EP3757349B1 - Maintenance device and method for determining the position of a locking point for a tubular element - Google Patents
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- EP3757349B1 EP3757349B1 EP20181360.7A EP20181360A EP3757349B1 EP 3757349 B1 EP3757349 B1 EP 3757349B1 EP 20181360 A EP20181360 A EP 20181360A EP 3757349 B1 EP3757349 B1 EP 3757349B1
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Definitions
- position is meant within the meaning of the invention a precise location in the space occupied by the blocking point, for example over the entire height of the borehole, and therefore more particularly a depth or a distance relative to the surface.
- Brillouin and/or Rayleigh backscatter measuring equipment comprises a light source emitting a continuous light signal.
- This light source is advantageously embodied by a laser, preferably a DFB (from the acronym “Distributed Feedback”) laser, using a Bragg grating.
- the emission wavelength ⁇ 0 is preferably equal or substantially equal to 1550 nm, at the corresponding frequency v 0 .
- the line of the emitted light wave is centered on the emission wavelength ⁇ 0 and its width is at most 1 MHz.
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Description
L'invention concerne le domaine de l'exploitation du sous-sol tel que l'exploitation minière et pétrolière, et plus particulièrement le domaine du forage. L'invention concerne un dispositif de maintenance pour la détermination de la position d'un point de blocage d'un élément tubulaire, de préférence dans un forage. L'invention concerne également un procédé pour déterminer la position d'un point de blocage d'un élément tubulaire dans un forage.The invention relates to the field of the exploitation of the subsoil such as mining and oil exploitation, and more particularly the field of drilling. The invention relates to a maintenance device for determining the position of a locking point of a tubular element, preferably in a borehole. The invention also relates to a method for determining the position of a locking point of a tubular element in a borehole.
Le forage est utilisé depuis des années pour creuser des trous dans la terre. Généralement, le forage désigne l'ensemble des techniques permettant de creuser ou forer la terre jusqu'à des profondeurs élevées, ainsi que le résultat de leur application. Historiquement, le forage permettait de trouver et exploiter des ressources comme l'eau. Puis au fil des ans, les techniques de forage se sont développées avec l'exploitation d'autres ressources comme le pétrole et le gaz. De nouveaux domaines d'application faisant appel à des techniques de forage sont également apparus comme le domaine de la géothermie, de la géotechnique, de l'environnement et également de la recherche scientifique.Drilling has been used for years to dig holes in the earth. Generally, drilling refers to all the techniques used to dig or drill the earth to great depths, as well as the result of their application. Historically, drilling made it possible to find and exploit resources such as water. Then over the years, drilling techniques have developed with the exploitation of other resources such as oil and gas. New fields of application using drilling techniques have also appeared, such as the field of geothermal energy, geotechnics, the environment and also scientific research.
De manière générale, le forage consiste à creuser à l'aide d'un foret rotatif disposé à l'extrémité d'un élément tubulaire tel qu'une colonne tubulaire ou garniture de forage à travers des couches de terre et de roche. Au fur et à mesure que le forage progresse, des tubes de forage sont utilisés pour faire progresser plus profondément le trou de forage. Cependant, à mesure de la progression du forage, il n'est pas rare que le tube de forage se coince notamment à cause d'effondrement de terrain, mettant un terme aux opérations de forage.In general, drilling consists of digging with the aid of a rotating drill bit placed at the end of a tubular element such as a tubular column or drill string through layers of earth and rock. As drilling progresses, drill tubes are used to advance the borehole deeper. However, as the drilling progresses, it is not uncommon for the drill pipe to get stuck, in particular due to landslides, putting an end to the drilling operations.
En raison de la longueur du tube, de la difficulté d'accès et de dégagement, il s'avère difficile voir impraticable de procéder au dégagement de la ou des sections bloquées.Due to the length of the tube, the difficulty of access and clearance, it is difficult or even impractical to proceed with the clearance of the blocked section(s).
Afin de parvenir à un dégagement, il est de pratique courante de dévisser (« back-off » en terminologie anglo-saxonne) ou couper le train de tiges à un endroit précis pour récupérer un maximum de tiges de forage et de l'équipement pour une utilisation ultérieure, ou encore d'abandonner le train de tiges de forage au niveau du point de blocage. Ces solutions sont lourdes de conséquences, chronophages, coûteuses, mettant en jeu la sécurité des opérateurs et la stabilité du forage. Il est donc nécessaire de connaitre avec précision le point de blocage d'un tube de forage afin de limiter ces conséquences.In order to achieve clearance, it is common practice to unscrew ("back-off" in Anglo-Saxon terminology) or cut the drill string at a specific location to recover a maximum of drill rods and equipment for further use, or yet to drop the drill string at the stall point. These solutions are fraught with consequences, time-consuming, costly, jeopardizing the safety of the operators and the stability of the drilling. It is therefore necessary to know precisely the blocking point of a drill pipe in order to limit these consequences.
Les techniques courantes, développées par les groupes pétroliers, se basent sur un outil communément appelé FPI (« Free Point Indicator » en terminologie anglo-saxonne). Cet outil permet de déterminer l'endroit où le tube de forage est bloqué pour pouvoir, par la suite, le libérer par exemple au moyen d'explosifs. Pour cela l'outil est fixé de façon amovible aux parois internes du tube de forage qui subit une contrainte de traction ou de torsion. Le FPI mesure des déformations qui permettent d'estimer le point de blocage du tube de forage. Néanmoins, cet outil ne mesure que quelques mètres à chaque fois obligeant la réalisation d'un grand nombre de mesures pour couvrir l'ensemble du tube. En outre, le protocole de descente est long, pouvant s'étendre sur plusieurs heures, pour déterminer la portion bloquée. Par ailleurs, cette technologie est particulièrement coûteuse et fragile du fait de l'électronique et des systèmes mécaniques embarqués.Current techniques, developed by oil groups, are based on a tool commonly called FPI (“Free Point Indicator” in Anglo-Saxon terminology). This tool makes it possible to determine the place where the drill pipe is blocked in order to be able to subsequently free it, for example by means of explosives. For this, the tool is removably fixed to the internal walls of the drill pipe which is subjected to a tensile or torsion stress. The FPI measures deformations which make it possible to estimate the locking point of the drill pipe. However, this tool only measures a few meters each time, requiring a large number of measurements to be taken to cover the entire tube. In addition, the descent protocol is long, possibly extending over several hours, to determine the blocked portion. Moreover, this technology is particularly expensive and fragile because of the electronics and the on-board mechanical systems.
Un autre système nommé HFPT (« Halliburton Free Point Tool » en terminologie anglo-saxonne) permet également de déterminer la position d'un point de blocage dans un forage. Pour cela, cet outil mesure une valeur magnétique de référence et une valeur magnétique après l'exercice d'une contrainte sur le tube de forage puis une comparaison de ces mesures est faite. Néanmoins, ce système nécessite également un équipement électrique complexe. Une autre technique basée sur des capteurs magnétiques consiste à marquer des repères magnétiques dans le tubage qui sont par la suite lus par les capteurs magnétiques lors de la remonté du système de forage. Cette technique nécessite un équipement spécifique et onéreux. Une telle méthode est par exemple illustrée dans le document
Des techniques utilisant des capteurs acoustiques ont aussi été mises en œuvre. Pour cela, et comme décrit dans le document
D'autres techniques utilisant des fibres optiques ont également été développées. Par exemple, une première fibre peut être enroulée autour de l'extrémité supérieure du tube et une seconde fibre est alors enroulée à l'extrémité inférieure du tube, puis une torsion est appliquée et mesurée. Cette technique nécessite de descendre le tube petit à petit et de réaliser des mesures ponctuelles le long du tube. En outre, des explosifs sont également nécessaire pour dégager la tige lorsque celle-ci est coincée (
Ainsi, il existe un besoin pour de nouveaux systèmes et de nouvelles méthodes pour déterminer un point de blocage d'un élément tubulaire dans un forage capables de répondre aux problèmes engendrés par les méthodes existantes.Thus, there is a need for new systems and new methods for determining a blocking point of a tubular element in a borehole capable of responding to the problems generated by the existing methods.
L'invention a donc pour but de remédier aux inconvénients de l'art antérieur. En particulier, l'invention a pour but de proposer un dispositif de maintenance pour la détermination de la position d'un point de blocage d'un élément tubulaire. Ce dispositif étant adapté à une utilisation dans un forage, peu onéreux notamment grâce à une faible durée d'immobilisation du forage par exemple, et pouvant être descendu rapidement dans le forage. En outre, le dispositif permet de contrôler en une seule mesure plusieurs dizaines de mètres, de préférence une centaine de mètres.The object of the invention is therefore to remedy the drawbacks of the prior art. In particular, the object of the invention is to propose a maintenance device for determining the position of a blocking point of a tubular element. This device being suitable for use in a borehole, inexpensive in particular thanks to a short period of immobilization of the borehole for example, and being able to be lowered quickly into the borehole. In addition, the device makes it possible to check in a single measurement several tens of meters, preferably a hundred meters.
L'invention a en outre pour but de proposer un procédé pour déterminer la position d'un point de blocage d'un élément tubulaire par l'intermédiaire d'un dispositif de maintenance, ledit procédé étant rapide et simple à mettre en œuvre, avec un nombre réduit de mesure, et permettant de maitriser les coûts notamment, grâce à la réduction du temps d'immobilisation de l'appareil de forage et des personnels impliqués.The invention also aims to provide a method for determining the position of a blocking point of a tubular element by means of a maintenance device, said method being quick and simple to implement, with a reduced number of measurements, and making it possible to control costs in particular, thanks to the reduction in the downtime of the drilling rig and the personnel involved.
A cet effet, l'invention porte sur un dispositif de maintenance pour la détermination de la position d'un point de blocage d'un élément tubulaire caractérisé en ce qu'il comporte un câble à fibre optique et une pluralité de guides de maintien, chaque guide de maintien étant fixé au câble à fibre optique et comportant un moyen d'accroche à une paroi interne de l'élément tubulaire. La mise en œuvre d'un câble à fibre optique permet de disposer d'un dispositif complètement passif et donc aucun système électrique n'est descendu dans le forage. Cela améliore la sécurité des opérateurs, des installations et du forage. En outre, le câble à fibre optique permet notamment, grâce à la fibre optique, une mesure aisée de la déformation. Les mesures sont d'une justesse, d'une précision et d'une fiabilité augmentées.To this end, the invention relates to a maintenance device for determining the position of a blocking point of a tubular element characterized in that it comprises a fiber optic cable and a plurality of holding guides, each retaining guide being fixed to the fiber optic cable and comprising a means of attachment to an internal wall of the tubular element. The implementation of a fiber optic cable makes it possible to have a completely passive device and therefore no electrical system is lowered into the borehole. This improves the safety of operators, installations and drilling. In addition, the optical fiber cable allows in particular, thanks to the optical fiber, an easy measurement of the deformation. The measurements are of increased accuracy, precision and reliability.
Les guides de maintien permettent de rendre solidaire le câble à fibre optique au tube de forage aux parois internes du tube de forage.The retaining guides make it possible to secure the fiber optic cable to the drill pipe to the internal walls of the drill pipe.
Selon d'autres caractéristiques optionnelles du dispositif de maintenance, ce dernier peut inclure facultativement une ou plusieurs des caractéristiques suivantes, seules ou en combinaison :
- il comporte un câble de sécurité et chaque guide de maintien est agencé de façon à permettre un mouvement de translation des guides de maintien par rapport au câble de sécurité. Cette caractéristique permet d'augmenter la robustesse du dispositif de maintenance. En outre, ceci permet un degré de liberté entre le câble de sécurité et les guides de maintien, se traduisant par un coulissement du câble de sécurité à l'intérieur de chaque guide de maintien. Ce degré de liberté permet de libérer le câble à fibre optique lors de la mesure.
- il comporte une pluralité de butées, chaque butée étant couplée au câble de sécurité et à un des guides de maintien de façon à limiter le mouvement dudit guide de maintien par rapport au câble de sécurité. Ceci permet d'augmenter et d'améliorer la sécurité du dispositif de maintenance, aussi bien durant la descente dans l'élément tubulaire du dispositif de maintenance que lors de la remontée. Les butées permettent d'améliorer la protection et la sécurité en constituant une protection du câble à fibre optique en évitant qu'une force de traction trop importante lui soit imposée.
- il comporte une pluralité de paires de butées, chaque butée d'une paire de butées étant couplée au câble de sécurité et étant positionnée respectivement de part et d'autre d'un des guides de maintien de façon à limiter le mouvement dudit guide de maintien par rapport au câble de sécurité. La pluralité de paires de butées permet de limiter le mouvement de chaque guide de maintien par rapport au câble de sécurité. Ceci permet également, d'augmenter et d'améliorer la sécurité du dispositif de maintenance, aussi bien durant la descente dans l'élément tubulaire du dispositif de maintenance que lors de la remontée. Les butées permettent d'améliorer la protection et la sécurité en constituant une protection du câble à fibre optique en évitant qu'une force de traction trop importante lui soit imposée.
- le moyen d'accroche est sélectionné parmi : un moyen d'accroche mécanique, un moyen d'accroche magnétique, un moyen d'accroche électromagnétique, un moyen d'accroche chimique, de préférence un moyen d'accroche adhésif. Le moyen d'accroche permet de fixer indirectement le câble à fibre optique à l'élément tubulaire et plus précisément à une paroi interne de l'élément tubulaire.
- les moyens d'accroche des guides de maintien permettent une fixation fixe et amovible à la paroi interne de l'élément tubulaire. Une fixation fixe permet tant qu'elle est active d'empêcher tout mouvement d'un guide de maintien par rapport à l'élément tubulaire. Par contre la fixation est amovible donc le guide de maintien peut être détaché.
- les guides de maintien comprennent des aimants et un système de serrage. Les aimants permettent d'assurer la fixation des guides de maintien avec l'élément tubulaire. Le système de serrage permet de retenir le câble à fibre optique sur les guides de maintien. Les guides de maintien permettent alors de solidariser le câble à fibre optique avec l'élément tubulaire sans l'utilisation de mécanismes mobiles et/ou électriques.
- le câble de sécurité est un câble en acier (e.g. standard ou inoxydable), en matériaux composites ou en matériaux textiles. Ceci permet d'assurer la robustesse du dispositif de maintenance et d'assurer une protection à l'ensemble des composants. En effet, avantageusement, le câble de sécurité est configuré pour résister à au moins l'ensemble du poids du dispositif additionné d'un coefficient de sécurité pour prendre en compte les aléas de manœuvre (e.g. traction, choc...).
- il comprend en outre un ou plusieurs lests. Le lest permet d'assurer la descente du dispositif de maintenance dans le forage. Ceci permet d'assurer la descente totale dans le forage des deux câbles, de la pluralité des guides de maintien et de la pluralité de paires de butées ou de la pluralité de butées. En outre, le lest permet la mise en tension du ou des câbles de sécurité et à fibre optique.
- les guides de maintien présentent une forme longitudinale et sont traversés sur leur longueur par le câble de sécurité. Ceci permet d'assurer une parfaite sécurité du dispositif. En outre, cela permet un degré de liberté du câble de sécurité et d'éviter tout risque de rupture du dispositif.
- chaque guide de maintien comprend une conduite adaptée au câble à fibre optique, pour accueillir le câble à fibre optique. Cette caractéristique permet de sécuriser le câble à fibre optique et d'augmenter la qualité et la fiabilité de la fixation.
- les guides de maintien de la pluralité de guides de maintien peuvent être espacés les uns des autres d'une distance de l'ordre de la taille d'une section de l'élément tubulaire, par exemple, chaque guide de maintien est espacé d'au plus 20 mètres. Cela permet d'augmenter la précision de l'analyse.
- les guides de maintien présentent une forme longitudinale comportant deux extrémités et une portion centrale et les guides de maintien présentent à leurs extrémités un diamètre de section transversale inférieur au diamètre de section transversale de la portion centrale. Ceci permet de passer plus facilement d'éventuelles réductions de diamètre de l'élément tubulaire.
- il comprend en outre un équipement de mesures de pression et/ou de température et/ou acoustique. Ce ou ces équipements permettent de recueillir des données supplémentaires afin de parfaire la détermination de la position d'un point de blocage d'un élément tubulaire, mais également d'assurer une surveillance et un contrôle de l'élément tubulaire ou du point de blocage.
