Brevet FR2903487A1 — publié le 20080111

B07-1973FR Société dite : GENERAL ELECTRIC COMPANY PROCEDE ET DISPOSITIF POUR CONTRâLER DES MACHINES TOURNANTES Invention de : WATERS Robert Lyngle SPALDING Michael Charles Priorité d'une demande de brevet déposé aux Etats-Unis d'Amérique le 6 juillet 2006 sous le n 11/428.966 2903487 2 PROCEDE ET DISPOSITIF POUR CONTRâLER DES MACHINES TOURNANTES La présente invention concerne d'une façon générale les machines tournantes et, plus, particulièrement, des procédés et des dispositifs pour contrôler des machines tournantes. Certains puits d'un type courant, tels que des puits de pétrole, sont créés en réalisant un forage dans une formation naturelle souterraine. De telles formations peuvent être trouvées sous des surfaces continentales et/ou des surfaces océaniques. Certains procédés de forage classiques utilisent des équipements tournants motorisés pour appliquer un couple à une tige de forage qui fait ensuite tourner un trépan. Le trépan, en tournant, creuse dans la formation et génère des déblais de la formation pour créer un puits de forage cependant qu'on fait circuler dans le puits des fluides appropriés facilitant la remontée des déblais jusqu'à la surface. La tige de forage est descendue et relevée dans le puits de forage par un câble de support s'étendant depuis un tambour de treuil. Lorsqu'il tourne, le tambour de treuil déroule et enroule le câble pour respectivement descendre et relever la tige de forage. Une vitesse et une ampleur prédéterminées de mouvement du trépan dans le puits de forage sont influencées par un certain nombre de variables dont, mais de manière nullement limitative, la dureté des formations à percer et/ou la nécessité de sortir la tige de forage du puits pour remplacer le trépan. On parvient à faciliter les activités de forage au moins partiellement en déterminant une profondeur du trépan à l'intérieur du puits. La profondeur où se trouve le trépan est normalement obtenue en contrôlant la longueur de tige de forage insérée dans le puits de forage, ainsi que la vitesse et la direction de mouvement de la tige de forage. Pour faciliter la détermination de cette profondeur du trépan, certains ensembles de forage selon la technique antérieure comprennent des dispositifs de mesure pour trépans comportant des codeurs qui mesurent la rotation du tambour de treuil. Les codeurs transmettent des données à un système de contrôle qui met la rotation du tambour de treuil en corrélation avec la profondeur de la tige de forage. Cependant, comme certains codeurs selon la technique antérieure nécessitent une source extérieure d'électricité pour assurer un niveau de puissance supérieur à 0,25 watts et des tensions continues supérieures à 24 volts, ces codeurs risquent de ne pas convenir dans des zones où est susceptible d'exister un environnement inflammable. 2903487 3 Selon un premier aspect, il est proposé un procédé de détermination de la distance parcourue par un organe rotatif qui comprend un arbre de rotor. Le procédé comprend une étape consistant à prévoir un codeur autonome à fonctionnement magnétique qui comprend au moins un rotor de codeur qui s'étend vers l'extérieur 5 depuis un boîtier fermé, de façon qu'un intervalle soit ménagé entre le rotor et le boîtier. Le procédé comprend également une étape de couplage en rotation du codeur et de l'arbre de rotor. Le procédé comprend en outre une étape de mesure d'une première position du rotor de codeur et de détermination d'une première mesure de position linéaire de l'arbre de rotor d'après le rotor du codeur. Le procédé comprend 10 également une étape de rotation de l'arbre de rotor jusqu'à une seconde position et de détermination d'un sens de rotation et d'une seconde mesure de position linéaire de l'arbre de rotor à l'aide du codeur. Selon un autre aspect, il est proposé un codeur à utiliser avec une machine tournante comprenant au moins un élément mobile. Le codeur comporte au moins un 15 capteur conçu pour se mettre en marche par l'intermédiaire d'un flux magnétique. Le codeur est agencé pour dissiper des signaux électriques à amplitude de puissance inférieure à environ un microwatt. Dans un mode de réalisation, le/les capteurs comprennent une pluralité de contacts, chacun des contacts étant agencé pour dissiper des signaux électriques à 20 amplitude de puissance inférieure à environ un tiers de microwatt. Dans un mode de réalisation, la machine est une machine tournante et l'élément mobile est un élément rotatif, ledit codeur comportant en outre au moins un rotor agencé pour accoupler en rotation avec la machine tournante au moins un élément rotatif. Dans un mode de réalisation, un boîtier hermétiquement fermé s'étend sur au moins une partie dudit au 25 moins un rotor de façon qu'un intervalle soit ménagé entre ledit boîtier et ledit rotor ; et une pluralité d'aimants sont montés dans au moins une partie dudit au moins un rotor. Dans un mode de réalisation, ladite pluralité d'aimants est agencée de façon que les aimants de ladite pluralité d'aimants soient espacés sensiblement de manière équidistante les uns des autres dans la direction circonférentielle, autour dudit au 30 moins un rotor et qu'une partie radialement la plus à l'extérieur de chaque aimant de ladite pluralité d'aimants soit sensiblement au ras d'une surface extérieure dudit rotor. Dans un mode de réalisation, ledit au moins un capteur est monté sur ledit boîtier et est agencé pour recevoir un flux magnétique provenant de ladite pluralité d'aimants. Dans un mode de réalisation, ladite