Brevet FR2564601A1 — publié le 19851122

APPAREIL D'EXPLORATION MAGNETIQUE POUR TROU DE FORAGE La présente invention concerne des mesures magnétiques dans un trou de forage et plus particulièrement la détermina- tion de l'aimantation rémanente fossile des roches. On sait que l'on peut obtenir une information sur l'ai- - mantation rémanente des roches traversées par un trou de forage en prélevant une multitude d'échantillons de ces roches en les remontant à la surface et en effectuant en laboratoire une mi- nutieuse analyse magnétique de ces échantillons. Cette procé- dure est longue et coûteuse. - Un objectif de l'invention est de permettre une déter- mination in situ de l'aimantation rémanente des roches en dépla- cant dans un trou de forage une sonde de mesures magnétiques reliée à une unité de traitement de données disposée à la sur- face, afin notamment de localiser les inversions du champ ma- - gnétique terrestre que les roches ont mémorisées et éventuellement de personnaliser chaque inversion par sa signature propre. Pour cela, l'invention prévoit un appareil d'exploration magnétique pour trou de forage, comprenant une sonde de mesures magnétiques, de for- me générale allongée selon un axe, destinée à être déplacée le long du - trou de forage pour enregistrer, de manière continue en fonction de la pro- fondeur, certaines propriétés magnétiques des roches traversées par le trou de forage, une unité de traitement de données destinée à être placée en surface au-dessus du trou de forage et n câble électrique reliant la sonde à l'unité de traitement pour amener à celle-ci les données acquises - par la sonde, dans lequel une partie supérieure de la sonde contient des organes de conversion de grandeurs électriques et une partie inférieure de la sonde forme un cryostat rempli d'un fluide cryogénique et contenant au moins un magnétomètre cryo- génique monté en gradiomètre, caractérisé en ce que ledit cryos- - tat contient trois magnétomètres montés en gradiomètres par rapport à la direction de l'axe de la sonde, en ce que la sonde- contient aussi un moyen de mesure de la susceptibilité magnéti- que des roches et un moyen de mesure vectorielle du champ magnétique et A'fi 2 -- en ce que l'unité de traitement comprend un intégrateur pour effectuer une intégration mathématique des données fournies par les magnétomètres montés en gradiomètres, un multiplicateur pour effectuer le produit des données reçues du moyen de mesure vec- - torielle du champ magnétique par la susceptibilité magnétique mesurée et un soustracteur pour retrancher ce produit du résul- tat de l'intégration fourni par l'intégrateur, afin d'obtenir une information propre à l'aimantation rémanente des roches et en particulier aux inversions de cette aimantation. - D'autres particularités ressortiront de la description d'exemples de réalisation qui vont être donnés, à titre non limitatif, en se référant au dessin joint dans lequel: - la Fig. I est une vue d'ensemble schématique de l'appareil; - - les Fig. 2 et 3 représentent schématiquement la sonde de cet appareil, dont la Fig. 4 représente à plus grande échelle le cryostat; - la Fig. 5 représente un couple de bobines de gradio- mètre; - - les Fig. 6, 7, 8, 9 et 10 représentent diverses con- figurations de ces couples de bobines; - la Fig. 1Il schématise la manière dont les données sont collectées par la sonde et transmises à l'unité de traitement; et - - la Fig. 12 schématise les opérations principales ef- fectuées dans l'unité de traitement. Sur la Fig. 1, on voit une sonde de mesures magnétiques I destinée à être descendue dansun trou de forage et à être dé- placée le long de celui-ci pour effectuer une diagraphie, en - étant reliée par un câble électrique 2 à une unité de traitement 256460' de données 3 disposée en surface. Les Fig. 2 et 3 montrent de haut en bas l'ensemble des appareils contenus dans la sonde 1. Dans la partie supérieure de la sonde, sous la tête 4 de celle-ci, se trouve un compar- - timent 5 contenant une électronique de multiplexage et de transmission. La partie inférieure de la sonde forme un cryostat 6 délimité par une double paroi 7 en une résine synthétique ren- forcée par des fibres, à l'intérieur de laquelle est disposé un écran thermique 8, comme on le voit sur la Fig. 4 Ce cryostat ]0 - est thermiquement isolé à sa partie supérieure par des écrans