Brevet FR2553519A1 — publié le 19850419

APPAREIL POUR MESURER LA VITESSE d'UN ELEMENT ROTATIF La présente invention se rapporte au problème des mesures en cours de forage (MWD) et à la télémétrie des trous de forage Plus particulièrement, cette invention concerne la mesure à fond de trou de la vitesse de rotation d'un élément rotatif tel qu'une turbine et la transmission à la surface du paramètre "vitesse mesurée". 10 Pour ce qui concerne le forage et, plus particulièrement, le forage des puits de pétrole et de gaz, l'utilité de systèmes capables de détecter des paramètres à la base de la tige de forage et de transmettre ces données à la surface au cours du forage est reconnuedepuis 15 longtemps Des systèmes de télémétrie par impulsions dans la boue sont connus et en usage industriel, pour réaliser des mesures en cours de forage Des systèmes de ce genre sont décrits, par exemple, dans les brevets americains 3 982 431, 4 013 945 et 4 021 774. Une méthode de forage des puits comporte l'entra nementd'une tête de forage par une turbine au fond du puits, qui est actionnée par la boue de forage circulant dans la tige de forage et dans la zone annulaire entre la tige de forage et la paroi du puits Ces systèmes de fora25 ge sont très efficaces et extrêmement utiles pour les forages droits Toutefois, pour être efficace, la turbine de ces systèmes doit pouvoir fonctionner avec une gamme de vitesses de rotation étroite afin d'obtenir un rendement énergétique optimal C'est-pourquoi il est es30 sentiel de pouvoir régler la vitesse de la turbine; mais cette régulation ne peut pas être réalisée sans connaître la vitesse réelle à aquelle tourne l'outil de forage. Ce problème, en rapport avec la régulation de la vitesse de forage, n'est évidemment qu'un simple exemple 35 des situations dans lesquelles il peut être souhaitable 1 de connaître la vitesse de rotation d'une turbine ou de tout autre appareil situé au fonds du puits. C'est pourquoi,la présente invention propose un appareil pour mesurer la vitesse d'un élément de rotation au fond du puits,qui comprend: un magnétomètre pour détecter normalement au moins ure composantedu champ magnétique terrestre et pour engendrer un premier signal proportionnel à celui-ci; un élément rotatif dont la vitesse de rotation 10 doit être mesurée; un aimant sur ledit élément rotatif, disposé de manière à superposer un champ magnétique rotatif au champ magnétique terrestre, ledit champ magnétique superposé étant proportionnel à la vitesse de rotation du dit é15 lément rotatif; ledit magnétomètre détectant le champ magnétique rotatif superposé au champ magnétique terrestre et engendrant un second signal variant d'une manière proportionnelle à la vitesse de rotation du dit élément rota20 tif; et un dispositif de traitement pour déterminer la valeur du dit second signal, afin de déterminer la vitesse de rotation du dit élément rotatif. Ces informations ainsi obtenues grâce à cet appa25 reil,peuvent être transmises alors à la surface pour y être utilisées par le foreur, afin de commander la vitesse de rotation de la turbine et, par conséquent, pour optimiser la vitesse de forage de la tête La vitesse de rotation de la tête de forage, qui est entraînée 30 par la turbine, ne peut pas être évaluée à partir de mesures en surface C'est pourquoi,il est nécessaire d'avoir un système capable de mesurer la vitesse de rotation au fond du puits et de transmettre cette information à la surface Il est également important,évidem35 ment, que tout système de ce genre, destina à mesurer 1 la vitesse de la turbine au fond du puits ne gêne pas les opérations de forage ni toute autre mesure effectuée au fond du puits et qu'il ne nécessite pas non plus des modifications importantes à la turbine. Conformément à la présente invention, un aimant permanent puissant et compact est monté à l'extrémité supérieure d'un arbre d'entraînement de turbine, avec le moment magnétique de l'aimant perpendiculaire à l'axe de l'arbre de turbine Lorsque l'axe de turbine tour10 ne, cet aimant monté sur la turbine superpose un champ magnétique tournant au champ magnétique terrestre au voisinage de la turbine En outre, conformément à la présente invention, ce champ magnétique superposé est détecté par les magnétomètres triaxiaux du système de détection 15 et les données ainsi obtenues sont transmises à la surface sous forme de signal proportionnel à la