FR2693000A1 - Sedimentary micro-conductivity analysis appts. - uses coring device equipped with probe to measure injected currents and to take samples of sediment for analysis - Google Patents
Sedimentary micro-conductivity analysis appts. - uses coring device equipped with probe to measure injected currents and to take samples of sediment for analysis Download PDFInfo
- Publication number
- FR2693000A1 FR2693000A1 FR9208064A FR9208064A FR2693000A1 FR 2693000 A1 FR2693000 A1 FR 2693000A1 FR 9208064 A FR9208064 A FR 9208064A FR 9208064 A FR9208064 A FR 9208064A FR 2693000 A1 FR2693000 A1 FR 2693000A1
- Authority
- FR
- France
- Prior art keywords
- probe
- sediments
- measurements
- electrodes
- driving
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01V—GEOPHYSICS; GRAVITATIONAL MEASUREMENTS; DETECTING MASSES OR OBJECTS; TAGS
- G01V3/00—Electric or magnetic prospecting or detecting; Measuring magnetic field characteristics of the earth, e.g. declination, deviation
- G01V3/18—Electric or magnetic prospecting or detecting; Measuring magnetic field characteristics of the earth, e.g. declination, deviation specially adapted for well-logging
- G01V3/20—Electric or magnetic prospecting or detecting; Measuring magnetic field characteristics of the earth, e.g. declination, deviation specially adapted for well-logging operating with propagation of electric current
Landscapes
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Geology (AREA)
- Remote Sensing (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Geophysics (AREA)
- Geophysics And Detection Of Objects (AREA)
Abstract
Description
La présente invention a pour objet un outil autonome d'imagerie de microconductivité des formations superficielles.The present invention relates to an autonomous tool for imaging microconductivity of surface formations.
Le domaine d'application concerne la reconnaissance des sédiments superficiels sur la plan sédimentologique, recherche de polluants, géotechnique ou autres applications nécessitant une reconnaissance fine des formations superficielles.The field of application concerns the recognition of surface sediments on the sedimentological level, search for pollutants, geotechnics or other applications requiring a detailed recognition of surface formations.
On peut classer l'ensemble des moyens de reconnaissance du sous-sol en cinq familles bien connues des hommes de l'art: - les diagraphies différées - ou diagraphies électriques - en forage, - les diagraphies instantanées, - les mesures in situ en cours de forage, appelées dans le domaine péko- lier avec son abréviation anglaise MWD pour " Measuring While
Drilling", - les mesures pour le suivi des paramètres d'exploitation de réservoirs pétroliers, - les mesures dans les formations superficielles, à finalité de reconnaissance géotechnique - terrestre ou marine -.We can classify all of the underground reconnaissance means into five families well known to those skilled in the art: - deferred logs - or electrical logs - in drilling, - instant logs, - in situ measurements in progress of drilling, called in the fishery field with its English abbreviation MWD for "Measuring While
Drilling ", - measurements for monitoring the operating parameters of petroleum reservoirs, - measurements in surface formations, for the purpose of geotechnical reconnaissance - land or sea -.
Les diagraphies différées ou diagraphies électriques, ou encore opérations de carottage électrique, englobent l'ensemble des mesures réalisées après forage pendant lesquelles on enregistre en continu, en fonction de la profondeur, des paramètres physiques des formations traversées par le forage. Comme ces mesures se sont substituées aux opérations de carottage mécanique qui étaient, avant la mise au point des diagraphies électriques, le seul moyen d'analyse des paramètres physiques des formations traversées, on les a longtemps appelées carottages électriques.Delayed logs or electrical logs, or even electric coring operations, include all of the measurements made after drilling during which the physical parameters of the formations crossed by the drilling are recorded continuously, as a function of the depth. As these measurements replaced mechanical coring operations which were, before the development of electrical logs, the only means of analysis of the physical parameters of the formations crossed, they were long called electric cores.
La figure 1 schématise une opération de diagraphie électrique. Un outil 1 est descendu dans le forage par l'intermédiaire d'un cable électroporteur 2 le reliant à un treuil 3 intégré dans un camion laboratoire 4. L'appellation diagraphies différées provient du fait qu'elles sont effectuées à la fin de chaque phase de forage dans le découvert 13 - zone forée non proté gée par le tubage 12 -. Ces mesures ne peuvent être effectuées sans la réalisation préalable d'un forage.Figure 1 shows an electrical logging operation. A tool 1 is lowered into the borehole by means of a power carrier cable 2 connecting it to a winch 3 integrated in a laboratory truck 4. The name deferred logs comes from the fact that they are carried out at the end of each phase drilling in the overdraft 13 - drilled area not protected by the casing 12 -. These measurements cannot be carried out without prior drilling.
L'appellation "diagraphie instantanée" englobe l'ensemble des analyses réalisées pendant le forage et schématisées sur la figure 2, sur les débris de formation 7 remontés à la surface par la boue de forage 8 et des enregistrements des paramètres mécaniques du forage lui-même, à savoir avancement ou vitesse de pénétration de l'outil de forage 5, vitesse de rotation des tiges de forage 6, poids sur l'outil de forage, débit de boue de forage - assuré par les pompes 14 - circulée dans les tiges de forage 6.The term "instant logging" includes all of the analyzes carried out during drilling and shown diagrammatically in FIG. 2, on the formation debris 7 brought to the surface by the drilling mud 8 and of records of the mechanical parameters of the drilling itself. even, namely advancement or penetration speed of the drilling tool 5, rotation speed of the drilling rods 6, weight on the drilling tool, flow of drilling mud - provided by the pumps 14 - circulated in the rods drilling 6.
