FR3061806A1

FR3061806A1 - Conceptions d'inserts magnétiques doux empilés et de blindage à fentes pour antennes à bobine inclinée

Info

Publication number: FR3061806A1
Application number: FR1761682A
Authority: FR
Inventors: Michael Bittar; Jin Ma; Hsu-Hsiang Wu
Original assignee: Halliburton Energy Services Inc
Current assignee: Halliburton Energy Services Inc
Priority date: 2017-01-10
Filing date: 2017-12-05
Publication date: 2018-07-13
Anticipated expiration: 2037-12-05
Also published as: CA3046460A1; EP3535478A4; WO2018132085A1; EP3535478B1; CN110100075B; US11320559B2; AU2017392499A1; FR3061806B1; BR112019013175A2; US20190271792A1; SA519402024B1; CA3046460C; CN110100075A; AR110332A1; EP3535478A1

Abstract

La présente invention concerne un ensemble antenne comprenant un mandrin d'outil ayant un axe d'outil, et une bobine comprenant une pluralité d'enroulements enroulés autour du mandrin d'outil à un angle d'enroulement décalé par rapport à l'axe de l'outil. Une bande magnétique douce est intercalée radialement entre la bobine et le mandrin d'outil et se prolonge autour d'une circonférence du mandrin d'outil à un angle de bande parallèle à l'angle d'enroulement. La bande magnétique douce comprend une pluralité d'inserts empilés se prolongeant perpendiculairement à la bobine autour de la circonférence du mandrin d'outil et chaque insert empilé comprend une pluralité de tiges positionnées bout à bout.

Description

Mandataire(s) :

Titulaire(s) :

INC..

HALLIBURTON ENERGY SERVICES,

GEVERS & ORES Société anonyme.

FR 3 061 806 - A1 (57) La présente invention concerne un ensemble antenne comprenant un mandrin d'outil ayant un axe d'outil, et une bobine comprenant une pluralité d'enroulements enroulés autour du mandrin d'outil à un angle d'enroulement décalé par rapport à l'axe de l'outil. Une bande magnétique douce est intercalée radialement entre la bobine et le mandrin d'outil et se prolonge autour d'une circonférence du mandrin d'outil à un angle de bande parallèle à l'angle d'enroulement. La bande magnétique douce comprend une pluralité d'inserts empilés se prolongeant perpendiculairement à la bobine autour de la circonférence du mandrin d'outil et chaque insert empilé comprend une pluralité de tiges positionnées bout à bout.

CONCEPTIONS D’INSERTS MAGNÉTIQUES DOUX EMPILÉS ET DE BLINDAGE À FENTES POUR ANTENNES À BOBINE INCLINÉE

CONTEXTE DE L’INVENTION [0001] Au cours des opérations de forage pour l’extraction des hydrocarbures, diverses techniques d’enregistrement et de transmission sont utilisées pour fournir ou enregistrer en temps réel des données provenant du voisinage d’un trépan de forage. Des mesures de formations souterraines environnantes peuvent être effectuées tout au long des opérations de forage en utilisant des outils de mesure et de diagraphie de fond de puits, tels que des outils de mesure en cours de forage (MWD) et/ou de diagraphie en cours de forage (LWD), lesquels aident à caractériser les formations et à prendre des décisions opérationnelles. Ces outils de diagraphie de fond de puits obtiennent des mesures utilisées pour déterminer la résistivité électrique (ou son inverse, la conductivité) des formations souterraines environnantes qui sont pénétrées, la résistivité électrique indiquant diverses caractéristiques géologiques des formations. Ces mesures de résistivité peuvent être prises en utilisant une ou plusieurs antennes couplées ou associées d’une autre manière aux outils de diagraphie de fond de puits. De telles données peuvent également être obtenues en dehors des opérations de forage, comme lors d’une opération de diagraphie avec une ligne câblée.

[0002] Les antennes des outils de diagraphie sont souvent formées par le positionnement d’enroulements de bobine autour d’une section axiale de l’outil de diagraphie de puits de forage, comme une masse-tige. Un matériau magnétique doux est parfois positionné en dessous des roulements de la bobine pour augmenter l’efficacité et/ou la sensibilité des antennes des outils de diagraphie. Le matériau magnétique doux facilite un plus grand trajet de perméabilité magnétique (c’est-à-dire, une conduite de flux) pour le champ magnétique généré par les enroulements de la bobine, et aide à protéger les enroulements de la bobine par rapport aux massestiges adjacentes et contre les pertes associées (par exemple, les courants de Foucault générés dans les masses-tiges).

BRÈVE DESCRIPTION DES FIGURES [0003] Les figures suivantes sont incluses pour illustrer certains aspects de la présente divulgation, et ne doivent pas être considérées comme des modes de réalisation exclusifs. L’objet divulgué admet des modifications considérables, des transformations, des combinaisons, et des équivalents de forme et de fonction, sans s’écarter de la portée de la présente divulgation.

[0004] La figure 1 est un schéma d’un exemple de système de forage qui peut utiliser les principes de la présente divulgation.

[0005] La figure 2 est un schéma d’un exemple de système à ligne câblée qui peut utiliser les principes de la présente divulgation.

[0006] La figure 3A est une vue isométrique partielle d’un exemple d’outil de diagraphie de puits de forage.

[0007] La figure 3 B est une vue latérale schématique du flux magnétique provenant de l’outil de diagraphie de puits de forage de la figure 3A.

[0008] La figure 4 représente une vue latérale d’un exemple d’ensemble antenne.

[0009] La figure 5A représente une vue latérale d’un autre exemple de mode de réalisation de l’ensemble antenne de la figure 4.

[0010] La figure 5B est une vue isométrique de la bande magnétique douce de la figure 5A.

[0011] Les figures 6A et 6B sont des vues isométrique et latérale, respectivement, d’un autre exemple de mode de réalisation de l’ensemble antenne de la figure 4.

[0012] La figure 7A est une vue latérale d’un exemple d’ensemble antenne qui incorpore un ou plusieurs principes de la présente divulgation.

[0013] La figure 7B est une vue latérale de l’ensemble antenne de la figure 7A sans la bobine.

[0014] La figure 8A est une vue isométrique d’un exemple de bobinot.

[0015] La figure 8B représente une vue isométrique d’un autre mode de réalisation du bobinot de la figure 8 A.

[0016] La figure 9 est une vue latérale d’un ensemble antenne qui comprend un exemple de blindage d’antenne.

[0017] La figure 10 est une vue latérale de l’ensemble antenne de la figure 9 qui comprend un mode de réalisation du blindage d’antenne incorporant un ou plusieurs principes de la présente divulgation.

[0018] Les figures 11 à 13 présentent des résultats de test obtenus en faisant varier les paramètres du blindage sur un ensemble antenne.

[0019] La figure 14 est un tableau présentant les résultats d’un test comparatif obtenus à partir de trois variations dans les conceptions de blindage d’antenne.

[0020] La figure 15 est un tableau présentant les résultats d’un test comparatif obtenus à partir de deux variations dans les conceptions de blindage d’antenne, conjointement avec la variation de la conception d’une bande magnétique douce sous-jacente.

[0021] La figure 16 est un tableau présentant les résultats d’un test comparatif obtenus à partir de variations de conceptions d’un ensemble antenne ayant des inserts empilés alignés et désalignés avec les fentes dans un blindage d’antenne.

[0022] La figure 17 est un tableau présentant les résultats d’un test comparatif obtenus à partir de variations de conceptions d’un ensemble antenne ayant une bande magnétique douce comprenant des inserts empilés avec des nombres variables de tiges.

DESCRIPTION DETAILLEE [0023] La présente divulgation concerne, d’une manière générale, des outils de diagraphie de puits de forage utilisés dans l’industrie du pétrole et du gaz et, plus particulièrement, la conception d’antennes à bobine inclinée utilisant des inserts magnétiques doux empilés et des blindages d’antenne innovants qui améliorent le gain, la sensibilité et l’efficacité des antennes à bobine inclinée.

[0024] Des modes de réalisation de la présente divulgation décrivent des améliorations apportées à la conception d’ensembles antenne utilisés dans des outils de diagraphie de résistivité servant à surveiller les formations souterraines environnantes adjacentes à un puits de forage foré. Certains des ensembles antenne décrits dans le présent document comprennent des antennes à bobine inclinée qui comprennent une bande magnétique douce pour augmenter l’inductance de l’antenne à bobine inclinée. Dans de tels ensembles, la bande magnétique douce comprend une pluralité d’inserts empilés se prolongeant perpendiculairement à l’antenne à bobine inclinée et chaque insert empilé comprend une pluralité de tiges positionnées bout à bout. Les tiges incluses dans chaque insert empilé sont de conception simple et disponibles dans le commerce et, par conséquent, aident à réduire les coûts d’assemblage et d’entretien des ensembles antenne par rapport aux ensembles antenne ayant des bandes magnétiques douces avec des inserts présentant des géométries complexes qui sont difficiles et coûteux à fabriquer.

[0025] D’autres ensembles antenne décrits dans le présent document comprennent une antenne à bobine inclinée et un blindage d’antenne positionné radialement vers l’extérieur à partir de l’antenne à bobine inclinée. Le blindage d’antenne définit une pluralité de fentes se prolongeant perpendiculairement aux enroulements de l’antenne à bobine inclinée et la pluralité de fentes est fournie en deux ou plusieurs longueurs différentes. Les longueurs différentes pour les fentes non seulement supportent le fonctionnement des ensembles antenne en minimisant l’atténuation des champs électromagnétiques et en préservant l’orientation dipolaire de l’antenne à bobine inclinée, mais également préservent l’intégrité et la résistance mécanique, ce qui protège l’antenne à bobine inclinée.

[0026] La figure 1 est un schéma d’un exemple de système de forage 100 qui peut utiliser les principes de la présente divulgation, selon un ou plusieurs modes de réalisation. Comme illustré, le système de forage 100 peut comprendre une plate-forme de forage 102 positionnée à la surface et un puits de forage 104 qui se prolonge à partir de la plate-forme de forage 102 dans une ou plusieurs formations souterraines 106. Dans d’autres modes de réalisation, comme dans une opération de forage en mer, un volume d’eau peut séparer la plate-forme de forage 102 et le puits de forage 104.