pluralité d'aimants commande le fonctionnement 35 dudit au moins un capteur à fonctionnement magnétique. Dans un mode de 2903487 4 réalisation, ledit au moins un capteur et ladite pluralité d'aimants sont conçus pour produire un signal indiquant un sens de rotation dudit rotor et/ou un nombre de rotations dudit rotor. Selon encore un aspect, il est proposé un système de mesure pour un 5 ensemble de forage comprenant au moins un élément rotatif. Le système comprend un codeur comportant au moins un capteur conçu pour se mettre en marche par l'intermédiaire d'un flux magnétique. Le codeur est agencé pour dissiper des signaux électriques à amplitude de puissance inférieure à environ un tiers de microwatt. Le système comprend aussi au moins un processeur couplé, en communication 10 électronique de données, au codeur par l'intermédiaire d'au moins une voie d'entrée. Le/les processeurs sont agencés pour recevoir et traiter au moins un signal de sortie de codeur. Dans un mode de réalisation, ledit au moins un capteur comporte une pluralité de contacts, chacun desdits contacts étant agencé pour dissiper des signaux électriques à amplitude de puissance inférieure à environ un tiers de microwatt. 15 L'invention sera mieux comprise à l'étude de la description détaillée d'un mode de réalisation pris à titre d'exemple non limitatif et illustré par les dessins annexés, sur lesquels : la figure 1 est une vue schématique d'un exemple d'appareil de forage de puits ; 20 la figure 2 est une vue schématique d'un exemple de codeur utilisable avec l'appareil de forage représenté sur la figure 1 ; la figure 3 est une vue latérale du codeur représenté sur la figure 2 ; la figure 4 est un schéma électrique d'un exemple de système de mesure de position de tige de forage utilisable avec l'appareil de forage représenté sur la figure 25 1;et la figure 5 est un exemple de représentation graphique de formes d'ondes pouvant être produites à l'aide du codeur représenté sur la figure 2. La figure 1 est une vue schématique d'un exemple d'appareil de forage 100 de puits. Dans l'exemple de forme de réalisation, l'appareil 100 est un appareil de 30 forage de puits rotary à tête d'injection motorisée. Selon une autre possibilité, l'appareil 100 peut être tout appareil de forage dans lequel l'invention décrite ici peut être mise en oeuvre. L'appareil 100 comprend une plate-forme 102 sur laquelle est montée une structure de support, ou derrick 104. Un moufle fixe 106 est suspendu au derrick 104. L'appareil 100 comprend également un treuil de forage 108 qui 35 comporte un tambour 110 fonctionnant grâce à une source d'alimentation électrique 2903487 5 (non représentée sur la Fig. 1) qui peut comporter, mais de manière nullement limitative, un moteur d'entraînement électrique. Selon une autre possibilité, la source d'électricité peut être n'importe quel dispositif permettant à l'appareil 100 de fonctionner de la manière décrite ici. En particulier, dans l'exemple de forme de 5 réalisation, la source d'électricité est couplée à un arbre d'entraînement 112 de treuil qui est accouplé de manière rotative au tambour 110. Un câble 114 est enroulé autour du tambour 110 et s'étend du tambour 110 au moufle fixe 106. Le câble 114 est accouplé avec le moufle fixe 106, d'une manière similaire à un système de poulie, ce qui offre un avantage mécanique prédéterminé 10 facilitant de ce fait le soutien d'un moufle mobile 116 par le moufle fixe 106. Le moufle mobile 116 supporte, par l'intermédiaire d'un élément de suspension 120, un dispositif d'entraînement rotatif 118. Dans l'exemple de forme de réalisation, l'élément 120 peut comprendre, mais de manière nullement limitative, un ensemble constitué d'un crochet et d'une tête d'injection. Selon une autre possibilité, l'élément 15 120 est tout dispositif permettant à l'appareil 100 de fonctionner de la manière décrite ici. Le dispositif 118 fonctionne grâce à une source d'alimentation électrique (non représenté sur la Fig. 1). Par exemple, dans l'exemple de forme de réalisation, le dispositif 118 est une tête d'injection 118 entraînée par un moteur électrique. La tête d'injection motorisée 118 est accouplée de manière rotative à une 20 tige d'entraînement 122. Dans l'exemple de forme de réalisation, la tige d'entraînement 122 est, mais de manière nullement limitative, un élément carré ou hexagonal. Selon une autre possibilité, la tige d'entraînement 122 peut avoir n'importe quelle configuration permettant à l'appareil 100 de fonctionner de la manière décrite ici. La tige d'entraînement 122 est accouplée de manière rotative à 25 une tige de forage 124 et est agencée pour transmettre de couple de la tête d'injection motorisée 118 à la tige de forage 124. Un élément de guidage 123 facilite le support radial de la tige d'entraînement 122. La tige de forage 124 est accouplée de manière rotative à au moins un trépan 126 servant à réaliser un trou de forage ou puits 128. D'autres formes possibles de réalisation de l'appareil de forage 100 peuvent 30 comporter un joint articulé à la place de la tête d'injection motorisée 118 et une fourrure carrée ou hexagonale motorisée à la place de l'élément de guidage 123. L'appareil 100 comprend également un système de mesure 150 de position de tige de forage qui comprend au moins un codeur 152 couplé de manière rotative à l'arbre d'entraînement 112 et couplé électriquement à un dispositif d'interfaçage 154 35 par l'intermédiaire d'un câble 156 de codeur. Dans l'exemple de forme de réalisation, 2903487 6 le câble 156 de codeur est un