Brevet FR2587059A1 — publié le 19870313

La présente invention concerne un procédé et un dispositif qui sont employés en association avec un équipement classique de télémétrie de fond en cours de forage pour établir une communication avec celui-ci tandis que le raccord de réduction est à la surface. Les récents développements dans le domaine de l'équipement de mesure en cours de forage ont entraîné des changements technologiques notables en ce sens que l'équipement de fond est capable d'accumuler une quantité importante d'informations, telle que la description détaillée des différentes strates à travers lesquelles passe le forage. Une grande quantité de cette information est extrêmement importante, mais n'est pas essentielle pour la poursuite de l'opération de forage. L'opération de forage nécessite tous les détails sur l'orientation du trépan de façon à corriger l'opération de forage en cours et on s'intéresse moins aux strates proprement dites qui sont traversées. Ainsi la télémétrie usuelle qui est prévue, soit avec un système par impulsions de boue, soit avec un système câblé rigide, donne la priorité à l'information sur le forage et stocke l'information plus détaillée concernant les différentes strates. Un autre équipement Je fond enregistre uniquement les renseignements concernant les formations en vue d'une récupération et d'une évaluation ultérieure. Il est alors possible de récupérer n'importe quelle information stockée lorsque l'équipement de fond est périodiquement remonté à la surface pour le remplacement du trépan. Les systèmes antérieurs de récupération des données stockées ont employé des connexions électriques directes, ce qui exige de former une ouverture dans la paroi du raccord réducteur de l'équipement de fond. Le fait d'avoir une ouverture dans la paroi du raccord de réductionprovoque un problème d'affaiblissement de la structure, créant la possibilité de fracture du raccord de réduction d'o il peut résulter une perte de l'équipement de fond, ce qui exige une opération coOteuse de repêchage pour le récupérer. D'autres systèmes de la technique antérieure exigent de casser la garniture de forage pour l'ouvrir, à la surface, soit pour récupérer le moyen d'enregistrement lui-même, soit pour avoir accès à l'enregistrement fait tandis que l'équipement était au fond. Les capteurs à résistivité pour la mesure en cours de forage sont généralement des transmetteurs et des récepteurs, soit du type à courant (conduction), soit du type à induction. Les capteurs du type à courant comprennent des électrodes qui sont montées à la surface du raccordde réduction pour fournir et recevoir du courant directement dans et à partir de la boue de forage et de la formation au voisinage immédiat du raccordde réduction. Les capteurs du type à induction comprennent des bobines antennes à la surface du raccord deréductionpourinduireet détecter les courants qui pénètrent dans et proviennent de la boue de forage et de la formation environnante. La présente invention fournit un procédé et un dispositifpour établir une communication avec le raccord de réduction pour mesure en cours de forage lorsque l'équipement de fond est à la surface et sans qu'il soit nécessaire de faire passer des connexions spéciales à travers un trou ou ouverture dans leraccordderéduction. La présente invention élimine cette ouverture supplémentaire, ce qui donne un système qui fonctionne facilement de façon plus sure et plus fiable. La présente invention met en oeuvre soit des électrodes, soit des bobines antennes pour assurer une connexion électrique entre les circuits d'accumulation et de stockage des données qui se trouvent dans le raccord de réductionde l'instrumentetun dispositif de stockage et de traitement des données qui se trouve à la surface. La présente invention connecte ou couple un transmetteur à surface déployée et un récepteur respectivement avec le récepteur et le transmetteur du capteur à résistivité pour la mesure en cours de forage, de préférence pendant que le raccordderéductionde l'instrument est à la surface, par exemple pendant le changement du trépan. Le transmetteur à surface déployée et le récepteur couplé aux circuits du raccord de réduction sont capables d'envoyer des ordres de fonctionnement au raccord de réduction pour mesure en cours de forage et de recevoir du raccordderéductiondesdonnées recueillies lorsque le raccordde rèductionétaitau fond. Les circuits à l'intérieur de l'instrument de mesure en cours de forage doivent permettre aux données stockées à l'intérieur du raccord réducteur d'être