vitesse de rotation de la turbine et de la tête de forage entrainée par la turbine Si la tige de forage entre la turbine et les détecteurs du magnétomètre triaxial est droi20 te, le champ magnétique superposé sera transversal, c' est-à-dire qu'il possédera seulement des composantes x et y et n'agira uniquement que sur les magnétomètres x et y S'il existe une courbe entre la turbine et le détecteur, il existera alors également unecomposante z du 25 champ magnétique superposé, qui agira également sur la magnétomètre z Toutes les composantes du champ magnétique superposé varieront avec une fréquence égale à la vitesse de rotation de la turbine Dans le sens de l'exposé ci-dessus et ci-après, la direction "z" est la di30 rection de l'axe de la tige de forage (et de l'axe de 1 ' arbre de turbine en cas de forage droit) et les axes "x" et "y" sont des axes perpendiculaires entre eux et perpendiculaires à l'axe "z". Le champ magnétique tournant superposé constitue un 35 signal tachométrique; et l'intensité de ce signal ta- 1 chométrique sera une faible fraction de l'intensité du champ terrestre Par conséquent, il est nécessaire que les signaux superposés traversent un filtre passe-haut pour éliminer le champ terrestre et qu'il soit amplifié 5 avant traitement Ce traitement nécessite uniquement la détermination de la fréquence du signal, vu que la fréquence de ce signal est proportionnelle à la vitesse de la turbine L'une quelconque des diverses techniques de traitement telle que comptage de fréquence analogique 10 ou numérique, ou transformation de Fourier rapide (FFT) peut être utilisée pour ce traitement Inversement, les signaux de sortie du magnétomètre peuvent être envoyés dans un filtre passe-bas pour la détermination des paramètres directionnels normaux, sans perturbation ou anoma15 lie provenant du champ magnétique superposé. Ces nombreuses caractéristiques et avantages propres à la présente invention apparaîtront et seront compris de tous les spécialistes de la technique grâce à la description détaillée ci-après et aux dessins en an20 nexe. Dans ces dessins, les éléments semblables sont numérotés d'une manière semblable dans les différentes figures, qui représentent respectivement: La FIGURE 1, une vue schématique générale d'un trou 25 de forage et d'un derrick de forage montrant le domaine d'application de la présente invention. La FIGURE 2, une vue d'une coupe de la tige de forage de la figure 1, représentant sous forme schématique le voisinage de la tige de forage dans le cas de la 30 présente invention. La FIGURE 3 est une vue partielle de l'extrémité supérieure de l'arbre de turbine avec un aimant monté sur celui-ci, conformément à la présente invention. La FIGURE 4 est un diagramme de bloc électronique 35 des constituants du tachomètre et du système propre à 1 la présente invention et de leur interaction avec les composantes directionnelles. Les FIGURES 5 A, 5 B et 5 C sont des graphiques des signaux de sortie non filtrés des magnétomètres x, y et 5 z au cours d'un forage en ligne droite, lorsque la tige de forage tourne lentement. Les FIGURES 6 A, 6 B et 6 C sont des graphiques des signaux de sortie non filtrés des magnétomètres x, y et z, avec changement de direction en profondeur. Si l'on examine d'abord les FIGURES 1 et 2, on y voit le cadre général dans lequel la présente invention peut être utilisée Il est toutefois bien entendu que ces représentations schématiques sont données uniquement afin de donner une idée du cadre dans lequel la présen15 te invention peut être utilisée mais sans aucune intention de limiter l'applicabilité de la présente invention à la disposition particulière représentée aux figures 1 et 2. L'appareil de forage représenté à la FIGURE 1 20 possède un derrick 10 qui supporte une tige de forage ou tuyauterie de forage 12, qui se termine par une tête de forage 14 Comme le savent tous les spécialistes, 1 ' ensemble de la tige de forage peut tourner ou bien la tige de forage peut être maintenue immobile tandis que seule la tête de forage est en rotation, ce dernier cas constituant le domaine d'application de la présente invention La tige de forage 12 est constituée d'une série d'éléments assemblés les uns aux autres, de nouveaux éléments étant ajoutés lorsque la profondeur du 30 puits augmente Dans le cas des systèmes ou la tête de forage est entraînée par turbine, il est souvent désirable de faire