Brevet FR2542455A1 — publié le 19840914

La présente invention a trait à la diagraphie o- pérée sur des formations souterraines aux fins de détermina- tion de densité à l'aide de rayons gamma En particulier, l'invention a trait à la détermination de la densité de for- mation pendant percement d'un sondage traversant la formation de terrain Plus particulièrement, elle a trait à la déter- mination de la densité de formation opérée sans placer la sonde de diagraphie contre la paroi du sondage traversant la formation terrestre. Les sondes de densité à rayons gamma descendues par câble sont des dispositifs comportant une source de ra- yons gamma et un détecteur de rayons gamma, séparés l'un de l'autre par blindage pour éviter le comptage de rayonnement émis directement par la source Pendant le fonctionnement de la sonde, des rayons gamma (ou des photons) émis par la sour- ce pénètrent la formation à étudier et interagissent avec les électrons atomiques de la matière de la formation par ab- sorption photoélectrique, par diffusion Compton ou par pro- duction de paires Dans les phénomènes d'absorption photoé- lectrique et de production de paires, les photons Particu- liers intéressés par l'interaction sont éliminés du faisceau de rayons gamma. Dans le processus de diffusion Compton, le photon intéressé perd seulement une partie de son énergie lors de la modification de sa direction de mouvement initiale, la perte éta Bt fonction de l'angle de dispersion Certains des photons 6 êïils par la source vers l'intérieur de l'échantillon sont en conséquence dispersés vers le détecteur Beaucoup des rayons dispersés n'atteignent pas le détecteur, attendu que leur direction est modifiée par une seconde diffusion Compton ou qu'ils sont absorbés du fait de l'absorption photoélectrique apparaissant lors du processus de production de paires Les photons dispersés qui atteignent le détecteur interagissent avec lui sont comptés par le matériel électronique associé au détecteur. Parmi les difficultés majeures rencontrées dans les mesures classiques de densité de rayons gamma figurent la définition de la grandeur de l'échantillon, la limitation 2. de la profondeur et de l'échantillonnage efficaces, les ef- fets perturbateurs de matières perturbatrices indésirables situées entre la sonde de densité et l'échantillon et la né- cessité de placer la sonde contre la paroi du sondage La composition chimique de l'échantillon affecte aussi la lec- ture des résultats fournis par les sondes de densité à rayons gamma classiques Ces difficultés s'accusent encore quand l'outil de mesure de densité est incorporé à un train de ti- ge et fonctionne pendant des opérations de forage Il n'exis- te pas de sondes de densité connues qui opèrent efficacement la mesure en cours de forage. La sonde de densité à descente par câble selon le brevet US 3 202 822 de la demanderesse comporte deux détec- teurs de rayons gamma, une source de rayons gamma collimatée et des circuits électroniques d'établissement de rapport, et est efficace tant que les matières perturbatrices situées en- tre les détecteurs de la sonde et l'échantillon de formation ont la mme épaisseur et la même composition chimique le long des trajectoires des rayons gamma émis et reçus O Des défauts d'uniformité de la paroi du sondage nuisent au bon fonction- nement de la sonde De tels défauts d'uniformité peuvent être provoqués par des sondages déviés, des éboulements et des va- riations d'épaisseur du dépôt de boue recouvrant la paroi du sondage, La technique antérieure comporte aussi le brevet US 3 046 631 qui décrit une sonde de densité descendue par câble fonctionnant quelles que soient l'épaisseur et la com- position chimique des matières situées entre la sonde de den- sité et l'échantillon, Le procédé consiste à faire pénétrer dans l'échantillon deux faisceaux de rayons gamma émanant de sources de rayons gamma à fonctionnement intermittent; à fai- re recevoir le rayonnement rétrodiffusé à partir de chacune des deux sources par deux détecteurs séparés et à établir des rapports de produits des quatre vitesses de comptage distinc- tes de façon que le résultat numérique soit représentatif de la densité de l'échantillon. La dimension critique de la sonde à deux détec- teurs est l'espacement entre les détecteurs Si les -matières 3. perturbatrices sont non uniformes sur des distances compara- bles à l'espacement des deux détecteurs, la densité mesurée est erronée. Ni l'une ni l'autre des sondes descendues par câ- ble décrites ci-dessus n'est décrite comme convenant pour la mesure pendant forage et pour incorporation à un train de tiges tournant. La présente invention a pour but principal de pro- -poser un procédé et un appareil pour la mesure de la densité d'une formation