FR2833297A1 - Isolateur a large bande pour des outils acoustiques - Google Patents

Abstract

L'ensemble isolateur acoustique de la présente invention comprend un corps cylindrique de forme allongée approprié pour une connexion à un système acoustique et une disposition ultérieure à l'intérieur d'un puits de forage. Selon un mode de réalisation de la présente invention, l'isolateur acoustique comprend une pluralité de modules d'isolateur cylindriques qui sont disposés de façon coaxiale pour former le corps de l'outil. Chaque module d'isolateur (28) comprend un ressort (38) disposé à l'intérieur du logement extérieur (40). Les modules d'isolateur (28) distincts sont fixés l'un à l'autre par des tiges de connexion (52) autour desquelles est disposée une pluralité d'écarteurs métalliques (56). Le module d'isolateur (28) comprend, de plus, des butées mécaniques qui limitent la déviation du ressort (38) pendant que s'exerce une charge axiale élevée. Ces caractéristiques permettent à l'ensemble d'isolateurs acoustiques (28) de résister à une charge élevée qui peut être appliquée pendant des opérations de diagraphie. En conséquence, les modules d'isolateur (28) sont capables de supporter des charges de compression et de tension élevées sans subir de déformation permanente des ressorts (38).

Description

Isolateur à lare bande pour des outils acoustiques

ARRRL-PLAN DE L'INVENTION

La présente invention se rapporte, de façon générale, à des outils de diagraphie à utiliser dans les puits de pétrole et de gaz en vue de caractériser une formation géologique souterraine en utilisant des ondes acoustiques émises et reçues par l'outil. De façon plus spécifique, la présente invention se rapporte à des procédés et à un appareil utilisés pour isoler acoustiquement l'émetteur du récepteur tout en fournissant une solidité structurale suffisante pour résister à une

manipulation et une utilisation fréquentes, incluant de pousser et de tirer l'outil.

Les outils acoustiques de diagraphie qui sont utilisés pour caractériser des formations souterraines entourant des puits de sondage sont bien connus dans la technique. En général, les outils acoustiques de diagraphie opèrent en transmettant un signal acoustique dans une formation à partir d'un ou de plusieurs émetteur(s) placé(s) sur l'outil à une première position et en-recevant le signal avec un ou plusieurs récepteur(s) placés sur l'outil à une seconde position. Les propriétés du signal acoustique reçu, tel que temps de propagation, fréquence, amplitude et

atténnation, sont ensuite utilisées pour caractériser la formation environnante.

Les émetteurs génèrent une forme d'onde de compression qui se propage à travers les fiuides du puits de sondage et dans la formation environnante. Les champs d'onde acoustiques se propagent à travers la formation suivant différents modes, le plus importante étant les ondes de compression, ou "ondes P" et les ondes de cisaillement transverses ou "ondes S". Les ondes P sont caractérisées par un déplacement de particules dans la direction de propagation de l'onde tandis que les ondes S sont caractérisées par un déplacement de particules perpendiculaire à la direction de propagation de l'onde. Les différents modes de propagation peuvent étre distingués par leurs vitesses relatives. Les vitesses des ondes P et des ondes S dépendent toutes deux des constantes élastiques et de la densité du milieu à travers

lequel les ondes se propagent.

De façon idéale, seuls les signaux acoustiques reçus par les récepteurs de l'outil seraient les signaux transmis par l'outil qui se sont propagés à travers la formation. Cependant, s'il n'est pas correctement isolé, le récepteur détectera également d'autres signaux, parfois rétérencés comme "bruit de l'outil" ou "bruit d'acheminement". Ce bruit indésirable peut interférer avec la capacité de l'outil de restituer une représentation précise de la réponse acoustique de la formation. Ce bruit est typiquement une énergie, plus spécifiquement des vibrations, se propageant à l'intérieur ou à la surface ou dans le corps de 1'outil de diagraphie. Le bruit peut étre un bruit à haute ou basse fréquence, tel que celui engendré par les émetteurs ou par un contact de l'outil de diagraphie avec le puits de sondage. En conséquence, il est souhaitable d'isoler les récepteurs d'un outil de sondage de puits des sources étrangères de signaux acoustiques, à savoir les émetteurs et le corps

rigide de l'outil.

