coupleur magnétique 120 comprend une poulie 123. Une autre poulie 132 est fixée au moteur 130. La 5 courroie de transmission est engagée dans les gorges des poulies 123 et 132 de manière que la rotation de la poulie 132 soit transmise à la poulie 123 pour faire tourner le coupleur magnétique 120. De plus, le corps de pompe 101, dans lequel l'ensemble de roue hélice 100 10 est positionné, est inséré dans le trou central du coupleur magnétique 120. Ainsi, la roue hélice 106 peut tourner autour de l'arbre (non représenté ici). Le moteur sans balais 130 peut générer plus de 15 000 tours/minute de vitesse de rotation. Avec cette 15 structure, une vitesse de rotation supérieure peut être fournie à la pompe, par exemple, en ajustant les diamètres des poulies 123 et 132, respectivement. En outre, une ou plusieurs poulies (non représentées) peuvent être prévues entre les poulies 123 et 132. Avec 20 cette structure, la vitesse de rotation de la pompe peut être réglée sélectivement en ajustant le diamètre des poulies. Dans ce mode de réalisation, à la place des poulies 123 et 132, des engrenages, y compris des engrenages dentés et des engrenages à friction, peuvent 25 également être utilisés (non représentés). La figure 14 représente schématiquement encore un autre mode de réalisation d'un module d'analyse de fluides 32 selon la présente invention. Le dispositif 70 illustré sur la figure 14 est similaire au mode de 30 réalisation de la figure 4 avec une conduite de dérivation 35 et une conduite de circulation 37 en SR 34294 JP/MM 2975726 39 communication de fluide, via une conduite d'écoulement principale 33, avec une formation entourant le trou de forage. Le dispositif 70 de la figure 14 comprend deux vannes 53 et 55 associées fonctionnellement à la 5 conduite de dérivation 35. Les vannes 53 et 55 sont situées de manière à pouvoir contrôler l'écoulement de fluides de formation dans le segment de conduite de dérivation 35 de la conduite principale 33 et isoler des fluides de formation dans la conduite de dérivation 10 35 entre les deux vannes 53 et 55. Une vanne 59 peut être située sur la conduite principale 33 pour contrôler l'écoulement de fluide dans la conduite principale 33. Le dispositif 70 illustré sur la figure 14 est 15 similaire au dispositif illustré sur la figure 4 sauf qu'un ou plusieurs capteurs optiques, tels qu'un spectromètre optique à 36 voies 56, relié par un faisceau de fibres optiques 57 à une cellule optique ou réfractomètre 60, et/ou un détecteur de 20 fluorescence/réfraction 58, peuvent être agencés sur la conduite principale 33, au lieu de la conduite de dérivation 35 comme illustré sur la figure 4. Les capteurs optiques peuvent être utilisés pour caractériser des fluides qui s'écoulent dans la 25 conduite principale 33 du fait que des mesures par capteur optique ne nécessitent pas un fluide statique isolé. Au lieu de l'agencement illustré sur la figure 4, un capteur de résistance 74 et un capteur chimique 69 peuvent également être disposés sur la conduite 30 principale 33 dans le mode de réalisation de la figure 14 de manière à acquérir des mesures chimiques et de SR 34294 JP/MM 2975726 résistance électrique par rapport à des fluides s'écoulant dans la conduite principale 33. Bien qu'un unique groupe de la roue hélice 106, du coupleur magnétique 120 et du moteur 124 (ou 130) soit 5 décrit dans les modes de réalisation ci-dessus, la pompe de circulation 78 peut comprendre une pluralité de groupes de la roue hélice 106, du coupleur magnétique 120 et du moteur 124 (ou 130). La pluralité de coupleurs magnétiques 120 est disposée 10 respectivement autour de la pluralité de roues hélices 106. La pompe de circulation 78, par exemple, peut comprendre un ensemble du diffuseur 104 et du stabilisateur d'écoulement 108. Dans cet exemple, la pluralité de roues hélices 106 peut être placée en 15 série entre le diffuseur 104 et le stabilisateur 108. Comme autre exemple, la pompe de circulation 78 peut comprendre une pluralité d'ensembles du diffuseur 104 et du stabilisateur d'écoulement 108 en plus de la pluralité de groupes de la roue hélice 106, du coupleur 20 magnétique 120 et du moteur 124 (ou 130). Cela signifie que la pompe de circulation 78 comprend la pluralité d'ensembles du stabilisateur d'écoulement 108, des roues hélices 106 et du diffuseur 104. Dans cet exemple, chacun des ensembles du stabilisateur d'écoulement 108, 25 des roues hélices 106 et du diffuseur 104, placés dans cet ordre, est placé en série. Avec la structure où la pluralité de groupes de la roue hélice 106, du coupleur magnétique 120 et du moteur 124 (ou 130) est prévue, la pompe de circulation 78 peut fournir une vitesse 30 d'écoulement appropriée aux fluides dans les conduites 35 et 37. SR 34294 JP/MM 2975726 41 Bien que la roue hélice 106 et l'arbre 102 soient formés séparément dans les modes de réalisation ci-dessus, la roue hélice 106 et l'arbre 102 peuvent être formés en une seule pièce.