souterraine au cours du percement d'un sonda- ge traversant la formation. Un autre but de l'invention est de proposer un appareil pour la diagraphie de la densité d'une formation entourant un sondage qui la traverse, l'appareil propre à ê- tre incorporé à un train de tiges, comportant: un moyen pour l'émission de rayons gamma vers l'intérieur de la formation; un moyen de comptage de rayons gamma émis-rêtrodiffusés vers l'appareil par un échantillon situé dans la formation, le mo- yen de comptage fournissant un nombre I de comptes distincts, chaque compte étant déterminé sur une période de temps choi- sie d'avance, les périodes étant égales et commençant au dé- but de chaque rotation de 3600/I, I étant un entier égal à au moins trois; et un moyen pour déterminer le produit du nombre I de comptes, ce produit étant représentatif de la densité moyenne de l'échantillon de formation. Le but de l'invention est encore atteint grâce à un procédé de détermination de la densité moyenne d'un échan- tillon d'une formation de terrain entourant-un sondage qui la traverse, comportant la rotation du dispositif; l'émission de rayons gamma pénétrant dans la formation; la détermination d'un nombre I de comptes des rayons gamma émis rétrodiffusés par un premier échantillon de formation vers le dispositif-, chaque compte étant déterminé sur une période de temps choi- sie d'avance et commençant au début de chaque rotation de 3600/I, I étant un entier égal à au moins trois, et la déter- mination du produit d'au moins trois comptes,ce produit étant représentatif de la densité moyenne du premier échantillon de formation. 4. Un autre but de l'invention est atteint grâce à l'appareil selon l'invention qui comporte un dispositif de- vant servir dans un sondage traversant une formation de ter- rain, comportant un moyen d'émission-de rayons gamma, ce mo- yen émettant des faisceaux de rayons gamma collimatés sui- vant au moins -trois trajectoires, les trajectoires se proje- tant en un motif symétrique en azimut autour de l'axe du dis- positif, se coupant en un premier point de l'axe du disposi- tif et coupant un premier cerclé situé dans un échantillon de la formation soumise à la mesure, un premier moyen de dé- tection de rayons gamma orienté en sorte de recevoir des ra- yons gamma émis, diffusés à partir d'au moins trois emplace- ments intérieurs à l'échantillon de formation suivant une première d'au moins trois trajectoires, les trajectoires se projetant en un motif symétrique en azimut autour de l'axe du dispositif, se coupant en un second point de l'axe du dis- positif et coupant le premier cercle, et un moyen pour dé- terminer le produit des fréquences de comptage de rayons-gam- ma reçus par le moyen détecteur à partir de chacune des tra- jectoires au nombre d'au moins trois tels que diffusés à par- tir des emplacements au nombre d'au moins trois intérieurs à l'échantillon de formation, ce produit étant représentatif de la densité moyenne de l'échantillon de formation. Le but de l'invention est encore atteint grâce à un procédé de détermination de la densité moyenne d'un échan- tillon de formation de terrain entourant un sondage, compor- tant les opérations de descente d'un dispositif dans le son- dage jusqu'à un emplacement voisin de l'échantillon; d'émis- sion de rayons gamma vers l'intérieur de la formation, à par- tir du dispositif, suivant au moins trois trajectoires se projetant en un motif symétrique en azimut autour de l'axe du dispositif, se coupant en un premier point de l'axe du dis- positif et coupant un premier cercle situé dans l'échantillon de formation, le comptage des rayons gamma émis rétrodiffusês de l'échantillon de formation vers le dispositif le long d'un premier jeu d'au moins trois trajectoires se projetant en un motif symétrique en azimut autour de l'axe du dispositif, coupant un second point de l'axe du dispositif et coupant le 5. premier cercle, et la détermination du produit des mesures de comptes au nombre d'au moins trois, ce produit étant re- présentatif de la densité moyenne de l'échantillon de forma- tion. D'autres caractéristiques et avantages de l'inven- tion apparaîtront plus clairement à la lecture de la descrip- tion non limitative détaillée, donnée ci-dessous de réalisa- tions préférées de l'invention en se référant aux dessins annexés, sur lesquels: la figure 1 est une représentation en coupe trans- versale d'un dispositif suivant la présente invention, pour la diagraphie de densités d'une formation, comportant trois sources et trois détecteurs; la figure 2 est une repr 6 sentation en coupe trans- versale d'un dispositif suivant la présente invention, pour la diagraphie de densités d'une formation traversée par un train de tiges rotatif, dans lequel le dispositif