CA1107494A - Sonde a patin rotatif pour effectuer des mesures dans un forage - Google Patents

Abstract

Sonde pour effectuer des mesures dans un forage. Elle comporte un corps de diamètre extérieur inférieur au diamètre du forage, des centreurs pour centrer le corps de sonde dans le forage, une roue de mesure comportant un élément sensible, cette roue de mesure pouvant être déplacée d'une position où elle est en contact avec la paroi du forage à une position écartée de cette paroi, et vice-versa, et pouvant tourner autour de l'axe de la sonde, un dispositif de repérage de la position angulaire du dispositif de mesure, par rapport à une direction de référence et un cable de liaison pour transmettre les signaux délivrés par de la sonde. La roue de mesure est montée sur un arbre dont l'axe, maintenu dans un plan parallèle à l'axe de la sonde, fait avec ce dernier un angle (.alpha.) compris entre 0 et 90.degree., et une roue est portée par ledit arbre sur lequel elle peut tourner librement, cette roue délimitant une enceinte étanche de caractéristiques connues avec précision, l'élément sensible étant porté par ledit arbre à l'intérieur de ladite roue.

Description

La présente invention concerne un nauveau type ds sonde pour ¦ effectuer des mesures dans un trou foré traversant des formations géo-I logiques.
i Il est donc connu d'utiliser des sondes équipées d'éléments actifs (émetteurS, récepteurs~ pour effectuer des mesures dans un puits foré~ouvert ou tubé. Ces mesures ont pour but de déterminer, par exemple, des caractéristiques géologiques des formations traversées, ou enco~e de s'assurer de la bonne cimentation de tubages métalliques introduits dans le forage, etc...
Les sondes actuellement utilisées sont de deux types. Dans les sondes du premier type, les éléments actifs sont fixés sur le corps de sonde ou encore sur des patinS solidaires du corps, et sont en contact avec la paroi du forage. Des exemples de réalisation de ce type de sonde 'I peuvent être illustrés par le brevet fran~cais 1 121 292 et les brevets US 2 o55 6c5, 3 356 146 et 3 79c 966.
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Le principal inconvénient de ce type de sonde est l'usure des él~ments actifs par frottement contre la paroi du puits lors du déplace-il ment de la sonde. A cet inconvénient s'ajoute, au moins dans le cas de mesures faites dans les puits non tubés, celui de l'incertitude d'un bon 20 contact des éléments actifs et de la paroi du puits, par suite de l'ir- I
régularité de la section du trou le long du forage. Une interprétation, toujours longue et difficile, des mesures est alors nécessaire. Il faut ~¦~ encore noter que le déplacement de ce type de sonde est parfois gêné
;~ -par le "gâteau" de boue d'épaisseur variable qui recouvre la paroi du puits. De plusj ce type de sonde ne permet d'effectuer des mesures que sur un secteur restreint de la circonférence du sondage.
'' ' ' '':
' ~ Pour éliminer l'usure des éléments actifs, on a conçu des~sondes dtun deuxième type. Dans ce type de sonde, les éléments actifs, portés par Ie corps de sonde, ne sont pas en contact avec la paroi du puits. ~ -~0 Pour cela, le corps de sonde est maintenu dans l'axe du trou foré par des organes de centrage. L'irrégularité de la section du trou rend cette -, . . ..
~1 opération de centr2ge difficile. Il en résulte une altération non négli-geable des mesures et ce, dlautant plus, que certaines caractéristiques ,:
, ~ , : :: - . . :
~7~4 (telles que dersité, etc) du fluide qui remplit le trou foré, peuvent varier. Une interprétation des mesures est donc encore nécessaire. Des variantes de réalisation de ce type de sonde permettent d~effectuer des mesures sensiblement le long d~une génératrice du puits, mais dans le cas où les éléments actifs peuvent tourner autour de l'axe de la sonde, il est possible de réaliser des mesures dans toutes les direc-tions. Des exemples de réalisation de ce second type de sonde peuvent etre illustrés par le brevet britannique 1 217 544 et les brevets U5 3 3~3 057 et 3 614 891.
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I1 est également connu, dans le cas de mesures électriques, d'utiliser des électrodes circulaires pouvant tourner autour d'axes per-pendiculaires à celui de la sonde, ces électrodes étant de préférence munies de dents capables de percer le gateau de boue pour ven r en contact direct avec les ~ormations géologiques (brevet US 2 307 ~a7).
~ "
