Source: https://patents.google.com/patent/EP1130418A1/en
Timestamp: 2019-01-16 08:56:36+00:00
Document Index: 231257324

Matched Legal Cases: ['art 3', 'arrêt ', 'arrêt ', 'arrêt ', 'arrêt ', 'arrêt ', 'arrêt ', 'arrêt ', 'arrêt ', 'artz 32', 'artz 32', 'arrêt ']

EP1130418A1 - Apparatus and procedure for seismic data acquisition in a borehole - Google Patents
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EP1130418A1
EP1130418A1 EP20010400491 EP01400491A EP1130418A1 EP 1130418 A1 EP1130418 A1 EP 1130418A1 EP 20010400491 EP20010400491 EP 20010400491 EP 01400491 A EP01400491 A EP 01400491A EP 1130418 A1 EP1130418 A1 EP 1130418A1
EP20010400491
The clock (23) in the tool (12) is a dual-mode type enclosed in a thermal chamber (21) and a heat control system is put in the chamber to stabilize the temperature of the clock at a predetermined value. Device for carrying out seismic measurements in a shaft during drilling, using a surface seismic source, a recorder connected to a reference seismic detector, a seismic detector (18) in the shaft mounted in a tool (12) in the drill string (5), where the seismic detectors are associated with a system of low drift synchronized clocks. The drill can be used as a seismic source. The heat control system can be controlled to change the operating temperature as a function of the shaft conditions. It includes a heater and/or a cooler. The tool is directly connected to the control unit when it is on the surface to synchronize the two clocks. Successive starts of recording the tool are automatically made at defined intervals. A movement detector allows the recording to start when particular tool movements are communicated. The device includes an electromagnetic transmission system between the control unit and the tool (12) allowing the shaft and surface measurements to be synchronized, transmission of control signals to the tool or temperature control unit, or the transmission of data to the surface. An electrical cable can be lowered in the shaft and connected to the control unit and the tool. An anchorage system and/or slickline cable allows the container (19) to be recovered.
L'invention se rapporte à un dispositif et à un procédé de mesures sismiques dans un puits de forage, et permet de réaliser au cours d'un forage d'un puits pétrolier une exploration sismique des terrains environnants. The invention relates to a device and a method of seismic measurements in a wellbore, and makes it possible during a drilling of an oil well seismic exploration of the surrounding terrain.
Les mesures sismiques en cours de forage pétrolier sont bien connues : une source d'ondes sismiques est placée sur le sol à quelque distance du puits de forage et produit des ondes de choc qui se propagent dans le terrain. Seismic measurements during oil drilling are well known: a source of seismic waves is placed on the ground at some distance from the wellbore and produces shock waves that propagate in the field. La propagation peut se faire soit directement soit indirectement (par réflexion sur les interfaces géologiques du sous-sol). Propagation can be done either directly or indirectly (reflection on the geological interfaces of the basement). Un capteur tel qu'un hydrophone, géophone ou accéléromètre détecte ces ondes. A sensor such as a hydrophone, geophone or accelerometer detects these waves. Les temps de propagation directe et indirecte permettent de calculer respectivement le profil sismique vertical et la position des réflecteurs sismiques situés sous le trépan. The time of direct and indirect propagation used to respectively calculate the vertical seismic profile and position of the seismic reflectors located under the bit. Pour effectuer ces calculs de position il faut disposer d'au moins deux de ces capteurs dont l'un est disposé en surface et l'autre est situé dans le puits. To perform these calculations position must have at least two of these sensors, one of which is disposed on the surface and the other is located in the well. Cet exemple n'est pas limitatif des mesures sismiques en cours de forage car on peut aussi bien avoir une disposition inverse selon laquelle la source sismique est placée dans le puits (il peut par exemple s'agir du trépan de forage) et dans ce cas la capteur de référence sera placé dans l'outil de mesure et les capteurs sismiques seront situés en surface. This example is not limiting seismic measurements during drilling because it can as well have a reverse arrangement in which the seismic source is placed in the well (it may for example be of the drill bit) and in this case the reference sensor will be placed in the measuring tool, and seismic sensors will be located at the surface. Dans cette configuration aussi les ondes sismiques peuvent se propager directement vers la surface ou se réfléchir sur les interfaces géologiques situées sous le trépan de forage et se propager ensuite vers la surface. In this configuration as seismic waves can propagate directly to the surface or be reflected on geological interfaces located below the drill bit and then propagate toward the surface. Et de façon analogue à la précédente, on pourra déterminer la position de ces réflecteurs sismiques. And analogous to the preceding, we can determine the position of the seismic reflectors.
Pourtant, des problèmes difficiles et non résolus à ce jour se posent pour synchroniser, sans liaison électrique, les mesures associées aux deux capteurs de fond et de surface en raison de la vitesse de propagation des ondes sismiques et de la précision demandée. However, difficult and unresolved to date problems arise to synchronize without electrical connection, the measurements associated with the two downhole sensors and surface because of the speed of propagation of seismic waves and the required accuracy. En effet les vitesses de propagation des ondes sont de l'ordre de 2000 à 5000 m à la seconde dans un terrain sédimentaire et les mesures doivent permettre de déterminer la position spatiale des réflecteurs avec une incertitude meilleure que 10 mètres par rapport à la surface. Indeed the wave propagation speeds are of the order of 2000 to 5000 m per second in a sedimentary soil and measures must be used to determine the spatial position of the reflectors with greater uncertainty than 10 meters from the surface. En terme d'incertitude relative, c'est-à-dire sur la position des différents réflecteurs les uns par rapport aux autres, elle doit être de l'ordre du mètre. In terms of relative uncertainty, that is to say the position of the various reflectors to each other, it must be of the order of one meter. Or aucune des horloges usuelles que l'on pourrait associer aux capteurs et qui permettraient de tenir la précision requise ne survivrait aux conditions de services présentes au fond d'un puits de forage (vibrations, chocs, température).Pourtant l'utilité de ces mesures n'est plus à démontrer, en effet elles permettent par exemple de déterminer sous les dômes de sel la position des failles et réservoirs ou de préciser l'interprétation des données sismiques de surface (cas des réservoirs dont l'image est obscurcie par la présence au-dessus de ces derniers d'un nuage de gaz). But none of the usual clocks that could be associated to the sensors and that would hold the required precision would survive to the present service conditions at the bottom of a wellbore (vibration, shock, temperature) .Pourtant the usefulness of these measures is no longer in doubt, indeed they allow eg to determine under salt domes position faults and reservoirs or clarify the interpretation of surface seismic data (case of tanks whose image is darkened by presence over the past a gas cloud).
Un exemple de dispositif antérieur de ce type de mesure dans ce domaine technique est décrit par le brevet français 2 742 880 de l'Institut Français du Pétrole qui propose des méthodes alternatives pour résoudre le problème de la synchronisation des mesures comme par exemple l'utilisation d'un transmission électromagnétique ou l'utilisation d'ondes vibratoires se propageant dans le train de tiges pour corriger à posteriori les dérives des horloges. An example of prior to this type of measurement device in this technical field is described by French patent 2,742,880 of the French Petroleum Institute, which offers alternative methods to solve the measures the timing issue, such as the use an electromagnetic transmission or use of vibratory waves propagating in the drill string to correct a posteriori drift of the clocks. Mais si ces modes de synchronisation permettent de maintenir l'erreur de synchronisation des horloges à quelques millisecondes, ce qui est tout juste acceptable, il faut ajouter que les synchronisations en cours d'essai ne sont pas toujours possibles puisque certains terrains atténuent les ondes électromagnétiques dans une proportion telle que le rapport signal à bruit sur le récepteur de fond de puits ne permet pas de réaliser la synchronisation recherchée. But if these modes can maintain synchronization error of clock synchronization to a few milliseconds, which is just acceptable, it must be added that under test timings are not always possible because some land attenuate electromagnetic waves in a proportion such that the signal to noise ratio on the downhole receiver does not achieve the desired synchronization. De la même façon les ondes vibratoires se propageant le long du train de tiges peuvent être amorties dans une proportion telle qu'elles ne soient plus détectables en surface. Similarly the vibratory waves propagating along the drill string can be written in such a proportion that they are no longer detectable at the surface.
On doit aussi mentionner le brevet américain 5 555 220, qui décrit une sonde sismique attachée à un câble et qu'on descend dans le puits. U.S. Patent Mention should also be 5555220, which describes a seismic sensor attached to a cable and being lowered into the well. Cette sonde impose d'arrêter le forage à chaque fois qu'elle est utilisée et de la remonter à la surface avant de reprendre le forage, ce qui est contraignant mais ne pose pas de problème sérieux de synchronisation de l'horloge, dont la dérive reste faible grâce à la brièveté des essais prévus dans cette technique particulière : une horloge à quartz ordinaire enfermée dans une enceinte isolante suffit. This sensor requires to stop the drilling at each time it is used and the back surface before the drilling is resumed, which is binding but does not pose any serious problem of clock synchronization, the drift remains low due to the brevity of the tests prescribed in this particular technique: an ordinary quartz clock encased in an insulating enclosure enough.
L'invention constitue une solution à ce problème de synchronisation des mesures dans le contexte particulier des essais sismiques de longue durée, pour lesquels les événements responsables des dérives des horloges, en premier lieu les échauffements, se font pleinement sentir même à travers une enceinte isolante, et des dérives relatives qui seraient admissibles pour des durées brèves produisent alors des dérives totales excessives ; The invention provides a solution that measures timing issue in the specific context of seismic tests of long duration, for which the responsible events clocks drift, first warm-ups, are fully felt even through an insulating enclosure and the relative drifts that would be eligible for short periods then produce excessive total drifts; elle se fonde sur la mise au point d'horloges hyperstables et adaptées aux conditions de ces essais pour ne présenter qu'une très faible dérive de la fréquence de sortie (entre 10 -8 et 10 -9 en valeurs relatives soit 1 à 10 ppb (partie par milliard)). it is based on the development of hyperstable clocks and adapted to the conditions of these tests only present a very small drift of the output frequency (between 10 -8 and 10 -9 relative values or 1 to 10 ppb (ppb)). L'incertitude de synchronisation est alors comprise entre quelques dixièmes de milliseconde et une milliseconde pour une durée d'essai de quelques jours, ce qui est la durée typique d'un essai avec un outil laissé au fond d'un puits, et qui permet de réaliser des acquisitions de mesures parfaitement synchronisées indépendamment des conditions du puits et sans nécessiter d'intervention ralentissant le processus de forage. The timing uncertainty is then between a few tenths of millisecond and one millisecond for a few days test period, which is the typical duration of an experiment with a given tool to the bottom of a well, and allows to make acquisitions perfectly synchronized measurements independent of well conditions and without requiring intervention slowing the drilling process.
