Brevet FR2976966A1 — publié le 20121228

VAMDRILL 103 .FRD.doc Dispositif tubulaire à communication radiofréquence pour tête de puits de forage L'invention concerne les forages en profondeur ou en grande profondeur, en particulier les forages pétroliers. Au fur et à mesure qu'un forage pétrolier avance, il faut de temps à autre ajouter un ou 5 plusieurs tubes en tête du puits de forage. C'est pourquoi un tel puits comporte en surface une construction verticale porteuse que l'on appelle "derrick". Le derrick et les équipements qu'il contient, notamment le système d'entraînement en rotation, seront désignés ici, dans leur ensemble, "appareil de tête de puits". Comme on le verra plus en détail ci-après, un appareil de tête de puits est un lieu étroit 10 très encombré. Le derrick porte un système mécanique qui permet de tenir la colonne de tubes de forage ("drill string"), ainsi que de la faire monter et descendre. Au levage de la colonne de tubes, l'excursion verticale vers le haut est de dix mètres ou plus. Il en est de même pour l'excursion verticale vers le bas, pendant le forage. L'appareil de tête de puits comprend encore l'entraînement de la colonne de tubes en 15 rotation, pour le forage, ainsi que le système qui permet de dévisser et revisser un ou plusieurs tubes (ou d'autres équipements) sur la colonne de tubes déjà formée. À cela s'ajoute le système d'injection et de reprise des boues de forage, qui servent notamment à actionner le trépan. Enfin, différents types de systèmes de sécurité sont nécessaires. On cherche actuellement à rendre la colonne de tubes communicante, de façon à pouvoir 20 échanger de l'information entre d'une part le haut du puits, et d'autre part le fond du puits, ou bien des équipements intermédiaires insérés dans la colonne de tubes. Pour cela, au sein de la colonne de tubes, chaque tube est équipé de coupleurs de communication à ses extrémités, et d'une liaison électrique entre ces coupleurs. En haut du puits, il y a lieu de faire passer les informations entre la colonne de tubes, qui 25 tourne et se déplace verticalement, et un équipement électronique de surface fixe. La liaison entre la colonne de tubes et cet équipement électronique de surface est appelée ici "interface de surface". Le choix de cette liaison par l'interface de surface est critique. En effet, si cette liaison vient à s'interrompre, l'équipement de communication prévu dans la colonne de tubes 30 elle-même devient inutile, et l'on perd toutes les informations et commandes sur lesquelles on comptait. On peut imaginer de nombreuses solutions. Parmi celles-ci, peu sont réellement applicables en pratique, en raison des nombreuses contraintes qu'il faut satisfaire, et notamment en raison de l'environnement encombré de l'appareil de tête de puits. Par exemple, US 2010/0214121 décrit une colonne de forage dotée d'un dispositif de communication comprenant un unique émetteur capable d'opérer une transmission sans fil avec un ou plusieurs "coordinateurs" fixes. Ces coordinateurs sont en fait des antennes réceptrices situées en tête de puits. La transmission envisagée est conforme au standard IEEE 802.15.4, lequel permet de transférer des données avec un débit assez faible. Le dispositif de communication en question utilise des signaux de contrôle ou de balise provenant du ou des coordinateurs afin de déterminer le meilleur coordinateur disponible et/ou, pour un coordinateur en particulier, le meilleur moment pour lui transmettre des données. La transmission de données se trouve limitée à une partie du trajet rotationnel de la colonne, typiquement un arc de 120°, ou à certaines périodes temporelles. Ceci vise à 15 minimiser l'énergie consommée pour la transmission de données. Il est alors nécessaire de réaliser un calage de l'émetteur sur les coordinateurs pour déterminer des périodes temporelles propices au transfert de données : une fois un coordinateur valable détecté, on utilise la vitesse de rotation de la colonne pour déterminer une succession de périodes temporelles de transmission, lesquelles 20 correspondent aux passages successifs de l'émetteur à proximité du coordinateur en question. Le dispositif connu de US 2010/0214121 souffre de certains inconvénients. Comme on l'a vu, il faut connaître la vitesse rotationnelle de la colonne, laquelle est susceptible de varier dans le temps, par exemple selon l'évolution des difficultés de 25 forage. Typiquement, des capteurs supplémentaires doivent être embarqués dans la colonne, ce qui pose le problème de leur intégration et de leur alimentation électrique. En outre, pour des vitesses rotationnelles élevées, on dispose de peu temps pour mener à bien un transfert de données. Il apparaît encore que le dispositif en question n'offre qu'un débit de transfert assez réduit, 30 lequel peut s'avérer insuffisant, en raison notamment des améliorations récentes dans le domaine de la remontée d'informations depuis le fond du puits. Enfin, on ne peut que difficilement multiplier le nombre des coordinateurs, c'est-à-dire des antennes réceptrices, car, comme on l'a vu plus haut, l'environnement offert par l'appareil de tête de puits est déjà très encombré par des éléments indispensables aux opérations de forage. US 2010/0224409 Al décrit un insert d'usure, ou "saver sub" en anglais, qui est utilisé pour raccorder la colonne de tubes de forage au système d'entraînement. Cet insert d'usure est équipé d'antennes qui permettent une transmission de données sans fil avec une antenne de surface, réalisée sous la forme d'une antenne parabolique. Selon US 2010/0224409 Al, l'émission/réception des données pourrait se faire à peu près dans toutes les directions, notamment sur 360° autour de l'insert, ce qui permettrait d'établir une communication même lorsque l'insert est mû en rotation ou déplacé d'une quelconque manière. Le fonctionnement de ces antennes n'est pas expliqué plus en détail. Il semble que l'idée soit de faire rayonner le plus largement possible l'ensemble des antennes autour de l'insert d'usure, dans toutes les directions, de façon que l'antenne parabolique puisse à peu près toujours capter les données émises par l'insert en question. Le système de US 2010/0224409 Al ne résout pas certains problèmes qui se posent en pratique dans la technique, tels que la consommation énergétique des éléments électroniques embarqués ou l'encombrement de l'environnement du puits de forage, pour n'en citer que quelques uns. La présente invention vient améliorer la situation. Elle vise un élément de colonne de forage du type comprenant un corps d'allure générale axisymétrique et un dispositif de communication par voie d'ondes embarqué dans ledit corps. Cet élément est remarquable en ce que le dispositif de communication comprend un jeu d'antennes comprenant une pluralité d'antennes réparties en périphérie dudit corps, autour de l'axe de symétrie de celui-ci, et capables d'opérer en émission et en réception, une électronique de travail capable d'organiser des transferts de données, en émission et en réception, un actionneur capable de brancher sélectivement les antennes dudit jeu à l'électronique de travail, et un moniteur d'antennes agencé pour évaluer régulièrement une grandeur de qualité de réception pour un sous-ensemble au moins du jeu d'antennes, sélectionner répétitivement une ou plusieurs antennes dudit jeu en fonction des grandeurs de qualité de réception issues dudit sous-ensemble et commander l'actionneur pour brancher la ou les antennes ainsi sélectionnées à l'électronique de travail. L'élément proposé permet des communications entre la colonne de forage et un ou plusieurs dispositifs de la surface, fixes, qui présentent un excellent débit et une faible consommation énergétique. Des caractéristiques optionnelles de l'invention, complémentaires, supplémentaires, ou de 5 substitution, sont énoncées ci-après : La ou les antennes sélectionnées comprennent une ou plusieurs antennes parmi ledit sous-ensemble et/ou une ou plusieurs antennes voisines des antennes dudit sous-ensemble. Le moniteur d'antennes est en outre agencé pour évaluer régulièrement un critère 10 de commutation et commander l'actionneur à chaque fois que le critère de commutation est vérifié. Le critère de commutation comprend une comparaison entre une durée écoulée depuis la dernière activation et une durée prédéterminée. La durée prédéterminée est calculée à partir d'une valeur de vitesse de rotation 15 dudit corps, en prenant en compte la répartition des antennes autour de l'axe de symétrie du corps. - La valeur de vitesse de rotation est déterminée à partir de l'évolution temporelle de la grandeur de qualité de réception de l'une au moins des antennes activées. Le critère de commutation comprend une comparaison de valeurs sensiblement 20 instantanées de grandeurs de qualité de réception se rapportant aux antennes activées d'une part et, d'autre part, aux autres antennes dudit sous-ensemble. L'électronique de travail est capable de basculer répétitivement entre un mode réception et un mode transmission. L'électronique de travail est agencée pour opérer en mode transmission pendant 25 une période temporelle d'une durée déterminée et pour basculer en mode d'émission en l'absence de modification des antennes qui lui sont branchées durant ladite période temporelle. Le jeu d'antennes comprend une pluralité d'antennes surfaciques régulièrement réparties autour de l'axe de symétrie dudit corps. 