câble en cuivre isolé et blindé et le dispositif 154 est un dispositif Safe Area Interface qui est commercialisé par General Electric Energy, Twinsburg, Ohio. Le dispositif d'interfaçage 154 est placé à distance de la plate-forme 102 dans un environnement qui facilite le regroupement de plusieurs appareils 5 électroniques (non représentés sur la Fig. 1) faisant partie du dispositif 154. Le dispositif de positionnement 154 situé à une distance prédéterminée de la plate-forme 102 facilite également l'atténuation du risque de création d'un arc électrique accidentel au voisinage du puits 128. Le dispositif d'interfaçage 154 est couplé électriquement à un ensemble de traitement 158 de données qui est couplé à un 10 terminal d'interface opérateur (TIO) 160 par l'intermédiaire d'une pluralité de câbles électroniques 162. Dans l'exemple de forme de réalisation, les câbles électroniques 162 sont des câbles série et/ou USB. Par ailleurs, dans l'exemple de forme de réalisation, l'ensemble 158 et le TIO 160 sont couplés sous la forme d'un ordinateur portatif. Selon une autre possibilité, l'ensemble 158 et le TIO 160 sont des unités 15 séparées. Le dispositif 154 et l'ensemble de traitement 158 de données comprennent l'un et l'autre au moins un processeur et une mémoire (représentés ni l'un ni l'autre sur la Fig. 1). Au sens de la présente description, le terme "ordinateur" ne se limite pas simplement aux circuits intégrés appelés ordinateur dans la technique, mais 20 désigne plus largement un processeur, un microcontrôleur, un micro-ordinateur, une commande logique programmable (CLP), un circuit intégré à application spécifique et autres circuits programmables, et ces termes sont utilisés ici de façon interchangeable. Dans l'exemple de forme de réalisation, la mémoire peut comprendre, mais de manière nullement limitative, un support exploitable par un 25 ordinateur tel qu'une mémoire vive (RAM). On peut également utiliser une disquette, un disque CD-ROM, un disque magnéto-optique (DOM) et/ou un disque DVD. Par ailleurs, dans l'exemple de forme de réalisation, des voies d'entrée supplémentaires peuvent être couplées à des périphériques informatiques associés au TIO 160, comme, mais de manière nullement limitative, une souris et/ou un clavier. Selon une 30 autre possibilité, d'autres périphériques informatiques peuvent également être utilisés dont, par exemple, un scanner. En outre, dans l'exemple de forme de réalisation, des voies de sortie supplémentaires peuvent être couplées à des équipements supplémentaires tels que des écrans d'affichage de données, des imprimantes, des tables traçantes et/ou des mécanismes de commande de fonctionnement. 2903487 7 Des processeurs pour le dispositif d'interfaçage 154 et l'ensemble 158 traitent des informations, dont des signaux reçus du codeur 152 et du dispositif 154. Des dispositifs de mémoire vive stockent et transmettent des informations et des instructions à exécuter par le processeur. Des dispositifs de mémoire vive peuvent 5 également servir à stocker et à fournir des variables temporaires, des informations et des instructions statiques (c'est-à-dire invariables) et/ou d'autres informations intermédiaires aux processeurs pendant l'exécution d'instructions par les processeurs. Les instructions exécutables comprennent, mais d'une manière nullement limitative, des algorithmes résidents de conversion, d'étalonnage et/ou de comparaison. 10 L'exécution de suites d'instructions ne se limite à aucune combinaison spécifique de circuits matériels ou d'instructions logicielles. Pendant le fonctionnement de l'appareil 100, la tige de forage 124 et le trépan 126 sont suspendus dans le puits 128. La tête d'injection motorisée 118 transmet un couple et un mouvement de rotation à la tige d'entraînement 122 qui 15 transmet le couple et le mouvement de rotation à la tige de forage 124 et au trépan 126. Une force dirigée vers le bas est également appliquée au trépan 126 par le poids des organes placés au-dessus du trépan 126, et cette force facilite la pénétration dans la formation à forer. Le moufle mobile 116 est mis en place à l'aide de multiples boucles de câbles 114 couplées entre le moufle mobile 116 et le moufle fixe 106. 20 Pour moduler la force exercée vers le bas sur le trépan 126, le tambour 110 de treuil tourne pour enrouler ou dérouler une partie du câble 114. L'enroulement et le déroulement du câble 114 amènent le moufle mobile 116 à s'élever ou s'abaisser de façon que la force appliquée vers le bas sur le trépan 126 soit ensuite réduite ou accrue. Les déblais des formations souterraines (non représentés sur la Fig. 1) 25 ameublis par le trépan 126 sont remontés jusqu'à la surface par la circulation de fluides via le trépan 126 et sont évacués par l'intermédiaire d'un sous-système d'évacuation de matériaux (non représenté sur la Fig. 1). A mesure que des matériaux sont évacués du puits 128 et que la profondeur du puits 128 augmente, la tige de forage 124 descend davantage dans le puits 128 pour permettre au trépan 126 de 30 forer plus profondément. En particulier, à mesure que la tige de forage 124 descend, le tambour 110 tourne pour dérouler une portion de câble 114. La longueur de câble 114 déroulée peut être en corrélation avec la profondeur atteinte par la tige de forage 124 et avec un certain nombre de rotations du tambour 110. Occasionnellement, à mesure que le puits 128 s'approfondit, il peut être nécessaire d'ajouter des tronçons 35 de tige de forage 124 à l'appareil 100. 