S'il est relativement simple de trouver des horloges satisfaisant à cette condition de dérive pour le capteur de surface, il en va tout autrement pour l'horloge du capteur de fond, sans cesse susceptible d'être déréglée par des changements de température, des chocs et des vibrations. While it is relatively simple to find satisfactory clocks this drift condition to the surface sensor, it is quite another to clock the bottom sensor, continually liable to be disordered by temperature changes, shock and vibration. Un point essentiel de l'invention a donc été la mise au point de cette horloge. A key point of the invention was therefore the development of this clock.
Sous sa forme la plus générale, l'invention est relative à un dispositif permettant de réaliser des mesures sismiques dans un puits en cours de forage, comprenant en surface une source sismique et un enregistreur relié à un ou plusieurs capteurs sismiques de référence et, dans le puits, un capteur sismique installé dans une garniture de forage, où les capteurs et enregistreurs sismiques sont associés à un système d'horloges synchronisées de faible dérive, caractérisé en ce que l'horloge associée au capteur sismique de fond est une horloge de type dual-mode (telle que décrite dans le brevet US 4872765). In its most general form, the invention relates to a device for performing seismic measurements in a well during drilling, comprising a surface seismic source and a recorder connected to one or more seismic sensors of reference, and in the well, a seismic sensor installed in a drill string, wherein the sensors and seismic recorders are associated with a clock synchronized low drift system, characterized in that the clock associated with the background seismic sensor is a type of clock dual-mode (as described in US patent 4,872,765).
De plus, l'horloge associée au capteur sismique d'outil est enclose dans une enceinte (de type Dewar ou réalisée en matériaux isolants) qui inclut un moyen de régulation thermique afin de permettre l'asservissement de la température de l'horloge. In addition, the clock associated with the seismic tool sensor is enclosed in an enclosure (Dewar type or made of insulating material) which includes a temperature control means to allow the servo to the temperature of the clock.
Le système de régulation thermique comprend normalement un moyen de chauffage, mais on peut aussi utiliser un moyen de refroidissement (comme par exemple des modules Peltier) ou même une combinaison de ces deux moyens. The thermal control system normally comprises a heating means, but may also be used a cooling means (such as Peltier modules) or even a combination of these two means. La température d'asservissement est modifiable par l'utilisateur, il devient alors possible de choisir une valeur de température légèrement supérieure à celle du puits de façon à minimiser l'apport d'énergie nécessaire à la régulation thermique. The servo temperature is changed by the user, it becomes possible to select a temperature slightly above that of the well so as to minimize the energy input required for thermal regulation.
L'horloge du capteur de référence situé en surface peut être une horloge à quartz maintenue de préférence à une température déterminée correspondant à une zone de stabilité de fréquence du quartz. The clock of the surface located in the reference sensor may be a quartz clock preferably maintained at a predetermined temperature corresponding to a quartz frequency stability region.
Un procédé conforme à l'invention consiste ainsi à installer une source sismique, un capteur sismique de référence en surface, un capteur sismique de puits dans un outil intégré à une garniture de forage, à pourvoir les capteurs d'horloges à faible dérive, à descendre l'outil dans le puits et à envoyer des ondes sismiques aux capteurs via les terrains à investiguer; A method according to the invention thus consists in installing a seismic source, a seismic sensor surface as a reference, a borehole seismic sensor in an integrated tool to a drill string, to provide the clock sensors low drift in down tool in the well and to send seismic waves to sensors via land to be investigated; il est caractérisé en ce que l'horloge du puits est maintenue à une température déterminée mais susceptible d'être modifiée, et en ce qu'une synchronisation des horloges est faite quand la température déterminée est modifiée. it is characterized in that the clock pit is maintained at a given temperature but can be changed, and in that a clock synchronization is made when the predetermined temperature is changed.
Selon un autre procédé particulier, une synchronisation unique, préliminaire à l'essai, est faite avant de descendre l'outil dans le puits, et la température de l'horloge du capteur de puits est maintenue à une valeur uniforme. According to another specific method, a single synchronization, the preliminary test is made before lowering the tool into the well, and the temperature of the clock of the well transducer is maintained at a uniform value.
L'invention implique aussi l'emploi de techniques pour synchroniser les horloges, faire démarrer les enregistrements des mesures et récupérer les données enregistrées pendant la campagne d'essai, quand l'outil est engagé dans le puits. The invention also involves the use of techniques to synchronize the clocks, start recordings measures and recover the data recorded during the test campaign, when the tool is engaged in the well. Certaines de ces techniques sont connues mais seront rappelées brièvement dans ce texte. Some of these techniques are known, but will be recalled briefly in the text.
L'invention sera décrite plus en détail à l'aide des figures suivantes qui en feront mieux saisir les caractères, aspects et avantages : The invention will be described in more detail using the following figures which will better understand the characters, features and benefits:
la figure la illustre l'allure générale du dispositif de mesures sismiques, Figure la shows the general appearance of the seismic measuring device,
la figure 1b illustre une méthode alternative du dispositif de mesures sismiques, Figure 1b illustrates an alternative method of seismic measuring device,
la figure 2 illustre un dépouillement de mesures, 2 shows a counting action,
la figure 3a illustre la configuration de l'appareillage au fond du puits, Figure 3a illustrates the configuration of the apparatus in the well,
la figure 3b illustre une configuration alternative de l'appareillage au fond du puits, 3b illustrates an alternative configuration of the apparatus in the well,
la figure 4 illustre schématiquement le système de mesure sous forme d'organigramme, 4 schematically illustrates the measuring system in flowchart form,
la figure 5 illustre l'horloge de fond, Figure 5 illustrates the base clock,
les figures 6a et 6b illustrent deux réalisations possibles du montage du quartz de l'horloge, Figures 6a and 6b illustrate two possible embodiments of the mounting of the quartz clock,
la figure 7 donne un exemple de courbes de variation de la fréquence en fonction de la température pour un quartz de coupe SC, Figure 7 gives an example of curves of variation of the frequency as a function of temperature for an SC cut crystal,
et la figure 8 illustre une variation de la fréquence en fonction de la température dans plusieurs situations expérimentales. and Figure 8 illustrates a variation of the frequency as a function of the temperature in several experimental situations.
En se reportant à la figure la, on voit qu'un puits 1 a été foré sous un derrick 2, ce puits pouvant être partiellement couvert dans sa partie supérieur par un tubage 3. Un trépan 4 se trouve au fond du puits 1, suspendu à un train de tiges 5. L'appareillage utilisé pour l'invention comprend une source sismique 6 enterrée sous la surface 7 du sol, un géophone de référence 8, un enregistreur sismique de surface 9, un module de commande 10, ainsi qu'un transmetteur électromagnétique 11, tous situés à la surface 7 et reliés entre eux. Referring to Figure la, we see that a 1 well was drilled under a derrick 2, that well may be partially covered in its upper part by a casing 3. A drill bit 4 is in the bottom of the well 1, hanging to a drill string 5. the apparatus used for the invention comprises a seismic source 6 buried beneath the surface 7 of the ground, a reference geophone 8, a seismic recording surface 9, a control module 10, and that an electromagnetic transmitter 11, all located on the surface 7 and interconnected. Enfin, un outil 12 est situé dans le train de tiges 5 non loin du fond du puits, à quelque distance du trépan 4. L'outil 12 est affecté aux mesures dans le puits. Finally, a tool 12 is located in the drill string 5 near the bottom of the well, a little bit 4. The tool 12 is for measures in the well.
Quand la source sismique 6 émet des ondes, elles sont détectées par le géophone de référence 8 et le capteur sismique disposé dans l'outil 12. Les alternances géologiques dans les terrains forés se traduisent par la présence de réflecteurs sismiques tels que 13 qui engendrent des ondes réfléchies et transmises. When the seismic source 6 emits waves, they are detected by the reference 8 and geophone seismic sensor disposed in the tool 12. The geological alternations in the drilled land result in the presence of seismic reflectors such as 13 which produce reflected and transmitted waves. Ainsi le capteur situé dans l'outil 12 peut recevoir l'onde par un trajet direct 14 ou réfléchi 15. Le diagramme supérieur de la figure 2 représente une forme d'onde émise par la source 6, telle qu'elle est recueillie par le géophone de référence 8, le diagramme inférieur illustre que l'outil 12 reçoit l'onde deux fois, une première fois par le trajet direct 14 de l'onde incidente, après un temps Δ1, et une deuxième fois par le trajet réfléchi 15 après le temps supplémentaire Δ2 ; Thus, the sensor in the tool 12 can receive the wave through a direct path 14 reflected or 15. The upper diagram of Figure 2 shows a waveform emitted by the source 6, as collected by the reference geophone 8, the lower diagram illustrates the tool 12 receives the wave twice, once by the direct path 14 of the incident wave, after a time Δ1, and a second time by the reflected path 15 after overtime Δ2; comme le géophone de référence 8 est proche de la source sismique 6, il reçoit presque immédiatement l'onde de choc, et la longueur du trajet direct 14 est proportionnelle sensiblement à Δ1, celle du trajet réfléchi 15 à la somme (Δ1+Δ2). as the reference geophone 8 is close to the seismic source 6, it receives almost immediately the shock wave, and the length of the direct path 14 is proportional substantially to Δ1, that of the reflected path 15 to the sum (Δ1 + Δ2) . Un nombre suffisant de ces mesures, répétées pour diverses cotes de l'outil 12 (en général une mesure tous les 10 m), permet de déterminer la position de l'interface 13. Il est toutefois nécessaire que les mesures du géophone de référence 8 et du capteur situé dans l'outil 12 soient synchronisées avec une très grande précision pour que la mesure de Δ1 soit correcte. A sufficient number of these measures, repeated for various dimensions of the tool 12 (usually a measurement every 10 m), to determine the position of the interface 13. It is however necessary that measures the reference geophone 8 and the sensor located in the tool 12 to be synchronized with great precision so that Δ1 measurement is correct.
La figure 1b décrit un agencement analogue, si ce n'est que la source sismique est intégrée au trépan 4 et donc située dans le puits : la mesure porte sur les trajets d'onde 14 et 15 pour parvenir au géophone 8, qui est alors le plus éloigné de la source sismique, et le capteur d'outil sert de capteur de référence. 1b discloses a similar arrangement, except that the seismic source is integrated into the drill bit 4 and therefore located in the well: the measure is based on wave paths 14 and 15 to achieve the geophone 8, which is then farthest from the seismic source, and the tool sensor serves as reference sensor. Cette interversion des rôles des capteurs n'a pas d'influence sur leur construction. This reversal of roles sensor has no influence on their construction.
La figure 3a présente une forme de réalisation possible de l'outil sismique 12. Dans la forme de réalisation présentée, l'outil 12 est constitué de deux masses-tiges 16a et 16b appartenant au train de tiges 5 ; Figure 3a shows a possible embodiment of the seismic tool 12. In the embodiment shown, the tool 12 consists of two drill collars 16a and 16b belonging to the drill string 5; la masse-tige 16a comporte une chambre étanche 17 dans laquelle peut être logé en particulier le capteur sismique d'outil 18. the drill collar 16a comprises a sealed chamber 17 in which can be accommodated in particular the seismic sensor tool 18.
