CH651890A5

CH651890A5 - Instrument pour regler la direction d'un forage et utilisation de celui-ci.

Info

Publication number: CH651890A5
Application number: CH4955/82A
Authority: CH
Inventors: Anthony William Russel; Michael King Russel
Original assignee: Sperry Sun Inc
Priority date: 1981-08-20
Filing date: 1982-08-19
Publication date: 1985-10-15
Also published as: NO164193B; FR2511727A1; FR2511727B1; DE3230889A1; IT8222898A1; BR8204849A; NO822825L; JPS5873807A; NL8203007A; CA1189317A; MX152695A; IT8222898A0; IT1153556B; NO164193C

Description

La présente invention, concernant des forages, est plus spêcifi-75 quement relative à des instruments pour régler la direction d'un forage, soit de façon continue, soit en une série d'emplacements espacés sur la longueur du forage, et à des procédés pour contrôler un forage.

Habituellement le contrôle dans l'espace du trajet d'un forage est 30 déduit d'une série de valeurs de l'angle d'azimut et de l'angle d'inclinaison, prélevés sur la longueur du forage. Des mesures, à partir desquelles les valeurs de ces deux angles peuvent être déduites, sont effectuées en des emplacements successifs sur la longueur du forage, les distances entre emplacements voisins étant connues avec préci-35 sion.

Dans un forage dans lequel le champ magnétique terrestre est inchangé par la présence du forage lui-même, on peut utiliser les mesures des composantes des champs terrestres gravitionnel et magnétique dans la direction des axes fixés à l'enveloppe pour obtenir 40 les valeurs de l'angle d'azimut et de l'angle d'inclinaison, l'angle d'azimut étant mesuré par rapport à une référence magnétique fixée à la terre, par exemple par rapport au nord magnétique. Néanmoins, dans des situations dans lesquelles le champ magnétique terrestre est modifié par les conditions locales dans un trou de forage, par 45 exemple lorsque le forage est cuvelé par un tubage d'acier, il n'est plus possible d'utiliser des mesures magnétiques pour déterminer l'angle d'azimut par rapport à une référence fixée à la terre. Dans de tels cas il est presque nécessaire d'employer un instrument gyroscopique.

50 Le brevet britannique N° 1509293 décrit un tel instrument dont l'axe longitudinal du boîtier coïncide en service avec l'axe du trou de forage, un dispositif gyroscopique ayant un degré de liberté unique qui comprend un cardan extérieur monté dans le tubage en ayant son axe qui coïncide avec l'axe longitudinal de ce dernier, un cardan 55 intérieur monté dans le cardan extérieur, ayant son axe perpendiculaire à l'axe du cardan extérieur, un rotor gyroscopique monté dans le cardan intérieur, des moyens pour détecter le mouvement angulaire du cardan intérieur par rapport au cardan extérieur et des moyens pour appliquer un couple au cardan extérieur pour le faire 60 tourner, lors du fonctionnement, autour de son axe, de sorte que le cardan intérieur est animé d'un mouvement de précision en revenant à sa position initiale, des moyens pour mesurer l'angle de rotation du boîtier autour de son axe longitudinal par rapport au cardan extérieur et un dispositif capteur de gravité pour mesurer les trois com-65 posantes de celle-ci dans trois directions non coplanaires.

On a constaté que cet instrument était en pratique extrêmement fiable et il a été démontré qu'il était susceptible d'avoir une précision d'environ ±0,lc d'inclinaison et ±1,0° d'azimut. On admet généra

3

651890

lement que l'inclinaison maximale énoncée pour un tel instrument est d'environ 70° par rapport à la verticale, car le contrôle à des angles supérieurs à 60° fournit des valeurs de moins en moins précises lorsque l'inclinaison croît. Néanmoins, avec la tendance actuelle à forer sous de grandes inclinaisons, on a de plus en plus besoin d'un instrument ayant une précision d'azimut du même ordre de grandeur que celle qu'on peut obtenir en inclinaison. Aussi l'invention a-t-elle notamment pour objet de fournir un tel instrument.