Le Brevet des Etats-Unis 3 190 388, délivré le 22 juin 1965 à Moser et al. , enseigne un outil acoustique de diagraphie de puitsde forage simple comportant une structure d'atténuation du signal. L'outil de diagraphie comprend une enceinte externe constituée d'acier et une barre centrale qui supporte l'appareil acoustique et est connectée à l'enceinte externe au sommet et au bas de l'outil. Pour atténuer le signal acoustique, l'enceinte externe incorpore une série de gorges hélicoïdales, généralement configurées en U découpées dans l'enceinte métallique cylindrique à la fois sur le diamètre intérieur et extérieur. Les gorges sont d'une profondeur supérieure à la moitié de l'épaisseur de paroi de l'enceinte de façon à interrompre la propagation directe du signal à travers l'enceinte. Les gorges sont disposées de façon que l'écart entre les gorges intérieures et extérieures situées sur la longueur de l'enceinte soit inférieur au quart de la longueur d'onde de la fréquence principale du signal acoustique. Les gorges peuvent étre remplies d'un matériau de haute densité, tel que le plomb, afin d'augmenter le poids de l'enceinte pour inhiber encore davantage la transmission acoustique. Un autre procédé de fabrication de l'enceinte utilisant une pluralité d'ouvertures circulaires à travers la paroi de l'enceinte externe est également décrit. Les transducteurs acoustiques sont montés sur la barre creuse fixée au centre qui est faite de TeflonTM ou d'un quelconque

autre matériau présentant une caractéristique de faible vitesse.

Le Brevet des Etats-Unis 5036 945, délivré le 6 aôut 1991 à Hoyle et al., décrit un outil acoustique de diagraphie comportant un premier et un second dispositifs d'atténuation et de retard pour atténuer et retarder le signal traversant le corps de l'outil. Le premier dispositif d'atténuation et de retard comporte des éléments en métal et en caoutchouc intercalés analogues à des rondelles, servant à atténuer les ondes de compression et de flexion se propageant le long du corps et comporte, de plus, une section à soufflet présentant une configuration ondulée et une faible dimension transversale. Le second dispositif d'atténuation et de retard comporte des anneaux augmentant la masse et entourant l'enceinte de l'outil de diagraphie, et comporte également une section à soufflet présentant une

configuration ondulée et une faible dimension transversale.

Le Brevet des Etats-Unis 5 229 553, délivré le 20 juillet 1993 à Lester et al. décrit un isolateur acoustique à utiliser avec un outil de diagraphie d'un puits de sondage comportant des transducteurs dans un premier et un troisième segments de l'outil, lesquels doivent étre isolés acoustiquement des récepteurs situés de dans un second et un quatrième segments de l'outil. L'isolateur acoustique est constitué de liens articulés composés de bobines insérées dans des soufflets de protection, bobines qui sont disposées bout à bout en tandem. Une pluralité de manchons à fentes interconnectent les bobines en saisissant extérieurement les soufflets

recouvrant les parties d'extrémité des bobines adjacentes respectives.

Le concept des isolateurs acoustiques destinés à des applications de sondage de puits implique deux exigences qui sont, en apparence, incompatibles. La première de ces exigences est que l'outil soit suffsamment souple pour atténuer des ondes acoustiques se propageant à la surface de l'outil ou près d'elle. La seconde exigence est que l'outil doit être suffsamment résistant pour résister à des opérations de descente et de retrait qui peuvent se faire par des moyens d'acheminement par cable ou par tobage. Pendant ces opérations, il est souvent requis de pousser ou de tirer de loudes charges par l'intermédiaire de l'outil. Il est souhaitable que cette charge excessive n'ait pas d'effets nuisibles permanents sur la performance de l'isolateur. De plus, en raison de la nature des opérations de diagraphie, incluant l'environnement dans lequel cela se produit, il est souhaitable

d'avoir un outil de conception simple et robuste.