[0027] Le système de forage 100 peut comprendre un derrick 108 supporté par la plate-forme de forage 102 et ayant une moufle mobile 110 servant à monter et à abaisser un train de forage 112. Une tige d’entraînement 114 peut supporter le train de forage 112 quand il est abaissé à travers la table de rotation 116. Un trépan de forage 118 peut être couplé au train de forage 112 et entraîné par un moteur de fond de puits et/ou par la rotation du train de forage 112 par la table de rotation 116. Quand le trépan de forage 118 tourne, il crée un trou de forage 104 qui pénètre les formations souterraines 106. Une pompe 120 peut faire circuler un fluide de forage à travers une conduite d’alimentation 122 et la tige d’entraînement 114, vers le bas du puits à travers l’intérieur du train de forage 112, à travers des orifices se trouvant dans le trépan de forage 118, vers la surface par l’intermédiaire de l’espace annulaire défini autour du train de forage 112, et dans une fosse de rétention 124. Le fluide de forage refroidit le trépan de forage 118 pendant l’opération et transporte les déblais depuis le puits de forage 104 dans la fosse de rétention 124.

[0028] Le système de forage 100 peut comprendre en outre un module de fond de puits (BHA) couplé au train de forage 112 à proximité du trépan de forage 118. Le BHA peut comprendre divers outils de mesure de fond de puits tels que, mais sans s’y limiter, des outils de mesure en cours de forage (MWD) et de diagraphie en cours de forage (LWD), qui peuvent être conçus pour prendre des mesures des conditions de forage en fond de puits. Les outils MWD et LWD peuvent comprendre au moins un outil de diagraphie de résistivité 126, qui peut comprendre une ou plusieurs antennes capables de recevoir et/ou d’émettre un ou plusieurs signaux électromagnétiques (EM) qui sont séparées axialement le long de la longueur de l’outil de diagraphie de résistivité 126. Comme décrit ci-dessous, l’outil de diagraphie de résistivité 126 peut comprendre en outre une pluralité d’inserts magnétiques doux empilés utilisés pour améliorer et/ou blinder les signaux EM et ainsi augmenter la sensibilité azimutale de l’outil de diagraphie de résistivité 126.

[0029] Au fur et à mesure que le trépan de forage 118 prolonge le puits de forage 104 à travers les formations 106, l’outil de diagraphie de résistivité 126 peut collecter en continu ou par intermittence des mesures sensibles à l’azimut relatives à la résistivité des formations 106, c’est-à-dire le fait de savoir à quel point les formations 106 s’opposent à un passage de courant électrique. L’outil de diagraphie de résistivité 126 et d’autres capteurs des outils MWD et LWD peuvent être couplés en communication avec un module de télémétrie 128 utilisé pour transférer les mesures et les signaux à partir du BHA vers un récepteur en surface (non représenté) et/ou pour recevoir des commandes provenant du récepteur en surface. Le module de télémétrie 128 peut englober n’importe quel moyen connu de communication en fond de puits comme, mais sans s’y limiter, un système de transmission d’impulsion par la boue, un système de télémétrie acoustique, un système de communication par câble, un système de communication sans fil ou n’importe quelle combinaison de ceux-ci. Dans certains modes de réalisation, certaines ou la totalité des mesures prises par l’outil de diagraphie de résistivité 126 peuvent également être stockées à l’intérieur de l’outil de diagraphie de résistivité 126 ou du module de télémétrie 128 pour une récupération ultérieure à la surface lors de la rétractation du train de forage 112.

[0030] À divers moments pendant le procédé de forage, le train de forage 112 peut être retiré du puits de forage 104, comme représenté sur la figure 2, pour effectuer des opérations de mesure/diagraphie. Plus particulièrement, la figure 2 est un schéma d’un exemple de système à ligne câblée 200 qui peut utiliser les principes de la présente divulgation, selon un ou plusieurs modes de réalisation. Des numéros similaires utilisés sur les figures 1 et 2 désignent des éléments ou composants identiques et, par conséquent, peuvent ne pas être décrits à nouveau en détail. Comme illustré, le système à ligne câblée 200 peut comprendre une sonde d’instrument à ligne câblée 202 qui peut être suspendu dans le puits de forage 104 par un câble 204. La sonde 202 peut comprendre l’outil de diagraphie de résistivité 126 décrit ci-dessus, qui peut être couplé en communication avec le câble 204. Le câble 204 peut comprendre des conducteurs destinés à acheminer de l’énergie vers la sonde 202 et à faciliter également la communication entre la surface et la sonde 202. Une installation de diagraphie 206, illustrée sur la figure 2 sous forme d’un camion, peut collecter les mesures provenant de l’outil de diagraphie de résistivité 126, et peut comprendre des systèmes d’acquisition de données et de calcul 208 pour contrôler, traiter, stocker et/ou visualiser les mesures collectées par l’outil de diagraphie de résistivité 126. Les systèmes d’acquisition de données et de calcul 208 peuvent être couplés en communication à l’outil de diagraphie de résistivité 126 à l’aide du câble 204.

[0031] La figure 3A est une vue isométrique partielle d’un exemple d’outil de diagraphie de puits de forage 300, selon un ou plusieurs modes de réalisation. L’outil de diagraphie 300 peut être identique ou similaire à l’outil de diagraphie de résistivité 126 des figures 1 et 2 et, par conséquent, peut être utilisé dans les systèmes de forage ou à ligne câblée 100, 200 présentés dans le présent document. L’outil de diagraphie de puits de forage 300 est représenté avec un ensemble antenne 302 qui peut être positionné autour d’un mandrin d’outil 304, comme une masse-tige ou équivalents. L’ensemble antenne 302 peut comprendre un bobinot 306 et une bobine 308 enroulée autour du bobinot 306 et se prolongeant axialement en raison de l’enroulement le long d’au moins une partie d’une surface externe du bobinot 306.

[0032] Le bobinot 306 peut comprendre structurellement un plastique haute température, un thermoplastique, un polymère (par exemple, un polyimide), une céramique, ou un matériau époxy, mais en variante pourrait être fait d’une variété d’autres matériaux non magnétiques électriquement isolants/non-conducteurs. Le bobinot 306 peut être fabriqué, par exemple, par fabrication additive (c’est-à-dire, par impression 3D), par moulage, par moulage par injection, par usinage ou par n’importe quel autre procédé de fabrication connu.

[0033] La bobine 308 peut comprendre n’importe quel nombre de « tours » consécutifs (c’est-à-dire, les enroulements de la bobine 308) autour du bobinot 306, mais généralement elle comprendra au moins une pluralité (c’est-à-dire, deux ou plusieurs) de tours complets consécutifs, chaque tour complet se prolongeant à 360° autour du bobinot 306. Dans certains modes de réalisation, un passage servant à recevoir la bobine 308 peut être formé le long de la surface externe du bobinot 306. Par exemple, une ou plusieurs ramures ou un ou plusieurs canaux peuvent être définis dans la surface externe du bobinot 306 afin de recevoir et d’asseoir la bobine 308. Dans d’autres modes de réalisation, cependant, la surface externe du bobinot 306 peut être lisse ou régulière. La bobine 308 peut être concentrique ou excentrée par rapport à l’axe de l’outil 310 du mandrin d’outil 304.

[0034] Comme illustré, les tours ou enroulements de la bobine 308 se prolongent autour du bobinot 306 à un angle d’enroulement 312 décalé par rapport à l’axe de l’outil 310. Par conséquent, l’ensemble antenne 302 peut être caractérisé ou désigné autrement par «bobine inclinée» ou antenne «directionnelle». Dans le mode de réalisation illustré, l’angle d’enroulement 312 est de 45°, à titre d’exemple, et pourrait en variante être n’importe quel angle décalé par rapport à l’axe de l’outil 310, sans s’écarter de la portée de la divulgation.

[0035] La figure 3B est une vue latérale schématique d’un outil de diagraphie de puits de forage 300 de la figure 3A. Quand un courant est passé à travers la bobine 308 de l’ensemble antenne 302, il peut être généré un champ magnétique dipolaire 314 qui se prolonge radialement vers l’extérieur à partir de l’ensemble antenne 302, orthogonal à la direction d’enroulement. Par conséquent, l’ensemble antenne 302 peut présenter un angle de champ magnétique 316 par rapport au mandrin d’outil 304 et, comme l’angle d’enroulement 312 (figure 3A) est de 45°, l’angle du champ magnétique résultant 316 est également décalé de 45° par rapport à l’axe d’outil 310. Comme le comprendra, cependant, l’angle du champ magnétique 316 peut être modifié en ajustant ou en manipulant l’angle d’enroulement 312.

[0036] La figure 4 représente une vue latérale d’un exemple d’ensemble antenne 402. L’ensemble antenne 402 peut être similaire jusqu’à un certain point à l’ensemble antenne 302 des figures 3A et 3B et, par conséquent, peut être mieux compris en s’y référant, où des numéros identiques représentent des éléments identiques non décrits à nouveau. Comme illustré, l’ensemble antenne 402 comprend la bobine 308 enroulée autour du mandrin d’outil 304 et, plus particulièrement, dans une selle 404 définie sur le mandrin d’outils 304. La selle 404 peut comprendre une partie du mandrin d’outil 304 qui présente un diamètre réduit par rapport aux parties restantes du mandrin d’outil 304. Certains ou tous les composants de l’ensemble antenne 402 peuvent être agencés dans la selle 404. Bien que cela ne soit pas représenté dans ce mode de réalisation, le bobinot 306 (figure 3A) peut être inclus, en variante, pour s’intercaler entre la bobine 308 et le mandrin d’outil 304 (c’est-à-dire, la selle 404), comme décrit d’une manière générale cidessus.

[0037] Comme illustré, les enroulements de la bobine 308 se prolongent autour de la circonférence du mandrin d’outil 304 à un angle d’enroulement 312, qui peut être décalé par rapport à l’axe d’outil 310, par exemple de 45°. Par conséquent, le moment dipolaire magnétique 316 généré par la bobine 308 peut s’étendre à partir du mandrin d’outil 304 à l’angle du champ magnétique 318, qui est orthogonal à l’angle d’enroulement 312 de la bobine 308. La directionnalité du moment magnétique dipolaire 316 peut correspondre généralement à la direction dans laquelle la bobine 308 émet le champ magnétique dipolaire 314 (figure 3B) quand un courant est passé à travers. Dans certaines applications, il peut être souhaité pour avoir de meilleurs résultats d’avoir le moment dipolaire magnétique 316 décalé par rapport à l’axe d’outil 310 de 45°, mais l’angle du champ magnétique 318 pourrait être en variante n’importe quel angle entre la parallèle et la perpendiculaire à l’axe d’outil 310 à cause des effets provoqués par le mandrin d’outil 304 ou en raison de l’utilisation d’une bande magnétique douce, comme décrit ci-dessous.