Ce but est atteint grâce aux moyens définis dans les revendications 1 et 8.

L'emploi d'un gyroscope d'allure à deux axes permet d'obtenir une précision supérieure à ±0,1° sur l'inclinaison et à ±0,2° sur l'azimut. On peut utiliser la technique d'un gyro-compas pour aligner le cardan extérieur sur le nord vrai, et cela élimine la nécessité de l'opération d'alignement de référence du boîtier qu'on emploie actuellement pour les instruments gyroscopiques classiques, qui peut constituer une source importante d'erreur azimutale. Pour des inclinaisons dépassant 45°, le cardan extérieur peut recevoir un couple servant à maintenir l'angle zéro du côté haut et on peut utiliser la mesure d'allure du gyroscope autour de l'axe transversal pour calculer l'azimut lorsque l'instrument est promené le long du trajet du trou de forage.

L'invention sera mieux expliquée et comprise par la description ci-après de deux exemples de réalisation préférés de celle-ci, donnés à titre non limitatif, avec référence aux dessins ci-annexés parmi lesquels:

la fig. 1 est une vue en perspective schématique d'un premier instrument, son boîtier étant représenté en coupe;

la fig. 2, une vue partiellement arrachée d'un gyroscope accordé dynamiquement, qui fait partie du premier instrument;

la fig. 3, une représentation schématique illustrant une transformation entre deux jeux d'axes de référence;

les fig. 4 à 6, des schémas illustrant divers stades de la transformation représentés sur la fig. 3, et la fig. 7, un diagramme illustrant la relation entre deux jeux d'axes de référence.

Si l'on se reporte d'abord à la fig. 1, on voit que l'instrument comprend, à l'intérieur d'un boîtier 10 dont l'axe longitudinal coïncide avec l'axe du forage, un gyroscope 12 à deux axes, accordé dynamiquement, monté à l'intérieur d'un cardan de suspension extérieur 13 en forme de cadre sur un arbre 14 du cardan, lequel arbre est pourvu de paliers 16 et 18 supérieur et inférieur de ce dernier, supportés par des montures de palier supérieure 17 et inférieure 19 du cardan extérieur. Le gyroscope accordé 12 est constitué essentiellement par une roue gyroscopique 46 dont l'axe de pivotement de stabilisation (spin) est perpendiculaire à l'axe du cardan extérieur, un premier axe pivot transversal par rapport audit axe de pivotement et un deuxième axe pivot perpendiculaire au premier axe pivot et transversal par rapport audit axe de pivotement. L'arbre 14 du cardan extérieur est également pourvu d'un moteur 22 fournissant le couple et d'un solutionneur ou traducteur 26 supporté par une monture 28. Le solutionneur 26 inclut un stator qui comprend une paire de bobines dont les axes sont mutuellement orthogonaux et un rotor qui comprend une paire correspondante de bobines mutuellement orthogonales. Si un signal de référence est appliqué à l'une des bobines sur le rotor et si l'autre bobine sur le rotor est reliée à la terre, les signaux de sortie des deux bobines sur le stator étant a et b, la grandeur a/b est égale à la tangente de l'angle ^ entre une direction de référence par rapport au boîtier 10 et une direction de référence par rapport à l'arbre 14 du cardan extérieur. L'instrument inclut également un dispositif capteur de gravité 30 qui comprend trois accéléromètres montés sur l'arbre 14 du cardan extérieur.

Si l'on se reporte à la fig. 2, le gyroscope 12 accordé dynamiquement incorpore un boîtier 32 qui est fixé au cardan extérieur 13, un arbre 34 pouvant tourner par rapport au boîtier 32 et par rapport au cardan extérieur 13 autour de l'axe de pivotement (spin) 35 et pourvu de paliers 36 de cet axe de pivotement et un moteur d'entraînement 40 comprenant un rotor 42 attaché à l'arbre 34 et un stator 44 attaché au boîtier 32. La roue gyroscopique 46 est accouplée à l'arbre 34 par un joint de Hookes qui comprend un cardan intérieur 48 susceptible de pivotement autour du premier axe pivot grâce à des tiges élastiques de torsion 50 joignant l'arbre 34 et le cardan intérieur 48, la roue gyroscopique 46 pouvant pivoter autour du deuxième axe pivot perpendiculaire au premier axe pivot grâce à des tiges élastiques de torsion 52 joignant le cardan intérieur 48 et la roue gyroscopique 46.