Les outils de diagraphie acoustiques typiques qui incorporent des isolateurs acoustiques sont des cylindres longs et flexibles. Occasionnellement, les outils de diagraphie se bloquent dans le puits de sondage et doivent être récupérés en utilisant la force. L'isolateur acoustique typique ne peut pas résister aux forces observées normalement pendant ces opérations et la récupération de l'outil aboutit souvent à la destruction ou à un endommagement majeur de l'outil. En conséquence, il existe un besoin!dans la technique d'un isolateur acoustique amélioré capable de taux élevés d'atténuation du signal dans des opérations de diagraphie normales et capable de résister à des forces axiales élevées fréquentes

d an s le s o p ération s de rep échage ou de récup érati on.

RESUME DE L'INVENTION

L'ensemble isolateur acoustique de la présente invention comprend un corps cylindrique allongé approprié pour une connexion à un système acoustique et pour un arrangement ultérieur à l'intérieur d'un puits de sondage. Selon un mode de réalisation de la présente invention, l'isolateur acoustique est un composant d'un outil de diagraphie et est disposé linéairement entre un émetteur acoustique et un récepteur acoustique. L'isolateur acoustique sert à réduire la propagation des sign aux acou stiqu es sur toute la longueur de l ' outil de diagrap hi e, rédui sant p ar conséquent la quantité de bruit d'outil ou de bruit d'acheminement reçue par le récepteur. Selon un mode de réalisation de la présente invention, l'isolateur acoustique comprend une pluralité de modules d'isolateur cylindrique qui sont disposés de façon coaxiale pour former le corps de l'outil. Chaque module d'isolateur comprend un ressort disposé à l'intérieur d'un logement extérieur. Les modules d'isolateur séparés sont fixés l'un à l'autre en connectant des tiges autour desquelles est

disposée une pluralité de masses nodales.

Le module d'isolateur comporte, de plus, des butées mécaniques qui limitent la déviation du ressort en charge élevée en tension axiale ou en compression. Ces caractéristiques permettent à l'ensemble isolateur acoustique de résister à la charge élevée qui peut être appliquée pendant des opérations de diagraphie. En conséquence, le s modules d'i solateur sont capable s de supporter des charges de tension et de compression élevéestsans subir d'une déformation permanente des ressorts. Les ressorts sont, de prétérence, encapsulés dans un matériau possédant une

caractéristique de faible vitesse, tel qu'un caoutchouc ou un composé phénolique.

Des trous peuvent également être percés radialement à travers les spires du ressort pour empêcher encore la transmission des signaux acoustiques. Ces trous peuvent également être remplis de caoutchouc ou d'un matériau semblable, tel que discuté précédemment. Le diamètre extérieur du logement externe peut être recouvert d'un matériau différent, telle qu'une fibre de verre ou autre matériau à caractéristique de faible vitesse qui peut résister à l'environnement d'un puits de forage. Ce revêtement interfère, de préLérence, avec un signal quelconque se propageant le long de la surface extérieure de 1'outil. En outre, la surface extérieure de l'outil fournit une surface irrégulière qui aide également à l'atténuation des signaux le

long de la surface extérieure.

L'ensemble isolateur acoustique fournit un alésage placé de façon centrale destiné à une connexion électrique entre le récepteur et l'émetteur. L'ensemble tout entier peut être rempli d'huile pendant une opération. L'huile empêche la corrosion et élimine toutes contraintes provenant d'une pression hydrostatique dans le puits

de forage.

En conséquence, l'isolateur acoustique de la présente invention atténue effcacement les ondes de compression de fréquence plus élevée à travers une série de modules d'isolateur contenant des ressorts et atténue les ondes transverses de fréquence plus faible à travers la réponse acoustique globale du système qui est fortement améliorée à travers des modules isolateurs souples en flexion et des masses nodales. L'agencement des composants permet également à l'outil de

supporter une charge axiale élevée.

BREVE DESCRIPTION DES DESSINS

La nature, les buts et les avantages de la présente invention deviendront plus

apparents aux spécialistes de la technique après avo* considéré la description

détaillée suivante en liaison avec les figures annexées dans lesquelles: La figure 1 est une représentation générale schématique d'un outil acoustique de diagraphie; La figure 2 est un mode de réalisation d'un outil de diagraphie construit selon la présente invention; et La figure 3 est une vue en coupe transversale d'un mode de

réalisation d'un module d'isolateur acoustique construit selon la présente invention.

