Brevet FR3027946A1 — publié le 20160506

Domaine de l'invention La présente invention se rapporte à un outil introduit dans un puits pour inspecter l'environnement au fond du puits avec des hautes fréquences. Il s'agit par exemple d'un forage. L'invention se rapporte plus particulièrement à des outils et des procédés pour inspecter la qualité d'une liaison de ciment et l'intégrité du caisson dans un forage existant, en utilisant des signaux d'ultrasons avec une fréquence dans une plage de l'ordre de 3-56 MHz. Etat de la technique L'inspection acoustique est une technique reconnue pour examiner les forages dans des puits à la fois dans un environnement ouvert et dans un environnement de caisson. On a utilisé les effets acoustiques pour examiner la qualité de la liaison de ciment et cela pendant des décennies (voir US 4.255.798). Mais dans la plupart des applications, la plage de fréquence utilisée est de l'ordre du kHz. Les fréquences élevées offrent une grande résolution mais nécessitent le respect d'un certain nombre de contraintes de conception qui limitent leur application dans des environnements en fond de puits. A cause de ces contraintes, les fréquences de la plage MHz sont rarement utilisées. L'environnement en fond de forage ou de puits constitue un défit technologique pour les capteurs acoustiques et l'électronique de support. Les puits modernes ont généralement une profondeur de 4 à 5 Km et certains puits sont même plus profonds que 9 Km. Ces chiffres correspondent de façon caractéristique à des profondeurs véri- tables. La longueur du forage est souvent beaucoup plus élevée. Etant donné l'utilisation de forages directionnels, par exemple pour exploiter un domaine relativement grand à partir d'une unique plateforme de production, on réalise des forages qui ne sont verticaux que sur une partie de leur longueur. Ainsi l'environnement en fond de puits corres- pond à des pressions qui souvent dépassent 140 - 210 bars et des tem- pératures dépassant souvent 175-225°C. A cause de ces conditions, il est important de détecter de petits effets dans les caissons qui forment la chemise du forage.35 But de l'invention L'un des buts consiste à détecter des creux, fissures ou autres défauts dans le faible caisson métallique de l'ordre de 1 mm. L'invention a également pour but de détecter les défauts de qualité du ciment de liaison au-delà du caisson métallique et qui est de l'ordre de 1 centimètre. Le forage est protégé contre l'effondrement par la pres- sion hydrostatique qui le maintient approximativement à la fois dans la région du forage et dans l'environnement. Le liquide pesant utilisé de manière caractéristique pour réaliser cet effet est plutôt sous la forme d'un boue qui est gérée de manière soigneuse et qui souvent est d'un prix par baril supérieur à celui des hydrocarbures que l'on recueille dans le puits. Selon la demande des projets de forage particulier, la boue peut avoir une densité supérieure à 3. Ainsi, il faudrait un moyen pour inspecter de manière acoustique le caisson et les liaisons de ciment, qui offrent une résolution élevée tout en fonctionnant dans des fluides très denses. Exposé et avantages de l'invention A cet effet, l'invention a pour objet un outil destiné à être loge dans un puits de forage ayant un boîtier pour être introduit dans un puits, -au moins un transducteur logé dans le boîtier pour transmettre des signaux d'ultrasons ayant une largeur de bande supérieure à 3MHz et une fréquence centrée au-dessus de 2,5 MHz dans l'environnement de fluide de l'outil logé dans le puits et une commande électronique reliée au transducteur et fonctionnant dans le puits, la commande électronique étant configurée pour que le transducteur génère des signaux d'ultrasons. En d'autres termes, l'invention a pour objet un outil à ul- trasons et un procédé d'inspection de l'environnement d'un forage d'un puits utilisant des ultrasons dans une plage de fréquence de l'ordre de 3-5 MHz. Selon un développement, l'outil se compose d'un boîtier avec au moins un transducteur et une commande électronique. Le boîtier convient pour être inséré dans le forage ou le puits. Au moins un transducteur