peut être placé, le dispositif comportant une source et un détecteur. On va se référer pour décrire l'invention à des modes de rétalisation actuellement préférés, mais ceci à titre nullement limitatif, car l'invention couvre toutes modifica- tions et variantes rentrant dans son cadre tel que défini par les revendications annezées. La raccord de détection de densité 10 selon l'in- vention est représenté posé entre le train de tige supérieur 12 et le train de tiges inférieur 14 qui tourne pour faire percer par le trépan 16 le sondage 18 traversant une forma- tion de terrain 20 o Le raccord 10 comporte une source de rayons gaïma 52 et un premier détecteur de rayons gamma 24 o Le premier dé- tecteur 24 est de préférence situé sur le raccord 10 dans 1 '- alignement azimutal de la source 22 Le premier détecteur 24 est collimaté pour recevoir des rayons gamma disperses à par- tir de la formation suivant une trajectoire 26 qui coupe la trajectoire des rayons gayaa émis à partir de la source 22. Le raccord 10 peut comporter un second détecteur de rayons ganma 30 Ce second détecteur 30 est de préférence situé sur le raccord 10 dans l'alignement azimutal de la sour- 6. ce 22 et du premier détecteur 24 Le second détecteur 24 reçoit des rayons gamma suivant une trajectoire 32 qui coupe la trajectoire 28 des rayons gamma émis par la source La trajectoire 32 des rayons reçus par le second détecteur doit être parallèle à la trajectoire 24 des rayons reçus par le premier détecteur. Les premier et second détecteurs sont blindés de façon à ne pas être atteints directement par les rayons gam- ma émis par la source. Un premier cercle 34 est dessiné par le point d'- intersection entre la trajectoire 28 des rayons émis par la source et la trajectoire 26 des rayons regus du premier dé- tecteur, lors de la rotation du raccord 10 autour de son axe. Un second cercle 36 est dessiné par le point dtintersection entre la trajectoire 2 $ des rayons émis par la source et la trajectoire 32 des rayons reçus du second détecteur, lors de la rotation du raccord Le premier cercle est situé dans un premier échantillon de formation 33 à soumettre à la mesure de densité et le second cercle 36 est situé dans le second échantillon de formation 40 so Gis à une mesure d'établisse- ment de moyenne compensée. Suivant le procédé 'd 1 Linvention, le rac- cord 10 tourne autour de son are 42 pendant émission par la source 22 de rayons gamma pénétrant dans l'échantillon Les ?aisceaus de r 7 ayons ga Ma collimatés, émis définissent une première rég Sion conique dans la formation soumise au rayonne- ment. Dans la formation @ 20 certains des rayons gamma émis 2 L sont envoyés, par diffusion par l'échantillon de for- mation 3 & lemplacement 44, vers le premier détecteur 24 et comptés au cours d'un premier temps de collecte T 1 Des ra- yons gamma 46 et 43 sont envoyés, par diffusion aux emplace- ments 50 et 52 de l'échantillon de formation, vers le premier détecteur 24 et reçus par celui-ci au cours de second et troi- sième temps de collecte, T 2 et T 3 respectivement. Puisqu'il n'y a qu'une source collimatée 22, il y a seulement une région en cÈne droit soumise au rayonnement pendant la rotation du raccord Le détecteur collimaté 24 re- 7. çoit des rayons gamma 26, 46 et 48 diffuses à partir de l'é- chantillon de formation 38 suivant des trajectoires qui des- sinent un second cône, retourné par rapport au premier cône et coupant celui-ci suivant le premier cercle 34. -5 Les épaisseurs de cône sont déterminées par le di- amètre de collimateur de la source et des premier et second détecteurs Le premier cercle 34 défini par l'intersection des cônes a son centre sur l'axe 42 du raccord 10 Au cours d'une révolution du train de tiges, des rayons gamma émanant de trois petits secteurs 54, 56 et 58 de l'échantillon de formation 38, dont chacun est à 1200 des autres, sont reçus par le détecteur 24 et échantillonnés pendant les temps de collecte T 1, T 2 et T 3. Bien que T 1 = T 2 = T 3 (les temps de collecte sont égaux), les mesures de compte opérées pendant Tl, T 2 et T 3 peuvent varier en grandeur du fait de l'emplacement du rac- cord et de la matière intermédiaire. Les comptes individuels émanant des premier et second détecteurs pour un temps de collecte respectif peuvent varier dans le temps du fait de l'emplacement conféré au rac- cord dans le sondage par suite d'une rotation du train de ti- ges non centrée sur l'axe du sondage. Le comptage de rayons gamma reçus commence quand le raccord a décrit un incrément de rotation de 3600/1 à par- tir d'un point de départ et continue à tourner pendant une période de temps préfixée Les mesures de temps opérées pen- dant la période de temps préfixées sont toutes conservées sé- parément Les mesures en