tourner lentement la tige de forage Ceci peut être obtenu grâce au couple de réaction provenant du forage ou en faisant effectivement touner la tige de forage depuis la surface A cet effet, la tige de fora- 1 ge est suspendue à un bloc mobile 16 d'un treuil 18 et l'ensemble de la tige de forage peut être mis en rotation par une douille carrée 20, qui traverse en coulissant le plateau rotatif 22 au pied du derrick, tout en 5 étant mis en rotation par celui-ci Un assemblage à moteur 44 est connecté afin de commander le treuil 18 et de faire tourner le plateau rotatif 22 La partie inférieure de la tige de forage peut contenir un ou plusieurs éléments 26 de plus grand diamètre que les autres 10 éléments de la tige de forage (appelés colliers de foragç> Comme cela est bien connu dans la technique, ces colliers de forage peuvent contenir des détecteurs et des circuits électroniques pour détecteurs ainsi que des sources de puissance telles que des turbines entraînées 15 par la boue, qui commandent les têtes de forage et/ou des générateurs électriques, afin de fournir l'énergie électrique requise pour les éléments détecteurs. Les déchets de forage provenant du fonctionnemetn de la tête de forage 14 sont éliminés par un puis20 sant courant de boue qui monte dans l'espace annulaire libre 28 entre la tige de forage et la paroi 30 du puits. Cette boue est amenée par un tuyau 32 à un système de filtration et de décantation représenté schématiquement par le réservoir 34 La boue filtrée est aspirée ensui25 te par une pompe 36, pourvue d'un amortisseur de pulsations 38 et est envoyée sous pression par la conduite 40 à une tête d'injection tournante 42, puis de là, à 1 ' intérieur de la tige de forage 12, afin d'arriver à la tête de forage 14 et à la turbine à boue, si une turbi30 ne à boue est comprise dans le système. La colonne de boue dans la tige de forage 12 sert également de fluide de transmission pour envoyer des signaux relatifs aux paramètres à fond de trou jusqu'à la surface Cette transmission des signaux se réa35 lise par la technique bien connue de la création d'im 1 pulsions dans la boue, les impulsions de pression étant engendrées dans la colonne de boue de la tige de forage 12 et correspondant aux paramètres détectés au fond du puits Les paramètres de forage sont détectés dans une 5 unité de détection 44 (voir figure 2) contenue dans un collier de forage 26, proche ou avoisinant la tête de forage Les impulsions de pression sont créées dans le courant de boue à l'intérieur de la tige de forage 12 et ces impulsions de pression sont reçues par un trans10 ducteur de pression 46 puis sont transmises à une unité de réception de signaux 48, pouvant enregistrer, afficher et/ou effectuer des calculs sur ces signaux afin de fournir des informations relatives aux conditions variées existant au fond du puits. Si l'on examine rapidement la FIGURE 2, on y voit une représentation schématique d'un élément de tige de forage 26, dans lequel sont engendrées les impulsions de boue La boue passe par un orifice à débit variable 50 et est amenée pour entraîner une première turbine 52 La 20 première turbine entraîne un générateur 54, qui fournit l'énergie électrique requise pour les détecteurs de 1 ' unité de détection 44 (par les conducteurs électriques ) Les signaux de sortie de l'unité de détection 44 qui peuvent se présenter sous forme de signaux électri25 ques ou hydrauliques ou similaires, agissent sur un plongeur 56, qui fait varier la dimension de l'orifice variable 50, ce plongeur 56, pourvu d'un dispositif de commande de vanne 57, pouvant fonctionner hydrauliquement ou électriquement Les variations de dimensions de 30 l'orifice 50 créent des impulsions de pression dans le courant de boue et celles-ci sont transmises et détectées à la surface afin de fournir des indications relatives aux diverses conditions détectées par l'unité de détection 55 Le débit de boue est indiqué par les flè35 ches. 1 Comme les détecteurs de l'unité de détection 44 sont sensibles au champ magnétique, l'élément particulier de tige de forage 26, qui contient les éléments du détecteur, doit être constitué d'une section non magné5 tique de la tige de forage, de préférence en acier inoxydable ou en monel L'unité de détection 44 est enveloppée également dans une enceinte à pression non magnétique 60, afin de protéger et d'isoler l'unité de détection contre la pression régnant