transmises par le système électrode/antenne par déconnexion ou blocage temporaire du système électrode/antenne et de son circuit de fonctionnement normal (ou par limitation de ce fonctionnement) pour permettre la transmission des données stockées. Par exemple, l'équipement de surface peut actionner un mécanisme de commutation pour permettre temporairement aux dispositifs à résistivité de fonctionner comme un système de transmission de données au lieu d'un système de mesure de résistivité (accumulation des données). La présente invention va maintenant être décri- te au moyen d'un exemple d'un mode de réalisation avec réfé- rence au dessin annexé, dans lequel: L'unique figure est une coupe schématique d'un raccord de réduction typique d'un ensemble de fond qui se trouve à la surface et qui est couplé à l'équipement de communication selon la présente invention. Cette figure illustre schématiquement la présente invention telle qu'elle serait mise en oeuvre en association avec un ensemble d'instrumentations connues pour mesure au fond en cours de forage. Le raccord de réductionO 10 esten acierde haute résistance mécanique et comporte une perforation axiale 12 et une cavité annulaire 14 dans laquelle sont placés un transmetteur 16, un récepteur 18, un système électrode/antenne 20 et une mémoire de stockage des données 22. On notera que la présente invention s'applique à n'importe quel type d'équipement de fond possédant un transmetteur et un récepteur fonctionnant à n'importe quelle fréquence avec comme but principal, de rassembler des informations sur le trou de forage. Si l'équipement est un capteur électrique, il peut êtredu type conducteurouinducteur, et si c'est le cas, le type conducteurexige des électrodes et le type inducteur exige une antenne. Le système él ectrode/antenne 20 est donc monté contre ousur la surface du raccordde réduction, soit avec un système unique pour transmettre et recevoir, soit avec des sections séparées pour transmettre et recevoir. On notera que la présente invention s'appliquerait aussi à un équipement acoustique dans iune plage acoustique ou à n'importe quel autre type d'équipement de mesure fonctionnant dans n'importe quelle gamme de fréquence avec des moyens appropriés de transmission et de réception montés sur le raccord de réduction. Le fonctionnement de l'équipement de mesure en cours de forage est tout à fait classique, l'information étant rassemblée pendant que l'équipement fonctionne au fond, et, dans des cas appropriés, uniquement la donnée qui est nécessaire à l'opération de forage étant transmise à la surface. Le reste des informations, telles que les configurations des strates, seraient mises en mémoire en vue d'une lecture ultérieure. L'équipement au fond pourrait aussi être un système qui n'enregistrerait que lorsqu'il est au fond, toutes les autres données étant rassemblées lorsque le raccord de réduction de l'instrument est à la surface. Un système de communication de surface représenté généralement en 24, comprend un transmetteur 26, un récepteur 28 et des circuits de surface 30 pour la saisie des données et la commande du système. Le système de communicationde surface 24 doit être compatible avec l'équipement qui est au fond, de sorte que si l'équipement qui est au fond est du type à induction, l'équipement de surface doit également être du type à induction. Le transmetteur 26 et le récepteur 28 du système de communi- cation 24, pour l'exemple à induction, seraient placés dans l'intervalle de transmission du raccord de réduction de l'équipement 10 lorsque le raccord de réduction est à la surface, par exemple, lorsque l'équipement de fond a été remonté à la surface pour le remplacement du trépan. Dans un système du type à conduction ou à courant, il faudrait qu'il y ait un contact électrique entre les électrodes ainsi qu'il est représenté sur la figure. Pendant que le raccord deréductiondel'équipementest à la surface et sans qu'il soit détaché de la garniture de forage ou sans que le raccord de réduction ait pénétré particulièrement, le système de communication de surface 24 est amené dans une posi- tion dans laquelle 1e système électrode/antenne du transmetteur 26 et du récepteur 28 peuvent entrer en contact ou être couplés au dispositif électrode/antenne 20 du récepteur et du transmetteur du raccord réducteur de l'équipement 10. L'équipement de surface envoie alors des instructions à l'équipement du fond par le transmetteur 26, envoyant des instructions par le système 20 et le récepteur 18 pour que la mémoire 22 sorte les données et