nombre I correspondant à une révolu- tion donnée sont multipliées entre elles pour donner un pro- duit, lequel est représentatif de la densité moyenne de 1 'é- chantillon de formation Les périodes de temps sont détermi- nées, d'après la sensibilité de réception et la fréquence d'- émission de la source, de sorte que le nombre de comptes soit représentatif de la rétrodiffusion de rayons i partir de la formation. L'angle de rotation peut être déterminé par des moyens classiques En outre, il est possible, sans sortir du cadre de l'invention, de ne pas tenir compte de l'angle de 8. rotation quand la vitesse angulaire de rotation est relative- ment constante' Dans un tel cas, les périodes do comptage commenceraient à des intervalles de temps stépars par le temps de rotation divisé par le nombre entier l. Suivant le procédé de 1 tinvention, les comp- tes instantanés, aunombre de trois au moins, établis par le premier détecteur au cours d'une révolution sont multipliés entre eux ce qui donne une valeur constante permettant ainsi d'éliminer les variables en fonction du temps entre une révo- lution et des révolutions ultérieures, telles -que l'épaisseur de boue que les rayons gamma émis doivent traverser pour être reçus par le détecteur et que le mouvement décrit par le rac- cord par rapport à la paroi du sondage. Le raccord, placé en position décentrée, recevra au niveau du détecteur 24 des rayons gamma 26, 46 et 48, dif- fusés à partir de l'échantillon de formation 38, qui auront traversé des quantités de boue et de formation différentes. Toutefois, la somme des longueurs de trajet à travers la boue et la somme des longueurs de trajet à travers la formation sont constantes pourvu que le diamètre du raccord 10 soit sensiblement identique au diamètre du sondage 180 En variante, le raccord 110 comporte une première source de rayons gamma 122, une seconde source de rayons gamma 124 et une troisième source de rayons gamma 126 Les trois sources sont situées autour du raccord en un motif sy- métrique-en azimut On peut prévoir davantage de sources pourvu qu'elles aient toutes une disposition symétrique en azimut autour du raccord 110 Les sources sont collimatées pour définir des trajectoires qui soient aussi symétriques en azimut Les trajectoires sont orientées de façon à passer par un premier point 128 situé sur l'axe 129 du raccord 110. Le mot trajectoire tel qu'utilisé ici désigne non seulement le trajet réel parcouru par le rayon gamma, mais encore une droite le prolongeant derrière la source ainsi qu'au-delà du détecteur. Les diverses sources peuvent être constituées par une seule source primaire à partir de laquelle les rayons gamma émis sont collimatés afin de former les faisceaux de 9. rayons gamma symétriques au nombre de trois au moins. Le raccord 110 comporte encore un premier jeu de détecteurs qui comprend un premier détecteur de rayons gamma , un second détecteur de rayons gamma 132 et un troisième détecteur de rayons gamma 134 Les détecteurs sont situés au- tour du raccord 110 en un motif symétrique en azimut et en a- lignement radial avec les première, seconde et troisième sour- ces 122, 124 et 126 Si le nombre de sources est plus grand, on utilisera aussi un nombre équivalent de détecteurs Les détecteurs sont collimatês pour recevoir des rayons gamma diffusés à partir de la formation suivant des trajectoires qui sont aussi symétrique en azimut Les trajectoires sont orientées de façon à couper l'axe 129 du raccord 110 en un second point 136. Les trajectoires partant des sources coupent le premier jeu de trajectoires de détecteur sur un premier cer- cle 138 entourant le raccord 110 Le premier cercle est situé dans un plan perpendiculaire à l'axe du raccord 110, ce plan coupant l'axe 129 en un troisième point 139 Le second point est à une certaine distance axiale du premier point et les premier et second points sont de préférence situés de part et d'autre du troisième point 139. Le raccord 110 comporte un second jeu de détecteurs comprenant un quatrième détecteur de rayons gamma 140, un cin- quième détecteur de rayons gamma 142 et un sixième détecteur de rayons gamma 144 Ce second jeu de détecteurs est situé au- tour du raccord 110 en un motif symétrique en azimut et aussi en alignement azimutal avec les première, seconde et troisiè- me sources 122, 124 et 126 et le premier jeu de détecteurs 130, 132 et 134. Le second jeu de détecteurs reçoit des rayons gam- ma suivant un troisième jeu d'au moins trois trajectoires qui sont symétriques en azimut autour du raccord 110 et orientées en sorte de couper l'axe 129 en un quatrième point 145 et de couper un second cercle 172 De préférences le quatrième point 145 et le premier point sont situés de part et d'autre du troisième point 139 