Brevet FR2319765A1 — publié le 19770225

La présente invention concerne un dispositif de sondage pour des installations de forage de puits, pour mesurer périodiquement des paramètres goniométriques d'un outil de forage dans le puits et pour engendrer des signaux qui sont transmis vers la surface. tans la technique de forage des puits, notamment des puits de pétrole ou de gaz naturels, on a reconnu depuis longtemps l'utilité d'un dispositif capable de mesurer certains paramètres au fond du puits et de transmettre des données correspondant à ces mesures vers la surface durant le forage. Quoiqu'il soit nécessaire dans certaines installations de forage de descendre périodiquement des appareils de mesure et de sondage au fond du puits et de les remonter ensuite, le système qui mérite de loin la préférence consiste à disposer d'un appareil de sondage se trouvant en permanence au fond du puits de forage, si possible dans une section iSEerieure de l'outil de forage, et de transmettre les données correspondant aux mesures vers la surface. De nombreux systèmes ont déjà été proposés pour effectuer ce sondage et la transmission des données. Un des systèmes les plus répandus utilise la télémétrie par la boue de forage, selon laquelle des impulsions sont engendrées dans la colonne de boue de l'outil de forage et transmises à travers cette colonne vers la surface. Lorsque les appareils de sondage restent en permanence au tond du puits, il est important de veiller à ce que l'exac- titude, la fiabilité et la reproductibilité des mesures soient assurées. Autrement on obtiendra une indication exacte de la direction du forage si ces mesures ne satisfont pas à ces exigences, ou bien des pertes de temps et des dépenses inutiles seront impliquées pour dégager l'outil de forage à des moments non prevus. Le but de la présente invention est de prévoir un dispositif de sondage pour des installations de forage de puits, ainsi que des moyens pour commander le fonctionnement de ce dispositif, qui permettent d'éliminer ou de réduire sensiblement ces inconvénients et qui permettent des mesures exactes, fiables et reproductibles des paramètres goniométriques de l'outil de forage dans le puits. Conformément à la présente invention, il est prévu un dispositif de sondage pour mesurer périodiquement des paramètres goniométriques d'un outil de forage dans un puits et pour engendrer des signaux proportionnels aux paramètres mesurés, ces signaux étant transmis vers la surface, caractérisé par une suspension à cardan à trois axes comprenant des capteurs sensibles à la force de gravité pour déterminer un plan vertical et un plan horizontal et un capteur magnétique pour déterminer l'orientation par rapport à la direction du champ magnétique terrestre, un dispositif d'entraînement pour déplacer chacun des capteurs d'une première position vers une seconde position, chacune des secondes positions ayant resp.une orientation prédéterminée par rapport aux directions du champ de gravitation et du champ magnétique terrestre et un dispositif de commande pour commander le fonctionnement du dispositif d'entraînement et pour mesurer l'amplitude du déplacement de chacun des capteurs entre lesdites premières et secondes positions. Conformément à un mode de réalisation préféré, les capteurs sensibles à la force de gravitation sont constitués par des accéléromètres ayant chacun un axe sensible par rapport à la direction des forces de gravité, tandis que le capteur magnétique est constitué par un magnétomètre ayant un axe sensible par rapport à la direction du champ magnétique terrestre. Un balancier extérieur, appelé par la suite balancier de référence, sert à mesurer l'angle de référence entre un point de référence sur l'outil de forage et un plan vertical contenant l'axe de forage. Un balancier moyen, ou balancier d'inclinaison sert à mesurer l'angle d'inclinaison de l'axe de forage par rapport à la verticale. Un balancier intérieur ou balancier du magnétomètre sert à mesurer l'angle entre la projection horizontale de l'axe de forage et la direction du nord magnétique dans le plan horizontal. Le dispositif de sondage est conçu pour être contenu dans l'outil de forage et par conséquent la forme peut être cylindrique, le diamètre étant limité par le diamètre de l'outil de forage, tandis que la longueur n'est soumise à aucune restriction. te balancier de référence est constitué par un cadre à structure tubulaire pouvant tourner librement autour d'un axe coaxial par rapport à outil de forage dans un tube stationnaire de l'outil de forage. Un accéléromètre est monté sur le cadre de référence de manière que l'axe sensible de cet accéléromètre soit perpendiculaire à l'axe de rotation du cadre de référence. L'angle de référence est mesuré en déterminant l'amplitude du mouvement nécessaire pour déplacer l1accéléro- mètre d'une position de départ vers une position dans laquelle le signal de sortie de l'accéléromètre est égal à zéro.L'angle de référence est de préférence mesuré en comptant le nombre de pas nécessaires à un motor pas-à-pas pour déplacer l'accéléromètre de référence d'une position de départ vers une position dans laquelle son signal de sortie est égal à zéro. Le balancier d'inclinaison pour mesurer l'angle d'inclinaison est monté à l'intérieur du balancier de référence. te balancier d'inclinaison est également muni d'un accéléromètre etc'angle d'inclinaison est mesuré en déterminant l'amplitude du mouvement nécessaire pour déplacer l'accéléromètre d'une position de départ vers une position dans laquelle le signal de sortie de cet accéléromètre est égal à zéro. L'angle d'inclinaison est de préférence mesuré en comptant le nombre de pas nécessaires à un moteur pas- à-pas pour déplacer le balancier d'inclinaison d'une position de départ connue vers une position dans laquelle le signal de sortie de l'accéléromètre est égal à zéro. Un autre balancier est également monté à l'intérieur du balancier de référence, parallèlement au balancier d'inclinaison et subordonné à celui-ci. Le troisième balancier portant le magnétomètre est monté sur ce balancier supplémentaire subordonné au balancier d'inclinaison. L'azimut est également mesuré en déterminant l'amplitude du mouvement nécessaire pour déplacer le magnétomètre d'une position de départ vers une position dans laquelle la sortie de ce magnétomètre est égale à zéro. t'azimut est de préférence mesuré en comptant le nombre de pas nécessaires à un moteur pas-à-pas pour déplacer le magnétomètre vers une position dans laquelle sa relation avec le champ magnétique terrestre est connue. A la réception d'un signal indiquant l'état de non- rotation de l'outil de forage, le fonctionnement du dispositif de commande, qui ne fonctionnait pas jusqu'alors, est actionné. Le dispositif de commande fonctionne d'abord selon un mode appelé "mode de préparation", lors duquel la sortie d'un générateur d'impulsions estdélivrée vers chacun des moteurs pas-à-pas pour déplacer les balanciers et les capteurs vers des positions de départ prédéterminées, Lors de l'apparition de signaux indi quant que les positions de départ sont atteintes pour chacun d capteurs, le fonctionnement selon le mode de préparation est terminé et un mode de ftnctionnement appelé "mode de mesure" est déclenché. Lors du fonctionnement selon le mode de mesure des signaux d'erreur (proportionnels à la déviation d'une position zéro), issus de chacun des capteurs sont analysés dans un cir cuit de détection du signe et de l'amplitude afin de déterminer l'amplitude de l'erreur et la direction du mouvement du cap teur nécessaire pour réduire cette erreur, un générateur d'im pulsions étant actionné pour engendrer des impulsions destinées aux moteurs pas. à-pas. Le nombre net et la direction des pas nécessaires aux moteurs pas-à-pas pour ramener les capteurs vers leur position zéro sont comptés et mémorisés dans un comp teur et constituent une mesure des informations angulaires de mandées. Le fonctionnement de chacun des générateurs d'impul sions est terminé afin d'arrêter le fonctionnement du moteur lorsque la position zéro du capteur est atteinte.Lorsque le fonctionnement des générateurs d'impulsions et des moteurs pas à-pas associe à chacun des capteurs est terminé, un signal d'accom plissermi; est engendré et les informations mémorisées dans le comp teur sont transférées dans un régistre à glissement et final e- ment transmises vers la surface. Les séquences mode de prépa ration - mode de mesure sont répétées jusqu'à la réception d'un signal correspondant à la reprise de la rotation de l'outil de forage à la suite de quoi le fonctionnement du dispositif de commande est arrêté. tans le cas de plusieurs groupes de données, il est tout à fait inutile d'obtenir des lectures plus souvent qu'une fois par environ dix mètres de profondar du puits. Ceci corres pond à une lecture par période de temps allant d'un quart d'heure jusqu'à une heure et demie pour des vitesses de péné tration comprises entre 40 et 6 mètres par heure. I1 est par conséquent souhaitable que les dispositifs de sondage se trouvant au fond d'un puits de forage soient débranchés durant des périodes relativement longues de forage afin de réduire l'usure qui, autrement, serait provoquée par une opération continue du dispositif de sondage. Pour déterminer l'état de non-rotation de l'outil de forage, il est prévu, conformément à la présente invention, un détecteur de rotation pour déterminer l'absence de rotation d'un élément rotatif dans un champ magnétique ambiant pour actionner un mécanisme de commande lors de l'absence de rotation de cet élément, caractérisé par un magnétomètre à flux pour engendrer un signal de sortie représentatif de la relation angulaire entre le magnétomètre et la direction du champ magnétique ambiant et conçu de manière à pouvoir être monté dans une section de l'outil de forage, des moyens pour engendrer et fournir un signal d'entrée à ce magnétomètre, ce magnétomètre déclenchant un premier signal de sortie qui est une harmonique d'ordre paire dudit signal d'entrée, un premier détecteur pour recevoir ledit premier signal de sortie, des moyens pour engendrer un signal de référence qui possède la fréquence dudit premier signal de sortie et qui est délivrée vers ledit premier détecteur, ce détecteur étant conçu pour comparer la différence de phase entre ledit premier signal de sortie et le signal de référence et pour engendrer un second signal de sortie dont la fréquence est proportionnelle à la vitesse de rotation de l'outil de forage, un second détecteur pour recevoir ledit second signal de sortie et engendrer un troisième signal de sortie chaque fois que le second signal de sortie traverse un niveau de référence et des moyens pour recevoir ledit troisième signal de sortie et engendrer un quatrième signal de sortie lorsque ledit troisième signal de sortie indique l'absence de rotation. D'autres détails et particularités de la présente invention ressortiront mieux de la description détaillée d'un mode de réalisation donné ci-après,à titre d'exemple,en référence aux dessins, dans lesquels: la figure 1 montre une vue générale de 1 t installation de forage utilisant un dispositif de sondage selon la présente invention; la figure 2 est une vue partiellement en coupe d'une section de l'outil de forage représenté sur la figure 1; la figure 3 est une vue partiellement en coupe montrant des détails de la figure 2; la figure 4 est une vue du magnétomètre à flux du détecteur de rotation; la figure 5 est un schéma synoptique du détecteur de rotation; la figure 5A est un schéma du filtre digital montré sur la figure 5; les figures 6A, 6B et 6C montrent des courbes illustrant les signaux lors de différentes étapes du détecteur de rotation de la figure 5;; la figure 7 est une vue schématique du dispositif de sondage pour déterminer l'azimut et les angles d'inclinaison et de référence; la figure 8 représente la courbe du signal de sortie d'un des accéléromètres de la figure 7; la figure 9 représente la courbe du signal de sortie du magnétomètre de la figure 7; les figures ICA et 10B montrent un schéma synoptique du dispositif de commande; les figures llA, llB et llC montrent des circuits du dispositif de commande montré sur les figures lOA et 10B; la figure 12 montre schématiquement le déclenchement de la commande du dispositif de la figure 10B; la figure 13 montre schématiquement une horloge régulatrice utilisée dans le dispositif de la figure 10B;; la figure 13A montre les signaux de sortie de l'hor- loge régulatrice et d'un circuit diviseur; la figure 14A montre les sorties d'un circuit additionneur de la figure lOA qui sont délivrées vers le détecteur de signe et d'amplitude; les figures 14B, 14C, 14D et 14E montrent les sorties du détecteur de signe de la figure lOA. On va décrire en référence à la figure 1 l'installation de forage dans laquelle on peut utiliser un dispositif de sondage selon la présente invention. I1 est toutefois à noter que l'installation de forage de la figure I n'est montrée qu'à titre d'exemple et que l'application de la présente invention n'est pas limitée à l'exemple de la figure 1. t'installation de forage montrée sur la figure I comporte un derrick 10 qui supporte un outil de forage 12 se terminant par un trépan 14. Ainsi qu'il est bien connu dans cette technique, tout l'outil de forage peut tourner, ou bien celui-ci peut rester stationnaire et uniquement le trépan est mobile. t'outil de forage 12 comporte une série de segments rattachés entre eux, de nouveaux segments étant ajoutés au fur et à mesure que la profondeur augmente. L'outil de forage est suspendu à une moufle 16 d'un palan 18 et une rotation est communiquée à l'outil de forage entier par une tige carrée 20 qui coulisse dans une table de rotation 22 disposée à la partie inférieure du derrick. Un moteur 24 sert à actionner le pLan 18 et à faire tourner la tige carrée par l'intermédiaire de la table de rotation 22. La partie inférieure de l'outil de forage peut comporter plusieurs sections 26 ayant un diamètre plus large que les autres parties de 11 outil de forage. Ainsi qu'il est bien connu dans la technique, ces sections plus larges peuvent contenir un équipement de sondage et des circuits électroniques pour cet équipement, des sources d'énergie, telles que des turbines entraînées par la boue de forage pour actionner des générateurs susceptibles de délivrer l'énergie électrique nécessaire à l'équipement de sondage. Un exemple d'une telle installation comprenant une turbine à boue, un générateur électrique et un équipement de sondage monté dans une section 26 de l'outil de forage est décrit dans le brevet américain 3.693.428. tes débris de forage produits par le trépan 14 lors du forage sont entraSnés par le courant de boue qui remonte à travers l'espace annulaire 28 entre l'outil de forage et le tubage 30 du puits. Cette boue est acheminée à travers une conduite 32 vers un bac de filtrage et de décantation 34. La boue filtrée est ensuite absorbée par une pompe 36, munie d'un amortisseur de pulsation 38 et est délivrée sous