dans le puits. Bien que l'unité de détection 44 puisse contenir d'autres détecteurs pour des mesures directionnelles autres, il contiendra un magnétomètre triaxial à trois enroulements, ces enroulements étant représentés séparément, simplement à titre d'exemple et pour faciliter la 15 description, sous les noms d'enroulements 56 A, 56 B et 56 C, qui sont respectivement les enroulements "x", "y" et "z" du magnétomètre L'unité de détection 44 peut posséder également un détecteur de rotation 58, qui sera décrit plus en détail ci-après et qui peut être le dé20 tecteur de rotation 58 du brevet américain 4 013 945. Une turbine de forage 61 est disposée en-dessous de l'assemblage de détection 44 Fréquemment, un autre élément 27 du collier de forage non magnétique se continue entre l'assemblage de détection 44 et la turbine 61. 25 L'arbre de la turbine de forage 61 présente une section inférieure ou prolongée vers le bas 62, qui est connectée à et qui entraîne la tête de forage 14 ainsi qu'une section 64 se prolongeant vers le haut Un aimant permanent puissant en forme de barre 66 est monté au30 dessus de la section 64 de l'arbre de la turbine. Comme on le voit le mieux à la FIGURE 3, l'aimant 66 est monté à ras du sommet de l'arbre de turbine 64 et il est essentiel pour la présente invention que l'aimant 66 soit monté perpendiculairement à l'axe 68 35 de la section 64 d'arbre de turbine et que l'aimant 1 soit également disposé symétriquement par rapport à l'axe 68 Quand il est monté de cette manière, cet appareil comprenant l'aimant possède deux plans de symétrie qui comprennent tous deux l'axe de l'arbre Un plan (dans le plan du papier) contient l'axe nord/sud de l'élément et l'autre plan, perpendiculaire au plan du papier, traverse l'aimant Cette symétrie ainsi que la condition de continuité des lignes de champ magnétique provenant de l'aimant assurent que le champ induit par l'aimant 10 ne présentera pas de composante le long de l'axe de 1 ' arbre. Afin d'isoler l'élément 66 de l'arbre de turbine 64 (qui est susceptible d'être réalisé en matériau ferreux ou autre matériau à grande perméabilité), l'aimant 15 66 est monté réellement sur l'arbre 64 avec interposition d'une barrière 70 isolante et non magnétique qui peut être constituée de tout matériau non perméable approprié tel que inconel, plastique, etc L'aimant 66 doit être un aimant permanent puissant (ayant une éner20 gie produite de 15 à 20 mégagauss-oersteds) et qui n' est pas sujet à démagnétisation provoquée par les chocs, la température, les vibrations et la rotation à long terme dans le champ magnétique terrestre. L'aimant doit convenir pour un usage dans un mi25 lieu à température élevée (vers 150 C) et en présence de vibrations En outre, il peut être souhaitable d'enfermer l'aimant dans un bottier protecteur ayant un profil hydrodynamique et contenant un composé durcissable absorbant les chocs 67. L'aimant 66 sera de préférence un aimant de terre rare, tel que un aimant cobalt/terre rare pouvant être fourni par RECOMA, Inc à Fairfield, New Jersey Les aimants de ce genre sont bien connus pour leur niveau de magnétisation élevé et leur résistance à la démagnétisa35 tion. 1 En fonctionnement normal de l'unité de détection 44 (c'est-à-dire sans tenir compte des effets de l'aimant 66), les enroulemetns "x", "y" et "z" du magnétomè tre 56 A, 56 B et 56 C détecteront et engendreront des si5 gnaux proportionnels aux composantes x, y et z du champ magnétique terrestre Si la tige de forage est immobile, ces signaux corresponant aux composantes x, y et z conserveront des valeurs constantes Toutefois, il est courant en cas de forage en ligne droite avec turbine de provoquer ou de tolérer une lente rotation de la tige de forage (généralement à une vitesse inférieure à 100 t/m). Dans ce cas, les signaux x et y du magnétomètre présenteront une allure sinusoïdale et seront déphasés entre eux de 90 Un graphique représentant cette dernière condition de fonctionnement ( c'est-à-dire avec la tige de forage en rotation lente) est donné aux figures 5 A, 5 B et 5 C, o les courbes 72 et 74 représentent les intensités des composantes x et y du champ magnétique et o la courbe 76 de la figure 5 C représente la valeur constante de la composante du champ magnétique dans la direction z. Quand l'arbre de turbine tourne, le champ induit par l'aimant 66 (c'est-à-dire les lignes du champ magnétique) superpose