DESCRIPTION DETAILLEE DES MODES PREFERES DE

REALISATION

En se rapportant à la figure 1, un outil acoustique de diagraphie 10 est descendu dans un puits de forage 12 rempli d'un fluide 16. L'outil de diagraphie peut être acheminé dans le puits 12 par un cable métallique 14 ou une rame de tubes. L'outil acoustique de diagraphie 10 comprend, généralement, un ensemble émetteur 18, un ensemble isolateur acoustique 20 et un ensemble récepteur 22. Le

terme "acoustique" tel qu'utilisé dans la description de la présente invention est

destiné à décrire de façon générale la nature de l'outil tel que celui qui utilise l'emploi des ondes sonores de fréquence quelconque et n'est pas limité à une plage de fréquences spécifique, à moins que cela ne soit spécifiquement énoncé ou , revendque. Dans un fonctionnement général, l'ensemble émetteur 18 génère un signal acoustique 26 qui se propage à travers le fiuide de forage 16 et dans la formation environnante 24. Le signal acoustique 26 se propage à travers la formation 24 et est reçu par l'ensemble récepteur 22. Le signal acoustique reçu peut être utilisé pour déterminer la réponse acoustique de la formation 24, laquelle peut indiquer les propriétés de la formation, telles que la porosité, la composition et la présence de

liquides ou de solides dans la formation.

Afin d'analyser efficacement le signal acoustique, le récepteur 22 doit étre très sensible, de façon qu'un signal parasite quelconque qui est reçu ait la prop en si on à provo qu er une p erturt ation du signal souhait é et dégrader la performance de l'outil. L'ensemble isolateur acoustique 20 est placé entre l'ensemble émetteur 18 et l'ensemble récepteur 22 pour diminuer l'énergie acoustique circulant directement entre 1'émetteur et le récepteur sans traverser

d'abord la formation 24.

En se rapportant à la figure 2, l'ensemble isolateur acoustique 22 présente essentiellement un ensemble cylindrique de forme allongée, présentant un alésage central et comprenant un ou plusieurs module(s) d'isolateur 28 qui sont fixés linéairement l'un à l'autre. Un mode préféré de réalisation de l'ensemble isolateur 22 comporte cinq modules d'isolateur 28 connectés en série entre un ensemble émetteur 18 au niveau de 1'extrémité supérieure 34 et un ensemble récepteur 22 au niveau de l'extrémité inférieure 36. Il est préDéré que l'ensemble émetteur 18 et l'ensemble récepteur 22 soient fixés aussi près que possible des extrémités 34, 36 sans y inclure un joint adaptateur ou un aube composant entre les composants

émetteur et récepteur et l'ensemble isolateur.

Bien qu'un premier mode préDéré de réalisation de l' ensemble i solateur 22 fabriqué selon la présente invention utilise une série de cinq modules isolateurs 28, d' autres agenc em ents p euvent également trouver une utilité en foncti on de la quantité d'atténuation de signal souhaitée et du type de perturbation de signal que 1'on cherche à atténuer. n est envisagé qu'un nombre quelconque de modules d'isolateur 28 puisse étre utilisé pour constituer un seul outil. Il est également possible que dans le cas d'une perturbation de signal provenant de dessous le récepteur acoustique 22, un ou plusieurs module(s) d'isolateur 28 puisse(nt) être

installé(s) au-dessous du récepteur 22.

- En se rapportant maintenant à la figure 3, chaque module d'isolateur 28 comprend un ressort 38, un logement extérieur 40, une tige de connexion 52 un écarteur élastique 54 et un écarteur métallique 56. Le ressort 38 s'ajuste à 1'intérieur de le logement extérieur 40 et est fixé par filetage, ou d'une autre façon, à l'extrémité supérieure 37. L'écarteur élastique 54 et 1'écarteur métallique 56 sont placés sur la tige de connexion 52, 1'écarteur élastique 54 se trouvant entre la tige 52 et l'écarteur métallique 56. Un joint d'étanchéité 60 est disposé de façon que

l'alésage intérieur 62 du module soit isolé hydrauliquement de 1'extérieur de 1'outil.