Le but de la présente invention est de proposer un nouveau type de sonde qui ne possède pas les inconvénients des sondes antérieures tout en conservant certains de leurs avantages.
L'invention pourra être bien comprise et ious ses avantages apparaîtront à la lecture de la description qui suit d'un exemple parti- ~ -20 culier mais non limitatif de réalisation de ce nouveau type de sonde, illustré par les figures annexées par~i lesquelles :
- les figures 1A et 1~ représentent schématiquement, en coupe, un mode de réalisation de la sonde selon l~invention, - la figure 2 montre~ schématiquement, en coupe~ la rDue de mesure, ~ la figure 3 est une vue partielle suivant la flèche F de la figure 1, - la figure 3A représente une variante de réalisation du raccord coudé, - la figure 4 illustre schématiquemEnt l'asservissement de la vitesse de rotation du bras portant la roue de mesure, en fonction du depla-cement de la sonde dans le trou foré et - la figure S montre une variante de réslisation.
~ ~ --7~
La sonde seion l'invention, dont la partie supérieure est repré-sentée sur la fisure 1A et la partie inférieure sur la figure 1~, comporte un corps de sonde désigné dans son ensemble par la référencs 1. Ce corps~
composé de plusieurs éléments assemblés 1a, 1b, 1c, 1d et 1e a un diamètre extérieur inférieur au diamètre du trou foré 2 dans lequel la sonde est introduite lors des mesures. La sonde est suspendue de fa~on connue en soi à l'extrémité d'un câble ou ligne de manoeuvre 3.
La sonde 1 est équipée d'au moins deux centreurs 4 et 5 qui la ~:
maintiennent sensiblement dans l'axe du forage. Ces centreurs pourront 10 8tre de tout type connu et comporter, par exemple, des patins de glis-sement tels qu0 4a et 5a coopérant avec des lames élastiques 4b et 5b.
Les patins 4a et 5~ sont profilés pour glisser le long de 13 paroi du puits 2 sans détériorer le g~ateau de boue qui tapisse éventuellement la paroi du puits.
Dans la partie inférieure du corps 1, deux paliers 6 et 7 délimitent un compartiment inférieur 3. Un arbre tubulaire tournant ou fourreau 9 est maintenu par les paliers 6 et 7 dans l'axe de la sonde.
Les organes de roulement, tels que des roulements à billes ou à rouleaux lO, facilitent la rotation de l'arbre 9 par rapport au corps 1. L'étan_ 20 chéité de la sonde est assurée par des joints d'étanchéité 12.
A sa partie supérieure 9a, l'alésage de llarbre tubulaire 9 a un diamètre plus important et reçoit un piston 13 déplaçable dans cet alésagP . ~ "
' Le piston 13 et la partie ~ de l'arbre 9 coopèrent pour cons-tituer un vérin. Une tige 14 solidaire du piston 13 est logée dans l~alÉsage de l'arbre 9 en s'étendant jusqu'à la partie inférieure de cet arbre. Des joints 11 assurent l'étanchéité entre la tige 14 et l'arbre tubulaire 9.
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L'extrémité supérieure de llarbre 9 porte une souronne dentée - 30 15 qui engrène avec un pignon 16 lui-meme entralné en rotation par ungroupe moto-réducteur 17 fixé à l'intérieur du corps 1. Le rnoteur-de ce groupe est, par exempls, un moteur électrique alimenté en énergie et :- . , . . ., ,, . ,, . :
7~
commandé par un câble schématisé en 12. Le moteur électrique est de pré-férence un moteur synchrone dont la vitesse angulaire de rotation W est réglable par variation de la fréquence du courant électriquE qui l'ali-mente.
Le piston 13 divise l'alésage dans lequel il se déplace en deux chambres. La chambre supérieure 9b communique avec un conduit 22 d'alimen-tation en fluide sous pression par l'intermédiaire d'un conduit 20 débou-chant dans une rainure 21 ménagée dans le palier 7. le conduit 22 est relié, d'une part à l'orifice de sortie d'une pompe 23 et, d'autre part, 10 à l'un des orifices d'une électro-vanne 24 à deux voies et deux positions.
L'orifice d'admission de la pompe Z3 et le second orifice de l'électro-vanne 24 communiquent avec l'intérieur du corps 1.
La pompe 23 peut être actionnée par un moteur électrique 25 pour alimenter la chambre 9c en f~luide hydraulique sous pression.
Des câbles multiconducteurs schématisés en 26 et 27 permettent de commander l'électro-vanne 24 et le moteur 25, comme il sera indiqué
ultérisurement.
L'arbre tubulaire tournant 9 prolonge le corps de sonde. Une rainure longitudinale 28 ménagée dans l'arbre 9 coopère avec un doigt~0 29 solidaire de la tige 14 pour lier en rotation l'arbre 9 et la tige 14.
