Brevet FR2688591A1 — publié le 19930917

La présente invention se rapporte à un procédé et à un appareil pour mesurer la densité de la vapeur dans un tuyau de vapeur qui est prévu dans une installation et par où de la vapeur est forcée à s'écouler. La présente invention sera décrite ci-après relativement à la mesure de la densité de la vapeur au fond du trou dans un puits d'injection de vapeur dans l'industrie du pétrole, en tant que domaine industriel typique auquel peut s'appliquer l'invention. On comprendra cependant que la présente invention n'est pas restreinte à ce domaine spécifique mais qu'elle peut trouver une application dans la mesure de la densité de la vapeur dans toute installation équipée d'un tuyau de vapeur qui prohibe ou empêche la mesure de la densité de la vapeur à partir de l'extérieur. Bien qu'aucun appareil n'ait encore été développé pour mesure la densité de la vapeur au fond du trou dans des puits d'injection de vapeur dans l'industrie du pétrole, plusieurs tentatives de mesure de la densité de la vapeur dans les tuyaux de vapeur menant à des puits d'injection provenant de chaudières ont été proposées dans un équipement amélioré de récupération de l'huile installé au sol pour effectuer le processus d'injection de vapeur. Les figures 8 et 9 des dessins joints montrent, à titre d'exemple, un appareil de mesure de la densité de la vapeur précédemment connu. Sur ces figures, le chiffre de référence 1 désigne un tuyau de vapeur, et le chiffre 2 désigne un collimateur pour obtenir un faisceau de neutrons, lequel collimateur est constitué d'une source 8 de neutrons reçue dans un blindage 10 de neutrons et un modérateur 9 de neutrons. Par ailleurs, le chiffre de référence 3 désigne un détecteur thermique de neutrons, 4 désigne un instrument compteur électronique et 5 désigne un écoulement de vapeur. La vapeur 5 s'écoule à travers une buse d'écoulement 6 disposée dans le tuyau de vapeur 1 pour atteindre l'extrémité supérieure du puits 7 d'injection de vapeur.Dans cet appareil de mesure de la densité de la vapeur, on utilise la relation directe qui existe entre l'affaiblissement des neutrons thermiques dans la vapeur humide et la densité moyenne et la fraction des vides de la vapeur humide. Plus particulièrement, la vapeur humide s'écoule à travers le tuyau de vapeur 1 sous une haute pression importante. Le collimateur 2 où est incorporée la source de neutrons 8 d'un radio-isotope à fission spontanée est disposé d'un côté du tuyau de vapeur 1 tandis que le détecteur de neutrons thermiques est disposé de façon diamétralement opposée au collimateur 2, relativement au tuyau de vapeur 1. Le détecteur de neutrons thermiques présente une grande sensibilité aux neutrons thermique et épithermiques pour détecter tous les neutrons thermique/épithermique émis par la source de neutrons 8 et qui sont transmis ou qui pénètrent à travers le tuyau de vapeur 1.Le signal à la sortie du détecteur de neutrons thermiques 3 est appliqué à l'instrument compteur électronique 4 pour être traité et ainsi produire un signal dont la grandeur est proportionnelle à la valeur du compte des neutrons thermiques/épithermiques, indiquant la densité de la vapeur s'écoulant à travers le tuyau de vapeur 1. De cette manière, la densité de la vapeur confinée dans le tuyau de vapeur peut être mesurée. L'appareil de mesure de la densité de la vapeur de la structure montrée aux figures 8 et 9 est certainement efficace dans des applications où on dispose d'un espace pour permettre de placer le collimateur 2, comprenant le modérateur de neutrons, face au détecteur de neutrons thermiques 3 autour du tuyau de vapeur 1. D'autre part, comme on ne peut utiliser, autour du tuyau de vapeur 1, un appareil de mesure de la densité de la vapeur conçu pour une utilisation lorsque l'espace pour l'installation du collimateur et du détecteur mentionné cidessus ne peut être assuré, on a également proposé une structure telle que l'appareil de mesure de la densité de la vapeur dont tous les composants ne sont placés que d'un côté du tuyau de vapeur 1, comme on peut le voir à la figure 10 des dessins joints. En se référant à la figure 10, l'appareil de mesure de la densité de la vapeur illustré est réalisé de façon à détecter les neutrons émis par une source de neutrons du type Cf-252, ayant une énergie moyenne de 2,3 MeV, qui ont été rétro-dispersés dans la vapeur humide grâce à l'utilisation de la relation linéaire qui existe entre la dispersion des neutrons dans la vapeur humide et la densité moyenne et la fraction des vides de la vapeur humide. Plus particulièrement, sur la figure 10, la vapeur humide s'écoule dans et à travers un tuyau de vapeur 1 sous une haute pression.Un organe formant blindage de neutrons 10 est disposé d'un côté du tuyau de vapeur 1, où l'organe formant blindage de neutrons 10 entoure une source de neutrons 8 du type Cf-252, une plaque de cadmium 11 et un détecteur de