Chaque trajectoire du troisième jeu doit être parallèle à une trajectoire correspondante du second 10. jeu. Les premier et second jeux de détecteurs sont pro- tégés des sources par blindage afin que les rayons gamma émis ne les atteignent pas directement. Le premier cercle 138 et le second cercle 172 dé- finis dans la formation 120 seront les centres des échantil- lons de formation 146 et 147, respectivement, à soumettre à la mesure de densité. Dans le procédé selon l'invention, le raccord 10 tourne autour de son axe 129 pendant l'émission vers l'inté- rieur de l'échantillon de rayons gamma 148 par la première source 122, de rayons gamma 150 par la seconde source 124 et de rayons gamma 152 par la troisième source 126 Les fais- ceaux collimatés de rayons gamma émis définissent dans la for- mation une région en forme de cÈne soumise au rayonnement. Dans la formation 120, certains rayons gamma 148, et 152 sont diffusés par la formation-échantillon 146 vers le premier jeu de détecteurs Des rayons gamma 154 sont dif- fusés à l'emplacement 156 de l'échantillon de formation 146 vers le premier détecteur 130 et reçus par celui-ci Des ra- yons gamma 158 et 160 sont diffusés en des emplacements 162 et 164 de l'échantillon de formation 146 vers les second et troisième détecteurs 132 et 134, respectivement, et reçus par ceux-ci Puisque les trois sources collimatées 122, 124 et 126 sont disposées symétriquement, il n'existe qu'une seule région en forme de cône droit soumise au rayonnement pendant la rotation du raccord Les trois détecteurs collimatés 130, 132 et 134 reçoivent des rayons gamma émis, rétrodiffusés à partir de l'échantillon de formation 146 vers le raccord 110 suivant des trajectoires définissant un second cône, retourné par rapport au premier cone. Les rayons gamma reçus 154, 158 et 160 agissent sur le premier jeu de détecteurs 130, 132 et 134 pour donner naissance à des impulsions électriques Les amplitudes d'im- pulsion sont proportionnelles à l'énergie des rayons gamma reçus Si l'on souhaite obtenir des taux de comptage repré- sentatifs seulement de ceux des rayons qui n'ont été diffusés qu'une fois dans l'échantillon 134, on peut faire amplifier 11. ces impulsions par des préamplificateurs et amplificateurs et les envoyer à des discriminateurs non représentés, réglés pour ne laisser passer que les impulsions correspondant à * des niveaux d'énergie de rayons gamma diffusés à l'emplace- ment 156 vers le détecteur 130, à l'emplacement 162 vers le détecteur 132 et à l'emplacement 164 vers le détecteur 134. Les rayons gamma ayant subi des diffusions multiples avant de pénétrer dans les détecteurs 130, 132 et 134 se trouvent re- jetés par les discriminateurs Les signaux de sortie des dé- tecteurs et, éventuellement, des discriminateurs atteignent les portes, non représentées, qui fournissent des taux de comptage individuels de rayons gamma recus des trois détec- teurs 130, 132 et 134. Les comptes individuels émanant des premier et se- cond jeux de détecteurs peuvent varier dans le temps -du fait de l'emplacement conféré au raccord dans le sondage quand la rotation du train de tiges n'est pas centrée sur l'axe du sondage. Suivant la variante de procédé conforme à l'inven- tion, les trois comptes instantanés émanant du premier jeu de détecteurs sont multipliés entre eux pour l'obtention d'une valeur constante, ce qui élimine les facteurs variant dans le temps tels que l'épaisseur de boue et de tubage que les rayons gamma doivent traverser pour être reçus par les détec- teurs et que le mouvement décrit par le raccord par rapport à la paroi du sondage. Un diagramme de densité mesurée en cours de forage doit être précis à environ + 0,1 (g/cm 3) près Attendu que la densité de terrain est typiquement de 2,5, il faut une précision supérieure à 4 % Si la résolution verticale néces- saire pour le diagramme-est de 0,15 m, la vitesse de comptage nécessaire peut être estimée comme suit: __ 0,01 N 1 N 2 N 3 I 5 o est la variation statistique du produit N 1 N 2 N 3, N 1 est la vitesse de comptage au détecteur 30, 12. N 2 est la vitesse de comptage au détecteur 32 i et N 3 est la vitesse de comptage au détecteur 345. Si l'on pose N 1 = =, on a: 2 = 3 N 5 et = = 3 $ 0,01 et par résolution de N 4 N > 3,0 x 10 comptes A chaque mesure de diagraphie de densité, on de- vra déceler une moyenne de 30 000 comptes par mesure et il faudra opérer au moins une mesure tous les 15 centimètres A une vitesse de forage de 18 m/h, chaque mesure sera donc a- chevée en 10 secondes ou moins, puisqu'elle doit être achevée en-pas plus de 1/3 de révolution Par conséquent, le premier détecteur, et le second s'il est prévu aux fins de compensation, devront avoir une sensibilité suffisante pour qu'il y ait enregistrement