pression à travers une conduite 40 dans une tête d'injection et ensuite à l'intérieur de l'outil de forage 12 afin d'être acheminée vers le trépan 14 et une turbine à boue, si une telle turbine est incorporée dans l'installation. La colonne de boue dans l'outil de forage 12 sert également comme milieu de transmission pour transmettre des signaux du fond du puits vers la surface. Cette transmission des signaux est accomplie par la technique bien connue de modulation de pression, selon laquelle des impulsions de pression sont engendrées dans la colonne de boue dans l'outil de forage 12, ces impulsions étant proportionnelles aux signaux de mesure captés par l'équipement de sondage et représentant les paramètres de forage. Ces paramètres de forage sont captés dans un poste de sondage et de mesure 44 (voir également figure 2) monté dans une section 26 à proximité du trépan 14.Des impulsions de pression sont engendrées dans le courant de boue dans l'outil de forage 12 et ces impulsions sont captées par un transducteur 46 et puis transmises vers un récepteur 48 qui effectue l'enregistrement, l'affichage et/ou le traitement des signaux afin de fournir des informations sur les paramètres de forage dans le puits. a figure 2 montre schématiquement une section 26 de l'outil de forage dans laquelle est effectuée la modulation de pression de la boue de forage. La boue traverse un orifice 50 à ouverture variable et actionne une turbine 52. Cette turbine entraîne un générateur 54 qui débite l'énergie électrique dans le poste de sondage et de mesure 44. La sortie de ce poste 44, qui peut se présenter sous forme de signaux électriques, hydrauliques ou similaires, actionne un plongeur 56 qui sert à modifier l'ouverture de l'orifice 50. te plongeur 56 peut être actionné hydrauliquement ou électriquement au moyen d'une commande à soupape 57. Des variations de l'ouverture de l'orifice 50 engendrent des impulsions de pression dans le courant de boue et ces impulsions sont transmises vers la surface où elles sont captées en vue de fournir des indications sur différentes conditions captées par le poste de sondez et de mesure 44. te courant de boue est indiqué par des lèches sur la figure 2. Pour la plupart des groupes de données ou de paramètres à capter au fond du puits, il est inutile d'obtenir des informations plus souvent qu'une fois toutes les dizaines de mètres de profondeur. Ceci correspond à des-lectures de données une fois par période comprise entre un quart d'heure et une heure et demie pour des vitesses de forage variant entre 40 et 6 mètres par heure.Il est donc souhaitable de débrancher l'équipement de sondage au fond du puits durant des périodes de forage relativement longues afin de réduire l'usure des capteurs, des organes de transmission et d'autres parties du système télémétrique qui se produiraient certainement en cas d'opération continue. t'invention illustrée sur les figures 3 à 6 s'applique à cette particularité qui consiste à débrancher l'équipement de sondage en détectant et en distinguant les périodes de rotation et d'absence de rotation de l'outil de forage. L'invention nécessite donc un détecteur de rotation afin de détecter la rotation de l'outil de forage et d'interrompre le transfert d'énergie électrique vers l'équipement de sondage lorsque l'outil~de forage ne tourne pas.Un dispositif de détection magnétique sensible au flux du champ magnétique terrestre est utilisé comme détecteur de rotation pour constater la présence ou l'absence de rotation de l'outil de forage. Ce détecteur de rotation ne comporte aucune partie mobile et assure de ce fait, contrairement à d'autres détecteurs de rotation qui comportent des parties mobiles, une haute fiabilité des mesures malgré son exposition à des chocs et vibrations mécaniques. tes figures 2 et 3 montrent certains détails d'une section 26 de l'outil de forage qui abrite le détecteur de rotation selon la présente invention Etant donné que le détecteur de rotation, ainsi qu'un ou plusieurs autres capteurs du poste 44 sont sensibles au champ magnétique, la section particulière 26A de l'outil de forage qui abrite le détecteur de rotation selon l'invention et ces autres capteurs, doit avoir des parois non-magnétiques, de préférence en acier inoxydable ou en monel. te détecteur de rotation 58 peut être incorporé dans le poste de sondage et de mesure 44 ou peut être monté séparément et,pour des raisons de convenance, le détecteur de rotation selon la présente invention est montré comme faisant part du poste 44 dans la figure 3. te poste de sondage et de mesure 44 est par ailleurs enfermé dans une encente sous pression 60 à parois non-magnétiques afin de protéger et d'isoler le poste 44 des pressions et fluctuations de pression se produisant au fond du puits. Se référant maintenant à la figure 4, on constate que le détecteur de rotation 58 comporte un magnétomètre à flux magnétique, un noyau toroidal qui est utilisé pour déterminer la direction du champ magnétique terrestre. Quoiqu'en théorie on pourrait utiliser d'autres types de détecteurs à fLux, les magnétomètres à noyau toroïdal méritent la préférence à cause de la faible consommation électrique et de la construction robuste. Le fonctionnement d'un magnétomètre à flux à noyau toroidal est basé sur les caractéristiques non linéaires ou asymétriques du transformateur à saturation magnétique qui est utilisé dans l'élément sensible. Ainsi qu'on le voit sur la figure 4, le dispositif comporte un noyau annulaire ou toroïdal 62 qui est bobiné de manière appropriée (les détails du bobinage ne sont pas montrés),un enroulement primaire ou d'entrée 64 et un enroulement secondaire ou de sortie 66. te matériau du noyau 62 est un matériau avec une boucle d'hystérésis B-H carrée, tel que du permalloy.Les caractéristiques de ce dispositif sont telles que, lorsque le noyau est saturé par une excitation appropriée en courant alternatif de l'enroulement primaire en absence d'un champ magnétique externe, la sortie de l'enroulement secondaire, c'est-à-dire le potentiel induit dans l'enroulement secondaire est symétrique, autrement dit, ne contient que des harmoniques impaires de la fondamentale du courant d'excitation. Toutefois, en présence d'un champ magnétique externe, tel que le champ magnétique terrestre, la tension de sortie de l'enroulement secondaire devient asymétrique avec l'apparition de secondes ou autres harmoniques paires de la fréquence primaire apparaissant à la sortie de l'enroulement secondaire. Cette asymétrie est fonction de la direction et de l'amplitude du champ magnétique externe et peut être détectée de différentes manières connues en soi.Pour une étude et description plus détaillées de ce type de magnétomètre à flux, on peut se référer à l'ar ticle de Gordon et Brown, paru dans "TERSE Transactions en Magnetics", volume Mag-8, NO 1, mars 1972, à l'article de Geyger dans "ELectronics", ler juin 1962 et à l'article de R. Munoz, AA-3.3, 1966 National Telemetering Conference Proceedings. Tel qu'utilisé pour la présente invention, l'enroulement primaire 64 excite le noyau 62 de manière que celui-ci soit saturé deux fois pour chaque cycle de la tension d'entrée à l'enroulement primaire. te moment précis où le noyau est saturé dépend du champ magnétique externe qui polarise le champ d'excitation dans le noyau.Autrement dit, la saturation du noyau varie en fonction de l'intensité et de la direction du champ magnétique terrestre dont les lignes de flux sont représentées schématiquement par les flèches M sur les figures 3 et 4, les flèches MH et S sur la figure 4 représentant respectivement la composante horizontale du champ magnétique et la direction de l'axe sensible du magnétomètre. te détecteur de rotation 58 est supporté par une tige 68 montée dans la section 26A de l'outil de forage sur ou parallèlement à l'axe de rotation de l'outil de forage. te détecteur de rotation 58 est de ce fait solidaire en rotation de l'outil de forage et tourne par rapport au champ magnétique ambiant lors de la rotation de la section 26A. Lors de la rotation du détecteur de rotation 58 l'action combinée de la tension d'entrée à l'enroulement primaire 64 et du champ magnétique terrestre entraine des variations du déphasage de la seconde harmonique à la sortie de 1'en- roulement secondaire 66. La figure 5 montre schématiquemqnt le traitement des signaux de sortie du détecteur de rotation. La tension d'entrée de l'enroulement primaire 64 émane d'un oscillateur 61, dont la fréquence de sortie est divisée en deux par un diviseur 63 et délivrée vers un amplificateur 65 qui alimente l'enroulement primaire 64. ta sortie de l'enroulement secondaire 66, qui est accordée sur la seconde harmonique de la tension d'entrée à l'enroulement primaire par une capacité 67 est envoyée vers un adaptateur d'impédance 69 et ensuite vers un détecteur de phase 70A diun dérecteur 70. Le détecteur 70 comporte également un filtre passe-bas 70B et un amplificateur 70C. La sortie de l'oscillateur 61 (dont la fréquence est égale à celle de la seconde harmonique de la sortie de l'enroulement secondaire 66) est également appliquée au détecteur de phase 70A. L'angle de phase de la seconde harmonique à la sortie de l'enroulement secondaire 66 est fonction de la vitesse de rotation du magnétomètre 58 et cet angle de phase varie en fonction des changements de vitesse de rotation du magnétomètre 58. La sortie de l'enroulement secondaire 66 est comparée à celle de l'oscillateur 61 dans le détecteur de phase 70A, dans lequel la différence de phase entre ces deux sorties est détectée et délivrée vers le filtre passe-bas 70B. La sortie du filtre 703 (pendant la rotation de l'outil de forage) est un signal alternatif dont la fréquence varie en fonction de la vitesse de changement de l'angle de phase de la seconde harmonique à la sortie de l'enroulement secondaire 66, c'està-dire que la fréquence de la sortie du filtre 70B varie en fonction des changements-de la vitesse de rotation de l'outil de forage.La sortie du filtre 70B est amplifiée dans l'amplificateur 70C et délivrée vers un détecteur de passage par zéro 72 qui engendre l'impulsion de sortie chaque fois que le signal alternatif du détecteur 70 passe par la valeur zéro. tes impulsions engendrées par le détecteur de passage par zéro 72 (qui sont également une fonction de la vitesse de rotation de l'outil de forage) sont délivrées vers un filtre digital 74 qui produit des signaux de sortie représentatifs de l'état de rotation et de l'état de non-rotation. Se référant également à la figure 5A, on constate que le filtre digital 74 comporte un compteur diviseur 75, un multivibrateur bist;ible du type S-R 76, des multivibrateurs bistables du type J-K 77 et 78, ainsi qu'une porte ET 79 connectés entre eux tel que montré sur la figure 5A. Les impulsions de sortie du détecteur de passage pr zéro 72 sont appliquées à l'entrée C du compteur diviseur 75.En supposant que l'outil de forage tourne normalement, les impulsions appliquées au compteur 75 sont responsables du débordement de celui-ci avant qu'il ne soit remis à zéro par une impulsion d'horloge CPN (qui peut consister en une subdivision prédéterminée d'une impulsion d'horloge proportionnelle à une vitesse de rotation minimale prédéterminée) ce qui provoque la montée de la sortie Q du compteur 75. tes expressions telles que "montée", "élevée" et " un" logique seront par la suite considérées comme des expressions équivalentes, de même que les expressions indiquant l'état opposé, telles que "descendre", "bas" et "zéro" logique. La sortie Q du compteur 75 est branchée à l'entrée S du multivibrateur bistable 76 et l'état élevé de la sortie Q du compteur 75 fait basculer le multivibrateur 76, de sorte que la sortie Q du multivibrateur 76 monte et la sortie Q descend. La sortie Q du multivibrateur 76 est branchée à l'entrée J du multivibrateur-77. Le multivibrateur 77 est initiaLement remis à ordo par une impulsion de restauration PCAR qui peut être issue d'une place appropriée du dispositif suite à la mise sous tension du système de commande. L'entrée J du multivibrateur 77 est examinée par le flanc avant de chaque impulsion CPN appliquée à l'entrée C du multivibrateur 77, l'entrée J étant transmise vers la sortie Q. Donc, si l'outil de forage tourne normalement, le compteur 75 déborde régulièrement et successivement avant d'être remis chaque fois à zéro par les impulsions d'horloge CPN. te multivibrateur 76 est chaque fois basculé par la sortie Q du compteur 75 et remis à zéro par la crête supérieure des impulsions d'horloge CPN. L'entrée J du multivibrateur 77 est à l'état bas chaque fois qu'elle est examinée par le flanc avant de l'impulsion GPN à l'entrée C du multivibrateur 77.La sortie Q du multivibrateur 77 est par conséquent chaque fois à l'état bas lorsque l'outil de forage tourne normaLement et un premier niveau de sortie indiquant qu'il y a rotation est délivré par le filtre 74 (voir le niveau X sur la figure 6C). Les différents signaux décrits ci-dessus sont montrés schématiquement sur la figure 6. L'abscisse de chaque diagramme représente le temps,tandis que l'ordonnée de chaque diagramme représente l'-amplitude des signaux. La figure 6A montre la seconde harmonique à la sortie du détecteur 70. La figure 6B montre l'impulsion de sortie émise par le détecteur de passage par zéro 72 et la figure 6C montre la sortie du filtre digital 74. tans l'intervalle de temps T1 à T2 de chaque diagramme l'ou- til de forage tourne à une vitesse constante.Lorsque la vitesse de rotation de l'outil de forage diminue en approchant progressivement l'état de non-rotation (après le moment indiqué par T2) , la fréquence du signal alternatif du détecteur 70 diminue, ce qui provoque une diminution de la fréquence du signal de sortie du détecteur de passage par zéro 72.ta période L du signal du détecteur 70 correspond à un tour de l'outil de forage. Lorsque la vitesse de rotation de l'outil de forage devient zéro, ou qu'elle devient très faible lors de l'approche de l'arrêt de rotation, la fréquence des impulsions émises par le détecteur de passage par zéro 72tombe en-dessous d'une fréquence minimale prédéterminée correspondant à une faible vitesse de rotation prédéterminée de l'outil de forage. Etant donné que la vitesse angulaire de l'outil de forage doit passer par des niveaux progressivement plus bas lors du passage depuis la rotation normale jusqu'à l'arrêt, une faible vitesse prédéterminée (de l'ordre de trois tours par minute ou moins) peut être utilisée comme signal de non-rotation, étant donné que l'outil de forage aura cessé complètement de tourner après le temps nécessaire pour actionner les différents capteurs et détecteurs qui fonctionneront alors lorsque l'outil de forage ne tournera plus. Lorsque la vitesse de rotation devient zéro ou quelle tombe en-dessous d'une valeur prédéterminée, ce qui veut dire que l'état de non-rotation sera imminent, le compteur 75 ne débordera plus avant d'être remis à zéro par les impulsions d'horloge CPN. Par conséquent, la sortie Q du compteur 75 reste bas et