2903487 8 La Fig. 2 est une vue schématique d'un exemple de codeur 152 utilisable avec l'appareil de forage 100 de puits (représenté sur la Fig. 1). La Fig. 3 est une vue latérale du codeur 152. Le codeur 152 comporte un boîtier 164 qui définit dans celui-ci une cavité interne 166 de codeur. Le boîtier 164 isole hermétiquement la cavité 5 166 contre l'environnement extérieur du codeur 152 et facilite la protection contre la poussière et l'eau. Le codeur 152 comprend également un rotor 168 qui est accouplé de manière rotative à un arbre d'entraînement 112 (représenté sur la Fig. 1) de treuil. Le rotor 168 traverse le boîtier 164 par l'intermédiaire d'un ensemble de joints 10 d'étanchéité (non représenté) qui contribue à atténuer l'interaction entre l'environnement extérieur et la cavité 166. Le rotor 168 tourne autour d'un axe de rotation 169. Le boîtier 164 et le rotor 168 sont conçus de façon qu'une surface radialement la plus extérieure 170 du rotor 168 et une surface radialement la plus intérieure 172 du boîtier 164 définissent un intervalle 174 qui contribue à empêcher 15 tout contact entre le rotor 168 et le boîtier 164 pendant le fonctionnement du codeur 152. Le codeur 152 comporte aussi une pluralité d'aimants permanents 176 à orientation globalement radiale dans le rotor 168 de façon qu'une partie radialement la plus extérieure de chaque aimant 176 soit sensiblement au ras de la surface 170 du 20 rotor. Pendant la rotation du rotor 168, les aimants 176 génèrent un flux magnétique à intensité magnétique et orientation prédéterminées. Dans l'exemple de forme de réalisation, cinq aimants 176 sont disposés sensiblement à équidistance les uns des autres dans la direction circonférentielle. Selon une autre possibilité, n'importe quel nombre d'aimants 176 avec n'importe quelle séparation circonférentielle permettant 25 au codeur 152 de fonctionner de la manière décrite ici peut être utilisé. On définit un cycle magnétique comme la course de rotation du rotor 168 depuis un premier aimant 176 jusqu'à un aimant immédiatement adjacent 176 dans la direction circonférentielle. Le codeur 152 comprend en outre deux contacts magnétiques 178 et 179 en 30 ampoule qui sont solidement montés sur un porte-contact 180 fixé au boîtier 154. Dans l'exemple de forme de réalisation, les contacts 178 et 179 sont séparés l'un de l'autre par un angle d'environ 18 pour faciliter le fonctionnement du codeur 152. Selon une autre possibilité, les contacts 178 et 179 peuvent être disposés avec n'importe quel degré de séparation circonférentielle permettant au codeur 152 de 35 fonctionner de la manière décrite ici. Les contacts 178 et 179 ont chacun une 2903487 9 sensibilité prédéterminée choisie pour sensiblement coopérer avec le flux magnétique des aimants 176. Dans l'exemple de forme de réalisation, les contacts 178 et 179 sont séparés dans la direction circonférentielle d'une distance qui est approximativement équivalente à un quart de cycle magnétique et définissant partiellement la relation 5 entre une première impulsion magnétique et une deuxième impulsion magnétique lorsque les aimants 176 passent en tournant devant les contacts 178 et 179. De plus, dans l'exemple de forme de réalisation, cinq aimants 176 et deux contacts 178 et 179 permettent d'atteindre plus facilement une résolution prédéterminée de course de la tige de forage 124. Une paire de conducteurs d'alimentation électrique communs 182 10 et 184 sont couplés électriquement respectivement aux contacts 178 et 179. Des conducteurs 182 et 184 sont couplés électriquement à une source d'alimentation électrique (non représentée sur les figures 2 et 3) placée dans le dispositif d'interfaçage 154 (représenté sur la Fig. 1). De plus, un conducteur de terre commun 183 est couplé électriquement aux contacts 178 et 179, aux extrémités des contacts 15 178 et 179 opposées aux connexions des conducteurs 182 et 184. Les conducteurs 182, 183 et 184 sont enfermés dans le câble 156 de codeur. Dans l'exemple de forme de réalisation, les conducteurs 182, 183 et 184 sont des fils de cuivre. Selon une autre possibilité, les conducteurs 182, 183 et 184 peuvent être n'importe quels dispositifs électriquement conducteurs permettant au système 150 de fonctionner de la manière 20 décrite ici. Le conducteur 183, le contact 178 et le conducteur 182 définissent au moins partiellement un premier canal 186 de codeur et le conducteur 183, le contact 179 et le conducteur 184 définissent au moins partiellement un second canal 188 de codeur. Le codeur 152 améliore la fiabilité du système 150 et donc de l'appareil de 25 forage 100, en raison du nombre relativement faible d'organes mobiles du système 150 exposés aux conditions ambiantes et entièrement logés dans le codeur 152. En particulier, seul le rotor 168 et les contacts 178 et 179 utilisent le mouvement de fonctionnement pour agir sur les performances du codeur 152 décrit ici. En cas d'anomalie de fonctionnement, le codeur 152 peut être facilement et rapidement 30 remplacé tout en limitant l'interruption des travaux de forage. De plus, le codeur 152 peut être dimensionné de façon que des codeurs en double 152 puissent être couplés à l'arbre 112, et/ou les besoins de stockage de codeurs de rechange 152 sont atténués. Pendant le fonctionnement, le tambour 110 de treuil (représenté sur la Fig. 1) enroule ou déroule le câble 114 (représenté sur la Fig. 1) en fonction de la 35 profondeur de la tige de forage dans le puits 128 (représenté sur la Fig. 1). A mesure 2903487 10 que le tambour 110 tourne sous l'action de l'arbre d'entraînement 112 de treuil, le