Brevet FR2566044A1 — publié le 19851220

La présente invention concerne un procédé d'inspec- tion de trous forés et d'espaces vides inaccessibles, de préférence pour l'inspection de trous d'investigation et de trous de dégazage dans des mines de houille, dans lequel on éclaire le trou foré dans la zone à inspecter et on transmet l'image obtenue vers l'orifice du forage ou vers un poste d'exploitation. La présente invention concerne également un dispositif pour l'inspection de trous forés et d'espaces vides inaccessibles au moyen de câbles d'alimentation et d'un dispositif d'éclairage et de prise de vue réglable logés dans un tube. Des trous forés sont exécutés dans les roches à des fins d'exploitation de pétrole ou de gaz par exemples pour reconnaître une zone environnante ou pour d'autres buts similaires. Suivant leur destination ces trous forés peuvent avoir une longueur de plusieurs mbtres ou même de plusieurs centaines de mètres. On examine aussi bien les débris résul- tant eu forage ou la carotte extraite à partir du forage, afin de déterminer la nature de la roche ou la position de minéraux, aussi bien que la paroi du trou foré. Cette ins- pection donne une information précise en particulier dans le cas o des carottages ne peuvent pas être exécutés. De même des trous de production, tels que les forages de dégazage, sont examinés, dans les mines de houille, afin d'obtenir des informations sur la nature de la roche. En particulier dans le cas de la technique de forages de grandes dimensions, c'est-à-dire lorsqu'il s'agit de forages d'exploitation de pétrole et de gaz s'étendant sur plusieurs jours, l'examen des trous forés est réalisé au moyen de caméras de télévi- sion. A cet effet on descend une telle caméra dans le trou foré et en même temps un dispositif d'éclairage assurant un éclairement suffisant de la zone devant être inspectée. L'inconvénient entraîné par l'introduction de ces appareils est que le coût d'une telle caméra de télévision est très élevé, que son pouvoir d'information est suffisant unique- ment avec un éclairage satisfaisant et que l'on doit tra- vailler d'une manière très prudente, lors de l'introduction des appareils dans le trou foré pour ne pas détériorer le fonctionnement de tels dispositifs de surveillance. Par suite du coût entraîné par de tels procédés d'inspection de trous forés ceux-ci ne sont employés que dans une mesure limitée et ils ne peuvent pas être utilisés, dans des mines de houille souterraines, pour des forages de petits diamè- -tres. Un but de la présente invention est de fournir un procédé de surveillance simple et sûr et un dispositif ap- proprié pour la mise en oeuvre de ce procédé au moyen des- quels l'inspection de trous forés peut être également envi- sagée dans le cas de trous de reconnaissance et de dégazage de petits diamètres. Ce but est atteint, suivant l'invention, du fait que la lumière nécessaire est transmise dans le trou foré au moyen de fibres de verre et l'image est transmise à l'exté- rieur du trou foré au moyen de câbles conducteurs en fibres de verre. Il est bien connu d'inspecter, au moyen de tels câbles à fibres de verre, dans les domaines de la médecine et également de l'examen des matériaux, des zones diffici- lement accessibles. Cependant les procédés employés jusqu'à présent à cet effet ont été mis en oeuvre exclusivement sur de courtes distances et pour des espaces relativement étroits et de ce fait des surfaces limitées. Le procédé suivant l'invention présente déjà des avantages notables dans une mine de houille, par exemple dans le cas de sa mise en oeuvre dans des trous de dégazage, du fait que la source de lumière est disposée à l'extérieur du trou foré ce qui élimine tout danger d'amorçage d'un incendie grâce à l'éclairage à partir d'une source froide. On peut ainsi, au prix d'une dépense relativement faible, amener de la lumière dans des zones à inspecter de forages ayant un diamètre moyen à petit si bien que l'on peut transmettre l'image à l'orifice du trou foré au moyen d'appareils optiques ou bien encore, comme il a été indiqué, avantageusement à l'aide de câbles conducteurs en fibres de verre. Grâce au bon éclai- rage régulier particulièrement avantageux