- it comprises a safety cable and each holding guide is arranged so as to allow a translational movement of the holding guides with respect to the safety cable. This characteristic makes it possible to increase the robustness of the maintenance device. In addition, this allows a degree of freedom between the safety cable and the holding guides, resulting in sliding of the safety cable inside each holding guide. This degree of freedom makes it possible to release the fiber optic cable during the measurement.
- it comprises a plurality of stops, each stop being coupled to the safety cable and to one of the holding guides so as to limit the movement of said holding guide relative to the safety cable. This increases and improves the security of the maintenance device, both during the descent into the tubular element of the maintenance device and during the ascent. The stops make it possible to improve the protection and the safety by constituting a protection of the fiber optic cable by avoiding that an excessive pulling force is imposed on it.
- it comprises a plurality of pairs of stops, each stop of a pair of stops being coupled to the safety cable and being positioned respectively on either side of one of the holding guides so as to limit the movement of said holding guide relative to the safety cable. The plurality of pairs of stops makes it possible to limit the movement of each holding guide relative to the safety cable. This also makes it possible to increase and improve the safety of the maintenance device, both during the descent into the tubular element of the maintenance device and during the ascent. The stops make it possible to improve the protection and the safety by constituting a protection of the fiber optic cable by avoiding that an excessive pulling force is imposed on it.
- the attachment means is selected from: a mechanical attachment means, a magnetic attachment means, an electromagnetic attachment means, a chemical attachment means, preferably an adhesive attachment means. The attachment means makes it possible to indirectly fix the optical fiber cable to the tubular element and more precisely to an internal wall of the tubular element.
- the attachment means of the holding guides allow fixed and removable attachment to the internal wall of the tubular element. A fixed attachment makes it possible, as long as it is active, to prevent any movement of a retaining guide relative to the tubular element. On the other hand, the fixing is removable so the holding guide can be detached.
- the holding guides include magnets and a clamping system. The magnets make it possible to ensure the fixing of the holding guides with the tubular element. The clamping system makes it possible to hold the fiber optic cable on the holding guides. The holding guides then make it possible to secure the fiber optic cable with the tubular element without the use of mobile and/or electric mechanisms.
- the safety cable is a steel cable (eg standard or stainless), composite materials or textile materials. This makes it possible to ensure the robustness of the maintenance device and to ensure protection for all the components. In effect, advantageously, the safety cable is configured to withstand at least the entire weight of the device plus a safety factor to take into account the hazards of maneuver (eg traction, shock, etc.).
- it further comprises one or more ballasts. The ballast ensures the descent of the maintenance device into the borehole. This makes it possible to ensure the total descent into the borehole of the two cables, of the plurality of holding guides and of the plurality of pairs of stops or of the plurality of stops. In addition, the ballast allows tensioning of the safety and fiber optic cable(s).
- the holding guides have a longitudinal shape and are crossed along their length by the safety cable. This makes it possible to ensure perfect safety of the device. In addition, this allows a degree of freedom of the safety cable and avoids any risk of breakage of the device.
- each holding guide includes a conduit suitable for the fiber optic cable, to accommodate the fiber optic cable. This feature secures the fiber optic cable and increases the quality and reliability of the fixing.
- the plurality of retaining guides may be spaced apart by a distance on the order of the size of a section of the tubular member, for example, each retaining guide is spaced at most 20 meters. This increases the precision of the analysis.
- the holding guides have a longitudinal shape comprising two ends and a central portion and the holding guides have at their ends a cross-sectional diameter smaller than the cross-sectional diameter of the central portion. This makes it easier to pass any reductions in diameter of the tubular element.
- it further comprises equipment for measuring pressure and/or temperature and/or acoustics. This or these pieces of equipment make it possible to collect additional data in order to perfect the determination of the position of a blocking point of a tubular element, but also to ensure monitoring and control of the tubular element or of the blocking point. .
Selon un autre aspect l'invention concerne un système pour déterminer la position d'un point de blocage d'un élément tubulaire comportant un dispositif de mesure répartie par réflectométrie et un dispositif de maintenance selon l'invention, ledit dispositif de mesure répartie par réflectométrie étant relié au dispositif de maintenance et configuré pour réaliser une mesure de déformation de l'élément tubulaire. Le système permet de déterminer la position d'un point de blocage de façon simple et rapide. En effet, un tel système permet de ne réaliser qu'un seul ensemble de mesure. En outre, les mesures sont précises, justes et fiables. Ceci permet également de mesurer les déformations de la fibre optique sur toute sa longueur de manière à déterminer où l'élément tubulaire est bloqué.According to another aspect, the invention relates to a system for determining the position of a blocking point of a tubular element comprising a measuring device distributed by reflectometry and a maintenance device according to the invention, said measuring device distributed by reflectometry being connected to the maintenance device and configured to carry out a measurement of deformation of the tubular element. The system makes it possible to determine the position of a blocking point in a simple and fast way. Indeed, such a system makes it possible to produce only a single measurement set. In addition, the measurements are precise, accurate and reliable. This also makes it possible to measure the deformations of the optical fiber over its entire length so as to determine where the tubular element is blocked.
Selon un autre aspect l'invention concerne un procédé pour déterminer la position d'un point de blocage d'un élément tubulaire par l'intermédiaire d'un dispositif de maintenance comprenant un câble à fibre optique et une pluralité de guides de maintien, chaque guide de maintien étant fixé au câble à fibre optique et comportant un moyen d'accroche à l'élément tubulaire, de préférence à une paroi interne de l'élément tubulaire, le dispositif de maintenance étant inséré dans l'élément tubulaire et les guides de maintien étant fixés à l'élément tubulaire par l'intermédiaire des moyens d'accroche, ledit procédé comprenant :
- une étape de première mesure répartie par réflectométrie,
- une étape d'application d'une contrainte sur l'élément tubulaire ou de suppression d'une contrainte appliquée sur l'élément tubulaire antérieurement à l'étape de première mesure répartie par réflectométrie,
- une étape de seconde mesure répartie par réflectométrie, et
- une étape de détermination de la position du point de blocage de l'élément tubulaire par comparaison des première et seconde mesures par réflectométrie.
- a first measurement step distributed by reflectometry,
- a step of applying a stress on the tubular element or of removing a stress applied to the tubular element prior to the step of first measurement distributed by reflectometry,
- a step of second measurement distributed by reflectometry, and
- a step of determining the position of the blocking point of the tubular element by comparing the first and second measurements by reflectometry.
Un procédé selon l'invention permet de contrôler en une seule mesure typiquement une centaine de mètres d'un élément tubulaire. Cela permet un gain de temps considérable. En outre, les mesures sont fiables, justes et précises. Par ailleurs, le procédé selon l'invention ne nécessite pas des étapes d'ancrage successives à différentes hauteurs des parois de l'élément tubulaire pour réaliser les mesures. Le dispositif de maintenance peut donc être descendu de plusieurs mètres voire centaines de mètres le long de l'élément tubulaire avant de réaliser les mesures nécessaires à la détermination de la position d'un point de blocage. Ceci permet à nouveau un gain de temps considérable et une réduction d'utilisation de matériel coûteux et spécifique. En outre, le procédé est sécurisé car celui-ci ne nécessite pas l'utilisation de capteur actif ou d'ancrage actif.A method according to the invention makes it possible to check in a single measurement, typically a hundred meters of a tubular element. This saves considerable time. In addition, the measurements are reliable, accurate and precise. Moreover, the method according to the invention does not require successive anchoring steps at different heights of the walls of the tubular element to carry out the measurements. The maintenance device can therefore be lowered several meters or even hundreds of meters along the tubular element before carrying out the measurements necessary for determining the position of a blocking point. This again saves considerable time and reduces use of expensive and specific equipment. Furthermore, the method is secure because it does not require the use of an active sensor or an active anchor.
Selon d'autres caractéristiques optionnelles du procédé, ce dernier peut inclure facultativement une ou plusieurs des caractéristiques suivantes, seules ou en combinaison :
- les étapes de mesure de la déformation comportent le calcul de la rétrodiffusion de Brillouin dans la fibre optique au moyen d'un dispositif de mesure répartie de déformation. Ceci permet de réaliser les mesures en temps réel et de façon autonome. En outre, une telle étape est faiblement consommatrice d'énergie.
- il comprend en outre une étape de mesure de la longueur du câble à fibre optique déroulée. Ceci permet d'éviter toute sur-longueur d'un câble par rapport à l'autre. Cela minimise le risque de rupture.
- il comprend en outre une étape de mesure acoustique par un équipement de mesure de rétrodiffusion Rayleigh. Cette étape permet de recueillir des données afin de parfaire la détermination de la position d'un point de blocage d'un élément tubulaire, mais également d'assurer une surveillance et un contrôle de l'élément tubulaire ou du point de blocage.
- il comprend en outre une étape de mesure de pression par un équipement de mesure de rétrodiffusion Brillouin et/ou Rayleigh. Ceci permet de recueillir des données afin de parfaire la détermination de la position d'un point de blocage d'un élément tubulaire, mais également d'assurer une surveillance et un contrôle de l'élément tubulaire ou du point de blocage
- il comprend en outre une étape de mesure de température par un équipement de mesure de rétrodiffusion de Brillouin. Cette étape permet de recueillir des données afin de parfaire la détermination de la position d'un point de blocage d'un élément tubulaire, mais également d'assurer une surveillance et un contrôle de l'élément tubulaire ou du point de blocage.
- the deformation measurement steps comprise the calculation of the Brillouin backscattering in the optical fiber by means of a distributed deformation measurement device. This makes it possible to carry out measurements in real time and autonomously. In addition, such a step consumes little energy.
- it further comprises a step for measuring the length of the unwound optical fiber cable. This avoids any excess length of one cable compared to the other. This minimizes the risk of breakage.
- it further comprises an acoustic measurement step using Rayleigh backscatter measurement equipment. This step makes it possible to collect data in order to perfect the determination of the position of a blocking point of a tubular element, but also to ensure monitoring and control of the tubular element or of the blocking point.
- it further comprises a pressure measurement step using Brillouin and/or Rayleigh backscattering measurement equipment. This makes it possible to collect data in order to perfect the determination of the position of a blocking point of a tubular element, but also to ensure monitoring and control of the tubular element or of the blocking point.
- it further comprises a temperature measurement step using Brillouin backscattering measurement equipment. This step makes it possible to collect data in order to perfect the determination of the position of a blocking point of a tubular element, but also to ensure monitoring and control of the tubular element or of the blocking point.
Selon un autre aspect l'invention porte sur un élément tubulaire comprenant un dispositif de maintenance selon l'invention pour la détermination de la position d'un point de blocage dudit élément tubulaire.According to another aspect, the invention relates to a tubular element comprising a maintenance device according to the invention for determining the position of a blocking point of said tubular element.
D'autres avantages et caractéristiques de l'invention apparaitront à la lecture de la description suivante donnée à titre d'exemple illustratif et non limitatif, en référence aux Figures annexées :
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Fig 1 ] représente un schéma d'un mode de réalisation du dispositif de maintenance selon l'invention. - [
Fig 2 ] représente un schéma d'un mode de réalisation du dispositif de maintenance selon l'invention. - [
Fig 3 ] représente un schéma d'un mode de réalisation du dispositif de maintenance selon l'invention. - [
Fig 4 ] représente un schéma d'un mode de réalisation du dispositif de maintenance selon l'invention. - [
Fig 5 ] représente un schéma d'un guide de maintien selon l'invention. - [
Fig 6 ] représente un schéma d'un système pour déterminer la position d'un point de blocage d'un élément tubulaire selon l'invention. - [
Fig 7 ] représente un schéma d'un mode de réalisation du procédé de détermination de la position d'un point de blocage selon l'invention. - [
Fig 8A ] représente un graphique d'une mesure absolue de déformation par fibre optique. - [
Fig 8B ] représente un graphique d'une mesure relative de déformation par fibre optique. - [
Fig 9 ] représente un schéma d'un mode de réalisation du système d'assemblage selon l'invention. - [
Fig 10 ] représente un schéma d'un mode de réalisation du procédé de mise en place selon l'invention, les étapes en pointillées étant facultatives.
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Fig 1 ] shows a diagram of an embodiment of the maintenance device according to the invention. - [
Fig 2 ] shows a diagram of an embodiment of the maintenance device according to the invention. - [
Fig.3 ] shows a diagram of an embodiment of the maintenance device according to the invention. - [
Fig 4 ] shows a diagram of an embodiment of the maintenance device according to the invention. - [
Fig.5 ] shows a diagram of a holding guide according to the invention. - [
Fig 6 ] shows a diagram of a system for determining the position of a blocking point of a tubular element according to the invention. - [
Fig 7 ] shows a diagram of an embodiment of the method for determining the position of a blocking point according to the invention. - [
Fig 8A ] represents a graph of an absolute fiber optic strain measurement. - [
Fig. 8B ] represents a plot of a relative fiber optic strain measurement. - [
Fig.9 ] shows a diagram of an embodiment of the assembly system according to the invention. - [
Fig. 10 ] represents a diagram of an embodiment of the installation method according to the invention, the dotted steps being optional.
Dans la suite de la description, l'expression « point de blocage » correspond au coincement d'un élément tubulaire par exemple dans un forage empêchant la progression de cet élément tubulaire. Un point de blocage peut-être, par exemple, la conséquence d'un éboulement, d'une restriction, ou d'une déformation de la formation rocheuse.In the rest of the description, the expression “ blocking point ” corresponds to the jamming of a tubular element, for example in a borehole preventing the progression of this tubular element. A sticking point can be, for example, the consequence of a landslide, a restriction, or a deformation of the rock formation.
Par « forage » on entend au sens de l'invention l'action de forer et/ou son résultat.By “ drilling ” is meant in the sense of the invention the action of drilling and/or its result.
Par « position » on entend au sens de l'invention un emplacement précis dans l'espace occupé par le point de blocage, par exemple sur toute la hauteur du forage, et donc plus particulièrement une profondeur ou une distance par rapport à la surface.By “ position ” is meant within the meaning of the invention a precise location in the space occupied by the blocking point, for example over the entire height of the borehole, and therefore more particularly a depth or a distance relative to the surface.
Le terme « élément tubulaire» au sens de l'invention correspond de préférence à une tige de forage utilisée pour le forage d'un puits, un tubage, ou cuvelage. Toutefois, un élément tubulaire peut correspondre également à une pièce, un objet ou un conduit, dont la longueur est supérieure à la largeur, par exemple de forme cylindrique ou rectangulaire. Ainsi, ce terme peut également correspondre à tout équipement faisant partie de la garniture de forage ou de complétion, tel qu'un stabilisateur, masse-tige (« drill collar » en terminologie anglo-saxonne), garniture d'étanchéité (« packer » en terminologie anglo-saxonne), olive de suspension (« hanger » en terminologie anglo-saxonne), ou tiges lourdes (« heavy-weight » en terminologie anglo-saxonne).The term “ tubular element” within the meaning of the invention preferably corresponds to a drill rod used for drilling a well, a casing, or casing. However, a tubular element can also correspond to a part, an object or a conduit, the length of which is greater than the width, for example of cylindrical or rectangular shape. Thus, this term can also correspond to any equipment forming part of the drill or completion string, such as a stabilizer, drill collar ("drill collar" in English terminology), seal ("packer" in Anglo-Saxon terminology), suspension olive (“hanger” in Anglo-Saxon terminology), or heavy rods (“heavy-weight” in Anglo-Saxon terminology).
On entend par « contrainte » au sens de l'invention une force appliquée sur un matériau ou un corps. Cette force peut être exercée par une torsion, une traction, une poussée ou toute autre force entrainant une « déformation » ou un déplacement du matériau ou du corps sur lequel elle s'exerce.The term “ constraint ” in the sense of the invention means a force applied to a material or a body. This force can be exerted by a torsion, a traction, a push or any other force resulting in a “ deformation ” or a displacement of the material or the body on which it is exerted.