[0038] La figure 5A représente un autre de mode de réalisation de l’ensemble antenne 402. Dans le mode de réalisation illustré, une bande magnétique douce 502 est intércalée entre la bobine 308 et le mandrin d’outil 304 dans la selle 404. La bande magnétique douce 502 peut être configurée pour protéger l’enroulement de bobine 308 contre les courants de Foucault générés par le mandrin d’outil 304, en augmentant ainsi la sensibilité azimutale de l’ensemble antenne 402 et/ou en augmentant l’efficacité ou l’intensité du champ magnétique dipolaire 314 (figure 3B) de la bobine 308.

[0039] Afin de faciliter cet effet, la bande magnétique douce 502 peut comprendre un matériau magnétique doux ou n’importe quel matériau qui présente une résistivité relativement élevée, une perméabilité magnétique élevée, et une perte magnétique basse (par exemple, une hystérésis, une magnétostriction, etc.). Un matériau magnétique doux approprié qui peut être utilisé comprend les ferrites, qui comprennent généralement un mélange composite d’un matériau pulvérulent de fer/ferrite et d’un liant, comme un caoutchouc à base de silicone, un élastomère, un RTV, un polymère (comme un polyimide), une céramique, ou un époxy. Le mélange résultant est moulé et/ou pressé pour obtenir les formes et configurations géométriques souhaitées qui s’adaptent à la forme de la bande magnétique douce 502. Les autres matériaux magnétiques doux appropriés qui peuvent être utilisés dans la bande magnétique douce 502 comprennent, mais sans s’y limiter, un mu-métal, un permalloy, un verre métallique (metglass), ou n’importe quelle combinaison de ceux-ci.

[0040] La bande magnétique douce 502 peut comprendre un anneau généralement annulaire qui se prolonge autour de la circonférence du mandrin d’outil 304 (par exemple, dans la selle 404) à un angle de bande 504. Dans le mode de réalisation illustré, l’angle de bande 504 et l’angle d’enroulement 312 sont sensiblement identiques de sorte que la bande magnétique douce 502 est intercalée entre la bobine 308 et le mandrin d’outil 304 autour de la circonférence correspondante du mandrin d’outil 304. Pour aider à maintenir la directionnalité du moment magnétique dipolaire 316 à 45° par rapport à l’axe d’outil 310, la bande magnétique douce 502 peut comprendre une pluralité de bandelettes ou d’inserts 506. Par conséquent, dans l’exemple illustré, la bande magnétique douce 502 comprend une pluralité d’inserts 506 qui forment un anneau annulaire discontinu se prolongeant autour de la circonférence du mandrin d’outil 304 à un angle de bande 504.

[0041] La figure 5B est une vue isométrique de la bande magnétique douce 502 de la figure 5A. Comme illustré, les inserts 506 présentent une forme coupée inclinée et, par conséquent, peuvent être désignés par inserts « inclinés » 506. De plus, les inserts 506 sont coupés et formés par ailleurs axialement et par ailleurs parallèlement à l’axe d’outil 310. Chaque insert 506 peut être séparé des inserts angulairement adjacents par un petit espace 508 qui empêche un contact physique entre les inserts angulairement adjacents 506, et donc empêche un trajet magnétique continu entre les inserts adjacents 506. Dans certains modes de réalisation, l’espace 508 peut être rempli avec un matériau qui présente une perméabilité relative d’environ 1, qui est équivalente à la perméabilité d’un espace libre ou de l’air (//»). Dans ces modes de réalisation, par exemple, les inserts 506 peuvent être positionnés (insérés) à l’intérieur de canaux correspondant définis par le bobinot 306 (figure 3A) où l’espace 508 est rempli par des séparateurs fournis par le bobinot 306. Dans d’autres modes de réalisation, l’espace 508 peut ne pas être rempli avec un matériau particulier, mais à la place permettre à l’air de séparer les inserts adjacents 506. Quel que soit le cas, l’espace 508 sert essentiellement d’isolant non magnétique entre les inserts adjacents 506.

[0042] Comme illustré, les inserts 506 comprennent des éléments généralement de forme rectangulaire ou en forme de parallélogramme (selon l’endroit où ils sont situés angulairement autour de la circonférence du mandrin d’outil 304) séparés par l’espace 508. Chacun insert 506 peut avoir une longueur 510a et une largeur 510b, la longueur 510a de chaque insert axialement coupé 506 se prolongeant de manière sensiblement parallèle à l’axe d’outil 310. Par conséquent, l’espace 508 séparant chaque insert 506 latéralement adjacent peut être aligné axialement avec l’axe d’outil 310 et être par ailleurs parallèle à celui-ci. De plus, chaque insert 506 peut présenter une forme arquée sur toute (le long de) la largeur qui s’adapte à la courbure du mandrin d’outil 304 (figure 5A) et/ou de la selle 404 (figure 5A).

[0043] En se référant maintenant aux figures 6A et 6B, il est illustré des vues isométrique et latérale, respectivement, d’un autre exemple de mode de réalisation de l’ensemble antenne 402. Comme avec les modes de réalisation des figures 4, 5A et 5B, l’ensemble antenne 402 comprend la bobine 308 enroulée autour du mandrin d’outil 304 et, dans certains modes de réalisation, positionnée dans la selle 404. Les enroulements de la bobine 308 se prolongent autour du mandrin d’outil 304 à un angle d’enroulement 312 (figure 6B) qui, comme mentionné ci-dessus, peut être angulairement décalé par rapport à l’axe d’outil 310 (figure 6B) de 45°, mais en variante ce pourrait être n’importe quel angle décalé par rapport à l’axe l’outil 310. Par conséquent, le moment dipolaire magnétique 316 (figure 6B) généré par la bobine 308 peut s’étendre à partir du mandrin d’outil 304 à l’angle du champ magnétique 318 (figure 6B), qui est orthogonal à l’angle d’enroulement 312.

[0044] Comme avec le mode de réalisation des figures 5A et 5B, la bande magnétique douce 502 est intercalée radialement entre la bobine 308 et le mandrin d’outil 304 (par exemple, la selle 404), et les inserts 506 sont séparés par les espaces 508 (figure 6A), qui se prolongent de manière sensiblement parallèle à l’axe d’outil 310. Contrairement au mode de réalisation des figures 5A et 5B, cependant, la bande magnétique douce 502 se prolonge autour de la circonférence du mandrin d’outil 304 (par exemple, la selle 404) à un angle de bande 602 (figure 6B) qui est orthogonal à l’angle d’enroulement 312. Par conséquent, la bande magnétique douce 502 peut non seulement être caractérisée comme étant « inclinée » par rapport à l’axe d’outil 310, mais peut également être appelée bande magnétique douce « inversée ». Dans les modes de réalisation où l’angle d’enroulement 312 est décalé de 45° par rapport à l’axe d’outil 310, l’angle de bande 602 peut également être décalé de 45° par rapport à l’axe d’outil 310, mais angulairement opposé à l’angle d’enroulement 312 le long de l’axe d’outil 310 (c’est-à-dire, décalé de 90° par rapport à l’angle d’enroulement 312). Comme la bobine 308 et la bande magnétique douce 502 sont chacune enroulées autour de la circonférence du mandrin d’outil 304 dans des directions orthogonales, au moins une partie de la bobine 308 se prolonge axialement après la bande magnétique douce 502 où la bande magnétique douce 502 n’est pas intercalée radialement entre la bobine 308 et le mandrin d’outil 304.

[0045] Chaque insert 506 de la bande magnétique douce 502 présente une section unique qui doit s’adapter à la courbure du mandrin d’outil 304 et/ou de la selle 404. Par conséquent, il peut être difficile et coûteux de fabriquer les inserts 506 car chaque insert 506 doit être fait sur mesure, ce qui augmente les coûts globaux de fabrication et d’assemblage pour l’ensemble antenne 402. Selon un ou plusieurs modes de réalisation de la présente divulgation, les inserts de bande magnétique douce qui sont difficiles à fabriquer à cause des géométries complexes exigées peuvent être remplacés par des inserts de bande magnétique douce peu coûteux et disponibles dans le commerce (c’est-à-dire, prêts à être utilisés) qui présentent une géométrie simple. Comme mentionné ci-dessous, l’utilisation de tels inserts de bande magnétique douce disponibles dans le commerce, ayant une géométrie simple, peut permettre d’obtenir des performances d’antenne identiques ou meilleures par rapport au mode de réalisation des figures 6A et 6B.

[0046] La figure 7A est une vue latérale d’un exemple d’ensemble antenne 702 qui incorpore un ou plusieurs principes de la présente divulgation. L’ensemble antenne 702 peut être similaire jusqu’à un certain point aux modes de réalisation de l’ensemble antenne 402 des figures 4, 5A et 5B, et 6A et 6B et, par conséquent, peut être mieux compris en s’y référant, où des numéros identiques font référence à des éléments ou composants identiques non décrits à nouveau. Comme avec les modes de réalisation de l’ensemble antenne 402, par exemple, l’ensemble antenne

702 comprend la bobine 308 enroulée autour du mandrin d’outil 304 et, dans au moins certains modes de réalisation, positionnée dans la selle 404. Les enroulements de la bobine 308 se prolongent autour du mandrin d’outil 304 à un angle d’enroulement 312 qui, comme mentionné cidessus, peut être angulairement décalé par rapport à l’axe d’outil 310 de 45°, mais en variante ce pourrait être n’importe quel angle décalé par rapport à l’axe l’outil 310. Par conséquent, le moment dipolaire magnétique 316 généré par la bobine 308 peut s’étendre à partir du mandrin d’outil 304 à l’angle du champ magnétique 318, qui est orthogonal à l’angle d’enroulement 312. Bien que la bobine 308 soit représentée avec seulement quatre enroulements consécutifs, il sera compris que plus de quatre enroulements ou moins de quatre enroulements peuvent être utilisés dans l’ensemble antenne 702, sans s’écarter de la portée de la divulgation.