et à l'utilisation de câbles conducteurs en fibres de verre on peut obtenir une image très précise de la paroi du trou foré, même à de gran- des distances ce qui permet ainsi une utilisation des images obtenues. On obtient de cette façon des informations sur l'emplacement de minéraux, sur les couches de la roche ainsi que sur l'épaisseur ou la porosité de cette roche et les propriétés de la paroi du trou foré.Il est également possi- ble d'effectuer, de cette façon, un contrôle du trou foré, par exemple de trous de congélation des terrains. Suivant une forme d'exécution avantageuse de l'in- vention l'énergie lumineuse dans la zone de la section du trou foré à examiner est convertie partiellement en énergie électrique et elle est utilisée pour l'excitation de cap- teurs de mesure, avantageusement de senseurs. Il est ainsi possible d'obtenir des renseignements précis tels que 1'6- paisseur, la porosité et l'aptitude à la conduction de la roche. Ces données sont également transmises sous la forme d'impulsions lumineuses, par l'intermédiaire des câbles conducteurs en fibres de verre, au poste d'exploitation de ces données. La précision des valeurs mesurées ainsi que leur actualité sont particulièrement avantageuses du fait qu'elles peuvent être obtenues en pratique dans des roches déjà reconnues ou supposées. Pour la mise en oeuvre du procédé on utilise un dispositif dans lequel un câble d'alimentation, un dispo- sitif d'éclairage et un dispositif de prise de vues réglable sont disposés dans un tube. Suivant l'invention il est ad- ditionnellement prévu que les câbles d'alimentation et de transmission sont réalisés sous la forme de câbles conduc- teurs d'ondes lumineuses en fibres de verre et ils s'éten- dent dans un tube pouvant être introduit dans le trou foré, et le dispositif d'éclairage est placé à l'extrémité du câble d'alimentation qui est situé à l'extérieur du trou foré. L'énergie lumineuse est ainsi transmise à l'intérieur du trou foré, à.partir du dispositif d'éclairage situé h l'extérieur de ce trou foré, par l'intermédiaire du câble d'alimentation réalisé sous la forme d'un câble en fibres de verre, afin de pouvoir assurer l'éclairage de la section désirée du trou foré qui est nécessaire pour l'inspection. Aussi bien les câbles que le dispositif de prise de vues sont disposés d'une manière sûre dans le tube et ils sont amenés, conjointement avec ce tube, dans la position qui est nécessaire pour permettre l'inspection d'une section déter- minée du trou foré. Du fait que les câbles et le dispositif de prise de vues se trouvent à l'intérieur du tube, il est totalement exclu que des dommages puissent leur être causés du fait d'une paroi de trou foré non lisse. Pour pouvoir assurer, en plus de la surveillance et de l'inspection visuelle du trou foré, des inspections con- tinues de détails, il est prévu, suivant l'invention, que des senseurs sont associés au dispositif de prise de vues, ces senseurs étant alimentés par des photodiodes associées au câble d'alimentation. De cette façon une partie de l'énergie lumineuse peut être convertie sur place, c'est-à-dire dans le trou foré, en énergie électrique, afin de faire fonctionner les senseurs au moyen desquels on peut déterminer l'épaisseur, la porosité et l'aptitude-à la conduction de la roche ainsi qu'éventuellement d'autres informations. Grâce au dispositif suivant--l'invention le trou foré peut être inspecté d'une manière précise section par section et dans chaque -zone, la translation ou la rotation précise du tube étant possible du fait que le tube est constitué par un tuyau en matière plastique à flexibilité limitée. Il est ainsi possible, par exemple, d'inspecter avec précision des trous forés inclinés ou encore des trous s'écartant de l'axe, du fait que le tube peut suivre sans difficulté la déviation du trou foré, sans être gêné par les cAbles de transmission et d'alimentation ainsi que par l'ensemble du dispositif. Le progrès technique apporté par l'invention réside en particulier dans le fait qu'elle procure un procédé d'inspection précise et un dispositif mettant en oeuvre ce procédé pouvant s'appliquer également à des trous forés de petits diamètres et de diamètres moyens. La