5 De plus, bien que le cas ou le coupleur magnétique 120 comprendrait deux aimants 122 soit représenté dans les modes de réalisation ci-dessus, le coupleur magnétique 120 peut comprendre une pluralité d'aimants fixée à l'intérieur du transmetteur rotatif magnétique 10 cylindrique 121. Dans ce cas, la pluralité d'aimants peut être disposée autour du trou central traversant du coupleur magnétique 120 avec des intervalles égaux prédéterminés. De plus, la pièce polaire de coupleur magnétique 107 fournie à la roue hélice 106 peut être 15 formée d'une pluralité d'éléments magnétiques. Chacun de la pluralité d'éléments magnétiques peut être disposé pour faire face à chacun de la pluralité d'aimants du coupleur magnétique 120, respectivement, quand le corps de pompe 101 est inséré dans le coupleur 20 magnétique 120. Un capteur de densité peut mesurer la densité du fluide de formation isolé. Un microsystème électromagnétique MEMS, par exemple, peut mesurer la densité et/ou la viscosité et un appareil de mesure P/T 25 peut mesurer la pression et la température. Un capteur chimique peut détecteur diverses propriétés chimiques du fluide de formation isolé, telles que CO2, H2S, pH, parmi d'autres propriétés chimiques. La description ci-dessus a été présentée seulement 30 pour illustrer et décrire l'invention et certains exemples de sa mise en oeuvre. Elle n'est pas censée SR 34294 JP/MM 2975726 42 être exhaustive ou limiter l'invention à une quelconque forme précise décrite. De nombreuses modifications et variations sont possibles à la lumière des enseignements ci-dessus. Les aspects préférés ont été 5 choisis et décrits afin de mieux expliquer des principes de l'invention et ses applications pratiques. La description qui précède est destinée à permettre à l'homme du métier de mieux utiliser l'invention dans divers modes de réalisation et aspects et avec diverses 10 modifications telles qu'elles sont appropriées pour l'utilisation particulière considérée. Il est entendu que la portée de l'invention est définie par les revendications jointes. SR 34294 JP/MM
Claims (25)
- REVENDICATIONS1. Pompe à fluide (78) structurée pour faire circuler au moins un fluide de fond de trou à travers une conduite de circulation de fluides (33), caractérisée en ce qu'elle comprend : (a) une roue hélice rotative (100) située dans la conduite d'écoulement qui n'empêche pas un écoulement de fluide dans la conduite d'écoulement et qui sert à pousser le fluide quand elle est entraînée en rotation ; (b) un coupleur magnétique (120) situé à l'extérieur de la conduite d'écoulement et couplé magnétiquement pour faire tourner la roue hélice quand il est entraîné en rotation ; et (c) un entraînement à moteur (124 ; 130) couplé au coupleur magnétique pour faire tourner le coupleur 15 magnétique et ainsi la roue hélice.
- 2. Pompe à fluide (78) selon la revendication 1, caractérisée en ce qu'elle comprend en outre : un corps de pompe cylindrique (101) à travers 20 lequel l'au moins un fluide s'écoule dans une direction longitudinale de celui-ci ; et un arbre (102) maintenu à l'intérieur du corps de pompe cylindrique (101) s'étendant dans une direction longitudinale de celui-ci, 25 en ce que la roue hélice rotative (100) comprend en outre un premier trou central traversant, l'arbre (102) étant inséré à travers le premier trou central traversant, la roue hélice rotative (100) étant SR 34294 JP/MM 2975726 44 configurée pour tourner autour de l'arbre (102) dans le corps de pompe cylindrique (101) ; en ce que le coupleur magnétique (120) comprend en outre un aimant (122) et un deuxième trou central 5 traversant, le corps de pompe cylindrique (101) étant inséré à travers le deuxième trou central traversant et le coupleur magnétique (120) étant configuré pour tourner autour du corps de pompe cylindrique {101), et en ce que l'entraînement à moteur (124 ; 130) 10 est positionné à l'extérieur du corps de pompe cylindrique (101) et relié au coupleur magnétique (120) pour faire tourner le coupleur magnétique (120) autour du corps de pompe cylindrique (101), et en ce que la roue hélice rotative (100) comprend en outre une pièce magnétique (107) qui est en mesure d'être reliée magnétiquement avec l'aimant du coupleur magnétique (120) pour que la roue hélice (100) soit entraînée en rotation autour de l'arbre (102) du fait de l'entraînement en rotation du coupleur magnétique (120) autour du corps de pompe cylindrique (101).