un champ au champ magnétique terres25 tre,qui sera détecté par les enroulements du magnétomètre Les enroulements x et y du magnétomètre, c'est-àdire 56 A et 56 B, enregistreront alors un champ oscillatoire superposé au champ magnétique terrestre 'Ce champ oscillatoire est représenté schématiquement par la cour30 be 78 de la figure 5 A et par la courbe 80 de la figure B Aucun champ oscillant superposé ne sera enregistré par le bobinage 56 C de l'axe z du magnétomètre et, par conséquent, aucun champ superposé N apparaîtra à la sortie 76 de la figure 5 C, vu que la symétrie de l'élé35 ment 66 par rapport àl'axe z a pour effet que le champ 1 1 1 induit par l'aimant 66 n'a pas de composante z Les champs superposés représentés par les courbes 78 et 80 seront de nature sinusoïdale et déphasés l'un par rapport à l'autre de 90 Ces signaux de champ superposés auront une gamme de fréquence de l'ordre de grandeur ou supérieure à la gamme de fréquence des signaux normaux du magnétomètre telle que représentée par les courbes 72 et 74 Par conséquent, les signaux normaux du magnétomètre correspondant au champ magnétique terrestre 10 et les signaux superposés provenant de l'aimant 66 peuvent être facilement distingués et filtrés au moyen de techniques et d'appareils de filtration électronique classiques La fréquence de champs magnétiques superposés représentée par 78 et 80 sera évidemment propor15 tionnelle à la vitesse de rotation de l'élément 66 et, par conséquent, proportionnelle à la vitesse de rotation de l'arbre de turbine 64. Les FIGURES 6 A, 6 B et 6 C représentent des graphiques du même typeg 5 néral que les FIGURES 5 A, 5 B et 20 5 C pour une réalisation de forage utilisant un changement de direction Dans une réalisatibn de ce genre, la tige de forage ne tourne pas Par conséquent, les signaux de sortie du magnétomètre représentant les composantes x, y et z du champ magnétique terrestre sont les 25 lignes droites 82, 84 et 86 respectivement Les signaux sinusoïdaux représentant le champ magnétique superposé provenant des enroulements x et y du magnétomètre et correspondant à l'élément 66 sont indiqués par les courbes 88 et 90 D'autre part, vu qu'il existe un change30 ment de direction entre l'élément de détection et la tête de forage, un champ superposé est également enregistré par l'enroulement z du magnétomètre, ce champ superposé étant représenté par la courbe 92 Dans la réalisation représentée par les courbes de la figure 6, tout 35 comme avec la réalisation représentée par les courbes 1 de la figure 5, la fréquence de l'une quelconque des courbes 88, 90 ou 92 sera proportionnelle à la vitesse de rotation de l'élément 66 et, par conséquent, de l'arbre de turbine 64. Afin d'utiliser les signaux du champ superposé pour déterminer la vitesse de rotation de l'arbre deturbine, les fonctions de détection du champ magnétique terrestre et de détection de la vitesse de rotation de la turbine sont séparées l'une de l'autre et les si10 gnaux doivent être séparés l'un de l'autre par filtrage,afin d'éviter qu'ils n'interfèrent entre eux ou ne se perturbent mutuellement Une représentation schématique d'un système permettant d'obtenir ce résultat est donné à la FIGURE 4 Les enroulements x, y et z du 15 magnétomètre, 56 A, 56 B et 56 C sont connectés respectivement à des filtrespasse-bas 94, 96 et 98 Lorsque 1 ' ensemble de détection détecte et engendre des signaux proportionnels au champ magnétique terrestre, les filtres passe-bas 94, 96 et 98 élimineront les signaux à haute fréquence proportionnels à la vitesse de rotation de la turbine et laisseront passer uniquement les signaux proportionnels aux valeurs des composantes du champ magnétique terrestre (par exemple, les signaux correspondant aux courbes 72, 74 et 76 des figures 5 25 ou aux signaux correspondant aux courbes 82, 84 et 86 des figures 6) Les signaux de sortie filtrés provenant de ces filtres passe- bas sont envoyés ensuite à un multiplexeur 100, puis à un convertisseur analogique/numérique 102 et, ensuite, à l'appareil et/ou circuit qui 30 reçoivent la désignation générale "ordinateur 104 ", afin d'engendrer des signaux de commande pour le dispositif d'entraînement de vanne 57 et afin d'actionner le plongeur 56 et de créer des signaux d'impulsion dans la boue qui sont transmis et détectés à la surface Con35 formément à la présente invention, un détecteur de ro- 1 tation 58 