' Des moyens sont prévus pour mesurer le déplacement axial de la tige 14 par rapport à l'arbre 9. Ces moyens sont, par exemple, constitués par un potentiomètre rectiligne 30 fixé sur l'arbre 9 et dont le curseur 31 est connecté à une bague 32~ solidaire du doigt 29, et pouvant cou-lisser sur l'arbre tournant 9. Une des extrémités du potentiomètre 30 est reliée électriquement à la masse. Le curseur 31 est électriquement connecté à une bague 33 portée par l'arbre 9. Cette bague est reliée par un balai à un conducteur 34.
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La sonde ccmporte également des moyens pour déplacer automa-tiquement la tige 14 vers le bas de la figure en l1absence de tout autre force extérieure. Ces moyena snnt~ par axemple9 constitués par un ressort '.
, 7~
de compression 35 prenant appui d'une part sur la ba~3ue 32 et, d'autrs part, sur une bague 36 solidaire de l'arbre 9.
, '.
Un bras 37, disposé parallèlement à l'axe du corps de sonde, est relié par un ensemble de barres articulées sur la tige 14 et sur l'arbre tournant 9. Cet ensemble de barres comporte - une barre 39 articulée,d'une part,en 39, sur l'arbre tournant 9 et, dlautre part, en 40 sur le bras 37, - un levier 41 articulé, d'une part, en 42, sur le bras 37 et, dlautre part, en 43, sur l'arbre 9; les articulations 39,40, 42 et 43 sont disposées aux sommets d'un parallèlogramme délimité par le bras 37, l'arbre 9, la barre 38 et le levier 41, - une biellette 44, articulée, d'une part, en 45, sur le levier 41 et, d'autre part, en 46, sur la tige 14. Cette biellette provoque le déplacement du bras 37 en fonction du déplacement de la tige 14 par rapport à l'arbre 9.
, ~ ., , Le dispositif de mesure désigné dans son ensemble par la réfé-rence 47, est fixé au bras 37 par l'intermédiaire d'un raccord 48. Ce dispnsitif est relié électriquement à la sonde par un câble 49.
:' , .
Dans la partia supérieure de la sonde sont placés tous les 20 circuits électriques et électrnniques 5û nécessaires à son fonctionnement.
Cet ensemble de circuits est relié à la surface par un câble 51 qui trans-met les informations et signaux électriques ainsi que l'énergie électrique allmentant la sonde. Ce câble pouvant compor-ter plusieurs conducteurs peut~ nu non, être intégré au câble de manoeuvre 3.
La figure 2 représente schématiquement, et en coupe, un mode de réalisation du dispositif 47~ Il comporte un arbre 75 sur lequel est fixé
un organe ou élément sensible 52 capabls d'effectuer la mesure. Par exemple, mais non limitativement, cet organe est un émetteur_récepteur d'ondes acouStiqUeS~ comportant notamment un cristal piézo-électrique.
30 Un tel organe, bien connu des spécialistes, ne sera pas décrit en détail.
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' . ! . . ~ ' . . ' ' : ' ' " ' ' " ' . " ' : ~, : , . .. , ., , ' 1~ ''''74f~4 L'arbre 75 porte également des flasques tournants 53, 54 dont la rotation est facilitée par des roulements à billes 55-56~ Sur ces flasques est montée une enveloppe 579 constituée d'un matériau souple tel qu'un élastomère. Cette enveloppe a la forme générale d'un pneumatique et déli-mite une enceinte étanche 58 autour de l'organe 52. Cette enceinte est remplie d'un fluide dont les caractéristiques (mécaniques, acoustiques, etc...) sont connues avec précision. Par exemple, dans le cas o~ l'organe 52 est un émetteur-récepteur acoustique, ce fluide~pourra être de l'eau.
Ainsi, le dispositif de mesure 47 a la forme d'une roue qui 10 est en contact avec la paroi du puits foré pendant la mesure. De cette manière, la transmission de l'onde acoustique est toujours effectuée à
travers le liquide remplissant la roue et à travers l'enveloppe 57 dont les caractéristiques acoustiques sont également connues avec précision.
. ~ .
La roue 47 est ~ixée au bras 37 par l'intermédiaire d'un raccord coudé 48 de telle sorte que les axes de ce raccnrd et ltaxe du bras 37 soient contenus dans un plan parallèle à l'axe du corps de sonde et per-i pendiculaire au plan défini par les axes de la barre 38 et du levier ~1.
Le raccord 48 est coudé de telle fason que l'axe de la roue 47 forme avec la verticale un angle c( . La valeur de cet angle est préréglée 20 avant l'introduction de la sonde dans le puits, soit en utilisant un , raccord 48 de géométrie déterminée, soit en utilisant un raccord compor-! tant une articulation réglable comme le montre la figure 3A.
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Des contacts électriques tournants tels que ceux schématisés en 59 et 60~permettent la transmission des signaux électriques entre les circuits électriques 50 et l'organe 52 et vice-versa.