Les mesures en cours de forage dites MWD sont différenciées des précédentes parce qu'elles sont réalisées à l'aide d'outils mis en place dans des tiges spéciales 9 proches de l'outil de forage 5; ces outils disposent d'une source d'énergie interne et envoient leurs informations à la surface sans avoir recours à une liaison électrique. La boue de forage par exemple peut être utilisée comme vecteur d'information en transmettant les données sous forme d'ondes de pression codées, détectées en surface. Ces mesures ont pour principal intérêt de mesurer en cours de forage des paramètres physiques des formations traversées ou de suivre en permanence la trajectoire du puits, permettant si besoin est, d'intervenir pour la corriger. Bien évidemment, l'environnement et les contraintes de ces outils ne permettent pas d'obtenir une résolution similaire à celle des outils de diagraphies différées. Par ailleurs, seules quelques mesures peuvent être réalisées de cette façon. Toutes les mesures nécessitant l'application de capteurs ou d'électrodes sur la paroi du forage en cours de mesure, ne sont pas réalisables dans ce type d'application.The measurements during drilling known as MWD are differentiated from the preceding ones because they are carried out using tools placed in special rods 9 close to the drilling tool 5; these tools have an internal energy source and send their information to the surface without using an electrical connection. Drilling mud for example can be used as an information vector by transmitting the data in the form of coded pressure waves, detected on the surface. The main advantage of these measurements is to measure the physical parameters of the formations crossed during drilling or to permanently follow the trajectory of the well, allowing action to be taken if necessary. Obviously, the environment and the constraints of these tools do not allow obtaining a resolution similar to that of deferred logging tools. In addition, only a few measurements can be made in this way. All the measurements requiring the application of sensors or electrodes on the wall of the borehole being measured, cannot be carried out in this type of application.
Le brevet 2536 005 concerne un procédé de réalisation d'un groupement d'électrodes - représenté sur la figure 2bis -sur un train de tiges de forage pour effectuer des mesures de résistivité des formations en cours de forage. Le diamètre extérieur de ces électrodes est le même que celui des tiges de forage. Ces électrodes ne s'appliquent donc pas sur la paroi du forage. Par ailleurs elles sont affectées en permanence d'un mouvement de rotation. The patent 2536 005 relates to a process for producing an array of electrodes - shown in FIG. 2bis - on a drill string for carrying out resistivity measurements of formations during drilling. The outside diameter of these electrodes is the same as that of the drill pipes. These electrodes therefore do not apply to the wall of the borehole. In addition, they are permanently affected by a rotational movement.
Le suivi des paramètres d'exploitation d'un réservoir in situ nécessite l'utilisation d'outils laissés au fond pendant un certain temps. Pour simplifier la mise en oeuvre de ces outils, représentée sur la figure 3, on peut intégrer dans l'outil de fond 15 une mémoire, capable de stocker les données pendant toute la durée du suivi.Monitoring the operating parameters of a reservoir in situ requires the use of tools left at the bottom for a certain time. To simplify the implementation of these tools, represented in FIG. 3, it is possible to integrate into the background tool 15 a memory capable of storing the data throughout the duration of the monitoring.
L'outil 15 est alors autonome sans aucune liaison électrique avec la surface.The tool 15 is then autonomous without any electrical connection with the surface.
La dernière famille concerne la reconnaissance des formations superficielles qui fait appel principalement à deux types de mesure: - analyses sur échantillons (carottes ) prélevés à l'aide de systèmes mécaniques plus ou moins élaborés tels que:
carottage gravitaire, où le carottier est mis en place dans les sédiments sous le seul effet d'un lest placé en partie supérieure de celui-ci,
carottage par percussion,
carottage par rotary,
carottage par vérin hydraulique, - mesures in situ de paramètres mécaniques des formations telles que:
dilatomètres,
pénétromètres... The last family concerns the recognition of surface formations, which mainly involves two types of measurement: - analyzes on samples (cores) taken using more or less sophisticated mechanical systems such as:
gravity coring, where the corer is placed in the sediments under the sole effect of a ballast placed in the upper part of it,
percussion coring,
core drilling by rotary,
Coring by hydraulic cylinder, - in situ measurements of mechanical parameters of formations such as:
dilatometers,
penetrometers ...
Les sédiments superficiels étant meubles et instables, il ne peut y être réalisé de forages, ce qui exclut l'utilisation de diagraphies différées. Le brevet 2 787 par exemple, décrit un tel dispositif à conduite flexible permettant d'effectuer des opérations de carottage et mesures in situ dans les fonds sous-marins.Since the surface sediments are loose and unstable, drilling cannot be carried out there, which excludes the use of deferred logging. The patent 2 787 for example, describes such a flexible pipe device allowing coring operations and in situ measurements to be carried out in the seabed.
L' objet de ce brevet est justement de permettre de poursuivre des opérations de forage dans de tels sédiments par la mise en place d'un tubage intermédiaire évitant les retombées de sédiments.The object of this patent is precisely to allow drilling operations to continue in such sediments by the installation of an intermediate casing avoiding the fallout of sediments.
Un exemple est schématisé sur la figure 4. A la profondeur où l'on sou haite faire des mesures, l'outil 10 est descendu à l'intérieur des tiges de forage 17, à l'aide d'un ombilical 20. Un verrouillage 16 permet à l'outil 10 de s'ancrer dans les tiges 17.An example is shown schematically in Figure 4. At the depth where one wishes to make measurements, the tool 10 is lowered inside the drill rods 17, using an umbilical 20. A locking device 16 allows the tool 10 to be anchored in the rods 17.
