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SOCIETE : MICROTECNICA S.p.A. , résidant à TURIN (Italie).
(Mandataire : M. BOCKSTAEL).
DISPOSITIF DESTINE AU RELEVE. PAR DES MOYENS ELECTRIQUES,
DE L'INCLINAISON D'ORGANES, TELS QUE DES SONDES POUR DES
PUITS A PETROLE.
(ayant fait l'objet d'une demande de brevet déposée en Italie le 29 novembre 1955 - déclaration de la déposante).
Lettre rectificativejointe pour valoir comme de droit, à la date du 10/2/56; Page 1 - 2me ligne : les mots "sans mettre" sont à remplacer par "transmet- tre", en sorte que -cette deuxième ligne se lit comme suit : "on a nécessi- té de mesurer, et éventuellement transmettre à".
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On sait que, dans maintes applications de la technique, on a nécessite de mesurer, et éventuellement sans mettre à distance, l'inclinaison d'un organe sujet à des oscillations en toutes directions.
Un exemple typique est celui des sondes pour puits a pétrole et similaires; ces sondes sont descendues en des points déterminés des puits, dont elles prennent l'inclinaison, laquel- le doit être mesurée et transnise à la surface du sol,
La présente invention a pour objet un dispositif à deux perd-ules, pour relever, mesurer et éventuellement transmettre à distance l'information de l'inclinaison d'un organe duquel
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le dispositif est solidaire ;
dispositif permettant la révéla- tion séparée des deux composantes de l'inclinaison, suivant deux axes perpendiculaires fixés au préalable, notamment suivant les axes de référence terrestre, lorsque l'organe auquel le disposi- tif est assujetti est maintenu dans une orientation déterminée.
Un exemple de réalisation d'un dispositif suivant l'inven- tion est illustré, à titre d'exemple non limitatif et d'une façon schématique, par les dessins annexés, dans lesquels : la figure 1 montre, d'une manière schématique et en coupe verticale, le dispositif objet de l'invention.
Les figures 2, 3, 4, montrent trois schémas électriques d'utilisation du dispositif réalisant la transmission par des courants continus.
Les figures 5 et 6 montrent deux schémas d'utilisation réalisant la transmission par des courants alternatifs.
Le dispositif comprend deux pendules pouvant osciller chacun dans un plan, les deux plans étant perpendiculaires l'un par rapport à l'autre. On ne doit pas comprendre cette définition dans le sens restrictif que l'oscillation de chaque pendule en dehors du plan qui lui est assigné soit nécessairement empêchée mais tout simplement qu'elle peut être plus. ou moins entravée et, en tout cas,qu'elle n'a pas d'influence sur les organes relevateurs de l'inclinaison.
La référence 1 désigne une partie destinée à être assu- jettie à l'organe dont on doit mesurer l'inclinaison par rapport à la verticale. Sur cette partie est montée une bande élastique 2 constituant une suspension pour la masse 3 du premier pendule; cette bande 2. peut être fixée à la partie 1 par un encastrement fixé par une vis 4 pendant qu'une vis semblable 1 bloque l'encas trement de la bande 2 dans la masse 3; tout autre moyen de fixation peut d'ailleurs être utilisé pour ces deux connexions.
La bande 2 présente une flexibilité beaucoup plus grande
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dans le plan de la figure que dans le plan perpendiculaire à celle-ci, en sorte que le pendule 3. oscille, en pratiqua. , seule- ment dans le plan de la figure, les oscillations dansun plan perpendiculaire ne donnant lieu à aucun inconvénient.
A la partie 1 esténcore suspendu un second pendule formé par une masse 7 suspendue à la bande élastique 6 et fixée, par exemple, au moyen de vis et 9.
La bande 6 est disposée de façon à présenter une flexibi- lité maximum pour des oscillations dans un plan perpendiculaire à celui de la figure.
Dans des points convenables, sur les deux côtés de la bande 2 sont appliquées des bandes --tensiométriques (strain. gages) H et N, desquelles partent les conducteurs a-b, c-d.