neutrons du type BF-3 (que l'on appellera ci-après détecteur BF3) 3. Le détecteur BF-3 3 a une meilleure sensibilité pour les neutrons thermiques/épithermiques et il est capable de détecter les neutrons thermiques/épithermiques qui sont rétro-dispersés du tuyau de vapeur 1. L'organe de blindage des neutrons 10 sert à isoler des neutrons émis par la source de neutrons du type Cf-252 pour protéger les personnes qui travaillent à proximité, vis-à-vis d'une exposition à un rayonnement. D'autre part, la plaque en cadmium 1 1 sert à absorber les neutrons thermiques qui ont subi une modération et une dispersion dans le trajet de pénétration à travers l'organe de blindage des neutrons 10 (et qui deviennent des sources de bruit). Le signal obtenu par le détecteur BF-3 3 peut alors être traité de la même manière qu'on l'a décrit ci-dessus avec l'appareil de mesure de la densité de vapeur montré aux figures 8 et 9. Comme cela est apparent de ce qui précède, les appareils de mesure de la densité de la vapeur connus jusqu'à maintenant sont conçus pour mesurer la densité de la vapeur dans un tuyau de vapeur dans une installation au-dessus du sol et nécessitent dans tous les cas un espace qui permet à l'appareil de mesure d'être disposé au moins d'un côté du tuyau de vapeur. Ainsi, il est impossible d'utiliser l'appareil de mesure de la densité de la vapeur de l'art antérieur dans un environnement physiquement limité, tel qu'un puits d'injection de vapeur, où la mesure de la densité de la vapeur au fond du trou est nécessaire. En conséquence, la présente invention a pour objet de procurer un procédé et un appareil qui sont capables de mesurer avec une grande précision et une très bonne fiabilité la densité de la vapeur qui s'écoule dans un tuyau de vapeur, même dans un environnement spatialement restreint, tel qu'on en rencontre par exemple, dans un puits d'injection de vapeur. Etant donné les objectifs ci-dessus et d'autres encore qui deviendront apparents au cours de la description, on prévoit, selon un aspect de la présente invention, un procédé pour mesurer la densité de la vapeur dans un tuyau de vapeur par une méthode utilisant des neutrons, qui comprend les étapes de prévoir un récipient recevant des premier et second détecteurs de neutrons qui sont disposés en alignement mutuel longitudinal avec une source de neutrons interposée entre eux, où le second détecteur de neutrons est couvert d'un blindage de neutrons pouvant absorber les neutrons thermiques tout en permettant aux neutrons épithermiques de pénétrer ou de traverser, d'insérer le récipient mentionné ci-dessus dans le tuyau de vapeur en même temps qu'une feuille de blindage de neutrons thermiques couvrant complètement le récipient avec un espace relativement au récipient, l'espace servant de trajet d'écoulement de la vapeur, de détecter, des neutrons qui ont été émis par la source de neutrons et transmis à travers le blindage de neutrons et qui ont de nouveau traversé le blindage de neutrons en direction opposée pour atteindre de nouveau la région de vapeur, les neutrons épithermiques qui n'ont pas subi de transformation en neutrons thermiques dans la région de vapeur, au moyen du second détecteur de neutrons tandis que les neutrons thermiques résultant de la transformation sont détectés au moyen du premier détecteur de neutrons seulement, et déterminer la densité de la vapeur sur la base d'un rapport de cadmium (représentant la probabilité que les neutrons épithermiques soient transformés en neutrons thermiques) sur la base des comptes des deux détecteurs de neutrons. Un appareil est de plus prévu selon un second aspect de l'invention, pour mesurer la densité de la vapeur dans un tuyau de vapeur, par une méthode de neutrons, lequel appareil comprend un récipient creux définissant un espace, une source de neutrons disposée dans l'espace du récipient, un moyen détecteur de neutrons comprenant des premier et second détecteurs de neutrons disposés en un agencement longitudinal dans l'espace avec la source de neutrons interposée entre les premier et second détecteurs de neutrons en direction longitudinale, où le second détecteur de neutrons est couvert d'un blindage de neutrons en cadmium qui absorbe les neutrons thermiques tout en permettant aux neutrons épithermiques d'être transmis à travers lui, un moyen recevant les signaux/calculant Ia densité pour recevoir les signaux des premier et second détecteurs de neutrons constituant le moyen de détection des neutrons pour ainsi calculer la densité de la vapeur sur la base d'un rapport de cadmium déterminé sur la base des signaux disponibles aux sorties des détecteurs de neutrons et un blindage de neutrons thermiques de forme cylindrique couvrant circonférentiellement le récipient avec un espace annulaire entre le blindage de neutrons thermiques et la surface externe du récipient. Les neutrons rapides émis par la source de neutrons traversent le récipient