Une navette 19 est fixée à la masse-tige 16a de façon amovible par l'intermédiaire d'un élément mécanique 21 appelé monopode. A shuttle 19 is fixed to the drill collar 16a in a removable manner by means of a mechanical member 21 called monopod. Le monopode 21 assure également la liaison électrique entre le capteur d'outil 18 et la navette 19 par l'intermédiaire du connecteur 20. La navette 19 contient les modules d'acquisition et de mémorisation, l'horloge de fond 23 ainsi que la source d'énergie (batterie) permettant d'alimenter le système. The monopod 21 also provides the electrical connection between the tool sensor 18 and the shuttle 19 through the connector 20. The shuttle 19 contains the acquisition and storage modules, the bottom of the clock 23 and the source energy (battery) for supplying the system. Le monopode 21 peut être équipé d'un connecteur étanche sur sa partie supérieure, permettant ainsi de se connecter à la navette 19 depuis la surface par l'intermédiaire d'un câble. The monopod 21 may be equipped with a sealed connector on its upper part, allowing to connect to the shuttle 19 from the surface via a cable.
Dans une forme de réalisation alternative présentée sur la figure 3b il est possible de placer le capteur sismique 18 dans la navette 19, d'équiper cette dernière d'une tête de repêchage 74 et de remplacer le monopode 21 par un système d'ancrage 75 (communément appelé " Latch " dans la profession) qui permet alors le repêchage de la navette 19 à l'aide d'un câble slickline classique tel que décrit plus loin dans le texte puis sa remise en place par ce même câble slickline ou plus simplement par chute libre à travers l'intérieur du train de tiges 5. In an alternative embodiment shown in Figure 3b it is possible to place the seismic sensor 18 in the shuttle 19, to equip the latter with a fishing head 74 and replace the monopod 21 by an anchoring system 75 (commonly called "Latch" in the trade) which then allows the draft of the shuttle 19 with a conventional slickline cable as described further in the text and its replacement by the same slickline cable or simply by free fall through the interior of the drill string 5.
La source sismique 6 peut être un canon à air, un vibrateur ou un explosif. The seismic source 6 can be an air gun, a vibrator or an explosive. Il peut y avoir plusieurs sources disposées selon des axes précis et ces sources peuvent être fixes ou mobiles dans le cas de certains procédés tels que ceux qui sont connus sous les noms de " Walkaway VSP " " Walkabove VSP ". There can be several sources arranged according to specific axes and these sources can be fixed or mobile, in the case of certain processes such as those known under the names "Walkaway VSP" "Walkabove VSP". Le géophone de référence 8 pourrait être remplacé par exemple par un hydrophone ou un accéléromètre, ou par un nombre plus important de capteurs. The reference geophone 8 could be replaced for example by a hydrophone or an accelerometer, or a greater number of sensors. Le ou les capteurs de référence peuvent être disposés non seulement à proximité de la source sismique 6, mais aussi sur l'appareil de forage ou sur le train de tiges 5 lui-même. The one or more reference sensors may be disposed not only close to the seismic source 6, but also on the drilling rig or the drilling string 5 itself. De même, le capteur d'outil 18 peut être indifféremment un géophone, un hydrophone ou un accéléromètre très sensible. Similarly, the tool sensor 18 can be either a geophone, a hydrophone, or a highly sensitive accelerometer. Il peut y avoir un seul capteur orienté selon l'axe vertical de l'outil 12 ou tout autre axe, mais on peut également utiliser plusieurs capteurs orientés selon divers axes. There may be a single sensor oriented along the vertical axis of the tool 12 or any other axis, but it can also use a plurality of sensors oriented along various axes. Un cas particulier consiste à équiper l'outil 12 de trois capteurs sismiques disposés selon trois axes orthogonaux entre eux de façon à enregistrer les trois composantes du signal sismique. A special case is to equip the tool 12 of three seismic sensors arranged in three mutually orthogonal axes so as to record the three components of the seismic signal. Dans ce dernier cas, l'enregistrement sismique devient exploitable même si l'inclinaison et l'orientation sont inconnues. In the latter case, the seismic record becomes usable even if the inclination and orientation are unknown. Toutefois le traitement sismique s'en trouvera simplifié si un outil MWD (système de mesure d'inclinaison et d'orientation couramment utilisé en forage) est installé à proximité de l'outil car dans ce cas il suffira de relever la position angulaire des deux outils pour pouvoir déterminer l'orientation des capteurs au moment de la mesure. However seismic processing is simplified if found in an MWD tool (tilt measurement and guidance system commonly used in drilling) is installed near the tool because in this case it will be enough to meet the angular position of the two tools to determine the orientation of the sensors during the measurement.
Comme on l'a signalé, la synchronisation des mesures de fond et de surface par le géophone de référence 8 et le capteur d'outil 18 est essentielle pour exploiter les données sismiques. As reported, the synchronization of downhole measurements and surface by the reference geophone 8 and the tool sensor 18 is essential to operate the seismic data. De fait, on doit prévoir des possibilités de synchronisation ainsi que des moyens de correction de celle-ci. In fact, there must be synchronization opportunities as well as correction means thereof. On propose d'utiliser un système d'horloges synchronisées et présentant une dérive relative extrêmement faible, ces horloges étant respectivement associées aux capteurs de surface et de fond. It is proposed to use a synchronized clock system and with extremely low relative drift, these clocks are respectively associated with the surface sensors and background. L'horloge 48 associée au module de commande 10 et au géophone de référence 8 est considérée comme l'horloge de référence du système : c'est elle qui permet de dater les enregistrements réalisés par l'enregistreur sismique 9 et c'est par rapport à elle qu'on viendra caler et synchroniser l'horloge de fond 23, associée au capteur d'outil 18. The clock 48 associated with the control module 10 and the reference geophone 8 is regarded as the system reference clock: this is what allows to date the recordings made by the seismic recorder 9 and is compared in that it will stall and synchronize the downhole clock 23, associated with the tool sensor 18.
La réalisation d'une horloge intégrable dans la navette 19 pose un problème ardu, car les conditions d'utilisation en vibrations, chocs et température sont sévères. The realization of a clock integrated in the shuttle 19 poses a difficult problem because the conditions of use in vibration, shock and temperature are severe. La réalisation choisie implique l'emploi d'une horloge à quartz, malgré certaines causes d'imprécision qui sont explicitées ci-dessous. The realization chosen involves the use of a quartz clock, despite some causes of inaccuracy which are explained below.
La figure 7 donne des courbes de la fréquence f de battement d'un quartz taillé selon la coupe SC (pour emprunter les termes de l'art) en fonction de la température . Figure 7 shows the curves of frequency f beat of a quartz cut along the cutting SC (to borrow the terms of the art) depending on the temperature . Selon l'angle de coupe, on obtiendra des courbes telles que C1, C2 ou C3, qui présentent des fréquences presque égales à une température de 90°C : si le quartz est maintenu près de cette température, sa fréquence variera très peu, surtout si on le taille à l'angle de la courbe C1, qui présente un palier presque uniforme pour cette valeur de température. According to the cutting angle, we obtain the curves such as C1, C2 or C3, which have frequencies nearly equal to a temperature of 90 ° C: if the quartz is kept near that temperature, its frequency will vary very little, especially if it is cut to the angle of the curve C1, which presents an almost uniform level for this temperature value. Plus généralement, on pourra maintenir le quartz à une température où la courbe de variation de fréquence en fonction de la température présente une dérivée nulle. More generally, one may maintain the quartz at a temperature where the frequency variation curve as a function of temperature has a zero derivative. A proximité de ces points la variation relative de fréquence n'est que de quelques parties par milliard pour une variation de température de quelques degrés. Near these points the relative frequency variation is only a few parts per billion to a few degrees change in temperature. Des résultats un peu moins bons seraient obtenus avec d'autres tailles du quartz, comme la coupe AT. a little less good results would be obtained with other sizes of quartz, such as AT cut.
Les courbes C2 et C3 donnent d'autres courbes de dérive relative pour des écarts de -1° et +1° de l'angle de coupe de la courbe C1. The curves C2 and C3 provide further relative drift curves for gaps of -1 ° and + 1 ° of the curve C1 rake angle. On voit qu'une dérive relative de 10 -7 ou 10- 6 est en général atteinte dès que la température a varié de quelques dizaines de degrés. We see that a relative drift of 10 -7 or 10 -6 is generally achieved when the temperature ranged from a few tens of degrees.
Il n'est cependant pas possible de se contenter de l'asservissement d'un quartz en température pour construire une horloge de fond satisfaisante, car les variations de température peuvent être importantes et brutales dans un puits, de sorte que le système d'asservissement en température ne peut pas les compenser immédiatement. It is however not possible to simply enslavement of a temperature quartz to build a satisfactory background clock because temperature fluctuations can be significant and brutal in a well, so that the control system temperature can not compensate them immediately. De plus, une telle réalisation ne résout le problème de synchronisation que pour les températures inférieures à la température choisie ; In addition, such an embodiment does not solve the synchronization problem that for temperatures below the selected temperature; or pour couvrir toutes les températures, il faudrait choisir la plus haute température susceptible d'être rencontrée dans un puits (par exemple 150°C), mais dans ce cas un asservissement à cette température exigerait plus d'énergie qu'on ne peut en loger dans les batteries de l'outil. gold to cover all temperatures should be chosen the highest temperature likely to be encountered in a well (e.g. 150 ° C), but in this case a servo at this temperature would require more energy than can be housed in the battery of the tool. On doit donc renoncer à cette solution que la figure 7 rendait plausible. We must therefore abandon this solution Figure 7 made plausible.
Nous avons été conduits à choisir une horloge à correction automatique de fréquence en fonction de la température de type dual-mode où l'information de la température  est donnée par le quartz lui-même grâce au battement entre la fréquence (fl) du fondamental et celle (f3) du partiel 3 divisé par 3, qui est une fonction linéaire de la température selon la formule We were driven to choose automatic correction of frequency clock based on the dual-mode type of temperature where the temperature information  is given by the quartz itself with the beat between the frequency (fl) the fundamental and that (f3) of the part 3 divided by 3, which is a linear function of temperature according to the formula
La correction de fréquence est ensuite réalisée numériquement d'après les valeurs mesurées auparavant de la courbe f 1 (). The frequency correction is then performed digitally according to the measured values of the curve f 1 before (). Ce procédé permet d'obtenir une bonne stabilité de la fréquence en fonction de la température. This method allows to obtain a good stability of the frequency depending on the temperature. Toutefois, la précision obtenue par cette méthode d'auto-correction est de l'ordre de 10 -7 (dans la plage de température allant de 0°C à 125°C) et ne suffit pas à notre application ; However, the accuracy obtained by the method of self-correction is of the order of 10 -7 (in the temperature range from 0 ° C to 125 ° C) and is not sufficient for our application; c'est pourquoi nous proposons de perfectionner cette horloge en stabilisant la température du quartz pour obtenir des résultats meilleurs et qui permettront d'atteindre les objectifs. that is why we propose to improve this clock by stabilizing the temperature of the quartz to obtain better results and that will achieve the objectives.