La sonde est également pourvue de moyens adaptés à repérer la ~position du plan du parallèlogramme 37~ 38, 9, 41 définissant l'orienta-tion de la roue 47, par exemple en fonction de la position du nord ! magnétique.
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De tels moyens (Fig. lA) peuvent comporter un barreau aimanté
61 tournant librement autour de son axe 62 porté par unpalier 63 soli-:
7~
daire du corps 1. Un potentiomètre circulaire 64, solidaire de l'arbre 9 et, par exemple, porté par une tige-support 66, a son curseur relié
mécaniquement à l'axe 62. De cstte ma~ière, la position relative du curseur et du potentiomètre permet de repérer à tout instant la position a~imutale de l'arbre 9 et donc, de la roue 47O Les liaisons électriques de ce potentiomètre et du curseur n'ont pas été représentées pour ne pas surcharger la figure 1A.
Lorsque les mesures sont effectuées dans un puits tubé, le repérage de la position de la roue de mesure ne peut etre fait par rap-10 port au nord magnétique. Dans ce cas, le curseur 65 du potentiomètre 64est immobilisé par une vis isolante schématisée en 67 (Fig. lA) et occupe une position fixe par rapport au corps de sonde. Le repérage de la roue de mesure 47 est alors ootenu par rapport à cette position fixe.
Le corps de sonde 1 est rempli d'huile qui peu-t être mise en ~qui-pression avec le fluide remplissant le forage par tout dispositif connu non représsnté, comportant, par exemple, une membrane souple.
Paur introduire la sonde dans le puits 2, on alimente la pompe - 23 en énergie et on maintient ~ermée l'électrovanne 24. Le fluide sous pression délivré par la pompe est transmis à la chambre 9c.
Le piston 13 se déplace vers le haut de la Figure en chassant par l'oriFice 19 l'huile contenue dans la chambre 9b, Dans son déplace-ment, le piston 13 entraine la tige 14. Celle-ci, par l'intermédiaire de la bague 32, comprime l~ ressort 35. Simultanément~ le déplacement -de la tige 14 déplace la biellette 44 qui fait pivoter le levier 41 autour de son axe 43. Le bras 37 et la roue de mesure sont rapprochés de l'axe du corps de sonde. La sonde peut être introduite dans le puits, la roue 47 n'étant pas en contact avec la paroi du puits.
:
LDrsque la sonde~a atteint la profondeur désirée, le fonction-nement ds la pompe 23 étant interrompu, on ouvre l'électrovanns 24. Sous -30 l'action du ressort 35, la tige 14 se déplace vers le bas de la figure.
La biellette 44 agit sur le levier 4t pour écarter le bras 37 de l'axe du corps de sonde jusqu'à ce que le dispositiF 47 ~oit en contact avec ~ 7~
la paroi du puits. Simultanément, le déplacement de la tige 14 modifie la position du curseur du potentiomètre rectiligne 30. Ia position de ce curseur est représentativs du levier 41, et, par suite, du diamètre du trou 2 ou, plus précisément, de la distance entre l'axe de la sonde et la paroi du forage au niveau ds laquelle la roue 47 est en contact avec la paroi du puits.
L'éme-tteur_récepteur 52 (Fig. 2) est alimenté en énergie et la phase de mesure débute. Par traction du câble 3, la sonde est remontée le long du forage avec une vitesse verticale V. Simultanément, le groupe 10 moto-réducteur 17 entraîne l'arbre 9 à une vitesse angulaire de rotation u~ déterminée comme il sera indiqué plus loin. La rotation de l'arbre 9 provoque celle du bras 37. La roue 47 roule sans glisser sur la paroi du puits en décrivant une hélice de pas p.
) i On voit que la sonde selon l'invention possède un dispositif de mesure 47 qui roule contre la paroi du puits, ce qui supprime l'usure par frottement. Les ~esures ne sont jamais effectuées à travers le fluide I rsmplissant le puits~ évitant ainsi d'une part~ l'altération des mesures ¦ qus provoquerait la non homogénéité des caractéristiques de ce fluide et, ~ d'autre part, les corrections dues au mauvais centrage. De plus, la sonde ¦ 20 selon l'invention permet d'effectuer des mesures dans toutes les direc-tions, autrement dit, elle permet d'explorer toute la surface latérale du puits.
. . - ' ., Pour que la roue de mssure 47 roule sans glissement sur la paroi ; du puits? les valeurs de la vitesse linéaire V de déplacement du corps I de sonde, de la vitesse angulaire de rotation ~J de l'arbre 9, de ¦ l'angle ~cd~inclinaison de la roue de mesure~ du rayon R du puits à
l'endroit où la roue est en contact avec la paroi du puits, et du pas p de l'hélice décrite par la roue de mesure doivent satisfaire les rela-tions suivantes :
(1) V = ~.R.tgo~