recevant la source de neutrons, les premier et second détecteurs de neutrons et d'autres ainsi que la région de vapeur etc. Dans ce cas, les neutrons rapides émis par la source de neutrons traversent les premier et second détecteurs de neutrons disposés des deux côtés de la source de neutrons. Cependant, comme les sensibilités de détection de ces détecteurs de neutrons sont faibles, la contribution des neutrons rapides aux comptes d'intérêt peut être négligée. Les neutrons atteignent la région de vapeur après avoir traversé le récipient. Cependant, ces neutrons rapides ne peuvent être ralentis jusqu'au niveau thermique/épithermique pour lesquels les détecteurs de neutrons présentent une grande sensibilité mais passent aux régions placées en dehors de la région de vapeur. Dans l'exemple où la présente invention s'applique à la mesure de la densité de la vapeur au fond du trou d'un puits d'injection de vapeur, les neutrons rapides atteignent une couche de saumure, une couche de cimentation et/ou la formation où les neutrons rapides sont ralentis en neutrons thermiques/épithermiques. Une partie de ces neutrons modérés peut pénétrer plus profondément dans la formation pour y être absorbés, tandis qu'une autre partie de ces neutrons atteindra de nouveau la région de vapeur du fait de la rétro-dispersion. Dans ce cas, dans le trajet de pénétration à travers le blindage des neutrons disposé en dehors du conteneur, une partie majeure des neutrons thermiques se trouve absorbée par le blindage de neutrons, avec pour résultat que sensiblement uniquement les neutrons épithermiques peuvent atteindre la région de vapeur.Ces neutrons épithermiques survivants sont sujets à etre transformés en neutrons thermiques dans la région de vapeur. Dans cette conjoncture, il faut noter qu'il existe une relation linéaire entre la probabilité que les neutrons épithermiques soient transformés en neutrons thermiques et la densité de la vapeur. Les neutrons épithermiques qui ne sont pas transformés en neutrons thermiques dans la région de vapeur sont détectés par les premier et second détecteurs de neutrons. Cependant, les neutrons thermiques résultant de la transformation ci-dessus mentionnée sont détectés uniquement par le premier détecteur de neutrons parce que le second détecteur de neutrons est enfermé par un matériau absorbant les neutrons thermiques, tels que du cadmium qui absorbe les neutrons thermiques pour ainsi les empêcher d'être détectés par le second détecteur de neutrons. L'invention sera mieux comprise et d'autres buts, caractéristiques, détails et avantages de celle-ci apparaîtront plus clairement au cours de la description explicative qui va suivre faite en référence aux dessins schématiques annexés donnés uniquement à titre d'exemple illustrant un mode de réalisation de l'invention et dans lesquels:: - la figure 1 est une vue en coupe montrant un appareil pour la mise en oeuvre de la méthode de mesure de la densité de la vapeur selon la présente invention; - la figure 2 est une vue illustrant le principe sur lequel repose l'invention; - la figure 3 est une vue schématique illustrant les conditions de l'environnement d'un puits d'injection de vapeur auquel peut s'appliquer la présente invention; - la figure 4 est une vue montrant typiquement un spectre d'énergie de neutrons dans une couche de saumure et une formation; - la figure 5 est un schéma illustrant une maquette pour une mesure de la densité de la vapeur qui simule un puits d'injection de vapeur et les conditions qui l'entourent; - la figure 6 est une vue montrant les relations existant entre la densité de la vapeur et le taux de comptage des neutrons;; - la figure 7 est une vue montrant les relations existant entre la densité de la vapeur et le rapport de cadmium; - la figure 8 est une vue schématique en élévation montrant un appareil de mesure de la densité de la vapeur connu; - la figure 9 est une vue illustrant le principe sur lequel repose l'appareil de mesure de la densité de la vapeur montré à la figure 8; et - la figure 10 est une vue en coupe montrant également un autre exemple d'un appareil de mesure de la densité de la vapeur de l'art antérieur. La figure 1 est une vue en coupe montrant un appareil pour la mise en oeuvre de la méthode de mesure de la densité de la vapeur selon un exemple de la présente invention dans l'état dans lequel l'appareil a été inséré dans un puits d'injection de vapeur. En se référant à la figure, un appareil de mesure de la densité de la vapeur 20 comprend un récipient adiabatique 27 de forme cylindrique allongée (qui peut avoir une structure du type bouteille à vide ou bien être un conteneur équipé d'un refroidisseur), où sont reçus, dans le récipient adiabatique 27, une source de neutrons 21, un premier détecteur de neutrons 22, un second détecteur de neutrons 23 qui a la même configuration, la même taille et la même sensibilité de détection que le premier détecteur