Le dispositif d'horloge de fond 23 représenté en détail à la figure 5 comprend ainsi, autour d'un boítier 24 dans lequel le cristal de quartz est enclos, un circuit électronique 25, une enveloppe 26 contenant le boítier 24 et le circuit électronique 25, un dispositif de chauffage 27 relié à l'enveloppe 26, un circuit 28 de commande du dispositif 27, et une enceinte extérieure 29 emplie d'un produit tel que l'aérogel de silice sous forme de poudre, ou d'une autre matière choisie pour sa bonne isolation thermique. The bottom of clock device 23 shown in detail in Figure 5 and comprises, around a housing 24 wherein the quartz crystal is enclosed, an electronic circuit 25, an envelope 26 containing the housing 24 and the electronic circuit 25 27-connected to the casing heater 26, a circuit 28 for controlling the device 27, and an outer enclosure 29 filled with a product such as the silica airgel in powder form, or of another material chosen for its good thermal insulation. Un procédé d'isolation thermique basé sur l'utilisation d'une enceinte de type Dewar peut aussi être utilisé. A heat insulating method based on the use of a Dewar vessel type can also be used. Par ailleurs, des vis et entretoises généralement référencées par 30 fixent tous les éléments précités à l'intérieur de l'enceinte 29 et entre eux afin de leur donner la stabilité mécanique nécessaire. In addition, screws and spacers generally referenced by 30 set all of the above within the enclosure 29 and between them to give them the required mechanical stability. Le circuit électronique 25 comprend un circuit oscillateur réalisant la correction de la fréquence du quartz de la façon décrite ci-dessus et un module de calage permettant de caler précisément la fréquence de sortie de l'horloge 23 en fonction de l'horloge de référence 48 au moment d'une synchronisation préliminaire en surface. The electronic circuit 25 comprises an oscillator circuit performing the correction of the crystal frequency in the manner described above and a timing module to precisely calibrate the output of the clock frequency 23 based on the reference clock 48 at the time of a preliminary synchronization surface. La fréquence de sortie de l'oscillateur pourra par exemple être fixée à 10 Mhz. The oscillator output frequency can for example be fixed at 10 MHz. Il est possible de commander l'intensité du chauffage de l'enveloppe 26 par l'intermédiaire des éléments 27 et 28 pour réaliser un asservissement en température du contenu de l'enceinte 29 et limiter les dérives de fréquence de l'horloge de fond 23 et les imprécisions qu'elles entraínent. It is possible to control the intensity of the heating of the casing 26 via elements 27 and 28 to provide a feedback control of the temperature of the contents chamber 29 and limiting the frequency drifts of the downhole clock 23 and inaccuracies they cause.
La figure 8 permet de comparer dans des conditions de température variables les résultats obtenus par la seule correction de fréquence de type dual-mode puis en combinant cette dernière avec une régulation thermique à 100°C. Figure 8 compares in varying temperature conditions the results obtained by the only correction dual-mode type of frequency then combining it with a thermal regulation at 100 ° C. La courbe T représente la température de l'enceinte (échelle à droite en degrés Celsius), la courbe R0 représentent la variation relative de la fréquence de l'horloge sans régulation thermique (échelle de gauche, variation relative de fréquence en parties par milliard), la courbe R1 représentent la variation relative de la fréquence de l'horloge avec régulation thermique (échelle de gauche, variation relative de fréquence en partie par milliard). The curve T represents the temperature of the enclosure (right scale in degrees Celsius), the curve R0 represents the relative variation in the frequency of the clock without temperature control (left scale, relative frequency variation in parts per billion) , the R1 curve represents the relative variation of the clock frequency with temperature regulation (left scale relative frequency variation in parts per billion).
Cette expérience permet de mettre en évidence le gain de stabilité que l'on obtient par stabilisation de la température. This experiment highlight the increased stability that by stabilizing the temperature is obtained. En effet sans régulation thermique la dérive peut atteindre 100 ppb (10 -7 ) alors que cette dérive reste inférieure à 10 ppb (10 -8 ) si l'horloge est pourvu d'une régulation thermique. Indeed without thermal drift control up to 100 ppb (10 -7), whereas drift that remains less than 10 ppb (10 -8) where the clock is provided with a heat regulation.
Le test a été complété en portant la température ambiante au-dessus de la température limite de régulation (100°C) puis au-dessous de la valeur limite inférieure de régulation (50 °C dans ce cas) pour simuler certaines situations d'échauffement ou de refroidissement dans les puits de forage et dans ces deux cas la dérive a bien sûr été plus importante (20ppb) mais acceptable si l'on considère que ces événements sont momentanés. The test was completed by raising the ambient temperature above the control temperature limit (100 ° C) and below the lower limit value control (50 ° C in this case) to simulate some heating situations or cooling in the wellbore and in both cases the drift course was higher (20 ppb) but acceptable considering that these events are momentary.
On peut adjoindre au dispositif précédemment décrit un moyen de dissipation thermique (il peut s'agir d'un module à effet Peltier 31 également relié à l'enveloppe 26). Can be added to the device previously described heat dissipation means (it may be a Peltier module 31 also connected to the casing 26). Un tel dispositif permettrait de conserver la température idéale de fonctionnement du quartz dans le cas où la température environnante serait supérieure à cette dernière. Such a device would maintain the ideal operating temperature of the quartz if the surrounding temperature is higher than the latter. Il est aussi possible de diminuer la température limite inférieure de régulation en augmentant la quantité d'énergie utilisée dans le dispositif de régulation thermique. It is also possible to reduce the lower limit temperature regulation by increasing the amount of energy used in the thermal control device.
Toutefois si l'on a une connaissance à priori de la température maximale du puits, on peut alors choisir le point de régulation quelques degrés au dessus de celle-ci et un asservissement obtenu avec le seul dispositif de chauffage peut suffire dans la plupart des situations. However if one has a priori knowledge of the maximum temperature of the well, then you can choose the control point a few degrees above it and a servo obtained with the single heater may suffice in most situations .
Il convient de souligner que l'utilisation d'une horloge de type dual-mode telle que décrite ci-dessus permet de choisir la température d'asservissement de la régulation thermique (dans la gamme de température usuelle de 0°C à 125°C environ) en gardant la précision requise, contrairement au cas d'une horloge de type OCXO où l'on doit asservir aux températures de stabilité des courbes C2 et C3 (les points où la dérivée de la fonction fréquence/température s'annule). It should be emphasized that the use of a dual-mode type clock as described above makes it possible to choose the servo temperature of the thermal regulation (in normal temperature range of 0 ° C to 125 ° C about) keeping the precision required, unlike an OCXO type of clock where one must subjugate the stability curves C2 and C3 temperatures (the points where the derivative of the frequency / temperature function is canceled). Cela est très important pour des essais de longue durée, où il n'est pas toujours possible de fournir une énergie de régulation suffisante à l'enceinte 29 pour la maintenir à la température de stabilité maximale du quartz This is very important for long-term testing, where it is not always possible to provide sufficient energy to control the chamber 29 to keep the maximum temperature quartz stability
Enfin, le choix de la température d'asservissement peut être définitif ou non : on peut le changer soit en remontant l'outil 12, soit en communiquant avec lui par un des moyens décrits plus loin dans un autre contexte (transmission électromagnétique, câble électrique, navette secondaire, etc..). Finally, the choice of the control temperature may be permanent or not: it can be changed either up tool 12, or by communicating with it by a means described later in another context (transmission electromagnetic, electric cable , secondary bus, etc. ..).
L'autre contrainte concerne les chocs et les vibrations subis par l'outil 12. Au fond du puits, l'outil peut subir des chocs équivalent à 1000g ½ sinus d'une durée d'une milliseconde et des vibrations dont les accélérations peuvent atteindre 20 g efficaces dans la bande de 20 Hertz à 2000 Hertz. Another constraint relates to the shock and vibration experienced by the tool 12. At the bottom of the well, the tool may be subject to shocks of 1000g ½ sine of a duration of one millisecond and vibration accelerations which can reach 20 g effective in the band 20 Hertz to 2000 Hertz.
La figure 6a montre comment le cristal 32 muni de ses électrodes 33 et 34 est monté dans le boítier 24, des broches 35 et 36 de connexion reliées au circuit électronique 25 menant aux électrodes respectives 33 et 34 par des agrafes de fixation conductrices 37 et 38 flexibles soudées aux électrodes 33 et 34 qui permettent de tenir le cristal 32 sans qu'il touche le boítier 24. On doit aussi mentionner le montage de la figure 6b, où le cristal 32 est posé à plat, parallèlement au circuit électronique 25, et où on ajoute deux broches 39 et 40 aux précédentes 35 et 36, et deux agrafes de fixation supplémentaires 41 et 42 respectivement reliées à ces nouvelles broches 39 et 40 et qui servent aussi à tenir le cristal 32. Les agrafes de fixation 37, 38, 41 et 42 sont désormais placées sur deux diamètres perpendiculaires du cristal 32 qu'elles enserrent de façon élastique. 6a shows how the crystal 32 provided with its electrodes 33 and 34 is mounted in the housing 24, pins 35 and lead 36 connected to the electronic circuit 25 leading to the respective electrodes 33 and 34 by conductive fixing clips 37 and 38 flexible welded to the electrodes 33 and 34 that allow to keep the crystal 32 without touching the housing 24. it should also be mentioned the assembly of figure 6b, where the crystal 32 is laid flat, in parallel to the electronic circuit 25, and which is added two pins 39 and 40 in the preceding 35 and 36, and two additional fixing clamps 41 and 42 respectively connected to these new pins 39 and 40 and which also serve to keep the crystal 32. the fixing clips 37, 38, 41 and 42 are now placed on two perpendicular diameters of the crystal 32 that enclose elastically. Comme précédemment, elles sont soudées aux broches 35, 36, 39 et 40. Ce montage à quatre points offre une bien meilleure résistance mécanique que le précédent et est donc préféré. As before, they are welded to the pins 35, 36, 39 and 40. The four-point offers much better mechanical strength than the previous one and is therefore preferred.