le multivibrateur 76 ne sera pas basculé. Etant donné que ce multivibrateur 76 n'est pas basculé, la sortie Q du multivibrateur 76 reste élevée, de même que l'entrée J du multivibrateur 77. te flanc avant de l'impulsion d'horloge CPN bascule le multivibrateur 77 de sorte que la sortie Q de ce multivibrateur 77 soit élevée (voir le niveau Y sur la figure 6C) indiquant l'état de non-rotation ou arrêt de l'outil de forage. Par conséquent, si une fréquence minimale prédéterminée subsiste pendant une période donnée de T2 à T3 (par exemple 10 secondes) à la sortie du détecteur de passage par zéro 72, la sortie du filtre digital (c'est-à-dire le niveau Q du multivibrateur 77) bascule, tel que représenté sur la figure 6C, vers un second niveau qui correspond à l'arrêt de l'outil de forage et du trépan (voir le niveau Y sur la figure 6C). Ce second niveau de sortie, qui est indicatif de l'arrêt, est utilisé comme signal de commande pour actionner et exciter les différents autres éléments du poste de sondage et de mesure 44. Avant le déclenchement de ce signal de commande, ces autres éléments du poste 44 sont débranchés.Le sy31al de commande (c'est-à-dire le second niveau de sortie du filtre digital 74) est utilisé comme signal pour. actionner le générateur 54 et la soupape 57, ainsi que des autres éléments, par exemple, en actionnant des multivibrateurs ou des portes afin de permettre l'alimentation de ces éléments en énergie électrique de manière connue en soi. La figure 7 montre le dispositif proposé par la présente invention dans le poste de sondage et de mesure 44 pour déterminer différents paramètres au fond du puits lorsque la rotation de l'outil de forage a cessé, afin de fournir des indications et des mesres de caractéristiques goniométriques au fond du puits. tes caractéristiques à mesurer et à déterminer selon la présente invention sont des caractéristiques relatives à la direction de la ligne de forage, notamment d'une ligne de forage qui s'écarte de sa direction initiale ou d'une direction intermédiaire. Ainsi qu'il est connu dans la technique (voir par exemple le brevet américain 3.657.637) les paramètres relatifs à l'angle d'inclinaison, l'azimut et l'angle de référence doivent être connus pour avoir des informations complètes sur la position et la direction de la ligne de forage. Dans un but de clarification on va donner les définitions suivantes des différents angles dont il sera question par la suite: 1. L'angle d'inclinaison (I) est l'angle d'inclinaison de 1' axe de forage par rapport à la verticale (V) dans un plan commun contenant aussi bien l'axe de forage que la verticale. Sur la figure 7, l'axe de forage est représenté par la ligne X'X et l'angle I est égal à l'angle XOV. 2. L'azimut (A) est un azimut magnétique. I1 est défini comme l'angle dièdre formé entre le plan vertical contenant la projection horizontale de l'axe de forage et un plan vertical contenant la projection horizontale du champ magnétique terrestre local. Sur la figure 7, l'angle A est montré en relation avec le magnétomètre à noyau toroidal. 3. L'angle de référence R est l'angle dièdre défini par l'intersection entre un premier plan contenant l'axe de forage et une ligne (généralement appelée ligne de repère) sur l'outil de forage parallèle à l'axe de forage et un second plan contenant l'axe de forage et la projection verticale de L'angle de référence R est montré au sommet du dispositif de la figure 7. L'unité de sondage montrée sur la figure 7 comporte principalement: 1. Un dispositif mécanique à trois axes pour déterminer (a) un plan vertical en utilisant la force de gravité comme référence et (b) un plan horizontal en utilisant la force de gravité comme référence et (c) la direction nord en utilisant le champ magnétique terrestre comme référence. 2. Un dispositif d'entraînement à moteur pour déplacer les différentes parties du mécanisme- vers des positions voulues autour des axes. 3. Des transducteurs pour déterminer la déviation des positions voulues autour des axes et fournir les informations pour réalimenter le dispositif d'entraînement à moteur. 4. Un dispositif de commande et de mesure pour mesurer le mouvement total nécessaire au dispositif d'entra""'inement à moteur pour annuler les signaux des transducteurs. La figure 7 montre schématiquement le mécanisme d'interaction et de liaison entre le dispositif d'entraînement et les transducteurs. L'unité de sondage montrée sur cette figure est un système multi-axial ou à balanciers multiples servo-commandé par des transducteurs. L'unité comporte plus particulièrement un système à trois balanciers dont la servocommande est réalisée par deux accéléromètres et un magnétomètre. tes accéléromètres servent à établir un plan horizontal et un plan vertical, tous que le magnétomètre sert à établir la direction du nord magnétique dans un plan horizontal. L'unité comporte un cadre extérieur 100 monté à l'intérieur de l'enceinte 60 du poste de sondage et de mesure 44 se trouvant dans la section non-magnétique 26A (voir également figure 3), de manière à pouvoir tourner autour de son axe longitudinal. A cet effet le cadre 100 peut pivoter autour d'un axe 102 sur lequel il est monté et qui correspond à l'axe de l'outil de forage au fond du puits. te cadre 100 peut être également monté de manière à pouvoir pivoter autour d'un axe parallèle à l'axe 102. te cadre 100 est maintenu entre deux arbres 104 et 106 qui s'étendent des côtés transversaux opposés du cadre et qui sont montés respectivement dans des paliers 108 et 110 solidaires dl boîtier du poste de sondage 44 par l'intermédiaire de supports 112 et 114. te cadre 100 représenté sur la figure comporte une structure rectangulaire ayant des côtés longitudinaux parallèles à l'axe 102 et des petits côtés perpendiculaires à cet axe 102. I1 est toutefois à noter que le cadre peut avoir une autre forme symétrique par rapport à l'axe 102 ou peut être constitué par une surface de révolution autour de l'axe 102. tans le mode de réalisation montré, l'axe du cadre, qui est l'axe de rotation de celui-ci, coincide donc ou peut être parallèle à l'axe de forage 102. te cadre 100 constitue un premier balancier du système. Un premier accéléromètre 116 (qui peut encore être appelé accéléromètre de référence) est monté sur une console 118 fixée entre les côtés longitudinaux du cadre 100 de manière que son axe sensible soit orthogonal à la direction de l'axe de forage 102. Par définition l'axe sensible est l'axe le long duquel les forces de gravité vont engendrer un signal de sortie. L'accéléromètre 116 est un transducteur du type dans lequel l'amplitude du signal de sortie devient zéro lorsque l'axe sensible est perpendiculaire à la force de gravité (c'est-àdire la position zéro) et dans lequel le signal de sortie devient maximal lorsque l'axe sensible est parallèle à la force de gravité (voir figure 8 dans laquelle l'ordonnée représente le signal de sortie de l'accéléromètre et l'abscisse l'angle que fait l'axe sensible de l'accéléromètre par rapport à la direction de la force de gravité représentée par la flèche les les autres flèches sur cette figure représentant la direc- tion de l'axe sensible). Un type particulièrement approprié et souhaitable d'un tel dispositif est connu dans latechnique comme accéléromètre à compensation de force , dont plusieurs types sont disponibles dans le commerce. La sortie de l1accélé- romètre 116 est appliquée à travers une commande 120 du moteur d'entraînement dans la centrale de commande 121 vers un servomoteur pas à pas 122 pour tourner le cadre 100 jusqu'à ce que l'accéléromètre 116 arrive à la position zéro. L'accéléromètre 116 sert à déterminer l'angle de référence R et cet accéléromètre 116 peut de ce fait être désigné comme accéléromètre de référence. Compte tenu de la définition donnée ci-dessus de l'angle de référence R, une ligne de référence doit être établie parallèlement à l'axe 102 et cette ligne de référence doit être fixe par rapport à l'outil de forage ou au segment 26A. Cette ligne de référence est identifiée comme ligne de repère 124 et est disposée arbitrairement parallèle à l'axe 102. L'angle R est donc égal à l'angle formé entre la ligne de repère 124 et le plan vertical contenant l'axe de forage 102, c'est-à-dire que l'angle R est l'angle entre la ligne de repère et le "côté haut" du puits, terme utilisé dans le language relatif à cette technique. ta ligne de repère 124 peut également être représentée par un faisceau lumineux. Pour déterminer l'angle R selon la présente invention, le moteur 122, suite à la réception d'un signal d'une centrale de commande 121, entraîne le cadre 100 et l'accéléromètre 116 vers une position de départ dans laquelle il existe des relations angulaires connues par rapport à la ligne de repère 124. Cette position de départ est, pour des raisons de facilité, choisie de manière à être alignée sur la ligne de repère 124 même et la réalisation de cet alignement est déterminée par voie photoélectrique en utilisant une source de lumière 126 et une cellule photo électrique 128. La source de lumière 126 et la cellule photo électrique 128 sont montées directement ou indirectement sur un support 114, mais il est bien entendu que ces deux éléments peuvent être montés d'une toute autre façon, pourvu qu'ils soient fixes par rapport à la section 26A de l'outil de forage. te rayon lumineux 130 issu de la source 126 est dirigé sur la cellule photo électrique 128 et situé dans le plan défini par la ligne de repère 124 et l'axe de rotation 102 (le rayon lumineux 130 est donc équivalent à la ligne de repère 124).Deux disques rotatifs 132 et 134 sont montés de manière à couper le trajet du rayon lumineux 130. Chacun de ces disques possède respectivement une ouverture 136 et 138 et un rayon lumineux 130 est interrompu par ces disques, sauf dans le cas où les ouvertures 136 et 138 sont à la fois alignées et disposées sur le trajet du rayon lumineux 130 de manière à ce que celui-ci puisse atteindre la cellule photoélectrique 128. te disque 132 est monté directement sur l'arbre 106 (et par conséquent directement sur le premier balancier) et le disque 134 est monté séparément sur un arbre 140 (dont le support n'est pas montré pour la clareté du dessin) et est entraîné directement par une liaison à engrenage avec le disque 132. Ce disque 132 permet le passage du rayon lumineux une fois par tour de rotation du cadre 100 et ses dimensions ainsi que celles de son ouverture 136 sont déterminées de telle manière que le rayon puisse passer sur un arc d'approximativement 120. Le disque 134 effectue une révolution chaque fois que le cadre 100 est déplacé d'un angle de 300 et est conçu de manière à laisser passer le rayon lumineux sur un arc inférieur à 10. La lumière issue de la source de lumière 126 ne peut donc atteindre la cellule photo électrique 128 qu'une fois par tour complet du cadre 100 et ceci uniquement dans un intervalle angulaire inférieur à 10. Lorsque la position de départ est atteinte, un premier plan est défini par la ligne de repère 124 (ou le rayon lumineux 130) et l'axe 102. Lorsque le mécanisme est actionné par un signal de commande déclenché par le filtre digital 74, un signal issue de la commande 120 est appliqué au moteur pas-à-pas 122 qui entraîne l'arbre 106 par l'intermédiaire d'une roue dentée 142. te moteur 122 fait alors tourner le cadre 100 dans une première direction (supposée dans le sens contraire des aiguilles d'une montre) jusqu'à ce que la cellule photoélectrique 128 soit éclairée par le rayon lumineux 130. te signal déclenché par la cellule photo électrique 128 est envoyé vers la centrale de commande 121 afin d'arrêter le fonctionnement du moteur 122. Cette opération fixe la position de départ pour l'accéléromètre de référence 116 en vue de la mesure de l'angle de référence. En supposant que l'accéléromètre 116 se trouve maintenant dans une position quelconque différente de sa position zéro, l'accé- léromètre va délivrer un signal de sortie vers la commande 120 du moteur d'entraînement dans la centrale de commande 121. Cette commande 120 transmet des lors des impulsions de commande au moteur 122 de manière que le cadre ou balancier 100 soit tourné, soit dans le sens des aiguilles d'une montre, soit dans le sens contraire, jusqu'à ce que l'axe sensible de l'accéléromètre 116 ait atteint une position horizontale, c'est-à-dire perpendiculaire à la direction des forces de gravité. Dès que cette position est atteinte, le signal de sortie de l'accéléromètre 116 devient nul et la commande 120 arrête le fonctionnement du moteur et la rotation du balancier 100.Dans cette position zéro, l'axe sensible de l'accéléromètre 116 definit un plan vertical (un second plan), dans lequel se trouve l'axe 102. Ce second plan et le premier plan définis à l'aide de la ligne de repère et de l'axe 102 sont les plans entre lesquels on mesure l'angle de référence R. Par conséquent, le nombre net et le signe (correspondant à la direction de rotation) des pas égaux nécessaires au moteur pas-à-pas 122 pour déplacer l'accéléromètre 116 de sa position de départ vers la position zéro, donc, le nombre net d'impulsions délivrées par la commande du moteur 120, fournit une indication de la grandeur de l'angle de référence R.La sortie pulsée de la commande 120 est également appliquée à un compteur binaire 144. te nombre d'impulsions comptées par le compteur 144 constitue des informations ou données dépendant de l'angle de référence R et ces données peuvent être transmises vers la surface di puits moyennant la technique de modulation de pression dans la boue de forage, de sorte que l'angle R puisse être connu à la surface du puits. Un second accéléromètre 148 est solidaire d'un second balancier se présentant sous forme d'un arbre 150 dont l'axe de rotation est représenté par 151 et qui est supporté dans des paliers 152 prévus dans le cadre 100. Ce second accéléromètre est parfois appelé accéléromètre d'inclinaison. L'axe sensible de l'accéléromètre d'inclinaison 148 est orthogonal par rapport à l'axe sensible de l'accéléromètre de référence 116. L'accéléromètre d'inclinaison 148 détermine un plan vertical perpendiculaire au plan déterminé par l'accéléromètre de référence 116 et, en coopération avec l'accéléromètre de référence 116, sert à définir un plan horizontal et à déterminer l'angle d'inclinaison I de l'axe de forage 102. Lors du fonctionnement, l'accéléromètre d'inclinaison 148 est d'abord déplacé vers une position de départ, qui est une position connue, choisie et déterminée arbitrairement, de l'accéléromètre et de l'arbre 150 par rapport au cadre 100. La position de départ de l'accéléromètre est déterminée moyennant un système optique analogue à celui utilisé pour déterminer la position de départ de l'accéléromètre 116. Ce système optique comporte une source de lumière 154, une cellule photoélectrique 156, un rayon lumineux 158 et des disques rotatifs 160, 162 et 164 munis respectivement d'ouvertures 166, 168 et 170. te disque 164 est fixé sur l'extrémité d'un arbre 171 et le disque 160 comporte une