Les oscillations du pendule 3. dans le plan de la figure produisent toujours une action de traction sur une des bandes --tensiométriques et une action de compression sur l'autre. Il en résulte que la résistance électrique des deux bandes varie en sens opposé et la valeur de la variation dépend de l'angle d'oscillation assumé par le pendule. Cette variation de résistance est utilisée à l'aide de tout moyen électrique, ¯ comme élément de mesure de l'inclinaison du pendule 3. vis-à-vis de la-partie 1 et, par conséquent, de l'inclinaison de la -partie 1 par rapport à la verticale.
Les bandes tensiométriques M-N sont sensibles seulement aux oscillations qui se produisent dans le plan de la figure', parce que les oscillations éventuelles dans le plan perpendicu- laire produisent des allongements moyens nuls des deux bandes.
Les bandes tensiométriques P-Q appliquées sur la bande dé suspension 6 sont, semblablement, sensibles seulement aux oscil- lations dans le plan perpendiculaire à celui de la figure.
Chaque couple de bandes M-N et P-Q donne,par conséquent, une'information relative à une des composantes d'inclinaison de
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l'organe en cause, l'ensemble de ces informations déterminant d'une façon complète la connaissance de l'inclinaison demandée.
En vue de révéler les informations constituées par les variations de résistance de chaque bande tensiométrique, on peut utiliser le schéma électrique de la figure 2, dans lequel les deux bandes, M-N, du pendule 3. sont reliées en' pont avec deux résisteurs R1-R2, tandis que le résisteur à prise déplaçable R3 sert pour tarer et régler le pont. Celui-ci est alimenté par une tension continue provenant du secteur x-x et alimente une tension continue entre les bornes, tension qui est une fonction de l'inclinaison du pendule 3.
De même, le pont formé par les bandes tensiométriques-P-Q avec les résisteurs R4-R5 et avec le résisteur à prise déplaçable R6, fournit aux bornes s-t une tension, fonction de l'inclinaison du pendule 2; les deux tensionsdéterminent complètement l'incli- naison de l'organe en cause. Pour transmettre l'indication, on devra disposer de quatre conducteurs, étant donné'qu'il est impossible d'en relier deux ensemble..
Suivant le schéma de la figure 3, la transmission est faite sur trois conducteurs seulement. En ce cas, l'alimentation des ponts, analogues à ceux de la figure 2, est faite par un secteur à courant alternatif y-y, à l'aide'de deux transforma- teurs T1-T2, dont les bobinages primaires sont reliés en série ou en parallèle sur le secteur; ou par un transformateur unique, à deux bobinages secondaires indépendants. Deux redresseurs. K-L, par exemple à pont, redressent les tensions secondaires provenant des transformateurs, ces tensions nivelées par des condensateurs Cl-C2 vont alimenter, indépendamment, les ponts. Puisque les deux alimentations sont indépendantes, deux conducteurs de sortie, par exemple t-e-v, peuvent être reliés ensemble.
Suivant le schéma de la figure 4, l'alimentation des ponts, (qui,en soi, sont toujours semblables à ceux de la figure 2) est
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effectuée en courant alternatif, provenant du secteur z-z, par des transformateurs T1-T2 branchés avec leurs primaires en série ou en parallèle ou par un seul transformateur à deux secondaires indépendants. La tension de sortie de chaque pont, par des transformateurs T3-T4, est acheminée à deux comparateurs de phase qui, étant alimentés par le même secteur z-z, peuvent avoir un primaire en commun et constituer un seul appareil CF.
Les comparateurs de phase sont pourvus de rectificateurs et de couder sateurs de nivellement C1-C2 et les deux tensions d'information, (correspondant aux deux composantes d'inclinaison) toutes les deux continues, peuvent être transmises sur trois conducteurs.