30 - Le corps loge une vanne de sécurité. L'invention concerne également un dispositif pour tête de puits de forage, comportant au moins un élément de colonne de forage tel que proposé ci-dessus, ainsi qu'une tête de puits de forage comprenant au moins un tel dispositif solidaire d'un entraînement en rotation par rapport à un derrick et une ou plusieurs antennes fixes par rapport à ce derrick. Le corps de l'élément peut alors présenter un filetage d'extrémité haute, un filetage d'extrémité basse, un coupleur d'extrémité, aménagé à son extrémité basse, destiné à coopérer avec un coupleur d'extrémité homologue d'un autre élément vissé sur le filetage d'extrémité basse, et une liaison électrique agencée entre le coupleur d'extrémité et l'électronique de travail. Le dispositif peut en outre comprendre une vanne agencée en partie intermédiaire du corps, entre le filetage d'extrémité haute et le filetage d'extrémité basse. L'invention se rapporte encore à un procédé de communication à l'aide d'un élément de colonne de forage comprenant un corps d'allure générale axisymétrique et un jeu d'antennes, comprenant une pluralité d'antennes réparties en périphérie dudit corps, autour de son axe de symétrie, et capables d'opérer en émission et en réception, comprenant une étape d'évaluation d'au moins une grandeur de qualité de réception pour un sous-ensemble au moins du jeu d'antennes, une étape de sélection d'une ou plusieurs antennes dudit jeu en fonction de la ou des grandeurs de qualité de réception issues dudit sous-ensemble, et une étape d' organisation d'un transfert de données, en émission et/ou en réception, par l'intermédiaire de la ou des antennes sélectionnées. L'étape d'évaluation peut être mise en oeuvre régulièrement, et/ou l'étape de sélection répétitivement. L'invention vise aussi un procédé de forage, d'exploration et/ou d'exploitation d'un puits 25 d'hydrocarbure comprenant une ou plusieurs communications mises en oeuvre conformément au procédé mentionné ci-dessus. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à l'examen de la description détaillée qui va suivre, et des dessins annexés, sur lesquels : la figure 1 est un schéma simplifié en élévation d'un appareil de tête de puits à 30 entraînement traditionnel par table tournante ; la figure 2 est un schéma des composants vissés utilisés en tête de colonne de tubes, dans le cas de l'appareil de tête de puits de la figure 1 ; la figure 3A représente, en perspective isométrique, un entraînement moderne, par moteur au sommet ; la figure 3B représente la partie supérieure de l'entraînement de la figure 3A ; la figure 3C représente la partie inférieure de l'entraînement de la figure 3A ; la figure 4 représente les composants vissés utilisés en tête de colonne dans le cas de l'entraînement de la figure 3 ; les figures 5A et 5B sont deux vues partielles détaillées d'un appareil de tête de 10 puits équipé de l'entraînement de la figure 3 ; les figures 6A et 6B représentent respectivement deux variantes de réalisation d'un élément de colonne de forage, vu en perspective isométrique partiellement tronquée ; la figure 7A représente un schéma simplifié des éléments des figures 6A et 6B ; - la figure 7B représente une variante de réalisation dans une vue analogue à celle 15 de la figure 7A ; la figure 8 représente un schéma de principe d'une électronique embarquée dans les éléments des figures 6A et 6B ; - la figure 9 représente un schéma de principe d'une électronique de surface à usage en combinaison des éléments des figures 6A et 6B ; 20 - la figure 10 illustre un exemple de réalisation d'une partie de l'électronique de la figure 8 ; les figures 11 à 13 sont des ordinogrammes illustrant le fonctionnement de l'électronique embarquée de la figure 10 ; la figure 14A représente un insert tubulaire en coupe longitudinale ; 25 la figure 14B représente une variante de réalisation de l'insert dans une vue analogue à la figure 14A. Les dessins annexés sont, en grande partie, de caractère certain. En conséquence, ils pourront non seulement servir à mieux faire comprendre la description détaillée ci-après, mais aussi contribuer à la définition de l'invention, le cas échéant. La terminologie établie du forage pétrolier est en anglais. Et beaucoup de ces mots anglais n'ont pas d'équivalent usuel en français. C'est pourquoi, dans la présente description, et dans un but de clarté, une expression technique en français est très fréquemment accompagnée de l'expression consacrée correspondante en anglais. Sur la figure 1, l'appareil de tête de puits dans son ensemble est désigné par la référence 1. Il comporte la pyramide élancée bien connue, ou derrick 10, en haut duquel se trouve une poulie de renvoi 11 logée dans un chapeau 12. La poulie de renvoi 11 soutient par câble une poulie terminale, ou moufle 14 ("travelling block"). Cet ensemble forme un palan ("hoist") qui soutient lui-même un pivot 20, dit "swivel", lequel supporte à son tour un ensemble que l'on décrira en détail plus loin, et qui comprend une tige d'entraînement 21, dite "kelly drive" ou, plus brièvement, "kelly". Cette tige d'entraînement 21 coopère avec une table tournante 23 ("rotary table"), dont l'entraînement en rotation est schématisé ici par une couronne périphérique 25 dont un galet est mécaniquement entraîné par chaîne ou courroie par une poulie intermédiaire 24, dont l'arbre est lui-même entraîné à partir de la poulie de sortie d'un moteur 2. La table tournante 23 se situe au niveau d'un plancher 22 du derrick 10. En bas, dans l'exemple, la colonne de tubes de forage commence au niveau du sol par une tête de cuvelage 29, solidaire du cuvelage 30 ou "casing" du puits. À l'intérieur de ce cuvelage 30 passe la colonne, ou chaîne, de tubes 26, dite "drill string", laquelle se termine par un trépan 27 dit "drill bit", constitué par exemple de molettes abrasives tournantes. La poulie de renvoi 11 est entraînée par un treuil 16, entraîné par un moteur non représenté. La référence 15 désigne le câble de traction qui soutient la colonne de tubes, par l'intermédiaire du moufle 14 et de la poulie de renvoi 11. Le trépan 27 a besoin d'énergie pour fonctionner, et cette énergie lui est transmise par de la boue sous pression et/ou divers mécanismes de rotation situés en surface ou le long de la colonne de forage, par exemple un ou plusieurs moteurs. De la boue est extraite d'un réservoir 40, par une conduite d'aspiration 41 qui va vers une pompe 42 entraînée par un moteur non représenté. Cette boue sert à la lubrification du trépan 27, à son refroidissement, à remonter les copeaux depuis le fond du puits, à équilibrer celui-ci en pression, à le nettoyer et à actionner certains des équipements de la colonne de tubes. En sortie de la pompe 42, une tuyauterie remonte le long d'une paroi du derrick 10, pour aboutir à un col de cygne 43 ("gooseneck") à partir duquel la tuyauterie redescend pour remonter sur un autre col de cygne 45, et se fixer en haut du pivot 20, de sorte que la boue peut rentrer dans la colonne, traverser la tige d'entraînement 21, et ceci jusqu'au niveau de la tête de cuvelage 29. La boue descend alors à travers la colonne de tubes 26 pour aller faire fonctionner le trépan 27. Elle remonte entre la colonne 26 et le cuvelage 30, jusqu'à la tête de cuvelage 29, où elle est reprise à travers deux organes de sécurité 33, de type vanne, dits "blow out preventers" : l'un, dit "blind ram", est capable d'écraser le cuvelage 30 annulairement pour l'isoler, tandis que l'autre, dit "shear ram", est capable sectionner et fermer l'ensemble formé du cuvelage 30 et de la colonne de tube 26. La boue remonte alors vers une sorte de vase d'expansion 31, dit "bell nipple", à partir duquel elle passe dans une conduite de retour 47 avant de rejoindre le réservoir 40, à travers un organe 49 qui filtre la boue. Les gaz sont filtrés et les copeaux éliminés. En partie gauche, le plancher 22 se prolonge en 50 pour servir d'appui à une réserve de tubes 51 ("stand"), tenue en partie haute par un râtelier 52 dit "finger board". On comprend de ce qui précède qu'entre le moufle 14 et la colonne de tubes 26, en tête de cette colonne, sont disposés des éléments qui assurent l'entraînement de cette colonne 26 en rotation. Cet entraînement correspond aux éléments compris dans le cadre en trait tireté, et comprend ici le pivot 20, la tige d'entraînement 21, la table tournante 23 et la couronne périphérique 25. Les éléments mobiles, depuis la colonne centrale du derrick, jusqu'au moufle 14, notamment le pivot 20 et la tige d'entraînement 21, subissent une excursion verticale d'une dizaine de mètres ou plus. Le derrick loge d'autres éléments, non représentés