- 3. Pompe à fluide (78) selon la revendication 2, caractérisée en ce que l'aimant du coupleur magnétique 25 est un aimant permanent.
- 4. Pompe à fluide (78) selon la revendication 2, caractérisée en ce que l'aimant du coupleur magnétique est un aimant de terres rares. 30 SR 34294 JP/MM 2975726 45
- 5. Pompe à fluide (78) selon la revendication 2, caractérisée en ce que l'aimant du coupleur magnétique est réalisé en samarium ou en néodymium. 5
- 6. Pompe à fluide (78) selon la revendication 2, caractérisée en ce que le coupleur magnétique comprend un transmetteur rotatif magnétique cylindrique (121) relié à l'entraînement à moteur (124 ; 130) pour être mis en rotation par l'entraînement à moteur (124 ; 130), 10 et en ce que l'aimant est fixé à l'intérieur du transmetteur rotatif magnétique cylindrique (121).
- 7. Pompe à fluide (78) selon la revendication 6, caractérisée en ce que le transmetteur rotatif 15 magnétique cylindrique (121) est constitué d'un matériau ferromagnétique.
- 8. Pompe à fluide (78) selon la revendication 6, caractérisée en ce que l'aimant du coupleur magnétique 20 comprend une pluralité d'aimants (122) fixés à l'intérieur du transmetteur rotatif magnétique cylindrique (121), la pluralité d'aimants étant disposée autour du deuxième trou central traversant.
- 9. Pompe à fluide (78) selon la revendication 8, caractérisée en ce que la pièce magnétique (107) de la roue hélice (100) comprend une pluralité d'éléments magnétiques, chacun de ces éléments magnétiques étant configuré pour faire face à l'un des aimants (122) du coupleur magnétique (120) quand le corps de pompe SR 34294 JP/MM 2975726 46 cylindrique (101) est inséré dans le coupleur magnétique (120).
- 10. Pompe à fluide (78) selon la revendication 2, 5 caractérisée en ce que le corps de pompe cylindrique (101) est formé d'un alliage non magnétique.
- 11. Pompe à fluide (78) selon la revendication 10, caractérisée en ce que le corps de pompe cylindrique 10 (101) est formé de Ti6A14V.
- 12. Pompe à fluide (78) selon la revendication 1, caractérisée en ce que la roue hélice (100) est configurée et agencée pour agiter un fluide dans la 15 conduite d'écoulement (33).
- 13. Dispositif de fond de trou, caractérisé en ce qu'il comprend : un analyseur de fluides (32) configuré pour 20 analyser au moins un fluide de fond de trou ; une conduite de circulation de fluides (33) couplée et structurée pour faire circuler l'au moins un fluide à travers l'analyseur de fluides (32) ; et une pompe à fluide (78) structurée pour faire 25 circuler l'au moins un fluide à travers la conduite de circulation de fluides (33), cette pompe à fluide comprenant : (a) une roue hélice rotative (100) située dans la conduite d'écoulement, qui n'empêche pas un écoulement 30 de fluide dans la conduite d'écoulement et qui sert à pousser le fluide quand elle est entraînée en rotation ; SR 34294 JP/MM 2975726 47 (b) un coupleur magnétique (120) situé à l'extérieur de la conduite d'écoulement et couplé magnétiquement pour faire tourner la roue hélice quand il est entraîné en rotation ; et 5 (c) un entraînement à moteur (124 ; 130) couplé au coupleur magnétique pour faire tourner le coupleur magnétique et ainsi la roue hélice.