Suivant le schéma de la figure 5, la transmission est faite par l'emploi de courants alternatifs. Le schéma est, en partie, semblable à celui de la figure 4, mais les tensions de sortie des ponts en aval des transformateurs T3-T4 sont utilisées directement pour la transmission. A l'arrivée elles sont achemi- nées chacune à des appareils récepteurs. Le schéma d'un seul de ceux-ci est visible dans la figure 5. Suivant ce schéma, la tension alternative qui transporte l'information est acheminée à un des bobinages statoriques orthogonaux L2 d'un appareil synchrone du type dit "resolver". L'autre bobinage statorique Ll est alimenté au-travers d'une résistance R7 de réglage, par la même tension de secteur qui alimente les ponts, par les transfor- mateurs Tl-T2.
Le bobinage induit L3 du resolver est relié à l'entrée d'un amplificateur A; son circuit doit présenter une impédence élevée pour éviter qu'il soit parcouru par des courants qui pro- duiraient, à leur tour, des inductions dans les bobinages statori- ques du resolver. Cette haute impédence peut être due à une résistance R8, extérieure, ou formant partie de l'amplificateur.
Celui-ci alimente un moteur RT qui produit la rotation du rotor du resolver; la rotation s'arrête lorsque son bobinage
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induit L3 arrive à une position dans laquelle la tension induite dans ce bobinage s'annule.
Au rotor du resolver est reliée une aiguille indicatrice I qui, en coopération avec une graduation S, indique l'angle d'inclinaison du pendule correspondant et, par conséquent, la composante de l'inclinaison de l'organe auquel le dispositif est assujetti dans un des plans orthogonaux de référence. Le rotor du resolver pourra d'ailleurs entraîner tout autre moyen d'indi- cation, répétition ou transmission de l'information.
Suivant le schéna de la figure 5, les conducteurs de transmission m-n-p-d sont toujours parcourus par un courant, sauf lorsque l'organe dont on mesure l'inclinaison est parfaitement vertical.
Suivant le schéma de la figure 6, l'entrée de l'amplifica- teur est reliée en série avec le bobinage statorique L2, aux conducteurs de transmission. Le bobinage induit L3 est, dans ce cas, fermé en court-circuit et doit présenter une impédence assez faible .
Le moteur MT, dans ces conditions, fait tourner le rotor jusqu'à ce que le flux magnétique produit par L3 par suite de la tension induite par Ll produit en L2 une force électromotrice telle qu'elle arrive à annuler le courant dans les conducteurs de transmission.
Dans ce cas aussi, le rotor peut entraîner tousmoyen quelconque d'indication, répétition ou transmission, mais en ce cas les courants dans les conducteurs de transmission sont tou- jours nuls, quelle que soit la position de l'organe auquel le dispositif est assujetti, sauf dans les périodes transitoires, tandis que le répétiteur fonctionne pour rejoindre la nouvelle position.
-Il est évident que d'autres schémas électriques peuvent être utilisés en coopération avec le dispositif de l'invention;
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celui-ci mène peut être sensiblement modifié par rapport aux exemples illustrés, tout en conservait sa caractéristique consis tant en l'emploi de deux pendules dont les oscillatio se produisant en deux plans, un pour chaque pendule, perpendiculai- res l'un par rapport à l'autre, sont révélées à l'aide de bandes tensiométriques.
REVENDICATIONS.
1.- Dispositif pour relever des inclinaisons d'organes, notamment des sondes pour des puits à pétrole et similaires, caractérisé en ce qu'il consiste en un couple de pendules de chacun desquels est révélée et mesurée l'oscillation dans un plan déterminé, les deux plans d'oscillation des pendules étant perpendiculaires l'un par rapport à l'autre; la révélationêt la mensuration de l'oscillation de.chaque pendule étant réalisées par deux bandes tensiométriques, assujetties sur deux surfaces opposées de l'organe de suspension du pendule, de façon qu'elles soient influencées par les seules oscillations en cause (pour ce pendule) et convenablement branchées en un circuit électrique d'utilisation adaptée.