Par « déformation », on entend un changement de forme ou de dimension d'un matériau ou d'un corps sans dépasser la limite de rupture du matériau ou du corps en question. Par exemple, une déformation au sens de l'invention tend à étirer ou comprimer un matériau ou un corps subissant une force et notamment sous forme d'une contrainte.By " deformation " is meant a change in shape or size of a material or body without exceeding the ultimate limit of the material or body in question. For example, a deformation within the meaning of the invention tends to stretch or compress a material or a body undergoing a force and in particular in the form of a constraint.
Les termes « fixe », « fixé », ou « fixer », au sens de l'invention correspondent à l'association directe ou indirecte d'un élément par rapport à un autre sans mouvement de ces éléments l'un par rapport à l'autre, inamovible ou amovible avec un ou plusieurs éléments intermédiaires. Deux éléments peuvent être fixés mécaniquement, électriquement ou liés par un canal de communication.The terms " fixed ", " fixed ", or " fixed ", within the meaning of the invention correspond to the direct or indirect association of one element with respect to another without movement of these elements with respect to each other. other, irremovable or removable with one or more intermediate elements. Two elements can be fixed mechanically, electrically or linked by a communication channel.
Les termes « couplé » ou « assembler » et leurs dérivés au sens de l'invention correspondent à l'attache, à la connexion directe ou indirecte, mobile ou immobile, inamovible ou amovible avec un ou plusieurs éléments intermédiaires. Deux éléments peuvent être couplés mécaniquement, électriquement ou liés par un canal de communication.The terms “ coupled ” or “ assemble ” and their derivatives within the meaning of the invention correspond to the attachment, to the direct or indirect, mobile or immobile, irremovable or removable connection with one or more intermediate elements. Two elements can be coupled mechanically, electrically or linked by a communication channel.
Par « relié » au sens de l'invention on entend une liaison entre au moins deux élément, la liaison pouvant être physique, électrique, numérique.By “ connected ” within the meaning of the invention is meant a connection between at least two elements, the connection possibly being physical, electrical or digital.
Le terme « amovible » au sens de l'invention correspond à la capacité à être détaché, enlevé ou démonté aisément sans avoir à détruire des moyens de fixation soit parce qu'il n'y a pas de moyen de fixation soit parce que les moyens de fixation sont aisément et rapidement démontables (e.g. encoche, vis, languette, ergot, clips). Par exemple, par amovible, il faut comprendre que l'objet n'est pas fixé par soudure ou par un autre moyen non prévu pour permettre de détacher l'objet.The term " removable " within the meaning of the invention corresponds to the ability to be easily detached, removed or dismantled without having to destroy the fixing means either because there is no fixing means or because the means fasteners are easily and quickly removable (eg notch, screw, tab, lug, clips). For example, by removable, it should be understood that the object is not fixed by welding or by any other means not intended to allow the object to be detached.
Par « traverser » on entend au sens de l'invention, la pénétration d'un dispositif d'une extrémité à l'autre, de préférence dans le sens longitudinal du dispositif et en son centre. Un degré de liberté, de préférence un mouvement de translation selon l'axe longitudinal du dispositif peut être autorisé.By “ crossing ” is meant within the meaning of the invention, the penetration of a device from one end to the other, preferably in the longitudinal direction of the device and in its center. A degree of freedom, preferably a translational movement along the longitudinal axis of the device can be authorized.
Par l'expression « un seul ensemble de mesures », on entend au sens de l'invention l'absence de succession de types de mesures différentes. Il s'agit d'un seul type de mesure, réalisé par réflectométrie. Ainsi, au sens de l'invention, une seule mesure correspond à la réalisation de mesures par réflectométrie sans déplacement du dispositif de maintenance, permettant d'identifier la position d'un point de blocage.The expression “ a single set of measurements ” is understood to mean, within the meaning of the invention, the absence of a succession of different types of measurements. This is a single type of measurement, carried out by reflectometry. Thus, within the meaning of the invention, a single measurement corresponds to carrying out measurements by reflectometry without moving the maintenance device, making it possible to identify the position of a blocking point.
Par « traiter », « calculer », « afficher », « extraire » « comparer », « mesurer » ou plus largement « opération exécutable » au sens de l'invention, une action effectuée par un dispositif ou un processeur sauf si le contexte indique autrement. À cet égard, les opérations se rapportent à des actions et/ou des processus d'un système de traitement de données, par exemple un système informatique ou un dispositif informatique électronique, qui manipule et transforme les données représentées en tant que quantités physiques (électroniques) dans les mémoires du système informatique ou d'autres dispositifs de stockage, de transmission ou d'affichage de l'information. Ces opérations peuvent se baser sur des applications ou des logiciels.By " process ", " calculate ", " display ", " extract ", " compare ", " measure " or more broadly " executable operation " within the meaning of the invention, an action performed by a device or a processor unless the context indicates otherwise. In this regard, operations refer to actions and/or processes of a data processing system, e.g. a computer system or an electronic computing device, which manipulates and transforms data represented as physical (electronic ) in the memories of the computer system or other devices of storage, transmission or display of information. These operations can be based on applications or software.
Par « essentiellement », on entend au sens de l'invention au moins 50 % de la constitution, de préférence au moins 70 % de la constitution, de façon plus préférée au moins 90 % de la constitution, de façon encore plus préférée au moins 95 % de la constitution.By " essentially " is meant in the sense of the invention at least 50% of the constitution, preferably at least 70% of the constitution, more preferably at least 90% of the constitution, even more preferably at least 95% of the constitution.
Par « juste », « fiable », « précis » on entend au sens de l'invention, des mesures de préférence répétables et exactes de la position du point de blocage, dont la précision est par exemple de l'ordre du mètre.By “ accurate ”, “ reliable ”, “ precise ” is meant in the sense of the invention, preferably repeatable and exact measurements of the position of the blocking point, the precision of which is for example of the order of one meter.
En outre, les différentes caractéristiques présentées et/ou revendiquées peuvent être avantageusement combinées. Leur présence dans la description ou dans des revendications dépendantes différentes, n'excluent pas cette possibilité.In addition, the different characteristics presented and/or claimed can be advantageously combined. Their presence in the description or in different dependent claims does not exclude this possibility.
Les solutions actuelles pour déterminer la position d'un point de blocage d'un élément tubulaire sont généralement longues, laborieuses et couteuses. En outre, elles nécessitent souvent l'insertion dans l'élément tubulaire de matériel électronique couteux et source de risque notamment dans un contexte de forage d'hydrocarbures.Current solutions for determining the position of a blocking point of a tubular element are generally long, laborious and expensive. In addition, they often require the insertion into the tubular element of expensive electronic equipment and a source of risk, particularly in the context of hydrocarbon drilling.
Ainsi, les inventeurs ont développé un nouveau dispositif de maintenance pour la détermination de la position d'un point de blocage d'un élément tubulaire dans un forage permettant rapidité et fiabilité, justesse et précision des mesures, et en outre une sécurité augmentée (sans aucun système électrique descendu dans le forage).Thus, the inventors have developed a new maintenance device for determining the position of a blocking point of a tubular element in a borehole allowing speed and reliability, accuracy and precision of the measurements, and moreover increased safety (without no electrical system lowered into the borehole).
L'invention va être décrite dans le contexte d'un blocage d'un élément tubulaire dans un forage. L'invention ne se limite pas, toutefois, à cet exemple, et peut trouver des applications dans toute configuration dans laquelle il y a un blocage d'un équipement au cours d'un forage.The invention will be described in the context of blocking a tubular element in a borehole. The invention is not limited, however, to this example, and can find applications in any configuration in which there is a blockage of equipment during drilling.
Dans la suite de la description, les mêmes références sont utilisées pour désigner les mêmes éléments.In the remainder of the description, the same references are used to designate the same elements.
Selon un premier aspect, l'invention concerne un dispositif 1 de maintenance pour la détermination de la position d'un point 2 de blocage d'un élément tubulaire, de préférence un tube de forage. Un dispositif 1 de maintenance selon l'invention permet de pallier aux difficultés rencontrées avec les systèmes de l'art antérieur. La mise en œuvre d'un dispositif 1 de maintenance selon l'invention est parfaitement adaptée pour une utilisation de l'exploitation du sous-sol telle que l'exploitation minière et pétrolière, et plus particulièrement du forage. According to a first aspect, the invention relates to a
En effet, un dispositif 1 de maintenance selon l'invention est complètement passif et donc aucun système électrique n'est descendu dans le forage. Ceci permet également de sécuriser le lieu du forage tel que le forage, les opérateurs et les installations. En outre, le dispositif 1 de maintenance assure une résistance élevée.Indeed, a
Un dispositif 1 de maintenance peut être selon un mode de réalisation préférée de l'invention un câble, mais l'invention ne se limite pas à un câble. En effet, tout type de dispositif comprenant un câble 40 à fibre optique et une pluralité de guides 20 de maintien peut être mis en œuvre.A
La
Le dispositif 1 de maintenance comporte une pluralité de guides 20 de maintien. The
Chaque guide 20 de maintien peut comporter un moyen 21 d'accroche à l'élément tubulaire. De préférence le moyen 21 d'accroche permet de fixer le câble 40 à fibre optique à l'élément tubulaire et plus précisément à une paroi interne de l'élément tubulaire. Cette fixation entre l'élément tubulaire et le câble 40 à fibre optique par l'intermédiaire du moyen 21 d'accroche des guides 20 de maintien est de préférence fixe et amovible. Le moyen 21 d'accroche est de préférence agencé à la périphérie de la portion centrale 20C de chaque guide 20 de maintien.Each retaining
Le moyen d'accroche 21 est sélectionné parmi : un moyen d'accroche mécanique, un moyen d'accroche magnétique, un moyen d'accroche électromagnétique, un moyen d'accroche chimique, de préférence un moyen d'accroche adhésif. Un moyen d'accroche mécanique peut par exemple être sélectionné parmi : ancre, bras mobile, crampon ou garniture d'étanchéité (« packer » en terminologie anglo-saxonne). Un moyen d'accroche magnétique peut par exemple être sélectionné parmi : aimant permanent, dispositif électrostatique. Un moyen d'accroche électromagnétique peut par exemple être sélectionné parmi : un dispositif électromagnétique, électroaimant. Un moyen d'accroche chimique, de préférence adhésif peut par exemple être sélectionné parmi : adhésif permanent, adhésif temporaire, colle, ruban, adhésif.The attachment means 21 is selected from: a mechanical attachment means, a magnetic attachment means, an electromagnetic attachment means, a chemical attachment means, preferably an adhesive attachment means. A mechanical attachment means can for example be selected from: anchor, mobile arm, crampon or sealing gasket (“packer” in Anglo-Saxon terminology). A magnetic attachment means can for example be selected from: permanent magnet, electrostatic device. An electromagnetic attachment means can for example be selected from: an electromagnetic device, an electromagnet. A means of attachment chemical, preferably adhesive can for example be selected from: permanent adhesive, temporary adhesive, glue, tape, adhesive.
Ainsi, en particulier, un moyen 21 d'accroche peut correspondre à un aimant, une pluralité d'aimants, aimants permanents, électroaimants, plastoaimants, des organes mobiles ou à leurs combinaisons, configuré pour se fixer à l'élément tubulaire. De préférence, le moyen 21 d'accroche est une pluralité d'aimants 22 annulaires permanents. Ces aimants 22 peuvent être couplés avec une tige 24. Les aimants 22 de la pluralité d'aimants sur la tige 24 peuvent être séparés par un espace 23 dans le but de limiter l'interaction directe entre deux aimants 22. En outre, le nombre d'aimant 22 de la pluralité d'aimants peut être fonction de la configuration de l'élément tubulaire. En effet, selon la force de friction recherchée, le nombre d'aimant 22 de la pluralité d'aimants sera élevé si la force de friction doit être importante ou réduit si la force de friction recherchée doit être faible. Alternativement, le nombre d'aimant 22 de la pluralité d'aimants peut également être fonction des caractéristiques de l'élément tubulaire.Thus, in particular, a hooking
En outre, les guides 20 de maintien peuvent être fixés au câble 40 à fibre optique. Les guides 20 de maintien de la pluralité de guides de maintien peuvent être espacés les uns des autres d'une distance de l'ordre de la taille d'une section de l'élément tubulaire. Par exemple, chaque guide 20 de maintien est espacé de 20 mètres, de préférence de 15 mètres et de manière plus préférée de 10 mètres du guide 20 de maintien suivant. La distance séparant deux guides 20 de maintien est de manière encore plus préférée supérieure à 2 mètres. La distance entre deux guides 20 de maintien permet de donner la résolution spatiale, lors de la réalisation des mesures. Par exemple, une distance de 2 mètres entre deux guides de maintien donne une résolution spatiale de mesure de 2 mètres égale à l'espacement entre deux guides 20 de maintien.In addition, the holding guides 20 can be attached to the
Un câble 40 à fibre optique est généralement constitué d'au moins une âme, une gaine optique et d'un revêtement. Il peut être prévu une ou plusieurs armatures de câble 40 à fibre optique. An
L'âme du câble 40 à fibre optique permet de transporter les signaux optiques entre une source lumineuse et un récepteur. L'âme peut être de verre ou de polymère et se différencie par son diamètre. Ainsi, l'âme de câble 40 à fibre optique selon l'invention peut correspondre à une fibre optique multimode ou à une fibre optique monomode ou à fibre multi-cœurs. L'âme peut être pour une fibre multimode de 62,5/125 µm (micromètre), de 50/125 µm ou de 9/125 µm pour une fibre monomode. De préférence, le type de câble à fibre optique est spécifique pour la mesure de déformation. Par exemple, il peut s'agir d'un câble à fibre de type « tight-buffered » (ou fibre serrée en français), pour une fibre serrée dans l'armature, ou un câble à fibre de type « loose-tube » (ou fibre libre en français), c'est-à-dire que la fibre est libre de toute contrainte à l'intérieur de l'armature, pour une mesure de température et/ou vibrations acoustiques.The core of the
La gaine optique entoure l'âme de la fibre optique. La gaine permet de retenir les ondes lumineuses tout en permettant la circulation sur toute la longueur de la fibre. En outre, la gaine permet de provoquer la réfraction.The optical cladding surrounds the core of the optical fiber. The sheath makes it possible to retain the light waves while allowing circulation over the entire length of the fiber. In addition, the sheath makes it possible to cause refraction.
Le revêtement peut être constitué de polymère. Il entoure la gaine et permet d'assurer la protection de la fibre optique, notamment en absorbant les chocs que pourrait subir le câble 40 à fibre optique lors de sa descente ou remontée dans un forage. L'épaisseur du revêtement est par exemple comprise entre 250 µm et 900 µm.The coating can be made of polymer. It surrounds the sheath and ensures the protection of the optical fiber, in particular by absorbing the shocks that the
Alternativement, le câble 40 à fibre optique présente une armature de câble à fibre optique. De préférence, cette armature de câble 40 à fibre optique est structurée. Ceci permet d'améliorer la fixation du câble à fibre optique aux guides 20 de maintien. En effet, cela augmente le coefficient de friction avec le moyen de fixation 27 par écrasement du guide de maintien. Ceci permet également d'améliorer la sensibilité de mesure de la déformation.Alternatively,
De préférence, le câble à fibre optique est de type « tight-buffered ». Ceci permet d'isoler et de protéger la fibre optique. En outre, un câble à fibre optique de type « tight-buffered » permet une mesure améliorée des déformations du câble à fibre optique.Preferably, the fiber optic cable is of the “tight-buffered” type. This isolates and protects the optical fiber. In addition, a “tight-buffered” type fiber optic cable allows improved measurement of the deformations of the fiber optic cable.
La longueur du câble 40 à fibre optique peut être de l'ordre de la profondeur d'un forage. Par exemple une longueur du câble à fibre optique peut être de 5 Km (Kilomètre).The length of the
Un câble 40 à fibre optique permet de transporter des signaux optiques entre une source de lumière et un récepteur.A
Par ailleurs, la fibre est de préférence solidaire de l'armature extérieure du câble à fibre optique, ce qui permet d'améliorer la sensibilité des mesures. Ceci permet des mesures précises, au mètre voir au centimètre, fiables et justes.Furthermore, the fiber is preferably attached to the outer frame of the fiber optic cable, which makes it possible to improve the sensitivity of the measurements. This allows precise measurements, to the meter or even to the centimeter, reliable and accurate.