thermiques 9. Les trois magnétomètres montés en gradiomètres ont été représentés par l'emplacement de leurs bobines de mesure ,]1, 12 qui captent le gradient, par rapport à l'axe - z de la sonde, de la composante du champ magnétique respective- ment selon l'axe z et selon deux autres axes x et y perpendi- culaires entre eux et à l'axe z et par l'emplacement 13 des sondes de mesure dites "SQUID" (Superconducting Quantum Inter- ference Device) auxquelles ces bobines de mesure sont reliées - par des câbles coaxiaux 14, 15 et 16 respectivement. Un câble coaxial 17 relie les "SQUID" à un compartiment 18 d'électroni- que d'acquisition en passant à travers les écrans thermiques 9. L'ensemble des bobines de mesure d'induction 10, 11, 12 est entouré d'un écran métallique]9. - Entre le cryostat 6 et le compartiment 18 d'électroni- que d'acquisition on a disposé un appareil de mesure du champ magnétique 20, un appareil de mesure de la susceptibilité ma- gnétique 21 et un inclinomètre 22. Ces appareils sont électri- quement reliés au compartiment 18 d'électronique d'acquisition. - Le cryostat 6 est baigné par de l'hélium liquide, Du fait de l'évaporation de l'hélium liquide, on doit assurer le maintien de la pression dans le cryostat en dessous d'une li- mite de sécurité. On peut à cet effet installer un drain qui -4- relie le cryostat à la surface. Ce drain peut être constitue par un brin creux prévu dans le cable 2 de liaison entre la sonde et la surface. On pourrait aussi installer un circuit fermé capable de - reliquéfier les vapeurs d'hélium. Dans l'exemple représenté, on a prévu l'installation combinée d'une part d'une chambre 23 de grande contenance dans laquelle on fait le vide avant de descendre la sonde dans un trou de forage et qui est reliée au sommet du cryostat 6 par - l'intermédiaire d'un conduit étroit 24 et d'une soupape 25 tarée à 1.050 mbars qui sera la pression de fonctionnement dans le cryostat et d'autre part d'un compresseur miniaturisé blindé 26 et d'une chambre 27 prévue pour recevoir de l'hélium venant de la chambre 23 et comprimé par le compresseur 26 - lorsque celui-ci est mis en marche par un appareil de mesure de pression 28, dès qu'un certain niveau de pression est détec- té dans la chambre 23. Le compresseur 26 permet l'établissement d'une pression d'hélium élevée dans la chambre 27 et l'éventuel rejet de celuici à l'extérieur de la sonde 1 par une soupape - de sécurité 29. En outre, la chambre 23 est reliée à l'extérieur par une soupape de sécurité 30. Ces soupapes 29 et 30 sont éga- lement munies d'un système de purge que ltopérateur peut déclen- cher lors du retour de la sonde à la surface afin de procéder à une égalisation des pressions interne et externe avant démon- - tage de la sonde. La chambre 23 peut aussi être seule utilisée si elle est de contenance suffisante. Inversement, la chambre 27 peut être seule utilisée, le compresseur 26 retirant alors de l'hé- lium gazeux directement du cryostat 6 sans l'intermédiaire d'une - chambre 23 à vide initial. Un appareil à rayons gamma 31 a été prévu sous le com- partiment 5. Les liaisons électriques internes entre d'une part les magnétomètres du cryostat 6, les appareils de mesure 20, 21, 22 et d'autre part le compartiment électronique 18 ainsi qu'en- - tre ce compartiment 18 et le compartiment 5 et entre l'appareil 31 et le compartiment 5 n'ont pas été représentées pour ne pe, - compliquer la compréhension du dessin. Chacun des magnétomètres montés en gradiomètres comprend deux bobines 32, 33 identiques mais enroulées en sens inverse perpendiculaires à la direction de la composante du champ ma- - gnétique dont on veut mesurer le gradient et écartées l'une de l'autre d'une distance d selon l'axe de la sonde, comme le mon- tre la Fig. 5. Le champ magnétique B est défini par des vecteurs com- posants selon les axes x, y, z, dont le module est respective- - ment Bx, By et Bz, Comme le champ magnétique terrestre présente, dans les régions sédimentaires non perturbées par l'activité humaine, une variation très lente avec la profondeur, le gradient du champ magnétique terrestre selon l'axe z de la sonde est négligeable et les gradiomètres utilisés, du premier ordre ou du deuxième - ordre, éliminent l'effet du champ magnétique terrestre et don- nent une information due à la seule aimantation des roches: ai- mantation induite par le