est logé dans le boîtier pour transmettre les signaux d'ultrasons. Sa largeur de bande est supérieure à 3 MHz et sa fréquence centrale supérieure à environ 2,5 MHz dans l'environnement de fluide dans lequel se trouve l'outil plongé dans le puits. La commande électronique coopère avec le transducteur pour travailler dans le puits. La commande génère des signaux d'ultrasons qui sont transmis par un transducteur. L'outil peut s'utiliser dans un environnement ouvert ou dans un environnement de puits à caissons. Deux applications particulières sont l'inspection de l'épaisseur du boîtier et celle de la qualité du liant de ciment dans le puits. L'application de puits ouvert qui n'est pas limitative concerne les caractéristiques de stabilité de formation, d'imageries et de caractérisation. Selon des caractéristiques, le transducteur transmet simultanément un signal d'ultrasons formé d'impulsions codées et reçoit des impulsions codées sous la forme d'échos réfléchis par les surfaces du puits pendant le fonctionnement de l'outil. Selon certaines caracté- ristiques, les différences de temps de parcours correspondent à la dis- tance entre la surface intérieure et la surface extérieure du caisson alors que les différentes amplitudes correspondent à la qualité du ciment de liaison. Selon certains développements, le signal émis se compose d'impulsions codées. Dans certains modes de réalisation, le codage des impulsions utilise la modulation de fréquence telle que le mode chrip en modulation de fréquence alors que dans d'autres modes de réalisation, les impulsions sont codées par modulation de phases. Selon des développements, le transducteur se compose d'une ou plusieurs paires émetteur / récepteur piézoélectrique, dis- tincts mais pratiquement parallèles. Dans certains modes de réalisation, la paire formée par l'émetteur et le récepteur sont symétriques radialement. Dans certains de ces modes de réalisation, l'élément central en forme de disque est entouré par un récepteur en forme de disque, l'un étant l'émetteur et l'autre le récepteur. Selon les caractéristiques particulières, l'outil comporte des circuits électroniques logés dans le boîtier et permettant de convertir les impulsions reçues en des fichiers de données, réduits y compris les données de surface du caisson, les données d'épaisseur de caisson de qualité du ciment de liaison, du fond du puits plutôt que de trans- mettre des données brutes pour être traitées. Dans certains modes de réalisation les données brutes sont stockées dans l'outil pour être traitées en surface soit à la place ou en plus du traitement au fond de puits. L'invention a également pour objet un procédé pour dé- terminer les propriétés de l'environnement au fond de puits y compris par exemple les données de surface, les données d'épaisseur et la qualité du ciment de liaison. Dessins La présente invention sera décrite ci-après, de manière plus détaillée à l'aide d'exemples de réalisation d'un outil représenté dans les dessins annexés dans lesquels : la figure 1 montre un mode de réalisation d'un cordon d'outil introduit dans un forage de puits, la figure 2A est une vue en plan d'un élément piézoélectrique destiné à une paire émetteur-récepteur selon un premier mode de réalisation pour l'inspection en haute fréquence de l'environnement au fond du puits, la figure 2B est une vue de côté de l'élément piézoélectrique de la figure 2A, la figure 3 montre une étape intermédiaire d'un procédé de réalisation d'un paire émetteur-récepteur dans laquelle l'élément piézoélectrique est couplé à la plaque de face avec un premier conducteur électrique fixé à celle-ci, la figure 4 montre l'étape ultérieure du procédé de fabrication d'une paire émetteur / récepteur consistant à isoler la région intérieure et la région extérieure de l'élément piézoélectrique par le bloc d'isolation ainsi que par un second et un troisième conducteurs électriques, la figure 5A montre une autre étape du procédé de fabrication de la paire émetteur / récepteur, la plaque frontale ayant été insérée dans l'extrémité d'un cylindre avec un bord formant épaulement, la figure 5B montre de manière plus détaillée le bord de