sur la figure 1 : - un système de soutien de la colonne de tubes 26, lorsqu'elle est déconnectée du palan, - des équipements de manutention des tubes, entre la réserve 51 et la colonne centrale, - un système qui permet d'effectuer des dévissages ou des revissages sur la colonne de tubes 26, afin d'y ajouter, ou enlever, une longueur de tube, - des vannes de sécurité, insérées notamment en haut de la colonne de tubes, - une pince-verrou hydraulique ("hydraulic clamp") pour maintenir les tubes pendant leur vissage sur l'entraînement. Il est maintenant fait référence à la figure 2. On y voit, en partie centrale la tige d'entraînement profilée dite "kelly". Il s'agit d'une longue tige de section droite polygonale, en principe carrée ou hexagonale, notée KD I sur la figure 2. Cette tige est solidaire d'embouts filetés d'extrémité, notés KD_U en haut et KD_L en bas. L'ensemble formé par la tige KD_I, et ses embouts KD_U et KD_L est noté globalement KD (pour "kelly drive"). Le filetage haut de l'embout supérieur KD_U vient en prise avec un insert d'usure haut, noté USavSub, surmonté d'une vanne de sécurité haute dite "upper kelly valve", notée UKV, et qui est en principe à actionnement manuel. En bas de la tige profilée KDson embout inférieur KD_L vient en prise sur une vanne de sécurité basse dite "lower kelly valve", notée LKV, en principe à actionnement pneumatique, suivie d'un insert d'usure bas LSavSub, auquel vient se fixer la colonne de tubes 26. L'insert d'usure bas LSavSub peut également servir d'adaptateur de filetage. En effet, son filetage bas doit être compatible avec le filetage spécifié pour la colonne de tubes 26. Par contre, son filetage haut peut être différent. La vanne manuelle peut notamment servir de sécurité, au cas où la vanne pneumatique ne fermerait pas complètement le puits. On a vu que, dans les têtes de puits selon les figures 1 et 2, l'entraînement se fait par une table tournante 23, dont le mouvement de rotation est transmis à la tige profilée KD_I. Une douille amovible ("kelly bushing"), non représentée, définit un profil de forme correspondante au profil carré ou hexagonal de la tige KD_I. La douille amovible s'insère entre la table tournante 23 et ladite zone profilée KD_I. Ainsi, la table tournante 23 entraîne la tige profilée KD_I en rotation, tout en la laissant libre en translation verticale, pour accompagner la descente de la colonne de tubes 26 au fur et à mesure que le forage progresse. Des tubes sont ajoutés au fur et à mesure de cette progression. On se place maintenant à un moment où l'on vient d'ajouter un ou plusieurs tubes à la colonne. La tige profilée KD_I est alors tout entière hors du puits, et la table tournante 23 est en prise sur le bas de sa zone profilée. C'est la "position haute" de la colonne de tubes 26. La tige KD_I descend en coulissant au fur et à mesure que le forage progresse, jusqu'à ce que ce soit le haut de sa zone profilée qui vienne en prise avec la table tournante. C'est la "position basse" de la colonne de tubes 26. Il est alors temps d'ajouter à nouveau un ou plusieurs tubes. Pour cela, on stoppe la rotation (de forage), et l'on enlève la douille amovible ; on remonte la colonne de tubes 26 sur une hauteur sensiblement égale à la longueur de la tige profilée KD_I ; on bloque la colonne de tubes 26 sous la tige KD_I ; et l'on dévisse la tige KD_I de la colonne. On visse un nouveau tube en haut de la colonne de tubes 26. On redescend la colonne de tubes 26 de la hauteur précitée, de sorte que le trépan 27 retrouve le fond du puits. On revisse la tige KD_I en haut de colonne. On remet en place la douille amovible qui assure le couplage en rotation de la tige KD_I à la table tournante 23. Le forage peut alors reprendre. Les choses se passent sensiblement de même, avec des déplacements verticaux en sens inverse, lorsqu'il faut extraire la colonne de tubes 26, totalement ou partiellement. Des techniques connues permettent la pose de tubes de cuvelage, ou "casing", séquentiellement après le forage d'un tronçon de puits (une profondeur). Au fur et à mesure du forage, il y aura donc de nombreuses opérations de dévissage/revissage sur le même filetage d'un même composant. Et ces vissages/dévissages se font sous une forte contrainte, due au poids de la colonne de tubes, qui peut comprendre en final une ou plusieurs centaines de tubes, d'où une usure rapide de ce filetage. C'est pourquoi il est habituel d'utiliser un ou plusieurs inserts d'usure dits "saver sub", aux endroits sujets à dévissages/revissages répétitifs. Dans le cas des figures 1 et 2, il y a deux inserts d'usure, respectivement placés en haut (USavSub) et en bas (LSavSub) de la tige profilée KD_I, ou "kelly". Ces inserts supérieurs et inférieurs par rapport à la tige profilée KD_I sont respectivement désignés "upper kelly saver sub" et "lower kelly saver sub" dans la technique. Il est maintenant fait référence aux figures 3A, 3B et 3C, qui illustrent un mode de réalisation plus moderne de l'appareil de tête de puits. Dans les puits récents, l'appareil de tête de puits est équipé d'un système d'entraînement au sommet, ou "top drive system", noté TD, représenté dans son ensemble sur la figure 3A. L'entraînement est monté tout en haut de la colonne de tubes, directement supporté par le moufle 14 grâce à une anse SB ("system bail") qui lui est attachée. En sa partie supérieure, montrée isolément sur la figure 3B, l'entraînement au sommet TD comprend un moteur électrique DM ("drilling motor") qui entraîne en rotation une tige motrice DS ("drive stem") par l'intermédiaire d'une transmission TR ("transmission"). Cette partie supérieure comprend également une paire de freins hydrauliques HB ("hydraulic brakes"), ainsi qu'un système de refroidissement comprenant une paire de conduites de refroidissement CD ("cooling system air duce) reliées au moteur DM et dans lesquelles circule de l'air sous l'action de ventilateurs CF ("cooling fan motor"). La tige DS est creuse. Aux mêmes fins que précédemment, de la boue est injectée à l'intérieur de la tige DS grâce à un col de cygne GS ("gooseneck"), par l'intermédiaire d'un capot BO ("bonnet"), et d'un montage de nettoyage WP ("wash pipe packing assembly"). En sa partie inférieure, visible isolément sur la figure 3C,1'entrainement TD comprend un positionneur d'élévateur PEP ("powered elevator positioner") moteur et qui peut tourner sur 360 degrés autour de l'axe de la tige DS. Une pince de secours BUC ("backup clamp") est reliée au positionneur PEP par l'intermédiaire d'un cadre à limitation de couple TAF, dit "torque arrester frame". Des élévateurs E ("elevators") équipés d'une pince hydraulique HC ("hydraulic clamp") sont montés à l'extrémité de bras de liaison EL ("elevator links") dont l'extrémité opposée est attachée au positionneur PEP par des adaptateurs rotatifs RLA ("rotating link adapters"). Les adaptateurs RLA permettent un pivotement des bras EL par rapport à l'axe de la tige d'entrainement DS sous l'action d'un montage actionnable par vérins ("link tilt assembly") fixés au positionneur PEP. La pince de secours BUC comporte des guides de stabilisation ajustable SG ("adjustable stabling guide"), non représentés. Sur la figure 3C, on voit également apparaître un montage de sécurité supérieur UBOP ("upper blow out preventer") et an montage de sécurité inférieur LBOP ("lower Blow out preventer") intercalés entre la tige DS et un insert d'usure ("saver sub") non visible. La pince de secours BUC, disposée au-dessus de la pince hydraulique HC, vient en prise sur pratiquement l'ensemble de l'insert d'usure. L'entraînement TD est guidé par un rail vertical VR (figure 3A), décalé latéralement. L'entraînement TD descend au fur et à mesure que le forage progresse, jusqu'à être près du plancher du derrick 10. L'ajout d'une longueur de tubes est un peu plus simple que précédemment. On bloque la colonne de tube par un fort serrage, et on la dévisse de la tige DS, plus exactement d'un insert d'usure, dit "top drive saver sub", fixé sous le montage de sécurité inférieur LBOP. Dans ce cas, il n'y a qu'un composant d'usure. On remonte le moteur vers le haut du derrick 10. On ajoute un ou plusieurs tubes. Et l'on revisse la colonne de tubes sur le composant d'usure, resté solidaire de l'entraînement TD. Les montages UBOP et LBOP comprennent respectivement une vanne de sécurité supérieure UKV ("upper kelly valve") et une vanne de sécurité inférieure LKV ("lower kelly valve"), disposées l'une au-dessus de l'autre, entre la tige DS et l'insert d'usure SavSub. Par tradition, elles conservent leurs noms de "upper kelly valve" et "lower kelly valve", bien qu'il n'y ait plus de tige profilée dite "kelly" dans ce mode de réalisation. La figure 4 montre la disposition de la tête de colonne, dans le cas de l'appareil de tête de puits des figures 3A à 3C. Le moteur DM entraîne la tige DS qui est filetée et vient en prise sur la vanne de sécurité supérieure UKV. Dans ce mode de réalisation, celle-ci est immédiatement suivie de la vanne de sécurité inférieure LKV, puis de