champ magnétique terrestre dans les roches et aimantation rémanente des roches. Si l'on désigne les gradients 6B *By et Bz respectivement 6z 'z 6z - par: Gx, Gy et Gz, le signal Ix de sortie du gradiomètre mesu- rant le gradient de la composante Bx du champ magnétique sera: Ix = L] (Gx x d) L1 désignant la surface d'une bobine dans le plan perpendiculaire à l'axe des x. En pratique, la réalisation des bobines 32 et 33 ne per- - met pas d'obtenir des surfaces L et -L rigoureusement identi- ques, la planéité et le parallélisme des deux bobines ne sont pas parfaits et les fils de jonction 34 créent, malgré les pré- cautions prises, des surfaces parasites. Si l'on tient compte des surfaces parasites mx my, mz ,m - considérées selon les trois axes x, y, z selon lesquels on dé- compose le veteur champ magnétique, la surface S1 d'une bobine 32 et celle S2 d'une bobine 33 peuvent s'exprimer de la mani re suivante: - 6- - L + m x Lj + m2 x 1 S = Ym S m2Y i1. 2 2 z xn2z m1 m2 Le signal du gradiomètre est alors proportionnel à: Ix = (SX + S2x) B + (S - S) - c' est-à-dire: mIx + m2 ex 2L- + m x ex in1+ m22 B 2 m2- m 1 Gy I=1 + I3 Lzm2 m1 Bz L m z L expression qui est de la forme: Exx ex ilx= ex Bx Ix=Yx By + L2.d.Gx,+ x:l J (2) (1) (3) Le terme (1) correspond au gradient de champ magnétique que l'on veut mesurer. Le terme (2) correspond à l'effet du champ magnétique B sur les surfaces parasites. Le terme (3) cor- respond à l'effet du gradient de champ magnétique sur les sur- faces parasites. I1 est faible par rapport aux termes (1) et (2) et peut être négligé. Les techniques classiques de bobinage permettent de li- miter les surfaces parasites à environ 10- 3 de la surface utile. L'adjonction de dispositifs compensateurs tels que des boucles supraconductrices dans le voisinage de certaines spires permet de réduire les surfaces parasites résiduelles apparentes à des valeurs de l'ordre de 10-4 ou 105 de la surface utile. 2564601' -7 La caractérisation du gradiomètre consiste à déterminer expérimentalement les surfaces parasites résiduelles apparentes en utilisant des champs ou des gradients de champ connus, puis à introduire les valeurs ainsi déterminées dans le calcul du - terme (2) et éventuellement du terme (3) si on ne néglige pas ce dernier terme afin de retrancher ces termes correcteurs du signal obtenu pour avoir la valeur exacte du terme (1) cherché. Ce calcul est effectué dans l'unité de traitement 3. Dans la réalisation des bobines des gradiomètres, on - cherche à disposer les centres des gradiomètres à des cotes aussi voisines que possible et à avoir des distances entre les deux bobines de chaque gradiomètre aussi similaires que possible. La Fig. 6 représente une configuration qui est celle adoptée dans l'exemple de la Fig. 4, o les couples de bobines - des trois gradiomètres sont séparés: couple de bobines 35 et 36 pour le gradient - Hz; couple de bobines 37 et 38 pour le gradient --; couple de bobines 39 et 40 pour le gradient fHy Cette configuration a l'inconvénient de ne pas être symé- trique et de nécessiter un recalage des données en profondeur - puisque les points de mesure sont décalés, mais on a la même résolution en z pour chaque gradient et il est relativement aisé de corriger l'effet des surfaces parasites au moyen de spires supraconductrices telles que 41, 42, 43 du fait que les couples de bobines sont séparés. - La Fig. 7 montre plus en détail la configuration du cou- ple de bobines 37 et 38. On voit que l'on a prévu en un point 44 un croisement des fils reliant les bobines 37 et 38 pour com- penser l'influence du champ magnétique sur la surface délimitée par ces fils. Le point 44 est disposé sensiblement au milieu de - la distance entre les bobines 37 et 38, mais la position de ce point de croisement est réglable pour qu'on puisse l'ajuster et obtenir la compensation optimale. Le câble coaxial 14 passe dans le plan des bobines 37 et 38 au niveau de celles-ci pour Hx ne pas affecter la mesure de Lz-. De même, les câbles coaxiaux - 14 et 15 passent dans le plan des bobines 39 et 40 au niveau de -- 8 -- celles-ci pour ne pas affecter la mesure de 6HY âz La Fig. 8 montre une configuration dans laquelle les trois couples de bobines ont été centrés: couple de bobines et 46 à écartement moyen pour le gradient 6Hz; couple de - bobines rapprochées 47 et 48 pour le gradient -;Hx, couple de