l'épaulement dans l'interface avec la plaque de face et la couche d'époxy couvrant la plaque de face présentée à la figure 5A, la figure 6 montre un élément acoustique terminé, formé d'un émetteur et d'un récepteur et utilisable pour être combiné à un premier outil, mode de réalisation pour l'inspection en haute fréquence de l'environnement au fond du puits. Description de modes de réalisation La figure 1 montre un mode de réalisation d'un outil placé dans un puits portant globalement la référence 100 et qui est une partie d'un cordon d'outil plus grand. L'outil inséré dans un puits se compose d'un boîtier 110, d'un émetteur sonore 120, d'un récepteur sonore 130, d'une commande électronique 140 et d'une alimentation 150. L'outil 100 est destiné à être introduit dans un forage de puits et c'est pourquoi il est conçu pour être introduit dans l'environnement d'un puits à la base d'un forage. A cause des contraintes physiques du forage, le boîtier 110 a, de manière caractéristique, une forme cylin- drique ; son diamètre est suffisamment petit pour lui permettre de pro- gresser facilement dans la plupart, voire tous les caissons de puits standard tenant compte des valeurs les plus grandes de la courbure d'un puits. Ainsi, le boîtier est à un diamètre avantageusement inférieur à 150 mm et de manière particulièrement intéressante, son diamètre est de l'ordre de 50 mm. Le boîtier 110 comporte des joints résistant à la pression et aux fluides qui protège l'électronique interne et les composants de puissance contre l'infiltration de liquide dans l'environnement de pression à la base du forage. L'outil 100 se place dans le forage à l'extrémité d'un câble 161. De façon caractéristique, le câble constitue à la fois le moyen pour descendre et relever l'outil dans le forage et aussi pour réaliser la liaison électrique et/ou électronique pour recevoir les informations de télémétrie de l'outil pendant sa mise en place. De façon caractéristique, le câble 161 est fixé à une « tête » 162 globalement conique là où l'interface de l'outil avec les câbles internes au câble 161 communiquent avec la surface pendant la mise en place de l'arbre. La tête 162 comporte de manière caractéristique un point faible qui se casse de préférence au câble si l'outil est accroché et qu'il subit des efforts importants. La tête 162 constitue ain- Si à la fois une liaison mécanique et électrique avec la surface. La tête est fixée mécaniquement au boîtier 110 de façon caractéristique par des cordons pour transmettre fermement la tension du dessus et des joints pour sceller l'intérieur du boîtier 110 vis-à-vis de la pression extérieure. Il est à remarquer toutefois que tout moyen approprié de transmission de la force mécanique et de la pression de scellement peuvent s'utiliser. En option, le boîtier 110 est adapté par des filetages ou autres moyens pour être fixé à d'autres outils de forage tels que l'outil 171 de la figure 1 pour former un cordon d'outil facilitant à la fois la mise en place des autres aspects de l'environnement à la base du forage. Dans de tels modes de réalisation, le boîtier 110 comporte avantageusement un bus pour transmettre les informations de l'outil dans le câble de l'outil y compris en-dessous de l'outil 100 jusqu'au cordon puis à travers le cordon 162 et le câble de liaison 161 pour permettre le contrôle en temps réel pendant la mise en place. L'émetteur sonore 120 et le récepteur sonore 130 sont lo- gés dans le boîtier ; ils émettent et reçoivent respectivement des signaux codés d'ultrasons d'une fréquence supérieure à environ 3MHz. Dans certains exemples, l'émetteur 120 et le récepteur 130 émettent et reçoivent respectivement des signaux ultrasonores, codés dans une largeur de bande supérieure à 3MHz. Le contrôleur électronique 140 relié à l'alimentation 150 pilote l'émetteur 120 avec une onde pour générer une impulsion d'ultrasons, codée. Les impulsions d'ultrasons réfléchies par l'intérieur et l'extérieur du boîtier sont reçues par le récepteur 120 qui génère une onde de tension en réponse aux ondes sonores reçues. La commande électronique 140 fait la corrélation entre l'onde reçue et l'impulsion codée transmise