l'insert d'usure SavSub, qui est ici unique. Comme déjà indiqué, on cherche maintenant à rendre la colonne de tubes communicante, de façon à pouvoir échanger de l'information entre d'une part le haut du puits, et d'autre part le fond du puits, ou bien des équipements intermédiaires insérés dans la colonne de tubes. Pour cela, au sein de la colonne de tubes, chaque tube est équipé de coupleurs de communication (en bref "coupleurs") à ses extrémités, et d'une liaison électrique entre ces coupleurs. Des solutions connues à cet effet sont décrites, notamment dans le document "US DOE report" référencé "report #41229R14". Ce document est disponible notamment à l'adresse internet suivante : http://www.netl.doe. gov/technologies/oilgas/publications/epreports/dcs/final%20report% 20fg123104.pdf Ces solutions souffrent de différents inconvénients. L'une de ces solutions, connue sous le nom de "SwivelLink", intègre une électronique de transmission de type joint tournant dans un insert, ou "sub", spécialisé, qui sera naturellement assez long, pour pouvoir loger l'électronique de transmission. En effet, il convient de préserver la section de passage interne, pour les boues de forage, notamment. L'électronique de transmission prend place dans un logement aménagé dans la paroi périphérique tubulaire de l'insert, d'où l'allongement. Le recours à cette première solution implique de repenser complètement l'architecture de l'appareil de tête de puits, du fait dudit allongement. Cela limite considérablement la portée de cette solution. De plus, cela implique de revoir toutes les normes applicables aux éléments de la tête de puits, ce qui a des conséquences lourdes en termes de coût. Si par contre on voulait intégrer cette première solution dans l'entraînement de tête "top drive system" d'un puits déjà existant, aux normes actuelles, il faudrait alors sacrifier l'un des éléments en tête de la colonne de tubes : enlever l'une des deux valves de sécurité UKV et LKV, ou remplacer l'insert d'usure SavSub. Le document report #41229R14 décrit aussi une seconde solution, connue sous le nom de "Data Swivel", où l'insert d'usure dit "saver sub" est muni d'un joint électrique tournant, dont une partie fixe par rapport au derrick 10 est reliée à un câble assez long pour encaisser l'excursion verticale du composant d'usure au cours du forage. Mais comme le montre la figure 4, la pince de secours BUC vient en prise sur l'insert d'usure sur pratiquement toute sa longueur. Il existe donc un risque important de détérioration du joint électrique tournant et/ou du câble porté par celui-ci lorsque l'insert d'usure est serré par la pince-verrou hydraulique de secours. Cette détérioration est rédhibitoire car tout le système de communication de la colonne de tubes se trouve alors coupé. Pour les mêmes raisons que précédemment, l'allongement de l'insert d'usure n'est pas envisageable, notamment du fait que la pince de secours BUC se trouve à distance fixe par rapport au reste de l'entraînement de tête TD : - l'allongement de l'insert d'usure vers le haut de la colonne de tubes impliquerait de prévoir la suppression ou le raccourcissement des éléments qui s'y trouvent habituellement alors qu'il s'agit d'organes de sécurité ; cela conduirait aussi à réaliser des éléments spécifiques donc, finalement, à changer pratiquement l'ensemble de la tête de colonne, de l'insert d'usure à la tige motrice; l'allongement de l'insert d'usure vers le bas de la colonne de tubes engendrerait des inconvénients analogues puisque la distance de la tige motrice à la pince-30 hydraulique est également fixe. Il n'existe donc actuellement aucune solution totalement satisfaisante en pratique. La présente invention vient améliorer la situation. On la décrira dans le cas des appareils de tête de puits modernes, conformes au schéma de principe de la figure 3, c'est-à-dire à moteur au sommet "top drive". La demanderesse s'est livrée à un examen approfondi du fonctionnement pratique des 5 éléments utilisés dans l'environnement encombré d'une tête de puits. Les solutions connues sont limitées par le fait que l'homme du métier ne modifiera pas, par principe, un organe de sécurité, du moins de façon substantielle. C'est ainsi que, dans la seconde solution mentionnée plus haut, on a installé le joint tournant dans le composant d'usure dit "saver sub", alors que celui-ci va rencontrer un environnement dangereux pour 10 son joint tournant. De façon inattendue, les études de la demanderesse lui ont fait constater qu'il est possible d'incorporer un dispositif de communication sans fil à une vanne de sécurité du type "kelly valve", contrairement à ce qu'on pouvait penser a priori. C'est ce que l'on décrit maintenant en référence aux figures 6A et 6B. 15 Ces figures 6A et 6B font apparaître une vanne de sécurité qui est ici la vanne de sécurité LKV de la figure 4. De façon classique, elle comporte une structure générale tubulaire, ou corps 600, avec un filetage intérieur 601 à une extrémité (extrémité haute sur les figures 6A et 6B) et un filetage extérieur 602 à son extrémité opposée (extrémité basse sur les figures 6A et 6B). 20 En partie intermédiaire, une bille sphérique 610 est montée de manière mobile à pivotement dans un guide 611. Celui-ci est introduit à coulissement à l'intérieur du corps 600, jusqu'à venir en butée sur un épaulement 614. Du côté opposé, le guide 611 est retenu par un anneau 618, logé dans une rainure périphérique aménagée à l'intérieur du corps 600. La bille sphérique 610 est percée d'un canal cylindrique 613 de même 25 géométrie que l'intérieur du corps 600. Dans l'exemple représenté, le pivotement de la bille peut être commandé par l'intermédiaire d'une clé d'actionnement comportant un profil hexagonal en correspondance de forme avec une empreinte en creux 612 réalisée dans la bille sphérique 610. La bille sphérique 610 peut être pivotée entre une position où le canal 613 se trouve dans l'axe du corps 600 et une position où la bille sphérique 610 30 obture l'intérieur du corps 600. La demanderesse a constaté que l'extrémité basse de la vanne LKV pouvait être munie d'un coupleur 626, semblable à ceux qui sont utilisés dans la colonne de tubes de forage. Ce coupleur 626 est relié à une première liaison électrique 624 qui emprunte un perçage longitudinal ménagé dans la paroi annulaire du corps 600 et un perçage radial qui s'étend à angle droit vers un évidement 623 ménagé en périphérie du corps 600. Cet évidement périphérique 623 loge une électronique embarquée 621 reliée par une seconde liaison électrique 625 à un jeu d'antennes 627 logé dans une rainure annulaire 629 également ménagée en périphérie du corps 600. La seconde liaison électrique 625 emprunte un perçage longitudinal ménagé dans la paroi annulaire du corps 600 et un perçage radial qui s'étend à angle droit jusqu'à la rainure annulaire 629. La rainure annulaire 629 est refermée par une protection qui est réalisée ici sous la forme d'un capot 628 en matériau non métallique, par exemple en polytétrafluoroéthylène (PTFE). L'évidement 623 est refermé par une protection qui est réalisée ici sous la forme d'un couvercle 630 en matériau amagnétique, par exemple métallique. Le couvercle 630 est maintenu de manière étanche sur le corps 600 à l'aide d'un joint d'étanchéité (non représenté) et d'un jeu de vis. L'épaisseur de la protection est adaptée de manière à lui garantir une résistance mécanique suffisante à la pression et au couple mis en jeu. L'électronique embarquée 621 et le jeu d'antennes 627 font partie d'un dispositif de communication sans fil qui permet, de manière générale, l'émission de données provenant de la colonne de forage vers un réseau de surface et la réception de données provenant de ce réseau de surface. Le dispositif de communication sans fil en question forme une partie de ce que l'on peut appeler une interface de surface. Dans le mode de réalisation de la figure 6A, le dispositif de communication embarqué dans le corps 600 est destiné à coopérer avec au moins une antenne filaire 631, par exemple un câble rayonnant à fentes, maintenue fixement dans l'appareil de tête de puits. L'antenne filaire 631 s'y étend au moins le long de l'excursion verticale qu'y subit répétitivement la vanne LKV, conjointement à la partie haute de la colonne de tubes. Cette excursion peut atteindre plusieurs dizaines de mètres selon la technique d'entraînement mise en oeuvre. Dans le mode de réalisation de la figure 6B, le dispositif de communication embarqué dans le corps 600 est destiné à coopérer avec un dispositif de communication de surface 632 qui peut être muni d'un oeillet (non représenté) dans lequel passe un câble vertical. Le dispositif de communication de surface 632 peut demeurer fixe, à la base de l'appareil de tête de puits, au cours des mouvements combinés de descente, ou de montée, et de rotation que subit la vanne LKV par rapport au derrick 10. Comme l'a montré la figure 4, l'élément tubulaire SavSub situé en dessous de la vanne de 5 sécurité LKV est normalement un insert d'usure ou "saver sub". La demanderesse a observé que les deux extrémités de cet insert d'usure pouvaient être munies de coupleurs de communication, tandis qu'une liaison entre eux passe le long de l'insert d'usure, de préférence dans un conduit percé dans la paroi de celui-ci, d'un bout à l' autre. 