de neutrons 22 et est entouré d'un blindage de cadmium, le second détecteur de neutrons 23 étant disposé au-dessus du premier détecteur de neutrons 22, un instrument électronique 24 schématiquement montré comme étant disposé au-dessus du second détecteur de neutrons 23 et des refroidisseurs inférieur et supérieur 25 et 26. L'instrument électronique 24 connecté aux détecteurs de neutrons 22 et 23 peut être constitué d'un détecteur de signaux, d'un processeur de signaux et d'une source d'alimentation en courant bien qu'ils soient omis à I'illustration. Autour du récipient adiabatique 27 est monté extérieurement, à une distance prédéterminée, un blindage cylindrique de neutrons 28 qui est constitué d'une tôle de cadmium dont les deux surfaces sont couvertes de tôles d'acier inoxydable, respectivement. A une extrémité supérieure du récipient adiabatique 27 est connecté, de la manière montrée à la figure 1, un câble métallique 29 qui est couplé à une machine d'extraction (non représentée) installée au-dessus du sol et qui sert à transmettre les signaux à la sortie des détecteurs de neutrons 22 et 23 à un système électronique installé au-dessus du sol via l'appareil électronique 24, pour fournir du courant électrique à ce dernier et pour positionner le récipient adiabatique du type à sonde 27 dans le puits d'injection lors de son insertion. Comme on peut le voir sur la figure 1, le puits d'injection est constitué d'un tubage enfoui dans la formation afin d'entourer coaxialement un tube à double paroi adiabatique avec une couche de saumure interposée entre le tubage et le tube, où un espace annulaire défini par la double paroi du tube adiabatique est maintenu sous vide. Par ailleurs, du ciment est injecté, de la surface du sol, pour former une couche de cimentation entourant le tubage. Le récipient adiabatique 27 est suspendu dans l'espace interne du tube à double paroi par le câble métallique 29. Les flèches A indiquent l'écoulement de vapeur d'eau ou autre vapeur. Ensuite, la description se tournera vers le fonctionnement de l'appareil de mesure de la densité de la vapeur décrit ci-dessus. Les neutrons rapides émanant de la source de neutrons 21 traversent le récipient adiabatique 27, l'écoulement de vapeur A et l'espace sous vide du tube à double paroi pour atteindre la couche de saumure, la couche de cimentation et la formation. Dans ce cas, bien que des neutrons rapides émis par la source de neutrons 21 traversent également les détecteurs de neutrons 22 et 23 qui sont disposés des deux côtés de la source de neutrons 21, respectivement, comme la sensibilité de la détection des détecteurs de neutrons 23 et 24 est plus faible que pour les neutrons rapides, la contribution de ces neutrons au taux de comptage est négligeable. Après avoir traversé le récipient adiabatique 27, les neutrons atteignent la zone d'écoulement de vapeur.Cependant, comme l'énergie de neutrons est forte, ils pénètrent dans les régions qui sont placées en dehors de la région de vapeur sans ralentir jusqu'aux niveaux thermique/épithermique auxquels les détecteurs de neutrons ci-dessus mentionnés présentent une grande sensibilité de détection. Par ailleurs, les neutrons rapides atteignant la couche de saumure, la couche de cimentation ou la formation sont ralentis jusqu'aux niveaux thermique/épithermique à cause de la forte teneur en hydrogène dans ces couches. Bien qu'une partie des neutrons modérés pénètre plus profondément dans la formation pour y être absorbée, une autre partie des neutrons retournera à la région sous vide pour atteindre de nouveau la région de l'écoulement de vapeur. Dans ce cas, une partie majeure des neutrons thermiques est absorbée par le blindage cylindrique de neutrons 28 qui est disposé autour du récipient adiabatique 27 dans le trajet de pénétration, par suite de quoi sensiblement seuls les neutrons épithermiques peuvent atteindre la région d'écoulement de vapeur. Ces neutrons épithermiques survivants sont ralentis en neutrons thermiques dans la région d'écoulement de vapeur. Dans ce contexte, il faut remarquer qu'il existe une relation linéaire entre la probabilité de transformation des neutrons épithermiques en neutrons thermiques dans la région de vapeur et la densité de la vapeur. Les neutrons épithermiques qui ne sont pas transformés en neutrons thermiques dans la région de vapeur sont détectés par les deux détecteurs de neutrons 22 et 23 tandis que les neutrons thermiques sont détectés uniquement par le détecteur de neutrons 22. Cela est dû au fait que le détecteur de neutrons 23 est entouré par le matériau absorbant les neutrons thermiques, comme du cadmium, qui absorbe les neutrons thermiques pour empêcher le détecteur de neutrons 23 de détecter les neutrons thermiques. Certains des problèmes rencontrés dans la mesure de la densité de la vapeur dans l'environnement décrit ci-dessus sont la transition de la saumure d'un état d'eau saturée à un