(2) p = 2~r~R.tgc~
et par suite :

(3) U~.p = 2 ~.V
E~ ' '' "
.
, .
: .
!
, 6énéralement, on effectue les mesures en déplaçant la sonde avec une vitesse V qui est, de préférence, sensiblement constante et dont la valeur dépend essentiellement du treuil sur lequel s'enroule le câble de manoeuvre. En pratique, cette vitesse a une valeur inférieure à l m/s.
Dans le cas de mesures en trou tubé, la vitesse V est connue ainsi que le rayon du trou. On se fixe le pas p de l'hélice que doit décrire la roue. Ce pas peut être égal à la largeur ~~ (Fig. 2) d'explo-ration de l'émetteur 52 dans le cas où on désire explorer toute la sur-10 face du forage~ mais il peut également être supérieur à e.
On règle l'inclinaison de la roue à une valeur cC déterminéepar la relation (2~ et on entraîne l'arbre 9 à la vitesse angulaire de rotation ~J déterminée par la relation (3). Le plus souvent, cette vitesse de rotation sera constante si l'on adopte une vitesse V constante.
Eventuellement, il est possible de tenir compte des variations de la vitesse V en asservissant la vitesse~ de rotation W à la valeur de la vitesse V. Pour cela, on utilise un mol;eur synchrone alimenté par un courant électrique dont la fréquence est asservie à la valeur de V. Un tel asservissement est à la portée du spécialiste et ne sera pas décrit 20 èn détail.
Dans le cas de puits non tubés, on impose généralelment la -~
vitesse V de remontée de la sonde ainsi que la valeur de l'anglec~ . La valeur du rayon R du forage varie et il faut, en permanence, ajuster la -~
i valeur de la vitesse angulaire de rotation ~J de l'arbre 9~ Ceci est, par exemple, obtenu par un asservissement du type de celui schématisé
sur la figure 4.
Les valeurs deo~et V sont mémorisées dans une mémoire 63 du type P.R.O.M. La valeur réelle du rayon R du forage au nivea~ où se trouve la rous 47 est transmise ~ la mémoire 74. La valeur R est indiquée par 30 la position du curseur du potentiomètre linéaire 3D. En effet, comme on l'a indiqué plus haut, la position du curseur est liée èff la position de la tige 14. Par l'intermédiaire de la biellette 44, la position du curseur .
.
79L~
est représentativz de celle du levier 41 et donc, de la positiDn de la roue de mesure 47, c'est-à-dire du rayon R du forage au niveau du contact de la roue de mesure 47 avec la paroi du puits La mesure de la résistance ou de la tension électrique entre le curseur et l'une des extrémi-tés du potentiomètre fournit un signal ana-logique représentant la valeur réelle du rayon R. Ce signal est transformé
sous forme numérique par un convertisseur analogique-digital 69 avant d'être transmis à la mémoire 74.
Un microprocesseur 70, par exemple du type programmable, traite 10 les informations contenues dans les mémoires 68 et 74 selon la relation (1) V = IJ.R.tgc~et délivre un signal de commande représentatif de la valeur vJ de la vitesse angulaire de rotation de l'arbre 9. Ce signal estl transmis à un convertisseur digital-analogique 71. Ce dernier est relié
3 un convertisseur tension-fréquence 72 qui produit un si9nal dont la fréquence f est fonction du signal de commande. Après traitement par un amplificateur de puissance 73, le signal de fréquence f alimente le moteur 17 qui est un moteur synchrone et dont la vitesse de rotation est ainsi modifiée en fonction du signal de commande transmis par le microproces-seur 70.
Les circuits représentés sur la figure 4 sont incorporés à la sonde et font partie de l'ensemble des circuits 50.