couronne dentée qui est entraînée par un servomoteur pas-à-pas 174. Ces trois disques sont également reliés entre eux par des engrenages, tel que représenté sur la figure. L'ensemble de ces engrenages est dimensionné de telle manière que les disques tournent à des vitesses légèrement différentes de la vitesse de rotation du balancier 150. Selon un mode de réalisation avantageux le disque 160 effectue une révolution complète pour chaque rotation de 100 du balancier 150, tandis que les disques 162 et 164 effectuent chacun une rotation complète lorsque le balancier 150 est tourné d'un angle de 90 respectivement 80. Les ouvertures 166, 168 et 170 ne sont alignées qu'une seule fois lorsque le balancier est tourné d'un angle de 3600.Cet alignement est toujours réalisé sur Te trajet du rayon lumineux 158 de manière à ce que celuici puisse frapper la cellule photo électrique 156 une fois par tour complet de 3600 du balancier 150. L'utilisation des trois disques 160, 162 et 164 tournant à des vitesses angulaires légèrement différentes est rendue nécessaire à cause du fait qu'il n'est pas pratique d'attacher un de ces disques directement au balancier 150 pour la mesure de l'inclinaison. Si l'un de ces disques pouvait être fixé directement sur le balancier 150, alors un système à deux disques pourrait être utilisé comme dans le cas de la mesure de l'angle de référence, où un disque est fixé directement su balancier 100. Lorsque l'on désire effectuer une mesure à l'aide de l'accéléromètre d'inclinaison, la commande 172 qui est associée à cet accéléromètre transmet des signaux vers le moteur pas-àpas 174 afin d'entraîner celui-ci suivant une première direction. tes disques 160, 162 et 164 ainsi que l'arbre 171 sont donc entraînés autour de leur axe et l'arbre 171 entraîne par l'intermédiaire d'un engrenage à vis sans fin 174 le balancier 150 pour faire tourner celui-ci autour de son axe suivant une première direction (supposée dans le sens contraire des aiguilles d'une montre).Lorsque les trois ouvertures 166, 168 et 170 sont alignées de façon à permettre le passage du rayon lumineux vers la cellule photoélectrique 156,- la position de départ de l'accéléromètre 148 est atteinte et le signal de sortie de la cellule photo électrique 156 est envoyé à la centrale de commande 121 pour commander l'arrêt du moteur 174. L'accéléromètre 148 occupe-donc une position connue par rapport au cadre 100. En supposant que l'accéléromètre 148 occupe une position quelconque autre que la position dans laquelle son axe sensible est perpendiculaire à la direction de la force de gravité, cet accéléromètre 148 fournira des signaux d'erreur qui seront transmis à la commande 172 de l'entraînement du moteur dans la centrale de commande 121. Cette commande 172 de l'entraînement du moteur engendre des impulsions de sortie qui sont appliquées au moteur pas-à-pas 174 et l'arbre de sortie de celui-ci est tourné pas-à-pas dans une direction correspondant à une diminution des signaux d'erreur issus du transducteur 138. Le balancier 150 et l'accéléromètre 148 sont donc tournés d'un certain nombre de pas jusqu'à ce que l'axe sensible de l'accé- léromètre 148 soit perpendiculaire à la direction de la force de gravité, c'est-à-dire jusqu'à ce que l'axe sensible soit situé sur une ligne disposée horizontalement, cette ligne définissant un second plan vertical déterminé par l'accéléromètre de référence. Dès que l'accéléromètre 148 occupe cette position zéro, le fonctionnement du moteur pas-à-pas est immédiatement arrêté. Considérant que la position zéro de l'accéléromètre de référence 116 définit une première ligne horizontale (correspondant à l'axe sensible de l'accéléromètre 116) et que la position zéro de l'accéléromètre d'inclinaison 148 définit également une seconde ligne horizontale (correspondant à l'axe sensible de l'accéléromètre 148) qui est orthogonale par rapport à la première ligne horizontale, on constate que ces deux lignes horizontales orthogonalescoopèrent pour définir un plan horizontal. En effet, un plan peut être défini par deux lignes orthogonales ou par une ligie et une direction. En appliquant cet énoncé à la présente invention, la ligne horizontale défi nie par l'axe sensible de l'un des deux accéléromètres représente la direction d'un plan dans lequel se trouve la ligne horizontale de l'autre accéléromètre.Donc, la coopération des deux axes sensibles des accéléromètres 116 et 148 permet de définir un plan horizontal. L'intersection du premier plan vertical (établie par l'axe sensible de l'accéléromètre 116) et le second plan vertical (établi par l'axe sensible de 1'accéléromètre 148) définit une ligne verticale dont l'intersection avec lraxe de forage 102 permet de définir l'angle d'inclinaison I. Comme dans le cas de la mesure de l'angle de référence R, les impulsions de sortie de la commande 172 du moteur d'entraînement sont transmises vers un compteur binaire 176. te nombre net de pas du moteur pas-à-pas 174 et par conséquent le nombre net d'impulsions transmises vers le compteur 176, nécessaires pour déplacer l'accéléromètre 148 de la position de départ vers la position zéro est directement fonction de et constitue une mesure de l'angle d'inclinaison I de l'axe de forage 102 par rapport à la verticale. tes impulsions comptées dans le compteur 176 peuvent être transmises à la surface en appliquant la technique de modulation de pression de la boue de forage, de sorte que l'angle d'inclinaison I peut entre connu en surface. te dispositif selon l'invention comporte également un capteur de l'azimut , ce capteur se présentant sous forme d'un magnétomètre 178 à flux comprenant un noyau toroidal. te magnétomètre 178 est du même type que le magnétomètre 58 décrit en référence à la figure 4 et au détecteur de rotation. Une description détaillée de la construction et du fonctionnement du magnétomètre 178 devient de ce fait superflue. te magnétomètre 178 est fixé sur un arbre 180 qui constitue le troisième balancier du mécanisme. Ce balancier 180 est porté dans un palier de façon à pouvoir tourner autour de l'axe longitudinal 183 de l'arbre 180, tandis que le palier 182 est fixé à l'extrémité dtun arbre rotatif 184. L'arbre 184 est parallèle à l'arbre 150 et est porté par des paliers 186 prévus dans les côtés longitudinaux du cadre 100 de manière à pouvoir être tourné autour de son axe longitudinal par l'intermédiaire de l'arbre 171 et d'un engrenage à vis sans fin 188. La position angulaire de l'arbre 184 est donc subordonnée à celle du balancier 150, qui dirige de ce fait l'arbre 184.Le noyau toroïdal du magnétomètre 178 est placé perpendiculairement par rapport à l'axe 183 du balancier 180 et l'axe de ce dernier est disposé suivant une direction orthogonale par rapport à l'axe sensible de l'accéléromètre d'inclinaison 188. I1 en résulte que, lorsque les accéléromètres de référence 116 et d'inclinaison 148 occupent leur position zéro ou horizontale , le balancier 180 est disposé verticalement et le noyau toroïdaL du magnétomètre 178 est disposé horizontalement. Le balancier 180 est entraîné autour de son axe longitudinal à l'aide d'un engrenage conique 190 et d'un engrenage à vis sans fin 192. Un pignon de l'engrenage 192 et un autre faisant partie de l'engrenage conique 190 sont montés sur un arbre commun 191 qui est traversé et porté par l'arbre 184, mais qui est libre de tourner par rapport à celuici. L'engrenage à vis sans fin 192 est entraîné par un arbre rotatif 194 qui est relié à un servomoteur d'azimut 196. Un système de détection photoélectrique, identique à celui décrit précédemment, en relation avec l'accéléromètre d'inclinaison, est conçu de manière à établir une connexion entre le servomoteur 196 et l'arbre 194, tel que montré sur la figure.Etant donné que ce système optique est identique à celui qui a été décrit ci-dessus en référence à la dét-ermination de l'angle d'inclinaison, une description détaillée et répétée devient superflue et les différentes parties constituant le système optique de la détermination de l'azimut comportent les mêmes chiffres de référence que les parties correspondantes du système d'optique utilisées pour la détermination de l'inclinaison, les chiffres de référence désignant les parties du système optique de la détermination de l'azimut étant toutefois munis de l'indice ""'. te système optique associé au capteur de l'azimut est également utilisé pour déterminer une position de départ du capteur 178. te capteur de l'azimut est utilisé pour déterminer la direction nord en captant la composante locale horizontale du champ magnétique terrestre. Comme dans le cas de l'opération des accéléromètres de référence et d'inclinaison, le capteur de l'azimut est d'abord déplacé dans une position de départ pré déterminée et connue, dans laquelle l'axe 183 est perpendiculaire à l'axe de forage 102, et l'axe sensible du magnétomètre est orthogonal à l'axe de forage 102, l'axe de sondage du nord (l'axe de sondage du nord est perpendiculaire à l'axe sensible) du magnétomètre étant pointé dans la direction du trépan (c'està-dire vers le fond du puits).Le capteur d'azimut est déplacé dans cette position de départ par un signal issu de la commande 198 du moteur d'entraînement et qui est délivré vers le servomoteur 196 afin de faire tourner le balancier 180 dans le sens contraire des aiguilles d'une montre autour de son axe longitudinal jusqu'à ce que la position de départ soit atteinte. Cette position est déterminée par l'incidence du rayon lumineux 158' sur la cellule photoélectrique 156' et le déclenchement d'un signal de sortie par la cellule photo électrique 156', qui est envoyé dans la centrale de commande 121 pour commander l'arrêt du moteur 196. En supposant que le magnétomètre 178 occupe une position quelconque autre que la position zéro, un signal d'erreur est engendré et la commande 198 transmet des signaux de commande vers le moteur pas-à-pas 196, afin d'actionner celui-ci dans le sens correspondant à une diminution du signal d'erreur fourni par le magnétomètre. Le fonctionnement de ce magnétomètre 178 est basé sur le fait que l'angle de phase de la seconde harmonique de son signal de sortie augmente et diminue en fonction de l'orientation de l'axe sensible du magnétomètre par rapport à la direction du champ magnétique terrestre.La caractéristique de ce transducteur est que cet angle de phase varie en fonction de l'orientation de son axe sensible par rapport à la direction du champ magnétique terrestre, cette variation ayant milieu à partir d'un signal de sortie maximal ou minimal lorsque l'axe sensible est parallèle à la direction du champ magnétique terrestre et tombant vers zéro lorsque ltaxe sensible est perpendiculaire à la direction du champ magnétique terrestre. Cette relation est illustrée sur la figure 9, où la flèche N indique la direction du nord magnétique, les autres flèches représentant la direction de l'axe sensible du magnétomètre. Ce magnétomètre 178 fonctionne donc comme un transducteur dont le signal de sortie devient zéro lorsqu'il est déplacé dans une position dans laquelle son axe sensible est perpendiculaire à la direction du champ magnétique terrestre. te signal d'erreur engendré par le magnétomètre, c'est-à-dire le signal de sortie déclenché lorsque le magnétomètre est dans une position autre que la position zéro, est transmis à la commande 198 dans la centrale de commande 121. Suite à la réception de ces signaux d'erreur du magnétomètre 178, l'unité de commande 198 déclenche des impulsions de sortie qui sont envoyées au moteur pas à pas 196 et qui commandent le fonctionnement pas-à-pas de celui-ci afin de déplacer le magnétomètre 178 vers sa position zéro, c'est-àdire celle dans laquelle l'amplitude des signaux émis par le magnétomètre est zéro. te magnétomètre 178 et son balancier 180 sont donc tournés d'un certain nombre de pas jusqu'à ce que l'axe sensible du magnétomètre 178 soit perpendiculaire à la direction du champ magnétique terrestre et jusqu'à ce que le fonctionnement du moteur pas-à-pas soit arrêté. La somme algébrique des signaux de sortie émis par les unités de commande 198 et 172 est envoyée à travers un élément OU 199 vers un compteur binaire 200 dans la centrale de commande 121. L'élément OU 199 consiste en une porte OU 199(a) pour les signaux de signes et une porte OU 199(b) pour les signaux de nombre. te nombre net et le signe de cette somme algébrique d'impulsions délivrées vers le compteur 200 et nécessaires pour déplacer le magnétomètre 178 d'une position de départ vers une position zéro représentent une mesure directe de la direction de l'axe de forage par rapport au nord magnétique, c'est-à-dire l'angle A. tes impulsions des unités de commande 198 et 172 doivent être additionnées algébriquement parce que le balancier 183 est déplacé par son propre moteur 196 et est en plus déplacé d'un cran à chaque pas du moteur 174 lorsque l'arbre 171 entraîne l'accéléromètre 148 vers sa position zéro, à cause de la liaison d'entraînement entre les arbres 171 et 184 et l'engrenage conique 190. te nombre d'impulsions comptées par le compteur 200 peut être transmis vers la surface en utilisant la technique de la modulation de pression de la boue de forage, de sorte que l'azimut A peut être connu en surface. Le dispositif de sondage décrit ci-dessus comporte donc essentiellement une suspension à cardan comprenant trois balanciers avec une servocommande effectuée par deux accélé romètres et un magnétomètre. tes accéléromètres servent à déterminer un plan horizontal et un plan vertical en établissant deux directions orthogonales entre elles et perpendiculaires à la direction de force de gravité, les magnétomètres servant à déterminer la direction du nord magnétique dans le plan horizontàl. te dispositif permet de ce fait de mesurer l'angle de référence R, l'angle d'inclinaison I et l'azimut A, c'est-à-dire trois informations angulaires ou goniométriques qui sont suffisantes pour définir la position et la direction de outil de forage au fond du puits. I1 est bien entendu nécessaire de prévoir des connexions électriques pour les trois capteurs, à savoir l'accéléromètre 116, l'accéléromètre 148 et le magnétomètre 178, de manière qu'ils puissent engendrer des signaux d'erreur à transmettre vers les commandes des moteurs d'entraînement concernés. Ces connexions électriques peuvent être réalisées de manière connue en soi (à l'aide de bagues de frottement) à partir du générateur 65, ces connexions étant représentées schématiquement sur la figure 7 par la référence V0. Un avantage particulier du dispositif de sondage selon la présente invention réside dans le fait qu'il n'est pas nécessaire de prévoir des transducteurs angulaires séparés avec le problème mécanique et de fiabilité des mesures que celà implique, comme c'est le cas pour l'état de la technique. Au lieu des transducteurs angulaires, la présente invention permet des mesures angulaires par comptage du nombre des pas des moteurs pas-à-pas, ou du nombre d'impulsions délivrées vers les moteurs pas-à-pas pour accomplir chaque pas. te mécanisme