état de vapeur saturée et éventuellement un état vide, en fonction du temps, à partir de l'injection de la vapeur et la dispersion ou la non uniformité de la teneur en eau dans toute la couche de cimentation et la formation. Additionnellement, il y a des incertitudes telles qu'une non uniformité de l'épaisseur de la couche de cimentation, des différences des formations d'un puits d'injection de vapeur à un autre, etc. Ces incertitudes des conditions de l'environnement auront pour résultat les variations importantes des comptes des neutrons détectés par les détecteurs de neutrons 22 et 23. Dans ces circonstances, la présente invention enseigne que ces incertitudes des conditions de l'environnement peuvent être éliminées en mesurant le rapport de cadmium qui est défini comme suit: Rapport de cadmium (A-B)/A où A représente le compte des neutrons détectés par le détecteur de neutrons 22 pendant une période prédéterminée de mesure (c'est-à-dire le compte des neutrons thermiques + neutrons épithermiques), et B représente le compte des neutrons détectés par le détecteur de neutrons 23 pendant une période prédéterminée (c'est-à-dire le compte des neutrons épithermiques). Le rapport de cadmium sera ensuite analysé du point de vue théorique. Le comportement d'un rayonnement dans un matériau ou une substances peut s'exprimer en résolvant l'équation de transport de Boltzmann qui décrit macroscopiquement les mouvements d'une particule (neutron dans ce cas) dans une substance ou (milieu). Le concept du rapport de cadmium mentionné ci dessus peut être qualitativement dérivé du concept physique représenté par l'équation de transport. D'abord, l'équation de transport de Boltzmann à l'état stable est donnée par l'expression (1) qui suit: L'équation ci-dessus peut être transformée en une forme intégrale comme suit: ....(3) où #(r,E),x(r,E): densités des collisions T(r o r,E) : noyau de transport C(E'# E,f) : noyau de collision, et S(r,E) : terme source rayonnement Le noyau de transport T(r'# r,$) peut être donné par l'expression (4) qui suit: .....(4) où W = # (r-r') Par ailleurs, le noyau de collision C(E'#E,r) peut s'exprimer comme suit: C(E'#E,r)=P.C(E'#E,r) .....(5) où Dans l'expression mentionnée ci-dessus, #t(r,E'): section transversale totale à la position d'une particule r de l'énergie E, # : vecteur unitaire représentant la direction de parcours d'une particule d'énergie E (voir figure 3), r - r' : vecteur parallèle à fl et satisfaisant à n. - r') 2 pour la totalité de r, #s(r,E) : section transversale de dispersion à la position de particule r d'énergie E, et f(E'- > E,r) : fonction de distribution de probabilité de l'énergie d'une particule E' se dispersant en E à la position de particule r. Les densités des collisions W(f,E) et x(r,E) peuvent être données en termes des sommes des nombres de collisions n des particules comme suit: où #n : densité des collisions au bout (n - 1) collisions, et : : densité des collisions apparaissant après n collisions (quand n est égal à "0" cela indique l'émission d'une particule par la source de rayonnement). En utilisant les expressions (7) et (8), on peut obtenir les relations mentionnées ci-dessous: (n=0,1,2...) ....(11) Là, les conditions environnant le puits d'injection de vapeur seront considérées (voir figure 3). En supposant que la contribution des neutrons qui font directement impact sur les détecteurs ou par la phase vapeur de la source des neutrons peuvent être négligés, les expressions (7) et (8) sont valables pour des neutrons qui ont atteint la couche de saumure et la formation, de la source des neutrons, et qui sont dispersés dans ces couches pour un retour vers la région de l'écoulement de vapeur. Dans ce cas, comme la source des neutrons est mise hors de considération, l'expression (9) peut être remplacée par l'expression (12) qui suit: (où E > 0,414 eV) (12) Dans l'expression (12) ci-dessus, WFOR(f,E') représentent les densités des collisions avant les dernières collisions dans la couche de saumure et la formation. La raison pour laquelle on établit l'énergie de Xo (r, E) plus haut que 0,414 eV est basée sur la supposition que l'énergie après les dernières collisions dans la couche de saumure et la formation devient plus faible que 0,414 eV, ainsi les particules retournant à la région d'écoulement de vapeur sont absorbées par le blindage de cadmium et donc la composante s'y rapportant peut être mise au préalable hors de considération. Ensuite, pour définir le rapport de cadmium sur la base du taux de comptage, on définit le noyau de collision par l'expression (13) qui suit pour le cas où l'énergie E après collision dans la région de vapeur est plus faible que 0,414 eV pour faire la discrimination entre le noyau de collision et ce qui est donné par l'expression générale (3) C' (E'- > , E, r) (où E > 0,414 eV) (13) Dans le cas où l'énergie E, après collision, n'est pas postulée comme étant plus importante