- 14. Dispositif de fond de trou selon la 10 revendication 13, caractérisé en ce que la conduite de circulation de fluides (33) comprend une première extrémité pour faire entrer l'au moins un fluide et une deuxième extrémité pour faire sortir l'au moins un fluide de l'analyseur de 15 fluides (32), en ce qu'un premier dispositif actionnable sélectivement (53) et un deuxième dispositif actionnable sélectivement (55) sont agencés par rapport à la conduite de circulation de fluides (33) pour 20 isoler une quantité de l'au moins un fluide dans une partie de la conduite de circulation de fluides (33) entre les premier et deuxième dispositifs actionnables sélectivement (53, 55), la partie de la conduite de circulation de fluides (33) isolant la quantité de l'au 25 moins un fluide comprenant une conduite de dérivation (35) et une conduite de circulation (37), les premier et deuxième dispositifs actionnables sélectivement (53, 55) étant configurés pour isoler les fluides dans la conduite de dérivation (35), et la conduite de 30 circulation (37) interconnectant une première extrémité de la conduite de dérivation (35) avec une deuxième SR 342 4 JP7MM 2975726 48 extrémité de la conduite de dérivation (35) de manière que l'au moins un fluide isolé entre les premier et deuxième dispositifs actionnables sélectivement (53, 55) puisse circuler dans une boucle fermée formée par la 5 conduite de circulation (37) et la conduite de dérivation (35) ; en ce que la pompe à fluide (78) comprend en outre un corps de pompe cylindrique (101) à travers lequel l'au moins un fluide s'écoule dans une direction 10 longitudinale de celui-ci ; et un arbre (102) maintenu à l'intérieur du corps de pompe cylindrique (101) et s'étendant dans une direction longitudinale de celui-ci, en ce que la roue hélice rotative (100) comprend en outre un premier trou central traversant, l'arbre 15 (102) étant inséré à travers le premier trou central traversant, la roue hélice rotative (100) étant configurée pour tourner autour de l'arbre (102) dans le corps de pompe cylindrique (101) ; en ce que le coupleur magnétique (120) comprend en 20 outre un aimant et un deuxième trou central traversant, le corps de pompe cylindrique (101) étant inséré à travers le deuxième trou central traversant et le coupleur magnétique (120) étant configuré pour tourner autour du corps de pompe cylindrique (101), 25 en ce que l'entraînement à moteur (124 ; 130) est positionné à l'extérieur du corps de pompe cylindrique (101) et relié au coupleur magnétique (120) pour faire tourner le coupleur magnétique (120) autour du corps de pompe cylindrique (101), 30 en ce que la roue hélice rotative (100) comprend en outre une pièce magnétique (107) qui est en mesure SR 34294 JP/MM 2975726 49 d'être reliée magnétiquement avec l'aimant du coupleur magnétique (120) pour que la roue hélice (100) soit entraînée en rotation autour de l'arbre (102) du fait de l'entraînement en rotation du coupleur magnétique 5 (120) autour du corps de pompe cylindrique (101) ; et en ce que le dispositif de fond de trou comprend en outre au moins un capteur situé sur la boucle fermée de la conduite de circulation (37) et de la conduite de dérivation (35) pour mesurer des paramètres désirés de 10 l'au moins un fluide dans la conduite de circulation de fluides.
- 15. Dispositif de fond de trou selon la revendication 14, caractérisé en ce que la roue hélice 15 rotative (100) est configurée et agencée pour agiter un fluide dans la conduite d'écoulement.
- 16. Dispositif de fond de trou selon la revendication 14, caractérisé en ce que l'au moins un 20 capteur comprend un détecteur de diffusion (76) ; et en ce que la pompe à fluide (78) est située à une distance du détecteur de diffusion telle que le temps de retard du fluide provenant de la pompe à fluide (78) atteignant le détecteur de diffusion (76) soit minimisé. 25
- 17. Dispositif de fond de trou selon la revendication 14, caractérisé en ce que le corps de pompe cylindrique (101) de la pompe à fluide (78) forme une partie de la conduite de circulation. 30 SR 34294 JP/MM 2975726 50
- 18. Dispositif de fond de trou selon la revendication 14, caractérisé en ce que l'analyseur de fluides (32) comprend en outre un groupe de pompe (71) pour faire varier la pression et le volume de l'au 5 moins un fluide isolé.
- 19. Dispositif de fond de trou selon la revendication 18, caractérisé en ce que l'analyseur de fluides (32) comprend en outre un détecteur de 10 diffusion (76) pour détecter un point de bulle de fluides isolés alors que la pression et le volume des fluides isolés sont modifiés par le groupe de pompe (71). 15
- 20. Dispositif de fond de trou selon la revendication 14, caractérisé en ce que l'aimant du coupleur magnétique (120) comprend un aimant sélectionné parmi le groupe comprenant un aimant permanent, un aimant de terres rares, un aimant de 20 samarium et un aimant de néodyme.