I - Les signaux délivrés par l'organe 52, ceux produits par les ! mDyens de repérage de la position de la roue par rapport à une direction de référence (potentiomètre 65)9 ainsi que les signaux émanant des moyens de mesure du rayon R du trou au niveau où la roue de mesure est en con-tact avec la paroi du puits foré, sont transmis en surface par le câble 51. Eventuellement, ces signaux peuvent subir dans l'ensemble de circuits 50 tout traitemen-t approprié tel que codage, etc... permettant une trans-mission fidèle dans le câble 51. Ces traitements, qui sont connus du 30 spécialiste et ne font pas partie de l'invention1 ne seront pas décrits en détail.
- ..
,' 1û
:
~ )7~
Le signal représentatif de la valeur du rayon R permet la détermination à partir de la formule (2~ p = 21rR.tg c~, du pas de l'hé-lice décrite par la roue de mesure ~7. Cette détermination peut être effectuée en surFace ou dans un circuit électronique contenu dans la sonde.
Dans ce dernier cas, la transmission du signal représentant la valeur du ~ayon R peut être remplacée par celle du signal représentant la valeur du pas p.
Le repérage de la position de la roue de mesure et la valeur du pas p permettent l'exploitation des mesures effectuées par l'organe 52 10 malgré les défauts de centrage du corps de sonde qui pourraient appara;-tre lors du déplacement de la sonde.
, Comme on l'a indiqué plus haut, la valeur de l'anglec~ est i choisie en fonction du pas de l'helice décrite par la roue de mesure. Cet angle peut varier entre une valeur minima]e pour laquelle le pas de l'hélice est sensiblement égal à la largeur e d'exploration permise par l'organe 52 et une valeur maximale égale à 1r/2. Pour cette dernière valeur, le pas de l'hélice décrite par la roue de mesure est infini, c'est-à-dire que cette roue se déplace verticalement sensiblement le long I d'une génératrice rectiligne du forage tandis que la vitesse angulaire ¦ 20 de rotation ~ de l'arbre 9 est nulle comme le montre la relation (3).
.
¦ Des variantes de réalisation de la sonde pourront être envi-I sagées sans pour autant sortir du cadre de la présente invention.
;:
Par exemple, dans le cas où l'organe 52 est un émetteur et/ou ¦ un détecteur d'ondes acoustiques, un détecteur d'ondes acoustiques sup-plémentaire pourra être prévu sur le corps de sondeafin d'effectuer des mesures de vitesse du son dans la direction parallèle à l'axe du puits.
, .
L'organe 52 pourra éyalement être constitué par un détecteur de rayonnement ~ , par un circuit oscillant ou une bobine émettant et/ou recevant un champ magnétique, ou encore par une source radioactive 30 t ~ ou neutrons). Dans ce dernier cas, le corps de sonde sera pourvu d'un détecteur~ fixe ou tournant, du rayonnement radioactif, ce détecteur étant, de préférence, placé à un niveau inférieur ~ celui de la roue de ' .. . .
. .
~7~
mesure, sur un prolDngement du corps 1, prévu 3 cet effet.
Dans le cas de mesures effectuées à l'aide d'un émetteur et d'un détecteur distincts l'un de l'autre, il sera possible, comme sché-matisé sur la figure 5, d'équiper le bras 37 de deux roues parallèles 47 et 47~ l'une portant l'organe émetteur 52 et l'autre l'organe récepteur 52a, ces roues étant, par exemple, à l'aplomb l'une de l'autre.
, Il est également possible, sans sortir du cadre de la présente invention, d'équiper la sonde de plusieurs roues de mesures portées par des bras distincts, ces roues étant disposées à un m~me niveau, ou à des 10 niveaux différents.
, .. . . . . , - ,, : ., . - : ,-