pour générer la valeur en temps et en énergie de chaque impulsion d'écho reçue. A partir de cette valeur en temps et en énergie, la commande électronique détermine la distance entre l'outil et le boîtier, l'épaisseur du boîtier et la nature de l'interface maté- rielle avec la paroi extérieure du boîtier (en général la qualité du ciment de liaison). Par exemple, le taux d'atténuation des échos successifs des réflexions internes dans le boîtier peut servir à déterminer la qualité de liaison du ciment. Les valeurs ainsi calculées utilisent une petite fraction de l'espace de stockage nécessaire à la tenue des ondes d'écho d'origine et peut les enregistrer ou les transmettre pour la suite du traitement. Le signal codé fourni par l'émetteur 120 peut utiliser un algorithme de compression d'impulsions. Tout algorithme de compres- sion d'impulsions peut être utilisé tel que la modulation continue en fréquences (chirp-FM) l'impulsion codée par modulation de phase ou l'impulsion codée par modulation de fréquence. Le chirp FM s'applique à des durées fixes de l'onde sinusoïdale commençant par une fréquence et basculant en fonction du temps vers l'autre fréquence. Le taux de dé- calage peut suivre pratiquement n'importe quelle relation mathéma- tique ; dans le cas du chirp FM, la pente de la fréquence est une ligne droite. Il est souhaitable de mesurer l'épaisseur du caisson avec une résolution d'environ 1 mm. La résolution spatiale est une fonction de la largeur de bande du signal correspondant à la relation suivante : (1) pz-c/2B Dans cette formule : p= résolution spatiale c= vitesse du son B= largeur de bande du signal Comme la vitesse du son dans l'acier est de l'ordre de 6.100m/s, la ré- solution souhaitée s'obtient avec une largeur de bande d'environ 3MHz. Un transducteur de fond de puits, caractéristique, permet de disposer d'une largeur de bande d'environ 60% de sorte qu'un transducteur fournissant une largeur de bande suffisante aura, de ma- nière caractéristique, une fréquence centrale à environ 5MHz, une limite de caractéristique de fréquence basse (la fréquence basse à laquelle la caractéristique du transducteur est la moitié de sa caractéristique maximale) d'environ 3,5MHz et une limite de caractéristique de fréquence supérieure d'environ 6,5 MHz. Dans certains modes de réalisa- tion, le transducteur a un rapport plus élevé de la largeur de bande / fréquence et la fréquence centrale sera inférieure, par exemple égale à 2,5 MHz. Une impulsion d'entraînement, codée, avantageuse, appliquée à l'émetteur 120 fait que celui-ci génère une onde d'ultrasons contenant ces fréquences en ordre pour permettre des mesures avec une résolu- tion de l'ordre de 1 mm. L'atténuation dépend de manière caractéristique de la fréquence et les bones de forage et en particulier les bones lourdes atténuent très fortement. C'est pourquoi il est nécessaire, de façon caractéristique, d'utiliser pratiquement des fréquences basses (de façon caractéristique de l'ordre du kilohertz). Inversement, l'outil de mise en place utilise des fréquences élevées qui ne conviennent pas pour une boue de forage lourde. Par exemple, dispositif d'image codé aux ultrasons Schlumberger (dispositif UCI) a un transducteur de fréquence de l'ordre de 2MHz, qui est trop élevée pour un fonctionnement fiable dans un environnement fortement amorti. Il est recommandé que le dispositif UCI soit uniquement utilisé dans de la saumuré, de l'huile ou des boues très légères. Il est à remarquer que l'outil 100 peut également émettre des signaux à des fréquences basses soit par un émetteur sonique 120, soit par d'autres transducteurs spécifiquement adaptés à ce travail ain- si que suivant l'étendue totale de la largeur de bande, suffisante pour obtenir les résolutions ci-dessus. L'un des objectifs est de maintenir la puissance instanta- née, totale, suffisamment basse pour qu'elle puisse convenir à des cir- cuits électroniques en fond de forage. Les applications acoustiques utilisant la boue de forage comme milieu, nécessite de manière caractéristique une tension de pilotage d'émetteur de plusieurs centaines de volts pour fournir une énergie suffisante avec un