que 0,414 eV, on utilise l'expression générale (3). De même, la densité des collisions n(-r,E) est définie par l'expression (14) qui suit pour la discrimination par rapport à la densité des collisions donnée par l'expression (10). En effet, (E > 0,414 eV) (14) Dans le cas où l'énergie E après collision n'est pas limitée à un niveau supérieur à 0,414 eV, l'expression (10) mentionnée ci-dessus est valable. On peut cependant comprendre que X0,(f,E) est la même que celle donnée par l'expression (12) et ainsi on a xo'(r,E) qui est égale à Xo (f, E). Par ailleurs, en représentant par # RHE-3 (E, R) une section transversale de réaction d'un gaz rempli contribuant au taux de comptage du détecteur, les noyaux transportés représentés par T'(r# R,E) qui atteignent le détecteur après la dernière collision dans la région de vapeur peuvent être donnés par .....(5) oùW=Q.(R-r'). Ainsi, le rapport de cadmium contribuant finalement au taux de comptage peut être défini comme suit: et par conséquent, rapport de cadmium=(A-B)/A . ...(16) où VS : volume de la région en phase vapeur, VD : volume de la région des détecteurs, et VR: volume de la saumure et de la formation. Comme on peut le voir de l'expression (16), comme les deuxièmes termes ainsi que les termes suivants dans la série infinie de xn(r,E) et tn'(r,E) sont déterminés sur la base des premiers termes (définis par l'expression (12)) selon les expressions (10) et (11), le premier terme qui est un diviseur commun du numérateur et du dénominateur de l'expression (16) peut être éliminé. Comme cela est apparent de ce qui précède, le rapport de cadmium dérivé des taux de comptage des détecteurs est indépendant des densités des collisions qui se produisent dans la saumure et la formation et on peut le déterminer sur la base du noyau de collision et du noyau de transport. Entre autre, ce sont les collisions qui ont un effet important sur le rapport de cadmium. Comme on peut le comprendre de l'expression (16), la sensibilité du rapport de cadmium augmente tandis que la différence entre C' (E'- > E,ï) déterminant Xn'(?,E) dans le numérateur et C(E'-, E,r) déterminant Xn(r',E) dans le dénominateur augmente. En d'autres termes, on peut raisonnablement dire que la sensibilité du rapport de cadmium est améliorée pour un changement donné de la densité de vapeur à cause de la différence remarquable entre la probabilité que l'énergie des neutrons devienne plus faible que 0,414 eV et la probabilité que l'énergie des neutrons devienne plus forte que 0,414 eV après dispersion, selon l'hydrogène contenu dans la vapeur. En conséquence, bien que la densité des collisions des neutrons produits dans la couche de saumure et la formation et se déplaçant vers la région de vapeur change selon la densité de la saumure, le type de la formation et l'hydrogène de la couche de cimentation ainsi que son épaisseur, le rapport de cadmium restera inchangé tant que la densité de la vapeur dans le puits d'injection sera constante à la condition que le profil du spectre d'énergie décalé vers la gamme des faibles énergies délimitée par la limite inférieure de 0,414 eV soit relativement constant. En réalité, on a obtenu le même résultat pour le spectre d'énergie dans la couche de saumure et la formation provenant d'analyses simulatrices réellement effectuées en changeant la densité de la saumure, le type de formation et l'épaisseur de la couche de ciment. Un spectre typique d'énergie des neutrons dans ces régions est illustré à la figure 4. Pour que la condition que le profil du spectre d'énergie dans la couche de saumure, la formation etc. soit relativement constant, il est nécessaire que les neutrons rapides atteignant la couche de saumure, la formation etc., en provenance de la source de neutrons, soient suffisamment modérés pour avoir une faible énergie. A cette fin, il est suffisant que la saumure et la formation contiennent de l'hydrogène (humidfté). Dans ce contexte, on pense qu'aucun problème pratique ne se posera même si le tube adiabatique à double paroi se vide parce que la couche de cimentation et la formation contiennent de l'eau ou de l'humidité. On a pu établir expérimentalement que la mesure de la densité de vapeur dans le puits d'injection pouvait être effectuée quelles que soient les variations possibles des conditions de l'environnement, lorsque l'on emploie la méthode de mesure de la densité de vapeur selon l'invention, basée sur le rapport de cadmium, comme cela est apparent de l'analyse théorique du rapport de cadmium décrite ci-dessus. La figure 5 montre un système expérimental qui simule un puits d'injection de vapeur et les conditions l'entourant, où, dans un récipient adiabatique du type à sonde selon l'invention, est reçu un système détecteur de neutrons comprenant une combinaison d'une source de neutrons et de deux détecteurs de neutrons, à la manière précédemment décrite. Plus particulièrement, sur la figure 5, le chiffre