L'horloge de référence 48 associée au module de référence 10 n'est pas soumise aux mêmes contraintes. The reference clock 48 associated with the reference module 10 is not subject to the same constraints. Une horloge à quartz de type OCXO, dont la température de fonctionnement a été choisie pour correspondre à l'un des points à dérivée nulle de la courbe fréquence-température, selon les explications données à propos de la figure 7, suffit ici. A clock quartz OCXO type, the temperature of operation has been chosen to correspond to one of the points to zero derivative of the frequency-temperature curve, according to the explanations given with regard to Figure 7, is sufficient here. Une stabilité en fréquence de l'ordre de 10 -9 peut être obtenue avec ce type d'horloge. A frequency stability of the order of 10 -9 can be obtained with this type of clock. Une autre horloge convenable est une horloge atomique (fondée sur les transitions d'énergie des atomes d'un gaz que l'on vient exciter électriquement) ; Another suitable clock is an atomic clock (based on the energy transitions of atoms of a gas that has just electrically energizing); la stabilité sera même meilleure (10 -11 ) au prix d'une mise en oeuvre plus délicate. stability will be even better (10 -11) at prices more difficult to implement. Il faut souligner qu'une telle horloge ne pourrait convenir pour le capteur d'outil 18. It must be emphasized that such a clock could not agree to the tool sensor 18.
Lorsque la navette 19 est en surface, il est possible de connecter celle-ci directement au module de commande 10 et de mesurer la fréquence de l'horloge de fond 23 par rapport à la fréquence de l'horloge de référence 48 et de la modifier si nécessaire ; When the shuttle 19 is at the surface, it is possible to connect it directly to the control module 10 and measuring the frequency of the base clock 23 with respect to the frequency of the reference clock 48 and the change if necessary ; il est également possible de mesurer la dérive relative des horloges et de l'annuler à l'instant de synchronisation initiale. it is also possible to measure the relative drift of the clocks and cancel at the time of initial synchronization. Quoiqu'un avantage de l'invention soit de ne pas nécessiter de synchronisations ultérieures, on peut garder la possibilité d'en refaire quand l'outil 12 est engagé dans le puits 1. Elles peuvent être utiles si on modifie la température de régulation de l'horloge 23. Quelques méthodes de synchronisation sont rappelées ci-dessous. Although one advantage of the invention is of not requiring subsequent synchronizations, you can keep the option to redo when the tool 12 is engaged in the shaft 1. They can be useful if you change the regulation of temperature 23. Some clock synchronization methods are recalled below.
On peut prévoir l'utilisation d'une transmission à distance telle que la transmission électromagnétique. May be provided the use of a remote transmission as the electromagnetic transmission. Le principe est basé sur l'émission dans le sol d'une onde par le transmetteur électromagnétique 10. Le message comporte un code de synchronisation qui, lorsqu'il est reconnu par l'outil 12, lui permet de déterminer son éventuelle dérive. The principle is based on the emission in the ground of a wave by the electromagnetic transmitter 10. The message includes a sync code which, when recognized by the tool 12 allows it to determine its possible drift. La valeur de dérive sera enregistrée en mémoire pour le traitement ultérieur des données et pourra aussi être émise vers la surface par une onde électromagnétique de retour. The drift value will be stored in memory for further processing of data and may also be transmitted to the surface by an electromagnetic wave return. La reconnaissance du code de synchronisation dans un milieu bruité fait appel à des techniques connues de traitement de signal. The recognition of the synchronization code in a noisy environment uses techniques known signal processing. Il faut noter que cette technique permet à elle seule la synchronisation des mesures de fond et de surface. Note that this technique alone synchronization substantive action and surface. Cette méthode ne peut toutefois convenir que si les caractéristiques des terrains traversés permettent la transmission de l'onde électromagnétique avec une atténuation compatible avec la rapport signal à bruit nécessaire à la synchronisation recherché. This method can also agree that if the characteristics of formations crossed allow transmission of the electromagnetic wave attenuation with compatible with the signal to noise ratio required for the desired synchronization. Sinon, le code de synchronisation ne peut être reçu par l'outil 12, et des techniques de remplacement doivent être envisagées. Otherwise, the synchronization code can be received by the tool 12, and alternative technologies should be considered.
Dans le cas où la réception du code de synchronisation devient impossible à partir d'une certaine profondeur, il est toujours possible, à l'occasion d'une manoeuvre de contrôle de trou ou de reforage, de revenir au-dessus de cette profondeur limite et de faire un contrôle de la synchronisation à ce niveau. If the reception of the synchronization code becomes impossible from a certain depth, it is always possible, during a hole control maneuver or drilling out, come back above this depth limit and to a synchronization control at that level. La valeur de la dérive ainsi mesurée sera enregistrée dans la mémoire de l'outil pour traitement ultérieur. The drift value thus measured is stored in the memory of the tool for further processing.
Une autre possibilité consiste à connecter par le câble 19 l'outil 12 et le système de surface. Another possibility is to connect the cable 19 by the tool 12 and the surface system. Cette opération est possible en utilisant la technique bien connue en milieu pétrolier du câble électrique consistant à descendre un câble mono-conducteur ou multi-conducteurs dans le train de tiges 5 et à le connecter sur le haut du monopode 21 par le connecteur étanche 22, prévu pour une utilisation dans ces environnements. This is possible using the well-known technique in the petroleum industry the electrical cable comprising lowering a mono-conductor cable or multi-conductor in the drill string 5 and connecting it to the top of the monopod 21 by the waterproof connector 22, intended for use in these environments. Quand la communication est établie, on peut alors envoyer les signaux de synchronisation depuis la surface vers l'outil 12. Le câble est ensuite déconnecté de la navette 19 et remonté à la surface. When communication is established, the synchronization signals can then be sent from the surface to the tool 12. The cable is then disconnected from the shuttle 19 and brought to the surface. Un inconvénient de cette méthode est d'imposer un arrêt total des opérations de forage. A disadvantage of this method is to impose a total cessation of drilling operations.
Nous avons donc imaginé une méthode alternative beaucoup moins contraignante consistant à utiliser une navette secondaire autonome que l'on synchronise avec l'horloge de surface puis que l'on laisse descendre dans le puits 1, soit en chute libre soit à l'extrémité d'un câble métallique dit " slickline ". We have therefore devised an alternative method much less restrictive of using an autonomous school bus that is synchronized with the surface clock and which is allowed to go down into the well 1 is in free fall either at the end of a said wire rope "slickline". Cette dernière se connecte à la navette 19 principale par l'intermédiaire du connecteur 22 et on peut alors mesurer puis annuler la dérive de la navette principale par rapport à la navette secondaire. The latter connects to the main bus 19 through the connector 22 and can then be measured and then cancel the drift of the main shuttle with respect to the secondary bus. Compte tenu du faible écart de temps (au maximum 30 minutes) entre le moment où l'on synchronise la navette secondaire avec l'horloge de surface 48 et le moment où l'on connecte la navette secondaire à la navette 19 principale, on peut considérer que suite à cette opération la navette 19 principale est parfaitement synchronisée avec l'horloge de surface 48. Given the small difference in time (maximum 30 minutes) between when it synchronizes the secondary bus from the surface of clock 48 and the time when the second shuttle is connected to the main shuttle 19, can be consider that following this operation the main shuttle 19 is perfectly synchronized with the surface clock 48.
Une autre méthode possible consiste à répéter, lors de la remontée du train de tiges ou d'une manoeuvre de contrôle de trou, les enregistrements sismiques qui ont été réalisés pendant la phases de forage et ceci bien sûr aux mêmes cotes. Another possible method consists in repeating, during the ascent of the drill string or a hole control maneuver, seismic records that have been carried out during the phases of drilling and this of course to the same dimensions. Ce faisant on pourra mesurer, par exemple sur les temps d'arrivée directs correspondant aux mêmes positions du train de tiges, quelle a été la valeur de la dérive entre ces deux enregistrements. In doing so we can measure, for example the direct arrival time corresponding to the same positions of the drill string, what was the value of the drift between the two recordings.
Plusieurs dispositifs de démarrage de enregistrements par l'outil 12 sont prévus en fonction des circonstances. Multiple records of starters by the tool 12 are provided depending on circumstances. Une première méthode consiste à faire démarrer l'enregistrement de façon automatique à intervalles réguliers préalablement définis. A first method is to start recording automatically at predefined intervals. On programme dans l'outil 12 un rythme de déclenchement régulier, par exemple d'une durée d'une minute toutes les dix minutes, et l'enregistrement se produira quoi qu'il arrive. One program in the tool 12 a regular rhythm of triggering such a duration of one minute every ten minutes, and recording will occur no matter what. L'utilisation des horloges synchrones telles que décrites précédemment permet de connaítre les moments précis de ces périodes d'enregistrement. The use of synchronous clocks as described above allows to know the precise timing of the recording periods. Donc, pour réaliser un enregistrement sismique, il suffira d'arrêter le forage pendant quelques instants avant l'une des périodes d'enregistrement programmées, de lancer l'acquisition sur l'enregistreur de surface 9 et générer une onde de choc à l'aide du canon à air 6. A la fin du temps d'enregistrement programmé, le forage sera repris. Therefore to realize a seismic recording, it is sufficient to stop drilling for a short time before one of the programmed recording time, start the acquisition on the surface recorder 9 and generate a shock wave to the using the air gun 6. at the end of the programmed recording time, the drilling will be resumed.
On peut améliorer ce dispositif d'enregistrement en lui adjoignant un capteur de mouvement (par exemple un accéléromètre suffisamment sensible) et dans ce cas l'enregistrement ne se fait que si le train de tiges est immobile ; Can improve this recording device by adding a motion sensor (e.g., a sufficiently sensitive accelerometer) and in this case the recording is done only if the pipe string is stationary; cette condition est indispensable pour un enregistrement sismique de qualité et l'immobilité du train de tiges peut être détectée grâce au capteur de mouvement (le moyen le plus simple étant de considérer que le train de tiges est immobile si les accélérations mesurées sont inférieures à un seuil de 0,1g par exemple). this condition is essential for a seismic recording quality and immobility of the drill string can be detected by the movement sensor (the easiest way is to consider that the drill string is stationary if the measured acceleration is less than a 0.1g threshold for instance).
Notre méthode de déclenchement préférée consiste à utiliser la détection des mouvements du train de tiges 5 : un accéléromètre suffisamment sensible est placé dans la navette 19 dans l'axe du train de tiges 5, l'intégration des valeurs qu'il fournit donne la vitesse et le sens de déplacement du train de tiges 5. On peut alors, en manoeuvrant alternativement celui-ci vers le haut et vers le bas, envoyer un code à l'outil 12 et lancer ainsi la procédure d'enregistrement. Our preferred triggering method is to use motion detection of the drill string 5 is a sufficiently sensitive accelerometer is placed on the shuttle 19 in the axis of the drill string 5, the integration of values ​​that provides the speed gives and the direction of movement of the drill string 5. it is then possible, by operating alternately thereof upwardly and downwardly, send a code to the tool 12 and thus initiate the registration procedure. De la même façon, si on place l'accéléromètre perpendiculairement à l'axe de l'outil, celui-ci devient sensible au mouvement de rotation du train de tiges 5 et on peut alors déclencher le démarrage de l'enregistrement en alternant les phases de rotation et d'arrêt de rotation selon une séquence précise, déterminée à l'avance et connue de l'outil 12. Ces deux méthodes peuvent aussi être combinées (par l'utilisation de deux accéléromètres) afin de réduire les possibilités d'un démarrage inopiné. Similarly, if the accelerometer place perpendicularly to the axis of the tool, it becomes sensitive to the rotational movement of the drill string 5 and the boot record can then trigger alternating phases of rotation and rotation stop in a precise sequence, predetermined and known to the tool 12. These two methods can also be combined (by the use of two accelerometers) to reduce the possibilities of starting unexpectedly.