Le câble 40 à fibre optique peut être fixé à l'élément tubulaire par l'intermédiaire des guides de maintien.The
En outre, une des extrémités du câble 40 à fibre optique peut comprendre un dispositif 41 d'étanchéité destiné à étanchéifier l'extrémité du câble à fibre optique. Ce dispositif 41 peut être de diamètre supérieur à celui des guides 20 de maintien. Cette caractéristique permet d'éviter que le dispositif d'étanchéité ne passe au travers des guides de maintien. Le dispositif 41 d'étanchéité permet également de maintenir le câble 40 à fibre optique dans les guides de maintien. De préférence, le dispositif d'étanchéité permet également de limiter le mouvement du câble à fibre optique. Cela est avantageux car le dispositif d'étanchéité permet d'étanchéifier l'extrémité du câble à fibre optique tout en évitant que le câble à fibre optique ne se libère des guides de maintien.In addition, one of the ends of the
Avantageusement le câble 40 à fibre optique résiste aux conditions de température et de pression présentes dans un forage. Le câble 40 à fibre optique peut aussi être résistant aux différents composés et éléments chimiques présents dans un forage.Advantageously, the
Avantageusement, le câble 40 à fibre optique est apte à être connecté en surface à un dispositif 110 de mesure répartie par réflectométrie qui sera détaillé ci-après.Advantageously, the
En outre, comme cela est illustré à la
Avantageusement, le câble 10 de sécurité possède une résistance à la traction de plus de 1 kN (kilonewton), de préférence de plus de 2 kN et de manière encore plus préférée supérieure à 20 kN. Par exemple, le câble 10 de sécurité peut résister à minima à une force qui est égale à l'ensemble des forces du système moyennant un coefficient de sécurité prédéterminé. Le câble 10 de sécurité permet de résister à l'ensemble du poids du dispositif tout en prenant en compte un coefficient de sécurité pour prendre en compte les aléas de manœuvre (traction si blocage du dispositif dans le forage, choc si le dispositif est lâché brutalement). Ceci permet de sécuriser le dispositif 1 de maintenance autant durant sa descente dans le forage que lors de sa remontée. Ainsi, il est possible d'exercer une force importante de traction sur le câble 10 de sécurité si le dispositif 1 de maintenance se retrouve bloqué lors de son utilisation dans le forage, et cela sans entrainer la rupture du câble 10 de sécurité.Advantageously, the
La résistance à la traction définit la limite à la rupture. Ainsi, le dispositif 1 de maintenance possède une limite à la rupture supérieure à 1 kN, de préférence à 2 kN et de façon encore plus préférée supérieure à 20 kN. De préférence la limite à la rupture est mesurée selon la norme ISO6892.The tensile strength defines the limit at break. Thus, the
Pour cela, le câble 10 de sécurité peut être en acier inoxydable, fibres de carbone ou en matériaux composites, en matériaux textiles ou en acier standard (non inoxydable).For this, the
En outre, la surface du câble 10 de sécurité peut être lisse ou rugueuse. De préférence la surface du câble 10 de sécurité est rugueuse. Ceci permet d'améliorer la fixation des butées 30, détaillée ci-après.Furthermore, the surface of the
De préférence, le câble 10 de sécurité est léger ; c'est-à-dire que son poids n'excède pas plus de 65 kg/km (kilogramme par kilomètre), de préférence 30 kg/km. Ceci permet de faciliter son utilisation et sa mise en œuvre.Preferably, the
La longueur du câble 10 de sécurité peut être définie en fonction du forage à réaliser. Par exemple, plus le forage sera profond plus le câble 10 de sécurité sera long. Par exemple, le câble 10 de sécurité peut présenter une longueur supérieure à 2500 mètres, de préférence supérieure à 5000 mètres. De manière préférée, le câble 10 de sécurité possède une longueur comprise entre 10 mètres et 2500 mètres, et manière encore plus préférée entre 10 mètres et 5000 mètres.The length of the
Comme cela est illustré à la
Alternativement, comme illustré à la
En outre, il peut être prévu que chaque butée 30 comprenne un passage, tel qu'un perçage, par exemple en son centre, permettant au câble de sécurité de traverser chaque butée.In addition, provision may be made for each
Les butées 30 sont de préférence de forme double conique symétrique, dont la base du cône est en regard de chaque guide 20 de maintien. En outre, les butées peuvent être en inox, plastique, polymères, matériau non corrosif, métal. De préférence, elles sont essentiellement en aluminium pour éviter la corrosion. Cela dépend également du milieu dans lequel le dispositif est introduit.The stops 30 are preferably of symmetrical double conical shape, the base of the cone of which faces each guide 20 for holding. In addition, the stops can be made of stainless steel, plastic, polymers, non-corrosive material, metal. Preferably, they are essentially made of aluminum to avoid corrosion. It also depends on the environment in which the device is introduced.
Chaque butée 30 peut posséder de préférence un diamètre extérieur inférieur au diamètre extérieur des guides 20 de maintien. De préférence, chaque butée 30 possède un diamètre extérieur supérieur au diamètre extérieur des extrémités 20A, 20B des guides 20 de maintien. Alternativement, si chaque butée 30 possède un diamètre extérieur inférieur au diamètre extérieur des extrémités 20A, 20B des guides 20 de maintien, elles possèdent un diamètre extérieur supérieur au diamètre extérieur de la saillie 25, de préférence de la conduite, du guide 20 de maintien. Ceci permet d'éviter que les butées ne traversent les guides 20 de maintien et inversement.Each
Chaque butée 30 couplée au câble 10 de sécurité et à un des guides 20 de maintien, peut être couplée au guide de maintien par l'intermédiaire d'une de ses extrémités, de préférence à l'extrémité aval du guide 20 de maintien, à savoir l'extrémité 20B.Each
Alternativement, chaque butée 30 de la pluralité de paires de butées peut être disposée de part et d'autre d'un guide 20 de maintien. Une des butées 30 de la paire de butées est disposée en amont du guide 20 de maintien et l'autre butée 30 de la paire de butées est disposée en aval dudit guide 20 de maintien.Alternatively, each
Chaque butée 30 peut être à quelques centimètres (cm) en amont et/ou en aval de chaque guide 20 de maintien, de préférence à 10 cm, de manière plus préférée de 1 cm à 20 cm ou de 5 cm à 15 cm, de manière encore plus préférée à une distance favorisant une élongation maximum de l'ordre de 1 % du câble à fibre optique. Ainsi, le nombre de paire de butées 30, ou le nombre de butées 30, est de préférence compris entre 10 et 500. De préférence le nombre de paire de butées est égal au nombre de guides.Each
En outre, chaque butée 30 peut être fixée au câble 10 de sécurité. La fixation est de préférence une fixation par écrasement uniquement sur le câble 10 de sécurité. Le couplage de chaque butée au guide 20 de maintien est de préférence direct, amovible et extensible.In addition, each
Chaque butée 30 permet de contrôler l'élongation maximale du câble 40 à fibre optique qui préférentiellement ne dépasse pas 1 % à 1,5 % afin d'éviter une rupture du câble à fibre optique. En effet, le câble 40 à fibre optique est généralement fixé de manière amovible aux guides 20 de maintien, une élongation trop importante de la distance entre deux guides 20 de maintien pourrait entrainer une rupture du câble 40 à fibre optique. Chaque butée 30 permet de limiter l'écartement entre deux guides 20 de maintien. De préférence cet écartement est calculé pour ne pas être supérieur à 1,5 % d'élongation maximale subi par le câble 40 à fibre optique.Each
Selon un mode de réalisation optionnel et comme illustré à la
Comme illustré à la
Alternativement, les guides 20 de maintien peuvent être de forme cylindrique, oblongue, allongée, effilée, tubulaire, sphérique ou sphéroïde. De préférence, les guides 20 de maintien sont de forme cylindrique.Alternatively, the holding guides 20 can be of cylindrical, oblong, elongated, tapered, tubular, spherical or spheroid shape. Preferably, the retaining guides 20 are cylindrical in shape.
Avantageusement, les guides 20 de maintien peuvent être essentiellement constitués en matériaux non corrosifs, inoxydables ou en composites ou en métal et de préférence en aluminium. Ceci permet d'éviter la corrosion. Cela dépend également du milieu dans lequel le dispositif est introduit.Advantageously, the holding guides 20 can essentially consist of non-corrosive materials, stainless or of composites or of metal and preferably of aluminum. This prevents corrosion. It also depends on the environment in which the device is introduced.
En outre, chaque guide 20 de maintien peut être agencé de façon à accueillir le câble 10 de sécurité. Ainsi, chaque guide de maintien peut comprendre une conduite, une cavité, un interstice ou un logement pour accueillir le câble 10 de sécurité. De préférence, chaque guide 20 de maintien comprend une conduite 25 formée dans le guide 20 de maintien pour accueillir le câble 10 de sécurité. Cette conduite 25 peut faire saillie dans le guide 20 de maintien sur toute sa longueur et de préférence en son centre. Autrement dit chaque guide 20 de maintien peut être traversé par le câble 10 de sécurité, de préférence dans le sens longitudinal et en son centre. En outre, chaque guide 20 de maintien peut être agencé de façon à permettre un mouvement de translation des guides 20 de maintien par rapport au câble 10 de sécurité. Ceci permet un degré de liberté entre le câble 10 de sécurité et le guide 20 de maintien, se traduisant par un coulissement du câble 10 de sécurité à l'intérieur du guide 20 de maintien.In addition, each retaining
Chaque guide 20 de maintien peut être agencé de façon à accueillir le câble 40 à fibre optique. Ainsi, chaque guide de maintien peut comprendre une conduite, une cavité, un orifice, un interstice ou un logement pour accueillir le câble 40 à fibre optique. De préférence, chaque guide 20 de maintien peut comprendre une conduite 26. Cette conduite 26 peut faire saillie dans le guide 20 de maintien en périphérie de la portion 20C centrale du guide 20 de maintien. De préférence, cette conduite 26 est diamétralement opposée au moyen 21 d'accroche. En outre, cette conduite 26 est, de préférence, de forme longitudinale dans le sens de la longueur du guide 20 de maintien. Le câble 40 à fibre optique peut pénétrer le guide 20 de maintien par l'intermédiaire de cette conduite 26. En outre, cette conduite 26 présente un moyen de fixation 27.Each holding
Le moyen de fixation 27 d'un guide 20 de maintien peut correspondre à une fixation par écrasement, par collage, frottement ou sertissage. De préférence, les guides 20 de maintien comprennent un moyen de fixation 27 par écrasement. Ce moyen de fixation 27 peut être agencé sur le guide 20 de maintien et de préférence sur la surface opposée à celle du moyen 21 d'accroche. De préférence, le moyen 27 de fixation peut être à proximité du logement 26 qui accueille le câble 40 à fibre optique. Alternativement, ce moyen 27 de fixation peut être disposé à chaque extrémité du logement 26 destiné à accueillir le câble 40 à fibre optique. Ceci permet d'augmenter la qualité et la fiabilité de la fixation. Chaque guide 20 de maintien peut être fixé à un câble 40 à fibre optique. Le moyen de fixation 27 permet de fixer le câble 40 à fibre optique au guide 20 de maintien. Cette fixation n'autorise aucun degré de liberté entre le guide 20 de maintien et le câble à fibre optique.The fixing means 27 of a holding
Ainsi, le nombre de guide 20 de maintien fixé au câble 40 à fibre optique peut être compris entre 2 et 500. Le nombre de guide 20 de maintien traversé par le câble 10 de sécurité peut être compris entre 2 et 500. Par exemple, pour un câble à fibre optique de 5 km de long, le nombre de guide de maintien est au minimum de deux, un au niveau du fond du forage et un second en tête de forage.Thus, the number of holding
En outre, un dispositif 1 de maintenance selon l'invention peut comprendre un ou plusieurs lest(s) 50. Un lest 50 au sens de l'invention peut correspondre à un poids, une gueuse, une barre de charge. De préférence, il s'agit d'une gueuse comprenant des ressorts arqués (bow-springs en terminologie anglosaxonne). Ceci permet le centrage du lest 50 dans l'élément tubulaire. En effet, le lest 50 est fixé à une des extrémités du câble 10 de sécurité et/ou du câble 40 à fibre optique. Ce lest 50 peut également être assimilé à une tige, de préférence en métal, de plusieurs mètres de long et centrée à l'intérieur de l'élément tubulaire par les bow-springs.In addition, a
Le poids du lest 50 doit être suffisant pour entrainer la descente totale du dispositif 1 de maintenance dans l'élément tubulaire. Typiquement, la somme du lest, des guides et des butées doit être supérieure à la force de friction créée par les moyens d'accroche, par exemple les aimants.The weight of the
Le dispositif 1 de maintenance peut comprendre en outre un équipement de mesure de pression, et/ou de température et/ou acoustique. Le couplage du câble 40 à fibre optique aux parois internes de l'élément tubulaire grâce aux guides 20 de maintien permet de réaliser des mesures séismiques VSP (« Vertical Seismic Profil » en terminologie anglo-saxonne) grâce à l'utilisation de la fibre optique. Un équipement de mesure spécifique nommée DAS (« Distributed Acoustic Sensing » en terminologie anglo-saxonne) peut également être ajouté au dispositif 1 de maintenance. Des mesures de pression et également de température peuvent être réalisées en utilisant la fibre optique installée dans le forage. Cependant, pour ces dernières mesures, il n'y aucun avantage à ce que la fibre soit couplée à l'élément tubulaire par les guides 20 de maintien. Le dispositif 1 de maintenance peut comprendre un équipement de mesure de rétrodiffusion Rayleigh pour des mesures acoustique. Le dispositif 1 de maintenance peut comprendre un équipement de mesure de rétrodiffusion Brillouin pour des mesures de température et/ou de déformation. Le dispositif 1 de maintenance peut comprendre un équipement de mesure de rétrodiffusion Brillouin et/ou Rayleigh pour des mesures de pression.The
Ainsi, un tel dispositif 1 de maintenance en plus de permettre la détermination de la position d'un point 2 de blocage d'un élément tubulaire peut également grâce à un équipement de mesure de pression, et/ou de température et/ou acoustique, permettre de compléter l'analyse d'un point 2 de blocage, sa nature, sa composition. Ceci peut également permettre de confirmer le point 2 de blocage de l'élément tubulaire. En outre, cette caractéristique permet également de réaliser des mesures indépendamment d'un blocage.Thus, such a
Selon un autre aspect, l'invention se rapporte à un système 100 pour déterminer la position d'un point 2 de blocage d'un élément tubulaire.According to another aspect, the invention relates to a
La survenue d'un point 2 de blocage empêchant la progression d'un forage est imprévisible et souvent la conséquence de conditions extérieures par exemple un éboulement ou un glissement de terrain. Néanmoins, il est aussi possible que l'équipement se coince, se détériore ou se désolidarise entrainant l'arrêt de la progression du forage. En outre, la position du point 2 de blocage peut être aléatoire sur toute la hauteur du forage mais peut également être aléatoire selon la longueur de l'équipement (e.g. élément tubulaire) inséré dans le forage. Un tel système 100 selon l'invention permet de déterminer la position un point 2 de blocage de façon simple et rapide. En effet, ce système 100 permet de ne réaliser qu'un seul ensemble de mesures de type réflectométrie. En outre, les mesures sont précises, justes et fiables.The occurrence of a blocking point 2 preventing the progress of a borehole is unpredictable and often the consequence of external conditions, for example a landslide or landslide. However, it is also possible that the equipment gets stuck, deteriorates or separates causing the stoppage of the progress of the drilling. In addition, the position of the blocking point 2 can be random over the entire height of the borehole but can also be random depending on the length of the equipment (eg tubular element) inserted into the borehole. Such a
La
Le dispositif 110 de mesure répartie par réflectométrie permet de mesurer les déformations du câble 40 à fibre optique sur toute sa longueur de manière à déterminer l'endroit où est coincé l'élément 3 tubulaire. La mesure réalisée est de préférence une mesure de type B-OTDR (Brillouin Optical Time Domaine Reflectometry en terminologie anglo-saxonne ou Réflectométrie optique temporelle). Ainsi, le dispositif 110 de mesure répartie par réflectométrie est de préférence de type B-OTDR. Ce type de dispositif 110 est encore dénommé capteur à fibre optique réparti par rétrodiffusion Brillouin.The
Alternativement, d'autres dispositifs de mesure sont envisageables tels que capteur à réseau de bragg, capteur de diffusion Rayleigh (phase-OTDR), OFDR (pour Optical Frequency Domain Reflectometry en terminologie anglo-saxonne ou Réflectométrie optique du domaine fréquentiel en français).Alternatively, other measurement devices can be envisaged such as Bragg grating sensor, Rayleigh scattering sensor (phase-OTDR), OFDR (for Optical Frequency Domain Reflectometry in English terminology or Optical Frequency Domain Reflectometry in French).