Le ressort 38 est un ressort linéaire présentant une première extrémité 48 et une seconde extrémité 50, chaque extrémité étant adaptée pour une connexion à une tige de connexion 52. Le ressort 38 est. de prétérence, formé d'une pièce cyl indrique creuse en all iage résistant à la corrosion, tel que l'acier inoxyd able ou un alliage à base de nickel. Une découpe hélicoïdale est réalisée à travers la paroi : du cylindre creux pour former un ressort. Cette découpe hélicoïdale peut être une hélice à une ou à plusieurs piste(s). Le pas de la découpe hélicoidale est déterminé par la rigidité souhaitée du ressort. Un mode prétéré de réalisation est un ressort à

double hélice présentant une rigidité souhaitée de 10 000 à 30 000 livres par pouce.

S Le ressort 38 est revêtu d'un matériau élastique 39, à la fois sur son diamètre extérieur et intérieur et entre les spires du ressort 70. En conséquence, chaque spire du ressort 70 est séparée des spires de ressort adjacentes par une couche de matériau élastique 39. Le ressort 38 peut également présenter des alésages radiaux 72 qui pénètrent dans les spires de ressort 70, lesquels peuvent étre également remplis d'un matériau élastique 39, Le matériau élastique est. de prétérence, un matériau résistant, pouvant être moulé, tel que du caoutchouc, du Viton_ ou un autre élastomère. Pour une atténuation effcace, le matériau élastique prétéré devra

présenter une dureté (échelle shore A) comprise entre 50 et 100.

Le logement extérieur 40 est un cylindre creux, de forme allongée, 1S comportant une première extrémité 42 adaptée pour être fixée à 1'extérieur du

ressort 38 et une seconde extrémité 44 possédant un épaulement périphérique 46.

Le logement extérieur 40 est. de préDérence, recouvert sur sa surface extérieure, d'un matériau d'atténuation, tel que la fibre de verre. La seconde extrémité 44 est adaptée pour recevoir un joint d'étanchéité périphérique 60 sur son diamètre intérieur pour être en appui contre la tige de connexion 52. Le logement extérieur est. de prétérence, fabriqué à partir d'un matériau résistant à la corrosion, tel que l'acier inoxydable ou un alliage à base de nicLel. Un intervalle 61 compris entre 0,010 pouce et 0,100 pouce est. de prétérence, maintenu entre la surface extérieure

du ressort 38 et le diamètre intérieur du logement extérieur 40.

La tige de connexion 52 est un élément cylindrique creux fait, de prétérence également, en matériau résistant à la corrosion, tel qu'un acier inoxydable ou un alliage à base de nickel. Chaque extrémité de la tige de connexion 52 est filetée pour engager le ressort 38. Un écarteur élastique 54 est fixé périphériquement sur l'extérieur de la tige de connexion 52. L'écarteur élastique 54 est fait d'un matériau

élastique, tel que du caoutchouc ou un autre élastomère, tel que le Viton_.

L'écarteur élastique 54 forme une bague de matériau élastique autour de l'extérieur de la tige de connexion 52. L'écarteur métallique 56 est également un cylindre creux et est installé autour de l'écarteur élastique. L'écarteur métallique 56 est. de prétérence, fait d'un matériau à haute densité, tel que le carbure de tungstène ou le plomb et sert de masse nodale pour aider à atténuer le signal acoustique, comme cela sera discuté ci-dessous. Un écarteur métallique préféré 56 présente une densité d'au moins une à trois fois la densité de 1'acier. Chaque module d'isolateur de l'ensemble d'atténuation présente un alésage placé central qui permet le passage des connexions électriques entre le récepteur et l'émetteur. Le dispositif d'outil acoustique tout entier est. de prétérence, rempli de fluide pendant le fonctionnement.. Le fluide prétéré est une hui le visqueu se non corrosive, telle que du pétrole ou un fluide d'hydrocarbure synthétique. L'huile à des effets négligeables sur l'atténnation des signaux acoustiques à travers les modules d'isolateur et elle empéche la corrosion à l'intérieur des modules et élimine tout effet de pression hydrostatique dans le puits de forage, qui pourrait contraindre

à l'excès les parties internes du module d'isolateur.