rotor 168 du codeur tourne dans le même sens. Par exemple, lorsque le rotor 168 tourne dans le sens horaire (comme indiqué par la flèche), un aimant 176 s'approche, tourne devant et s'éloigne successivement du contact 178. L'aimant 176 génère un 5 flux magnétique à intensité magnétique et orientation prédéterminées de telle sorte que, lorsque chaque aimant 176 s'approche du contact 178, à une distance circonférentielle prédéterminée du contact 178, pendant l'approche, le contact 178 se ferme. Au moment où il se ferme, le contact 178 ferme, dans le premier canal 186, un circuit électrique de façon qu'un signal électrique puisse être acheminé depuis le 10 dispositif 154, via le conducteur 182 par l'intermédiaire du contact 178 pour revenir au dispositif 154 via le conducteur 183. Le contact 178 reste fermé jusqu'à ce que l'aimant 176 ait reculé sur une distance circonférentielle prédéterminée depuis le contact 178. Les aimants 176, le dispositif 154 et les éléments constituant le second canal 188, dont le contact 179, le conducteur 183 et le conducteur 184, coopèrent les 15 uns avec les autres d'une manière similaire. L'action de chacun des aimants 176 fermant le contact 178 définit un front de première impulsion magnétique négative et l'action de chaque aimant 176 fermant le contact 179 définit un front de seconde impulsion magnétique négative. Cette action et les actions ultérieures associées à l'interaction de chaque aimant 176 et des contacts 178 et 179 sont présentées plus en 20 détail par la suite. La Fig. 4 est un schéma électrique d'un exemple de système de mesure 150 de position de tige de forage utilisable avec l'appareil de forage 100 (représenté sur la Fig. 1). Le système 150 comprend au moins un codeur 152 couplé électriquement au dispositif d'interfaçage 154 par l'intermédiaire du câble 156 de codeur. Le dispositif 25 d'interfaçage 154 est couplé électriquement à l'ensemble de traitement 158 de données qui est couplé à un terminal d'interface opérateur (TIO) 160 par l'intermédiaire d'une pluralité de câbles électroniques 162. Le codeur 152 comporte deux contacts magnétiques 178 et 179 en ampoule. Des conducteurs d'alimentation électrique communs 182 et 184 sont couplés électriquement respectivement aux 30 contacts 178 et 179. De plus, le conducteur de terre commun 183 est couplé électriquement aux contacts 178 et 179 aux extrémités des contacts 178 et 179 qui sont opposées aux connexions des conducteurs 182 et 184. Les conducteurs 182, 183 et 184 sont enfermés dans le câble 156 de codeur. Le conducteur 183, le contact 178 et le conducteur 182 définissent au moins 35 partiellement le premier canal 186 de codeur. Le canal 186 comporte en outre une 2903487 11 source d'alimentation 190 en courant continu de 5 volts. Le canal 186 comprend également une résistance 191 de limitation de courant de 25000 ohms couplée électriquement à la source d'alimentation électrique 190 et un conducteur 192 de signaux d'alimentation électrique couplé électriquement au conducteur 182 en aval 5 de la résistance 191. Le canal 190 comprend en outre un processeur 193 couplé électriquement au conducteur 192. Le canal 186 comporte également un dispositif de mise à la terre 194 couplé électriquement au conducteur 183, à la source d'alimentation électrique 190 et à un conducteur de terre 195 couplé électriquement au processeur 193. Le conducteur 195 est également couplé électriquement au 10 conducteur 183 en amont du dispositif de mise à la terre 194. La résistance 191, le conducteur 192, le processeur 193, le dispositif de mise à la terre 194 et le conducteur de terre 195 sont disposés dans le dispositif d'interfaçage 154. Par conséquent, le premier canal 186 est constitué par la source d'alimentation électrique 190, la résistance 191, le conducteur 182, le conducteur 192, le contact 178, le 15 conducteur 183, le dispositif de mise à la terre 194, le conducteur 195 et le processeur 193. Le processeur 193 est couplé, en communication électronique de données, à l'ensemble 158 par l'intermédiaire du conducteur 162. De même, le conducteur 183, le contact 179 et le conducteur 184 constituent au moins partiellement le second canal 188 de codeur. Le canal 188 comprend en 20 outre une source d'alimentation électrique 190, une résistance 196 de limitation de courant de 25000 ohms couplée électriquement à la source d'alimentation électrique 190 et un conducteur 197 de signaux d'alimentation électrique couplé électriquement au conducteur 184 en aval de la résistance 196. Le canal 188 comprend également le processeur 193 couplé électriquement au conducteur 197. Le canal 188 comprend en 25 outre le dispositif de mise à la terre 194 et le conducteur de terre 195. La résistance 196 et le conducteur 197 sont disposés dans le dispositif d'interfaçage 154. Par conséquent, le second canal 188 est constitué par la source d'alimentation électrique 190, la résistance 196, le conducteur 184, le conducteur 197, le contact 179, le conducteur 183, le dispositif de mise à la terre 194, le conducteur 195 et le 30 processeur 193. La Fig. 5 est un exemple de représentation graphique 200 d'une pluralité de formes d'ondes qui peuvent être produites à l'aide du codeur 152 (représenté sur les figures 2 et 3) et du système 150 (représenté sur la Fig. 4). L'ordonnée 202 (axe des Y) représente l'amplitude d'une tension de signal de sortie des contacts 178 et 179 35 (représentés tous deux sur les figures 2 et 4) en unités de tension. L'abscisse 204 (axe 2903487 12 des X) représente des unités detemps. Le contact 178 