Nous pourrions aussi utiliser un certain nombre de méthodes connues telles que : We could also use a number of known methods such as:
1) L'émission à partir de la surface d'un code électromagnétique particulier par le transmetteur 11, à la réception duquel l'outil 12 fait démarrer un enregistrement après un délai fixe, également connu du système de surface. 1) The emission from the surface of a particular code by the electromagnetic transmitter 11, upon receipt of which the tool 12 starts recording after a fixed delay, also known surface system. Le transmetteur 11 permet d'envoyer d'autres commandes, comme la durée de l'enregistrement, et de contrôler la synchronisation comme on l'a mentionné. The transmitter 11 can send other commands, such as the duration of the recording, and control synchronization as mentioned.
2) L'emploi d'un " flow-switch " intégré dans l'outil 12. Un tel appareil est sensible à la différence de pression entre l'intérieur et l'extérieur du train de tiges 5 : celle-là varie notamment entre les phases de pompage et les phases d'arrêt de pompage, ce qui permet de détecter l'arrêt des pompes de forage au fond du puits 1, et on peut alors envoyer une commande de démarrage de l'enregistrement à l'outil 12, de la surface, en agissant sur les pompes de forage. 2) The use of a "flow-switch" integrated in the tool 12. Such an apparatus is responsive to the pressure difference between the inside and outside of the drill string 5: that one particular varies between the pumping stages and the pump stopping phases, thereby detecting the stop of the drilling pumps into the well 1, and can then send a command to start recording to the tool 12, the area by acting on the drilling pumps. Pour cela une méthode connue consiste à réaliser une suite de séquences marche/arrêt des pompes selon une séquence prédéfinie. For this known method consists in producing a series of sequences on / off of the pumps according to a predefined sequence. Cette séquence forme alors un code qui peut être reconnu par l'outil 12. Un autre mode de réalisation possible du flow-switch consiste à créer artificiellement une perte de charge au niveau de la navette 19 en l'équipant par exemple d'un système d'ailettes, et, de la même façon que précédemment, la différence de pression de la perte de charge ainsi créée variera entre les phases de pompage et les phases d'arrêt de pompage, ce qui permettra de détecter la mise en marche ou l'arrêt des pompes de forage et de déclencher l'enregistrement. This sequence then forms a code which can be recognized by the tool 12. Another possible embodiment of the flow switch consists of artificially creating a pressure drop across the shuttle level 19 by fitting such a system fins, and, in the same way as above, the difference in pressure loss thus created load will vary between pumping stages and the pump stopping phases, thereby to detect the start or stopping drilling pumps and trigger recording.
Les données enregistrées, relatives aux essais sismiques et aux synchronisations, sont stockées dans le module de mémoire intégré à la navette 19. Lorsque tout le train de tiges 5 est remonté à la surface, on déconnecte la navette 19 du monopode 21 et on la relie à un système de relecture permettant de stocker rapidement les données sur un support informatique pour les traiter ensuite. The recorded data relating to seismic testing and timings are stored in the memory module integrated to the shuttle 19. When all five drill string is brought to the surface, the shuttle 19 is disconnected from the monopod 21 and it is connected in a replay system for quickly storing the data on a data carrier and then process it. Mais si on désire disposer des informations avant la fin du forage, on prévoit trois autres méthodes pour accéder aux données. But if one wishes to have the information before the end of drilling, is expected three other methods to access the data.
La première se fait par repêchage au câble slickline de la navette 19, et après relecture de la mémoire la navette 19 est redescendue et remise en place soit par le même procédé soit par une chute libre dans le train de tiges 5 ; The first is through the draft slickline cable to the shuttle 19, and after the shuttle replay the memory 19 has fallen and Replacing either by the same method or by a free fall in the drill string 5; il s'ancre automatiquement dans un dispositif récepteur équipant la masse-tige 16 (représenté sur la figure 6b). it automatically anchor in a receiver device provided on the drill collar 16 (shown in Figure 6b). On doit noter que cette opération de repêchage est une opération bien connue dans le milieu pétrolier pour d'autres outils, mais elle nécessite l'arrêt des opérations de forage. It should be noted that the salvage operation is an operation well known in the petroleum industry for other tools, but requires the cessation of drilling operations. Un avantage est pourtant que la navette 19 peut être resynchronisée si nécessaire avant d'être remise au fond du puits 1. Cette méthode permet également de limiter la dérive relative des deux horloges car elle assure une durée minimale entre leur synchronisation initiale et l'enregistrement des premières données, notamment si la remise en place de la navette 19 se fait par chute libre. One advantage is however that the shuttle 19 can be re-synchronized if necessary before handing down hole 1. This method also reduces the relative drift of the two clocks as it ensures a minimum time between their initial synchronization and recording raw data, especially if the replacement of the shuttle 19 is in free fall.
La récupération des données par l'intermédiaire d'une navette secondaire, suspendue à un câble slickline et qui vient se connecter à l'outil 12 quand elle est descendue, constitue une autre solution. Retrieving data via a secondary bus, suspended on a slickline cable and which is connect to the tool 12 when it is lowered, is another solution. Dans ce cas le transfert des données se fait dés que les deux navettes sont connectées et les données seront relues en surface dès que la navette secondaire est remontée. In this case the transfer of data is done as soon as the two shuttles are connected and the data will be read back surface when the secondary shuttle is raised.
Une autre méthode consiste à se connecter par un câble électrique depuis la surface jusqu'à la navette 19 par l'intermédiaire du connecteur étanche 22 (comme décrit à propos de la synchronisation) ; Another method is to connect a power cable from surface to the shuttle 19 by means of the sealed connector 22 (as described for the synchronization); on peut alors relire les données stockées dans la mémoire de la navette 19 directement depuis la surface. one can then read the data stored in the memory 19 of shuttle directly from the surface.
Enfin, une dernière solution consiste à utiliser la transmission électromagnétique entre le fond et la surface, ce qui ne nécessite pas d'arrêter les opérations de forage mais ne permet de transmettre qu'une quantité très limitée de données à cause du faible débit de la liaison ; A final option is to use electromagnetic transmission between the bottom and the surface, which does not need to stop drilling operations but can transmit a very limited amount of data because of the low rate of bond; une compression des données ou un traitement des signaux directement dans l'outil de fond (de façon à ne transmettre que les résultats) pourraient remédier à cette limitation. data compression or processing of the signals directly in the downhole tool (so as to transmit only the total) could address this limitation.
On prévoit de placer l'outil 12 au sein du train de tiges 5 auprès du trépan 4, mais il pourrait aussi être plus haut dans la garniture de forage si les conditions de fonctionnement, notamment de température, y étaient plus favorables. Is provided to place the tool 12 within the drill string 5 to the drill bit 4, but could also be higher in the drill string if the operating conditions, including temperature, there were more favorable. Si les conditions de forage le permettent, si par exemple le puits est stable et sans risque de collage, la procédure d'enregistrement consistera à poser l'outil au fond, à appuyer à quelques tonnes, à poser le train de tiges 5 sur cales et à le déconnecter de la tige carrée ou du moteur d'entraínement. If drilling conditions allow, eg if the well is stable and without risk of sticking, the registration procedure is to ask the tool basically support a few tons to put the string on blocks 5 and disconnecting the kelly or the drive motor. Ces conditions garantissent le meilleur couplage du capteur d'outil 18 au terrain et le moins de bruit parasite. These conditions ensure the best coupling of the tool sensor 18 to ground and the less noise. Si les conditions de forage sont moins favorables, on pourra effectuer l'enregistrement au moment des ajouts de tige lorsque le train de tiges 5 est sur cales et déconnecté de la tige d'entraínement ou du moteur. If drilling conditions are less favorable, it is possible to perform recording at the time of the rod additions when the string 5 is on blocks and disconnected from the drive shaft or motor. Dans ce cas, le couplage du capteur au terrain se fera par le contact entre les stabilisateurs et les parois du puits 1. In this case, the coupling of the sensor to ground will be through the contact between the stabilizer and the walls of the well 1.
L'utilisation de la source sismique 6 pourra être répétée plusieurs fois à des intervalles de temps fixes ou variables, par exemple sur six tirs espacés de 20 secondes, afin d'augmenter le rapport signal/bruit en faisant la somme des réponses aux tirs, selon des méthodes de traitement connues. The use of the seismic source 6 can be repeated several times at fixed or variable time intervals, for example spaced six shots of 20 seconds, to increase the signal / noise ratio by the sum of responses to shots, according to known methods of treatment. La durée de l'enregistrement sur l'outil 12 de fond pourra être ajustée en conséquence avant la descente de l'outil 12 dans le puits ou avant chaque enregistrement si l'on utilise la liaison électromagnétique. The duration of the recording on the base tool 12 may be adjusted accordingly before the descent of the tool 12 into the well or before each recording when using the electromagnetic connection.
Si on choisit d'associer plusieurs de ces éléments et procédés dans une réalisation concrète de l'invention, la navette 19 et ses éléments annexes peuvent prendre l'aspect schématique de la figure 4 : un capteur de mouvement 51, un récepteur électromagnétique 50 ou un " flow-switch " 49 envoient leurs informations à un circuit de déclenchement 52 qui comprend l'horloge de fond 23, et d'abord à des filtres et amplificateurs 53 respectifs, puis à un convertisseur analogique-numérique 54 , et enfin à un microprocesseur 55 de commande. If we choose to combine several of these elements and processes in a practical embodiment of the invention, the shuttle 19 and additional elements may take the schematic appearance of Figure 4: a motion sensor 51, an electromagnetic receiver 50 or a "flow-switch" 49 send their information to a trigger circuit 52 which comprises base 23 clock, and first to respective filters and amplifiers 53, and then to an analog-digital converter 54, and finally to a microprocessor 55 control.
L'horloge 23 fournit le signal du circuit oscillateur 25 à des diviseurs de fréquence 56 qui aident à régler la cadence de fonctionnement du convertisseur analogique-numérique 54 et du microprocesseur 55. Une mémoire vive 57 est associée au microprocesseur 55 pour tenir à sa disposition des valeurs de temporisation, de seuil de déclenchement, etc. The clock 23 provides the 25 to frequency divider circuit oscillator signal 56 which help to adjust the operation rate of the analog-digital converter 54 and microprocessor 55. A random access memory 57 is associated with the microprocessor 55 for holding at its disposal timeout values, activating, etc. et pour recevoir des informations sur le déroulement des mesures. and to receive information on the course of action. Ces composants et techniques, de même que certains des suivants, sont usuels et ne méritent donc pas de commentaire détaillé ; These components and techniques, as well as some of the following are common and do not deserve detailed commentary; on notera cependant que le circuit électronique 25 est muni d'une borne de sortie 58 où son signal peut être lu, et d'une borne d'entrée 59 par laquelle la synchronisation et le calage avec l'horloge de référence peuvent être faits. the electronic circuit 25 is, however, noted that is provided with an output terminal 58 where a signal can be read, and an input terminal 59 by which the timing and the timing with the reference clock can be made.