10 C'est ce que l'on décrit maintenant en faisant référence à la figure 14A. Cette figure 14A montre un insert d'usure qui est ici l'insert d'usure SavSub de la figure 4. De façon classique, l'insert SavSub comporte une structure générale tubulaire 1400 avec un filetage 1401 en extrémité haute, compatible avec le filetage 602 d'extrémité basse de la vanne de sécurité LKV, et un filetage 1402 en extrémité basse. Le filetage 1402 15 d'extrémité basse de l'insert SavSub est compatible avec les filetages utilisés dans la partie basse de la colonne de tubes. L'extrémité basse de l'insert SavSub est munie d'un coupleur 1426, semblable à ceux qui sont utilisés dans la colonne de tubes de forage. L'extrémité haute de l'insert SavSub est munie d'un coupleur 1427, homologue du coupleur 626 de la vanne de sécurité LKV. Ici, 20 le coupleur 1427 d'extrémité haute et le coupleur d'extrémité basse 1426 de l'insert SavSub sont analogues. Ces coupleurs sont reliés entre eux par une liaison électrique 1424 empruntant un perçage longitudinal, ménagé ici dans la paroi annulaire du tube. En particulier, le coupleur 1426 du bas de l'insert SavSub peut être aux mêmes dimensions que les coupleurs qui sont utilisés dans la colonne de tubes de forage, tandis 25 que le coupleur 1427 du haut de l'insert SavSub et le coupleur 626 du bas de la vanne LKV peuvent eux aussi être aux mêmes dimensions que ceux qui sont utilisés dans la colonne de tubes de forage. La figure 14B montre une variante de réalisation de l'insert SavSub qui diffère de celle illustrée sur la figure 14A par le fait que son filetage 1401 d'extrémité haute est de type 30 male, et non femelle. Dans cette forme, il est notamment adapté à une vanne LKV dont le filetage 602 d'extrémité basse serait de type femelle. Il en résulte que le coupleur 1427 d'extrémité haute est logé à proximité de la face terminale correspondante de l'insert SavSub, alors que, dans la réalisation de la figure 14A, ce coupleur 1427 est logé au fond d'un alésage prévu pour recevoir l'extrémité basse de la vanne LKV. Dit autrement, sur la figure 14B, le coupleur 1427 d'extrémité haute est voisin de l'extrémité du filetage 1401 qui se trouve éloignée de l'extrémité basse de l'insert SavSub, tandis que, sur la figure 14A, ce coupleur 1427 est voisin de l'extrémité du filetage 1401 qui se trouve proche de l'extrémité basse de l'insert SavSub. Il est maintenant fait référence à la figure 7A. Le jeu d'antennes 627 comprend une pluralité d'antennes élémentaires 700-i (i entier de 1 à N, N étant le nombre d'antennes dudit jeu), plates, qui sont imprimées sur un substrat 702 et recouvertes d'une couche de couverture 704 réalisée en un matériau non métallique. La couche de couverture 704 peut être différente de la protection 628 (non représentée sur la figure 7A). Les antennes élémentaires 700-i sont disposées de manière régulièrement répartie autour de l'axe de symétrie du corps 600. La partie droite de la figure 7, qui représente une partie du jeu d'antennes 627 sous une forme développée, montre, à titre d'exemple, des antennes élémentaires 700-i de forme allongée qui sont inclinées chacune par rapport à la direction longitudinale du corps 600 de façon que chaque extrémité d'une antenne élémentaire 700-i se trouve à peu près alignée, selon la direction de l'axe de symétrie du corps 600, avec, à chaque fois, une extrémité respective d'une antenne élémentaire 700-i adjacente. Avec une telle disposition, le jeu d'antennes 627 rayonne sensiblement de manière identique sur l'ensemble du pourtour du corps 600, au moins sur un tronçon longitudinal du corps 600 comprenant le jeu d'antennes 627. À titre d'exemple, le jeu d'antennes 627 comprend ici huit antennes élémentaires 700-i 25 (N=8). Selon une variante de réalisation illustrée sur la figure 7B, les antennes élémentaires 700-i sont des antennes dites planaires, aussi désignées "antennes patch" dans la technique. Ces antennes permettent de réaliser, dans un encombrement réduit, des antennes présentant de bonnes propriétés de directivité. 30 Ici, les antennes planaires sont des antennes rectangulaires à couplage à fente connectées en réseau par un jeu de coupleurs hybrides (non représentés). La figure 8 illustre fonctionnellement un jeu de composants 800 pour l'électronique embarquée 621. Le jeu de composants 800 comprend un premier circuit émetteur/récepteur 810 relié de manière bidirectionnelle au jeu d'antennes 627 et qui gère la communication entre le jeu d'antennes 627 et l'antenne fixe installée sur l'appareil de tête de puits, et un second circuit émetteur/récepteur 804 en charge de la transmission bidirectionnelle de données avec les dispositifs embarqués dans la colonne de forage, dispositifs qui sont représentés dans leur ensemble par le cadre en trait tireté portant la référence 806. Le jeu de composants 800 comprend également de la mémoire 808, dans laquelle peuvent être stockées des données utiles, en particulier les données provenant de la colonne de forage à émettre vers le réseau de surface et les données provenant de ce réseau à acheminer dans la colonne de forage. Par exemple, la mémoire 808 agit à la manière d'une mémoire tampon. Le jeu de composants 800 intègre encore une ou plusieurs batteries 814 qui alimentent 15 l'ensemble des éléments l'électronique embarquée 621, dont un microcontrôleur 802 qui fait opérer l'ensemble de ces éléments de manière conjointe. En option, le jeu de composants 800 comprend une interface de communication 810 dite locale, reliée à des capteurs embarqués dans la vanne LKV et qui mesurent des caractéristiques de fonctionnement de l'électronique embarquée 621 et/ou la vanne LKV 20 elle-même. Ces caractéristiques peuvent comprendre, à titre non limitatif, des données sur les conditions vibratoires de la vanne LKV, sur la pression à l'intérieur de cette vanne, ou encore de température. Toujours en option, le jeu de composants 800 comprend une interface de configuration 818 au travers de laquelle le microprogramme du microcontrôleur 802 peut être mis à jour 25 et/ou des données récupérées de la mémoire 808, et/ou l'électronique embarquée 621, voire la vanne LKV elle-même, testées et/ou configurées, entre autres choses. La figure 9 représente fonctionnellement une électronique de surface 900 qui coopère avec une ou plusieurs antennes fixes en vue de communiquer avec le dispositif embarqué dans la vanne LKV. L'électronique de surface 900 forme également une partie de ce que 30 l'on a appelé l'interface de surface. L'électronique de surface 900 comprend une unité centrale de calcul 902 alimentée par l'intermédiaire d'un transformateur de courant 904 relié à un réseau de distribution d'énergie, lequel réseau est schématisé par le cadre en trait tireté référencé 906. En remplacement ou en complément, l'électronique de surface 900 peut être équipée d'une ou plusieurs batteries, assurant le fonctionnement de l'équipement en cas de défaillance du réseau de distribution d'énergie. L'électronique de surface 900 intègre un circuit d'émission/réception 908 qui assure une communication bidirectionnelle de type numérique avec l'unité de traitement 902 et une communication bidirectionnelle avec l'antenne 910, laquelle peut être de type filaire comme dans le mode de réalisation de la figure 6A ou autre, par exemple conforme au mode de réalisation de la figure 6B. L'électronique de surface 900 comprend encore une interface d' entrée/sortie, ici de type Ethernet, reliée à un réseau d'échange de données schématisé par le bloc en trait tireté 914, et un circuit de configuration 916 relié à l'unité de calcul 902 et accessible éventuellement par une interface d'entrée/sortie d'un type standard, par exemple USB (pour "Universal Serial Bus" ou "bus série universel" en français). La figure 10 montre une partie du jeu de composants 800 destinée à l'émission/réception de données par l'intermédiaire du jeu d'antennes 627. Les lignes de transmission des différences antennes élémentaires 700-i y sont 20 respectivement référencées 100_1, 100 2, ..., 100_8. Chaque ligne de transmission 100_i (i=1, ..., 8) est reliée à une voie de commutation respective d'un circuit de commutation 102 dont une voie d'entrée/sortie est reliée à une voie d'entrée/sortie d'un commutateur 106 à deux voies de commutation. Le circuit de commutation 102 est capable de brancher sélectivement, ici sur commande d'un 25 microcontrôleur 104, une ou plusieurs des lignes de transmission 100_i à l'entrée/sortie du commutateur 106. Le commutateur 106 présente une première voie de commutation reliée à une ligne réceptrice 107 et une seconde voie de commutation reliée à une ligne émettrice 111. Sur commande du microcontrôleur 104, le commutateur 106 peut passer d'un premier état de 30 commutation dans