nombre relativement petit de cycles acoustiques de façon que les impulsions d'écho, en re- tour puissent être détectées avec un rapport signal / bruit suffisant. On utilise avantageusement une impulsion codée plus longue et qui, pour cela, contient suffisamment d'énergie pour avoir un rapport signal / bruit suffisant en utilisant une tension de pilotage d'émetteur, plus basse et une puissance instantanée commercialement plus basse. En particulier, l'émetteur peut fonctionner à une tension nettement infé- rieure à 250V. Dans certains modes de réalisation, le récepteur et l'émetteur fonctionnent avec un signal à 110V; dans certains autres modes de réalisation, la tension de fonctionnement est de l'ordre de 24V. Dans certains modes de réalisation, la durée de l'impulsion est approximativement égale à 60ps, avec une puissance instantanée transmise qui est de l'ordre de 16,7mW. Cela se traduit par une puissance totale par impulsions de l'ordre de 1pJ, et ainsi, si la quantité d'énergie du signal reçu est indépendante de la fréquence, on aura un rapport signal / bruit du signal reçu qui est approximativement égal à un signal standard transmis à une fréquence d'environ 3MHz pour une puissance de 3,3W. Les ondes électroniques incidentes à la surface rencon- lo trent celles-ci suivant un angle donné (cet angle est mesuré par rapport à la direction normale) et la réflexion sur la surface se fait suivant un angle réciproque. Un émetteur d'ultrasons est ainsi positionné de manière idéale pour diriger exactement les impulsions sonores dans la direction normale de la cible, le récepteur occupant la même situation de 15 façon que la quantité maximale d'énergie transmise par l'émetteur soit réfléchie par la cible vers le récepteur. Cela se fait en utilisant le même élément à la fois pour l'émetteur et le récepteur dans deux périodes distinctes (fonctionnement en « impulsions d'écho »). En fonctionnement avec des impulsions d'écho, l'élément est d'abord activé par une onde de 20 tension pour que l'élément imite une onde sonore ; puis l'élément est enlevé de l'émetteur et est branché de nouveau sur le circuit amplificateur. A ce moment, une onde sonore arrivant sur l'élément, génère un signal de tension qui peut être mesuré et traité. L'application d'un écho impulsionnel présente un défi de technologie si l'on utilise un signal 25 transmis, codé puisque la longueur du signal codé peut varier aussi longtemps que le flan avant du train d'impulsion peut quitter l'outil, rencontrer les surfaces du caisson et revenir avant que le bord arrière du train d'impulsions n'ait été généré. Ainsi, du fait du temps nécessaire, il est relativement compliqué, à l'élément de se calmer après 30 l'émission et avant d'être prêt pour recevoir. Si une cible est trop proche de l'élément, l'onde sonore réfléchie revient à l'élément avant que celui-ci ne soit branché à l'amplificateur récepteur et puisse fonctionner comme récepteur. L'espacement maximum entre l'émetteur et la cible est fixé par la taille du forage et dans tous les cas elle est imposée par le 35 degré d'atténuation de la boue de forage de sorte qu'il est souhaitable de tenir l'émetteur d'ultrasons à proximité immédiate du caisson pour limiter les pertes d'énergie. L'espacement peut être inférieur à 2,5 cm et de façon avantageuse cet espacement est inférieur à 1,3 cm. Une solution consiste à amortir fortement l'élément pour réduire la perte de temps entre le mode de transmission et le mode de réception. Par exemple, des éléments piézoélectriques en métaniobate de plomb conviennent pour cela. Cet amortissement réduit généralement la puissance transmise et abaisse la sensibilité et même si ces conditions sont possibles, on peut ajouter seulement un temps fini au cycle. Une variante technique consiste à écarter l'élément de la cible avec un milieu à faible vitesse de transmission de son (ligne de retard) car cela augmente le temps nécessaire au train d'impulsions émis pour traverser la distance disponible. Comme la vitesse du son dans différents matériaux n'est pas arbitrairement faible et que les faibles vi- tesses du son se traduisent par de plus fortes pertes, pour ces raisons