bobines éloignées 49 et 50 pour le gradient - Y. On a figuré également des spires de compensation de l'effet des surfaces parasites: 51, 52, 53, Cette configuration est symétrique, elle facilite la compensation des surfaces parasites et elle a ses - trois points de mesure confondus. Par contre, les trois gradio- mètres ont une résolution en z différente. La Fig. 9 montre une configuration dans 'laquelle les trois couples de bobines ont été décalés successivement l'un par rapport à l'autre, les deux bobines de chaque couple étant - écartées de la même distance: couple de bobines 54 et 55 pour le gradient SHZ; couple de bobines 56 et 57 pour le gradient ___ âz Hx Hy; couple de bobines 58 et 59 pour le gradient zHx. On a pla- - cé des spires de compensation 60, 61, 62. Dans cette configu- ration, chaque gradiomètre a la même résolution en z et la com- - pensation'est facilitée. Mais les points de mesure sont légère- ment décalés et le système n'est pas symétrique. La Fig. 10 montre une configuration entrelacée du cou- dlHz ple de bobines 63 et 64 relatif au gradient 6z, du couple de bobines 65 et 66 relatif au gradient x et du couple de bobines - 67 et 68 relatif au gradient 6Y, une bobine (63, 65, 67) de chaque couple étant montée sur un premier bloc isolant 69 et l'autre bobine (64, 66, 68) de chaque couple étant montée sur un deuxième bloc isolant 70. Dans cette configuration, chaque gradiomètre a la même résolution en z, les points de mesure - sont confondus et le système est symétrique, mais la compensa- tion de l'effet des surfaces parasites est très délicate à réaliser physiquement: elle doit pratiquement être effectuée par calcul.. X La mesure du champ nmagnétique est indispensable pour deux raisons. D'abord il faut calculer le champ magnétique pro- duit dans le trou de forage par l'aimantation induite dans les roches par le champ magnétique terrestre et cela impose de con- - naître le vecteur champ magnétique terrestre pour le multiplier par le tenseur des susceptibilités magnétiques. Ensuite, l'in- terprétation des mesures des gradiomètres n'est possible que si l'on connaît la position de la sonde par rapport au repère fixe que constitue la direction du nord magnétique et la verticale. l0 - Le vecteur mesuré par l'appareil 20 est le vecteur champ magnétique dans le trou de forage, mais il peut être considéré comme étant le vecteur champ magnétique terrestre avec une ap- proximation suffisante pour les deux utilisations qui viennent d'être indiquées. - On peut mesurer ce vecteur champ magnétique par exemple par l'un des deux procédés suivants. Dans un premier procédé, on mesure trois composantes BX, BY, BZ de ce champ (par exemple, par des sondes du type dit "fluxgate" ou à couche mince), la précision re- lative obtenue étant de l'ordre de 10-4 environ. Dans- un deu- - xième procédé, on détermine la direction du champ magnétique par l'orientation prise par une sonde du type "fluxgate" ou à cou- che mince, orientation qui est perpendiculaire à la direction recherchée et on en mesure le module par un magnétomètre à pré- cession nucléaire. Si l'on désirait une mesure plus précise, - mais cela n'est généralement pas nécessaire, on pourrait pré- voir de disposer un magnétomètre dans le cryostat 6. La mesure de la susceptibilité magnétique peut être effectuée, si l'on considère que les roches sédimentaires ont une susceptibilité magnétique isotrope, par toute méthode clas- - sique de mesure de cette susceptibilité, par exemple par la méthode des sondes d'induction en utilisant un courant alterna- tif de fréquence telle que ses effets n'interfèrent pas avec les autres mesures. On utilise un couple émetteur-récepteur à espacement convenable pour obtenir une profondeur et une hau- - teur d'investigation comparables à celles des gradiomètres. 