d'en- viron 1 000 par seconde par détecteuro En variante, on peut régler la source de façon qu'elle émette à la fréquence vou- lue pour que les détecteurs reçoivent à la fréquence néces- saire de 1 000 comptes par seconde par détecteur. Puisque le raccord tourne, chaque mesure de compte peut être inférieure à celle nécessaire pour une mesure sta- tistiquement précise de la densité de formation Un mode d'- obtention de précision consiste à additionner les produits de chaque révolution jusqu'à l'obtention d'un nombre de comp- tes suffisant La sommation des produits, ou des rapports de produits dans le cas d'une densité compensée, ne donne pas une densité absolue mais est représentative de la densité prise-en corrélation avec des mesures antérieures. Pour la compensation de la densité moyenne de l'é- chantillon de formation 38, le procédé de la présente inven- tion peut comporter l'utilisation des comptes émanant du se- cond détecteur 30 au cours des périodes de comptage, au nom- bre d'au moins trois, d'une révolution du train de tiges On 13. utiliserait le produit de ces comptes au nombre d'au moins trois pour établir un rapport entre le produit du premier détecteur et le produit du second détecteur En variante, on peut utiliser le produit des trois rapports du premier dé- tecteur au second détecteur pour déterminer la densité com- pensée moyenne. On peut incorporer au raccord 10 un agencement a- nalogue affecté au second détecteur 30 pour la réception, la discrimination, le comptage, le stockage et l'utilisation des rayons gamma reçus par le second détecteur. Le type de source de rayons gamma ne fait pas 1 '- objet de l'invention, car le type préféré diffère d'une ap- plication à l'autre Les sources du type capsules, contenant des isotopes radioactifs tels que cobalt 60 et césium 137, sont les sources de rayons gamma les plus fréquemment utili- sées dans les sondes de densité à rayons gamma. Les diamètres du sondage et du raccord 10 doivent être sensiblementéquivalents On peut obtenir ce résultat en prévoyant à l'extérieur du raccord 10 des stabilisateurs dont on tient alors compte pour déterminer le diamètre relatif. On peut apporter diverses autres modifications aux détails de structure et à l'ordré de succession des calculs sans sortir du cadre de l'invention. 14. REVENDICATIONS 1 Dispositif rotatif pour utilisation dans un sondage traversant une formation de terrain, caractérisé en ce qu'il comporte un moyen d'émission de rayons gamma ( 22), ce moyen émettant un faisceau de rayons gamma collimaté sui- vant une première trajectoire, coupant un premier cercle ( 34) situé dans un échantillon de la formation à mesurer, un premier moyen détecteur de rayons gamma ( 24) orienté de façon à recevoir des rayons gamma émis diffusés à partir d'endroits intérieurs audit premier cercle, un moyen de comptage desdits rayons gamma reçus pendant un nombre I de périodes de temps préfixées, toutes les périodes étant égales et commençant au début de chaque fraction de révolution de 360 /I, I étant un entier égal à au moins trois, et un moyen de détermination du plroduit des I fréquences de comptages de rayons gamma re- gus par le premier moyen détecteur, ce premier produit étant représentatif de la densité moyenne dudit échantillon de for- mation ( 38). 2 Dispositif selon la revendication 1, caractéri- sé en ce que ledit dispositif fonctionne quel que soit son emplacement dans le sondage ( 18) 3 o Dispositif selon la revendication 1, caractéri- sé en ce que le diamètre dudit dispositif est sensiblement équivalent, mais inférieur, au diamètre du sondage ( 18), 4 Dispositif selon la revendication 1, caracté- risé en ce qu'il comprend en outre un second moyen détecteur ( 30) orienté de façon à recevoir des rayons gamma diffusés à partir d'endroits intérieurs à un second cercle ( 36) qui est coupé par la trajectoire des rayons gamma émis et un moyen de détermination d'un second produit des fréquences de comp- tage de rayons gamma reçus par ledit second moyen détecteur au cours desdites I périodes de temps préfixées, ledit pre- mier produit étant divisé par ledit second produit pour la détermination d'un rapport qui est représentatif d'une densi- té composée moyenne dudit échantillon de formation ( 38). Dispositif selon la revendication 4, caractéri- sé en ce que la trajectoire des rayons gamma reçus par le se- cond moyen détecteur ( 30) est parallèle à celle des rayons 15. gamma reçus par le premier moyen détecteur ( 24). 