de déplacement associé à chaque moteur pas-à-pas fonctionne avec une précision élevée de sorte que chaque pas du moteur pas-à-pas correspond à un déplacement angulaire connu du balancier correspondant.La mesure angulaire est donc réduite à la simple opération d'addition algébrique des impulsions engendrées ou des pas effectués par chaque moteur pas à pas. Tout le mécanisme de sondage montré sur la figure 7 peut baigner dans une huile de silicone viEçeuse qui remplit entièrement l'enceinte du poste de sondage et de mesure 44. Cette huile sert aussi bien à protéger le mécanisme des vibrations et chocs qu'à la lubrification des paliers et engrenages et comme milieu de transmission de la chaleur pour les moteurs. Afin de réduire l'effet des dilatations thermiques différentielles sur la précision et la sensibilité des trains d'engrenages entraînant les balanciers 150 et 180 sur l'arbre 184, les vis sans fin des trains d'ngrenage 174, 188 et 192 sont isolées par des compensateurs à soufflets 202 supportés symétriquement par un étrier 204. tes arbres 171 et 194 sont donc en fait constitués de segments séparés reliés entre eux au moyen de compensateurs à soufflets 202 qui, tout en assurant une transmission fidèle de la rotation des arbres, permettent une compensation des dilatations axiales induites thermiquement dans les arbres suivant les deux directions, de sorte qu'il nty aura pas de flottement des points de contact entre les roues dentées des différents trains d'engrenage En fonction de la qualité des fils électriques utilisés pour les entrées et/ou les sorties des accéléromètres, il peut être souhaitable de prévoir des butées de fin de course. C'est ainsi que, pour le balancier 150, on a prévu une butée 206 fixée sur le cadre 100 et dirigée vers l'intérieur de celuici afin d'arrêter le mouvement d'un doigt 208 fixé sur le balancier 150. te doigt 208 et la butée 206 coopèrent de manière à limiter la rotation du balancier 150 à une valeur angulaire inférieure à 3600 dans chaque direction et évitent de cette manière une rupture des fils électriques lorsque ceux-ci sont relativement gros et cassants. Des mesures analogues peuvent être prévues pour les autres balanciers si les circonstances le rendent nécessaire. tes figures 10 et 11 montrent des schémas pour illustrer le dispositif de commande selon la présente invention. La figure 10 est un schéma synoptique du dispositif de commande entier y compris le circuit du détecteur de rotation de la figure 5 et les commandes 120, 172 et 198 pour mesurer respectivement l'angle de référence, l'angle d'inclinaison et l'azi- mut . tes circuits de commande 120 et 172 sont identiques entre eux, tandis que le circuit de commande 198 est différent en ce sens que certains de ces composants situés à l'entrée du circuit sont différents à cause du fait que les signaux d'erreur relatifs à l'azimut sont issus du magnétomètre 178, tandis que les signaux relatifs aux angles de référence et d'incli- naison sont issus de transducteurs accélérométriques 116 et 148.La figure l1 montre l'un des deux circuits de commande 120 et 122 tandis que les composants qui diffèrent dans le circuit de commande 198 par rapport aux deux autres, seront décrits par la suite. Sur la figure 10 on voit le circuit du détecteur de rotation, comprenant le magnétomètre 58, le détecteur 70 (comprenant le détecteur de phase 70A, le filtre passe-bas 70B et l'amplificateur 70C), le détecteur de passage par zéro 72 et le filtre digital 74 (comprenant un compteur 75, des multivibrateurs bistables 76, 77 et 78 et une porte ET (voir également figure 5A). Ainsi qu'il a été décrit en référence aux figures 5 et 6, la détection de l'arrêt de rotation (ou une faible vitesse prédéterminée de rotation de l'outil de forage)provoque le basculement du multivibrateur bistable 77. Le flanc montant de la sortie Q du multivibrateur bistable 77 est transmis vers une unité d'amorçage 210 pour préparer et faire démarrer le fonctionnement de la centrale de commande 121. L'unité d'amorçage 210 (voir figure 12) comporte deux multivibrateurs monostables 212 et 214. Le flanc montant de la sortie Q du multivibrateur bistable 77 actionne le multivibrateur monostable 212 pour engendrer une impulsion d'une durée de une ms à la sortie Q du multivibrateur mono stable 212.Cette impulsion de sortie à la sortie Q du multivibrateur monostable 212 est une impulsion de préparation PC1,EAR qui, ainsi qu'il sera décrit plus en détail par la suite, est appliquée aux bornes de remise à zéro de différents postes dans le système de commande pour assurer que toute la centrale de commande 121 soit préparée pour le début de l'opération de sondage. La sortie Q du multivibrateur monostable 212 est reliée à l'entrée du multivibrateur monostable 214 de sorte que celui-ci soit basculé par le flanc arrière de l'impulsion émise par le multivibrateur monostable 212 et engendre une impulsion dtune durée de 1 ms, qui constitue en fait une impulsion de commande 2STARS pour la centrale de commande. Comme on le décrira par la suite, 1'impulsion PSTART est également transmise à différents composants de la centrale de commande pour déclencher le fonctionnement de celle-ci. A part l'impulsion PSgART qui est transmise à différents composants de la centrale de commande, une horloge principale 216 engendre des impulsions ou signaux de synchronisation pour le dispositif de commande. La figure 13 montre schématiquement cette horloge principale 216 qui comporte essentiellement un multivibrateur instable 218 dont la sortie est reliée à un compteur-diviseur 220 dans lequel la sortie du multivibrateur instable est subdivisée-en différentes impulsions de synchronisation de base destinées à être délivrées vers les différents composants du système.La figure 13A montre le signal de sortie du multivibrateur instable dont la fréquence est (f) ainsi que les impulsions de sortie CP1 à CP10 fournies par l'horloge principale 216 pour être transmises vers les différents composants du système à des fins de synchronisation. On va décrire maintenant le fonctionnement du dispositif de commande lors de la détermination de l'angle de référen- ce R. Cette description du fonctionnement est bien entendu applicable au fonctionnement pour la mesure de l'angle d'inclinaison I et, à défaut d'explications contraires, également pour la mesure de l'azimut A. Cette description se référera simultanément aux figures 10 et 11. FONCTI ONNEMENT EN MODE DE PREPABArEION Lorsque le circuit d'amorçage 210 est actionné, l'impulsion PCLEAR est envoyée vers un certain nombre de composants des circuits de préparation, d'arrêt et de fonctionnement, de d'un générateur d'impulsions et l'unité de commande 222. te générateur d'impulsions etl'unité de commande 222 comportent un circuit de départ 224 (voir figure llB) qui comprend un cirez cuit auxiliaire de préparation 226 et un circuit auxiliaire de mesure 228, un circuit de fonctionnement 230 (voir figure lit), un circuit d'accomplissement 232 et un circuit d'arr8t 234. Une impulsion PCLEAR issue du circuit d'amorçage 210 est appliquée au circuit 224 de la figure 11 pour déclencher le fonctionnement de celui-ci. Cette impulsion PCLEAR est appliquée à une porte OU 236 dont la sortie est reliée à un multivibrateur bistable 238 du type D qui peut être basculé par les signaux passant à travers la porte OU 236. te multivibrateur bistable 238 peut également être désigné comme multivibrateur "de départ", étant donné qu'il est impliqué dans la détermination de la position de départ vers laquelle l'accéléromètre de référence 116 est déplacé initialement, ainsi qu'on l'a décrit ci-dessus.L'impulsion de départ PSU issue du circuit d'amor çage 210 est transmise vers une porte OU 240 et à travers celleci au multivibrateur bistable 238. Il'impuLsion de départ PSTART est également appliquée à une porte OU 244. L'impulsion de départ PSTART est inversée lorsqu'elle est délivrée au multivibrateur 238 et c'est donc flanc arrière de l'impulsion qui fait basculer ce multivibrateur 238, étant donné qu'un multivibrateur du type D nécessite un signal montant pour être basculé. Lorsque le multivibrateur bistable 238 bascule, sa sortie Q monte et constitue un signal qui sera désigné par la suite comme signal EHOME t'état basculé du multivibrateur bistable 238 correspond au mode de préparation. Xe signal FHOME obtenu à la sortie Q du multivibrateur 238 est envoyé à différentes places du dispositif de commande.Ce signal PHONE est d'abord appliqué à un multivibrateur monostable 242 du circuit, mais ne fera basculer celui-ci que lorsque le flanc arrière du signal FHOME apparaît, ce qui se produira plus tard dans le déroulement des opérations lorsque l'accéléromètre 116 est déplacé vers la position de départ. te signal PHONE est également envoyé vers un circuit de détection d'amplitude 246 faisant partie d'un détecteur de signe et d'amplitude 245 et plus particulièrement vers une porte OU 247 du circuit de détection d'amplitude 246. Ce signal FHOME annule l'effet des autres signaux appliqués à la porte OU 247 et c'est ce signal qui est délivré vers la porte ET 249 et qui constitue l'une des deux entrées de cette porte ET 249.Lorsque la seconde entrée de la porte ET 249 reçoit un signal en même temps que le signal HOME, une impulsion de sortie sera déclen chée qui va commander le déplacement de l'accéléromètre de référence vers sa position de départ. Le signal à appliquer à la seconde entrée de la porte EU 249 est obtenu du circuit de fonctionnement 230 après que celui-ci ait reçu un signal d'entrée de la porte OU 244. L'entrée de cette porte OU 244 est constituée par l'impulsion de départ STAR'IN qui traverse la porte 244 et apparaît à la sortie de celle-ci comme signal PRUN , qui est envoyé à l'en- trée S d'un multivibrateur bistable du type JK 248 dans le circuit de fonctionnement 230. Le multivibrateur 248 (encore appelé multivibrateur de fonctionnement) a été précédemment basculé à l'état zéro par une impulsion PCLEAR délivrée par le circuit d'amorçage, de sorte que le signal PRUN apparaissant à la borne S du multivibrateur 248 va faire basculer celui-ci. La sortie Q de ce multivibrateur 248 va donc monter et un signal apparaîtra à la seconde entrée de la porte ET 249. Lorsque les deux signaux nécessaires sont présents simultanément aux deux entrées de la porte ET 249, un signal de sortie sera déclenché par celle-ci, signal qui sera transmis à l'entrée D d'un multivibrateur bistable du type D 250 incorporé dans un circuit générateur d'impulsions 252.L'entrée C du multivibrateur bistable 250 reçoit des impulsions de synchronisation CP1 de l'horloge principale 216 et le multivibrateur 250 est basculé (le signal d'entrée D est transféré vers Q) lorsque son entrée D se trouve au niveau logique 1 (signal provenant de la porte 249) en présence d'une impulsion de synchronisation CP1. Le multivibrateur bistable 250 est donc basculé à une fréquence qui est déterminée par la fréquence des impulsions de synchronisation CP1 lorsque l'entrée D se trouve au niveau logique 1. Chaque fois que le multivibrateur bistable 250 est basculé, la sortie Q est délivrée vers une porte ET 254 dans le générateur d'impulsions 252 où son passage est subordonné à l'apparition d'un second signal de synchronisation CP3 de l'horloge principale 216. Les signaux aux deux entrées de la porte ET 254 déclenchent une sortie pulsée en aval de la porte 254. Cette sortie pulsée est envoyée à différents endroits du système de commande, l'un de ceux-ci étant le circuit séquentiel 256 d'entraînement du moteur 122. ta sortie de la porte ET 254 est par conséquent la sortie du générateur d'impulsions 252 constitue donc une série dtimpul- sions de pas délivrées vers le circuit séquentiel. Le signal FHOME (obtenu lorsque la sortie Q du multivibrateur 238 est élevée) est également appliqué à l'entrée S d'un multivibrateur bistable du type JK 258 se trouvant dans le détecteur de signe et d'amplitude 245. Le signal FHOME apparaissant à l'entrée S du multivibrateur 258 fait basculer celuici de sorte que sa sortie Q monte. La sortie élevée Q du multivibrateur bistable 258 est également délivrée au circuit séquentiel 256 où sert comme indicateur de signe ou de direction afin de provoquer la rotation du moteur dans une direction prédéterminée (supposée dans le sens contraire des aiguilles d'une montre) pour déplacer l'accéléromètre de référence 116 vers la position de départ. D'après ce qui précède, on constate que le circuit séquentiel 256 reçoit deux signaux distincts. Un de ces signaux est constitué par les impulsions de pas engendrées par le générateur d' impulsions 252 et l'autre signal est un signal indicatif du signe ou de la direction, qui est issu du multivibrateur 258 faisant partie du détecteur de signes et d'amplitude 245. te circuit séquentiel 256 est un compteur-décompteur à deux étages 26. Il reçoit les impulsions de pas issues du générateur d'impulsions 252 et les informations relatives aux signes du multivibrateur 258 dans le détecteur de signe et d'amplitude 245 et convertit ces données d'entrée en un signal à quatre phases. Autrement dit, le circuit séquentiel est un générateur de phase pour un moteur à quatre phases. Le signal à quatre phases est transmis par des lignes séparées vers un amplificateur 262 qui comporte des amplificateurs et des convertisseurs de niveau séparés pour convertir le signal à quatre phases du circuit séquentiel 256 en un niveau d'énergie approprié pour entraîner le moteur pas-à-pas à quatre phases 122. Avant d'êtré appliquée aux amplificateurs séparés dans l'amplificateur 262, chacune des phases est envoyée respectivement vers une première entrée d'une porte ET 261, dont la seconde entrée est branchée à la sortie Q du multivibrateur bistable 77 du filtre digital 74. Le moteur-d'entralnement 122 ne peut donc pas fonctionner tant que les deux signaux, à savoir un signal d'arrêt de rotation issu du filtre digital 4 et les impulsions du générateur d'impulsions 252, ne sont pas présents simultanément.En présence des deux signaux aux entrées de la porte ET 261, l'accéléromètre de référence est donc déplacé vers la position de départ et on notera que la direction de rotation vers la position de départ sera toujours la même (supposée dans le sens contraire des aiguilles d'une montre) étant donné que les informations relatives aux signe ou à la direction et provenant du multivibrateur 258 occupent toujours le même niveau lors du fonctionnement en mode de préparation. Le moteur 122 tourne jusqu'au moment où le détecteur 128 reçoit le rayon lumineux issu de la source de lumière 126. te signal fourni par le détecteur 128 est amplifié et converti à des niveaux logiques dans un circuit d'amplification et d'élévation en carrée 264, dont la sortie est envoyée à la seconde entrée d'une porte ET 266 dans le circuit d'arrêt 234. Le signal à la- première entrée de la porte ET 266 est déjà présent sous forme du signal FHOME d du multivibrateur 238 dans le circuit de départ 224. La sortie de la porte ET 266 monte au niveau logique 1 lorsque un