[0047] L’ ensemble antenne 702 peut également comprendre une bande magnétique douce 704 qui est intercalée radialement entre la bobine 308 et le mandrin d’outil 304 (par exemple, la selle 404). La figure 7B est une vue latérale de l’ensemble antenne 702 de la figure 7A, sans la bobine 308 pour mieux visualiser les nouvelles caractéristiques de la bande magnétique douce 704. Dans le mode de réalisation illustré, la bande magnétique douce 704 comprend une pluralité d’inserts empilés 706 décalés angulairement les uns par rapport aux autres pour former un anneau annulaire discontinu qui se prolonge autour de la circonférence du mandrin d’outil 304 (par exemple, dans la selle 404) à un angle de bande 504. L’angle de bande 504 et l’angle d’enroulement 312 (figure 7A) sont sensiblement identiques de sorte que la bande magnétique douce 704 est intercalée entre la bobine 308 et le mandrin d’outil 304 autour de la circonférence entière du mandrin d’outil 304.

[0048] Chaque insert empilé 706 est séparé des inserts empilés angulairement adjacents par un espace 708, qui est similaire à l’espace 508 décrit ci-dessus en se référant aux figures 4, 5A à 5B et 6A et 6B. Par conséquent, les espaces 708 empêchent un contact physique entre les inserts empilés angulairement adjacents 706.

[0049] Comme illustré, chaque insert empilé 706 comprend une pluralité de tiges 710 (désignées d’une autre manière par « unité ») agencées et positionnées par ailleurs bout à bout (c’est-à-dire, « empilées ») pour former en coopération un insert empilé 706 rectiligne ou sensiblement rectiligne. Les tiges 710 peuvent être faites de n’importe quel matériau magnétique doux mentionné dans le présent document par rapport à la bande magnétique douce 502 des figures 5A et 5B et 6A et 6B, comme, mais sans se limiter, une ferrite, un mu-métal, un permalloy, un verre métallique (metglass), ou n’importe quelle combinaison de ceux-ci. Dans certains modes de réalisation, comme illustré, trois tiges 710 peuvent être agencées bout à bout pour former conjointement (mutuellement) un insert empilé 706 donné. Dans d’autres modes de réalisation, cependant, plus de trois tiges ou moins de trois tiges 710 (au moins deux) peuvent être agencées bout à bout pour former un insert empilé 706 donné. De plus, dans certains modes de réalisation, un petit espace peut être formé entre les extrémités opposées des tiges 710. Dans d’autres modes de réalisation, cependant, les extrémités opposées d’une ou de plusieurs des tiges 710 dans un insert empilé 706 donné peuvent entrer en contact et se toucher autrement directement l’une l’autre.

[0050] Les tiges 710 de chaque insert empilé 706 sont agencées de façon que l’insert empilé 706 se prolonge perpendiculairement aux enroulements de la bobine radialement adjacente 308 (figure 7A) à n’importe quel emplacement angulaire donné autour de la circonférence du mandrin d’outil 304. Par conséquent, la bande magnétique douce 704 aide à maintenir la directionnalité du moment magnétique dipolaire 316 (figure 7A) à 45° par rapport à l’axe d’outil 310 (figure 7A).

[0051] Les tiges 710 de chaque insert empilé 706 peuvent comprendre des éléments cylindriques rectilignes qui fournissent une section circulaire ou polygonale. En d’autres termes, chaque tige 710 peut présenter une forme en coupe transversale qui est circulaire, comme arrondie, ovale ou ovoïde, ou en variante une forme en coupe transversale qui est polygonale, comme triangulaire, rectangulaire (notamment carrée), pentagonale, etc. Dans l’exemple illustré, les tiges 710 sont représentées sous la forme d’éléments cylindriques ayant une section polygonale (par exemple, rectangulaire). Dans certains modes de réalisation, un insert empilé 706 donné peut comprendre des tiges 710 ayant des formes différentes en coupe transversale, sans s’écarter de la portée de la divulgation.

[0052] Chaque tige 710 peut avoir une longueur 712 qui contribue à la longueur totale 714 de l’insert empilé 706 correspondant. La longueur 712 d’une tige 710 donné peut ou non être identique à la longueur 712 d’une autre tige ou d’autres tiges 710 dans un insert empilé 706 correspondant. Par exemple, la longueur 712 de l’une quelconque des tiges 710 peut être située entre environ 1,0 pouce et 5,0 pouces, mais en variante elle pourrait être inférieure à 1,0 pouce ou supérieure à 5,0 pouces, sans s’écarter de la portée de la divulgation. Dans au moins un mode de réalisation, la longueur 712 des tiges 710 sera inférieure à la moitié des circonférences elliptiques du mandrin d’outil 304 (par exemple, la selle 404) le long du trajet désigné des inserts empilés 706. Par conséquent, dans de tels modes de réalisation, la plage de la longueur 712 des tiges 710 peut dépendre du diamètre du mandrin d’outil 304 (par exemple, dans la selle 404). La longueur 712 relativement courte des tiges 710 permet à l’insert empilé 706 correspondant de suivre grossièrement mais sensiblement la courbure de la surface externe du mandrin d’outil 304 (par exemple, la selle 404) au fur et à mesure qu’il se prolonge perpendiculairement à la bobine 308.

[0053] Les tiges 710 peuvent être disponibles dans le commerce sous la forme d’un article prêt à être utilisé et peuvent comprendre des tailles standards qui peuvent être achetées sur le marché chez divers fabricants et/ou points de vente. Par exemple, les tiges 710 peuvent être achetées chez CWS Bytemark d’Orange, CA, USA, ou chez Dexter Magnetic Technologies, Inc. d’Elk Grove Village, IL, USA. Comme le comprendra, l’utilisation de tiges 710 disponibles dans le commerce pour former les inserts empilés 706 peut réduire les coûts d’assemblage et d’entretien de l’ensemble antenne 702 par rapport aux ensembles antenne classiques ou antérieurs chez lesquels la bande magnétique douce comprend des inserts présentant des géométries complexes qui sont difficiles et coûteux à fabriquer. Par exemple, les bandes magnétiques douces de la technique antérieure peuvent coûter jusqu’à 20 000 $ US par antenne, tandis que les bandes magnétiques douces utilisant les inserts empilés 706 décrits dans le présent document peuvent coûter seulement 100 $ US par antenne. De plus, comme mentionné ci-dessous, l’utilisation des inserts empilés 706 peut fournir une performance de gain similaire ou meilleure par rapport aux ensembles antenne classiques ou antérieurs avec des bandes magnétiques douces faites sur mesure.

[0054] La figure 8A une vue isométrique d’un exemple de bobinot 802, selon un ou plusieurs modes de réalisation de la présente divulgation. Le bobinot 802 peut être identique ou similaire au bobinot 306 décrit ci-dessus en se référant à la figure 3A et, par conséquent, peut être fait des mêmes matériaux mentionnés dans le présent document. Bien que les inserts empilés 706 de la bande magnétique douce 704 des figures 7A et 7B soient représentés positionnés autour de la circonférence externe du mandrin 304 (par exemple, la selle 404), les inserts empilés 706 peuvent être, en variante, positionnés sur le ou attachés autrement au bobinot 802. À son tour, le bobinot 802 peut être positionné autour de la circonférence externe du mandrin 304, comme dans la selle 404. Dans le mode de réalisation illustré, par exemple, le bobinot 802 peut avoir une pluralité de rainures ou de canaux 804 définis sur sa surface radiale interne 806. Chaque canal 804 peut être dimensionné et autrement configuré pour recevoir un unique insert empilé 706 (figure 7B). Dans de tels modes de réalisation, la bobine 308 (figure 7A) peut être enroulée autour de la surface radiale externe 808 du bobinot 802.

[0055] La figure 8B représente une vue isométrique d’un autre mode de réalisation du bobinot 802 de la figure 8A. Sur la figure 8B, les inserts empilés 706 sont représentés agencés sur la surface radiale externe 808 du bobinot 802. Dans au moins un mode de réalisation, les inserts empilés 706 peuvent être au moins partiellement reçus à l’intérieur des canaux 810 correspondants définis dans la surface radiale externe 808 du bobinot 802. Dans d’autres modes de réalisation, cependant, la surface radiale externe 808 du bobinot 802 peut être lisse et les inserts empilés 706 peuvent, en variante, être agencés directement sur la surface radiale externe 808. Dans de tels modes de réalisation, la bobine 308 (figure 7A) peut être enroulée autour de la surface radiale externe 808 du bobinot 802, mais radialement supportée par les inserts empilés 706.

[0056] En se référant de nouveau à la figure 7A, il peut être souhaité de protéger l’ensemble antenne 702 (en particulier la bobine 308) contre les endommagements mécaniques ou opérationnels pendant son utilisation. Par exemple, une bobine 308 non protégée (non blindée) peut être endommagée lors des opérations de forage d’un puits de forage à cause d’une exposition prolongée aux déblais et aux débris du puits de forage ou à cause d’un contact important avec une paroi du puits de forage quand un train de forage associé est déplacé à l’intérieur du puits de forage. Dans certains modes de réalisation, la bobine 308 peut être protégée contre les endommagements mécaniques en recouvrant ou en revêtant la totalité ou une partie de l’ensemble antenne 702 avec un matériau non magnétique électriquement isolant/non-conducteur comme, mais sans s’y limiter, un polymère (par exemple, un PEEK), un mélange polymère-céramique, ou une céramique. Ce matériau peut être ajouté (déposé), par exemple, dans la partie à diamètre réduit du mandrin d’outil 304 définie par la selle 404. Le matériau est électriquement résistif et, par conséquent, peut protéger l’ensemble antenne 702 sans atténuer les champs électromagnétiques émis ou reçus.

[0057] Dans d’autres modes de réalisation, cependant, la bobine 308 peut être protégée contre les endommagements mécaniques en utilisant ou en installant un blindage d’antenne qui recouvre axialement la partie à diamètre réduit du mandrin d’outil 304 définie par la selle 404 et pour qui couvre efficacement la bobine 308. Le blindage d’antenne peut être électromagnétiquement transmissif pour permettre l’émission de signaux électromagnétiques. Dans certains modes de réalisation, la transmissibilité électromagnétique du blindage d’antenne peut être obtenue en fournissant des fentes définies à travers le corps du blindage d’antenne.