lequel la ligne réceptrice 107 est reliée à la voie d'entrée/sortie du circuit de commutation 102, le jeu d'antennes 627 opérant alors en mode réception, à un second état de commutation dans lequel c'est la ligne émettrice 111 qui est reliée à la voie d'entrée/sortie du circuit de commutation 102, le jeu d'antennes 627 opérant alors en mode émission. Le commutateur 106, la ligne réceptrice 107 et la ligne émettrice 111 forment une électronique de travail qui est capable de travailler en mode émission ou mode réception, selon l'état de commutation du commutateur 106. Bien qu'ici le microcontrôleur 104 commande à la fois le circuit de commutation 102 et le commutateur 106, on peut prévoir, en variante, la commande de ces deux dispositifs par des microcontrôleurs dédiés distincts. La ligne réceptrice 107 comprend un amplificateur-adaptateur 108 et une mémoire de réception 110, tandis que la ligne émettrice 111 comprend un amplificateur-adaptateur 112 et une mémoire d'émission 114. Bien que cela ne soit pas représenté sur les figures, l'amplificateur-adaptateur 108 de la ligne réceptrice 107 et l'amplificateurs-adaptateur 112 de la ligne émettrice 111 peuvent être commandés par le microcontrôleur 104. La mémoire de réception 110 et la mémoire d'émission 114 peuvent être organisées au 15 sein d'un même dispositif électronique. Cette partie du jeu de composants 800 comporte en outre un circuit de détection 118 auquel sont reliées chacune des lignes de transmission 100_1 à 100_8 par l'intermédiaire d'une entrée respective. Le circuit de détection 118 est capable d'établir un signal représentatif d'une puissance de réception telle que mesurée, en ses entrées, sur chacune 20 des lignes de transmission 100_1 à 100_8 correspondant aux antennes élémentaires 700-i du jeu d'antennes 627, et, le cas échéant, de délivrer ce signal en sortie, ici au microcontrôleur 104. La figure 11 illustre le fonctionnement de l'électronique embarquée, en ce qui concerne l'émission et la réception de données. 25 Dans une opération 1100, l'électronique embarquée 800 est initialisée, au moins en ce qui concerne les éléments décrits en relation avec la figure 10. La chaîne de transmission est en mode réception (le commutateur 106 est sur la ligne réceptrice 107). On acquiert le signal issu du circuit de détection 118. Dans une opération 1102, on vérifie si le jeu d'antennes est au moins partiellement 30 opérationnel, c'est-à-dire que l'un au moins des éléments d'antenne est capable de recevoir un signal en provenance de l'antenne fixe. Par exemple, on vérifie que le circuit de détection 118 mesure une valeur de puissance de réception supérieure à une valeur seuil pour l'une au moins des antennes élémentaires 700. Sinon, l'opération 1102 est recommencée jusqu'à ce qu'une antenne au moins soit opérationnelle. Lorsque le test de l'opération 1102 est positif, on organise la réception d'un paquet de données et l'émission d'un autre paquet de données, au cours d'une opération 1104. Puis on met en oeuvre un traitement sur les données reçues et/ou les données à émettre à la prochaine étape d'émission/réception, au cours d'une opération 1106. Au cours de cette opération de traitement, on vérifie en particulier que le paquet de données reçu est intègre, autrement dit que les données reçues forment un paquet complet. On assure également l'encapsulation de données en paquets pour émission. Cette succession d'opérations peut être réalisée sous la forme d'une fonction d'un microprogramme exécuté par le microcontrôleur 104. Rien n'empêche cependant une réalisation à partir exclusivement de circuits électroniques logiques. La figure 12 détaille l'opération d'émission et réception d'un paquet de données. Cette opération commence par une étape d'initialisation 1200. Cette étape d'initialisation comporte en particulier une phase de synchronisation entre l'électronique embarquée 800 et l'électronique de surface 900 visant à définir des fenêtres temporelles respectives pour l'émission et la réception d'un paquet de données. À l'étape 1202, l'électronique embarquée 800 se trouve dans un état de réception. Ceci implique que le commutateur 106 soit commuté sur la ligne de réception 107, ce qui peut faire l'objet d'un test supplémentaire. En pratique, le commutateur 106 possède un état de commutation par défaut qui correspond au mode réception. L'état de réception implique également la mise en service de l'amplificateur-adaptateur 108. Les données reçues sont inscrites dans la mémoire de réception 110. Cette étape de réception s'achève lorsqu'une période temporelle t_r, précisée lors de la synchronisation avec l'électronique de surface 900, s'est écoulée. On verra plus avant comment on peut évaluer de manière avantageuse cette période Lorsque la durée t _r est écoulée, on teste, à l'étape 1204, s'il y a eu au cours de la période 30 t _r qui vient de s'écouler un changement d'état au sein du circuit de commutation 102. Si oui, alors l'étape 1202 est recommencée. Autrement dit, l'électronique embarquée 800 se trouve dans à nouveau dans le mode de réception de données, et ce pour une nouvelle période temporelle t_r. Le temps t_r que dure cette période de réception peut faire l'objet d'une nouvelle synchronisation. Autrement dit, la durée de la période temporelle de réception peut être adaptée à chaque fois que cette étape 1202 est recommencée. Cela permet de prendre en compte le fait que le circuit de commutation 102 peut être commuté trop fréquemment pour permettre la réception d'un paquet complet de données dans la période temporelle t_r négociée. Si le test de l'étape 1204 est négatif, alors l'électronique embarquée est basculée en mode émission, à l'étape 1208. Ceci implique que le commutateur 106 soit basculé sur sa seconde voie de commutation et que l'amplificateur-adaptateur de la voie d'émission soit rendu opérationnel. Cette étape d'émission de paquet est achevée lorsqu'une période temporelle t_s, dont la durée a été négociée lors de l'étape de synchronisation précédente, s'est écoulée. Lorsque la période temporelle t_s est écoulée, on teste s'il y a eu une commutation au sein du commutateur 102 au cours de cet intervalle de temps, à l'étape 1210. Si oui, alors on recommence l'étape d'émission 1208 pour une nouvelle période temporelle t_s, de durée égale ou différente à la précédente période temporelle t_s. Si l'intervalle t_s s'est écoulé sans qu'une commutation intervienne, alors le jeu d'antennes 627 est basculé en mode réception, au cours de l'étape 1212, c'est-à-dire que le microcontrôleur 104 émet un signal de commutation à destination du commutateur 106 qui branche la ligne de réception 107 à la voie d'entrée/sortie du circuit de commutation 102. Les étapes qui viennent d'être décrites peuvent être réalisées grâce à l'exécution d'une 25 fonction du microprogramme du microcontrôleur 104. La figure 13 illustre le fonctionnement de l'électronique embarquée, en ce qui concerne la commutation des antennes élémentaires 700-i du jeu d'antennes 627. Après une opération d'initialisation 1300, on teste si le jeu d'antennes est au moins partiellement opérationnel, au cours d'une étape 1302. 30 Ce test consiste en particulier à vérifier qu'une puissance minimale en réception peut être mesurée sur l'une au moins des lignes de transmission 100_i 0=1, ..., 8). Si le test de l'opération 1302 est négatif, alors on recommence l'opération 1302 jusqu'à ce qu'il soit positif, le cas échéant après temporisation. A l'opération 1304, on évalue un ou plusieurs critères de sélection portant sur l'ensemble des antennes élémentaires 700-i jugées opérationnelles. À cet instant, on cherche à 5 déterminer la ou les antennes les plus performantes pour la communication. Selon un mode de réalisation, on sélectionne la ligne d'antenne 100_i sur laquelle est mesurée la puissance de réception la plus importante. Dans cette réalisation, on concentre la puissance d'émission disponible sur une unique antenne élémentaire 700, ce qui permet d'être très performant en débit et en économie d'énergie. 