Un vérin hydraulique incorporé dans l'outil 10 et alimenté en fluide par l'ombilical 20, permet l'enfoncement de la partie inférieure 18 de l'outil 10 dans les sédiments à instrumenter.A hydraulic cylinder incorporated in the tool 10 and supplied with fluid by the umbilical 20, allows the lower part 18 of the tool 10 to be driven into the sediment to be instrumented.
La partie inférieure 18 de l'outil 10 est munie d'un cône 19 qui repousse les sédiments le long de l'outil 10 au fur et à mesure de l'enfoncement.The lower part 18 of the tool 10 is provided with a cone 19 which repels the sediment along the tool 10 as it is driven in.
L'ombilical 20 transmet les mesures au système d'enregistrement et de traitement de surface.The umbilical 20 transmits the measurements to the recording and surface treatment system.
L'intérêt croissant pour la protection de l'environnement, pour une meilleure connaissance de la dynamique sédimentaire en milieu fluvial et côtier a mis en évidence l'absence de moyens d'instrumentation répondant spécifiquement à ces besoins.The growing interest in environmental protection, for a better understanding of sediment dynamics in fluvial and coastal environments has highlighted the lack of instrumentation means specifically meeting these needs.
L'ensemble des moyens listés précédemment ne satisfait pas aux contraintes de mesures dans les sédiments superficiels pour des applications touchant à la protection de l'environnement - pour la recherche de polluants par exemple - ou à la connaissance de la dynamique sédimen taire: - la résolution des mesures courantes en diagraphie différée n'est pas assez fine, la valeur moyenne par mesure étant représentative d'une sphère de formation de 20 à 30 centimètres de rayon, - ces mêmes mesures nécessitent la réalisation préalable d'un forage, - dans le domaine de l'instrumentation des sédiments superficiels, les ou- tils actuels sont orientés exclusivement vers la mécanique des sols et ne présentent qu'un faible intérêt pour les applications ci-dessus.All of the means listed above do not meet the measurement constraints in surface sediments for applications relating to environmental protection - for the search for pollutants for example - or knowledge of sedimentary dynamics: - the resolution of current measurements in deferred logging is not fine enough, the average value per measurement being representative of a sphere of formation with a radius of 20 to 30 centimeters, - these same measurements require prior drilling, - in In the field of surface sediment instrumentation, current tools are oriented exclusively towards soil mechanics and are of little interest for the above applications.
D'un développement récent en forage pétrolier et bien connues des hommes de l'art, les mesures d'imagerie microrésistive peuvent répondre à ces besoins quant à la résolution et au paramètre physique analysé: - elles présentent une résolution très fine de l'ordre du millimètre, - le paramètre physique analysé -la conductivité de la formation se trouvant en face des électrodes de l'outil - présente une dynamique de mesure très intéressante, du centième de IlS/cm à quelques milliers de ,uS/cm environ, - ce même paramètre physique peut être très sensible à la présence de certains polluants comme les hydrocarbures, - enfin l'outil comprend un module d'orientation permettant d'obtenir des images artificielles des formation traversées, orientées dans l'espace.From a recent development in oil drilling and well known to those skilled in the art, microresistive imaging measurements can meet these needs as regards the resolution and the physical parameter analyzed: - they have a very fine resolution of the order of the millimeter, - the physical parameter analyzed - the conductivity of the formation located in front of the electrodes of the tool - presents a very interesting measurement dynamic, from the hundredth of IlS / cm to a few thousand, approximately uS / cm, - this same physical parameter can be very sensitive to the presence of certain pollutants such as hydrocarbons, - finally the tool includes an orientation module making it possible to obtain artificial images of the formations crossed, oriented in space.
Un cas de mise en oeuvre d'un tel outil est représenté figure 1.A case of using such a tool is shown in FIG. 1.
Les patins, articulés sur le corps de la sonde I descendue à l'extrémité du cable électroporteur 2, sont munis d'électrodes 56 en contact, pendant les mesures, avec les parois du forage.The pads, articulated on the body of the probe I lowered to the end of the power carrier cable 2, are provided with electrodes 56 in contact, during the measurements, with the walls of the borehole.
Un potentiel fixe est maintenu entre ces électrodes 56 et une électrode dite de retour. On mesure le courant qui circule entre chaque électrode et l'électrode de retour, située, en général, en partie supérieure de la sonde.A fixed potential is maintained between these electrodes 56 and a so-called return electrode. The current flowing between each electrode and the return electrode, generally located at the top of the probe, is measured.
Le courant mesuré est proportionnel à la conductivité de la formation se trouvant derrière les électrodes. Le coefficient de proportionnalité k entre l'intensité i du courant mesuré et la conductivité dépend de la géométrie du système d'émission de courant.The current measured is proportional to the conductivity of the formation behind the electrodes. The proportionality coefficient k between the intensity i of the measured current and the conductivity depends on the geometry of the current emission system.
Dans ce type d'application le patin support des électrodes de mesure est isolé de celles-ci et maintenu au même potentiel que les électrodes pour que le courant, circulant perpendiculairement aux équipotentielles, soit focalisé à l'intérieur de la formation.In this type of application, the support pad for the measurement electrodes is isolated from them and kept at the same potential as the electrodes so that the current, flowing perpendicular to the equipotentials, is focused inside the formation.