de référence 21 désigne une source de neutrons du type Cf-252, 22 désigne un détecteur de neutrons du type He-3, 23 désigne un détecteur de neutrons ayant la même configuration, la même taille et la même sensibilité que le détecteur de neutrons 22 et entouré d'une couche de cadmium, 28 désigne un blindage cylindrique de neutrons (feuille de cadmium) et 30 désigne une région entourée d'une feuille de polyéthylène en remplacement de la vapeur, où un changement de la densité de vapeur peut être simulé en changeant le volume de la feuille de polyéthylène. Dans le cas du système montré à la figure 1, une région de vide est prévue. Cependant, le système expérimental montré à la figure 5 est rempli d'air. Bien que le chiffre 32 désigne une couche de saumure, en remplissant cette région par de l'eau ou de l'air, il est possible de simuler les changements de phase de la saumure. Le chiffre 33 désigne des cailloux de polyéthylène qui sont utilisés pour remplacer l'eau contenue dans la couche de cimentation. Enfin, le chiffre de référence 34 désigne une masse de carbonate de calcium qui simule le calcaire constituant la formation. Par ailleurs, le chiffre de référence 35 désigne un câble d'alimentation en courantltransmission de signaux pour le détecteur de neutron du type He-3, 36 désigne une maquette de récipient adiabatique, 37 désigne une maquette de la paroi interne du tube adiabatique à deux parois, 38 désigne une paroi externe de la maquette du tube adiabatique à deux parois, 39 désigne un conteneur abritant les cailloux de polyéthylène, et 40 désigne un conteneur recevant le carbonate de calcium simulant la formation. L'expérience a été effectuée sur six cas au total en changeant la densité du polyéthylène utilisé à la place de la vapeur pour trois valeurs différentes pour chaque cas où la couche de saumure était remplie d'eau (c'est-à-dire à une densité de l'eau de 1,0 gîcm3) et où la couche de saumure était vide (c'est-à-dire àune densité d'eau de 0,0 g/cm3). La densité du polyéthylène a été convertie en densité de vapeur en se basant sur les rapports des poids atomiques de l'eau et du polyéthylène afin que la teneur en hydrogène soit équivalente à la vapeur et la densité en terme de densité de vapeur aux trois valeurs de 0,0 g/cm3, 0,082 g/cm3 et 0,222 g/cm3. Pour les six cas mentionnés ci-dessus, les taux de comptage détectés par le détecteur de neutrons 22 du type He-3 et le détecteur de neutrons 23 entouré de la feuille de cadmium sont montrés au Tableau 1. Les relations entre ces taux de comptage et les densités de vapeur sont graphiquement représentées à la figure 6. Comme on peut le voir sur la figure 6, les taux de comptage des détecteurs individuels varient par un facteur d'environ deux dans les cas où la couche de saumure est remplie d'eau ou évacuée, respectivement. TABLEAU 1 DENSITEEAU DENSITE DENSITE BLINDAGE TAUX RAPPORT COUCHEDE EAUCOUCHE VAPEUR Cd DETECTEUR COMPTAGE CADMIUM CIMENTATION DESAUMURE He-3 NEUTRONS (gH2O/cm3) (gH2O/cm3) (gH2O/cm3) (*)(cps) (**) 0,0 absence 104,3 0,111 (air) présence 92,7 0,0 0,082 absence 121,8 0,169 (air) (feuille présence 100,6 polyéthylène) 0,779 0,222 absence 157,4 0,288 (cailloux (feuille présence 112,1 polyéthylène) polyéthylène) absence 185,9 0,0 0,111 présence 165,3 1,0 absence 208,6 0,082 0,172 (eau) présence 172,8 absence 258,8 0,222 0,287 présence 184,4 (*) durée de la mesure du taux de comptage des neutrons de 300 s. (**) rapport de cadmium=(A-B)/A Le rapport de cadmium a été calculé sur la base des taux de comptage des détecteurs de neutrons et ils sont montrés également au Tableau 1 tandis que les relations entre le rapport de cadmium et la densité de la vapeur sont montrés à la figure 7. Comme on peut le voir sur le Tableau 1 et la figure 7, le rapport de cadmium ne subit pratiquement pas de changement même lorsque la couche de saumure passe de l'état rempli d'eau à l'état vide. Un système expérimental ou modèle tel que celui montré à la figure 5 est prévu au-dessus du sol en tant que standard pour le calibrage. En insérant l'appareil de mesure de la densité de la vapeur du type en sonde selon l'invention dans un puits d'injection de vapeur tout en déterminant une courbe de calibrage représentant la relation entre le rapport de cadmium et la densité de la vapeur comme le montre la figure 7, il est possible de mesurer la densité de la vapeur au fond du trou d'un puits d'injection de vapeur à une température plus importante que 100"C. Dans cette conjonction, il faut cependant ajouter que la méthode selon l'invention peut également trouver une application non seulement dans la mesure de la densité de vapeur des puits d'injection de vapeur mais également des installations utilisant de la vapeur comme dans la mesure de la densité de vapeur des puits géothermiques et la détection des sources d'eau pendant que l'on creuse en descente. Comme cela sera apparent de ce qui précède, il est possible de