[0058] La figure 9 est une vue latérale d’un ensemble antenne 902 qui comprend un exemple de blindage d’antenne 906 utilisé pour protéger l’ensemble antenne 902 (en particulier la bobine 308 sous-jacente). L’ensemble antenne 902 peut être identique ou similaire à l’un quelconque des ensembles antenne 402 (figures 4, 5A et 5B, et 6A et 6B) et 702 (figures 7A et 7B) décrits dans le présent document et, par conséquent, peut être mieux compris en s’y référant, où des numéros identiques font référence à des éléments ou composants identiques non décrits à nouveau. L’ensemble antenne 902, par exemple, comprend la bobine 308 enroulée autour du mandrin d’outil 304 et, dans au moins certains modes de réalisation, positionnée dans la selle 404 (représentée en pointillés). Les enroulements de la bobine 308 se prolongent autour du mandrin d’outil 304 à l’angle d’enroulement 312.

[0059] L’ensemble antenne 902 comprend également une bande magnétique douce 904 qui est intercalée radialement entre la bobine 308 et le mandrin d’outil 304 (par exemple, la selle 404). Dans le mode de réalisation illustré, la bande magnétique douce 904 est similaire à la bande magnétique douce 704 des figures 7A et 7B, mais en variante elle pourrait comprendre n’importe lequel des modes de réalisation de bande magnétique douce mentionnés dans le présent document ou d’autres conceptions et configurations de bande magnétique douce, sans s’écarter de la portée de la divulgation.

[0060] Le blindage d’antenne 906 fournit une encapsulation circonférentielle des composants internes de l’ensemble antenne 902 par extension autour de l’axe d’outil 310. Plus précisément, le blindage d’antenne 906 est positionné radialement vers l’extérieur à partir de la bobine 308 et de la bande magnétique douce 904. Comme illustré, le blindage d’antenne 906 peut recouvrir axialement la longueur axiale de la selle 404 et est fixé au (ou en prise autrement avec le) mandrin d’outil 304 à ses extrémités axiales opposées. Dans certains modes de réalisation, le blindage d’antenne 906 peut être conçu de façon qu’une transition structurelle relativement lisse soit obtenue entre le blindage d’antenne 906 et le diamètre externe du mandrin d’outil 304 aux extrémités axiales opposées du blindage d’antenne 906.

[0061] Dans certains modes de réalisation, le blindage d’antenne 906 peut être formé d’un matériau non-conducteur et/ou non métallique, comme une fibre de verre ou un polymère (par exemple, une polyéther éther cétone ou «PEEK»). Dans d’autres modes de réalisation, cependant, le blindage d’antenne 906 peut être fait d’un matériau conducteur et/ou métallique, comme un acier inoxydable, un alliage à base de nickel (par exemple, le MONEL®, l’INCONEL®, etc.), un alliage à base de chrome, un alliage à base de cuivre, ou n’importe quelle combinaison de ceux-ci.

[0062] Le blindage d’antenne 906 comprend également une pluralité de fentes 908 définies à travers le corps du blindage d’antenne 906. Les fentes 908 facilitent la transmissibilité électromagnétique du blindage d’antenne 906 en fournissant des zones où les signaux électromagnétiques peuvent pénétrer dans le blindage d’antenne 906 pour être reçus ou émis. Dans le mode de réalisation illustré, chaque fente 908 est formée sous la forme d’un rectangle, mais en variante elles pourraient avoir d’autres formes, sans s’écarter de la portée de la divulgation. Chaque fente 908 a une longueur 910 et une largeur 912, et est séparée des fentes 908 angulairement adjacentes par un espace de séparation 914. L’espace de séparation 914 peut ou non être uniforme entre toutes les fentes 908 angulairement adjacentes. Les fentes 908 sont formées dans le blindage d’antenne 906 de façon que chaque fente 908 se prolonge perpendiculairement à la bobine radialement adjacente 308 à n’importe quel emplacement angulaire donné autour de la circonférence du mandrin d’outil 304. Par conséquent, la longueur 910 de chaque fente 908 se prolonge perpendiculairement aux enroulements radialement adjacents de la bobine 308.

[0063] Dans le mode de réalisation illustré, la longueur 910 de chaque fente 908 est constante (identique) et le motif des fentes 908 (y compris l’importance des espaces de séparation 914) est constant autour de la circonférence entière du blindage d’antenne 906. Les fentes 908 forment en coopération un anneau annulaire discontinu qui se prolonge autour de la circonférence du blindage d’antenne 906 à un angle de fente 916. L’angle de fente 916 et l’angle d’enroulement 312 sont sensiblement identiques de sorte que les fentes 908 sont agencées radialement vers l’extérieur à partir de la bobine 308 à n’importe quel emplacement angulaire donné autour de la circonférence du mandrin d’outil 304.

[0064] Les fentes 908 aident à réduire la perte de gain dû au blindage d’antenne 906, tout en retenant également l’angle d’enroulement (inclinaison) 312 de la bobine 308. Cependant, les fentes 908 de la figure 9 ne sont pas optimisées pour fournir un gain maximum tout en maintenant une intégrité et une résistance mécanique acceptable pour le blindage d’antenne 906. La conception de fente présentée sur la figure 9 constitue plutôt un motif uniforme de fentes 908 dimensionnées et agencées de la même manière autour de la circonférence du blindage d’antenne 906.

[0065] La figure 10 est une vue latérale de l’ensemble antenne 902 qui comprend un mode de réalisation du blindage d’antenne 906 incorporant un ou plusieurs principes de la présente divulgation. Comme on le décrira ci-dessous, une manière pour augmenter la sensibilité du gain de l’ensemble antenne 902 consiste à augmenter la longueur des fentes 908 dans le blindage d’antenne 906. Cependant, en raison des contraintes mécaniques de la structure du blindage d’antenne 906, il est prohibitif de simplement augmenter la longueur de toutes les fentes 908 jusqu’à un maximum, ce qui pourrait affecter négativement l’intégrité structurelle du blindage d’antenne 906 et le rendre inapproprié pour une utilisation en fond de puits.

[0066] Comme avec le mode de réalisation de la figure 9, chaque fente 908 du blindage d’antenne 906 de la figure 10 est séparée des fentes 908 angulairement adjacentes par un espace de séparation 914. Contrairement au mode de réalisation de la figure 9, cependant, les fentes 908 du blindage d’antenne 906 de la figure 10 sont définies et fournies autrement avec au moins deux longueurs différentes se prolongeant perpendiculairement à l’angle d’enroulement 312 (figure 9). Plus précisément, comme illustré, une ou plusieurs fentes 908 présentent une première longueur 1002a et une ou plusieurs (autres) fentes supplémentaires 908 présentent une seconde longueur 1002b, la première longueur 1002a étant supérieure à la seconde longueur 1002b. L’importance (la taille) des première et seconde longueurs 1002a,b peut dépendre du matériau utilisé pour le blindage d’antenne, de la longueur axiale de la bobine 308, et d’autres paramètres structuraux du blindage d’antenne 906. Avoir au moins deux longueurs différentes 1002a,b aide à minimiser la perte de gain à travers le blindage d’antenne 906, mais également maintient l’intégrité et la résistance de la structure du blindage d’antenne 906.

[0067] En principe, et sur la base des conclusions dérivées à partir des tests présentés sur les figures 11 à 13, les fentes 908 ayant la première longueur 1002a devraient être aussi longues que possible à condition que toutes ces fentes 908 ne se rejoignent pas à une extrémité et maintiennent par ailleurs une distance minimum à une extrémité. Les fentes 908 ayant la seconde longueur 1002b peuvent s’intercaler entre les fentes 908 plus longues et peuvent également être aussi longues que possible à condition que toutes ces fentes 908 ne rejoignent pas les fentes 908 plus longues et maintiennent également une distance minimum entre les fentes 908 plus longues.

[0068] Dans certains modes de réalisation, comme illustré, les fentes 908 peuvent être définies (agencées) selon un motif de fentes où les première et seconde longueurs 1002a,b alternent autour de la circonférence du blindage d’antenne 906 selon un rapport un à un. Plus particulièrement, une fente 908 ayant la seconde longueur 1002b est intercalée entre chaque paire angulairement adjacente de fentes 908 ayant la première longueur 1002a, ou vice versa, une fente 908 ayant la première longueur 1002a étant intercalée entre chaque paire angulairement adjacente de fentes 908 ayant la seconde longueur 1002b.

[0069] Dans d’autres modes de réalisation, cependant, les fentes 908 peuvent être définies selon un motif de fentes où les première et seconde longueurs 1002a,b alternent autour de la circonférence du blindage d’antenne 906 selon un rapport deux à deux. Dans de tels modes de réalisation, deux fentes 908 ayant la même longueur 1002a peuvent être suivies par deux fentes 908 ayant la seconde longueur 1002b selon un motif alterné continu autour de la circonférence du blindage d’antenne 906.

[0070] Dans encore d’autres modes de réalisation, les fentes 908 peuvent être définies selon un motif de fentes où les première et seconde longueurs 1002a,b alternent autour de la circonférence du blindage d’antenne 906 selon un rapport deux à un. Dans de tels modes de réalisation, deux ou plusieurs fentes 908 ayant la même longueur 1002b peuvent être intercalées entre chaque paire angulairement adjacente de fentes 908 ayant la première longueur 1002a, ou vice versa. Dans des modes de réalisation supplémentaires, il est ici envisagé que les fentes 908 ayant les première et seconde longueurs 1002a,b peuvent être fournies selon un motif de fentes aléatoire qui peut ou non se répéter autour de la circonférence du blindage d’antenne 906.

[0071] Bien que le blindage d’antenne 906 de la figure 10 présente des fentes 908 ayant seulement deux longueurs 1002a,b différentes, il est envisagé ici que le blindage d’antenne 906 fournisse des fentes 908 ayant trois ou plus de trois longueurs différentes. Dans de tels modes de réalisation, le motif des fentes 908 ayant trois ou plus de trois longueurs différentes peut être uniforme et se répéter autour de la circonférence du blindage d’antenne 906, ou peut par ailleurs être fourni selon un motif aléatoire qui peut ou non se répéter, sans s’écarter de la portée de la divulgation.

[0072] Dans l’un quelconque des scénarios de motifs de fentes décrits dans le présent document, l’espace de séparation 914 entre des fentes 908 angulairement adjacentes de n’importe quelle longueur 1002a,b peut être uniforme ou à la place varier autour de la circonférence du blindage d’antenne 906, sans s’écarter de la portée de la divulgation.