L'amplitude des différents courants mesurés est ensuite représentée sous forme d'image, selon un code de couleur; par exemple du plus clair pour les formations très résistives, au plus foncé pour les formations très conductives.The amplitude of the different measured currents is then represented in the form of an image, according to a color code; for example from the lightest for very resistive formations, to the darkest for very conductive formations.
Un module d'orientation présent dans la sonde et pouvant être composé par exemple de 2 accéléromètres, pour le positionnement de la sonde dans le puits, et d'un magnétomètre pour connaître sa position par rapport au nord magnétique, permet de présenter l'image de microrésistivité ainsi obtenue orientée dans l'espace.An orientation module present in the probe and which can be composed for example of 2 accelerometers, for positioning the probe in the well, and a magnetometer to know its position relative to magnetic north, makes it possible to present the image. of microresistivity thus obtained oriented in space.
Les brevets 8910582 et 8702973 décrivent l'un et l'autre des sondes d'imagerie microrésistive pour forage permettant d'augmenter la couverture spatiale des électrodes sur les parois du puits.The patents 8910582 and 8702973 both describe microresistive imaging probes for drilling, making it possible to increase the spatial coverage of the electrodes on the walls of the well.
En effet, le corps de la sonde a un diamètre extérieur fixe, alors que celui d'un forage peut varier dans de très larges proportions et passer par exemple de 200 millimètres à 300 millimètres ou plus dans la même zone à enregistrer. L'objet de ces brevets est d'arriver à une couverture spatiale maximale des parois par le faisceau d'électrodes, même quand le diamètre du puits est le double de celui du corps de la sonde.Indeed, the body of the probe has a fixed outside diameter, whereas that of a borehole can vary in very large proportions and pass for example from 200 millimeters to 300 millimeters or more in the same zone to be recorded. The object of these patents is to achieve maximum spatial coverage of the walls by the electrode beam, even when the diameter of the well is twice that of the body of the probe.
Ces sondes ne satisfont pas aux contraintes liées à la reconnaissance des formations superficielles où l'outil de mesure doit être enfoncé, sans forage préalable, dans les sédiments à analyser.These probes do not meet the constraints linked to the recognition of surface formations where the measurement tool must be inserted, without prior drilling, into the sediments to be analyzed.
Par ailleurs, le principe de mesure ne pourrait être transposé sur les sondes usuelles dans le domaine de la reconnaissance superficielle, du genre pénétromètres, car la configuration de ces outils ferait que, au cours de l'enfoncement, l'outil perturberait partiellement l'agencement des sédiments en place avec le risque de donner une image non représentative de la réalité.Furthermore, the measurement principle could not be transposed to the usual probes in the field of surface recognition, of the penetrometer type, because the configuration of these tools would mean that, during the insertion, the tool would partially disturb the arrangement of sediments in place with the risk of giving an image that is not representative of reality.
L'outil selon la présente invention satisfait aux contraintes énoncées précédemment et permet: - sans forage préalable, - sans modification de la structure des sédiments, de réaliser des images de microconductivité des formations superficielles traversées par l'outil sur plusieurs mètres de profondeur.The tool according to the present invention satisfies the constraints set out above and allows: - without prior drilling, - without modification of the structure of the sediments, to produce images of microconductivity of the surface formations traversed by the tool over several meters in depth.
La description en sera mieux comprise à l'aide de la figure 5 représentant une possibilité de mise en oeuvre d'un tel procédé.The description will be better understood using FIG. 5 representing a possibility of implementing such a method.
La sonde 26 selon le procédé est connectée en partie supérieure par un bras 25 à un moyen d'enfoncement 22. Le bras 25 est muni, du côté moyen d'enfoncement 22, d'un écrou 24 fixe.The probe 26 according to the method is connected in the upper part by an arm 25 to a driving means 22. The arm 25 is provided, on the driving side 22, with a fixed nut 24.
Ce moyen d'enfoncement comprend un mât 22, supportant un système de motorisation 21, et une attache 31 à un moyen extérieur capable de supporter la réaction du sol à l'enfoncement et adapté à l'environnement du point de mesure.This driving-in means comprises a mast 22, supporting a motorization system 21, and an attachment 31 to an external means capable of withstanding the reaction of the ground to the driving in and adapted to the environment of the measuring point.
Le système de motorisation 21 entraîne en rotation une vis sans fin 23; cette rotation permet le déplacement en translation verticale de la sonde 26, en enfoncement ou en retrait selon le sens de rotation de la vis.The motorization system 21 rotates an endless screw 23; this rotation allows the displacement in vertical translation of the probe 26, in driving in or back according to the direction of rotation of the screw.
Les électrodes de mesure 56 sont montées en partie inférieure de la sonde 26 sur un élément cylindrique 29 dont le diamètre est supérieur à celui du corps de la sonde 26.The measurement electrodes 56 are mounted in the lower part of the probe 26 on a cylindrical element 29 whose diameter is greater than that of the body of the probe 26.
La liaison mécanique entre le corps de la sonde 26 et le support d'électrodes 29 est conçue de façon à pouvoir laisser passer les sédiments 30 au cours de l'enfoncement de la sonde, dans l'annulaire situé entre le corps de la sonde 26 et l'ouverture découpée dans les sédiments par le support d'électrodes 29.The mechanical connection between the body of the probe 26 and the electrode support 29 is designed so as to allow the sediment 30 to pass during the insertion of the probe, into the annular located between the body of the probe 26 and the opening cut in the sediments by the electrode support 29.