transmette l'information emmagasinée par le transmetteur 16 et le système 20, l'information étant reçue par le récepteur 28 et envoyée aux circuits 30 o les données sont stockées et/ou traitées en conséquence. Une fois que la transmission des données a été achevée, il est possible, soit de reprogrammer, soit d'envoyer des instructions à l'équipement du fond par transmission de l'information appropriée à partir des circuits de surface 30 par l'intermédaire du transmetteur 26 au dispositif 20, au récepteur 18 et dans la mémoire 22. Le type d'information qui pourrait être stockéecomprend des instructions pour le système de mesure/saisiedes informationsduraccordde réduc- tion 10 en ce quiconcerne lavitesse et la direction de forage prévue ou peut-être un profil attendu de la géologie de la zone qui est forée de façon à permettre une comparaison entre la géologie réelle et la géologie prédite. On peut aussi charger dans la mémoire 22 des sélections d'un menu de mesures qui peuvent être faites. Un autre mode de réalisation de la présente invention comprendrait une sonde montée à l'intérieur du perçage d'un raccord deréductionpardes moyens appropriés tels que des supports en toile d'araignée. La sonde comprendrait une mémoire et des dispositifs électroniques de capteur à résistivité, les dispositifs électroniques de capteur montés dans la perforation étant reliés au système capteur/antenne monté sur le raccord deréduction.Le fonctionnement serait le même que celui qui a été décrit ci-dessus, l'équipement de surface compatible étant couplé au système capteur/antenne pour transmettre des instructions et recevoir des données collectées au fond du trou. La présente invention pourrait aussi être employée pour obtenir des données dans n'importe quel cas o ces données sont recueillies et stockéesdansunconte- neur hermétiquement fermé,et o il est souhaitable de maintenir le conteneurà 1 'état hermétiquement fermé.Par exemple,l'obten- tion, par la présente invention, de données concernant le débit dans unpipeline, éviteraitles tempsd'arrêtetlapossibilité d'écoulements nuisibles à l'environnement. D'autres exemples comprendraient l'obtention de données concernant l'activité à l'intérieur d'une pile nucléaire ou les conditions de température et de pression à l'intérieur d'un conteneur contenant des matières dangereuses. L'appareillage décrit ci-dessus fonctionne normalement dans la gamme des radio-fréquences. On pourrait aussi employer la présente invention avec un équipement acoustique en substituant des capteurs appropriés. La description précitée est destinée à illus- trer et à expliquer la présente invention et on peut apporter de nombreux changements dans les étapes du procédé ainsi que dans les détails du dispositif illustré, sans sortir du cadre des revendications annexées et sans s'écarter de l'esprit de l'invention. REVENDICATIONS 1. Un procédé pour établir une communication entre de l'équipement de surface et un ensemble de télémétrie de fond en cours de forage comprenant un transmetteur (16) et un récepteur (18) reliés tous les deux à une mémoire (22) et un système électrode/antenne (20) tandis que ledit ensemble est à la surface, caractérisé en ce qu'il comporte les étapes suivantes: on place à portée de transmission par contact du- dit système électrode/antenne (20), un système électrode/an- tenne (24) compatible dudit équipement de surface; et on fait communiquer directement'le moyen de saisie des données d'équipement de surface avec l'équipement du fond pour y transmettre des informations et recevoir des données de ladite mémoire. 2. Un procédé selon la revendication 1, caractéri- sé en ce que l'information transmise dudit équipement de sur- face comprend des instructions pour que l'ensemble de mémoire (22) transmette les données contenues dans ladite mémoire. 3. Un procédé selon la revendication 1, caractéri- sé en ce que l'information transmise dudit équipement de sur- face comprend des instructions à stocker dans ledit ensemble de mémoire et qui concernent le fonctionnement ultérieur de l'ensemble dans l'environnement du fond. 4. Un procédé selon la revendication 1, caractéri- sé en ce que ledit système électrode/antenne (20) est à con- duction. 