La roue gyroscopique 46 inclut une bague 54 constituée par un aimant permanent et un évidement annulaire 56 immédiatement contigu à la bague 54 (aimant permanent), à l'intérieur de laquelle sont prévues quatre bobines 57 à 60, produisant le couple, qui sont fixées au boîtier 32, la bobine 57 étant disposée diamétralement à l'opposé de la bobine 59 et la bobine 58, diamétralement à l'opposé de la bobine 60. Une série de capteurs 62 fixés au boîtier 32 sert à détecter le déplacement angulaire de la roue gyroscopique 46 autour des deux axes mutuellement perpendiculaires. Lors du fonctionnement du gyroscope, le couple appliqué à la roue gyroscopique 46 par les ressorts de torsion 50 et 52 est compensé par le couple négatif engendré, qui est dû à l'effet dynamique du cardan intérieur 48, lequel varie comme la racine carrée de la vitesse de la roue gyroscopique 46. Il y a par conséquent une vitesse seulement, qui est la vitesse d'accord, pour laquelle les couples positifs des ressorts sont annulés par l'effet dynamique. A la vitesse d'accord la roue gyroscopique 46 est apparemment désaccouplée de l'arbre 34 et fonctionne donc comme un gyroscope libre.

La fig. 3 montre schématiquement un forage 80 et divers axes de référence par rapport auxquels l'orientation du trou de forage 80 peut être définie, ces axes comprenant un système d'axes fixés à la terre ON, OE et OV, parmi lesquels OV correspond à la verticale vers le bas, ON marque le nord et OE l'est, et un système d'axes fixés au boîtier OX, OY et OZ, parmi lesquels OZ est dirigé suivant la direction locale du forage à l'endroit d'une station de mesure et OX et OY se trouvent dans un plan perpendiculaire à cette direction. Le système des axes fixés à la terre peut être amené à tourner pour venir coïncider avec celui des axes fixés au boîtier par les trois rotations suivantes, dans le sens des aiguilles d'une montre:

1. rotation autour de l'axe OV, de l'angle azimutal \|/ comme indiqué sur la fig. 4,

2. rotation autour de l'axe OE^ de l'angle d'inclinaison 0 comme indiqué sur la fig. 5, et

3. rotation autour de l'axe OZ, de l'angle 0 du côté haut comme indiqué sur la fig. 6.

La fig. 7 illustre schématiquement la relation existant entre les axes fixés au boîtier OX, OY et OZ et un système d'axes fixés au cardan extérieur OX', OY' et OZ', les axes OZ et OZ' étant coïncidents et notés OZZ' sur la figure. Cette figure montre également la relation entre l'angle 0 du côté haut et l'angle 0! mesuré par le solutionneur 26, 02 étant l'angle du côté haut qu'on obtiendrait si l'instrument venait à se déplacer jusqu'en un emplacement de mesure sans rotation autour de l'axe OZ fixé au boîtier. Il est clair que 02 dépend de la forme du trajet suivi par l'instrument. On comprendra que 0 = 0! + 02 si les différents axes, à savoir l'axe fixé au boîtier, l'axe fixé à la terre et l'axe fixé au cardan extérieur sont coïncidents à l'endroit de la bouche du trou de forage.

Les trois accéléromètres du dispositif capteur sont disposés de façon à détecter des composantes gx-, gy et gz- de la gravité le long des trois axes mutuellement orthogonaux et fixés au cardan extérieur OX', OY' et OZ', l'axe OZ' coïncidant avec l'axe du forage. Suivant une autre possibilité les trois accéléromètres peuvent être montés sur le boîtier 10 et disposés de façon à détecter les composantes de gravité gx, gY et gz le long de trois axes mutuellement orthogonaux et fixés au boîtier OX, OY et OZ.