L'outil décrit ci-dessus sert à atténuer des signaux acoustiques à la fois aux hautes et basse fréquences se situant dans une plage de moins de 500 Hz à plus de

000 Hz. Ces signaux peuvent être atténués principalement par deux méthodes.

La première méthode d'atténuation est une isolation des ondes acoustiques qui se produit lorsque le signal est obligé de se propager à travers une interface de deux matériaux différents ayant, de façon significative, des impédances acoustiques différentes. La seconde méthode d'atténnation est l'absorption des ondes acoustiques qui se produit lorsque le signal est obligé de se propager à travers des matériaux qui tendent à absorber les vibrations. Ces procédés peuvent être considérés au niveau du composant pour des applications à fréquence plus élevée mais doivent étre analysés de façon macroscopique pour des opérations à basse fréquence o la longueur d'onde peut 8tre aussi longue que l'outil lui-méme. Dans ces applications à basse fréquence la flexibilité glob ale de l'outil a un impact majeur sur l'atténuation du signal. Il faudra noter également que la surface extérieure irrégulière de l'outil aide aussi à atténuer tout signal se propageant le

long de la surface de 1'outil.

Des signaux acoustiques à haute fréquence entrent dans le module d'isolateur 28 au niveau de 1'extrémité supérieure du ressort 38. Le signal se propagera alors à travers le ressort 38 et le logement extérieur 40. Les ondes acoustiques se propageant axialement vers le bas du ressort 38 seront atténuées par les interfaces multiples entre le ressort 38 et le matériau élastique 39. Les ondes acoustiques se propageant seulement àtravers le ressort 38 devront suivre les spires du ressort 38, augmentant fortement de ce fait la distance de propagation du signal. Tout signal se propageant à travers le logement extérieur 40 devra traverser le joint d'étanchéité 60 pour continuer vers le bas de l'outil et, en conséquence, devra traverser deux interfaces d'atténuation. Le signal résultant passe alors à travers la

tige de connexion 52 et dans un autre module d'isolateur 28.

Des signaux acoustiques à basse fréquence tendront à faire vibrer l'outil tout entier selon des ondes ayant de très grandes longueurs d'onde. La combinaison de la souplesse du ressort 38 et des écarteurs métalliques 56 aide à amortir et à atténuer ce signal. Parce que les écarteurs métalliques 56 sont constitués d'un matériau à haute densité, ils fonctionnent comme des masses nodales qui absorbent une énergie acoustique à basse fréquence. Une partie de l'énergie du signal acoustique est absorbée par le déplacement des écarteurs 56 et, lorsque le signal se propage sur la longueur de l'outil, il s'atténue encore lorsqu'il rencontre les

écarteurs métalliques supplémentaires 56.

La souplesse inhérente du système aide à l'atténuation des signaux acoustiques entre l'émetteur et le récepteur. Cette souplesse peut également étre une nécessité si l'outil de diagraphie se bloque dans un puits et doit être récupéré. Les outils de fond de puits qui se bloquent dans le puits sont souvent soumis à des charges axiales élevées (c'est à dire tirer et pousser) lorsqu'on tente de libérer par des vibrations les outils bloqués. Dans les outils antérieurs, ces charges axiales élevées ont souvent entrâné un endommagement ou une déLaillance importante des composants de l'isolateur acoustique. Si une défaillance se produit, des opérations de repêchage supplémentaires sont requises pour enlever les pièces de l'outil,

maintenant cassées, du puits de forage.

Le nouvel agencement des composants dans le module d'isolateur 28 permet à chaque module, en en conséquence à 1'outil tout entier, de résister à une charge axiale élevée. En se rapportant à la figure 3, lorsqu'une charge de compression est appliquée dans la direction de la flèche 62, le ressort 38 sera comprimé. La - compression du ressort 38 fermera les intervalles de compression 64 jusqu'à ce que le logement 40 soit en contact avec 1'écarteur métallique 56. Une fois que ces intervalles 64 sont fermés, la charge est transférée directement du logement extérieur 40 à l'écarteur métallique 56 et au logement extérieur suivant 40. La déviation du ressort 28 est limitée de sorte que le matériau élastique 39 reste moulé

sur le ressort 38 et que le ressort 38 ne se déforme pas plastiquement.