dépense néces- saire h cet effet est limitée et additionnellement le coût de fonctionnement est très faible parce que des dommages ne peuvent pratiquement pas être causés au dispositif mettant en oeuvre le procédé suivant l'invention. On décrira ci-après,à titre d'exemple non limitatif, une forme d'exécution de la présente invention,en référence au dessin annexé qui est une vue en coupe axiale d'un trou foré contenant un dispositif suivant l'invention. Comme on peut le voir sur le dessin, un tube 6 est engagé dans un trou 1 foré dans une roche, ce tube 6 s'éten- dant de l'orifice 2 du trou jusqu'au fond 3 de ce trou. Le tube 6 est maintenu à distance de la paroi 4 du trou foré, afin de pouvoir éclairer tout autour la paroi du trou, à l'aide du dispositif d'inspection. Dans le tube 6 est logé un dispositif de prise de vues 7 permettant d'éclairer continuellement la paroi 4 du trou, un éclairage suffisant du tronçon de trou inspecté étant assuré à l'aide d'un dispositif d'éclairage 8. Ce dispositif d'éclairage 8 est constitué par une lampe située à l'extérieur du trou foré 1 et qui fournit l'énergie lumi- neuse nécessaire-dans le trou foré par l'intermédiaire d'un câble d'alimentation, constitué par un câble conducteur d'ondes lumineuses en fibres de verre. Ce câble d'alimen- tation 9 est fixé à la paroi du tube 6 de telle façon que les extrémités des fibres de verre individuelles s'étendent perpendiculairement à cette paroi ou suivant un angle pré- déterminé. On obtient ainsi un éclairage désiré de la zone inspectée. Les images captées sont transmises dans la zone de l'orifice 2 du trou au moyen du dispositif de prise de vues constitué par le câble de transmission 10, pour pouvoir être examinées, à l'endroit de l'orifice du trou, au moyen d'un occulaire 13 ou pour être transmises vers un poste de trai- tement. Cette liaison avec un tel poste de traitement d'in- formations peut être réalisée au moyen d'un raccord de transmission 14. Dans la zone du câble de transmission 10 ou du câble d'alimentation 9 peuvent être disposés des sen- seurs 11 au moyen desquels d'autres informations peuvent être obtenues à partir du trou foré et transmises à l'ori- fice 2 du trou. Ces senseurs 11 sont alimentés, par exemple, au moyen de photodiodes qui produisent, è partir d'un fais- ceau lumineux partiel, l'énergie électrique nécessaire pour les senseurs. REVENDICATIONS 1,- Procédé d'inspection de trous forés et d'espa- ces vides inaccessibles, de préférence pour l'inspection de trous d'investigation et de trous de dégazage dans des mines de houille, dans lequel on éclaire le trou foré dans la zone à inspecter et on transmet l'image obtenue vers l'orifice du forage ou vers un poste d'exploitation, est caractérisé en ce que la lumière nécessaire est transmise au moyen de fibres de verre et l'image est transmise à l'extérieur au moyen de câbles conducteurs en fibres de verre. 2.- Procédé suivant la revendication 1 caractérisé en ce que l'énergie lumineuse dans la zone de la section du trou foré à examiner est convertie partiellement en énergie électrique et elle est utilisée pour l'excitation-de cap- teurs de mesure, avantageusement de senseurs. 3.- Dispositif pour l'inspection de trous forés et d'espaces vides inaccessibles au moyen de cAbles d'alimenta- tion et d'un dispositif d'éclairage et de prise de vue réglable logés dans un tube, pour la mise en oeuvre du procédé suivant l'une quelconque des revendications 1 et 2 caractérisé en ce que les câbles d'alimentation et de transmission (9,10) sont réalisés sous la forme de câbles conducteurs d'ondes lumineuses en fibres de verre et ils s'étendent dans un tube pouvant être introduit dans le trou foré (1), et le dispositif d'-éclairage (8) est placé à l'extrémité du câble d'alimentation qui est située à l'ex- térieur du trou foré. 4.- Dispositif suivant la revendication 3 carécté- risé en ce que des senseurs (11) sont associés au disposi- tif de prise de vues (7), ces senseurs (11) étant alimentés par des photodiodes (12) associées au câble d'alimentation (9). 5.- Dispositif suivant la revendication 3 caracté- risé en ce que le tube (6) est constitué par un tuyau en matière plastique à flexibilité limitée.