on ajoute seulement un temps fini au cycle. Une approche alternative consiste à utiliser un émetteur et un récepteur distinct (appelé montage pitch-catch). Dans ce mode, l'émetteur fonctionne seulement en émetteur et le récepteur seulement en détecteur ; les deux éléments peuvent fonctionner simultanément. L'élément transmetteur peut ainsi continuer à transmettre des signaux de longueur quelconque. La géométrie préférentielle de l'émetteur et du récepteur en liaison avec la cible diffère toutefois des applications à échos impulsionnels. L'énergie transmise par l'émetteur ne sera pas ré- fléchie par la cible et ne tombera pas sur le récepteur si les éléments ne sont pas positionnés précisément suivant des angles égaux par rapport à la direction normale à la cible. Si l'émetteur et le récepteur ne sont pas à une distance connue de la cible, il faut réaliser cette condition en connaissant la distance entre les éléments et la cible. Cette technique est très difficile à appliquer dans le caisson d'un puits de pétrole pour des applications de mesure malgré l'utilisation possible d'éléments centraliseurs puisque le signal émis et le signal réfléchi sont fortement directionnels. Un émetteur 120 et un récepteur 130 distincts sont pour cette raison placés avantageusement pour minimiser la distance entre les éléments et de plus pour être positionnés de façon que le signal renvoyé résiste aux faibles variations d'angle d'incidence de la cible. Ainsi, un émetteur 120 et un récepteur 130 distincts sont avantageusement imbriqués. Pour cela, on peut par exemple utiliser une disposition concentrique (symétrie radiale) de l'émetteur 120 et du récepteur 130. La figure 2 montre une disposition avantageuse de l'émetteur 120 et du récepteur 130 sous la forme d'une paire. En variante, on peut utiliser une symétrie bilatérale par exemple avec un émetteur central flanqué d'une paire de récepteurs de chaque côté. Dans les modes de réalisation particuliers, l'émetteur 120 et le récepteur 130 sont formés d'un unique élément circulaire en piézocéramique. Ainsi, on utilise un élément 200 ayant un diamètre de 15 mm et une épaisseur d'environ 0,3 mm que l'on grave partiellement à un diamètre d'environ 8,5 mm pour obtenir une entaille 212 qui divise l'élément 200 en une zone de surface intérieure 201 et de surface extérieure 202. L'élément 200 de certains modes de réalisation est un élément K-81 qui est un élément piézoélectrique de métaniobiate de plomb fabriqué par Piézo-Technologies. La surface intérieure 201 peut servir d'émetteur 120 et la surface extérieure 130 de récepteur 130. Il est à remarquer que la surface totale de la surface intérieure lorsque l'entaille 212 a un diamètre d'environ 8,5 mm est de l'ordre de la moitié de la surface de la zone extérieure 202. L'émetteur 120 et le récepteur 130 peuvent être inversés, mais dans ce cas, le diamètre de l'entaille 212 est avantageusement augmenté pour augmenter la surface du récepteur 130. Comme représenté à la figure 3, l'élément 200 est couplé avantageusement à une plaque d'appui 310. On peut utiliser de l'aluminium pour la plaque d'appui 310 puisque son impédance acous- tique est très semblable (18 par rapport à 19 pour l'élément K-81) avec une vitesse de son élevée (6400m/s) et l'usinage est facile. Il est toutefois fortement sujet à corrosion c'est pourquoi qu'il doit être scellé. En variante, la plaque 310 a une épaisseur 318 d'environ 0,8 mm et un diamètre 315 d'environ 18 mm. Dans certains modes de réalisation, l'élément 200 est fixé directement à la plaque d'appui 310. Dans d'autres modes de réalisation, l'élément 200 est couplé par de l'huile pour réduire les contraintes telles que celle engendrée par les différences des coefficients de dilatation thermique. L'entaille 212 est faite avantageusement après couplage de l'élément 200 à la plaque d'appui 310. Un premier couplage électrique 320 est fait avantageusement à l'aide d'un perçage 330 dans la plaque d'appui 310 à la périphérie de l'élément 200 (le couplage 320 peut être scellé sur place avec la résine époxy. Comme le montre la figure 4, une barrière d'isolation 410 est fixée par exemple avec une résine époxy