facilite l'acheminement d'un signal 206 de sortie de premier canal via le premier canal 186 (représenté sur les figures 2 et 4) et le contact 179 facilite l'acheminement d'un signal 208 de sortie de second canal par l'intermédiaire du second canal 188 (représenté sur les figures 2 et 5 4). Les signaux 206 et 208 sont des signaux carrés et sont représentés comme étant légèrement décalés les uns des autres en amplitude, pour plus de clarté. Les signaux acheminés dans le premier canal 186 sont reçus par le processeur 193 par l'intermédiaire des conducteurs 192 et 195 et forment conjointement un signal 206 de premier canal. Une différence de tension continue 10 d'environ 5 volts est appliquée au contact 178 par l'intermédiaire de la source d'alimentation électrique 190, de la résistance 191, des conducteurs 183 et 182 et du dispositif de mise à la terre 194 (tous représentés sur la Fig. 4). Le dispositif de mise à la terre 194 permet à sensiblement tous les signaux acheminés via le conducteur 195 d'avoir plus facilement une amplitude de tension continue d'environ zéro volt 15 pendant tout le fonctionnement du système 150. Lorsque le contact 178 est ouvert, il ne passe sensiblement pas de courant électrique par le premier canal 186. De plus, un signal ayant une amplitude de tension continue d'environ 5 V est acheminé par l'intermédiaire du conducteur 192. Le signal 206 comporte une partie de sortie 220 "contact 178 ouvert" de premier canal qui représente une durée d'ouverture du 20 contact 178, ainsi qu'une valeur correspondante d'une différence de tension entre les conducteurs 192 et 195. La partie 220 représente sous une forme graphique cette différence de tension. De même, les signaux acheminés dans le second canal 188 sont reçus par le processeur 193 par l'intermédiaire des conducteurs 197 et 195 et forment 25 conjointement un signal 208 de second canal. Une différence de tension continue d'environ 5 V est appliquée au contact 179 par l'intermédiaire de la source d'alimentation électrique 190, de la résistance 196, des conducteurs 183 et 184 et du dispositif de mise à la terre 194 (tous représentés sur la Fig. 4). Le dispositif de mise à la terre 194 permet à sensiblement tous les signaux acheminés par l'intermédiaire 30 du conducteur 195 d'avoir plus facilement une amplitude de tension continue d'environ 0 V pendant tout le fonctionnement du système 150. Lorsque le contact 179 est ouvert, il ne passe sensiblement pas de courant électrique dans le second canal 188. De plus, un signal ayant une amplitude de tension continue d'environ 5 V est acheminé par l'intermédiaire du conducteur 197. Le signal 208 comporte une 35 partie de sortie 222 "contact 179 ouvert" de second canal qui représente la durée 2903487 13 d'ouverture du contact 179, ainsi qu'une valeur correspondante d'une différence de tension entre les conducteurs 197 et 195. La partie 222 représente sous une forme graphique cette différence de tension. Dans l'exemple de forme de réalisation, les parties 220 et 222 respectivement des signaux 206 et 208 sont sensiblement 5 similaires. Le signal 206 comporte également un front 210 de première impulsion magnétique négative et un front 212 de première impulsion magnétique positive. Le front 210 est créé lorsque chaque flux magnétique d'un aimant dépasse un seuil de sensibilité du contact 178 lorsque les aimants 176 s'approchent du contact 178 et 10 ferment le contact 178. Le front 212 est créé lorsque le flux magnétique au voisinage du contact 178 s'affaiblit à mesure que chaque aimant 176 s'éloigne du contact 178 et que le contact 178 s'ouvre. Une partie 211 "contact 178 fermé" du signal 206 est définie et s'étend entre les fronts 210 et 212. La partie 211 équivaut au laps de temps pendant lequel l'intensité du flux magnétique à proximité du contact 178 dépasse le 15 seuil de sensibilité du contact 178 et une différence de tension correspondante dans le contact 178. Lorsque le contact 178 se ferme, un courant électrique peut être acheminé via le premier canal 186, comportant le contact 178, depuis la source d'alimentation électrique 190 jusqu'au dispositif de mise à la terre 194 en réduisant de ce fait sensiblement à zéro l'amplitude de tension du signal acheminé par 20 l'intermédiaire du conducteur 192. Par conséquent, la différence de tension entre les conducteurs 192 et 195 est sensiblement nulle. De même, le signal de sortie 208 contient aussi un front 214 de seconde impulsion magnétique négative et un front 216 de seconde impulsion magnétique positive. De même, une partie 215 "contact 179 fermé" du signal 208 est définie et 25 s'étend entre les fronts 214 et 216. Lorsque le contact 179 se ferme, un courant électrique peut être acheminé par l'intermédiaire du second canal 188, comportant le contact 179, depuis la source d'alimentation électrique 190 jusqu'au dispositif de mise à la terre 194 en réduisant de ce fait sensiblement à zéro l'amplitude de tension du signal acheminé par l'intermédiaire du conducteur 197. Par conséquent, la 30 différence de tension entre les conducteurs 197 et 195 est sensiblement nulle. Dans l'exemple de forme de réalisation, les parties 211 et 215 des signaux respectifs 206 et 208 sont sensiblement similaires. On définit un cycle magnétique comme la course de rotation du rotor 168 d'un premier aimant 176 à un aimant suivant 176. Sur la Fig. 4, un cycle magnétique 35 est défini par 360 , c'est-à-dire que 360 sont sensiblement équivalents au laps de 2903487 14 temps entre le front 210 et l'événement suivant de production du front 210. Ensuite, 90 sont sensiblement équivalents au laps de temps entre le front 210 et le front 214. 