10 En variante, on pourrait sélectionner un sous-ensemble de lignes de transmission, par exemple l'ensemble des lignes de transmission sur lesquelles on mesure une puissance de réception supérieure à une valeur-plancher prédéterminée. Dans une autre variante encore, on pourrait également sélectionner la ligne sur laquelle on mesure la puissance de réception la plus importante, ou plusieurs lignes sur lesquelles on 15 mesure les puissances de réception les plus importantes, c'est-à-dire supérieures aux puissances de réception mesurées sur les autres lignes. Dans ce cas, la sélection peut être conditionnée par le fait que la puissance de réception mesurée sur les lignes sélectionnées soit supérieure à une valeur de puissance plancher. La ou les antennes sélectionnées peuvent aussi comprendre une ou plusieurs antennes 20 élémentaires voisines de l'antenne correspondant à la ligne de transmission sur laquelle on a mesuré la puissance de réception la plus importante, notamment si plusieurs antennes fixes sont utilisées en surface. Selon une autre variante encore, les niveaux de puissance mesurés par le circuit de détection 118 peuvent n'être pris en compte que de manière secondaire pour la sélection 25 de la ou des antennes élémentaires. Par exemple, l'antenne élémentaire active à l'instant présent étant identifiée (par exemple à l'aide d'un registre mémoire), l'antenne élémentaire sélectionnée à l'opération 1304 peut être l'antenne adjacente à l'antenne courante (identifiant inférieur ou supérieur) sur la ligne de transmission de laquelle on mesure la plus grande puissance de réception. Toujours par exemple, l'antenne élémentaire 30 actuellement active et un sens de rotation du corps 600 (connu de l'extrapolation de l'évolution de la puissance de réception d'une ligne d'antenne, typiquement la ligne d'antenne qui correspond à l'antenne présentement activée, et de l'évolution de la pente) étant connus, l'antenne sélectionnée au cours de l'opération 1304 peut être l'antenne suivante (de numéro d'identification inférieur ou supérieur), à condition que la puissance de réception mesurée soit supérieure à une valeur seuil. À l'opération 1306, on commande le circuit de commutation 102 de manière qu'il branche les voies de commutation correspondant aux lignes de transmission des antennes sélectionnées à sa voie d'entrée/sortie. À l'opération 1308, on teste si une ou plusieurs conditions de commutation sont remplies. Ces conditions de commutation visent à déterminer lorsqu'il est opportun d'opérer une 10 modification dans l'ensemble des antennes actives. Une première condition peut comprendre l'évaluation de la puissance de réception de l'antenne actuellement active et la comparaison du niveau de puissance mesuré à une valeur plancher, cette première condition étant remplie si la puissance mesurée est inférieure à la valeur plancher. 15 Une seconde condition peut comprendre la comparaison des puissances de réception mesurées sur les lignes de transmission correspondant à un sous-ensemble du jeu d'antennes 700. Par exemple, la seconde condition est remplie s'il existe une ligne de transmission, différente de la ligne correspondant à l'antenne actuellement active, sur laquelle on mesure une puissance de réception supérieure à la ligne de l'antenne 20 actuellement activée. Une troisième condition peut comprendre l'écoulement d'une période temporelle déterminée, par exemple évaluée sur la base d'une vitesse de rotation du corps 600. L'opération 1308 est recommencée tant que les conditions de commutation ne sont pas remplies. 25 Les opérations décrites en relation avec la figure 12 peuvent être mises en oeuvre par l'exécution d'une ou plusieurs fonctions du microprogramme du microcontrôleur 104, d'un microcontrôleur dédié à la commande du circuit de détection et du circuit de commutation 102 et/ou d'un circuit spécifique. Le circuit de détection 118, conjointement au microcontrôleur 104 avec lequel il échange 30 des données, agit à la manière d'un moniteur d'antennes élémentaires qui évalue répétitivement la puissance de réception de chacune de ces antennes élémentaires, en tant que grandeur de qualité de réception, ou d'un sous-ensemble du jeu d'antennes 627. Le circuit de détection 118, conjointement au microcontrôleur 104, sélectionnent répétitivement une ou plusieurs antennes élémentaires dudit jeu en fonction des grandeurs de qualité de réception issues dudit sous-ensemble et commandent le circuit de commutation 102, qui agit en tant qu'actionneur, pour brancher la ou les antennes ainsi sélectionnées ce que l'on peut appeler une électronique de travail, c'est-à-dire les lignes émettrice 111 et réceptrice 108. On revient maintenant sur l'étape de traitement décrite plus haut en relation avec la figure 13. Grâce à la répartition régulière des antennes élémentaires 700-i autour de l'axe de symétrie du corps 600, qui correspond à son axe de rotation lorsque la colonne de forage est en service, on peut s'assurer à tout moment d'un niveau de puissance supérieur à un niveau plancher en émission comme en réception, au moins en fonctionnement normal de l'interface de surface. En commutant répétitivement les antennes élémentaires actives sur la ou les plus performantes sur un intervalle de temps, on assure une économie de l'énergie consommée par l'émission de données. Autrement dit, on a réalisé des antennes élémentaires directives qui peuvent donc être commandées de manière à limiter les pertes énergétiques. Sur ce point, l'utilisation de fréquences d'émission élevées, par exemple de l'ordre de 2,45 GHz, améliore encore la directivité des antennes élémentaires. Le niveau de puissance minimal est maintenu grâce à une commutation plus ou moins régulière, sélective et conditionnelle, des antennes élémentaires actives. La fréquence de commutation dépend de nombreux paramètres, notamment de l'évolution des conditions de propagation des ondes radiofréquences dans l'appareil de tête de puits, conditions qui sont susceptibles d'être influencées par de nombreux paramètres assez imprévisibles, comme la présence d'outillages entre le corps 600 et l'antenne fixe par exemple. Il faut remarquer que l'effet négatif de ces phénomènes imprévisibles sur la transmission est minimisé du fait que l'on commute généralement la ou les antennes élémentaires les plus performantes (et non nécessairement celle qui se trouve en face de l'antenne fixe). La vitesse de rotation du corps 600 par rapport à l'antenne fixe peut influencer la fréquence de commutation des antennes élémentaires 700, et par conséquent la durée de la fenêtre temporelle effectivement disponible pour l'émission et la réception de données. Étant donné un niveau de puissance d'émission seuil, au-delà duquel on estime que la transmission de données est opportune, l'augmentation de la vitesse de rotation de la colonne de forage tend à diminuer la fenêtre temporelle effectivement disponible pour une antenne élémentaire, tandis que la diminution de cette vitesse tend à augmenter cette fenêtre temporelle. On peut avantageusement adapter le traitement réalisé sur les paquets de données pour 10 prendre cela en compte. Dans un mode de réalisation, les données à émettre sont encapsulées dans des paquets dont la taille est susceptible de varier dans le temps, en fonction de la fréquence de commutation, laquelle peut être évaluée sur la base d'un historique (une moyenne de la fréquence de commutation un Intervalle de temps passé, par exemple), ou sur celle d'une 15 vitesse de rotation. Autrement dit, la taille des paquets émis et reçus est adaptée en fonction de la fenêtre temporelle offerte à chaque fois par une antenne élémentaire 700. On peut également prévoir des paquets de taille fixe. La taille des paquets peut alors être estimée sur la base d'une vitesse de rotation maximale de la colonne de forage, qu'elle soit réelle (par exemple 120 tours par minute) ou théorique (par exemple 250 tours par 20 minute). À l'intérieur d'une fenêtre temporelle, il convient d'organiser au moins un intervalle pour la réception, de durée tr, et un intervalle pour l'émission, de durée t _s. Ces durées t _r et t _s peuvent être déduites, le cas échéant, de la fenêtre temporelle disponible sur une antenne élémentaire 700, que la durée de cette fenêtre soit connue, estimée, mesurée, ou 25 supposée. Les durées t _s et t r ne sont pas nécessairement identiques l'une à l'autre étant donné que, dans l'application décrite ici, les informations à extraire de la colonne de forage sont plus importantes en quantité que les informations à transmettre à cette colonne. Comme on l'a vu, la solution proposée ici procède d'une remise en cause complète des 30 idées habituelles de l'homme du métier. Cela intervient tout d'abord du fait qu'un dispositif de communication est prévu sur un élément de sécurité, à savoir une vanne. Au contraire, les solutions connues, notamment US 2010/0224409, placent le joint tournant sur l'insert d'usure, alors que celui-ci va se trouver tout près d'organes mécaniques travaillant en force, comme la pince-verrou hydraulique ("hydraulic clamp"). Il en découle un risque sérieux d'endommagement pour le dispositif de communication, et pour son câble de liaison avec l'interface de surface, donc d'interruption de service intempestive. De plus, il est habituel de "reconditionner" périodiquement les filetages de l'insert d'usure. La présence sur celui-ci d'un dispositif de communication peut poser problème, si l'on veut réaliser le reconditionnement de ses filetages à des conditions économiques acceptables. La variante consistant à faire du composant d'usure un composant jetable n'est pas nécessairement souhaitable non plus, économiquement. US 2010/0224409 propose de réaliser un dispositif de communication au moins en partie amovible, mais cela rend plus complexe encore la fabrication de l'insert d'usure. La solution ici proposée évite ce problème. L'insert d'usure est équipé de coupleurs d'extrémité et d'un câble, d'une manière semblable à ce qui est fait pour les tubes de la colonne de forage. Il ne