signal est issu di circuit d'amplification et d'élévation au carrée 264 et le signal de sortie de la porte 266 est transmis vers et à travers une porte OU 268, élevant ainsi également la sortie de celle-ci au niveau logique 1.Ce signal déclenché à la sortie de la porte OU 268 est appliqué à l'entrée d'une porte ET 270 dans le circuit de fonctionnement 230 ou son passage est subordonné à une impulsion de synchronisation CP9. Le signal de sortie de la porte ET 270 est inversé et transmis à 11 entrée C du multivibrateur bistable 248 du type JK, afin de faire rebasculer celui-ci par le flanc arrière du signal de synchronisation CP9, c'est-àdire de commuter la sortie Q du multivibrateur 248 vers le niveau logique zéro. Ce rebasculement ou remise à zéro du multivibrateur 248 annule un des deux signaux aux entrées de la porte ET 249 dans le circuit de détection d'amplitude 246 et par conséquent également le signal à l'entrée D du multivibrateur 250.Ce multivibrateur 250 est donc remis à zéro et dès lors le générateur d'impulsions 252 n'engendre plus l'impulsion et le moteur 222 est arrêté, étant donné que les positions de départ sont atteintes. te fonctionnement en mode de préparation décrit cidessus a lieu simultanément pour les trois axes de référence, d'inclinaison et d'azimut- . Chacun des circuits de commande 120, 172 et 198 comporte un multivibrateur de fonctionnement 248. La sortie Q de chacun de ces multivibrateurs 248 est reliée à une porte ET 272 à trois entrées dans un circuit commun d'accomplissement 232. Lorsque chacun des trois multivibrateurs 248 est remis à zéro, la sortie Q est élevée. Lorsque les sorties Q de chacun des trois multivibrateurs 248 est au niveau élevé, la sortie de la porte ET 272 monte également et constitue un signal d'accomplissement indiquant que les accéléromètres 116 et 148, ainsi que le magnétometre 178 ont tous été déplacés vers leurs positions de départ respectives. Ce signal d'accomplissement apparaissant à la sortie de la porte ET 272 est appliqué vers une des deux entrées d'une porte ET 274 dans le circuit auxiliaire 226 du circuit de départ 224. La seconde entrée du circuit ET 274 reçoit le signal FHOME et en présence des deux signaux un signal passe à travers cette porte ET 274 et est appliqué à la porte OU 236. Un signal passant à travers cette porte OU 236 est appliqué à l'entrée R du multivibrateur 238 et celui-ci est remis à zéro par ce signal. Lorsque ce multivibrateur 238 est remis à zéro, sa sortie Q descend vers le niveau logique zéro et provoque la commutation du multivibrateur mono stable 242 et le déclenchement par celuici d'un signal d'une durée de 1 ms, c'est-à-dire que le multivibrateur monostable 242 est commuté par le flanc arrière du signal FHOME. L'impuLsion de sortie d'une ms déclenchée par le multivibrateur monostable 242 est appliquée au compteur-décompteur 144 et remet celui-ci à zéro, de sorte que ce compteur 144 est maintenant préparé pour recevoir les impulsions de mesure. t'impulsion de sortie déclenchée par le multivibrateur monostable 242 permet également le passage d'une impulsion à travers la porte OU 244 et par conséquent une nouvelle apparition d'une impulsion PRUN à la sortie de cette porte 244. Cette impulsion PRUN fait basculer le multivibrateur bistable 248 du circuit de fonctionnement 230 de la même manière que celui-ci l'était lors du fonctionnement en mode de préparation. Lorsque ce multivibrateur bistable 248 est basculé, sa sortie Q monte vers le niveau logique 1 et est appliquée à nouveau à la porte ET 249 dans le circuit de détection d'amplitude 246. I1 est toutefois à noter que maintenant le signal FHOME est annulé et par conséquent il ne passe pas de signal à travers la porte ET 249 tant que la porte OU 247 ne reçoit un signal d'entrée de par ailleurs dans le circuit de détection de signe d'amplitude 245. te passage du signal d'accomplissement issu de la porte 272 arrête le signal FHOME dans chacun des circuits de commande 120, 172 et 198 et le fonctionnement du générateur d'impulsions est temporairement arrêté en vue de l'attente de nouvelles instructions, malgré que la sortie Q du multivibrateur de fonctionnement 28 soit élevée et qu'il ait été appliqué vers l'une des entrées de la porte ET 249. t'opération "mode de préparation" est donc accomplie. FONCTIONNEMENT EN MODE DE MESURE t'zpulsion engendrée par le multivibrateur monostable 242 est également inversée et appliquée à l'entrée C d'un multivibrateur 276 du type D et celui-ci est de ce fait commuté par le flanc arrière de l'impulsion émise par le multivibrateur monostable 242. Lorsque la sortie de ce multivibrateur bistable 276 est élevée au niveau logique 1 il constitue un signal de mesure qui est appliqué à l'une des entrées d'une porte ET 278 dans le circuit d'arrêt 234. tes portes 278, 266 et 268 coopèrent ensemble pour constituer un élément ET/ OU. te signal de mesure est également appliqué à l'entrée D d'un multivibrateur bistable 310 du type D, afin de faire basculer celui-ci.Le système de commande est maintenant en état de fonctionnement pour le mode de mesure qui est dicté par les signaux d'erreur issus de l'accéléromètre 116. En supposant que l'accéléromètre de référence 116 soit maintenant dans une position autre que sa position zéro, un signal d'erreur sera engendré et appliqué à l'amplificateur 280. Ainsi qu'on peut le voir sur la figure 8, ce signal d'erreur est constitué par un courant dont l'amplitude est une fonction cosinusoidale de l'angle que fait l'axe sensible de l'accéléromètre par rapport à la direction de la force de gravité. L'amplificateur 280 est un amplificateur à gain élevé du type Bu107 et le circuit amplificateur peut être du type décrit dans le "liner Applications Handbook", 1973 édité par M.K. Vander Kooi, National Semiconductor Application Note AN20-5, février 1969, figure 13. tans un tel circuit amplificateur, le courant est amplifié et converti en tension pour l'utilisation ultérieure. te signal amplifié dans le circuit amplificateur 280 est envoyé dans un circuit filtrant 282 pour eSever les composantes à haute fréquence du signal, qui peuvent être introduites par le moteur pas à pas ou les vibrations ambiantes. Ce filtre est un filtre bipolaire avec une fréquence de rupture de 3 hertz et un amplificateur du type Li10? et peut être trouvé dans Linear Applications Handbook, 1973, édité par M.K. Vander Kooi, National Semiconductor, Note AN5-10, avril 1968, figure 25. te signal filtré issu du circuit filtrant 282 est ensuite délivré vers et intégré dans un circuit d'intégration 284. L'amplificateur du circuit d'intégration 284 est du type Si107. tes interrupteurs S1 et S2 sont des interrupteurs à semiconducteurs tels que les types RCA Cl 4016. Pour des détails supplémentaires du circuit d'intégration on se référera avantageusement à la publication "Operational Amplifiers, Design and Applications" de Tobey, Graeme et Hunlsman, figure 6.15, McGraw-Hill, 1971. te circuit integrateur sert à amplifier le signal d'erreur délivré par l'accéléromètre 116 en fonction du temps afin de pouvoir analyser et traiter des signaux faibles. L'intégrateur est remis à zéro en renvoyant le signal de sortie du générateur d'impulsions 252 vers les interrupteurs S1 et à semiconducteurs. Cette remise à zéro qui est effectuée en fermant et en ouvrant alternativement les interrupteurs S1 et à à l'aide du signal provenant du générateur d'impulsions pour chaque pas effectué par le moteur pas-à-pas, l'un des interrupteurs étant ouvert lorsque l'autre est fermé. te signal filtré délivré par le filtre 282 et le signal intégré dans le circuit d'intégration 284 sont tous les deux envoyés dans un circuit d'addition 286 dans lequel le signal filtré et le signal intégré sont additionnés algébriquement. Par conséquent, même si le signal d'erreur délivré par le filtre 282 est faible, le signal intégré sera disponible pour la mise en oeuvre dans le reste du système.Pour d'autres détails du circuit d'addition on peut se référer à la publication "National Semiconductor, Inc.NoteA et 20-3, février 1969, figure 3" (Linear Applications Handbook, 1973 édité par M.K. Vander Kooi). Le signal de sortie du circuit d'addition 286 est ensuite appliqué au circuit de détection de signe et d'amplitude 245 pour l'analyse du signe et de l'amplitude du signal. L'amplitude est proportionnelle à l'éloignement de l'accéléromètre de référence de sa position zéro et le signe est proportionnel à la direction de rotation suivant laquelle l'accéléromètre de référence doit être déplacé pour retourner à la position zéro. te détecteur de signe et d'amplitude 245 comporte un circuit comparateur 288A et un circuit comparateur 288B. Le circuit comparateur 288A comporte un diviseur de tension 290 composé d'une résistance R1A et d'une résistance R2A connectées à un amplificateur 292 de la manière montrée sur la figure llA. te circuit comparateur 288B comporte également un diviseur de tension 294 constitué par les résistances R1B et R2B, également reliées à un amplificateur 296B de la manière illustrée sur la figure. Les amplificateurs 292 et 296 sont tous les deux des amplificateurs différentiels à gain élevé. La sortie du circuit d'addition 286 est appliquée à l'amplificateur 292 et à l'amplificateur 296. te diviseur de tension 290 établit un premier potentiel de référence A pour l'amplificateur différentiel 292 et le diviseur de tension 294 établit un second potentiel de référence B pour l'amplificateur différentiel 296. La fonction du circuit comparateur consiste à comparer le signal de sortie du circuit d'addition 286 autdeux potentiels de référence. Le fonctionnement de ces circuits sera expliqué en référence aux figures 14A, 14B et 14C. Lorsque le signal de sortie du circuit d'addition 286 est plus positif que le potentiel de référence A, la sortie (voir figure 14B) de l'amplificateur 292 sera négative. De manière analogue, lorsque le signal de sortie du circuit d'addition 286 sera plus négatif que le potentiel de référence B, la sortie (figure 14C) de l'amplificateur 296 sera positive. Le résultat du fonctionnement des circuits comparateurs 280A et 280B est donc constitué par les signaux montrés sur les figures 14B et 14C. tes sorties des circuits comparateurs 288A et 288B sont respectivement envoyées dans un circuit tampon inverseur 298 et dans un circuit tampon non-inverseur 300. Ces tampons servent à déplacer les niveaux des potentiels des circuits comparateurs vers un niveau compatible avec le multivibrateur bistable 258 auquel les signaux de sorties des circuits tampon sont appliqués. te signal délivré par le circuit tampon iverseur 298 est montré sur la figure 14D et sera représenté par la suite par AOU'P .Ce signal ACUT est délivré vers la borne J du multivibrateur 258, tandis que le signal obtenu à la sortie du circuit tampon 300 et représenté par BOUT est appliqué à la borne K de ce multivibrateur 258. tes sorties des deux circuits tampon 298 et 300 sont également envoyées vers la porte OU 247 du circuit de détection d'amplitude 246. tes signaux BOUT et ATOUT sont donc appliqués tous les deux à OUT la porte OU 247 (voir figure 14E). Des impulsions de synchronisation CP1 issues de l'horloge principale 216 sont appliquées à l'entrée C du multivibrateur bistable 258 de sorte que, si l'un des signaux ATOUT à l'entrée J ou BOUT à l'entrée K est disponible simultanément avec une impulsion de synchronisation CP1 à leurs entrées respectives du multivibrateur 258, celui-ci sera basculé.Se référant de nouveau au diwFamme 14B à 14E, on constate que le multivibrateur 258 sera basculé (sortie Q vers le niveau logique 1) lorsque le signal ACUT est négatif ( oUI, positif) en présence d'une impulsion de synchronisation CP1 et que le multivibrateur 258 sera rebasculé ou remis à zéro (sortie Q au niveau logique zéro) lorsque BOUT est positif en présence d'une impulsion de synchronisation CP1. Considérant que la sortie Q du multivibrateur bistable 258 est appliquée au circuit séquentiel 256 en vue de la commande de la direction de rotation du moteur 122 en fonction du niveau du signal de sortie Q, on constate que le moteur 122 sera entraîné soit dans le sens des aiguilles d'une montre, soit dans le sens contraire en fonction des signaux de sortie émis par les comparateurs 288A et 288B. t'accéléromètre de référence 116 sera donc déplacé suivant la direction appropriée afin de réduire les signaux d'erreur issus de l'accéléromètre 116 jusqu'à ce que celui-ci arrive dans sa position zéro. Le signal oUgll et BOUT qui sont envoyés vers la porte OU 247 du circuit de détection d'amplitude 246 servent à déterminer l'amplitude du signal d'erreur de l'accéléromètre 116. Ainsi qu'on peut le constater sur les diagrammes 14A à 14E, les signaux B0UT ou ouT sont au niveau logique 1 lorsque le signal issu du circuit d'addition 286 est en-dehors des limites montrées sur la figure 14E, c'est-à-dire au-dessus du niveau A ou en-dessous di niveau B. Par conséquent, l'air compris entre les deux limites A et E sur la figure 14 correspond à une bande neutre dans laquelle les deux signaux des circuits tampon 298 et 300 sont au niveau zéro.Chaque fois qu'un signal d'erreur sort de cette bande neutre, c'està-dire au-dessus de la limite A ou en-dessous de la limite B, un signal est passé à travers la porte OU 247 vers la porte ET 249 et constitue la seconde entrée de cette porte E 249. La première entrée de la porte ET 249 est déjà occupée par le signal Q de niveau logique 1 déclenché par le multivibrateur bistable 248. Un signal est donc déclenché à la sortie de la porte ET 249 et l'entrée D du multivibrateur 250 est élevée au niveau logique 1.Ainsi qu'il a été décrit précédemment, ce multivibrateur 250 est basculé lorsque son entrée D se trouve au niveau logique 1 et que simultanément une impulsion de synchronisation CP1 est appliquée à l'entrée C. ta sortie Q du multivibrateur 250 se trouvant au niveau logique 1, si, une impulsion de synchronisation CP3 est des lors appliquée à la porte ET 254 une impulsion de pas est émise vers le circuit séquentiel 256 et va commander, en coopération avec le signal de sortie élevé Q du multivibrateur 77 par la porte 261, le moteur d'entraînement 122.Ce moteur 122 va donc tourner aussi longtemps que les impulsions de pas sont reçues par le générateur d'impulsion 252, c'est-à-dire aussi longtemps que l'accé- léromètre 116 est déplacé vers sa position zéro dans laquelle le signal de sortie du circuit d'addition 286 restera dans la bande neutre. Les signaux de sortie du multivibrateur 258 du détecteur de signe et d'amplitude 245, ainsi que les impulsions émises par le générateur d'impulsions 252 sont également envoyés dans un compteur - décompteur 144 pour être additionnés algébriquement et permettre la détermination du nombre net d'impulsions de pas délivrées vers le moteur 122 en vue du déplacement de l'accéléromètre 116 vers sa position zéro. I1 est évident que les diagrammes des figures 14A à 14E ne constituent qu'un exemple de fonctionnement qui, en l'occurrence, représente une oscillation, ou va-et-vient