[0073] La bande magnétique douce 904 au moins partiellement visible à travers les fentes 908 du blindage d’antenne 906 de la figure 10 peut comprendre la bande magnétique douce 704 des figures 7A et 7B. Par conséquent, la bande magnétique douce 904 peut comprendre la pluralité d’inserts empilés 706 (figures 7A et 7B) se prolongeant perpendiculairement à la bobine 308, et se prolongeant simultanément parallèlement aux fentes 908. Dans certains modes de réalisation, l’espace 708 (figures 7A et 7B) séparant chaque insert empilé 706 des inserts empilés angulairement adjacents peut avoir une importance (taille) identique ou similaire à celle de l’espace de séparation 914 qui sépare les fentes 908 angulairement adjacentes. Dans de tels modes de réalisation, chaque insert empilé 706 peut être agencé de manière à s’aligner radialement avec une fente 908 correspondante. Dans d’autres modes de réalisation, cependant, les inserts empilés 706 peuvent être désalignés radialement avec les fentes 908, sans s’écarter de la portée de la divulgation.

[0074] La modification de différents paramètres du blindage d’antenne 906 affecte la sensibilité du gain de l’ensemble antenne 902. Des exemples de paramètres du blindage pouvant être modifiés (manipulés) afin d’augmenter la sensibilité du gain de l’ensemble antenne 902 comprennent, mais sans s’y limiter, le nombre de fentes 908 incluses dans le blindage d’antenne 906, la largeur 912 (figure 9) de chaque fente 908, et la longueur 916 (figure 9) de chaque fente 908.

Grâce à des tests, les inventeurs ont déterminé que la manière la plus efficace pour augmenter la sensibilité du gain de l’ensemble antenne 902 consiste à maximiser la longueur 916 des fentes 908. Les figures 11 à 13 représentent graphiquement des données de test qui supportent cette conclusion.

[0075] Plus particulièrement, les figures 11 à 13 présentent des résultats de test obtenus en faisant varier les paramètres du blindage susmentionnés sur un ensemble antenne similaire à l’ensemble antenne 402 des figures 6A et 6B et avec le même blindage d’antenne que le blindage d’antenne 906 de la figure 9. Les tests ont été réalisés tout en excitant la bobine 308 (figures 6A et 6B) de l’ensemble antenne 402 à plusieurs fréquences : 500 Hz, 1 kHz, 2 kHz, 8 kHz, et 32 kHz.

[0076] La figure 11 fournit une série de tracés représentant des données de test résultant de l’augmentation du nombre de fentes définies dans le blindage d’antenne. Les données ont été obtenues à partir de deux conceptions de fente différentes : 1) des fentes ayant une longueur de 4,125 pouces et une largeur de 0,188 pouce, et 2) des fentes ayant une longueur de 4,125 pouces et une largeur de 0,250 pouce. Comme le montrent les tracés de la figure 11, l’augmentation du nombre de fentes dans le blindage d’antenne entraîne une augmentation correspondante de sensibilité de pourcentage de gain.

[0077] La figure 12 fournit une série de tracés représentant des données de test résultant de l’augmentation de la largeur des fentes définies dans le blindage d’antenne. Les données ont été obtenues à partir de trois conceptions de blindage d’antenne: l)un blindage d’antenne comportant douze fentes ayant une longueur de 4,125 pouces, 2) un blindage d’antenne comportant vingt-quatre fentes ayant une longueur de 4,125 pouces, et 3) un blindage d’antenne comportant douze fentes ayant une longueur de 7,500 pouces. Comme le montrent les tracés de la figure 12, l’augmentation de la largeur des fentes dans un blindage d’antenne donné entraîne une augmentation correspondante de sensibilité de pourcentage de gain.

[0078] La figure 13 fournit une série de tracés représentant des données de test résultant de l’augmentation de la longueur des fentes définies dans le blindage d’antenne. Les données ont été obtenues à partir d’une conception de blindage d’antenne comprenant douze fentes ayant une largeur de 0,188 pouce. Comme le montrent les tracés de la figure 13, l’augmentation de la longueur des fentes dans le blindage d’antenne entraîne une augmentation correspondante de sensibilité de pourcentage de gain.

[0079] Les données et les découvertes provenant des figures 11 à 13 sont résumées dans le tableau 1 suivant :

Paramètres du blindage

Plage de fréquences

Amélioration du gain

Doublement des fentes (12 -> 24)	500 Hz —> 2 kH	-3 % - -7 %
8 kHz 32 kH	-10%
Doublement de la largeur des fentes (0,125 pouce —» 0,250 pouce)	500 Hz —» 2 kH	-1 % - -2 %
2 kHz -> 32 kH	-3 % - -7 %
Doublement de la longueur des fentes (0,4 pouce —► 0,8 pouce)	500 Hz —> 1 kH	-38 %
2 kHz —> 32 kH	-50 %
Tableau

[0080] À partir du tableau 1, il peut être conclu que la manière la plus efficace pour augmenter la sensibilité du gain d’un ensemble antenne consiste à maximiser la longueur des fentes définies dans le blindage d’antenne.

[0081] La figure 14 est un tableau 1400 présentant les résultats d’un test comparatif obtenus à partir de trois variations dans les conceptions de blindage d’antenne appliquées au même ensemble antenne. Les tests ont été réalisés tout en excitant la bobine de chaque ensemble antenne à plusieurs fréquences : 500 Hz, 1 kHz, 2 kHz, 8 kHz, et 32 kHz. Les conceptions de blindage d’antenne sont comparées par rapport à une réponse dipolaire pour une antenne à bobine à l’air, comme présenté dans la deuxième colonne. L’antenne à bobine à l’air est une antenne à bobine fonctionnant sans mandrin d’outil, bande magnétique douce ou blindage d’antenne l’accompagnant, et la réponse dipolaire résulte de l’excitation de la bobine. Le gain pour l’antenne à bobine à l’air (dipôle magnétique) est utilisé comme référence pour calculer le pourcentage de gain des autres conceptions d’antenne (Gain = Gainconception / GainDipôie)· Comme le montrent les résultats de la première colonne, la réponse dipolaire à chaque fréquence est 1.

[0082] Les conceptions de blindage d’antenne sont comparées en outre par rapport à la performance d’un premier ensemble antenne de base sans blindage d’antenne, comme présenté dans la troisième colonne. Le premier ensemble antenne est identique à l’ensemble antenne 402 des figures 6A et 6B, et est utilisé comme ensemble antenne de base pour chacun des deuxième, troisième et quatrième ensembles antenne.

[0083] Le deuxième ensemble antenne comprend un blindage d’antenne qui est sensiblement similaire au blindage d’antenne 906 de la figure 9, qui comprend une pluralité de fentes inclinées ayant chacune une longueur de 4,125 pouces et une largeur de 0,188 pouce. Le troisième ensemble antenne comprend un blindage d’antenne ayant douze fentes inclinées, chaque fente ayant une longueur de 7,5 pouces et une largeur de 0,188 pouce. Le quatrième ensemble antenne comprend un blindage d’antenne qui est sensiblement similaire au blindage d’antenne 906 de la figure 10, qui comprend vingt-quatre fentes inclinées fournies avec deux longueurs différentes de 7,5 pouces et 4,125 pouces, et avec une largeur de 0,188 pouce.

[0084] Les données dans le tableau 1400 indiquent que l’ajout d’un blindage d’antenne ayant des fentes inclinées au premier ensemble antenne entraîne une diminution de gain, comme le montrent les données obtenues avec les deuxième, troisième et quatrième ensembles antenne. La performance du gain pour le quatrième ensemble antenne, cependant, était bien supérieure à la performance du gain des deuxième et troisième conceptions d’ensembles antenne, en particulier aux fréquences élevées (par exemple, 8 kHz et 32 kHz). On peut donc conclure qu’avoir deux ou plusieurs longueurs différentes de fentes (longues et courtes) dans un blindage d’antenne peut augmenter la performance du gain d’un ensemble antenne donné tout en maintenant simultanément l’intégrité structurelle du blindage d’antenne.

[0085] La figure 15 est un tableau 1500 présentant les résultats d’un test comparatif obtenus à partir de deux variations dans les conceptions de blindage d’antenne, conjointement avec la variation de la conception de la bande magnétique douce sous-jacente d’un ensemble antenne. Comme avec le tableau 1400 de la figure 14, les conceptions de blindage d’antenne sont comparées de nouveau par rapport à une réponse dipolaire pour une antenne à bobine à l’air, comme présenté dans la deuxième colonne. De plus, les tests ont été de nouveau réalisés tout en excitant la bobine d’un ensemble antenne donné à plusieurs fréquences : 500 Hz, 1 kHz, 2 kHz, 8 kHz, et 32 kHz.

[0086] Les conceptions de blindage d’antenne sont également comparées par rapport à deux conceptions d’ensemble antenne de base, présentées dans la troisième colonne en tant que premier ensemble antenne et quatrième ensemble antenne. Le premier ensemble antenne est identique à l’ensemble antenne 402 des figures 6A et 6B, et est utilisé comme ensemble antenne de base pour les deuxième et troisième ensembles antenne. Le quatrième ensemble antenne est identique à l’ensemble antenne 702 des figures 7A et 7B, qui comprend la bande magnétique douce ayant une pluralité d’inserts empilés, et est utilisé comme ensemble antenne de base pour les cinquième et sixième ensembles antenne.

[0087] Les deuxième et cinquième ensembles antenne comprennent chacun un blindage d’antenne qui est sensiblement similaire au blindage d’antenne 906 de la figure 9, le blindage d’antenne ayant vingt-quatre fentes inclinées et chaque fente ayant la même longueur uniforme. Les troisième et sixième ensembles antenne comprennent chacun un blindage d’antenne qui est sensiblement similaire au blindage d’antenne 906 de la figure 10, le blindage d’antenne ayant des fentes inclinées fournies avec deux longueurs différentes (longues et courtes).

[0088] Les données dans le tableau 1500 fournissent une comparaison de la performance du gain entre une conception d’ensemble antenne de base ayant une bande magnétique douce classique (c’est-à-dire, le premier, deuxième et troisième ensemble antenne) et une ayant des inserts empilés (c’est-à-dire, le quatrième, cinquième et sixième ensemble antenne). Le tableau 1500 indique que la performance de la conception d’ensemble antenne de base ayant la bande magnétique douce classique et sans blindage d’antenne (c’est-à-dire, le premier ensemble antenne) est supérieure à celle de la conception d’ensemble antenne ayant des inserts empilés sans blindage d’antenne (c’est-à-dire, le quatrième ensemble antenne). Cependant, quand le blindage d’antenne est inclus, les deux conceptions d’ensemble antenne présentent des performances sensiblement similaires à chaque fréquence. Cela peut s’avérer utile pour les opérations de forage qui nécessite un ensemble antenne pour obtenir des mesures en cours de forage. L’inclusion du blindage d’antenne lors des opérations de forage peut être nécessaire pour protéger la bobine contre l’usure et les endommagements provoqués par les débris de forage et le déplacement du train de forage.