90 sont également équivalents au laps de temps entre le front 214 et le front 212, et au laps de temps entre le front 212 et le front 216. De plus, 90 sont sensiblement 5 équivalents au laps de temps entre le front 216 et l'événement suivant de production de front 210. Cette suite d'événements est sensiblement répliquée pour chaque cycle magnétique. Dans l'exemple de forme de réalisation, le codeur 152 comprend cinq aimants 176 et chaque rotation de 360 du rotor 168 de codeur (représenté sur les figures 2 et 3) produit cinq cycles magnétiques. Par conséquent, chaque cycle 10 magnétique est sensiblement équivalent à une rotation de 72 du rotor 168 et chaque quart de cercle du cycle magnétique de 360 , c'est-à-dire 90 du cycle magnétique, est sensiblement équivalent à une rotation de 18 du rotor 168. Le signal 206 est en avance sur le signal de sortie 208 lorsque le codeur 152 tourne dans le sens horaire. En revanche, le fait que le signal 208 soit en avance sur 15 le signal de sortie 206 indique que le codeur 152 tourne dans le sens antihoraire. Dans l'exemple de forme de réalisation, l'amplitude des signaux de sortie de tension continue 206 et 208 respectivement pendant les parties 220 et 222 est d'environ 5 volts, et un courant d'une intensité sensiblement nulle est amené à passer par les contacts 178 et 179. En revanche, l'amplitude des signaux de sortie de tension 20 continue 206 et 208 respectivement des contacts 178 et 179 pendant les parties 211 et 215 est d'environ zéro volt. De plus, pendant les périodes où les parties 211 et 215 se chevauchent, une puissance inférieure à un tiers de microwatt est dissipée par le système 150. Les exemples de valeurs de tension, d'intensité et de puissance associées au 25 système 150, comprenant le codeur 152, facilitent comme décrit ici la réduction du risque de formation accidentelle d'un arc électrique associé au codeur 152 et ayant des énergies suffisantes pour induire l'inflammation de matériaux et de composés prédéterminés. De plus, dans l'exemple de forme de réalisation, le codeur 152 n'est pas couplé électriquement à des sources d'alimentation extérieures produisant 30 beaucoup d'électricité, c'est-à-dire des sources d'alimentation électrique agencées pour fournir une puissance supérieure à un microwatt. De la sorte, le codeur 152 peut être employé dans des applications où un dispositif à sûreté intégrée est nécessaire, comme, mais de manière nullement limitative, un dispositif correspondant aux conditions de la division 1 pour la classe I. De telles conditions peuvent exister dans 35 des installations telles que, mais de manière nullement limitative, des usines 2903487 15 chimiques, des silos à grains et des stations de transfert de gaz naturel. Selon une autre possibilité, on peut utiliser n'importe quelles valeurs de tension, de puissance moyenne, de puissance de pointe, d'intensité moyenne et d'intensité de pointe facilitant le fonctionnement du codeur 152 tel qu'il est décrit ici. 5 Revenant à la Fig. 1, pendant le fonctionnement de l'appareil 100, lorsque le câble 114 est déroulé et enroulé depuis/sur le tambour 10 pour modifier la profondeur d'insertion de la tige de forage 124, le codeur 152, qui est accouplé de manière rotative à l'arbre 112 de treuil, facilite l'acheminement des signaux de sortie 206 et 208 qui sont transmis au dispositif d'interfaçage 154 respectivement par 10 l'intermédiaire des conducteurs 182 et 184. Le codeur 152 est un codeur incrémentiel 152 en ce qu'il mesure la profondeur relative par rapport à une profondeur initiale et mesure les changements de profondeur vers le haut ou vers le bas par rapport à cette profondeur initiale. Un ensemble préalable de données qui correspond à une profondeur initiale est entré manuellement dans le système 150. Le dispositif 154 et 15 l'ensemble 158 de traitement de données reçoivent un premier ensemble de signaux 206 et 208 et l'ensemble 158 utilise au moins un algorithme de conversion résident pour déterminer une première distance de la tige de forage 124. A mesure que l'arbre 112 tourne pour modifier la profondeur de la tige de forage 124 qui atteint une deuxième position, un deuxième ensemble de signaux 206 et 208 est acheminé 20 jusqu'au dispositif 154 qui utilise au moins un algorithme de conversion résident pour déterminer le nombre et la polarité des cycles magnétiques. Le nombre et la polarité des cycles magnétiques, déterminés par le dispositif 154, sont transmis à l'ensemble 158 de traitement de données dans lequel une pluralité d'algorithmes de conversion sont exécutés pour déterminer une distance parcourue par la tige de 25 forage 124, une direction de déplacement et une vitesse de déplacement. On peut citer comme exemples d'algorithmes de conversion, mais de manière nullement limitative, des algorithmes d'intégration servant à convertir le nombre et la polarité des cycles magnétiques représentant la distance et la direction parcourues par la tige de forage 124, en valeurs interprétables par un opérateur. Les signaux traités sont 30 ensuite transmis au TIO 160. Les procédés et dispositifs pour contrôler un arbre de machine tournante tels qu'ils sont décrits ici facilitent le fonctionnement et le contrôle d'un appareil de forage rotary. Plus particulièrement, le codeur rotatif décrit ici facilite une méthode efficace de mesure de profondeur de la tige de forage. Par ailleurs, le codeur rotatif 35 facilite le fonctionnement d'un système d'exploitation passif avec des organes 2903487 16 autonomes consommant peu d'énergie et ne nécessitant pas d'énergie extérieure, et il a une sûreté intrinsèque dans des environnements dangereux. Par ailleurs, le codeur rotatif facilite également une plus grande fiabilité de l'appareil de forage et il réduit les coûts d'entretien et les temps d'indisponibilité de l'appareil de forage. De plus, le 5 codeur rotatif facilite également le fonctionnement d'installations dont, de manière nullement limitative, des usines chimiques, des silos à grains et des stations de transfert de gaz naturel. 