De tels dispositifs de mesure sont utilisés pour le contrôle permanent de l'intégrité et de la sécurité des systèmes et structures dans l'industrie pétrolière. Brièvement, un signal lumineux est injecté dans une fibre optique et le signal lumineux rétrodiffusé par la fibre optique permet ensuite de déduire l'état structurel de l'élément tubulaire. Avantageusement ces dispositifs optoélectroniques de mesure répartie par rétrodiffusion Brillouin mesurent en temps réel en tout point de la fibre optique du câble 40 à fibre optique.Such measuring devices are used for the permanent control of the integrity and safety of systems and structures in the petroleum industry. Briefly, a light signal is injected into an optical fiber and the light signal backscattered by the optical fiber then makes it possible to deduce the structural state of the tubular element. Advantageously, these optoelectronic devices for measurement distributed by Brillouin backscattering measure in real time at any point of the optical fiber of the
Le dispositif 110 de mesure répartie par réflectométrie peut en particulier comporter une source lumineuse émettant un signal lumineux continu. Cette source de lumière est avantageusement matérialisée par un laser, de préférence un laser DFB (de l'acronyme anglais « Distributed Feedback »), utilisant un réseau de Bragg. La longueur d'onde d'émission λ0 est de préférence égale à 1550nm, à la fréquence correspondante v0. La raie de l'onde lumineuse émise est centrée sur la longueur d'onde d'émission λ0 et sa largeur est au plus de 1 MHz (MégaHertz). The
Ce dispositif 110 de mesure répartie par réflectométrie comporte au moins un modulateur acousto-optique. Il peut comporter également un ou plusieurs amplificateurs si nécessaire pour donner du gain. Le modulateur acousto-optique transforme le signal continu de fréquence v0 en un signal impulsionnel de fréquence vp = v0 + vA , où vA est la fréquence propre au modulateur, et est généralement supérieure ou égale à 100 et inférieure ou égale à 500 MHz, de préférence de l'ordre de 200 MHz.This
L'oscillateur local, comprend avantageusement un circulateur qui dirige le signal lumineux continu incident, à la fréquence v0, provenant du laser, dans une fibre optique de référence. Cette fibre optique de référence est avantageusement identique à la fibre optique sous test. La fibre de référence n'est soumise à aucune déformation. Elle est placée à une température de référence, en général comprise entre 18 et 25°C (Celsius), de préférence à une température de l'ordre de 20°C. Cette fibre de référence permet elle aussi d'émettre un signal par rétrodiffusion Brillouin en réponse au signal continu émanant de la source lumineuse, de sorte que l'oscillateur local permet de transformer la fréquence incidente v0 en une fréquence vOL = v0 + vBref, où vBref représente la fréquence Brillouin de la fibre optique de référence, et qui se situe dans la même gamme de fréquence que la fréquence vBz issue du signal rétrodiffusé par la fibre optique en test. La fréquence Brillouin de la fibre optique de référence se situe donc dans une gamme de fréquence autour de 11 GHz, en général entre 10,5 GHz et 11,5 GHz. Le circulateur de l'oscillateur local envoi alors le signal rétrodiffusé vers le coupleur pour le mélanger avec le signal rétrodiffusé en provenance de la fibre optique sous test.The local oscillator advantageously comprises a circulator which directs the incident continuous light signal, at the frequency v0, coming from the laser, into a reference optical fiber. This reference optical fiber is advantageously identical to the optical fiber under test. The reference fiber is not subject to any deformation. It is placed at a reference temperature, generally between 18 and 25°C (Celsius), preferably at a temperature of the order of 20°C. This reference fiber also makes it possible to emit a signal by Brillouin backscatter in response to the continuous signal emanating from the light source, so that the local oscillator makes it possible to transform the incident frequency v0 into a frequency vOL = v0 + vBref, where vBref represents the Brillouin frequency of the reference optical fiber, which is in the same frequency range as the vBz frequency from the signal backscattered by the optical fiber under test. The Brillouin frequency of the reference optical fiber is therefore located in a frequency range around 11 GHz, generally between 10.5 GHz and 11.5 GHz. The circulator of the local oscillator then sends the backscattered signal to the coupler to mix it with the backscattered signal coming from the optical fiber under test.
Alternativement, un équipement de mesure de rétrodiffusion Brillouin et/ou Rayleigh comprend une source lumineuse émettant un signal lumineux continu. Cette source de lumière est avantageusement matérialisée par un laser, de préférence un laser DFB (de l'acronyme anglais « Distributed Feedback »), utilisant un réseau de Bragg. La longueur d'onde d'émission λ0 est de préférence égale ou sensiblement égale à 1550 nm, à la fréquence correspondante v0. La raie de l'onde lumineuse émise est centrée sur la longueur d'onde d'émission λ0 et sa largeur est au plus de 1 MHz.Alternatively, Brillouin and/or Rayleigh backscatter measuring equipment comprises a light source emitting a continuous light signal. This light source is advantageously embodied by a laser, preferably a DFB (from the acronym “Distributed Feedback”) laser, using a Bragg grating. The emission wavelength λ 0 is preferably equal or substantially equal to 1550 nm, at the corresponding frequency v 0 . The line of the emitted light wave is centered on the emission wavelength λ 0 and its width is at most 1 MHz.
Avantageusement, la source de lumière est accordable en fréquence et il est possible de faire varier sa fréquence de manière continue à une vitesse d'au moins 1 GHz/s (Gigahertz par seconde) sur un intervalle d'au moins 125 GHz. De façon plus préférée, la source de lumière est apte à émettre un rayonnement laser continu à une fréquence optique v0 pouvant être variée, sur la durée de l'ensemble des acquisitions, suivant une rampe continue de 250 GHz au moins. Cette modulation de fréquence doit être continue et non par pas de fréquence et permet ainsi de diminuer les effets d'interférences intraimpulsion et donc le bruit. Cette caractéristique est particulièrement importante lorsqu'un suivi de la rétrodiffusion Rayleigh est souhaité.Advantageously, the light source is frequency tunable and it is possible to vary its frequency continuously at a speed of at least 1 GHz/s (Gigahertz per second) over an interval of at least 125 GHz. More preferably, the light source is capable of emitting continuous laser radiation at an optical frequency v 0 which can be varied, over the duration of all the acquisitions, according to a continuous ramp of at least 250 GHz. This frequency modulation must be continuous and not in frequency steps and thus makes it possible to reduce the effects of intrapulse interference and therefore the noise. This feature is particularly important when Rayleigh backscatter tracking is desired.
La source de lumière, par exemple un laser, émet un signal lumineux continu moyennement puissant, typiquement de l'ordre de 20 mW, dans une fibre optique le reliant à un premier coupleur ou à un troisième coupleur.The light source, for example a laser, emits a moderately powerful continuous light signal, typically of the order of 20 mW, in an optical fiber connecting it to a first coupler or to a third coupler.
Le premier coupleur, recevant le signal lumineux via source de lumière ou via le premier bras du troisième coupleur, est apte à diviser ledit signal lumineux continu en deux signaux de fréquence identique répartis dans deux bras.The first coupler, receiving the light signal via light source or via the first arm of the third coupler, is capable of dividing said continuous light signal into two signals of identical frequency distributed in two arms.
Le premier bras relie le premier coupleur à un bloc fibre de référence comportant une fibre de référence, ledit bloc fibre de référence étant apte à émettre un autre signal lumineux de fréquence v0 - vbref, où vbref est la fréquence Brillouin de la fibre de référence, destiné à être transmise au modulateur ou à être mélangé audit signal initial par un quatrième coupleur. Ainsi, le bloc de référence permet de renvoyer l'information dans une bande de fréquence plus basse améliorant ainsi les performances du dispositif. La fibre optique de référence est conservée sans déformation et à une température de référence. Le second bras relit le premier coupleur à un deuxième coupleur situé en aval du modulateur et est apte à transmettre au deuxième coupleur un signal lumineux continu à une fréquence v0, constituant ainsi un oscillateur local. De façon plus particulière, le second bras relit le premier coupleur à un deuxième coupleur situé en amont du module de photo-détection et de préférence il est positionné juste avant ledit module de photo-détection.The first arm connects the first coupler to a reference fiber unit comprising a reference fiber, said reference fiber unit being capable of emitting another light signal of frequency v 0 -v brief , where v brief is the Brillouin frequency of the fiber reference, intended to be transmitted to the modulator or to be mixed with said initial signal by a fourth coupler. Thus, the reference block makes it possible to send the information back in a lower frequency band, thus improving the performance of the device. The reference optical fiber is kept without deformation and at a reference temperature. The second arm connects the first coupler to a second coupler located downstream of the modulator and is capable of transmitting to the second coupler a continuous light signal at a frequency v 0 , thus constituting a local oscillator. More particularly, the second arm connects the first coupler to a second coupler located upstream of the photo-detection module and preferably it is positioned just before said photo-detection module.
Le premier coupleur est apte à diriger suffisamment d'énergie du signal lumineux vers le premier bras de façon à dépasser le seuil de Diffusion Brillouin Stimulée (Stimulated Brillouin Scattering) et ainsi que, dans la fibre de référence, l'onde rétrodiffusée soit décalée en fréquence de -vbref par rapport à l'onde optique. De façon avantageuse, le premier coupleur est apte à diriger la majorité de l'énergie du signal lumineux vers le premier bras. De préférence, le premier coupleur est apte à diriger plus de 70%, de façon plus préférée plus de 80 %, de façon encore plus préférée sensiblement 90 % de l'énergie du signal lumineux vers le premier bras.The first coupler is able to direct enough energy from the light signal to the first arm so as to exceed the Stimulated Brillouin Scattering threshold and so that, in the reference fiber, the backscattered wave is shifted in frequency of -v short compared to the optical wave. Advantageously, the first coupler is capable of directing the majority of the energy of the light signal towards the first arm. Preferably, the first coupler is capable of directing more than 70%, so more preferably more than 80%, even more preferably substantially 90% of the signal light energy to the first arm.
Le bloc de référence comprend avantageusement un circulateur qui dirige le signal lumineux continu incident, à la fréquence v0, provenant du premier coupleur, dans une fibre optique de référence. Cette fibre optique de référence peut être identique à la fibre optique à tester. Avantageusement, la fibre de référence n'est soumise à aucune déformation. Elle est placée à une température de référence, en général comprise entre 18 et 25°C, de préférence à une température de l'ordre de 20°C. Cette fibre de référence permet elle aussi d'émettre un signal par rétrodiffusion Brillouin en réponse au signal continu émanant de la source lumineuse, de sorte que le bloc de référence permet de transformer la fréquence incidente v0 en une fréquence vbr = v0-vBref, où vBref représente la fréquence Brillouin de la fibre optique de référence, et qui se situe par exemple dans la même gamme de fréquence que la fréquence vbAS issue du signal rétrodiffusé par la fibre optique à tester. En outre, de façon avantageuse, la fibre optique de référence du bloc fibre de référence présente une fréquence Brillouin différente de celle de la fibre optique à tester. Par exemple, la fibre optique de référence présente une fréquence Brillouin décalée d'au moins 200 MHz, de préférence d'au moins 300 MHz par rapport à la réponse Brillouin de la fibre à mesurer. De préférence, la fréquence Brillouin de la fibre optique de référence présente un écart de fréquence avec la fréquence Brillouin de la fibre optique à tester, compris entre 300 MHz et 1 GHz. Ainsi, cela permet d'éviter tout recouvrement spectral des spectres Rayleigh et Brillouin tout en limitant les exigences pour le traitement de signal ultérieur. En effet, le module de photo-détection situé en fin du montage optoélectronique reçoit un signal issu de la rétrodiffusion de Rayleigh qui se trouve modulé à la fréquence du modulateur acousto-optique vA (par exemple 200 MHz) et de la rétrodiffusion de Brillouin modulé à la fréquence (vbAS - vbref + vA) sans qu'il n'y ait de recouvrement entre les deux spectres.The reference block advantageously comprises a circulator which directs the incident continuous light signal, at the frequency v 0 , coming from the first coupler, into a reference optical fiber. This reference optical fiber may be identical to the optical fiber to be tested. Advantageously, the reference fiber is not subjected to any deformation. It is placed at a reference temperature, generally between 18 and 25°C, preferably at a temperature of the order of 20°C. This reference fiber also makes it possible to emit a signal by Brillouin backscatter in response to the continuous signal emanating from the light source, so that the reference block makes it possible to transform the incident frequency v 0 into a frequency v br = v 0 - v Short , where v Short represents the Brillouin frequency of the reference optical fiber, and which is for example in the same frequency range as the frequency v bAS from the signal backscattered by the optical fiber to be tested. Furthermore, advantageously, the reference optical fiber of the reference fiber block has a Brillouin frequency different from that of the optical fiber to be tested. For example, the reference optical fiber has a Brillouin frequency shifted by at least 200 MHz, preferably by at least 300 MHz with respect to the Brillouin response of the fiber to be measured. Preferably, the Brillouin frequency of the reference optical fiber has a frequency difference with the Brillouin frequency of the optical fiber to be tested, comprised between 300 MHz and 1 GHz. Thus, this avoids any spectral overlap of the Rayleigh and Brillouin spectra while limiting the requirements for subsequent signal processing. Indeed, the photo-detection module located at the end of the optoelectronic assembly receives a signal from the Rayleigh backscatter which is modulated at the frequency of the acousto-optic modulator v A (for example 200 MHz) and from the Brillouin backscatter modulated at the frequency (v bAS - v short + v A ) without there being any overlap between the two spectra.
Une telle architecture permet de positionner la fibre de référence sur le même bras optique que la fibre optique à tester. Cela a pour avantage d'améliorer la qualité de mesure en ayant un signal dans l'oscillateur local issu directement de la source et donc sans parasites à basses fréquences. Il n'est donc ensuite pas nécessaire d'utiliser de filtre électrique basse fréquence en sortie du module de photo-détection. Cette configuration permet également de mesurer la raie anti-Stokes de la rétrodiffusion Brillouin et, contrairement aux dispositifs de l'art antérieur, d'accéder à des mesures proches du DC (par exemple autour de 100 MHz) dans le domaine électrique où il n'était jusqu'alors pas possible de faire des mesures fiables.Such an architecture makes it possible to position the reference fiber on the same optical arm as the optical fiber to be tested. This has the advantage of improving the quality of measurement by having a signal in the local oscillator coming directly from the source and therefore without interference at low frequencies. It is therefore then not necessary to use a low-frequency electric filter at the output of the photo-detection module. This configuration also makes it possible to measure the anti-Stokes line of the Brillouin backscatter and, unlike the devices of the prior art, to access measurements close to the DC (for example around 100 MHz) in the electrical domain where it was hitherto not possible to make reliable measurements.
Le troisième coupleur permet de diviser le signal lumineux incident émis par la source lumineuse, en deux signaux de fréquence identique répartis dans deux bras du dispositif.The third coupler makes it possible to divide the incident light signal emitted by the light source, into two signals of identical frequency distributed in two arms of the device.
Le premier bras relie le troisième coupleur au premier coupleur et le premier bras est apte à transmettre au premier coupleur un signal lumineux continu à une fréquence v0. Le second bras relie le troisième coupleur à un quatrième coupleur situé en amont du modulateur et ce second bras est apte à transmettre au quatrième coupleur un signal initial à une fréquence v0.The first arm connects the third coupler to the first coupler and the first arm is capable of transmitting to the first coupler a continuous light signal at a frequency v 0 . The second arm connects the third coupler to a fourth coupler located upstream of the modulator and this second arm is capable of transmitting to the fourth coupler an initial signal at a frequency v 0 .