Si les accéléromètres sont montés sur le boîtier, le vecteur de gravité g = gx ■ Ux+gY • UY+gz • Uz, formule dans laquelle Ux, UY et Uz sont les vecteurs unité dans les directions d'axes fixés au boîtier, qui sont respectivement OX, OY et OZ. Si les accéléromètres sont montés sur le cardan extérieur, le vecteur gravité est alors:

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

651 890

4

g = gx- ■ Ux-+gy- • UY-+gz- • Uz-, relation dans laquelle Ux-, UY- et Uz-représentent les vecteurs unité dans les directions d'axes fixés au cardan extérieur, soit respectivement OX', OY' et OZ'.

Ainsi,

gx- = gxcos 0, — gYsin (A)

gy. = gxsin +gYcos 0J (B)

_ _ gz;J= gz (C)

Si UN, UE et Uv représentent les vecteurs unité dans les directions d'axes fixés à la terre, soit respectivement ON, OE et OV, alors d'après la définition des angles 0, 0 et \|/, la formulation de l'opération vectorielle UNEV = {y} {0} {0}UXYZ représente la relation de transformation entre les jeux de vecteurs unité dans les deux cadres où:

cos \|/

—sin y

0

sin y cos y

0

= M

0

1

cos 0

0

sin 0

0

1

0

= {0}

—sin 0

0

cos 0

cos Ó

—sin0

0

sin 0

cos 0

0

= {0}

0

1

L'opération vectorielle UXYZ={0}T {0}T {vj/J^nev représente la relation de transformation en sens opposé.

L'instrument peut fonctionner en trois phases de mesure distinctes pour obtenir trois mesures séparées. En premier lieu, avec l'instrument disposé verticalement à la bouche du forage, c'est-à-dire avec l'axe OZ' aligné sur l'axe OV, on peut utiliser une technique de gyro-compas pour aligner une position angulaire de référence du cardan extérieur 13 sur le nord vrai. L'allure de rotation de la roue gyroscopique 46 autour de l'axe OX', due à la rotation de la terre telle que mesurée par les capteurs appropriés 62 du gyroscope accordé 12 est amenée au moteur de couple 22 par l'intermédiaire d'une circuitene de commande convenable et utilisée pour faire pivoter le cardan extérieur 13 jusqu'à ce que l'allure de rotation de la terre, mesurée autour de l'axe OX' par le gyroscope accordé 12, soit nulle lorsque l'axe de pivotement (spin) 35 (axe OY') sera orienté dans le sens nord/sud, avec l'axe OX dans le sens est/ouest. Cette phase de recherche du nord au moyen du gyro-compas élimine la nécessité de l'opération d'alignement de la référence du boîtier qu'on emploie actuellement avec les instruments gyroscopiques classiques, qui peut constituer une source importante d'erreur azimutale.

Dans une deuxième phase de mesure, applicable à des inclinaisons de forage allant de 0 à 45° par rapport à la verticale, l'inclinaison du forage est mesurée, soit de manière continue, soit en une série d'emplacements sur sa longueur par le procédé de contrôle décrit dans le brevet britannique N° 1509293, excepté que la référence ■ d'alignement initial est obtenue comme décrit ci-dessus en se référant à la première phase de mesure. L'allure de rotation de la roue gyroscopique 46 autour de l'axe OZ', telle que mesurée par les capteurs appropriés 62 du gyroscope accordé 12, est amenée par une circuitene de commande appropriée au moteur de couple 22 et utilisée pour stabiliser le cardan extérieur 13 autour de l'axe OZ' de façon à maintenir l'alignement de l'axe OY' dans le plan vertical nord/sud. Par conséquent le cardan extérieur 13 se comporte comme une plateforme stabilisée à un seul axe dont l'axe OZ' coïncide avec l'axe OZ du boîtier. Ainsi la rotation nette du boîtier 10 autour de l'axe OZ, mesurée par rapport à une référence de cardan extérieur, est égale à la somme de toutes les rotations du boîtier 10 autour des directions instantanées de OZ lorsque l'instrument est déplacé sur le trajet du forage et il est évident qu'elle est indépendante du trajet suivi.