de I'accéléromètre 116 autour de sa position zéro Pour d'autres déplacements de l'accéléromètre, les signaux AOUT ou BOUT seront également présents, mais seront répartis dtune manière différente sur l'abscisse des temps. Ainsi qu'on l'a décrit précédemment, le multivibrateur de fonctionnement 248 est remis à zéro lorsqu'un signal est envoyé du circuit d'arrêt 234 vers la porte 270 en présence d'une impulsion de synchronisation CP9 à l'entrée de cette porte. Ce signal émis par le circuit d'arrêt 234 est déclenché par l'apparition simultanée à la porte 256 d'un signal provenant du détecteur photoélectrique 128 (à travers le circuit d'amplification et d'élévation au carrée 264) et d'un signal FHOME provenant du multivibrateur 238. Dans le cas du fonctionnement selon le mode de mesure, le signal FHOME est terminé et par conséquent le signal qui était issu du circuit d'arrêt 234 pour remettre le multivibrateur 248 à zéro doit être engendré d'une autre manière. tans le mode de mesure, le multivibrateur 276 du circuit de mesure 228 a été basculé de sorte que le signal de mesure issu de ce multivibrateur est envoyé vers l'une des entrées de la porte ET 278 dans le circuit d'arrêt 234. Lorsque la deuxième entrée de cette porte 278 reçoit également un signal, un signal sera transmis à travers la porte ET 278 et la porte OU 268 et délivré vers la porte ET 270 de sorte que le multivibrateur 248 pourra être remis à zéro en présence d'une impulsion de synchronisation CP9. Cette seconde entrée de la porte ET 278 est alimentée à partir d'un compteur 302 qui délivre un signal vers cette porte ET chaque fois que le compteur déborde. I1 y a deux manières d'alimenter ce compteur 302 en impulsions. S'il se produit un changement de signe dans le détecteur de signe et d'amplitude 245, la sortie Q du multivibrateur 258 passe du niveau logique zéro vers le niveau logique 1. La sortie Q de ce multivibrateur 258 est reliée à l'une des entrées d'une porte ET 304 dont l'autre entrée est alimentée par la sortie Q d'un multivibrateur 306. Ce multivibrateur 306 aura été remis à zéro précédemment par l'impulsion PRUN > de sorte que sa sortie Q est au niveau logique 1. Il en résulte qu'un signal passera à travers la porte ET 304 chaque fois que la sortie Q du multivibrateur 258 est élevée à la suite d'un changement de signe . La sortie de la porte 304 traverse la porte OU 308 et est appliquée au compteur 302. Lorsque ce compteur 302 déborde, un signal est engendré et appliqué à la porte ET 278 et coopère avec le signal de mesure pour engendrer un signal à la sortie de cette porte 278 qui ses envoyé à travers la porte OU 268 vers la porte 270. te signal ainsi appliqué à la porte 270 remettra, en présence d'une impulsion de synchronisation CP9, le multivibrateur 248 à zéro faisant ainsi descendre la sortie Q de ce multivibrateur qui est reliéé à la porte 249 du détecteur d'amplitude. L'annulation de ce signal à l'entrée de la porte 249 commande l'arrêt du fonctionnement du générateur d'impulsions 252 et par conséquent l'arrêt du moteur pas-à-pas 122. Le fonctionnement du moteur 122 peut donc être arrêté lorsque le signe du signal d'erreur émis par l'accéléromètre 116 subit un nombre prédéterminé de changements.Cette occasion se présente lorsque l'accéléromètre 116 a atteint sa position zéro et qu'il oscille autour de celle-ci. Le multivibrateur 248 peut également être remis à zéro pour commander l'arrêt du moteur 122 lorsque, pendant une période de temps prédéterminée, aucune impulsion n' est engendrée par le générateur d'impulsions 252. Cette occasion, qui peut être qualifiée de "contrainte de durée" par opposition à l'occasion précédente qui pourrait être qualifiée de "contrainte de signe". L'arrêt par "contrainte de durée" est effectué au moyen des multivibrateurs bistables du type D 306 et 310. Le signal de mesure issu du multivibrateur 276 est appliqué à l'entrée D du multivibrateur 310 comme impulsion de commande.Un signal d'arrêt CPN (dérivé comme signal de chronométrage de l'horloge principale) est appliqué à l'entrée C du multivibrateur 310, la borne R de ce multivibrateur 310 étant reliée à la sortie du; générateur d'impulsions 252. te multivibrateur 310 sera basculé chaque fois que le signal à l'entrée de chronométrage C passe de zéro à un et sera remis à zéro chaque fois qu'une impulsion du généra- teur d'impulsions 252 est reçue à la borne R. Le multivibrateur associé 306 est remis à zéro chaque fois au début du fonctionnement en mode de mesure par le signal PRUN qui est appliqué à la borne R.La borne C du multivibrateur 306 reçoit également le signal CPN de l'horloge principale et le multivibrateur 306 sera basculé par le flanc avant de l'impulsion CPN si le signal à la borne D du multivibrateur 306 est au niveau logique 1, état qui se présente lorsque le multivibrateur 310 est basculé quand le multivibrateur 306 reçoit le flanc avant de l'impulsion CPN. Lorsque le multivibrateur 306 bascule, il fournit l'une des entrées de la porte ET 312, l'autre entrée de cette porte étant alimentée par les impulsions CPI issues de l'horloge principale. tes impulsions CP1 passent donc à travers la porte 312 et la porte 308 vers le compteur 302.Ce paquet a'impulsions qui est délivré vers le compteur 302 provoque le débordement de celui-ci et le déclenchement d'un signal qui est envoyé à travers la porte 278 vers la porte 268 afin d'être appliqué à la porte 270. te signal ainsi appliqué à la porte 270 correspond à l'impulsion de synchronisation CP9 pour remettre le multivibrateur 248 à zéro et fermer la porte 249 afin de commander l'arrêt du générateur d'impulsions 252. te fonctionnement du moiteur 122 est donc arrêté car 1'accéléromètre 116 a atteint sa position zéro. La sortie Q du multivibrateur 248 est reliée à la porte 272 du circuit d'accomplissement 232. Lorsque le multivibrateur 248 est remis à zéro, opération correspondant à la commande de l'arrêt du moteur 122, le signal Q est délivré vers la porte 272. Lorsque les signaux Q correspondants des autres capteurs ont été délivrés à la porte 272 et que les trois multivibrateurs ont été remis à zéro pour arrêter l'opération des moteurs correspondants, un signal d'accom-olissement est pasé par la porte 272 vers la porte 274 dans le circuit de départ 226 et également à l'une des trois entrées de la porte ET 314 dans le circuit de mesure 228. Cette porte ET 314 reçoit également le signal de mesure, de sorte qu'elle reçoit deux des trois signaux nécessaires à la rendre conductrice.Un multivibrateur 316 du type JK branché dans le circuit de mesure 228 a été basculé précédemment par un signal PCLEAR. de sorte que la sortie Q de ce multivibrateur 316 est élevée. La sortie Q de ce multivibrateur 316 est reliée à la porte 314 et constitue la troisième entrée de celle-ci, permettant ainsi le passage du signal d'accomplissement de la porte 272 à travers la porte 314 lorsqu'il s'agit de la première apparition d'un signal d'accomplissement depuis que l'impulsion de départ PSgART a été reçue. Le signal passant à travers la porte ET 314 traverse la porte OU 318 et est appliqué à entrée R du multivibrateur 276 pour remettre celui-ci à zéro et annuler le signal de mesure émis par celui-ci lorsque sa sortie Q est élevée.Lorsque le multivibrateur 276 est remis à zéro, le flanc arrière du signal de mesure actionne un multivibrateur monostable 320 qui engendre une impulsion Pl,oAD d'une durée de une ms. Le signal PLOAD est appliqué à un régistre à glissement 331 pour commander les entrées de celui-ci permettant ainsi aux informations mémorisées dans chacun des compteurs 144, 176 et 200 d'entre transférées parallèlement dans le régistre à glissement. L'impulsion PoAD est également envoyée au multivibrateur 316 pour remettre celui-ci à zéro. L'impulsion Pl,oAD est par ailleurs délivrée à travers la porte OU 240 pour basculer le multivibrateur 238.Les impulsions Pl,oAD passant à travers la porte OU 240 sont également transmises à la porte OU 244 pour créer une nouvelle impulsion PRUN. Cette impulsion PRUN bascule à nouveau le multivibrateur 248 pour remettre le système en état de fonctionnement suivant le mode de préparation tel que décrit précédemment. te dispositif de contrôle selon la présente invention passe donc successivement par des cycles de fonctionnement suivant le mode de préparation et suivant le mode de mesure jusqu'à ce que le fonctionnement soit arrêté par la reprise de rotation de l'outil de forage. Le recyclage par les modes de préparation et de mesure s'effectuera de la manière décrite ci-dessus à l'exception que le multivibrateur 276 ne sera pas remis à zéro par suite du recyclage du système par le signal d'accomplissement de la porte 272 parce que l'impulsion Pl,0AD aura remis le multivibrateur 316 à zéro pour produire un signal logique zéro à la sortie Q du multivibrateur 316, enlevant ainsi les entrées nécessaires de la porte 314. Lors de ce cycle, le multivibrateur 316 ne sera remis à zéro que par un signal d'arrêt déclenché par un générateur d' impulsions 330 et délivré vers la porte OU 318. Le fonctionnement de ce géné rateur d'impulsions 330 est actionné par l'impulsion Pl,oAD. . Be multivibrateur 316 est nécessaire parce que le générateur d'impulsions 330 ne fonctionne pas jusqu'à la fin du premier cycle et par conséquent il faut disposer d'une impulsion unique pour recycler le système et pour pouvoir effectuer une seconde mesure pendant que les informations obtenues lors du premier cycle et transférées dans le registre à glissement par le premier signal PLOAD sont transférées vers la surface. Ce générateur 330, qui est plutôt un diviseur pour subdiviser les impulsions de l'horloge principale, engendre des impulsions pour commander l'extraction des informations du registre à glissement 331 et les transférer vers la commande 57 ième di plongeur 56.Un signal d'arrêt est engendré après la n impulsion du générateur -d'impulsions 330, n étant égal à la capacité du régistre à glissement 331. Ainsi qu'il a été mentionné ci-dessus, la description précédente est applicable à la commande 120, ainsi qu'à la commande identique 172. La commande 198 diffère en ce sens que l'amplificateur 280 et le filtre 282 sont remplacés par une unité identique au détecteur 70 (comprenant un détecteur de phase 70A, un filtre 70B et un amplificateur 70C) afin de recevoir et d'analyser les signaux émis par le magnétomètre 178. La sortie du détecteur 70 dans la commande 198 est appliquée à l'intégrateur associé, tout le reste du circuit de l'unité de commande 198 étant identique et fonctionnant de la même manière que l'unité de commande 120.Dans les trois unités de commande 120, 172 et 198 on utilise chaque fois un jeu différent d'impulsions de synchronisation de sorte que chaque unité de commande fonctionne séquentiellement selon le mode de mesure, plutôt que les trois unités fonctionnent simultanément, ce qui pourrait produire une diaphonie ou des interférences des signaux issus des trois unités. Autrement dit, le moteur de réfé rence 122 est actionné d'un pas, ensuite le moteur d'inclinaison 174 est actionné d'un pas et finalement le moteur de l'azimuth 196 est également actionné d'un pas et cette séquence est répétée jusqu'à ce que les trois capteurs aient atteint leur position zéro. Chaque impulsion Pl,OAD est également délivrée à 1'en- trés S d'un multivibrateur 78 (voir figure 5A) pour remettre celui-ci à zéro et faire passer le signal de sortie Q de ce multivibrateur 78 au niveau logique 1 et fournir ainsi le signal d'entrée nécessaire à la porte ET 79. L'autre entrée pour la porte ET 79 est la sortie inversée Q du multivibrateur 76. La porte ET 79 laissera donc passer un signal lorsque le multivibrateur 76 est basculé (ce qui correspond à une reprise de rotation de l'outil de forage) et qu'une impulsion PLOAD a été engendrée.Ce signal passant par la porte ET 70 fait passer le niveau logique à l'entrée K du multivibrateur 77 au niveau logique 1 de sorte que un flanc montant de l'impulsion de synchronisation CPN remettra le multivibrateur 77 à zéro, faisant ainsi redescendre la sortie Q (niveau X sur la figure 6C) et signaler ainsi la reprise de rotation. te retour de la sortie Q du multivibrateur 77 vers le niveau logique zéro commande dès lors la fin de 11 opération des moteurs pas-à-pas 122, 174 et 196 en enlevant l'un des signaux nécessaires aux entrées de la porte ET 261 dans chacun des circuits de commande 256 et en débranchant la commande du plongeur 57. tes cycles de fonctionnement suivant le mode de préparation et le mode de mesure continueront pour l'accéléromètre de référence 116, l'accéléromètre d'inclinaison 148 et le magnétomètre 178 jusqu'à ce que le détecteur de rotation détecte la reprise de rotation de l'outil de forage ou que le système de commande ne reçoit plus suffisamment d'énergie à cause d'une diminution du régime du générateur d'énergie, ce qui peut se produire, par exemple, lorsque le courant de boue de forage est arreté. I1 est bien entendu que la description du dispositif de forage n'a été donnée qu'à titre d'illustration et qu'il est possible d'y apporter diverses modifications ou substitutions sans sortir du cadre de la présente invention. REVENDICATIONS ====================~~===== 1. Dispositif de sondage pour mesurer périodiquement des paramètres goniométriques d'un outil de forage dans un puits et pour engendrer des signaux proportionnels aux paramètres mesurés, ces signaux étant transmis vers la surface, caractérisé par une suspension à cardan à trois axes comprenant des capteurs sensibles à la force de gravité pour déterminer un plan vertical et un plan horizontal et un capteur magnétique pour déterminer l'orientation par rapport à la direction du champ magnétique terrestre, un dispositif d'entraînement pour déplacer chacun des capteurs d'une première position vers une seconde position, chacune des secondes positions ayant respectivement une orientation prédéterminée par rapport aux directions du champ de gravitation et du champ magnétique terrestre et un dispositif de commande pour commander le fonctionnement du dispositif d'entraînement et pour mesurer l'amplitude du déplacement de chacun des capteurs entre lesdites premières et secondes positions. 2. Dispositif de sondage selon la revendication 1, caractérisé en ce que ladite suspension à cardan à trois axes est montée à l'intérieur d'une section de l'outil de forage et comporte un premier balancier disposé de manière à pouvoir tourner autour de l'axe de forage ou autour d'un axe parallèle à celui-ci, un second balancier disposé de manière à pouvoir tourner autour d'un axe orthogonal à l'axe de rotation dudit premier balancier et un troisième balancier disposé de manière à pouvoir tourner autour d'un axe orthogonal à l'axe de rotation dudit second balancier. 