De façon avantageuse, le troisième coupleur est apte à diriger la majorité de l'énergie du signal lumineux vers le premier bras. De préférence, le troisième coupleur est apte à diriger plus de 70%, de façon plus préférée plus de 80 %, de façon encore plus préférée sensiblement 90 % de l'énergie du signal lumineux vers le premier bras.Advantageously, the third coupler is capable of directing the majority of the energy of the light signal towards the first arm. Preferably, the third coupler is able to direct more than 70%, more preferably more than 80%, even more preferably substantially 90% of the energy of the light signal towards the first arm.
Comme cela a été spécifié, le quatrième coupleur est apte à mélanger le signal initial v0 provenant du second bras du troisième coupleur au signal lumineux de fréquence v0 - vbref provenant de la fibre de référence et à les injecter dans le modulateur. Les signaux issus de la fibre optique de référence sont donc recombinés au signal initial v0 dans le quatrième coupleur. A la sortie du quatrième coupleur, on obtient un signal qui contient un signal à la fréquence v0 - vbref provenant de la fibre optique de référence et un signal à la même fréquence que le signal initial v0.As specified, the fourth coupler is able to mix the initial signal v 0 coming from the second arm of the third coupler with the light signal of frequency v 0 - v brief coming from the reference fiber and to inject them into the modulator. The signals coming from the reference optical fiber are therefore recombined with the initial signal v 0 in the fourth coupler. At the output of the fourth coupler, a signal is obtained which contains a signal at the frequency v 0 −v briefly coming from the reference optical fiber and a signal at the same frequency as the initial signal v 0 .
Le modulateur est apte à imposer un décalage de fréquence d'au moins 100 Mhz au signal continu et à le transformer en un signal impulsionnel destiné à être injecté dans une fibre optique à tester. De façon préférée, le modulateur est un modulateur acousto-optique. Le modulateur peut être associé à un ou plusieurs amplificateurs si nécessaire pour donner du gain. Le signal provenant du modulateur comporte au moins deux composantes,
- une composante continue de fréquence v0 - vbref, transformée en une composante impulsionnelle de fréquence vp1 = v0 - vbref + vA, et
- une composante continue de fréquence v0, transformée en une composante impulsionnelle de fréquence vp2 = v0 + vA.
- a continuous component of frequency v 0 - v brief , transformed into an impulsive component of frequency v p1 = v 0 - v brief + v A , and
- a continuous component of frequency v 0 , transformed into an impulsive component of frequency v p2 =v 0 +v A .
Le modulateur est apte à générer un signal impulsionnel présentant une fréquence décalée par rapport à la fréquence du signal lumineux continu. Le décalage de fréquence vA appliqué à ladite fréquence décalée peut être supérieur ou égal à 100 MHz. La fréquence vA est la fréquence propre au modulateur et est généralement supérieure ou égale à 100 MHz et inférieure ou égale à 1 GHz, de préférence sensiblement égale à 200 MHz. La largeur temporelle de l'impulsion ainsi générée peut par exemple être comprise entre 10 ns et 500 ns, de préférence elle est sensiblement égale à 20 ns. Le signal impulsionnel est alors dirigé vers un circulateur qui l'injecte ensuite dans la fibre optique à tester, sur laquelle doit être effectuée la mesure répartie. Au passage du signal impulsionnel, la fibre optique émet en sens inverse un signal par rétrodiffusion Brillouin spontanée à la fréquence vF1 = v0 - vbref + vA + vbAS(z) ; et v0 - vbref + vA - vbS(z) dans lequel vbAs est la fréquence Brillouin anti-Stokes à mesurer en tout point de coordonnée z le long de la fibre optique. vbS(z) est la fréquence Brillouin Stokes. La fibre optique émet également en sens inverse un signal par rétrodiffusion de Rayleigh à la fréquence vF2 = v0 + vA.The modulator is capable of generating a pulse signal having a frequency shifted with respect to the frequency of the continuous light signal. The frequency shift v A applied to said shifted frequency may be greater than or equal to 100 MHz. The frequency v A is the frequency specific to the modulator and is generally greater than or equal to 100 MHz and less than or equal to 1 GHz, preferably substantially equal to 200 MHz. The temporal width of the pulse thus generated can for example be between 10 ns and 500 ns, preferably it is substantially equal to 20 ns. The pulsed signal is then directed to a circulator which then injects it into the optical fiber to be tested, on which the distributed measurement must be performed. When the pulsed signal passes, the optical fiber emits a signal in the opposite direction by spontaneous Brillouin backscattering at the frequency v F1 = v 0 - v short + v A + v bAS(z); and v 0 - v brief + v A - v bS(z) in which v bAs is the Brillouin anti-Stokes frequency to be measured at any point of coordinate z along the optical fiber. v bS(z) is the Brillouin Stokes frequency. The optical fiber also emits a signal in the opposite direction by Rayleigh backscattering at the frequency v F2 =v 0 +v A .
Ces signaux rétrodiffusés sont dirigés, par le circulateur, vers le deuxième coupleur où ils sont recombinés avec un signal v0 provenant de l'oscillateur local. En outre, avantageusement, le second bras peut comporter un brouilleur de polarisation disposé alors en amont des entrées d'un deuxième coupleur. Cela permet de diminuer les effets d'interférences dus à la polarisation entre le bras de l'oscillateur local et le bras de mesure, aussi appelé bras « pompe », et situé entre le circulateur et un deuxième coupleur.These backscattered signals are directed, by the circulator, to the second coupler where they are recombined with a signal v 0 originating from the local oscillator. Furthermore, advantageously, the second arm can comprise a polarization scrambler then arranged upstream of the inputs of a second coupler. This makes it possible to reduce the effects of interference due to the polarization between the arm of the local oscillator and the measurement arm, also called the “pump” arm, and located between the circulator and a second coupler.
Le deuxième coupleur est apte à coupler le signal de l'oscillateur local au signal de rétrodiffusion provenant de la fibre optique à tester avant de le transmettre au module de photo-détection. Le deuxième coupleur peut être associé à des modules optionnels tels qu'à un module de séparation (polarization beam splitter) ou d'hybridation de polarisation. Le signal de rétrodiffusion peut être modulé au moins à une fréquence Brillouin vrB égale à v0 - vbref + vA + vbAS, où vbAs est la fréquence de rétrodiffusion Brillouin anti-Stokes pouvant être mesurée en tout point z de la fibre optique à tester. Cela donne la possibilité à l'utilisateur de mesurer la raie anti-Stokes de rétrodiffusion Brillouin tout en profitant d'un oscillateur local sans parasite à basses fréquences et ainsi permet d'améliorer la qualité de la mesure.The second coupler is able to couple the signal from the local oscillator to the backscatter signal coming from the optical fiber to be tested before transmitting it to the photo-detection module. The second coupler can be associated with optional modules such as a separation module (polarization beam splitter) or polarization hybridization. The backscatter signal can be modulated at least to a Brillouin frequency v rB equal to v 0 - v short + v A + v bAS , where v bAs is the anti-Stokes Brillouin backscatter frequency that can be measured at any point z of the optical fiber to be tested. This gives the possibility to the user to measure the anti-Stokes line of Brillouin backscattering while benefiting from a local oscillator without interference at low frequencies and thus improves the quality of the measurement.
Le signal de rétrodiffusion provenant de la fibre optique à tester peut également être modulé à une fréquence Rayleigh vrR égale à v0 + vA. Cela est possible lorsque le dispositif selon l'invention comporte le troisième coupleur et quatrième coupleur. Ce deuxième coupleur permet alors à la rétrodiffusion Rayleigh créée dans la fibre optique à tester de se coupler avec la fréquence de l'oscillateur local. Ainsi, le dispositif selon l'invention permet également de mesurer le spectre de rétrodiffusion Rayleigh. De façon préférée, le signal de rétrodiffusion est modulé à une fréquence vrR égale à v0 + vA et à une fréquence vrB égale à v0 - Vbref + vA + vbAS.The backscatter signal coming from the optical fiber to be tested can also be modulated at a Rayleigh frequency v rR equal to v 0 +v A . This is possible when the device according to the invention comprises the third coupler and fourth coupler. This second coupler then allows the Rayleigh backscatter created in the optical fiber under test to couple with the frequency of the local oscillator. Thus, the device according to the invention also makes it possible to measure the Rayleigh backscatter spectrum. Preferably, the backscatter signal is modulated at a frequency v rR equal to v 0 +v A and at a frequency v rB equal to v 0 -Vbrief +v A +v bAS .
Ce ou ces battements sont détectables électroniquement grâce à l'utilisation d'un module de photo-détection positionné en aval du deuxième coupleur et il est apte à transmettre le signal de rétrodiffusion reçu à un module de traitement. Le module de photo-détection comporte au moins un photo-détecteur. De façon avantageuse, le module de photo-détection présente une bande passante d'au moins 800 MHz, de préférence d'au moins 1GHz. Le module de photo-détection situé en fin du montage optoélectronique est apte à recevoir un signal issu de la rétrodiffusion de Rayleigh modulé à la fréquence du modulateur acousto-optique vA et de la rétrodiffusion de Brillouin modulé à la fréquence (vBAS - vbref + vA). Dans ces conditions, en sortie du module de photo-détection le signal électrique obtenu correspondant aux battements détectés à la fréquence de vBatt1 = vA +(vbAs - vBref) correspondant à la rétrodiffusion Brillouin et à la fréquence de vBatt2 = vA correspondant à la rétrodiffusion de Rayleigh. Grace à l'architecture du dispositif selon l'invention, ces battements ont été obtenus à partir d'une seule mesure et une seule fibre optique à tester. En outre, ces battements présentent une fréquence plus faible que les signaux incidents du fait que la fréquence v0 issue de la source lumineuse est éliminée. Typiquement, un premier battement correspondant à Batt1 = vA +(vbAs - vBref) présente une fréquence supérieure à 200 MHz, et de préférence autour de 500 MHz, et un second battement correspondant à vBatt2 = vA présente une fréquence par exemple sensiblement égale à 200 MHz, correspondant à l'ordre de grandeur de la fréquence propre au modulateur. En effet, vA - (vbS + vBref) est à environ 20 GHZ et donc hors bande. La configuration optique permet donc d'augmenter le rendement du module de photo-détection en limitant la bande passante à moins de 2 GHz au lieu de 11GHz, de préférence à moins de 1 GHz, par exemple entre 400 MHz et 1 GHz.This or these beats are electronically detectable through the use of a photo-detection module positioned downstream of the second coupler and it is capable of transmitting the backscatter signal received to a processing module. The photo-detection module comprises at least one photo-detector. Advantageously, the photo-detection module has a bandwidth of at least 800 MHz, preferably of at least 1 GHz. The photo-detection module located at the end of the optoelectronic assembly is capable of receiving a signal from Rayleigh backscattering modulated at the frequency of the acousto-optic modulator v A and Brillouin backscattering modulated at the frequency (v BAS - v brief + v A ). Under these conditions, at the output of the photo-detection module, the electrical signal obtained corresponding to the beats detected at the frequency of v Batt1 = v A +(v bAs - v Short ) corresponding to the Brillouin backscattering and at the frequency of v Batt2 = v A corresponding to Rayleigh backscatter. Thanks to the architecture of the device according to the invention, these beats were obtained from a single measurement and a single optical fiber to be tested. In addition, these beats have a lower frequency than the incident signals because the frequency v 0 from the light source is eliminated. Typically, a first beat corresponding to Batt1 = v A +(v bAs - v Short ) has a frequency greater than 200 MHz, and preferably around 500 MHz, and a second beat corresponding to v Batt2 = v A has a frequency par example substantially equal to 200 MHz, corresponding to the order of magnitude of the frequency specific to the modulator. Indeed, v A - (v bS + v Short ) is at around 20 GHZ and therefore out of band. The optical configuration therefore makes it possible to increase the efficiency of the photo-detection module by limiting the bandwidth to less than 2 GHz instead of 11 GHz, preferably to less than 1 GHz, for example between 400 MHz and 1 GHz.
Avantageusement, le dispositif selon l'invention peut ne pas comprendre de filtre électrique basse fréquence en sortie du module de photo-détection. En effet, comme spécifié précédemment, le positionnement de la fibre de référence sur le même bras optique que la fibre optique à tester permet d'améliorer la qualité de mesure en ayant un signal dans l'oscillateur local sans parasites à basses fréquences. En supprimant ces parasites à basses fréquences, cette configuration donne en outre accès à des informations non exploitables avec les configurations de l'art antérieur (e.g. < 100 MHz).Advantageously, the device according to the invention may not include a low-frequency electric filter at the output of the photo-detection module. Indeed, as specified previously, the positioning of the reference fiber on the same optical arm as the optical fiber to be tested makes it possible to improve the quality of measurement by having a signal in the local oscillator without interference at low frequencies. By removing these interference at low frequencies, this configuration also gives access to information that cannot be used with the configurations of the prior art (eg <100 MHz).
Le ou les signaux de battement obtenus peuvent être alors numérisés, au moyen d'un module convertisseur analogique - numérique. Puis ils sont traités par un module de traitement numérique. De façon avantageuse, le module convertisseur analogique - numérique présente une bande passante d'au moins 800 MHz, de préférence d'au moins 1 GHz et une vitesse d'échantillonnage d'au moins 1,6 Gech/s, de préférence d'au moins 2 Gech/s.The beat signal(s) obtained can then be digitized, by means of an analog - digital converter module. Then they are processed by a digital processing module. Advantageously, the analog-to-digital converter module has a bandwidth of at least 800 MHz, preferably of at least 1 GHz and a sampling rate of at least 1.6 Gech/s, preferably of at least 2 Gech/s.
Le module de traitement est avantageusement configuré pour relier ladite fréquence Brillouin anti-Stokes vbAs à une valeur de température et/ou à une valeur de déformation en tout point « z » de ladite fibre optique à tester. Ainsi, il est apte à séparer la mesure de température et la mesure de déformation afin d'obtenir, à partir d'une seule mesure, des valeurs distinctes de température et de déformation. Ce dernier peut comporter une carte d'acquisition qui permet d'acquérir le signal généré par le module de photo-détection et donc avoir une bande passante et une fréquence d'échantillonnage en mesure d'analyser un signal correspondant à : vA + vbAs - vbref. Ainsi, avantageusement, le module de traitement est apte à mesurer un signal ayant une bande passante d'au moins 800 MHz, de préférence d'au moins 1 GHz et une vitesse d'échantillonnage d'au moins 1,6 Gech/s, de préférence d'au moins 2 Gech/s dans le but de détecter les deux spectres simultanément (spectre Brillouin et spectre Rayleigh). En outre, de façon avantageuse, il convient d'utiliser une carte d'acquisition avec une résolution élevée comme par exemple une résolution supérieure ou égale à 10 bits. Cela permet, considérant les faibles variations d'intensité du spectre rétrodiffusé Brillouin en fonction de la température, d'atteindre une précision de l'ordre de 1°C. Les modules convertisseur analogique - numérique et de traitement peuvent être distincts mais peuvent être intégrés dans un seul et même ensemble positionné directement après le module de photo-détection.The processing module is advantageously configured to link said Brillouin anti-Stokes frequency v bAs to a temperature value and/or to a strain value at any point “z” of said optical fiber to be tested. Thus, it is capable of separating the temperature measurement and the deformation measurement in order to obtain, from a single measurement, distinct temperature and deformation values. The latter may include an acquisition card which makes it possible to acquire the signal generated by the photo-detection module and therefore have a bandwidth and a sampling frequency capable of analyzing a signal corresponding to: v A + v bAs - v brief . Thus, advantageously, the processing module is capable of measuring a signal having a bandwidth of at least 800 MHz, preferably of at least 1 GHz and a sampling rate of at least 1.6 Gech/s, preferably at least 2 Gech/s with the aim of detecting the two spectra simultaneously (Brillouin spectrum and Rayleigh spectrum). In addition, advantageously, it is appropriate to use an acquisition card with a high resolution such as for example a resolution greater than or equal to 10 bits. This makes it possible, considering the low intensity variations of the Brillouin backscattered spectrum as a function of temperature, to achieve an accuracy of the order of 1°C. The analog-to-digital converter and processing modules can be separate but can be integrated into a single and same assembly positioned directly after the photo-detection module.