6 Procédé de détermination de la densité moyenne d'un échantillon de formation ( 38) entourant un sondage ( 18) qui traverse ladite formation, caractérisé en ce qu'il com- porte la rotation dudit dispositif; l'émission de rayons gam- ma vers l'intérieur de ladite formation, la détermination d'un nombre I de comptes desdits rayons gamma émis rétrodif- fusés à partir d'un premier échantillon de formation vers ledit dispositif, chaque compte étant détermine sur une pé- riode de temps préfixée et commençant au début de chaque fraction de révolution de 3600/1, I étant un entier égal à au moins trois, et la détermination d'un premier produit desdits comptes au nombre d'au moins trois, ledit premier produit étant représentatif de la densité moyenne dudit é- chantillon de formation. 7 Procédé selon la revendication 6, caractérisé en ce qu'on détermine au moins trois comptes distincts des- dits rayons gamma émis rétrodiffusés à partir d'un second échantillon de formation vers le dispositif, chacun desdits comptes étant déterminé pendant ladite période de temps cor- respondant auxdits comptes au nombre d'au moins trois du pre- mier échantillon de formation, on détermine un second produit des comptes au nombre d'au moins trois et on détermine le rapport entre lesdits premier et second produits, ce rapport étant représentatif d'une densité compensée moyenne de l'é- chantillon de formation. 8 Procédé selon la revendication 6, caractérisé en ce qu'il est mis en oeuvre sans placer ledit dispositif dans le sondage. 9 Procédé selon la revendication 7, caractérisé en ce que les trajectoires de rayons rétrodiffusés à partir du premier échantillon de formation sont parallèles aux tra- jectoires de rayons rétrodiffusés à partir du second échan- tillon de formation. 10 Procédé selon la revendication 6, caractérisé en ce qu'on collimate en outre les rayons émis à partir du dispositif pour l'obtention d'un faisceau dont la trajectoire coupe lesdits premier et second échantillons de formation. 16. 11 Procédé selon la revendication 6, caractérisé en ce qu'on collimate en outre le dispositif pour qu'il re- çoive seulement les rayons gauma difus 6 és i partir du premier échantillon. 12 Procédé selon la revendication 7, caractérisé en ce qu'on collimate en outre le dispositif pour qu'il re- çoive seulement des rayons gamma diffusés à partir du second échantillon. 13 Appareil pour la diagraphie de densité d'une formation entourant un sondage qua traverse la formation, cet appareil étant propre à servir dans un train de tiges et caractérisé en ce qu'il comprend: un moyen de comptage de rayons gamma émis rétrodiffusés à partir d'un échantillon de la formation vers l'appareil, ce moyen de comptage fournis- sant un nombre I-de comptes distincts,-chaque compte étant déterminé au cours d'une période de temps préfixée, toutes les périodes étant égales et commençant au début de chaque fraction de révolution de 360 /I, I étant un entier égal à au moins trois; et un moyen pour la détermination d'un pre- mier produit dudit nombre I de comptes, ce premier produit étant représentatif de la densité moyenne de l'échantillon de formation. 14 Appareil selon la revendication 13, caractéri- sé en ce que ledit moyen de comptage est orienté de façon à déceler des rayons gamma diffusés suivant une trajectoire qui coupe ledit échantillon de formation. Appareil selon la revendication 13, caractéri- sé en ce que I est égal à 3. 16 Dispositif pour utilisation dans un sondage traversant une formation de terrain, caractérisé en ce qu'il comprend un moyen d'émission de rayons gamma ( 122, 124, 126), ce moyen émettant des faisceaux de rayons gamma collimatés suivant un premier jeu d'au moins trois trajectoires, les trajectoires se projetant en un motif symétrique en azimut autour de l'axe du dispositif, se coupant en un premier point ( 128) de l'axe du dispositif et coupant un premier cercle ( 138) situé dans un échantillon de la formation soumise à la mesure, un premier moyen de détection de rayons gamma ( 130, 17. 132 " 134) orienté en sorte de recevoir des rayons gamma émis dispersés à partir d'au moins trois emplacements intérieurs à l'échantillon de formation suivant un second jeu d'au moins trois trajectoires, les trajectoires se projetant en un motif symétrique en azimut autour de l'axe du dispositif, se coupant en un second point ( 136) de l'axe du dispositif et coupant le premier cercle, et un moyen pour déterminer le produit des fréquences de comptage de rayons gamma reçus par le premier moyen détecteur à partir de chacune des trajectoi- res au nombre d'au moins trois, tels que diffusés à partir des emplacements au nombre d'au moins trois intérieurs à 1 '- échantillon de formation, ce produit étant représentatif de la densité moyenne de l'échantillon de formation. 17 Dispositif selon la revendication 16, caracté- risé en ce que ledit premier cercle ( 138) s'étend dans un plan perpendiculaire à l'axe du dispositif et coupant cet axe en uln troisième point ( 139). 