Avec l'instrument décrit dans ledit brevet N° 1509293 les allures de dérive du cardan extérieur autour de l'axe OZ sont de l'ordre de 1

à 10°/h et au cours du contrôle on effectue des vérifications de l'allure de dérive. De cette manière on peut obtenir une précision de la mesure de l'allure de l'ordre de 0,5°/h. Par contre, en utilisant l'instrument décrit ci-dessus, on peut obtenir une précision de la 5 mesure de l'allure de l'ordre de 0,1 °/h et il n'est pas nécessaire de s'arrêter pour effectuer des vérifications de l'allure de la dérive au cours du contrôle. Avec une programmation convenable du système pour corriger les signaux de sortie des accéléromètres eu égard aux effets de l'instrument parcourant un trajet non rectiligne au cours du 10 contrôle, cette phase de mesure peut être exécutée en une seule opération continue.

Dans une troisième phase de mesure, applicable à des inclinaisons de forage dépassant 45° par rapport à la verticale, le cardan extérieur 13 est sollicité à tourner par le moteur de couple 22 de façon 15 à maintenir l'angle 0 du côté haut à zéro, comme mesuré par le dispositif de gravité 30. Si les trois accéléromètres fournissent des composantes de gravité OX, OY et OZ de gx, gY et gz, respectivement le long des axes OX, OY et OZ fixés au boîtier, l'angle d'inclinaison 0 sera donné par:

20

0 = atg (gx2 + gY2)/(gx2 + gY2 + gz2) 1/2

et l'angle 0 du côté haut sera fourni par:

0 = atg (gY/-gx)

25 gx, gy et gz doivent être corrigés des effets de l'instrument qui parcourrait un trajet non rectiligne.

La mesure de l'allure de la roue gyroscopique 46 autour de l'axe OX', telle que fournie par les capteurs appropriés 62 du gyroscope accordé 12, peut être alors utilisée pour calculer l'angle azimutal \|/ 30 lorsque l'instrument est promené sur le trajet du trou de forage. L'allure mesurée autour de l'axe OX', rx = C0x + ßx, où cox représente l'allure de rotation de l'instrument autour de l'axe OX' et Qx, l'allure de la rotation de la terre autour de l'axe OX'. Comme 0 = 0, l'angle azimutal y peut être calculé à partir de l'intégrale de temps 35 y,avec\jr = —tax/sin0= — (rx—ßx)sin0ou£2x = RT-cosycos 0 + Rr • sin 0, RT = Re • cos X et Rr = RE • sin X où RE représente l'allure de la rotation de la terre autour de son axe et X, la latitude géographique.

Les deuxième et troisième phases de mesure sont mutuellement 40 complémentaires, car pour des inclinaisons dépassant 45° par rapport à la verticale, la deuxième phase de mesure tendrait à donner des résultats de plus en plus inexacts lorsque l'inclinaison augmente, tandis que pour des inclinaisons allant de 0 à 45° par rapport à la verticale, la troisième phase de mesure donnerait des ré-45 sultats de plus en plus inexacts lorsque l'inclinaison diminue.

On fournira maintenant ci-après la base théorique de l'instrument.

Si l'instrument est déplacé de façon que l'axe longitudinal de l'instrument OZ' reste parallèle à l'axe du trou de forage au cours du 50 déplacement, alors les allures de rotation de l'instrument autour des axes fixés au boîtier sont définis respectivement par a>x, <by et cùz. Si les allures de rotation instantanées sont définies en fonction des allures 0et \j/, lesquelles sont définies par les modifications des paramètres du forage 0 et y lorsque l'instrument se déplace le long du 55 trajet du forage, l'allure de l'instrument peut être alors définie dans le cadre fixé à la terre par :