3. Dispositif de sondage selon la revendication 2, caractérisé en ce que ledit second balancier est monté à l'intérieur du premier balancier, de manière à pouvoir tourner par rapport à celui-ci, en ce que ledit troisième balancier est monté sur un arbre et mobile autour de celui-ci, cet arbre étant à son tour monté dans ledit premier balancier de manière à pouvoir tourner par rapport à celui-ci, en ce que l'axe de rotation de ce troisième balancier est perpendiculaire à l'axe de rotation de cet arbre, ce dernier axe de rotation étant parallèle à l'axe de rotation dudit second balancier. 4. Dispositif-de sondage selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que les capteurs sensibles à la force de gravité sont constitués par un premier accéléromètre monté sur le premier balancier et un second accélérometre monté sur le second balancier, chacun de ces accéléromètres ayant un axe sensible par rapport à la direction des forces de gravité, et en ce que ces accéléromètres sont montés de telle manière que l'axe sensible du premier accéléromètre soit orthogonal à l'axe de l'outil de forage dans la seconde position et en ce que l'axe sensible du second accéléromètre soit orthogonal à l'axe sensible du premier accéléromètre dans la seconde position de chacun des accéléromètres. 5. Dispositif de sondage selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que le capteur magnétique comporte un magnétomètre à flux monté sur le troisième balancier et ayant un axe sensible par rapport à la direction du champ magnétique terrestre, ce magnétomètre étant monté de telle manière que son axe sensible soit perpendiculaire à la direction du champ magnétique terrestre dans la seconde position du magnétomètre. 6. Dispositif de sondEe selon l'une quelconque des revendications 1, 4 et 5, caractérisé en ce que le déplacement du premier accéléromètre correspond à un angle de référence formé entre un premier plan contenant l'axe de l'outil de forage et un axe de repère sur l'outil de forage et un second plan contenant l'axe de forage et la projection verticale de celui-ci, en ce que le déplacement du second accéléromètre correspond à un angle d'inclinaison de l'axe de l'outil de forage par rapport à la verticale dans un plan commun et en ce que le déplacement du magnétomètre correspond à l'azimut défini par l'angle compris entre un plan vertical contenant la projection horizontale de l'axe de l'outil de forage et le plan vertical contenant la projection horizontale de la direction du champ magnétique terrestre. 7. Dispositif de sondage selon l'une quelconque des revendications précédentes 1 à 6, caractérisé en ce qu'à chacun des capteurs est associée une source de lumière, un détecteur photoélectrique et un dispositif de régulation pour commander le passage de la lumière de la source de lumière vers ledit détecteur photoélectrique lorsque le~capteur correspondant se trouve dans sa première position. 8. Dispositif de sondage selon la revendication 7, caractérisé en ce que le dispositif de régulation comporte un disque troué disposé entre ladite source de lumière et ledit détecteur photoélectrique et solidaire du dispositif d'entraîne nement associé au capteur correspondant 9. Dispositif selon l'une des revendications 1, 3 ou 8, caractérisé en ce que le dispositif d'entraînement comporte un premier moteur pas-à-pas monté sur 1 'outil de forage et relié au premier balancier, un second moteur pas-à-pas monté sur le premier balancier et relié au second balancier et à l'arbre rotatif et un troisième moteur pas-à-pas monté sur le premier balancier et relié au troisième balancier. 10. Dispositif de sondage selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, caractérisé en ce que le dispositif de commande comporte une source d'énergie pour actionner chacun des moteurs pas-à-pas de manière à déplacer chacun des capteurs vers la première position prédéterminée, un dispositif d'arrêt pour recevoir un signal de positionnement lorsque chacun des capteurs a atteint cette première position prédéterminée et pour engendrer un signal d'arrêt pour commander l'arrêt de la source d'énergie associée, des moyens d'accomplissement pour recevoir des premiers signaux lorsque chacun des capteurs occupe sa première position déterminée et engendrer un premier signal d'accomplissement lorsque tous les capteurs ont atteint leur première position prédéterminée,des moyens de détection de signaux pour recevoir des signaux de chacun des capteurs et déclencher un signal de sortie, des moyens sensibles aux signaux de sortie des moyens de détection de signaux et à l'appa- rition du signal d'accomplissement pour réactiver ladite source d'énergie et actionner les moteurs pas-à-pas afin de déplacer chacun des capteurs de leur première position vers la seconde position , un second dispositif d'arrêt pour déterminer le moment où chacun des capteurs a atteint sa seconde position et engendrerun second signal d'arrêt pour commander l'arrêt de la source d'énergie associée et des dispositifs de mesure pour mesurer l'amplitude du déplacement de chacun des capteurs entre leur première position et seconde position et engendrer des signaux d'information représentatifs de ces mesures. 11. Dispositif de sondage selon la revendication 10, caractérisé en ce que ladite source d'énergie de chacun des moteurs pas-à-pas comporte un générateur d'impulsions pour engendrer des impulsions et délivrer celles-ci au moteur pasà-pas correspondant et en ce que lesdits premier et second dispositifs d'arrêt comprennent une porte pour commander la fin de l'opération des générateurs d'impulsions. 12. Dispositif de sondage selon la revendication 10, caractérisé par des moyens pour engendrer un signal initial en vue de la préparation du circuit de commande pour un premier mode de fonctionnement, des moyens pour engendrer unpremier signal commandant l'opération du circuit de commande selon le premier mode de fonctionnement et des moyens sensibles à l'apparition simultanée dudit signal initial et dudit premier signal pour amorcer le fonctionnement des sources d'énergie. 13. Dispositif de sondage selon l'une quelconque des revendications 10 à 12, caractérisé en ce que ledit premier dispositif d'arrêt comporte des moyens sensibles à l'apparition simultanée du signal initial et du signal de positionnement délivré vers ledit premier dispositif d'arrêt en vue de commander la fin de l'opération de la source d'énergie. 14. Dispositif de sondage selon l'une quelconque des revendications 10 à 13, caractérisé en ce que chacun des capteurs comporte des moyens pour engendrer un signal proportionnel à la déviation du capteur d'une position déterminée et en ce que lesdits moyens de détection de signaux comportent des moyens pour déterminer l'amplitude de ces signaux et des moyens pour déterminer le signe de ces signaux. 15. Dispositif de sondage selon l'une des revendications 12 à 14, caractérisé en ce qu'il est prévu des moyens pour engendrer les seconds signaux actionnant le dispositif de commande à fonctionner suivant un second mode, en ce que les moyens de détection de signaux comportent des moyens pour engendrer un signal de signe destiné chacun à commander le déplacement de chacun des capteurs dans une direction correspondant à une diminution de l'amplitude des signaux émis par ces capteurs et des moyens pour engendrer un signal d'amplitude destiné à activer, en présence desdits seconds signaux, les sources d'énergie. 16. Dispositif de sondage selon la revendication 15, caractérisé par une première porte, dont les entrées reçoivent respectivement ledit signal d'amplitude et ledit second signal et qui, lors de l'apparition simultanée du signal d'amplitude et du second signal, commande le fonctionnement de la source d'énergie et qui, en cas d'absence d'un de ces signaux commande la fin de ltopération de la source d'énergie. 17. Dispositif de sondage selon l'une des revendications 14 à 16, caractérisé en ce que le second dispositif dlarrêt comporte des moyens sensibles à un nombre prédéterminé de changements de signes pour commander la fin de l'opération de la source d'énergie par annulation du second signal applique à la première porte. 18. Dispositif de sondage selon l'une des revendications 14 à 16, caractérisé en ce que le second dispositif d'arrêt comporte des moyens sensibles à l'absence de signaux émis par les capteurs pendant une durée de temps déterminée pour commander la fin de l'opération de la source d'énergie par annulation du second signal à l'entrée de la première porte. 19. Dispositif de sondage selon la revendication 10, caractérisé en ce que les moyens d'accomplissement sont conçus pour recevoir un signal indiquant que les capteurs ont atteint leur seconde position et pour engendrer un second signal d'accomplissement lorsque tous les capteurs occupent leur seconde position respective. 20. Dispositif de sondage selon la revendication 19, caractérisé par des moyens sensibles à l'apparition dudit second signal d'accomplissement pour recycler à nouveau le dispositif de commande et commander le déplacement de chacun des capteurs vers leur première position déterminée et ensuite vers leur seconde position respectives. 21. Dispositif de sondage selon la revendication 10, caractérisé par une mémoire pour recevoir les signaux d'information engendrés par les dispositifs de mesure et emmagasiner ces signaux. 22. Dispositif de sondage selon la revendication 20 ou 21, caractérisé par des moyens sensibles à l'apparition du second signal d'accomplissement et commander le transfert des signaux d'information du dispositif de mesure vers la mémoire. 23. Dispositif de sondage selon la revendication 10, caractérisé en ce que lesdites sources d'énergie comportent un générateur d'impulsions et en ce que les dispositifs de mesure comportent un compteur pour compter le nombre net d'impulsions délivrées par chacun des générateurs d'impulsions vers le moteur pas-à-pas associé. 24. Dispositif de sondage selon les revendications 10 et 23, caractérisé par un circuit d'intégration recevant les signaux engendrés par le capteur correspondant, ce circuit d'intégration étant remis à zéro par les impulsions engendrées par le générateur d'impulsions. 25. Dispositif de sondage selon la revendication 24, caractérisé par un circuit additioneur pour additionner le signal de sortie du circuit d'intégration et le signal issu des capteurs et les transférer aux moyens de détection de signaux associés. 26. Dispositif de sondage selon l'une quelconque des revendications précédentes 1 à 25, caractérisé par des moyens pour engendrer dans la boue de forage des impulsions de pression correspondant aux informations mesurées et transmettre ces impulsions à travers la boue de forage vers la surface. 27. Procédé pour mesurer périodiquement des paramètres goniométriques d'un outil de forage pourvu d'un dispositif de sondage selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, caractérisé en ce que l'on actionne un premier moteur relié au premier balancier afin de déplacer le premier capteur vers une première position prédéterminée et ensuite vers une seconde position ayant une orientation prédéterminée par rapport à la direction des forces de gravité, en ce que l'on détecte le moment où ledit premier capteur a atteint la première position prédéterminée, en ce que l'on engendre un signal de départ, en ce que l'on arrête l'entraînement du premier capteur dans cette première position à la suite de la réception du premier signal de départ, en ce que l'on déplace le premier capteur vers la seconde position après que la première position ait été atteinte, en ce que l'on mesure l'amplitude du mouvement nécessaire au déplacement du premier capteur de la première position vers la seconde position afin de déterminer le premier paramètre goniométrique de l'outil de forage, en ce que l'on actionne un second moteur relié au second balancier afin de déplacer le second capteur vers une première position prédéterminée et ensuite vers une seconde position ayant une orientation prédéterminée par rapport à la direction des forces de gravité, en ce que l'on détecte le moment où ledit second capteur a atteint la première position prédéterminée, en ce que l'on engendre un signal de départ, en ce que l'on arrête l'entraînement du second capteur dans cette première position à la suite de la réception du premier signal de départ, en ce que l'on déplace le second capteur vers la seconde position après que la première position ait été atteinte, en ce que l'on mesure l'amplitude du mouvement nécessaire au déplacement du second capteur de la première position vers la seconde position afin de déterminer le second paramètre goniométrique de l'outil de forage, en ce que l'on actionne un troisième moteur relié au troisième balancier afin de déplacer le troisième capteur vers une première position prédéterminée et ensuite vers une seconde position ayant une orientation prédéterminée par rapport à la direction du champ magnétique terrestre, en ce que lton détecte le moment où ledit troisième capteur a atteint la première position prédéterminée, en ce que l'on engendre un signal de départ, en ce que l'on arrête l'entraînement du troisième capteur dans-cette première position à la suite de la réception du premier signal de départ, en ce que l'on déplace le troisième capteur vers la seconde position après que la première position ait été atteinte, en ce que l'on mesure l'amplitude du mouvement nécessaire au déplacement du troisième capteur de la première position vers la seconde position afin de déterminer le troisième paramètre goniométrique de l'outil de forage. 28. Procédé de commande d'un dispositif de sondage de paramètres goniométriques dans un trou de forage comprenant plusieurs capteurs mobiles conçus pour engendrer des signaux proportionnels aux paramètres à mesurer et des moyens de positionnement associés à chacun des capteurs pour positionner ces capteurs et mesurer les paramètres dans le trou de forage, caractérisé en ce que l'on actionne chacun des moyens de positionnement pour déplacer chaque capteur dans une première position prédéterminée, en ce que l'on engendre un premier signal d'arrêt pour arrêter le fonctionnement de chacun des moyens de positionnement suite à la réception d'un signal de positionnement issu du capteur associé, lorsque celui-ci a atteint sa première position prédéterminée, en ce que l'on engendre un premier signal d'accomplissement lorsque tous les capteurs ont atteint leur première position prédéterminée, en ce que l'on détecte les signaux engendrés par chacun des capteurs et en ce que l'on provoque le déclenchement d'un signal de sortie, en ce que l'on réactive les moyens de positionnement pour déplacer chacun des capteurs de sa première position prédéterminée vers une seconde position suite à la réception d'un signal de sortie du capteur associé et de l'apparition du signal d'accomplissement, en ce que l'on détermine le moment où chaque capteur a atteint sa seconde position, en ce que l'on engendre un second signal d'arrêt pour arrêter le fonctionnement de la source d'énergie associée, en ce que l'on mesure l'amplitude du déplacement de chacun des capteurs entre sa première position et sa seconde position et en ce que l'on déclenche des signaux d'information proportionnels à l'amplitude de ces déplacements.