- 21. Dispositif de fond de trou selon la revendication 14, caractérisé en ce que le coupleur magnétique (120) comprend un transmetteur rotatif 25 magnétique cylindrique (121) relié à l'entraînement à moteur (124 ; 130) pour être mis en rotation par l'entraînement à moteur (124 ; 130), et en ce que l'aimant est fixé à l'intérieur du transmetteur rotatif magnétique cylindrique (121). 30 SR 34294 JP/MM 2975726 51
- 22. Dispositif de fond de trou selon la revendication 21, caractérisé en ce que le transmetteur rotatif magnétique cylindrique (121) est constitué d'un matériau ferromagnétique. 5
- 23. Dispositif de fond de trou selon la revendication 21, caractérisé en ce que l'aimant du coupleur magnétique comprend une pluralité d'aimants (122) fixés à l'intérieur du transmetteur rotatif 10 magnétique cylindrique (121), la pluralité d'aimants étant disposée autour du deuxième trou central traversant.
- 24. Dispositif de fond de trou selon la 15 revendication 23, caractérisé en ce que la pièce magnétique (107) de la roue hélice (100) comprend une pluralité d'éléments magnétiques, chacun des éléments magnétiques étant configuré pour faire face à l'un des aimants du coupleur magnétique (120) quand le corps de 20 pompe cylindrique (101) est inséré dans le coupleur magnétique (120).
- 25. Procédé de caractérisation de fluides de fond de trou utilisant un outil de fond de trou (20) 25 comprenant un module d'analyse de fluides (32) comportant une conduite d'écoulement (33) pour faire circuler des fluides de fond de trou à travers le module d'analyse de fluides (32), et une pompe de circulation (78) pour faire circuler des fluides de 30 fond de trou, caractérisé en ce qu'il comprend : SR 34294 JP/MM 2975726 52 le monitorage d'au moins un premier paramètre désiré de fluides de fond de trou s'écoulant dans la conduite d'écoulement (33) ; quand un critère prédéterminé pour le premier 5 paramètre désiré est satisfait, la restriction de l'écoulement des fluides de fond de trou dans la conduite d'écoulement (33) par l'actionnement d'un premier dispositif actionnable sélectivement (53) et d'un deuxième dispositif actionnable sélectivement (55) 10 du module d'analyse de fluides (32) pour isoler des fluides de fond de trou dans une partie de la conduite d'écoulement (33) du module d'analyse de fluides (32) entre les premier et deuxième dispositifs actionnables sélectivement (53, 55) ; 15 la caractérisation des fluides isolés par l'actionnement d'au moins un capteur sur la conduite d'écoulement (33) entre les premier et deuxième dispositifs actionnables sélectivement (53, 55) ; et la mise en circulation des fluides isolés dans une 20 boucle fermée de la conduite d'écoulement (33) durant la caractérisation des fluides isolés, la pompe de circulation (78) comprenant un corps de pompe cylindrique (101) à travers lequel les fluides isolés s'écoulent dans une direction longitudinale de celui- 25 ci ; un arbre (102) maintenu dans le corps de pompe cylindrique (101) et s'étendant dans une direction longitudinale du corps de pompe cylindrique (101) ; une roue hélice (100) ayant un trou central traversant dans lequel l'arbre (102) est inséré, et configurée pour 30 tourner autour de l'arbre (102) dans le corps de pompe cylindrique (101) ; un coupleur magnétique cylindrique SR 34294 JP/MM 2975726 53 (120) ayant un trou central traversant dans lequel le corps de pompe cylindrique (101) est inséré, et configuré pour tourner autour du corps de pompe cylindrique (101), le coupleur magnétique cylindrique 5 (120) comprenant un aimant ; et un moteur (124) positionné à l'extérieur du corps de pompe cylindrique (101) et relié au coupleur magnétique (120) pour faire tourner le coupleur magnétique (120) autour du corps de pompe cylindrique (101), la roue hélice (100) 10 comprenant une pièce magnétique (107) pouvant être reliée magnétiquement à l'aimant du coupleur magnétique cylindrique (120) pour que la roue hélice (100) soit entraînée en rotation autour de l'arbre (102) du fait de l'entraînement en rotation du coupleur magnétique 15 cylindrique (120) autour du corps de pompe cylindrique (101).
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