Claims (7)

Les réalisations de l'invention, au sujet desquelles un droit exclusif de propriété ou de privilège est revendiqué, sont définies comme il suit:

1. Sonde pour effectuer des mesures dans un forage, compor-tant un corps de diamètre extérieur inférieur au diamètre du forage, des moyens de centrage du corps de sonde dans le forage, au moins un dispositif de mesure comportant un élément sensible, des moyens de manoeuvre pour déplacer le dispositif de mesure d'une position où il est en contact avec la paroi du forage à
une position écartée de cette paroi et vice-versa, des moyens pour faire tourner le dispositif de mesure autour de l'axe de la sonde, des moyens de repérage de la position angulaire du dispositif de mesure, par rapport à une direction de référence et des moyens de liaison pour transmettre les signaux délivrés par la sonde, caractérisée en ce que le dispositif de mesure comporte un arbre dont l'axe, maintenu dans un plan parallèle à
l'axe de la sonde, fait avec ce dernier un angle .alpha. compris entre 0 et 90°, et au moins une roue portée par ledit arbre sur lequel elle peut tourner librement, cette roue délimitant une enceinte étanche de caractéristiques connues avec précision, l'élément sensible étant porté par ledit arbre à l'intérieur de ladite roue.

2. Sonde de mesure selon la revendication 1, comportant des moyens pour déplacer la sonde dans le forage à une vitesse déterminée V pendant les périodes de mesure, caractérisée en ce qu'elle comporte des moyens de détermination de la distance R
entre l'axe du corps de sonde et la zone de contact de ladite roue du dispositif de mesure avec la paroi du forage, et des moyens d'asservissement adaptés à régler la vitesse angulaire de rotation de l'arbre à une valeur W telle que soient vérifiées les relations V = W.R.tg.alpha., p = 27.pi.R tg.alpha.etW.p = 21.pi.V dans lesquelles p représente le déplacement linéaire du corps de sonde après une rotation complète de l'arbre autour de l'axe de sonde.

3. Sonde de mesure selon la revendication 1, caractérisée en ce que lesdits moyens pour entraîner ledit arbre en rotation autour de l'axe de la sonde comportent un fourreau tournant maintenu dans l'axe du corps de sonde par des paliers et portant une couronne dentée coopérant avec un pignon solidaire en rotation de l'arbre de sortie d'un groupe moto-réducteur, ledit arbre et ledit fourreau étant solidaires en rotation.

4. Sonde de mesure selon la revendication 3, caractérisée en ce que lesdits moyens de manoeuvre comportent un bras auquel est relié ledit arbre par l'intermédiaire d'un raccord coudé
selon l'angle .alpha., ce bras étant parallèle à l'axe du corps de sonde, une barre et un levier articulés, d'une part sur ledit bras et, d'autre part, sur ledit fourreau, une tige de commande logée dans ledit fourreau par rapport auquel elle peut glisser axialement tout en restant solidaire de celui-ci en rotation, une biellette articulée sur ledit levier et sur ladite tige de commande, un vérin dont le corps est solidaire dudit fourreau et dont le piston est solidaire de ladite tige de commande, et une source de fluide sous pression pouvant alimenter ledit vérin pour déplacer ladite tige de commande contre l'action de moyens élastiques et rapprocher ledit arbre de l'axe du corps de sonde.

5. Sonde de mesure selon la revendication 4, caractérisée en ce qu'elle comporte au moins un second élément sensible solidaire du corps de sonde.

6. Sonde de mesure selon la revendication 4, caractérisée en ce qu'elle comporte au moins un second dispositif de mesure pourvu d'un second élément sensible, portée par ledit bras.

7. Sonde de mesure selon la revendication 4, caractérisée en ce qu'elle comporte une pluralité de roues de mesure portées par des bras différents.