Dans une réalisation préférée de l'invention, cette liaison est réalisée à l'aide de bras 27 constitués de tubes soudés d'un côté sur le support d'électrodes 29 et de l'autre sur la partie inférieure de la sonde 26.In a preferred embodiment of the invention, this connection is made using arms 27 made up of tubes welded on one side to the electrode support 29 and on the other on the lower part of the probe 26.
Ces tubes servent par ailleurs au passage des conducteurs qui assurent la liaison électrique entre les électrodes 56 et l'électronique de mesure située à l'intérieur de la sonde 26.These tubes are also used for the passage of conductors which provide the electrical connection between the electrodes 56 and the measurement electronics located inside the probe 26.
Dans un mode de réalisation préféré de l'invention, la cartouche électronique 45 contient l'ensemble de l'électronique à savoir, schématiquement et sans limitation,: - circuits analogiques d'amplification de toutes les voies de mesure, - multiplexage, - enregistreur, - alimentation programmable des électrodes, - alimentations de servitude nécessaires à chacun des blocs ci-dessus.In a preferred embodiment of the invention, the electronic cartridge 45 contains all of the electronics, namely, schematically and without limitation,: - analog circuits for amplification of all the measurement channels, - multiplexing, - recorder , - programmable power supply for the electrodes, - service supplies required for each of the above blocks.
Dans un autre mode de réalisation de l'invention, le support électrodes 29 contient un module électronique 57 séparé de la cartouche 45 pour l'amplification et le multiplexage des courants de mesure des électrodes 56 ce qui permet de limiter le nombre de conducteurs 58 entre l'électronique d'amplification et de multiplexage 57 et la cartouche 45; par ailleurs cela diminue la sensibilité des mesures aux parasites pouvant être récupérés sur ces conducteurs 58 entre le support 29 et la cartouche 45. Dans ce dernier mode de réalisation, le reste de l'électronique peut éventuellement être déportée hors de la sonde 26 dans un sous-ensemble 59 (figure 5ter). In another embodiment of the invention, the electrode support 29 contains an electronic module 57 separate from the cartridge 45 for amplification and multiplexing of the measurement currents of the electrodes 56 which makes it possible to limit the number of conductors 58 between the amplification and multiplexing electronics 57 and the cartridge 45; moreover, this reduces the sensitivity of the measurements to parasites which can be recovered on these conductors 58 between the support 29 and the cartridge 45. In this latter embodiment, the rest of the electronics can possibly be offset outside the probe 26 in a sub-assembly 59 (Figure 5ter).
Dans un mode de réalisation préféré de l'invention, on peut injecter en partie inférieure de la sonde par des orifices calibrés 28 un fluide, air ou eau, qui permet la remontée des sédiments situés à l'intérieur du support électrodes 29. Sur les figures 5 et Sbis, cette injection est réalisée via l'orifice 41 et un annulaire 43 ménagé entre la gaine 44 de la sonde et la cartouche électrique 45. Par ailleurs pour ne pas mettre le corps de la sonde au même potentiel que les électrodes, la partie intermédiaire 46 entre le porte électrodes 29 et le corps de la sonde 44 est réalisée en matériau isolant.In a preferred embodiment of the invention, a fluid, air or water, which allows the sediment located inside the electrode support 29 to be injected into the lower part of the probe through calibrated orifices 28. FIGS. 5 and Sbis, this injection is carried out via the orifice 41 and an annular 43 formed between the sheath 44 of the probe and the electrical cartridge 45. Furthermore, so as not to put the body of the probe at the same potential as the electrodes, the intermediate part 46 between the electrode holder 29 and the body of the probe 44 is made of insulating material.
Ces orifices 28 sont orientés pour permettre un affouillement des sédiments 30 et faciliter leur remontée dans l'annulaire entre le corps de sonde 26 et la paroi des sédiments ainsi découpée sans modifier l'agencement des sédiments situés en dessous du support électrodes 29.These orifices 28 are oriented to allow scouring of the sediments 30 and to facilitate their ascent into the annular between the probe body 26 and the wall of the sediments thus cut out without modifying the arrangement of the sediments situated below the electrode support 29.
La configuration du support d'électrodes 29 présente, par rapport aux sondes d'instrumentation superficielle usuelles un double intérêt: - elle minimise une éventuelle modification de l'agencement des sédiments; le bord d'attaque extérieur 53 du support électrodes 29 est vertical; le bord intérieur, en partie basse du support électrodes 29, est légèrement conique; les sédiments sont ainsi découpés ou poinçonnés sans mo dification de leur agencement sur la paroi qui va ensuite être analysée par les électrodes 56; - la friction le long des sédiments est limitée pour l'essentiel à la surface extérieure du support électrodes 29, en raison de la remontée des sédiments par le fluide injecté en bas de sonde par les orifices 28; l'effort d'enfoncement est donc minimisé par rapport à une sonde traditionnelle.The configuration of the electrode support 29 has, compared to the usual surface instrumentation probes, a double advantage: - it minimizes a possible modification of the arrangement of the sediments; the outer leading edge 53 of the electrode support 29 is vertical; the inner edge, in the lower part of the electrode support 29, is slightly conical; the sediments are thus cut or punched without modifying their arrangement on the wall which will then be analyzed by the electrodes 56; - The friction along the sediments is essentially limited to the external surface of the electrode support 29, due to the rise of the sediments by the fluid injected at the bottom of the probe through the orifices 28; the insertion effort is therefore minimized compared to a traditional probe.