14-PIke - 10 - On peut se référer pour cela à la communication de G. CLERC et B. FRIGNET "Diagraphies de conductivité électrique et suscepti- bilité magnétique avec la sonde à induction Romulus" (Applica- tion en recherches minières - Actes du 7e colloque européen de diagraphies - Paris, 1981). Dans le cas o l'on ferait une ap- proximation insuffisante en considérant la susceptibilité magné- tique comme isotrope, on pourrait prévoir une mesure des valeurs Xx' Xy, XZ de la susceptibilité selon les axes X, Y, Z. L'aiman- tation J induite dans la roche a alors pour composantes: - JX Bx.Xx Jy = By.Xy Jz= Bz.Xz On a schématisé sur la Fig. Il comment les différentes données sont collectées par la sonde 1 et transmises à l'unité - de traitement 3. On y retrouve le compartiment électronique de multiplexage et de transmission 5 qui reçoit les données captées par l'appareil à rayons gamma 31, l'inclinomètre 22, les sondes "SQUID" 13, l'appareil de mesure du champ magnétique 20, l'ap- pareil de mesure de la susceptibilité magnétique 21 et aussi un - accéléromètre en déplacement axial 71 qui n'a pas été représen- té sur les Fig. 2 et 3 et qui n'est effectivement pas indispen- sable. Le câble coaxial 2 permet des échanges de signaux entre le compartiment 5 de la sonde 1 et une électronique de démulti- plexage et d'acquisition 72 de l'unité 3 en surface. La sonde 1 - reçoit ainsi des commandes de la surface et elle envoie en sur- face des informations sur les données qu'elle à collectées. L'é- lectronique 72 envoie ces données à une unité de calcul 73 qui traite ces données selon un programme. La Fig. 12 schématise les opérations qui doivent être - faites dans l'unité 73. Ces opérations sont essentiellement: - une multiplication du vecteur champ magnétique B dé- fini par ses coordonnées Bx, By, BZ, par la susceptibilité - 1] - magnétique X0 préalablement mémorisée dans une mémoire 74 afin de pouvoir tenir compte des cotes de mesure différentes et rame- née à la valeur X0m relative à la cote, dite de mesure, qui cor- respond à la cote de mesure du gradient dBz/dz toutes les autres - mesures étant ramenées à cette même cote de mesure par l'inter- médiaire d'un organe de programmation de mémorisation 75, que l'on a ici piloté par l'accéléromètre 71, multiplication effec- tuée dans un multiplicateur 76 à la sortie duquel on obtient le vecteur aimantation induite J défini par ses composantes: oX JX' JV Z; - une correction des mesures des gradients GX, GyS. Gz du champ magnétique dans un appareil 77 dit de "caractérisation nu- mérique" recevant des informations d'un organe 78 de détermina- tion de l'orientation de la sonde et tenant compte du terme (2), - précédemment défini, qui correspond à l'effet du champ magnéti- que sur les surfaces parasites des bobines, pour fournir des me- sures de gradients corrigées GXc, Gyc et GZc; - une mémorisation des mesures des gradients. GXc et Gyc dans les mémoires 79 et 80 de manière à obtenir des mesures GXcm et Gym ramenées à la cote de -mesure, selon le programme de l'organe 75 dépendant lui-même des distances entre les cotes des diverses mesures; - un filtrage et une intégration des résultats des mesu- res de gradients dans un intégrateur 81 qui reçoit d'un calibra- - teur 82 des données de calibration résultant de mesures effectuées hors du trou de forage ou dans celui-ci grâce à des étalons in- ternes de champ ou de gradients et qui donne les composantes Ax, Ay, Az du vecteur aimantation A; - une soustraction des vecteurs A et dans un soustrac- - teur 83 qui donne le vecteur aimantation rémanente naturelle R par ses composantes RX, Ry Rz telles que: RX = A - X Ry = Ay - Jy, RZ = Az - J - un passage aux coordonnées géographiques dans un con- vertisseur de coordonnées 84 recevant des informations de l'or- gane de détermination de l'orientation de la sonde 78 et d'un organe 85 de mémorisation de la déclinaison magnétique introduite - lors de la calibration et fournissant en 86 les composantes du vecteur aimantation induite et en 87 celles du vecteur aimantation rémanente. L'organe 78 reçoit les informations de l'inclinomètre 22 et la mesure des composantes BX et By du champ magnétique. Dans le cas d'une formation volcanique o les roches sont fortement - aimantées, la détermination de l'orientation de la sonde par rapport au champ magnétique local n'est plus possible avec une précision satisfaisante. Dans ce cas, il est nécessaire d'utili- ser en plus ou à la place du moyen d'orientation de la sonde par rapport au champ magnétique un dispositif d'orientation indépen- - dant 88 tel qu'un gyroscope. On a prévu en outre de mémoriser dans une mémoire 89 les informations fournies par l'appareil à rayons gamma 31 afin de les obtenir en 90 ramenées à la cote de mesure. On a constaté au cours d'essais préliminaires que cet - appareil permettait de très bien faire ressortir les inversions de l'aimantation rémanente des-roches, ce qui accroît