est utilisé pour enclencher le système entre un premier mode (décrit immédiatement ci-dessus) dans lequel le champ magnétique terrestre est mesuré et un second mode dans lequel la vitesse de rotation de la tur5 bine est mesurée Le détecteur de rotation 58 peut être le détecteur de rotation du brevet américain 4 013 945 qui engendre différents niveaux de signaux de sortie suivant que la tige de forage se trouve ou non en rotation. Lorsquela tige de forage ne tourne pas, les signaux de 10 sortie provenant du détecteur de rotation 58 créent,comme décrit au brevet américain 4 013 945, un signal de sortie pour mettre en fonctionnement l'appareil 104 Ce signal de sortie sera transmis également à un relais ou à tout autre mécanisme de commande 108 qui commande un 15 interrupteur 110 afin de connecter le magnétomètre 56 A au filtre passe-bas 94 Par conséquent, quand la rotation a cessé etqu'il est souhaitable de détecter les paramètres directionnels et de les transmettre à la surface, le détecteur de rotation 58 agit, comme décrit au brevet américain 4 013 945, de manière à actionner le système pour qu'il reçoive et traite les signaux Quand la rotation a repris, le signal de sortie provenant du détecteur de rotation 58 passe à un second niveau, o l'interrupteur 110 se trouve dans la position représentée en 25 pointillés à la Figure 4, de manière à déconnecter le magnétomètre 56 A du filtre passe-bas 94 et de connecter le magnétomètre 56 A au filtre passe-haut 112 Le filtre passe- haut 112 élimine les signaux à basse fréquence correspondant à la composante x du champ magnétique terrestre 30 (c'est-à-dire la courbe 72 à la figure 5) Le signal de sortie provenant du filtre passe-haut 112 est alors un signal proportionnel à la courbe sinusoïdale 78 de la figure SA et constitue,par conséquent,une mesure de et est proportionnelle à la vitesse de rotation de l'arbre 35 64 de la turbine 52 Ce signal de sortie est transmis 1 alors à un circuit tachomètrique, o il est traité d'une manière appropriée afin d'engendrer des signaux de commande pouvant actionner le dispositif de commande de vanne 57 pour faire fonctionner le plongeur 56 et provoquer 5 des signaux à impulsions dans la boue proportionnels à la vitesse de rotation de la turbine 52 Ces signaux V'impulsions dans la boue sont évidemnent transmis à la surface dans la colonne de boue et sont détectés à la surface par tout appareillage de détection approprié, tel que,par exemple, 10 celui décrit au brevet américain 4 013 945 ou au moyen de tout autre appareil disponible dans le commerce Par conséquent, le foreur peut connaître la vitesse réelle de rotation de la turbine 52 et le foreur peut régler la vitesse de la turbine,comme cela peut être souhaitable 15 en fonction des exigences du forage Il convient de noter qu'avec la disposition de la figure 4, le circuti tachométrique 114 est connecté uniquement au magnétomètre x Il est seulement nécessaire de connecter le circuit tachométrique à l'un quelconque des magnétomètres, qui 20 enregistrera le signal de rotation superposé Il n'est pas nécessaire de suivre le signal de rotation avec tous les magnétomètres, vu que le signal provenant de l'un quelconque des magnétomètres est proportionnel à la vitesse de rotation de la turbine. Il convient de noter également qu'avec un système tel que celui représenté graphiquement à la figure 6, o la tige de forage ne tourne pas, le détecteur de rotation 58 peut être remplacé par tout dispositif de commutation approprié fonctionnant à l'aide d'une minu30 terie ou suivant tout autre système choisi Le dispositif de commutation assurera ensuite la commutation entre le premier mode dans lequel le système fonctionne pour détecter et mesurer le champ magnétique terrestre et le second mode dans lequel le système fonctionne pour détecter et mesurer la vitesse de rotation dans 1 la turbine. Il est bien entendu que le système représenté à la FIGURE 4 est décrit uniquement à titre d'exemple. Tout autre système de traitement des signaux pouvant re5 cevoir et traiter les signaux à discriminer peut être également utilisé. 