Le dispositif de chauffage 27 est composé d'un circuit de commande 60 pouvant être renseigné par une prise de consigne de température 61, un capteur de température 62 qui régit le fonctionnement d'un système de chauffage 63 tel qu'une résistance électrique. The heater 27 is composed of a controller 60 circuit being completed by a temperature set outlet 61, a temperature sensor 62 which governs the operation of a heating system 63 such as an electric resistance. La prise 61 permet d'appliquer, en général une fois pour toutes quand l'outil 12 est en surface, la température voulue pour le quartz 32, et le capteur de température 62 est de préférence un appareil ordinaire, de précision suffisante pour le but recherché. The outlet 61 allows to apply, in general once and for all when the tool 12 is on the surface, the desired temperature for the quartz 32 and the temperature sensor 62 is preferably a common apparatus, of sufficient accuracy for the purpose research. Si le dispositif de refroidissement 31 est adjoint, il est construit de la même façon. If the cooling device 31 is Assistant, it is built the same way.
Le coeur du module de mémoire de la navette 19 est un circuit logique d'acquisition 64 des mesures du capteur d'outil 18, qui lui parviennent par un filtre et un amplificateur 65 et un autre convertisseur analogique-numérique 66. Un capteur de température 67 est également connecté au convertisseur 66, ce capteur permettant d'enregistrer la température du puits 1. Le circuit logique d'acquisition 64 est encore relié à l'horloge de fond 23 et au microprocesseur 55 par des lignes 68 et 69 qui lui fournissent la fréquence nécessaire à l'acquisition et les signaux de démarrage et d'arrêt de l'enregistrement. The heart of the shuttle the memory module 19 is a logic acquisition circuit 64 measures the tool sensor 18, received via a filter and an amplifier 65 and another analog-digital converter 66. A temperature sensor 67 is also connected to the converter 66, this sensor for recording the well temperature 1. the logic acquisition circuit 64 is still connected to the downhole clock 23 and the microprocessor 55 by lines 68 and 69 that provide him the frequency necessary to the acquisition and the start and stop of recording signals. Les résultats mesurés et enregistrés par le circuit logique d'acquisition 64 s'accumulent dans une mémoire non volatile 70, qu'il est possible de lire et de vider par une interface de relecture 71 dont la borne de sortie 72 mène encore à une prise de branchement d'un appareil idoine (si la lecture a lieu quand l'outil 12 est remonté du puits 1), à un émetteur électromagnétique ou à un câble électrique lorsque celui-ci est en place. The measured results and recorded by the logic acquisition circuit 64 are accumulated in a nonvolatile memory 70, it is possible to read and clear by a replay interface 71 whose output terminal 72 still leads into an outlet to connect a suitable device (if the read occurs when the tool 12 is lifted from the well 1) to an electromagnetic transmitter or to an electric cable when the latter is in place.
Une alimentation 73 fournit l'énergie nécessaire aux différents constituants de l'outil 12. Le circuit de déclenchement 52 et le module de mémoire peuvent être placés dans la navette 19, ainsi que l'alimentation 73, les capteurs 49 et 51, le filtre et amplificateur 65, et les capteurs 18 et 50 dans la chambre étanche 17. Le capteur de mouvement 51 est le capteur qui est utilisé pour détecter les mouvements du train de tiges 5 ; A power supply 73 provides the necessary energy to various components of the tool 12. The trigger circuit 52 and the memory module can be placed in the shuttle 19, the feeding 73, sensors 49 and 51, the filter and amplifier 65, and sensors 18 and 50 in the sealed chamber 17. the motion sensor 51 is the sensor which is used to detect movement of the drill string 5; le récepteur électromagnétique 50 est utilisé en liaison avec le transmetteur 11 ; the electromagnetic receiver 50 is used in association with the transmitter 11; et le " flow-switch " 49, sensible à des variations de pression dans le train de tiges 5, est utilisé comme les deux autres pour commander le démarrage des enregistrements. and the "flow-switch" 49, responsive to pressure changes in the pipe string 5 is used as the other two for controlling records starting.
Dispositif permettant de réaliser des mesures sismiques dans un puits (1) en cours de forage, comprenant une source sismique de surface (6), un enregistreur (9) relié à un capteur sismique de référence (8), un capteur sismique de puits (18) situé dans un outil (12) placé dans une garniture de forage (5), où les capteurs sismiques sont associés à un système d'horloges synchronisées de faible dérive, caractérisé en ce que l'horloge (23) de l'outil (12) est une horloge de type dual-mode enclose dans une enceinte thermique (21) et un système de régulation thermique (27) est disposé dans l'enceinte permettant de stabiliser la température de l'horloge (23) à une valeur déterminée. Device for performing seismic measurements in a well (1) during drilling, comprising a seismic source surface (6), a recorder (9) connected to a seismic reference sensor (8), a well seismic sensor ( 18) in a tool (12) placed in a drill string (5), where the seismic sensors are associated with a clock synchronized low drift system, characterized in that the clock (23) of the tool (12) is an enclosed dual-mode type clock in a thermal enclosure (21) and a thermal control system (27) is disposed in the enclosure for stabilizing the temperature of the clock (23) at a predetermined value .
Dispositif permettant de réaliser des mesures sismiques dans un puits (1) en cours de forage, utilisant l'outil de forage (4) comme source sismique, comprenant un enregistreur (9) relié à un ou plusieurs capteurs sismique de surface (77), un capteur sismique de puits (18) situé dans un outil (12) placé dans une garniture de forage (5), où les capteurs sismiques sont associés à un système d'horloges synchronisées de faible dérive, caractérisé en ce que l'horloge (23) de l'outil (12) est une horloge de type dual-mode enclose dans une enceinte thermique (21) et un système de régulation thermique (27) est disposé dans l'enceinte permettant de stabiliser la température de l'horloge (23) à une valeur déterminée. Device for performing seismic measurements in a well (1) during drilling, using the drill bit (4) as a seismic source, comprising a recorder (9) connected to one or more surface seismic sensors (77), a well seismic sensor (18) in a tool (12) placed in a drill string (5), where the seismic sensors are associated with a clock synchronized low drift system, characterized in that the clock ( 23) of the tool (12) is an enclosed dual-mode type clock in a thermal enclosure (21) and a thermal control system (27) is disposed in the enclosure for stabilizing the temperature of the clock ( 23) at a determined value.
Dispositif selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que le système de régulation thermique est pilotable de façon à pouvoir changer la température d'asservissement en fonction des conditions du puits (1). Device according to claim 1 or 2, characterized in that the thermal control system is controllable so as to change the servo temperature depending on the conditions of the well (1).
Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que le système de régulation thermique comprend un moyen de chauffage. Device according to any one of claims 1 to 3, characterized in that the thermal control system comprises a heating means. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que le système de régulation thermique comprend un moyen de refroidissement. Device according to any one of claims 1 to 3, characterized in that the thermal control system comprises a cooling means.
Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que le système de régulation thermique combine un moyen de chauffage et un moyen de refroidissement. Device according to any one of claims 1 to 3, characterized in that the thermal regulation system combines a heating and a cooling medium means.
Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que le système de régulation thermique combine un moyen de chauffage et une moyen de refroidissement. Device according to any one of claims 1 to 3, characterized in that the thermal regulation system combines a heating and a cooling medium means.
Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 6 permettant de relier directement l'outil (12) lorsqu'il est en surface et le module de commande (10) de façon à synchroniser les deux horloges qu'ils contiennent. Device according to any one of claims 1 to 6 for connecting directly the tool (12) when the surface and the control module (10) so as to synchronize the two clocks therein.
Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que les démarrages successifs d'enregistrement de l'outil (12) se font de façon automatique à intervalles réguliers préalablement définis. Device according to any one of claims 1 to 6, characterized in that the successive starting of the recording tool (12) takes place automatically at predefined regular intervals.
Dispositif selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce qu 'il comprend un capteur de mouvement permettant un démarrage de l'enregistrement en communiquant des mouvements prédéfinis à la garniture de forage. Device according to one of claims 1 to 6, characterized in that it comprises a movement sensor for a recording start communicating predefined motion to the drill string.
Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce qu 'il comprend un système de transmission électromagnétique (11) entre un module de commande (10) et l'outil (12) permettant la synchronisation directe des mesures de fond et de surface, la vérification à posteriori de cette synchronisation, l'envoi d'une commande de démarrage de l'enregistrement vers l'outil (12), l'envoi d'une nouvelle valeur de température d'asservissement de l'horloge (23) ou l'émission vers la surface d'une partie des données enregistrées. Device according to any one of claims 1 to 6, characterized in that it comprises an electromagnetic transmission system (11) between a control module (10) and the tool (12) for direct synchronization of downhole measurements and surface to subsequent verification of this synchronization, sending a start command of the recording to the tool (12), sending a new value of servo clock temperature (23) or transmission to the surface of a portion of the recorded data.
Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce qu 'il comprend un câble électrique pouvant être descendu dans le puits (1) et relier ainsi le module de commande (10) et l'outil (12) pour permettre la synchronisation des deux horloges (48, 23), le changement de la valeur de température d'asservissement de l'horloge (23) de l'outil ou la relecture des données enregistrées dans la mémoire de l'outil (12). Device according to any one of claims 1 to 6, characterized in that it comprises an electrical cable which can be lowered into the well (1) and thereby connect the control module (10) and the tool (12) to allow the synchronization of the two clocks (48, 23), the change of the control temperature value of the clock (23) of the tool or the replay data recorded in the memory of the tool (12).
Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce qu 'il comprend un système d'ancrage (75) permettant de repêcher la navette (19) à l'aide d'un câble slickline, de la remonter à la surface pour la synchronisation des deux horloges (48, 23), le changement de la valeur de température d'asservissement de l'horloge de l'outil (23) ou la relecture des données enregistrées puis de la remettre en place soit par chute libre à travers l'intérieur des tiges de forage soit à l'aide d'un câble slickline. Device according to any one of claims 1 to 6, characterized in that it comprises an anchoring system (75) to recover the shuttle (19) using a slickline cable to wind the surface for synchronization of the two clocks (48, 23), the change of the control temperature value of the clock of the tool (23) or the replay of the recorded data and then reinsert or by free fall through the interior of drill pipe or with the aid of a slickline cable.
Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce qu 'il comprend une câble slickline permettant de descendre dans le puits (1) soit une navette secondaire, initialement synchronisée en surface avec le module de commande (10) et venant se connecter sur la navette principale (19) pour permettre de synchroniser cette dernière et de relire les données qu'elle contient soit un outil de repêchage permettant de remonter la navette (19) à la surface pour relire les données enregistrées ou effectuer une synchronisation puis de la remettre en place dans une masse-tige (16a). Device according to any one of claims 1 to 6, characterized in that it comprises a slickline cable for lowering into the well (1) is a secondary shuttle initially synchronized on the surface with the control module (10) and from connect to the main bus (19) to allow synchronization of the latter and to read the data it contains is a fishing tool for tracing the shuttle (19) to the surface to read the recorded data or synchronize then to replace in a drill collar (16a).
Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce qu 'il comprend un flow-switch permettant de démarrer un enregistrement par l'outil (12). Device according to any one of claims 1 to 6, characterized in that it comprises a flow switch to start recording by the tool (12).
Procédé de mesures sismiques dans un puits (1) en cours de forage, consistant à installer une source sismique (6), un capteur sismique de référence (8) en surface, un capteur sismique de puits (18) dans un outil (12) d'une garniture de forage (5), à pourvoir les capteurs d'horloges à faible dérive, caractérisé en ce que les horloges font l'objet d'une synchronisation préliminaire aux enregistrements, avant de descendre l'outil (12) dans le puits et d'envoyer des ondes sismiques aux capteurs, et en ce que l'horloge du capteur de puits est maintenue à une température constante par une régulation thermique. A method for seismic measurements in a well (1) being drilled, of installing a seismic source (6), a seismic reference sensor (8) on the surface, a well seismic sensor (18) in a tool (12) a drill string (5), to provide for low drift of the clocks sensors, characterized in that the clocks are subject to a preliminary synchronization to recordings prior to lowering the tool (12) in the well and send seismic wave sensors, and in that the clock pit sensor is maintained at a constant temperature by a temperature control.
Procédé de mesures sismiques dans un puits en cours de forage, consistant à installer une source sismique (6), un capteur sismique de référence (8) en surface, un capteur sismique de puits (18) dans un outil (12) d'une garniture de forage, à pourvoir les capteurs d'horloges à faible dérive, à descendre l'outil (12) dans le puits et à générer des ondes sismiques, caractérisé en ce que l'horloge du puits est maintenue à une température déterminée mais susceptible d'être modifiée, et en ce qu'une synchronisation des horloges est faite quand la température déterminée est modifiée. A method for seismic measurements in a well being drilled, of installing a seismic source (6), a reference seismic sensor (8) on the surface, a well seismic sensor (18) in a tool (12) of a drill string, to provide the clock sensors low drift, in lowering the tool (12) into the well and generating seismic waves, characterized in that the clock pit is maintained at a determined temperature but may to change, and in that a clock synchronization is made when the predetermined temperature is changed.
Procédé de mesures sismiques selon les revendications 15 ou 16, caractérisé en ce que la synchronisation des horloges peut être reproduite après la descente de l'outil (12) dans le puits soit par transmission électromagnétique d'un code de synchronisation, soit à travers un câble électrique, soit en remontant une navette (19) à l'aide d'un câble slickline puis en la remettant en place par chute libre à travers un train de tiges ou par un câble slickline, soit par l'intermédiaire d'une navette secondaire qui vient se connecter sur une navette principale (19). A method of seismic measurements according to claims 15 or 16, characterized in that the synchronization of the clocks can be reproduced after the descent of the tool (12) in the well either by electromagnetic transmission of a synchronization code or through a electrical cable or going up a shuttle (19) using a slickline cable and then by delivering it in place by free fall through a drill string or by a slickline cable, or via a shuttle secondary just connect to a main bus (19).
Procédé de mesures sismiques dans un puits (1) en cours de forage, consistant à utiliser l'outil de forage (4) comme source sismique et à installer un capteur sismique de référence (18) dans l'outil (12) d'une garniture de forage (5), des capteurs sismiques (8) en surface, à pourvoir les capteurs d'horloges à faible dérive, caractérisé en ce que les horloges font l'objet d'une synchronisation préliminaire aux enregistrement, avant de descendre l'outil (12) dans le puits et d'envoyer des ondes sismiques aux capteurs, et en ce que l'horloge du capteur de puits est maintenue à une température constante par une régulation thermique. A method for seismic measurements in a well (1) during drilling, comprising using the drilling tool (4) as a seismic source and installing a reference seismic sensor (18) in the tool (12) of a drill string (5), the seismic sensors (8) on the surface, to provide the clock sensors low drift, characterized in that the clocks are subject to a preliminary synchronization to recording, before descending the tool (12) into the well and send seismic wave sensors, and in that the clock pit sensor is maintained at a constant temperature by a temperature control.
Procédé de mesures sismiques dans un puits en cours de forage, consistant à utiliser l'outil de forage (4) comme source sismique, à installer un capteur sismique de référence (18) dans l'outil (12) d'une garniture (5), des capteurs sismiques (8) en surface, à pourvoir les capteurs d'horloges à faible dérive, à descendre l'outil (12) dans le puits et à générer des ondes sismiques, caractérisé en ce que l'horloge du puits est maintenue à une température déterminée mais susceptible d'être modifiée, et en ce qu'une synchronisation des horloges est faite quand la température déterminée est modifiée. A method for seismic measurements in a well being drilled, comprising using the drilling tool (4) as a seismic source, seismic install a reference sensor (18) in the tool (12) with a gasket (5 ), seismic sensors (8) on the surface, to provide the low drift clocks sensors, lowering the tool (12) into the well and generating seismic waves, characterized in that the clock pit is maintained at a fixed but can be changed temperature, and in that a clock synchronization is made when the predetermined temperature is changed.
Procédé de mesures sismiques selon les revendications 18 ou 19, caractérisé en ce que la synchronisation des horloges peut être reproduite soit par transmission électromagnétique d'un code de synchronisation, soit à travers un câble électrique, soit en remontant une navette (19) à l'aide d'un câble slickline puis en la remettant en place par chute libre à travers le train de tiges ou par un câble slickline, soit par l'intermédiaire d'une navette secondaire qui vient se connecter sur une navette principale (19). A method of seismic measurements according to claims 18 or 19, characterized in that the synchronization of the clocks can be reproduced by either electromagnetic transmission of a synchronization code, or through an electric cable or by going back a shuttle (19) to using a slickline cable then putting in place by free fall through the drill string or by a slickline cable or via a secondary bus just connect to a main bus (19).
Procédé selon les revendications 15 à 20, caractérisé en ce que l'on répète lors d'une manoeuvre de remontée du train de tiges les enregistrements sismiques qui ont été réalisés à des mêmes cotes pendant la phase de forage de façon à pouvoir contrôler la synchronisation des mesures entre ces deux instants. Process according to Claims 15 to 20, characterized in that is repeated in a drill string recovery operation of the seismic records that have been made to the same dimensions during the drilling phase so as to control the timing measures between these two moments.
Procédé de mesures sismiques selon l'une quelconque des revendications 15 à 21, caractérisé en ce qu 'il comprend une commande de démarrage d'enregistrements des mesures soit automatique à intervalles réguliers préalablement définis, soit en communiquant à la garniture de forage une série de mouvements déterminés, soit par une transmission électromagnétique, soit par un flow-switch. A method of seismic measurements according to any one of claims 15 to 21, characterized in that it comprises a recording start command action or automatically at regular intervals previously defined, or by communicating to the drill string a series of movements determined either by an electromagnetic transmission, or by a flow switch.
Procédé de mesures sismiques selon l'une quelconque des revendications 15 à 22, caractérisé en ce qu 'il comprend des récupérations de données enregistrées, avant de remonter la garniture de forage, soit en remontant momentanément une navette (19) à l'aide d'un câble slickline, soit par une lecture à travers un câble électrique, soit par une transmission électromagnétique, soit par l'intermédiaire d'une navette secondaire descendu au câble slickline et que l'on vient connecter sur la navette principale (19). A method of seismic measurements according to any one of claims 15 to 22, characterized in that it comprises recorded data recovery before recovering the drill string or by momentarily back a shuttle (19) with the aid of a slickline cable or by reading through an electric cable or by an electromagnetic transmission, or via a secondary bus down to the slickline cable and which has just connect to the main bus (19).
EP20010400491 2000-03-01 2001-02-26 Apparatus and procedure for seismic data acquisition in a borehole Withdrawn EP1130418A1 (en)
FR0002625 2000-03-01
FR0002625A FR2805896B1 (en) 2000-03-01 2000-03-01 Device and method of seismic measurements in a wellbore
EP1130418A1 true true EP1130418A1 (en) 2001-09-05
ID=8847593
EP20010400491 Withdrawn EP1130418A1 (en) 2000-03-01 2001-02-26 Apparatus and procedure for seismic data acquisition in a borehole
US (1) US6614718B2 (en)
EP (1) EP1130418A1 (en)
CA (1) CA2338889A1 (en)
FR (1) FR2805896B1 (en)
US6912465B2 (en) * 2002-12-12 2005-06-28 Schlumberger Technology Corporation System and method for determining downhole clock drift
US6837105B1 (en) * 2003-09-18 2005-01-04 Baker Hughes Incorporated Atomic clock for downhole applications
US7363971B2 (en) 2003-11-06 2008-04-29 Halliburton Energy Services, Inc. Method and apparatus for maintaining a multi-chip module at a temperature above downhole temperature
WO2009001227A1 (en) * 2007-06-22 2008-12-31 Autoseis, Inc. Seismic data acquisition unit comprising a plurality of digitally controll temperature compensated crystal oscillators
US7794805B2 (en) * 2007-06-29 2010-09-14 Schlumberger Technology Corporation Thermal insulation barriers
US20100148782A1 (en) * 2008-12-15 2010-06-17 Schlumberger Technology Corporation Rugged quartz clock
US9304215B2 (en) 2011-12-30 2016-04-05 Landmark Graphics Corporation Receiving seismic signals from seismic signal sources
US20140032117A1 (en) * 2012-07-26 2014-01-30 Baker Hughes Incorporated SP Curve Drift Correction
WO2000000847A1 (en) * 1998-06-29 2000-01-06 Dresser Industries, Inc. Method and apparatus for computing drill bit vibration power spectral density
CA2338889A1 (en) 2001-09-01 application
US20020060952A1 (en) 2002-05-23 application
FR2805896B1 (en) 2004-11-19 grant
FR2805896A1 (en) 2001-09-07 application
US6614718B2 (en) 2003-09-02 grant
US20130118733A1 (en) 2013-05-16 Wellbore condition monitoring sensors
US4999817A (en) 1991-03-12 Programmable gain control for rotating transducer ultrasonic tools
US4809239A (en) 1989-02-28 Method for evaluating parameters related to the elastic properties of subsurface earth formations
US7359282B2 (en) 2008-04-15 Methods and apparatus of source control for borehole seismic
2001-09-05 AX Extension or validation of the european patent to