considéra- blement les possibilités de la magnétostratigraphie. - 13 - REVENDICATIONS 1/ Appareil d'exploration magnétique pour trou de forage, com- prenant une sonde de mesures magnétiques (1), de forme générale allongée selon un axe, destinée à etre déplacée le long du trou de forage pour enregistrer, de manière continue en fonction de - la profondeur, certaines propriétés magnétiques des roches tra- versées par le trou de forage, une unité de traitement de don- nées (3) destinée à ?tre placée en surface au-dessus du trou de forage et un câble électrique (2) reliant la sonde à l'unité de traitement pour amener à celle-ci les données acquises par la - sonde, dans lequel une partie supérieure de la sonde contient des organes de conversion de grandeurs électriques (5) et une partie inférieure de la sonde forme un cryostat (6) rempli d'un fluide cryogénique et contenant au moins un magnétomètre cryogé- nique monté en gradiomètre, caractérisé en ce que ledit cryostat - (6) contient trois magnétomètres (10, 11, 12) montés en gradio- mètres par rapport à la direction de l'axe de la sonde, en ce que la sonde (1) contient aussi un moyen de mesure de la suscep- tibilité magnétique des roches (21) et un moyen de mesure vecto- rielle du champ magnétique (20) et en ce que l'unité de traite- - ment (3) comprend un intégrateur (81) pour effectuer une integra- tion mathématique des données fournies par les magnétomètres montés en gradiomètres, un multiplicateur (76) pour effectuer le produit des données reçues du moyen de mesure vectorielle du champ magnétique (20) par la susceptibilité magnétique mesurée - et un soustracteur (83) pour retrancher ce produit du résultat de l'intégration fourni par l'intégrateur (81), afin d'obtenir une information propre à l'aimantation rémanente des roches et en particulier aux inversions de cette aimantation. 2/ Appareil d'exploration magnétique selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'unité de traitement (3) comporte aussi un appareil de correction (77) pour les mesures de gradients s.g - 14 - fournies par les magnétomètres (10, 11, 12), recevant des infor- mations sur le champ magnétique et l'orientation de la sonde (I) et calculant l'effet parasite que le champ magnétique exerce sur chaque magnétomètre du fait des imperfections de réalisation de - celui-ci. 3/ Appareil d'exploration magnétique selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'unité de traitement (3) comporte aussi des moyens de mémorisation (74, 79, 80) pour certaines mesures et un organe de programmation de mémorisation (75) pour ramener - l'ensemble des mesures effectuées à une meme cote de mesure. 4/ Appareil d'exploration magnétique selon la revendication 1, dans lequel les trois magnétomètres (10, 11, 12) montés en gradiomètres comprennent chacun un couple de bobines caractéri- sé en ce que ces couples de bobines (35-36, 37-38, 39-40) sont - séparés les uns des autres et disposés les uns à la suite des autres. / Appareil d'exploration magnétique selon la revendication 1, dans lequel les trois magnétomètres montés en gradiomètres com- prennent chacun un couple de bobines, caractérisé en ce que - chacun de ces couples de bobines (45-46, 47-48, 49-50) a ses deux bobines disposées symétriquement par rapport à un centre commun aux trois couples de bobines. 6/ Appareil d'exploration magnétique selon la revendication 1, dans lequel les trois magnétomètres montés en gradiomètres com- - prennent chacun un couple de bobines, caractérisé en ce que les trois couples de bobines (54-55, 56-57, 58-59) sont décalés l'un par rapport à l'autre, les deux bobines de chaque couple de bobines étant écartées de la même distance. 7/ Appareil d'exploration magnétique selon la revendication 1, - dans lequel le cryostat (6) contient de l'hélium liquide, ca- ractérisé en ce qu'un conduit (24) muni d'une soupape tarée (25) relie le sommet du cryostat (6) à une chambre à vide initial (23) contenue dans la sonde (1). - 15 - 8/ Appareil d'exploration magnétique selon la revendication 1, dans lequel le cryostat (6) contient de l'hélium liquide, ca- ractérisé en ce que la sonde (1) comporte une chambre de pres- sion (27) à laquelle est relié un compresseur (26) disposé de manière à pouvoir introduire sous pression dans cette chambre de pression (27) de l'hélium éventuellement évaporé dans le cryostat (6).