Si une charge de tension est appliquée en opposition à la flèche 62, le ressort 38 s'allongera. Parce que le logement extérieur 40 est fixé par filetage au ressort 38 au niveau de 1'extrémité supérieure 37, le ressort 38 peut seulement s'allonger jusqu'à ce que l'intervalle de tension 66 soit fermé. Une fois que l'intervalle de tension 66 est fermé la charge est supportée par le logement extérieur

et le ressort 38 ne peut pas étre endommagé en raison d'un étirement excessif.

Dans les deux scénarios de charge de compression et de tension, I'atténuation de l'outil est fortement diminuée mais une fois que la charge est libérée l'outil fonctionne correctement. Si les composants sont fabriqués à partir des matériaux préférés, résistants à la corrosion et à résistance élevée, I'outil peut résister à des

charges de tension et de compression allant jusqu'à 100 000 Ibs.

Tandis que ce qui précède représente le mode prétéré de réalisation de la présente invention, il sera clair pour les spécialistes de la technique que divers changements et différentes modifications peuvent y être apportés sans quitter le

champ de l'invention telle que revendiquée.

Claims (23)

REVENDICATIONS

1. Appareil (10) destiné à exécuter une investigation acoustique dans une formation géologique souterraine (24) traversée par un puits de forage (12), comprenant: un émetteur (18) configuré pour émettre des signaux acoustiques (26); un récepteur (22) configuré pour recevoir des signaux acoustiques (26); et une section d'atténuation acoustique (20) disposée entre ledit émetteur (18) et ledit récepteur (22) et comportant un ou plusieurs ressort(s) (38) connecté(s) en série, chaque ressort (38) étant disposé à 1'intérieur de logement (40) de façon que

le logement (40) limite la déviation du ressort (38) sous l'effet d'une charge axiale.

2. Appareil (10) selon la revendication 1 dans lequel ladite section d'atténuation acoustique (20) comprend, de plus, une pluralité de masses nodales

(56) disposées le long de ladite section d'atténnation (20).

3. Appareil (10) selon la revendication 2 dans lequel lesdites masses nodales (56) participent à 1'atténuation des signaux (26) de basse fréquence et

résistent aux charges de compression s'exerçant sur la section d'atténnation (20).

4. Appareil (10) selon la revendication 1 dans lequel lesdits ressorts (38)

sont des ressorts hélicodaux recouverts d'une couche de matériau élastique (39).

5. Appareil (10) selon la revendication 1 dans lequel lesdits ressorts (38)

possèdent une rigidité d'au moins 10 000 1ivres par pouce de déviation.

6. Appareil (10) selon la revendication 1 dans lequel lesdits ressorts (38)

possèdent une rigidité d'au moins 30 000 1ivres par pouce de déviation.

7. Appareil (10) selon la revendication 1 dans lequel les spires (70) desdits

ressorts (38) possèdent des alésages radiaux (72) s'étendant à travers eux.

8. Appareil (10) selon la revendication 1 dans lequel la surface extérieure du ressort (38) est séparée de la surface interne du logement voisin (40) d'une distance

(61) d'au moins 0,010 pouce.

9. Appareil (10) selon la revendication 1 dans lequel la surface extérieure du ressort (38) est séparée de la surface interne du logement voisin (40) d'une distance

(61) inférieure à 0,100 pouce.

10. Appareil (10) selon la revendication 1 dans lequel la surface extérieure

du logement (40) est recouverte d'un matériau d'atténuation.

11. Appareil (10) selon la revendication 1 comprenant, de plus, un ou plusieurs élément(s) de tige adapté(s) (52) pour former une interconnexion entre

deux ressorts (38).

12. Appareil (10) selon la revendication 11 dans lequel lesdites masses

nodales (56) sont disposées autour desdits éléments de tige (52).