1 REVENDICATIONS 1 Appareil pour mesurer la vitesse d'un élément en rotation au fond d'un puits et comprenant: un magnétomètre ( 56) pour détecter normalement au moins une composante du champ magnétique terrestre et pour engendrer un premier signal proportionnel à celle-ci; un élément rotatif dont la vitesse de rota10 tion doit être mesurée; un aimant ( 66) sur ledit élément rotatif et disposé de manière à superposer un champ magnétique tournant au champ magnétique terrestre, ledit champ magnétique superposé étant proportionnel à la vitesse de rota15 tin du dit élément rotatif; ledit magnétomètre ( 56) détectant le champ magnétique tournant superposé au champ magnétique terrestre et engendrant un second signal, qui varie d'une manière proportionnelle à la vitesse de rotation du dit 20 éléement rotatif; et un dispositif de traitement pour déterminer la valeur du dit second signal, afin de déterminer la vitesse de rotation du dit élément rotatif. 2 Appareil selon la revendication 1, caracté25 risé en ce que: ledit élément rotatif possède un arbre central ( 64) définissant un axe de rotation ( 68);et ledit aimant -66),est monté sur ledit arbre avec son moment magnétique perpendiculaire au dit axe. 30 3 Appareil selon la revendication 2, et comprenant un dispositif d'isolation ( 70), de manière à isoler magnétiquement ledit aimant ( 66) du dit arbre( 64). 4 Appareil selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit aimant ( 66) a une énergie produi35 te d'environ 15 à 20 mégagauss-oersteds. 1 5 Appareil selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit aimant ( 66) convient pour un emploi dans un milieu soumis à des vibrations intenses et à une température de 150 C. 6 Appareil selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit aimant ( 66) est un aimant à terre rare. 7 Appareil selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit aimant ( 66) est enfermé dans un 10 bottier protecteur ( 67). 8 Appareil selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit boitier ( 67) présente un profil hydrodynamique et contient un matériau amortissant les chocs. 9 Appareil selon l'une quelconque des revendications 1 à 8,caractérisé en ce que ledit appareil est contenu dans un élément de tige de forage ( 27) et dans lequel: ledit magnétomètre ( 66) est monté sur 1 ' 20 axe du dit élément de forage ( 27) ; et ledit élément rotatif tourne sur un axe de rotation coaxial par rapport à l'axe de l'élément de tige de forage ( 27). Appareil selon la revendication 9, carac25 térisé en ce que ledit dispositif rotatif présente un arbre central de rotation ( 64) coaxial par rapport au dit axe ( 68) du dit élément de tige de forage ( 27) et ledit élément ( 66) est monté sur ledit arbre rotatif ( 64) avec son moment magnétique perpendi30 culaire à l'axe du dit arbre rotatif ( 64). 11 Appareil selon l'une quelconque des revendications 1 à 10, pour mesurer la vitesse de rotation d'une turbine au fond du trou dans un puits, dans une tige de forage et comprenant: un magnétomètre ( 56) dans la tige de fora- 1 ge ( 12) pour détecter normalement au moins une composante du champ magnétique terrestre et engendrer un premier signal proportionnel à un paramètre directionnel de la tige de forage ( 12); une turbine ( 61) dans ladite tige de forage 12 et ayant un arbre central ( 64) définissant un axe de rotati Qn ( 68); un élément ( 66) sur ledit arbre de turbine ( 64) et disposé de manière à fonctionner avec ledit ma10 gnétomètre ( 56), ledit aimant ( 66) superposant un champ magnétique tournant au champ magnétique terrestre et proportionnel à la vitesse de rotation de ladite turbine ( 61); ledit magnétomètre ( 56) détectant le champ 15 magnétique tournant superposé au champ magnétique terrestre et engendrant un second signal dont la fréquence varie proportionnellement à la vitesse de rotation de la turbine ( 61); et un dispositif de traitement pour séparer 20 les premiers et second signaux et pour déterminer la fréquence du dit second signal afin de connaître la vitesse de rotation de ladite turbine. 12 Appareil selon la revendication 11, caractérisé en ce que ledit magnétomètre est un magnétomètre triaxial monté sur un _axe de ladite tige de forage,l' axe "z" étant parallèle à l'axe de la tige de forage tandis que les axes "x" et "y" sont perpendiculaires l'un à l'autre et au dit axe "z"; et ledit champ magnétique émanant du dit aimant ( 66) est superposé au moins aux signaux provenant des axes "x" et "y" du dit magnétomètre. 13 Appareil selon la revendication 11, comprenant: un dispositif de détection de la rotation 1 pour permettre le fonctionnement du dit dispositif de traitement suivant l'état de rotation de la tige de forage ( 12).