mesurer la densité de la vapeur même dans un espace restreint, selon la présente invention, en vertu du récipient recevant les premier et second détecteurs de neutrons en un agencement longitudinal avec la source de neutrons interposée entre eux, où le récipient est extérieurement entouré du blindage de neutrons capable d'absorber les neutrons thermiques tout en permettant aux neutrons épithermiques de pénétrer. De plus, selon la présente invention, le récipient est inséré dans un tube de vapeur et parmi les neutrons qui ont été émis par la source de neutrons, ayant traversé le blindage de neutrons puis retraversé Ie blindage de neutrons en direction opposée pour atteindre de nouveau la région de vapeur, les neutrons épithermiques qui n'ont pas subi de transformation en neutrons thermiques dans la région de vapeur sont détectés par coopération des premier et second détecteurs de neutrons tandis que les neutrons thermiques résultant de la transformation ne sont détectés que par le premier détecteur de neutrons. La densité de la vapeur est déterminée sur la base du rapport de cadmium dérivé des comptes des premier et second détecteurs de neutrons. Ainsi, on peut obtenir une méthode de mesure de la densité de la vapeur ainsi qu'un appareil qui sont pratiquement insensibles aux incertitudes des conditions de l'environnement dans lequel l'appareil est utilisé REVENDICATIONS 1 Procédé pour mesurer la densité de la vapeur dans un tuyau de vapeur, par une méthode de neutrons, caractérisé en ce qu'il comprend les étapes de: prévoir un récipient recevant des premier et second détecteurs de neutrons disposés en alignement mutuel longitudinal avec une source de neutrons interposée entre eux, ledit second détecteur de neutrons étant couvert d'un blindage de neutrons capable d'absorber les neutrons thermiques tout en laissant passer les neutrons épithermiques;; insérer ledit récipient dans ledit tuyau de vapeur en même temps qu'une feuille de blindage de neutrons thermiques couvrant totalement ledit récipient avec un espace relativement audit récipient, ledit espace servant de trajet d'écoulement de la vapeur, détecter, parmi les neutrons qui ont été émis par ladite source de neutrons et transmis à travers ledit blindage de neutrons et qui ont de nouveau traversé ledit blindage de neutrons en direction opposée pour atteindre de nouveau la région de vapeur, les neutrons épithermiques qui n'ont pas subi de transformation en neutrons thermiques dans la région de vapeur par ledit second détecteur de neutrons tandis que les neutrons thermiques résultant de la transformation ne sont détectés que par ledit premier détecteur de neutrons; et déterminer la densité de la vapeur sur la base d'un rapport de cadmium dérivé des comptes desdits deux détecteurs de neutrons. 2. Appareil pour mesurer la densité de la vapeur dans un tuyau de vapeur, par la méthode des neutrons, caractérisé en ce qu'il comprend: un récipient creux (27) définissant un espace; une source de neutrons (21) disposée dans ledit espace dudit récipient; des moyens de détection des neutrons comprenant des premier (22) et second (23) détecteurs de neutrons disposés en un agencement longitudinal dans ledit espace avec ladite source de neutrons interposée entre lesdits premier et second détecteurs de neutrons en direction longitudinale, ledit second détecteur de neutrons étant couvert d'un blindage de neutrons en cadmium qui absorbe les neutrons thermiques tout en permettant aux neutrons épithermiques de le pénétrer;; un moyen de réception de signaux/calcul de la densité (24) pour recevoir les signaux desdits premier et second détecteurs de neutrons constituant ledit moyen de détection de neutrons afin de calculer ainsi la densité de la vapeur sur la base d'un rapport de cadmium déterminé à partir desdits signaux; et un blindage de neutrons thermiques (28) d'une forme cylindrique, couvrant circonférentiellement ledit récipient avec un espace annulaire prévu entre ledit blindage de neutrons thermiques et une surface périphérique dudit récipient. 3. Appareil selon la revendication 2, caractérisé en ce que le récipient (27) est formé d'un matériau adiabatique. 4. Appareil selon la revendication 2, caractérisé en ce que le blindage de neutrons thermiques (28) se compose d'une feuille de cadmium dont les deux surfaces sont couvertes d'une tôle d'acier inoxydable. 5. Appareil selon la revendication 2, caractérisé en ce que le moyen de réception de signaux/calcul de densité comprend un instrument électronique reçu dans ledit récipient et un moyen formant fil (29) électriquement connecté audit instrument électrique et mécaniquement connecté audit récipient pour le supporter. 6. Appareil selon la revendication 5, caractérisé en ce qu'un refroidisseur (25, 26) est disposé dans le récipient. 7. Appareil selon la revendication 6, caractérisé en ce que le refroidisseur (25, 26) est disposé près de l'instrument électronique.