Dans un autre mode de réalisation, la partie inférieure de la sonde 26 est modifiée pour pouvoir prendre une carotte pendant l'enfoncement de la sonde 26, en même temps que s'effectuent les mesures d'imagerie.In another embodiment, the lower part of the probe 26 is modified in order to be able to take a core during the insertion of the probe 26, at the same time as the imaging measurements are carried out.
La figure 6 présente une exemple possible de cette réalisation selon le procédé: - la partie inférieure de la sonde 26 est modifiée pour pouvoir constituer un carottier 32 qui va recevoir les sédiments au fur et à mesure de l'enfoncement de la sonde 26, - le support électrodes 29 est monté directement en partie inférieure du carottier, - une partie isolante 46 est intercalée entre le support électrodes 29 et le carottier 32, - l'annulaire 43 entre la gaine extérieure 44 du carottier et la gaine intérieure permet de passer le fluide ainsi que les connections électriques étanches entre les électrodes et l'électronique, - éventuellement, un piston tampon 33, protège l'échantillon 35 d'une possible contamination extérieure.FIG. 6 shows a possible example of this embodiment according to the method: - the lower part of the probe 26 is modified to be able to constitute a core barrel 32 which will receive the sediments as the probe 26 is pushed in, - the electrode support 29 is mounted directly in the lower part of the core barrel, - an insulating part 46 is interposed between the electrode support 29 and the core barrel 32, - the annular 43 between the outer sheath 44 of the core barrel and the inner sheath makes it possible to pass the fluid as well as the sealed electrical connections between the electrodes and the electronics, - optionally, a buffer piston 33, protects the sample 35 from possible external contamination.
Dans un autre mode de réalisation représenté figure 6bis, le carottier est constitué d'une seule gaine munie sur son diamètre extérieur de rainures 60; certaines rainures sont utilisées pour la mise en place de conduites 34 pour la circulation du fluide; d'autres rainures sont utilisées pour passer les connections électriques 54 entre les électrodes 56 et l'électronique 45.In another embodiment shown in Figure 6bis, the core barrel consists of a single sheath provided on its outer diameter with grooves 60; certain grooves are used for the establishment of conduits 34 for the circulation of the fluid; other grooves are used to pass the electrical connections 54 between the electrodes 56 and the electronics 45.
La figure 7 montre une des possibilités de mise en oeuvre d'une sonde selon le présent procédé: - le rythme de scrutation des mesures, le potentiel entre les électrodes de mesure et l'électrode de retour, avant mise en oeuvre de la sonde, sont programmés par un ordinateur 36, via une liaison amovible 37 connectée en partie supérieure de la sonde 26; un bouchon étanche 38 vient ensuite protéger le connecteur de la sonde 26 pendant sa mise en oeuvre en cours d'enfoncement et de retrait, - les mesures de conductivité sont effectuées pendant l'enfoncement ou le retrait de la sonde 26, ceux-ci étant réalisés par l'intermédiaire de la motorisation 21, - la motorisation 21 peut être mise en oeuvre de l'extérieur, manuellement; - dans un autre mode de réalisation, la motorisation 21 est commandée par l'électronique 45 via une commande interne à retard programmable; - un capteur 39, pouvant être un capteur de proximité, détecte le début de l'enfoncement et démarre le cycle de scrutation des électrodes, - un capteur 41 mesure la vitesse de rotation de la vis 23; l'électronique de la cartouche 45, tenant compte du temps et du pas de la vis sans fin, calcule la vitesse de déplacement de la sonde 26 et commande les cycles de scrutation en fonction du rythme préalablement programmé, - une fin de course 40 détecte l'arrivée en butée du bras 25 et arrête la scrutation des électrodes; en automatique, il peut commander le retrait de la sonde 26, - les informations électriques des capteurs 41, 39 et 40 sont transmises à l'électronique de la cartouche 45 par le cable 42 connecté à la sonde via le bouchon étanche 38, - dans un mode intéressant de réalisation de l'invention, l'électrode de retour est implantée hors de la sonde, dans les sédiments, à quelques mètres de la sonde 26 et du mât 22.FIG. 7 shows one of the possibilities of implementing a probe according to the present method: the rate of scanning of the measurements, the potential between the measurement electrodes and the return electrode, before implementation of the probe, are programmed by a computer 36, via a removable link 37 connected at the top of the probe 26; a tight plug 38 then protects the connector of the probe 26 during its implementation during insertion and withdrawal, - the conductivity measurements are carried out during the insertion or withdrawal of the probe 26, these being produced by means of the motorization 21, - the motorization 21 can be implemented from the outside, manually; - In another embodiment, the motorization 21 is controlled by the electronics 45 via an internal control with programmable delay; - a sensor 39, which can be a proximity sensor, detects the start of driving in and starts the scanning cycle of the electrodes, - a sensor 41 measures the speed of rotation of the screw 23; the electronics of the cartridge 45, taking into account the time and the pitch of the worm, calculates the speed of movement of the probe 26 and controls the scanning cycles according to the previously programmed rhythm, - a limit switch 40 detects the arrival in abutment of the arm 25 and stops the scanning of the electrodes; in automatic mode, it can command the withdrawal of the probe 26, - the electrical information from the sensors 41, 39 and 40 is transmitted to the electronics of the cartridge 45 by the cable 42 connected to the probe via the waterproof plug 38, - in an interesting embodiment of the invention, the return electrode is installed outside the probe, in the sediment, a few meters from the probe 26 and the mast 22.