Le module de traitement est apte à découper le signal numérisé en une pluralité de tronçons (T1...Ti...TN) par application d'une fenêtre temporelle glissante de type fenêtre rectangulaire ou de Hamming, ou de Hann ou de Blackman-Harris, chaque tronçon présentant une largeur égale à la largeur temporelle d'une impulsion du signal impulsionnel injecté dans la fibre optique à tester, la largeur de chaque tronçon étant en outre centrée autour d'une date t correspondant à un point de coordonnée z de ladite fibre optique à tester.The processing module is capable of dividing the digitized signal into a plurality of sections (T1...Ti...TN) by applying a sliding time window of the rectangular or Hamming, or Hann or Blackman type window. Harris, each section having a width equal to the temporal width of a pulse of the pulsed signal injected into the optical fiber to be tested, the width of each section also being centered around a date t corresponding to a coordinate point z of said optical fiber to be tested.
De plus, le module de traitement numérique utilise avantageusement un algorithme de transformé de fourrier discrète (de préférence rapide), au moyen par exemple d'un circuit intégré logique connu sous l'acronyme anglais FPGA (pour « Field Programmable Gate Array »). Il permet ainsi de calculer directement la fréquence Brillouin, l'intensité totale de la rétrodiffusion Brillouin et/ou l'intensité totale de la rétrodiffusion Rayleigh en tout point de coordonnée « z » de la fibre optique sous test. Le module de traitement numérique permet en outre de moyenner les spectres obtenus dans le domaine fréquentiel, pour chaque point z de ladite fibre, à l'issue de l'application de l'algorithme de transformée de fourrier discrète (de préférence rapide), afin de déterminer la mesure répartie de la variation fréquentielle tout le long de ladite fibre optique sous test.In addition, the digital processing module advantageously uses a discrete fourier transform algorithm (preferably fast), by means for example of a logic integrated circuit known by the English acronym FPGA (for “Field Programmable Gate Array”). It thus makes it possible to directly calculate the Brillouin frequency, the total intensity of the Brillouin backscattering and/or the total intensity of the Rayleigh backscattering at any point of coordinate “z” of the optical fiber under test. The digital processing module also makes it possible to average the spectra obtained in the frequency domain, for each point z of said fiber, at the end of the application of the discrete Fourier transform algorithm (preferably fast), in order to determine the distributed measurement of the frequency variation all along said optical fiber under test.
Selon un autre aspect, l'invention se rapporte à un procédé 200 pour déterminer la position d'un point 2 de blocage d'un élément 3 tubulaire par l'intermédiaire d'un dispositif 1 de maintenance comprenant un câble 40 à fibre optique et une pluralité de guides 20 de maintien. Chaque guide 20 de maintien peut être fixé au câble 40 à fibre optique et comporter un moyen 21 d'accroche à l'élément 3 tubulaire. En outre, le dispositif de maintenance 1 est de préférence inséré dans l'élément tubulaire 3 et les guides 20 de maintien sont fixés à l'élément tubulaire 3 par l'intermédiaire des moyens 21 d'accroche. According to another aspect, the invention relates to a
De préférence, le procédé 200 pour déterminer la position d'un point 2 de blocage d'un élément 3 tubulaire par l'intermédiaire d'un dispositif 1 de maintenance comprend l'utilisation d'un câble 10 de sécurité, une pluralité de guides 20 de maintien, une pluralité de paires de butées 30 ou une pluralité de butées 30 et un câble 40 à fibre optique.Preferably, the
Un tel procédé, illustré à la
Un procédé 200 pour déterminer la position d'un point 2 de blocage comprend
une étape 240 de première mesure répartie par réflectométrie,une étape 250 d'application d'une contrainte sur l'élément 3 tubulaire ou de suppression d'une contrainte appliquée sur l'élément 3 tubulaire antérieurement à l'étape 240 de mesure répartie par réflectométrie,une étape 260 de seconde mesure répartie par réflectométrie, etune étape 290 de détermination de la position du point 2 de blocage de l'élément 3 tubulaire par comparaison des première et seconde mesures réparties par réflectométrie.
- a
step 240 of first measurement distributed by reflectometry, - a
step 250 of applying a stress to thetubular element 3 or of removing a stress applied to thetubular element 3 prior to thestep 240 of distributed measurement by reflectometry, - a
step 260 of second measurement distributed by reflectometry, and - a
step 290 of determining the position of the blocking point 2 of thetubular element 3 by comparing the first and second measurements distributed by reflectometry.
En outre, un procédé 200 selon l'invention peut comprendre une étape 210 de réalisation d'une contrainte, une étape d'insertion 220 du dispositif de maintenance dans l'élément tubulaire et/ou une étape 230 de fixation des guides de maintien à l'élément 3 tubulaire. Par ailleurs, un procédé 200 selon l'invention ne nécessite pas la répétition d'une pluralité de mesures mais permet en une seule mesure d'identifier la position d'un point de blocage sur plusieurs dizaines de mètres.In addition, a
L'étape 210 de réalisation d'une contrainte sur l'élément tubulaire peut être réalisée jusqu'à la profondeur où l'élément 3 tubulaire est coincé. La contrainte peut être réalisée par traction ou par tout moyen permettant de réaliser une déformation uniforme sur toute la longueur de l'élément 3 tubulaire. Cette contrainte sur l'élément tubulaire est par exemple maintenue durant toute l'étape 220 d'insertion du dispositif de maintenance dans l'élément tubulaire. Ainsi, la réalisation d'une contrainte peut être mise en œuvre avant l'étape 220 d'insertion du dispositif 1 de maintenance dans l'élément tubulaire tel qu'illustré sur la
L'étape 220 d'insertion du dispositif 1 de maintenance dans l'élément 3 tubulaire peut comprendre l'insertion du câble 10 de sécurité et du câble 40 à fibre optique dans l'élément 3 tubulaire en parallèle. En outre, cela permet de couvrir plusieurs centaines de mètres lors d'une même étape 220 d'insertion. The
Dans le cadre d'un dispositif 1 de maintenance comportant deux parties 1A et 1B, tel qu'illustré à la
Un tel procédé peut comprendre en outre, une étape 225 de mesure de la longueur du câble 40 à fibre optique déroulé. De préférence, cette étape est réalisée en parallèle de l'étape 220 d'insertion du dispositif 1 de maintenance dans l'élément 3 tubulaire. En outre, la longueur de câble 40 à fibre optique déroulé peut être mesurée en continu et en permanence. Alternativement, la longueur du câble 10 de sécurité déroulé peut également être mesurée en parallèle de la longueur du câble 40 à fibre optique déroulé. Cela permet d'éviter toute sur longueur d'un câble par rapport à l'autre. Ainsi cela permet de supprimer un risque de rupture d'un des câbles.Such a method may further comprise a step 225 of measuring the length of the unwound
Dans le cas où un seul câble est déroulé en surface, de préférence dans le cas d'un câble illustré à la
L'étape 230 de fixation des guides 20 de maintien à l'élément 3 tubulaire permet de fixer le câble 40 à fibre optique à la paroi interne de l'élément 3 tubulaire. Cela permet d'améliorer la précision, la fiabilité et la justesse des mesures. En outre, lors de cette étape, le poids, notamment du ou des lest(s) 50, peut être neutralisé. Pour cela, une force de traction peut être exercée sur le câble 10 de sécurité de façon à remonter le ou les lest(s) 50 lorsque tous les guides 20 de maintien sont fixés. Ceci permet d'éviter qu'une des butées 30 ne soit en contact avec le guide 20 de maintien correspondant. En outre, cela permet aux forces de tension du câble 40 à fibre optique et aux forces de frictions créées par les guides 20 de maintien de s'annuler. The
L'étape 240 de première mesure répartie par réflectométrie de la fibre optique est de préférence une mesure de type B-OTDR. Alternativement, la mesure peut être de type FDR (Réflectométrie Fréquentielle). Plus particulièrement, la mesure réalisée peut être de type étalonnage qui est réalisée une fois le dispositif 1 de maintenance descendu et avant la relaxation ou la création de la contrainte sur l'élément 3 tubulaire. L'étape de mesure peut comporter le calcul de la rétrodiffusion de Brillouin dans la fibre optique au moyen d'un dispositif 110 de mesure répartie par réflectométrie. L'étape 240 de première mesure répartie de la déformation de la fibre optique est de préférence réalisée pendant la contrainte. The
Lors des mesures réparties par réflectométrie, le laser 1 du dispositif 110 de mesure répartie par réflectométrie émet un signal impulsionnel de fréquence vp = v0 + vA. La largeur temporelle de l'impulsion ainsi générée est par exemple comprise entre 10 ns et 200 ns, de préférence elle est de 20 ns. Le signal impulsionnel est alors dirigé vers un circulateur qui l'injecte ensuite dans la fibre optique, sur laquelle doit être effectuée la mesure répartie.During distributed reflectometry measurements,
Au passage du signal impulsionnel, la fibre optique émet en sens inverse un signal par rétrodiffusion Brillouin spontanée à la fréquence vF = v0 + vA + vBz ; vBz étant la fréquence Brillouin à mesurer en tout point de coordonnée z le long de la fibre optique. Ce signal rétrodiffusé est dirigé par le circulateur vers le coupleur où il est recombiné avec un signal provenant de l'oscillateur local formant le deuxième bras du dispositif.When the pulsed signal passes, the optical fiber emits a signal in the opposite direction by spontaneous Brillouin backscattering at the frequency vF=v0+vA+vBz; vBz being the Brillouin frequency to be measured at any z-coordinate point along the optical fiber. This backscattered signal is directed by the circulator to the coupler where it is recombined with a signal coming from the local oscillator forming the second arm of the device.
Les signaux issus de la fibre optique sous test et de la fibre optique de référence sont donc recombinés dans le coupleur. A la sortie du coupleur, on obtient un signal qui contient un battement entre le signal provenant de la fibre optique sous test et de la fibre optique de référence de l'oscillateur local. Ce battement, de plus basse fréquence, est détectable électroniquement grâce à l'utilisation d'un photo-détecteur, de bande passante inférieure à 1 GHz, de préférence 500 MHz. En sortie du photo-détecteur on obtient donc un signal électrique correspondant au battement détecté à la fréquence de vBatt = vA+(vBz - vBref). Le battement présente une fréquence plus faible que les signaux incidents du fait que la fréquence v0 issue de la source lumineuse est éliminée. Typiquement, le battement présente une fréquence inférieure à 500 MHz, et de préférence autour de 200 MHz, correspondant à l'ordre de grandeur de la fréquence propre au modulateur acousto-optique.The signals coming from the optical fiber under test and from the reference optical fiber are therefore recombined in the coupler. At the output of the coupler, a signal is obtained which contains a beat between the signal originating from the optical fiber under test and from the reference optical fiber of the local oscillator. This beat, of lower frequency, is electronically detectable thanks to the use of a photo-detector, with a bandwidth of less than 1 GHz, preferably 500 MHz. At the output of the photo-detector, an electrical signal corresponding to the beat detected at the frequency of vBatt=vA+(vBz-vBref) is therefore obtained. The beat has a lower frequency than the incident signals because the frequency v0 from the light source is eliminated. Typically, the beat has a frequency below 500 MHz, and preferably around 200 MHz, corresponding to the order of magnitude of the frequency specific to the acousto-optic modulator.
Le signal de battement obtenu est alors numérisé, au moyen d'un module convertisseur analogique - numérique. Puis il est traité par un module de traitement numérique.The beat signal obtained is then digitized, by means of an analog-to-digital converter module. Then it is processed by a digital processing module.
La configuration avantageuse du dispositif 110 selon l'invention permet de s'affranchir de tous les contrôles préalables nécessaires lorsque l'on utilise un laser en anneau Brillouin afin d'éviter des perturbations sur le signal (par instabilité de cavité laser). Il permet en outre de réduire la fréquence à détecter par le photo-détecteur à moins de 500 MHz, et plus particulièrement dans une bande de fréquences centrée autour de 200 MHz. La configuration optique permet donc d'augmenter le rendement du photo-détecteur en limitant la bande passante à moins de 1 GHz au lieu de 11 GHz, de préférence à 500 MHz.The advantageous configuration of the
Le module de traitement numérique, quant à lui, utilise avantageusement un algorithme de transformé de fourrier rapide FFT, au moyen par exemple d'un circuit intégré logique connu sous l'acronyme anglais FPGA (pour « Field Programmable gate array »). Il permet ainsi de calculer directement la fréquence Brillouin en tout point de coordonnée z de la fibre optique. Le module de traitement numérique permet en outre de moyenner les spectres obtenus dans le domaine fréquentiel, pour chaque point z de ladite fibre, à l'issue de l'application de l'algorithme de transformée de fourrier rapide FFT, afin de déterminer la mesure répartie de la variation fréquentielle tout le long de ladite fibre optique sous test.The digital processing module, for its part, advantageously uses a fast fourier transform algorithm FFT, by means for example of a logic integrated circuit known by the English acronym FPGA (for “Field Programmable Gate Array”). It thus makes it possible to directly calculate the Brillouin frequency at any point of coordinate z of the optical fiber. The digital processing module also makes it possible to average the spectra obtained in the frequency domain, for each point z of said fiber, at the end of the application of the FFT fast fourier transform algorithm, in order to determine the measurement distribution of the frequency variation all along said optical fiber under test.