5. Un procédé selon la revendication 1, caractéri- sé en ce que ledit système électrode/antenne (20) est à induc- tion. 6. Un dispositif pour établir une communication avec un ensemble de télémétrie de fond en cours de forage, pendant que ledit ensemble se trouve à la surface, ledit en- semble comprenant un transmetteur (16) et un récepteur (18) connectés tous les deux à une mémoire et à un système élec- trode/antenne (20), caractérisé en ce que ledit dispositif comporte: FR un transmetteur (26) et un récepteur (28) ayant un système électrode/antenne compatible qui peut être placé à portée de transmission du système électrode/capteur (16,18) dudit ensemble; et des moyens de saisie des données et de commande (30) du système connectés au transmetteur (26) et au récep- teur (28), ce qui fait que des instructions peuvent être envoyées par le transmetteur de surface audit récepteur dudit ensemble qui commande la transmission de l'information de la mémoire par l'intermédiaire du transmetteur dudit ensemble au récepteur de surface en vue de l'analyse par lesdits moyens de saisie des données et de commande du système et des ins- tructions pour l'équipement du fond peuvent de même être transmises pour être stockées dans ladite mémoire. 7. Un dispositif selon la revendication 6, carac- térisé en ce que les instructions comprennent des données qui concernent les opérations au fond lorsque ledit ensemble est renvoyé dans l'environnement du fond. 8. Un dispositif selon la revendication 7, carac- térisé en ce que lesdites données comprennent des instruc- tions de forage. 9. Un dispositif selon la revendication 7, carac- térisé en ce que lesdites données comprennent des informations sur le profil géologique attendu. 10. Un dispositif selon la revendication 6, carac- térisé en ce que ledit ensemble comprend une sonde contenant un transmetteur, un récepteur et une mémoire. 11. Un procédé pour établir une communication avec un équipement de mesure formant une partie d'un ensemble fermé sans ouvrir ledit ensemble, ledit équipement comprenant un transmetteur, un récepteur, une mémoire et un système électrode/antenne monté avec ou sur la surface dudit ensemble, caractérisé en ce qu'il comporte les étapes suivantes: on place à portée de transmission dudit système électrode/antenne dudit équipement un système électrode/an- tenne de lecture du système de saisie des données compatible, et FR 2587059 zo on établit une communication directe entre ledit moyen de saisie des données et ledit équipement pour trans- mettre et recevoir des données en direction de et en prove- nance de ladite mémoire. 12. Un procédé selon la revendication 11, carac- térisé en ce que l'information transmise à partir dudit moyen de saisie des données comprend des instructions pour la mé- moire pour que celle-ci puisse transmettre des données qu'elè contient. 13. Un procédé selon la revendication 11, caracté- rosé en ce que l'information transmise à partir dudit moyen de saisie des données comprend des instructions à emmagasi- ner dans la mémoire dudit équipement qui concerne les autres données à rassembler. 14. Un procédé selon la revendication 11, caracté- risé en ce que le système électrode/antenne est à conduction. 15. Un procédé selon la revendication 11, caracté- risé en ce que le système électrode/antenne est à induction. 16. Un dispositif pour établir une communication avec un équipement de mesure dans un ensemble fermé sans ou- vrir l'ensemble, ledit équipement comportant un transmetteur (16), un récepteur (18), une mémoire (22) et un système antenne/électrode (20), caractérisé en ce qu'il comporte: un transmetteur et un récepteur pouvant être pla- cés a portée de transmission du système antenne/électrode dudit équipement; et des moyens d'acquisition des données et de comman- de (30) du système connecté audit transmetteur et audit ré- cepteur, ce qui fait que des instructions peuvent être en- voyées par ledit transmetteur audit récepteur de l'équipement qui commande la transmission de l'information de ladite mé- moire par l'intermédiaire dudit transmetteur de l'équipement au récepteur en vue de l'analyse par le système de saisie des données et le système de commande (30) et des instructions pour l'équipement peuvent de même être transmises par ledit transmetteur pour être stockées dans la mémoire. 17. Un dispositif selon la revendication 16, carac- FR il térisé en ce que les instructions comprennent des données concernant les opérations futures. 18. Un dispositif selon la revendication 17, ca- ractérisé en ce que les données comprennent les paramètres opératoires. 19. Un dispositif suivant la revendication 16, caractérise en ce que le transmetteur et le récepteur fonc- tionnent dans une gamme de fréquence acoustique. 20. Un dispositif selon la revendication 16, ca- ractërisé en ce que le transmetteur (26) et le récepteur (28) fonctionnent dans une gamme des radio-fréquences. FR