2903487 17 LISTE DES REPERES 100 appareil de forage 102 plate-forme 104 derrick 106 moufle fixe 108 treuil 110 tambour 112 arbre d'entraînement 114 câble 116 moufle mobile 118 tête d'injection 120 élément de suspension 122 tige d'actionnement 123 élément de guidage 124 tige de forage 126 trépan 128 puits 150 système 152 codeur 154 dispositif d'interfaçage 156 câble de codeur 158 ensemble de traitement de données 160 terminal (TIO) 162 câbles électroniques 164 boîtier 166 cavité 168 rotor 169 rotation 170 surface la plus à l'extérieur 172 surface la plus à l'intérieur 174 intervalle 2903487 18 176 aimant 178 contact 179 contact 180 porte-contact 182 conducteur 183 conducteur 184 conducteur 186 premier canal 188 second canal 190 source d'alimentation électrique 191 résistance de limitation de courant 192 conducteur 193 processeur 194 dispositif de mise à la terre 195 conducteur 196 résistance de limitation de courant 197 conducteur de signal d'alimentation électrique 200 représentation graphique 202 ordonnée 204 abscisse 206 signal de sortie de premier canal 208 signal du second canal 210 front d'impulsion magnétique négative 211 parties 212 front d'impulsion magnétique positive 214 front d'impulsion magnétique négative 215 partie 216 front d'impulsion magnétique positive 220 parties 222 partie REVENDICATIONS 1. Codeur (152) utilisable avec une machine (100) comprenant au moins un élément mobile, ledit codeur comprenant au moins un capteur conçu pour être activé par l'intermédiaire d'un flux magnétique, ledit codeur étant agencé pour dissiper des signaux électriques à amplitude de puissance inférieure à environ un microwatt. 2. Codeur (152) selon la revendication 1, dans lequel au moins un capteur comprend une pluralité de contacts (178, 179), chacun desdits contacts étant agencé pour dissiper des signaux électriques à amplitude de puissance inférieure à environ un tiers de microwatt. 3. Codeur (152) selon la revendication 1, dans lequel la machine (100) est une machine tournante et l'élément mobile est un élément rotatif, ledit codeur comportant en outre : au moins un rotor (168) agencé pour accoupler en rotation avec la machine tournante au moins un élément rotatif ; un boîtier hermétiquement fermé (164) s'étendant sur au moins une partie dudit au moins un rotor de façon qu'un intervalle soit ménagé entre ledit boîtier et ledit rotor ; et une pluralité d'aimants (176) montés dans au moins une partie dudit au moins un rotor. 4. Codeur (152) selon la revendication 3, dans lequel ladite pluralité d'aimants (176) est agencée de façon que les aimants de ladite pluralité d'aimants soient espacés sensiblement de manière équidistante les uns des autres dans la direction circonférentielle, autour dudit au moins un rotor (168), et qu'une partie radialement la plus à l'extérieur de chaque aimant de ladite pluralité d'aimants soit sensiblement au ras d'une surface extérieure (170) dudit rotor. 5. Codeur (152) selon la revendication 3, dans lequel ledit au moins un capteur est monté sur ledit boîtier (164) et est agencé pour recevoir un flux magnétique provenant de ladite pluralité d'aimants (176). 6. Codeur (152) selon la revendication 5, dans lequel ladite pluralité d'aimants (176) commande le fonctionnement dudit au moins un capteur à fonctionnement magnétique. 7. Codeur (152) selon la revendication 5, dans lequel ledit au moins un capteur et ladite pluralité d'aimants (176) sont conçus pour produire un signal 2903487 20 indiquant un sens de rotation dudit rotor (168) et/ou un nombre de rotations (169) dudit rotor. 8. Système de mesure pour ensemble de forage (100), comprenant au moins un élément rotatif, ledit système comprenant : 5 un codeur (152) comportant au moins un capteur conçu pour être activé par l'intermédiaire d'un flux magnétique, ledit codeur étant conçu pour dissiper des signaux électriques à amplitude de puissance inférieure à environ un microwatt ; et au moins un processeur (153) couplé en communication électronique de données audit codeur (152) par l'intermédiaire d'au moins un canal d'entrée (156), 10 ledit au moins un processeur étant conçu pour recevoir et traiter au moins un signal de sortie (206) du codeur. 9. Système de mesure selon la revendication 8, dans lequel ledit au moins un capteur comporte une pluralité de contacts (178, 179), chacun desdits contacts étant agencé pour dissiper des signaux électriques à amplitude de puissance inférieure à 15 environ un tiers de microwatt. 10. Système de mesure selon la revendication 8, dans lequel ledit codeur (152) comporte en outre : au moins un rotor (168) conçu pour accoupler de manière rotative audit ensemble de forage au moins un élément rotatif ; 20 un boîtier hermétiquement fermé (164) s'étendant sur au moins une partie dudit au moins un rotor de façon qu'un intervalle soit ménagé entre ledit boîtier et ledit rotor ; et une pluralité d'aimants (176) montés dans au moins une partie dudit au moins un rotor. 25