pour séparer l'émetteur 120 et le récepteur 130 ; un second et un troisième couplage électrique 420, 430 sont fixés à la zone extérieure 130 et à la zone intérieure 120 respectives avec la même résine époxy. Dans certains modes de réalisation, le premier couplage 320 est utilisé pour la masse ; le second couplage est celui de la tension positive et le troisième couplage celui de la ten- sion négative. Selon les figures 5A et 5B, l'assemblage de l'élément 200, de la plaque d'appui 310 et de l'élément d'isolation 410 se met avantageusement dans un boîtier extérieur 510, par exemple un tube en polyétheréthercétone (PEEK). La plaque d'appui 310 est avantageusement adaptée à l'épaulement 515 sur le bord intérieur du boîtier 510 pour tenir fermement l'appui à une profondeur fixée 518 supérieure à l'épaisseur 318 de la plaque d'appui 310. Une couche d'epoxy 520 est appliquée sur la plaque d'appui 310 dans le creux formé par cette différence d'épaisseur, c'est-à-dire un niveau avec la paroi d'extrémité 535 du boîtier 510. Dans certains modes de réalisation, la différence entre la profondeur 518 et l'épaisseur 318 est d'environ 0,2 mm. Comme le montre la figure 6, la zone à l'intérieur du bloc d'isolation 410 est rempli par exemple de résine époxy chargée pour former un appui principal 620. L'appui principal 620 se compose avan- tageusement de deux parties, une région centrale 622 et une région pé- riphérique 624. Dans certains modes de réalisation, la région centrale 622 a une impédance acoustique égale à 18 et la région périphérique 624 une impédance acoustique de 9. Le volume compris entre le bloc d'isolation 410 et le boîtier 510 est rempli d'une seconde masse 630 plus légère. Dans certains modes de réalisation, l'impédance acoustique de la seconde masse est d'environ 5. En fonctionnement, l'émetteur 120 émet un train d'impulsions simple ou un train d'impulsions codées. 10 NOMENCLATURE DES ELEMENTS PRINCIPAUX 100 Outil 110 Boîtier 120 Emetteur sonore 130 Récepteur sonore 140 Commande électronique 150 Alimentation électrique 161 Câble 162 Tête 200 Elément 201 Zone intérieure 202 Zone extérieure 212 Entaille 310 Plaque d'appui 318 Epaisseur de la plaque 320 Couplage 410 Bloc d'isolation 420 Second couplage électrique 430 Troisième couplage électrique 510 Boîtier 515 Epaulement 518 Profondeur 520 Couche de résine époxy 620 Bloc principal 622 Région central 624 Région environnante 630 Second bloc d'appui30 REVENDICATIONS1°) Outil destine à être logé dans un puits de forage ayant : un boîtier (110) pour être introduit dans le puits, au moins un transducteur (120, 130) logé dans le boîtier pour transmettre des signaux d'ultrasons dans une largeur de bande supérieure à 3MHz et une fréquence centrée au-dessus de 2,5 MHz dans l'environnement de fluide de l'outil logé dans le puits, et une commande électronique (140) reliée au transducteur (120, 130) et fonctionnant dans le puits, la commande électronique (140) étant configurée pour que le transducteur génère des signaux d'ultrasons. 2°) Outil selon la revendication 1, caractérisé en ce que le transducteur (120, 130) est utilisé à la fois pour transmettre un si- gnal d'ultrasons formé d'impulsions codées et recevoir les impulsions codées sous la forme d'impulsions réfléchies par les surfaces du puits pendant le fonctionnement de l'outil. 3°) Outil selon la revendication 1, caractérisé en ce que le puits a un caisson et la commande (140) est configurée pour mettre en corrélation au moins une impulsion d'écho d'un signal d'ultrasons avec le signal émis pour déterminer au moins l'un des ensembles con- sistant en une variation de surface du caisson et de qualité de la liaison de ciment sur la surface extérieure du caisson. 4°) Outil selon la revendication 3, caractérisé en ce que la commande électronique (140) détermine les différences de temps de parcours des impulsions d'échos réfléchies par les différentes surfaces pour déterminer les variations d'épaisseur du caisson. 5°) Outil selon la revendication 3, caractérisé en ce quela commande électronique (140) met en corrélation les différences d'amplitude des impulsions d'écho pour déterminer les variations de la qualité du ciment de liaison. 