Dans un mode de réalisation préféré de l'invention, la sonde est autonome et toutes les informations sont mémorisées dans des mémoires sta tiques dans l'électronique de la sonde 26. Les informations ainsi stockées, sont transférées dans la mémoire de l'ordinateur, après retrait de la sonde, avec une liaison similaire à la liaison 37.In a preferred embodiment of the invention, the probe is autonomous and all the information is stored in static memories in the electronics of the probe 26. The information thus stored is transferred to the computer memory, after removal of the probe, with a link similar to link 37.
Dans un autre mode de réalisation, la sonde 26 est reliée directement en cours de mesure à des moyens d'enregistrement 36 situés en surface. Le connecteur du bouchon étanche 38 permet alors, outre la liaison entre les capteurs 39, 40 et 41 et l'électronique 45, la transmission aux moyens d'enregistrement de surface des informations de la sonde via le cable 37.In another embodiment, the probe 26 is directly connected during measurement to recording means 36 located on the surface. The waterproof plug connector 38 then allows, in addition to the connection between the sensors 39, 40 and 41 and the electronics 45, the transmission to the surface recording means of the probe information via the cable 37.
Dans un mode de réalisation préféré de l'invention, le capteur de fin de course 40 peut être positionné à la volonté de l'opérateur le long du support 22 pour pouvoir imposer la course d'enfoncement en fonction des besoins.In a preferred embodiment of the invention, the end-of-travel sensor 40 can be positioned at the will of the operator along the support 22 in order to be able to impose the driving stroke as required.
La figure 8 présente un autre mode de réalisation de l'invention dans lequel un ou plusieurs prolongateurs mécaniques 43 peuvent être superposés à la sonde 26 pour pouvoir augmenter la profondeur d'enfoncement de la sonde 26; le cable étanche 42 doit alors avoir la longueur suffisante pour assurer la course ainsi obtenue; les prolongateurs 43 assurent la continuité mécanique, hydraulique et électrique dans le cas de l'utilisation en carottier.FIG. 8 shows another embodiment of the invention in which one or more mechanical extenders 43 can be superimposed on the probe 26 in order to be able to increase the depth of insertion of the probe 26; the waterproof cable 42 must then have sufficient length to ensure the stroke thus obtained; the extenders 43 provide mechanical, hydraulic and electrical continuity in the case of use in a core barrel.
La figure 9 présente un exemple possible de réalisation de l'invention adapté à des mesures dans les sédiments marins.FIG. 9 presents a possible example of embodiment of the invention adapted to measurements in marine sediments.
La sonde 26 et son support 22 sont fixés à un bâti 47 qui est descendu au fond de la mer à l'aide d'un cable 48 relié à des moyens de manutention 49 d'un bateau 50.The probe 26 and its support 22 are fixed to a frame 47 which is lowered to the bottom of the sea using a cable 48 connected to the handling means 49 of a boat 50.
Par sécurité, une bouée 51 peut être placée à quelques mètres au dessus du point d'ancrage 52 pour pouvoir disposer de "mou" dans le cable pour absorber sans risque les variations de positionnement du bateau sous l'effet des vagues.For safety, a buoy 51 can be placed a few meters above the anchor point 52 to be able to have "slack" in the cable to safely absorb the variations in positioning of the boat under the effect of the waves.
Dans un mode de réalisation préféré de l'invention, l'ensemble bâti 47, sonde 26, support 22 est totalement autonome et dispose d'une source d'énergie pour la motorisation d'enfoncement et de retrait; la commande d'un cycle de mesure est effectuée depuis le bateau 50, ou le véhicule support dans le cas d'une mise en oeuvre depuis le milieu terrestre, par
exemple avec des signaux acoustiques perçus par un récepteur 53.In a preferred embodiment of the invention, the frame assembly 47, probe 26, support 22 is completely autonomous and has a source of energy for the drive-in and pull-out motorization; the control of a measurement cycle is carried out from the boat 50, or the support vehicle in the case of implementation from the terrestrial environment, by
example with acoustic signals perceived by a receiver 53.
Dans un autre mode de réalisation, le cable 48 est électroporteur et est
utilisé pour la commande de l'enfoncement et du retrait de la sonde de
puis le bateau 50, ou le véhicule support.In another embodiment, the cable 48 is electrically carrier and is
used to control the insertion and removal of the
then the boat 50, or the support vehicle.
Dans d'autres modes de réalisation de l'invention, les mouvements d'en
foncement et de retrait peuvent être réalisés par un ou des vérins hy
drauliques, qui remplacent alors l'ensemble motorisation 21, vis sans fin
23 et écrou 24. In other embodiments of the invention, the movements of
darkening and withdrawal can be achieved by one or more hy cylinders
hydraulics, which then replace the motorization assembly 21, worm
23 and nut 24.