[0089] La figure 16 est un tableau 1600 présentant les résultats d’un test comparatif obtenus à partir de variations de conceptions d’ensemble antenne ayant des inserts empilés d’une bande magnétique douce alignés et désalignés avec les fentes d’un blindage d’antenne. Comme avec les tableaux 1400 et 1500 des figures 14 et 15, respectivement, les conceptions de blindage d’antenne sont comparées de nouveau par rapport à une réponse dipolaire pour une antenne à bobine à l’air, comme présenté dans la deuxième colonne. Les tests ont été réalisés tout en excitant la bobine des ensembles antenne donnés à plusieurs fréquences : 2 kHz, 4 kHz, 8 kHz, 16 kHz, 32 kHz, et 64 kHz.

[0090] Le tableau 1600 fournit des données de test comparatif obtenues avec le premier, le deuxième, le troisième et le quatrième ensemble antenne. Chaque ensemble antenne comprend une bande magnétique douce comprenant une pluralité d’inserts empilés, similaire à l’ensemble antenne 702 des figures 7A et 7B. De plus, chaque ensemble antenne est testé conjointement avec un blindage d’antenne similaire au blindage d’antenne 906 de la figure 10, les fentes inclinées du blindage d’antenne étant fournies avec deux longueurs différentes (longues et courtes). Le blindage d’antenne utilisé avec le premier et le deuxième ensemble antenne comporte vingt-quatre fentes inclinées ayant deux longueurs différentes, et le blindage d’antenne utilisé avec le troisième et le quatrième ensemble antenne comporte trente-six fentes inclinées ayant deux longueurs différentes. Les données dans le tableau 1600 reflètent également des mesures obtenues quand les inserts empilés de la bande magnétique douce de chaque ensemble antenne sont désalignés ou alignés avec les fentes inclinées. On observe à partir des résultats du test fournis dans le tableau 1600 que quand les inserts empilés sont alignés radialement avec les fentes inclinées, de telle manière que les inserts empilés soient exposés à travers les fentes inclinées radialement adjacentes, la performance du gain de l’ensemble antenne particulier est supérieure par rapport à celui des ensembles antenne dans lesquels les inserts empilés sont désalignés radialement avec les fentes inclinées.

[0091] La figure 17 est un tableau 1700 présentant les résultats d’un test comparatif obtenus à partir de variations de conceptions d’un ensemble antenne ayant une bande magnétique douce comprenant des inserts empilés avec des nombres variables de tiges. Comme avec les tableaux 1400, 1500 et 1600 des figures 14 à 16, respectivement, les conceptions de blindage d’antenne sont comparées de nouveau par rapport à une réponse dipolaire pour une antenne à bobine à l’air, comme présenté dans la deuxième colonne. De plus, les tests ont été réalisés tout en excitant la bobine des ensembles antenne donnés à plusieurs fréquences : 2 kHz, 4 kHz, 8 kHz, 16 kHz, 32 kHz, et 64 kHz.

[0092] Le tableau 1700 fournit des données de test comparatif obtenues avec le premier, le deuxième, le troisième et le quatrième ensemble antenne. Chaque ensemble antenne comprend une bande magnétique douce comprenant une pluralité d’inserts empilés, similaire à certains égards à l’ensemble antenne 702 des figures 7A et 7B. De plus, chaque ensemble antenne est testé conjointement avec un blindage d’antenne similaire au blindage d’antenne 906 de la figure 10, les fentes inclinées du blindage d’antenne étant fournies avec deux longueurs différentes (longues et courtes). Le blindage d’antenne utilisé avec le premier et le deuxième ensemble antenne comporte vingt-quatre fentes inclinées ayant deux longueurs différentes, et le blindage d’antenne utilisé avec le troisième et le quatrième ensemble antenne comporte trente-six fentes inclinées ayant deux longueurs différentes.

[0093] Lors du test, le nombre d’inserts empilés et de tiges dans la bande magnétique douce de chaque ensemble antenne a été modifié afin de déterminer son effet sur la performance du gain. La bande magnétique douce du premier ensemble antenne, par exemple, comprend quarante-huit inserts empilés, chaque insert empilé comprenant trois tiges. La bande magnétique douce du deuxième ensemble antenne comprend trente-six inserts empilés, chaque insert empilé comprenant quatre tiges. Par conséquent, les inserts empilés du deuxième ensemble antenne sont plus longs que les inserts empilés du premier ensemble antenne. La bande magnétique douce du troisième ensemble antenne comprend trente-six inserts empilés, chaque insert empilé comprenant trois tiges. Pour terminer, la bande magnétique douce du quatrième ensemble antenne comprend trente-six inserts empilés, chaque insert empilé comprenant quatre tiges. Par conséquent, les inserts empilés du deuxième et du quatrième ensemble antenne sont plus longs que les inserts empilés du premier et du troisième ensemble antenne.

[0094] On observe à partir des résultats du test fournis dans le tableau 1700 que les ensembles antenne présentant des bandes magnétiques douces ayant des inserts empilés plus longs (c’est-à-dire, le deuxième et le quatrième ensemble antenne) fournissent une meilleure performance du gain par rapport aux ensembles antenne ayant des inserts empilés plus court (c’està-dire, le premier et le troisième ensemble antenne). Ceci est vrai avec les ensembles antenne présentant un nombre comparable de tiges (c’est-à-dire, 48 x 3 = 144 ; 36 x 4 = 144), et même quand le motif d’inserts empilés plus courts (c’est-à-dire, 48 x 3) contient des tiges plus denses. Par conséquent, il peut s’avérer avantageux d’empiler les tiges le plus longtemps possible dans une direction perpendiculaire à la direction de la bobine dans un insert empilé donné pour améliorer la performance.

[0095] Les modes de réalisation divulgués dans le présent document comprennent :

[0096] A. Un ensemble antenne qui comprend un mandrin d’outil ayant un axe d’outil, une bobine comprenant une pluralité d’enroulements enroulés autour du mandrin d’outil à un angle d’enroulement décalé par rapport à l’axe de l’outil, et une bande magnétique douce s’intercalant radialement entre la bobine et le mandrin d’outil et se prolongeant autour d’une circonférence du mandrin d’outil à un angle de bande parallèle à l’angle d’enroulement, dans lequel la bande magnétique douce comprend une pluralité d’inserts empilés se prolongeant perpendiculairement à la bobine autour de la circonférence du mandrin d’outil et chaque insert empilé comprend une pluralité de tiges positionnées bout à bout.

[0097] B. Un procédé qui comprend l’introduction d’un outil de diagraphie de puits de forage dans un puits de forage, l’outil de diagraphie de puits de forage comprenant un ensemble antenne qui comprend un mandrin d’outil ayant un axe d’outil, une bobine comprenant une pluralité d’enroulements enroulés autour du mandrin d’outil à un angle d’enroulement décalé par rapport à l’axe de l’outil, et une bande magnétique douce s’intercalant radialement entre la bobine et le mandrin d’outil et se prolongeant autour d’une circonférence du mandrin d’outil à un angle de bande parallèle à l’angle d’enroulement, dans lequel la bande magnétique douce comprend une pluralité d’inserts empilés se prolongeant perpendiculairement à la bobine autour de la circonférence du mandrin d’outil et chaque insert empilé comprend une pluralité de tiges positionnées bout à bout. Le procédé comprend en outre l’obtention de mesures d’une formation souterraine environnante avec l’outil de diagraphie de puits de forage.

[0098] Chaque mode de réalisation A et B peut présenter un ou plusieurs des éléments supplémentaires suivants dans n’importe quelle combinaison : Élément 1 : dans lequel la pluralité de tiges comprend un matériau sélectionné dans le groupe constitué d’une ferrite, d’un mumétal, d’un permalloy, d’un verre métallique, et de n’importe quelle combinaison de ceux-ci. Élément 2 : dans lequel la bande magnétique douce est intercalée entre la bobine et le mandrin d’outil autour de la circonférence entière du mandrin d’outil. Élément 3 : dans lequel la pluralité de tiges dans chaque insert empilé forme en coopération un insert empilé rectiligne correspondant qui suit une courbe d’une surface externe du mandrin outil tout en se prolongeant perpendiculairement à la bobine. Élément 4 : dans lequel au moins une tige de la pluralité de tiges a une longueur qui est différente d’une longueur des autres tiges de la pluralité de tiges. Élément 5 : dans lequel chaque tige comprend un élément cylindrique rectiligne qui présente une section circulaire ou polygonale. Élément 6 : comprenant en outre un bobinot positionné autour de la circonférence du mandrin, dans lequel la pluralité d’inserts empilés est positionnée sur le bobinot. Élément 7 : dans lequel la pluralité d’inserts empilés est positionnée sur une surface radiale externe du bobinot. Élément 8 : dans lequel la pluralité d’inserts empilés est positionnée sur une surface radiale interne du bobinot. Élément 9 : comprenant en outre un blindage d’antenne fixé au mandrin d’outil et positionné radialement vers l’extérieur à partir de la bobine, dans lequel le blindage d’antenne définit une pluralité de fentes se prolongeant perpendiculairement à la bobine à n’importe quel emplacement angulaire autour de la circonférence du mandrin d’outil. Élément 10 : dans lequel la pluralité de fentes est fournie en deux ou plusieurs longueurs différentes. Élément 11 : dans lequel la pluralité d’inserts empilés est alignée radialement avec la pluralité de fentes. Élément 12 : dans lequel la pluralité d’inserts empilés est désalignée radialement avec la pluralité de fentes.