18 Dispositif selon la revendication 16, carac- térisê en ce que le dispositif est adaptable pour mise en oeuvre dans un train de tiges. Dispositif selon la revendication 16, caract&- risé en ce que ledit moyen deémission de rayons gamma com- prend des sources de rayons gamma ( 122, 124, 126), dont cha- cune est-collimatée pour émettre des rayons gamma suivant l'une desdites trajectoires au nombre d'au moins trois du premier jeu. Dispositif selon la revendication 19, carac- térisé en ce que lesdites sources sont réparties en un motif symiétrique en azimut autour du dispositif et situées dans un second plan qui est perpendiculaire à l'axe du dispositif. 21 Dispositif selon la revendication 16, carac- térisé en ce que ledit premier moyen de détection comporte au moins trois détecteurs ( 130, 132, 134), dont chacun est collimaté pour recevoir des rayons gamma suivant l'une des- dites trajectoires au nombre d'au moins trois du second jeu. 22 Dispositif selon la revendication 16, caracté- risé en ce qu'il fonctionne quel que soit son emplacement dans le sondage. 18. 23 Dispositif selon la revendication 16, caracté- risé en ce que son diamètre est sensiblement équivalent mais un peu inférieur au diamètre du sondage ( 118). 24 Dispositif selon la revendication 16, carac- térisé en -ce u' il comporte en outre un second moyen de dé- tection ( 140, 142, 144) orienté pour recevoir des rayons gam- ma émis diffusés à partir desdits emplacements au nombre d'au moins trois intérieurs à l'échantillon de formation ( 138) suivant un troisième jeu d Vau moins trois $rajectoires, ces trajectoires se coupant en un quatrième point ( 145) de l'axe du dispositif et coupeant un second cercle ( 172) entourant cet axe, ce cercle 6 tant coupé par le premier jeu de trajectoires au nombre d'au moins trois, et un moyen pour déterminer un second produit des fréquences de coiptage de rayons gamma re- çus par le second moyen de détection & partir de chacune des- dites trajectoires au nombre d'au Eoins trois, tels que dif- fusés à partir ds chacun dedito emplacements au nombre d'au mooins trois, intàrisur là échnillon de formation ( 138), ledit premier produit étant divis par ledit second produit pour la détermination d'un rapport quei est représentatif d'- une densité compnsée moyenne do l'êchantillon de formation. Dispositif selon la rvendication 16, caracté- risâ en ce que l dit premier point ( 128) est' espacé dudit se- cond point ( 13 e). 26 o Dispositif selon la aeevndication 24, carac- térisé en ce qua le premier point ( 12 e) et le second point ( 136) sont espncés du quatrième point ( 145) o 28 Dipositif selon la revendication 26, caracté- risé es ce que le pre Eier point ( 128) est situé d'un côté du SO 30 troisième point ( 139) et le second point ( 136) est situé du côté opposé dudit troisième pointo. 29 Procédé de ddtermination de la densité moyen- ne d'un échantillon de foription eztourant un sondage, ca- ractérisé en ce qu'il comporte les opérations de descente d'- un dispositif dan E le sondage jusqu' un emplacement voisin de l'échantillon; d'émission de rayons gamma vers l'intérieur de la formation, à partir du disposlitif, suivant au moins trois trajectoires se projetant en un motif symétrique en 19. azimut autour de l'axe du dispositif, se coupant en un pre- mier point de l'axe du dispositif et coupant un premier cer- cle situé dans l'échantillon de formation, le comptage des rayons gamma émis rétrodiffusés de l'échantillon de formation vers le dispositif suivant un premier jeu d'au moins trois trajectoires se projetant en un motif symétrique en azimut autour de l'axe du dispositif, coupant un second point de 1 '- axe du dispositif et courpant le premier csrcle, et la déter- mination du produit desdits comptes au nombre d'au moins trois, ce produit étant repr 6 ésentatif de la densité moyenne de l'échantillon de formation. Procédé selon la revendication 29, caractéri- sé en ce qu'on le met en oeuvre sans placer ledit dispositif dans le sondage. 31 Procédé selon la revendication 29, caractéri- sé en ce qu'il comporte encore le comptage desdits rayons gamma émis rétrodiffusés à partir de l'échantillon de forma- tion vers le dispositif suivant un troisième jeu d'au moins trois trajectoires se projetant en un motif symétrique en a- zimut autour de l'axe du dispositif, se coupant en un troi- sième point espacé dudit second point situé sur l'axe du dis- positif et coupant ledit second cercle autour dudit axe, le- dit cercle étant coupé par ledit premier jeu de trajectoires au nombre d'au moins trois; la détermination dudit second produit de comptes au nombre d'au moins trois, et la déter- mination du rapport entre lesdits premier et second produits, ledit rapport étant représentatif d'une densité moyenne com- pensée de l'échantillon de formation.