13 Appareil (10) selon la revendication 11 comprenant, de plus, une couche de matériau élastique (54) disposée entre ledit élément de tige et ladite masse nodale. 14. Appareil (10) selon la revendication 1 dans lequel ladite section

d'atténnation (20) peut supporter des charges axiales de 100 000 livres.

15. Appareil (10) selon la revendication 1 dans lequel ladite section

d' atténuati on (20) est rempl i e de flui de.

16. Appareil (20) destiné à 1'atténnation d'un signal acoustique (26) comprenant: une pluralité de ressorts (38) connectés en série pour former un corps allongé; et une pluralité de logements (40) correspondant, au nombre et disposés autour, desdits ressorts (38); dans lequel ledit logement (40) limite la déviation axiale desdits ressorts (38). 17. Appareil (20) selon la revendication 16 comprenant, de plus, une pluralité de masses nodales (56) correspondant au nombre desdits ressorts (38) et

disposées sur toute la longueur du corps.

1018. Appareil (20) selon la revendication 16 comprenant, de plus, une

pluralité d'éléments de tige (52) interconnectés axialement entre deux ressorts (38).

19. Appareil (20) selon la revendication 16 comprenant, de plus, une pluralité de masses (56) et une pluralité d'éléments de tige (52), dans lequel lesdits - éléments de tige (52) sont disposés axialement entre les ressorts (38) adjacents et connectés à ceux-ci et dans lequel lesdites masses (56) sont positionnées autour

desdits éléments de tige (52).

20. Appareil (20) selon la revendication 16 dans lequel ladite masse (56) est

séparée desdits éléments de tige (52) par une couche de matériau d'atténnation (54).

21. Appareil (20) selon la revendication 16 dans lequel lesdits ressorts (38)

sont recouverts d'une couche de matériau élastique (39).

2522. Appareil (20) selon la revendication 16 dans lequel lesdits ressorts (38)

sont des ressorts hélicodaux possédant une rigidité minimale de 10 000 Ibs/pouce.

23. Appareil (20) selon la revendication 16 dans lequel un intervalle périphérique (61) compris entre 0,010 et 0,100 pouce est maintenu entre la surface

extérieure dudit ressort (38) et la surface interne dudit logement (40).

24. Appareil (20) selon la revendication 16 dans lequel la surface extérieure

desdits logements (40) est recouverte d'un matériau d'atténuation.

25. Procédé d'atténuation d'une énergie acoustique transmise le long d'un outil (10) acoustique, dans lequel l'outil (10) acoustique comprend une section d'émetteur (18), une section de récepteur (22), et une section d'atténuation (20) disposée entre la section d'émetteur (18) et la section de récepteur (22), consistant à transmettre une énergie acoustique à partir de la section d'émetteur (18) vers la section d'atténuation (20); transmettre une énergie acoustique à travers la section d'atténnation (20) pour produire une énergie acoustique atténuée, dans lequel la section d'atténuation (20) comprend un ou plusieurs ressort(s) (38) connecté(s) en série, un nombre correspondant de logements (40) disposés autour des ressorts (38) et un nombre correspondant de masses nodales (56); et

recevoir l'énergie acoustique atténuée au niveau du récepteur (22).

26. Procédé servant à transmettre une énergie acoustique le long d'un outil (10) acoustique, dans lequel l'outil (10) acoustique comprend une section d'émetteur (18), une section de récepteur (22) et une section d'atténuation (20) disposée entre les sections d'émetteur (18) et de récepteur (22), consistant à: recevoir une énergie acoustique provenant de l'émetteur (18) avec un premier ressort (38), dans lequel le premier ressort est enfermé dans un logement (40) qui empêche l'extension du ressort au-delà d'une limite prédéterminée; recevoir une énergie acoustique provenant du premier ressort (38) avec une tige de connexion (52); dans lequel la tige de connexion (52) possède une masse nodale (56) qui empêche la compression du ressort (38) au-delà d'une limite prédéterminée; recevo* une énergie acoustique provenant de la tige de connexion (52) avec un second ressort (38); et recevoir une énergie acoustique avec le récepteur (22) par l'intermédiaire du second ressort (38), dans lequel l'énergie acoustique reçue par l'intermédiaire du second ressort (38) est atténuée par rapport à l'énergie acoustique reçue par le