6°) Outil selon la revendication 5, caractérisé en ce que les différences d'amplitude sont utilisées pour déterminer le taux d'atténuation de la réverbération dans le caisson. 7°) Outil selon la revendication 3, caractérisé en ce que les impulsions codées sont codées par modulation de fréquence ou sous la forme de chirp. 8°) Outil selon la revendication 1, caractérisé en ce que le transducteur comporte un élément piézoélectrique unique (200), ayant un amortissement rapide qui, à la fois, émet des signaux d'ultrasons et reçoit des impulsions d'écho provenant de ces signaux. 9°) Outil selon la revendication 1, caractérisé en ce que le transducteur se compose d'une paire formée d'un émetteur (120) et d'un récepteur (130) et les paires sont parallèles l'une à l'autre. 10°) Outil selon la revendication 9, caractérisé en ce que le transmetteur (120, 130) est placé entre au moins deux régions réceptrices sur les côtés opposés du transmetteur et notamment la paire de transmetteur et d'émetteur est symétrique radialement. 11°) Outil selon la revendication 10, caractérisé en ce quela paire de transmetteur et de récepteur comporte un transmetteur central (201) en forme de disque entouré par un récepteur (202) de forme périphérique. 12°) Outil selon la revendication 1, caractérisé en ce que le circuit électrique logé dans un boîtier (110) transforme les impulsions d'écho reçues en des fichiers de données, réduits, comportant des données de surface de boîtier, d'épaisseur de boîtier et de qualité du ciment de liaison. 13°) Outil selon la revendication 1, caractérisé en ce qu' il comporte une mémoire numérique dans le boîtier (110) pour enregis- trer les signaux dérivés des impulsions d'écho reçues par le transduc- teur sur une durée d'au moins 30 minutes. 14°) Outil selon la revendication 1, caractérisé en ce que la fréquence centrale est supérieure à environ 3,5MHz notamment su- périeure à 4,5MHz. 15°) Outil selon la revendication 1, caractérisé en ce que la largeur de bande est supérieure à 4,5MHz. 16°) Procédé pour déterminer au moins une propriété d'un puits à caisson ayant : un outil (100) descendu dans le puits pour arriver dans le caisson de puits, l'outil ayant une commande électronique (140) et au moins un transducteur (120, 130), configuré pour transmettre les signaux électroniques d'une largeur de bande supérieure à 3 MHz et d'une fréquence centrale supérieure à environ 4,5MHz, - transmettre une série d'impulsions codées d'ultrasons dans l'environnement fluide de l'outil utilisant le transducteur,recevoir une série correspondante d'impulsions d'écho, et utiliser le circuit de commande (140) et, mettre en corrélation les impulsions transmises avec les impulsions d'écho pour déterminer au moins une propriété. 17°) Procédé selon la revendication 16, caractérisé en ce que le transducteur (120, 130) comporte un émetteur central (201) entouré d'un récepteur concentrique (202). 18°) Procédé selon la revendication 16, caractérisé en ce que le transducteur (120, 130) a un élément piézoélectrique simple avec amortissement rapide et il transmet et reçoit les impulsions d'ultrasons. 15 19°) Outil destiné à être placé dans un puits de forage comportant : - un boîtier (110) qui peut être inséré dans le puits de forage, au moins un transducteur (120, 130) avec un élément piézoélectrique à amortissement rapide, le transducteur étant logé dans le 20 boîtier (110) convenant pour transmettre des signaux d'ultrasons, ayant une largeur de bande supérieure à 3 MHz et une fréquence centrale supérieure à environ 4,5 MHz dans l'environnement de l'outil dans le puits, l'outil (100) étant disposé dans le puits pour recevoir les impulsions d'échos, et 25 une commande électronique (140) coopérant avec le transducteur (120, 130) et pouvant fonctionner dans le puits, la commande électronique (140) générant des signaux électroniques pour les transmettre par le transducteur et notamment le transducteur (120, 130) envoi un signal impulsionnel d'écho électrique au contrôleur élec- 30 tronique (110) qui interprète cette impulsion d'écho comme signal identifiant une ou plusieurs propriétés du puits. 10