[0099] Élément 13 : dans lequel le mandrin d’outil est couplé de manière fonctionnelle à un train de forage et l’introduction de l’outil de diagraphie de puits de forage dans le puits de forage comprend en outre l’extension de l’outil de diagraphie de puits de forage dans le puits de forage sur le train de forage, et le forage d’une partie du puits de forage avec un trépan de forage fixé à une extrémité distale du train de forage. Élément 14 : dans lequel l’introduction de l’outil de diagraphie de puits de forage dans le puits de forage comprend en outre l’extension de l’outil de diagraphie de puits de forage dans le puits de forage sur une ligne câblée en tant que partie d’une sonde d’instrument à ligne câblée. Élément 15 : dans lequel l’ensemble antenne comprend en outre un bobinot agencé autour de la circonférence du mandrin et la pluralité d’inserts empilés est positionnée sur le bobinot. Élément 16 : dans lequel l’ensemble antenne comprend en outre un blindage d’antenne fixé au mandrin d’outil et positionné radialement vers l’extérieur à partir de la bobine, dans lequel le blindage d’antenne définit une pluralité de fentes se prolongeant perpendiculairement à la bobine à n’importe quel emplacement angulaire autour de la circonférence du mandrin d’outil. Elément 17 : dans lequel la pluralité de fentes est fournie en deux ou plusieurs longueurs différentes. Élément 18 : dans lequel la pluralité d’inserts empilés est alignée ou désalignée radialement avec la pluralité de fentes.

[0100] A titre d’exemple non limitatif, des exemples de combinaisons applicables à A et B comprennent : l’élément 7 avec l’élément 8 ; l’élément 9 avec l’élément 10 ; l’élément 9 avec l’élément 11 ; l’élément 9 avec l’élément 12 ; l’élément 16 avec l’élément 17 ; et l’élément 16 avec l’élément 18.

[0101] Par conséquent, les systèmes et les procédés divulgués sont bien adaptés pour atteindre les fins et les avantages mentionnés ainsi que ceux qui sont inhérents ici. Les modes de réalisation particuliers divulgués ci-dessus sont uniquement illustratifs, étant donné que les enseignements de la présente divulgation peuvent être modifiés et pratiqués de manières différentes mais équivalentes évidentes pour un spécialiste du domaine et qui bénéficie des présents enseignements. De plus, aucune limitation n’est prévue aux détails de construction ou de conception décrits ici, autres que ceux décrits dans les revendications ci-dessous. Il est donc évident que les modes de réalisation illustratifs particuliers divulgués ci-dessus peuvent être altérés, combinés ou modifiés et toutes les variations de ce type sont considérées comme étant dans la portée de la présente divulgation. Les systèmes et les procédés divulgués de manière illustrative dans le présent document peuvent être mis en pratique en l’absence de tout élément qui n’est pas spécifiquement divulgué dans le présent document et/ou de tout élément facultatif divulgué dans le présent document. Bien que des compositions et des procédés soient décrits en termes de « comprenant », « contenant », ou « incluant » divers composants ou étapes, les compositions et les procédés peuvent également « consister essentiellement en » ou « consister en » divers composants et étapes. Tous nombres et plages divulgués plus haut peuvent varier d’une certaine quantité. Chaque fois qu’une plage numérique avec une limite inférieure et une limite supérieure est divulguée, tout nombre et toute plage incluse entrant dans la plage sont spécifiquement divulgués. En particulier, chaque plage de valeurs (de la forme, « d’environ a à environ b » ou, de façon équivalente, « d’approximativement a à b » ou, de façon équivalente, « d’approximativement a-b ») divulguée dans le présent document est à considérer comme indiquant tous nombres et plages englobés à l’intérieur de la plus large plage de valeurs. En outre, les termes dans les revendications ont leur signification claire et ordinaire, sauf en cas de mention contraire explicite et claire définie par le titulaire du brevet. En outre, les articles indéfinis « un » ou « une », tels qu’utilisés dans les revendications, signifient ici un ou plus d’un des éléments qui sont introduits. En cas de conflit relatif aux usages d’un mot ou d’un terme dans le présent mémoire et un ou plusieurs brevets ou autres documents qui peuvent être incorporés dans le présent document à titre de référence, les définitions qui sont compatibles avec le présent mémoire doivent être adoptées.

[0102] Telle qu’utilisée dans le présent document, l’expression « au moins l’un(e) parmi » précédant une série d’articles, avec les termes « et » ou « ou » séparant des articles quelconques, modifie la liste dans son ensemble, plutôt que chaque élément de la liste (à savoir, chaque article). L’expression « au moins l’un(e) parmi » comprend une signification qui inclut au moins un de l’un quelconque des articles, et/ou au moins une d’une combinaison quelconque des 10 articles, et/ou au moins un de chacun des articles. À titre d’exemple, les expressions « au moins l’un parmi A, B et C » ou « au moins l’un parmi A, B ou C » font chacune référence à uniquement A, uniquement B ou uniquement C ; n’importe quelle combinaison de A, B et C ; et/ou au moins un de chaque parmi A, B et C.

Claims

REVENDICATIONS

1. Ensemble antenne, comprenant :

un mandrin d’outil ayant un axe d’outil ;

une bobine comprenant une pluralité d’enroulements enroulés autour du mandrin d’outil dans laquelle les portions d’une pluralité d’enroulements sont enroulées autour du mandrin d’outil à un angle d’enroulement décalé par rapport à l’axe de l’outil ; et une bande magnétique douce s’intercalant radialement entre la bobine et le mandrin d’outil et se prolongeant autour d’une circonférence du mandrin d’outil, dans lequel la bande magnétique douce comprend une pluralité d’inserts empilés et chaque insert empilé comprend une pluralité de tiges positionnées bout à bout.
2. Ensemble antenne selon la revendication 1, dans lequel la bande magnétique douce se prolonge autour de la circonférence du mandrin d’outil à un angle de bande parallèle à l’angle d’enroulement, et/ou dans lequel la bande magnétique douce est intercalée entre la bobine et le mandrin d’outil autour de la circonférence entière du mandrin d’outil.
3. Ensemble antenne selon la revendication 1 ou 2, dans lequel chaque insert empilé est positionnée pour se prolonger perpendiculairement à un angle d’enroulement d’une pluralité d’enroulements autour de la circonférence du mandrin d’outil; et/or dans lequel la pluralité de tiges dans chaque insert empilé forme en coopération un insert empilé rectiligne correspondant qui suit une courbe d’une surface externe du mandrin outil.
4. Ensemble antenne selon l’une quelconque des revendications 1 à 3, dans lequel la pluralité de tiges comprend un matériau sélectionné dans le groupe constitué d’une ferrite, d’un mu-métal, d’un permalloy, d’un verre métallique, et de n’importe quelle combinaison de ceux-ci.
5. Ensemble antenne selon l’une quelconque des revendications 1 à 4, dans lequel au moins une tige de la pluralité de tiges a une longueur qui est différente d’une longueur des autres tiges de la pluralité de tiges, et éventuellement dans lequel chaque tige comprend un élément cylindrique rectiligne qui présente une section circulaire ou polygonale.
6. Ensemble antenne selon la revendication 1, comprenant en outre un bobinot positionné autour de la circonférence du mandrin, dans lequel la pluralité d’inserts empilés est positionnée sur le bobinot, et dans lequel la pluralité d’inserts empilés est positionnée sur une surface radiale externe du bobinot ou sur une surface radiale interne du bobinot.
7. Ensemble antenne selon la revendication 1, comprenant en outre un blindage d’antenne fixé au mandrin d’outil et positionné radialement vers l’extérieur à partir de la bobine, dans lequel le blindage d’antenne définit une pluralité de fentes se prolongeant perpendiculairement à la bobine à n’importe quel emplacement angulaire autour de la circonférence du mandrin d’outil, et éventuellement la pluralité de fentes est fournie en deux ou plusieurs longueurs différentes.
8. Ensemble antenne selon la revendication 7, dans lequel la pluralité d’inserts empilés est alignée radialement avec la pluralité de fentes.
9. Ensemble antenne selon la revendication 7, dans lequel la pluralité d’inserts empilés est désalignée radialement avec la pluralité de fentes.
10. Procédé comprenant :

l’introduction d’un outil de diagraphie de puits de forage dans un puits de forage, l’outil de diagraphie de puits de forage comprenant un ensemble antenne qui comprend :

un mandrin d’outil ayant un axe d’outil ;

une bobine comprenant une pluralité d’enroulements enroulés autour du mandrin d’outil dans laquelle les portions d’une pluralité d’enroulements sont enroulées autour du mandrin d’outil à un angle d’enroulement décalé par rapport à l’axe de l’outil ; et une bande magnétique douce s’intercalant radialement entre la bobine et le mandrin d’outil et se prolongeant autour d’une circonférence du mandrin d’outil à un angle de bande parallèle à l’angle d’enroulement, dans lequel la bande magnétique douce comprend une pluralité d’inserts empilés se prolongeant perpendiculairement à la bobine autour de la circonférence du mandrin d’outil et chaque insert empilé comprend une pluralité de tiges positionnées bout à bout ; et l’obtention de mesures d’une formation souterraine environnante avec l’outil de diagraphie de puits de forage.
11. Procédé selon la revendication 10, dans lequel le mandrin d’outil est couplé de manière fonctionnelle à un train de forage et l’introduction de l’outil de diagraphie de puits de forage dans le puits de forage comprend en outre :

l’extension de l’outil de diagraphie de puits de forage dans le puits de forage sur le train de forage ; et le forage d’une partie du puits de forage avec un trépan de forage fixé à une extrémité distale du train de forage.
12. Procédé selon la revendication 10, dans lequel l’introduction de l’outil de diagraphie de puits de forage dans le puits de forage comprend en outre l’extension de l’outil de diagraphie de puits de forage dans le puits de forage sur une ligne câblée en tant que partie d’une sonde d’instrument à ligne câblée.
13. Procédé selon la revendication 10, dans lequel l’ensemble antenne comprend en outre un bobinot agencé autour de la circonférence du mandrin et la pluralité d’inserts empilés sont positionnés sur le bobinot.
14. Procédé selon la revendication 10, dans lequel l’ensemble antenne comprend en outre un blindage d’antenne fixé au mandrin d’outil et positionné radialement vers l’extérieur à partir de la bobine, dans lequel le blindage d’antenne définit une pluralité de fentes se prolongeant perpendiculairement à la bobine à n’importe quel emplacement angulaire autour de la circonférence du mandrin d’outil, et éventuellement la pluralité de fentes est fournie en deux ou plusieurs longueurs différentes.
15. Procédé selon la revendication 14, dans lequel la pluralité d’inserts empilés est alignée ou désalignée radialement avec la pluralité de fentes.

1/15