Lorsque la mesure de la déformation de la fibre optique pendant la contrainte est terminée, le procédé peut comprendre une étape 250 d'application d'une contrainte ou de suppression de la contrainte appliquée sur l'élément 3 tubulaire. Par exemple, la déformation qui était appliquée est levée, l'élément 3 tubulaire est alors dans un état relâché.When the measurement of the deformation of the optical fiber during the constraint is finished, the method can comprise a
Le procédé peut comprendre une étape 260 de seconde mesure répartie par réflectométrie. De préférence, cette seconde mesure est réalisée après suppression de la contrainte. L'étape 260 de mesure de la déformation peut comporter le calcul de la rétrodiffusion de Brillouin dans la fibre optique au moyen d'un dispositif 110 de mesure répartie de déformation. De préférence il s'agit d'une mesure de type B-OTDR. Ceci permet de mesurer une compression ou déformation du câble 40 à fibre optique.The method can include a
Le procédé peut comprendre une étape 290 de détermination de la position du point 2 de blocage de l'élément 3 tubulaire par comparaison des première et seconde mesures réparties par réflectométrie. Ceci permet de déterminer la déformation de la fibre optique pendant la contrainte et après suppression de la contrainte. La comparaison de ces deux mesures donne la position du changement d'état de l'élément tubulaire. Typiquement sur une mesure relative Brillouin de déformation, lorsque la différence entre la mesure avant relaxation de l'élément tubulaire et après relaxation est nulle alors l'élément tubulaire se trouve coincé. Lorsque la mesure relative de déformations mesurée est proportionnelle à la force exercée en surface sur l'élément 3 tubulaire, alors celui-ci n'est pas coincé. Ainsi le procédé ne comporte qu'un seul ensemble de mesures. En outre, le procédé permet un gain de temps tout en étant passif et plus sécurisé.The method may comprise a
Deux exemples de résultats de détermination de la position du point 2 de blocage sont présentés aux
La
La
Le procédé peut comprendre en outre une étape 270a de mesure acoustique. Cela permet de compléter le procédé pour déterminer le point 2 de blocage d'un élément 3 tubulaire. En effet, cela peut permettre l'apport d'informations supplémentaires, comme par exemple la nature du blocage, par exemple un blocage en torsion ou un blocage en traction. Pour cela, le procédé peut comprendre un équipement de rétrodiffusion Rayleigh pour des mesures acoustiques, un équipement VSP (Vertical Seismic Profiling en terminologie anglo-saxonne ou profil sismique vertical en français), un dispositif de génération de vibration acoustique à la profondeur souhaitée.The method may further comprise a
Le procédé peut comprendre en outre une étape 270b de mesure de pression. Le procédé peut comprendre en outre une étape 270c de mesure de température. Cela peut permettre l'apport d'informations supplémentaires, mais également une surveillance du point 2 de blocage ou de l'élément 3 tubulaire. Pour cela, le procédé peut comprendre un équipement de mesure de rétrodiffusion Brillouin pour des mesures de température et/ou de déformation. Le procédé peut également comprendre un équipement de mesure de rétrodiffusion Brillouin et/ou Rayleigh pour des mesures de pression.The method may further comprise a
Selon un autre aspect, l'invention concerne un système 300 d'assemblage d'un dispositif 1 de maintenance pour la détermination de la position d'un point 2 de blocage d'un élément 3 tubulaire. According to another aspect, the invention relates to a
Le système, illustré à la
Le système peut comprendre au moins une poulie 311,312 pour le câble 10 de sécurité, destinée à transmettre un mouvement au câble 10 de sécurité. Une première poulie 311 couplée à la grue 305 de levage, permet de transmettre le mouvement d'élévation de la grue 305 de levage au câble 10 de sécurité. De préférence, la première poulie 311 est couplée à la grue 305 de levage au moyen d'une élingue 310. Une seconde poulie 312, de préférence en surface au niveau du sol, permet de dérouler le câble 10 de sécurité au fur et à mesure des mouvements d'élévation ou de descente de la grue 305 de levage. Cette seconde poulie 312 est, de préférence, fixée à la tête du forage par une élingue 313. Ainsi, la première 311 et la seconde 312 poulie permettent de transmettre les mouvements de la grue 305 de levage au câble 10 de sécurité. Les mouvements de la grue 305 de levage actionnent la mise en rotation des poulies 311,312 qui permettent alors pour la première poulie 311 la transmission du mouvement d'élévation, et pour la seconde poulie 312 la transmission du mouvement d'élévation entrainant le déroulement du câble 10 de sécurité.The system may comprise at least one pulley 311,312 for the
Le câble 10 de sécurité peut être déroulé à partir d'un touret 330, couplé à un appareil de levage 320. L'appareil de levage 320 est de préférence un treuil. Le treuil peut être motorisé ou non. Il permet de commander l'enroulement et le déroulement du câble 10 de sécurité.The
Le système peut comprendre également une poulie 340 pour le câble 40 à fibre optique, destinée à transmettre un mouvement au câble 40 à fibre optique. Cette poulie 340 peut être également couplée à la grue 305 de levage. Cette poulie 340 permet de transmettre le mouvement d'élévation de la grue 305 de levage au câble 40 à fibre optique. Ainsi, lors de la mise en mouvement de la grue 305 de levage, la rotation de la poulie 340 est actionnée, ce qui permet la transmission du mouvement d'élévation de la grue 305 de levage au câble 40 à fibre optique.The system may also include a
Par ailleurs, le câble 40 à fibre optique peut être déroulé à partir d'un touret 350 relié à un appareil de levage 360. Cet appareil 360, est également de préférence, un treuil. Ce treuil peut être ancré au sol au moyen d'un moyen d'ancrage 370. Le treuil peut également être motorisé ou non. Il permet de commander l'enroulement et le déroulement du câble 40 à fibre optique. En outre, le treuil peut comprendre un dispositif de comptage de tour pour le déroulement du câble à fibre optique. Ceci permet de mesurer la longueur du câble à fibre optique déroulé.Furthermore, the
Le système peut comprendre une fourchette 380, destinée à maintenir les guides 20 de maintien et les butées 30 lors de l'assemblage. La fourchette 380 peut présenter au moins deux bras. Elle peut être posée sur la tête du puits. Cette fourchette 380 permet de retenir les guides 20 de maintien et les butées 30 afin que les guides 20 de maintien et les butées 30 ne tombent dans le forage par gravité lors de l'assemblage.The system may include a
Ce système 300 d'assemblage permet un gain de temps pour l'assemblage d'un dispositif 1 de maintenance pour la détermination de la position d'un point 2 de blocage d'un élément 3 tubulaire. En effet, ce système 300 est rapide et facile à mettre en œuvre. En outre, il est simple d'utilisation et ne nécessite pas un matériel spécifique et coûteux. Par ailleurs, les poulies permettent de dérouler les câbles. De plus, la fourchette permet de maintenir à la surface les guides de maintien et butées qui reposent sur elle afin d'éviter que ces dernières ne tombent par gravité lorsqu'elles ne sont pas fixées sur les deux câbles.This
Selon un autre aspect, l'invention se rapporte à un procédé 400 de mise en place d'un dispositif 1 de maintenance pour la détermination de la position d'un point 2 de blocage d'un élément 3 tubulaire, représenté en
De préférence, le dispositif 1 de maintenance est assemblé dans un premier temps à l'horizontal par rapport au sol, et à proximité de la tête du forage.Preferably, the
Le procédé peut comprendre une étape 410 de fixation des guides de maintien au câble 40 à fibre optique. Cette fixation est de préférence fixe et amovible entre le moyen 27 de fixation d'un guide 20 de maintien et le câble 40 à fibre optique.The method may include a
En outre, lors de cette étape de fixation, la distance entre chaque guide 20 de maintien peut ne pas être déterminée. En effet, la fixation n'étant pas encore amovible à cette étape entre les guides 20 de maintien et le câble 40 à fibre optique, la distance entre chaque guide 20 de maintien n'est pas fixée. Par ailleurs, le moyen 27 de fixation, de préférence par écrasement, des guides 20 de maintien n'est pas activé. Ainsi, les guides 20 de maintien sont proches les uns des autres.In addition, during this fixing step, the distance between each holding
Le procédé, illustré à la
Un procédé conforme à l'invention peut comprend une étape 420 de couplage des guides 20 de maintien avec le câble 10 de sécurité.A method in accordance with the invention may comprise a
Cette étape peut comprendre également l'assemblage du câble 10 de sécurité avec les butées 30. En effet, chaque guide 20 de maintien peut être positionné entre au moins une butée 30. Alternativement chaque guide 20 de maintien peut être positionné entre une butée 30 amont et une butée 30 aval. La butée 30 amont et la butée aval constituant une paire de butées de la pluralité de paires de butées. En outre le système de fixation par écrasement de chaque butée peut ne pas être activé. Ceci permet au câble de sécurité de coulisser librement entre chaque butée et chaque guide de maintien.This step may also include the assembly of the
Un tel procédé peut comprendre une étape 425 de fixation d'un ou plusieurs lests à une des extrémités du câble 10 de sécurité. De préférence l'extrémité est l'extrémité qui pénétrera en premier dans l'élément 3 tubulaire. En outre, le ou les lests fixés sur le câble 10 de sécurité peut être à proximité d'une butée 30.Such a method can comprise a
Un procédé selon l'invention peut comprendre une étape 430 de fixation d'une des butées sur le câble 10 de sécurité. La butée à proximité immédiate du lest 50 peut être fixée sur le câble 10 de sécurité par fixation par écrasement. De préférence, la butée 30 fixée sur le câble 10 de sécurité est la butée à proximité immédiate du (des) lest 50. Ceci permet de maintenir l'ensemble des butées 30 et la pluralité de guides 20 de maintien sur le câble 10 de sécurité lorsque celui-ci sera soulevé pour pénétrer dans l'élément 3 tubulaire.A method according to the invention can comprise a
Un procédé conforme à l'invention peut comprendre une étape 440 de d'élévation par soulèvement vertical de l'ensemble du dispositif 1 de maintenance. Ainsi, l'ensemble câble 40 à fibre optique, câble 10 de sécurité, pluralité de guides 20 de maintien, pluralité de butées 30 et lests 50, peut être soulevé à la verticale par la grue 305 de levage. L'ensemble peut être placé en tête de forage.A method in accordance with the invention may comprise a
Grâce au simple couplage des guides 20 de maintien sur le câble 10 de sécurité et de la pluralité de butées 30, sous l'effet de la gravité, les guides 20 de maintien et les butées 30 peuvent coulisser le long du câble 10 de sécurité. L'ensemble des butées et des guides de maintien peuvent alors reposer sur la seule butée fixée au câble de sécurité, à savoir, la butée à proximité immédiate du ou des lests 50. Ceci permet de faciliter le maintien et l'acheminement du dispositif 1 de maintenance en tête de puits de forage.Thanks to the simple coupling of the holding guides 20 on the
Toujours afin de faciliter le maintien et l'acheminement du dispositif 1 de maintenance en tête de forage, le câble 40 à fibre optique peut être placé sur la poulie 340 pour câble à fibre optique et le câble 10 de sécurité sur au moins une poulie 311, 312 pour le câble de sécurité. Le dispositif 1 de maintenance peut être soulevé à la verticale à une hauteur permettant de placer le ou les lests 50 à l'intérieur du forage. La hauteur dépend de la longueur du dispositif 1 de maintenance.Still in order to facilitate the maintenance and routing of the
Par ailleurs, afin de maintenir la pluralité de guides 20 de maintien et la pluralité de butées 30 qui reposent sur la seule butée fixée au câble de sécurité, la fourchette 380 peut être placée sur la tête de puits. Ceci permet de maintenir à la surface les guides de maintien et les butées qui reposent donc sur la fourchette. De préférence, la fourchette 380 est placée sous la butée 30 la plus proche du ou des lests 50 qui est fixée au câble 10 de sécurité.Furthermore, in order to maintain the plurality of holding guides 20 and the plurality of
Un procédé selon l'invention peut comprendre une étape 450 de fixation des guides de maintien sur un dispositif 1 de maintenance. Pour cela, le procédé peut comprendre une étape 455 de descente du dispositif 1 de maintenance dans le forage. La descente du dispositif 1 de maintenance peut être réalisée au moyen d'une unité de logging. En outre, le dispositif 1 de maintenance peut être descendu de 10 mètres de profondeur dans le puits. La ou les butées 30 du guide 20 de maintien le plus proche du ou des lests 50 peuvent alors être fixées au câble 10 de sécurité. Par ailleurs, le câble 40 à fibre optique peut être fixé au guide 20 de maintien par fixation, de préférence par fixation par écrasement.A method according to the invention may comprise a
Une fois la ou les butées 30 fixées sur le câble 10 de sécurité et le guide 20 de maintien fixé sur le câble 40 à fibre optique, une étape 455 de descente peut être à nouveau réalisée par l'unité de logging. Le dispositif 1 de maintenance est de préférence à nouveau descendu par exemple de 10 mètres en profondeur dans le forage. La descente du dispositif est fonction de la résolution spatiale souhaitée, ainsi le dispositif peut être descendu de plus ou moins 10 mètres.Once the stop(s) 30 have been fixed on the
L'étape de fixation 450 des guides de maintien sur le dispositif de maintenance peut être réitérée jusqu'à ce que la totalité de la pluralité des guides de maintien soit fixée sur le câble à fibre optique.The
Un procédé 400 de mise en place est rapide et simple à mettre en œuvre avec un nombre réduit d'étape, et permettant de maîtriser les coûts notamment, grâce au matériel utilisé mais également grâce à la réduction du temps d'assemblage à proximité du forage.A
Selon un autre aspect, l'invention concerne un élément 3 tubulaire comprenant un dispositif 1 de maintenance, de préférence agencé à l'intérieur de l'élément 3 tubulaire, pour la détermination de la position d'un point 2 de blocage dudit élément tubulaire. According to another aspect, the invention relates to a
Un élément 3 tubulaire équipé d'un dispositif 1 de maintenance peut comprendre un câble 10 de sécurité, une pluralité de guides 20 de maintien, une pluralité de butées ou une pluralité de paires de butées 30 et un câble 40 à fibre optique. Cet élément 3 tubulaire permet de déterminer avec précision, fiabilité et justesse un point 2 de blocage. En outre, un tel élément 3 tubulaire est sécurisé pour une exploitation des sous-sols.A
Comme cela a été présenté, l'invention permet de déterminer la position du point 2 de blocage d'un élément 3 tubulaire de façon sécurisée, rapide et simple. En effet, il est possible de contrôler en une seule mesure une centaine de mètres d'élément 3 tubulaire. Cela permet un gain de temps lors de la mise en œuvre de l'invention. En outre, les mesures sont fiables, simples et précises. Par ailleurs, l'invention permet un gain de temps du fait de la réalisation d'un seul ensemble de mesures, de par son équipement et ses installations. En outre, l'appareil de forage n'est pas immobilisé durant de longue période. L'invention est également moins coûteuse du fait de son équipement et de la réduction du temps d'immobilisation du forage. De plus, l'invention est particulièrement sécurisée par l'ensemble de son équipement et avantageusement sécurisante par l'absence de capteur actif et donc sans aucun système ou dispositif électrique.As has been presented, the invention makes it possible to determine the position of the blocking point 2 of a
Claims (15)
- A maintenance device (1) for determining a position of a blockage point (2) of a tubular member (3), comprising a fiber-optic cable (40) and a plurality of holding guides (20), each holding guide (20) being attached to the fiber-optic cable (40) and including an attachment means (21) for attaching to an inner wall of the tubular member.
- The maintenance device (1) according to claim 1, characterized in that it comprises a safety cable (10), wherein each holding guide (20) is arranged so as to allow a translational movement of the holding guides with respect to the safety cable (10).
- The maintenance device (1) according to claim 2, characterized in that it comprises a plurality of stops (30), each stop (30) being coupled to the safety cable (10) and to one of the holding guides (20) so as to limit the movement of said holding guide (20) with respect to the safety cable (10).
- The maintenance device (1) according to claim 2, characterized in that it comprises a plurality of pairs of stops (30), each stop (30) of each said pair of stops being coupled to the safety cable (10) and being positioned on either side of one of the holding guides (20), respectively, so as to limit the movement of said holding guide (20) with respect to the safety cable (10).
- The maintenance device (1) according to any one of claim 2 to 4, characterized in that each holding guide (20) comprises a conduit (25) formed in the holding guide (20) to accommodate the safety cable (10).
- The maintenance device (1) according to the preceding claim, characterized in that the conduit (25) protrudes into the holding guide (20) along its entire length and preferably in its center.
- The maintenance device (1) according to any one of preceding claim, characterized in that the attachment means (21) is selected from: a mechanical attachment means, a magnetic attachment means, an electromagnetic attachment means, a chemical attachment means.
- The maintenance device (1) according to any one of claim 1 to 7, characterized in that the attachment means (21) for attaching the holding guides (20) allow a fixed and removable attachment to the inner wall of the tubular member.
- The maintenance device (1) according to any one of claim 1 to 8, characterized in that the attachment means (21) correspond to a magnet, a plurality of magnets, permanent magnets, electromagnets, plasto-magnets, moving members, or combinations thereof, configured to attach to the tubular member (3).
- The maintenance device (1) according to any one of preceding claim, characterized in that each holding guide (20) comprises a conduit (26) adapted to the fiber-optic cable, for accommodating the fiber-optic cable (40).
- The maintenance device (1) according to any one of preceding claim, characterized in that the holding guides (20) of the plurality of holding guides are spaced apart from each other by a distance of the order of the size of a section of the tubular member, preferably each holding guide is spaced no more than 20 meters.
- A system (100) for determining a position of a blockage point (2) of a tubular member (3), characterized in that it comprises a reflectometry distributed measurement device (110) and the maintenance device (1) according to any one of claim 1 to 11, said reflectometry distributed measurement device (110) being connected to the maintenance device (1) and configured to carry out a measurement of deformation of the tubular member (3).
- A method (200) for determining a position of a blockage point (2) of a tubular member (3) by means of a maintenance device (1) comprising a fiber-optic cable (40) and a plurality of holding guides (20), each holding guide (20) being attached to the fiber-optic cable (40) and including an attachment means (21) for attaching to an inner wall of the tubular member (3), the maintenance device (1) being inserted into the tubular member (3) and the holding guides (20) being attached to the tubular member (3) by means of the attachment means (21), said method (200) comprising:- A step (240) of a first reflectometry distributed measurement,- A step (250) of stress application to the tubular member (3) or removing a stress applied to the tubular member (3) prior to the step (240) of the first reflectometry distributed measurement,- A step (260) of a second reflectometry distributed measurement, and- A step (290) for determining the position of the blockage point (2) of the tubular member (3) by comparing the first and second reflectometry measurements.
- The method (200) for determining a position of a blockage point (2) according to claim 13, characterized in that the first and second reflectometry distributed measurements (240,260) each include calculating Brillouin backscattering in the optical fiber by means of a deformation distributed measurement device (110).
- A tubular member (3) comprising the maintenance device (1) according to any one of claim 1 to 11 for determining a position of a blockage point (2) of said tubular member (3).
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