comporte pas la partie saillante externe que constitue le joint tournant. On peut donc reconditionner les filetages de l'insert d'usure par les mêmes techniques que celles utilisées pour les tubes de la colonne de forage. L'insert d'usure conserve ses qualités de résistance mécanique, critiques à cet endroit de la colonne. Le coût de reconditionnement de l'insert d'usure se trouve optimisé par rapport aux solutions connues sous les noms de "Data Swivel" et "SwivelLink". L'insert d'usure conserve un encombrement extérieur réduit au minimum. La prévision du dispositif de communication sur la vanne LKV permet en outre de disposer sur cette vanne de deux positions de serrage envisageables au moins, à savoir au-25 dessus du jeu d'antennes et sous celui-ci, du fait de la longueur de cette vanne. Comme expliqué plus haut, l'invention ne se limite pas au cas du forage par moteur au sommet, mais peut également être envisagée en combinaison d'une tige profilée de type "kelly". Dans ce cas, la vanne LKV décrite ici pourrait être employée en tant que "upper kelly valve", tandis que la tige profilée "kelly", la vanne de sécurité "lower kelly valve" et 30 l'insert d'usure inférieur ("lower saver sub") pourraient être chacun équipés de coupleurs d'extrémités et d'un câble reliant électriquement ces coupleurs. La vanne LKV décrite pourrait également être agencée en tant que vanne pneumatique. Bien que le dispositif de communication qui vient d'être décrit présente de nombreux avantages lorsqu'il est intégré à une vanne de sécurité de type vanne "kelly", certains au moins de ces avantages peuvent être retrouvés dès lors que le dispositif en question se trouve embarqué dans un élément de la colonne de forage de forme axisymétrique. Le dispositif décrit permet d'économiser substantiellement l'énergie consommée par les opérations de transmission de données. Ceci présente une importance toute particulière dans le domaine du forage, car le dispositif en question, comme l'ensemble des dispositifs électriques embarqués dans la colonne de forage, doivent être autonomes et sont par conséquent alimentés par des batteries embarquées. Or l'épuisement d'une batterie peut avoir des conséquences particulièrement néfastes, car son remplacement nécessite l'arrêt de la production et/ou du forage. Plus précisément, le dispositif proposé ici offre une gestion optimale de l'énergie dédiée à la transmission de données, puisque l'ensemble de la puissance disponible est toujours attribuée à l'antenne, ou à un sous-ensemble du jeu d'antennes, le plus performant, les autres antennes étant rendues passives. Ceci est encore amélioré par l'utilisation d'antennes très directives, qui permettent de sélectionner efficacement la ou les antennes à utiliser à un moment donné. Il convient de noter que, bien qu'à tout moment seule une partie du jeu d'antennes soit activée, on peut obtenir, grâce au dispositif proposé, une transmission de données sensiblement continue, même dans le cas de l'utilisation d'une unique antenne fixe. Cette transmission peut se faire à des débits supérieurs, et avec des performances énergétiques remarquables. Le dispositif proposé permet en outre une transmission de données de type TDMA, pour "Time Division Multiple Access", ou "accès multiple par répartition dans le temps" en 25 français. REVENDICATIONS1. Élément de colonne de forage du type comprenant un corps (600) d'allure générale axisymétrique et un dispositif de communication par voie d'ondes embarqué dans ledit corps (600), caractérisé en ce que le dispositif de communication comprend : - un jeu d'antennes (627) comprenant une pluralité d'antennes (700-1, 700-2, 700-i) réparties en périphérie dudit corps (600), autour de l'axe de symétrie de celui-ci, et capables d'opérer en émission et en réception ; une électronique de travail (122) capable d'organiser des transferts de données, en émission et en réception ; un actionneur (102) capable de brancher sélectivement les antennes dudit jeu à l'électronique de travail ; un moniteur d'antennes (118) agencé pour évaluer régulièrement une grandeur de qualité de réception pour un sous-ensemble au moins du jeu d'antennes (627), sélectionner répétitivement une ou plusieurs antennes (700-1, 700-2, 700-i) dudit jeu en fonction des grandeurs de qualité de réception issues dudit sous-ensemble et commander l'actionneur (102) pour brancher la ou les antennes (700-1, 700-2, 700-i) ainsi sélectionnées à l'électronique de travail (122). 2. Élément selon la revendication 1, dans lequel la ou les antennes (700-1, 700-2, 700-i) sélectionnées comprennent une ou plusieurs antennes parmi ledit sous-ensemble 20 et/ou une ou plusieurs antennes voisines des antennes dudit sous-ensemble. 3. Élément selon l'une des revendications 1 et 2, dans lequel le moniteur d'antennes (118) est en outre agencé pour évaluer régulièrement un critère de commutation et commander l'actionneur (102) à chaque fois que le critère de commutation est vérifié. 4. Elément selon la revendication 3, dans lequel le critère de commutation comprend 25 une comparaison entre une durée écoulée depuis la dernière activation et une durée prédéterminée. 5. Élément selon la revendication 4, dans lequel ladite durée prédéterminée est calculée à partir d'une valeur de vitesse de rotation dudit corps (600), en prenant en compte la répartition des antennes (700-1, 700-2, 700-i) autour de l'axe de symétrie du 30 corps (600). 29 6. Elément selon la revendication 5, dans lequel la valeur de vitesse de rotation est déterminée à partir de l'évolution temporelle de la grandeur de qualité de réception de l'une au moins des antennes activées. 7. Elément selon l'une des revendications 3 à 6, dans lequel le critère de commutation comprend une comparaison de valeurs sensiblement instantanées de grandeurs de qualité de réception se rapportant aux antennes (700-1, 700-2, 700-i) activées d'une part et, d'autre part, aux autres antennes (700-1, 700-2, 700-i) dudit sous-ensemble. 8. Élément selon l'une des revendications précédentes, dans lequel l'électronique de 10 travail (122) est capable de basculer répétitivement entre un mode réception et un mode transmission. 9. Elément selon la revendication 8, dans lequel l'électronique de travail (122) est agencée pour opérer en mode transmission pendant une période temporelle d'une durée déterminée et pour basculer en mode d'émission en l'absence de modification des 15 antennes (700-1, 700-2, 700-i) qui lui sont branchées durant ladite période temporelle. 10. Élément selon l'une des revendications précédentes, dans lequel le jeu d'antennes (627) comprend une pluralité d'antennes surfaciques régulièrement réparties autour de l'axe de symétrie dudit corps (600). 11. Élément selon l'une des revendications précédentes, dans lequel ledit corps (600) 20 loge une vanne de sécurité. 12. Dispositif pour tête de puits de forage, comportant au moins un élément selon l'une des revendications précédentes. 13. Dispositif selon la revendication 12, dans lequel le corps de l'élément présente un filetage d'extrémité haute (601), un filetage d'extrémité basse (602), un coupleur 25 d'extrémité (626), aménagé à son extrémité basse, destiné à coopérer avec un coupleur d'extrémité homologue d'un autre élément vissé sur le filetage d'extrémité basse (602), et une liaison électrique (624) agencée entre le coupleur d'extrémité (626) et l'électronique de travail (122). 14. Dispositif selon la revendication 13 comprenant en outre une vanne (610) agencée 30 en partie intermédiaire du corps (600), entre le filetage d'extrémité haute (601) et le filetage d'extrémité basse (602). 15. Tête de puits de forage comprenant au moins un dispositif selon l'une des revendications 12 à 14 solidaire d'un entraînement (TD) en rotation par rapport à un derrick (10) et une ou plusieurs antennes fixes (631, 632) par rapport à ce derrick (10). 16. Procédé de communication à l'aide d'un élément de colonne de forage comprenant un corps (600) d'allure générale axisymétrique et un jeu d'antennes (627), comprenant une pluralité d'antennes (700-1, 700-2, 700-i) réparties en périphérie dudit corps (600), autour de son axe de symétrie, et capables d'opérer en émission et en réception, comprenant les étapes suivantes : a. évaluer au moins une grandeur de qualité de réception pour un sous-10 ensemble au moins du jeu d'antennes ; b. sélectionner une ou plusieurs antennes dudit jeu en fonction de la ou des grandeurs de qualité de réception issues dudit sous-ensemble; c. organiser un transfert de données, en émission et/ou en réception, par l'intermédiaire de la ou des antennes sélectionnées. 15 17. Procédé selon la revendication 16, dans lequel l'étape d'évaluation est mise en oeuvre régulièrement. 18. Procédé selon l'une des revendications 16 et 17, dans lequel l'étape de sélection est mise en oeuvre répétitivement. 19. Procédé de forage, d'exploration et/ou d'exploitation d'un puits d'hydrocarbure 20 comprenant une ou plusieurs communications mises en oeuvre conformément au procédé de l'une des revendications 16 à 18.