Claims (10)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR9208064A FR2693000B1 (en) | 1992-06-24 | 1992-06-24 | Autonomous probe for microconductive imaging of surface sediments. |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR9208064A FR2693000B1 (en) | 1992-06-24 | 1992-06-24 | Autonomous probe for microconductive imaging of surface sediments. |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| FR2693000A1 true FR2693000A1 (en) | 1993-12-31 |
| FR2693000B1 FR2693000B1 (en) | 1995-01-06 |
Family
ID=9431374
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| FR9208064A Expired - Fee Related FR2693000B1 (en) | 1992-06-24 | 1992-06-24 | Autonomous probe for microconductive imaging of surface sediments. |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| FR (1) | FR2693000B1 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN117871810A (en) * | 2024-03-12 | 2024-04-12 | 聊城市林业发展中心 | Portable forestry quality of water information gathers surveys device |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| NL124813C (en) * | 1900-01-01 | |||
| EP0071540A2 (en) * | 1981-07-30 | 1983-02-09 | Schlumberger Limited | Method and apparatus for electrically investigating a borehole |
| EP0110750A2 (en) * | 1982-10-27 | 1984-06-13 | Schlumberger Limited | Method and apparatus for producing an image log of a borehole wall penetrating an earth formation |
| FR2611054A1 (en) * | 1987-02-16 | 1988-08-19 | Veillon Jacques | Method and device for measuring the dip of geological strata during drilling |
| DE4107537A1 (en) * | 1991-03-08 | 1992-09-10 | Fritzmeier Georg Gmbh & Co | Earth sample extractor using probe with cylindrical pipe sleeve - having handling section at top and exchangeable tip at base |
-
1992
- 1992-06-24 FR FR9208064A patent/FR2693000B1/en not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| NL124813C (en) * | 1900-01-01 | |||
| EP0071540A2 (en) * | 1981-07-30 | 1983-02-09 | Schlumberger Limited | Method and apparatus for electrically investigating a borehole |
| EP0110750A2 (en) * | 1982-10-27 | 1984-06-13 | Schlumberger Limited | Method and apparatus for producing an image log of a borehole wall penetrating an earth formation |
| FR2611054A1 (en) * | 1987-02-16 | 1988-08-19 | Veillon Jacques | Method and device for measuring the dip of geological strata during drilling |
| DE4107537A1 (en) * | 1991-03-08 | 1992-09-10 | Fritzmeier Georg Gmbh & Co | Earth sample extractor using probe with cylindrical pipe sleeve - having handling section at top and exchangeable tip at base |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN117871810A (en) * | 2024-03-12 | 2024-04-12 | 聊城市林业发展中心 | Portable forestry quality of water information gathers surveys device |
| CN117871810B (en) * | 2024-03-12 | 2024-05-24 | 聊城市林业发展中心 | Portable forestry quality of water information gathers surveys device |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| FR2693000B1 (en) | 1995-01-06 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP0296209B1 (en) | Method and device for taking measurements and/or carrying out interventions in a substantially inclined well portion and its application to the achievement of seismic profiles | |
| Barker et al. | The application of time-lapse electrical tomography in groundwater studies | |
| US3690166A (en) | Apparatus for measuring subsurface soil characteristics | |
| FR2627649A1 (en) | METHOD AND DEVICE FOR TRANSMITTING INFORMATION BY CABLE AND BY MUD WAVES | |
| FR2712627A1 (en) | Method and device for monitoring and / or studying a hydrocarbon reservoir traversed by a well. | |
| FR2905725A1 (en) | METHOD AND SYSTEM FOR DETERMINING THE FREE POINT IN A DRILLING TUBE | |
| FR2599423A1 (en) | Method and device for guiding a drilling operation through geological formations. | |
| FR2501777A1 (en) | METHOD AND APPARATUS FOR PERFORMING, WITH SPECIALIZED TOOLS, OPERATIONS SUCH AS MEASUREMENTS, IN WELL PORTIONS HIGHLY TILTED ON THE VERTICAL, OR HORIZONTAL | |
| FR2804469A1 (en) | FOCUSED RESISTIVITY IMAGING TOOL ON MULTIPLE DEPTHS FOR RECORDINGS DURING DRILLING APPLICATIONS | |
| US8616275B2 (en) | Groundwater evaluation tools and methods of groundwater evaluation | |
| EP1257849B1 (en) | Device for receiving seismic waves and method for coupling it with a solid environment | |
| FR2674029A1 (en) | METHOD AND APPARATUS FOR ACOUSTIC WAVE PROSPECTION IN PRODUCTION WELLS. | |
| EA011498B1 (en) | Method and apparatus for enhancing formation resistivity images obtained with downhole galvanic tools | |
| OA10237A (en) | Method and device for evaluating the permeability of a rocky environment | |
| FR2644592A1 (en) | METHOD AND DEVICE FOR LOCATING A WELL PROVIDED WITH A METAL TUBING FROM ANOTHER WELL | |
| GB2349660A (en) | Seabed penetrator and analyser | |
| FR2596875A1 (en) | METHOD AND DEVICE FOR PERFORMING MEASUREMENTS CHARACTERIZING GEOLOGICAL FORMATIONS IN A HORIZONTAL DRILLING MADE FROM A GROUNDWAY | |
| FR2669743A1 (en) | SKATE DIAGRAPHY DEVICE. | |
| FR2522059A2 (en) | Measurement system for oil well with curved shafts - uses train of hollow rods to carry electric cable, each rod having sealed electrical connector mating with connector on next rod | |
| EP0327422A1 (en) | Interpretation of electrical well loggings | |
| EP0697604A1 (en) | Method and system for ground recognition in front of an excavating machine | |
| FR2693000A1 (en) | Sedimentary micro-conductivity analysis appts. - uses coring device equipped with probe to measure injected currents and to take samples of sediment for analysis | |
| EP0836670B1 (en) | Method and system for logging mechanical parameters of formations crossed through by a borehole | |
| FR2916797A1 (en) | ULTRASONIC IMAGING 3-D PROBE FOR CHARACTERIZING A FIELD AREA AROUND A DRILLING. | |
| FR2500051A1 (en) | METHOD AND APPARATUS FOR MINING ANALYSIS |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| ST | Notification of lapse |