RP = — 0-sin y-UN + 0-cos\|/-UE + V'Uy

La transformation du vecteur RP en composantes fixées au 60 boîtier donne:

{0} {0} {\|/} • RP = (—sin9 • cos0 • \j/ + 0 • sin0) ■ Ux + (sin0 • sin0 • \j/ + 0 • cos0) • UY + (cos0 • \j/) ■ Uz

„ Ainsi,

03

<dx = —sin0-cos0-\j/ + 0-sin0 (1)

cûy = — sin0 ■ sin0- >j/ + 0-cos0 (2)

(Bz = cos0 • y/ (3)

5

La résolution des relations 1 et 2 ci-dessus fournit pour \j/ et 0:

\j/ = — {û>x • cos0 — coy ■ sinÖ} / sin0 (4)

0 = cox • sin0 + (ùY • cos0 (5)

Si la grandeur de la rotation de la terre autour de son axe est RE, 5 alors l'allure de rotation de la terre peut être définie dans le cadre fixé à la terre par:

RE = RE • cosX • UN — RE • sin). • Uv, ou

RE — RT-Un — RR * Uv

651 890

La transformation du vecteur RE en composantes fixées au boîtier donne:

tix = Rt " cos\|/ • cos0 • cos0 -1- Rr • sin0 • cosÖ — RT • sinxj/ • sin0 (6) Çly = — RT • cos*)/ • cos0 • sinÖ — Rr • sind ■ sin0 — Rr ■ sin\j/ ■ cos0 (7) Qy = RT • cos\|/• sin0 — Rr-cosO (8)

où £2X, ßv et fìz représentent les allures de rotation de la terre autour des axes fixés au boîtier.

R

2 feuilles dessins

Claims

651 890

1. Instrument pour régler la direction d'un forage, qui comprend un boîtier de forme allongée dont l'axe longitudinal coïncide en service avec l'axe du forage, un cardan extérieur monté avec pivotement à l'intérieur du cardan de façon que son axe de pivotement coïncide avec l'axe longitudinal de celui-ci, un dispositif gyroscopi-que monté dans le cardan extérieur, des moyens de sollicitation de rotation pour appliquer un couple au cardan extérieur et un dispositif capteur de gravité pour détecter deux composantes de gravité dans deux directions transversales, caractérisé par le fait que le dispositif d'ensemble du gyroscope (12) est adapté à fournir des signaux de sortie indiquant les allures de rotation autour de l'axe de cardan extérieur (OZ') et d'un axe (OX') transversal par rapport à l'axe de cardan extérieur et en ce que l'instrument comprend en outre des premiers moyens de sollicitation pour actionner les moyens d'application d'un couple (22) lorsque l'instrument est disposé à la bouche d'un forage de façon à faire pivoter le cardan extérieur (13) sur son axe pour déterminer l'alignement dudit axe transversal (OX') dans une direction est/ouest en réponse à l'allure de la rotation autour dudit axe transversal (OX') détecté par le dispositif gyroscopique (12), des deuxièmes moyens de sollicitation pour actionner les moyens d'application d'un couple (22') en réponse à l'allure de la rotation autour de l'axe (OZ') du cardan extérieur détectée par le dispositif gyroscopique (12), tandis que l'instrument est déplacé le long du trou de forage de manière à stabiliser le cardan extérieur (13) autour de son axe (OZ').

2. Instrument selon la revendication 1, caractérisé par le fait qu'il comprend en outre des moyens de résolution (26) pour détecter l'angle de rotation du cardan extérieur (13) autour de son axe par rapport au boîtier (10).

2

REVENDICATIONS

3. Instrument selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé par le fait qu'il comprend en outre des moyens pour déterminer l'angle du côté haut de l'intrument lorsqu'il est déplacé le long du trou de forage à partir des composantes de gravité détectées et des troisièmes moyens d'actionnement pour actionner les moyens de sollicitation de rotation (22) en réponse à l'allure de rotation autour dudit axe transversal (OX') détectée par le dispositif d'ensemble de gyroscope (12) tandis que l'instrument est déplacé le long du forage sous des angles d'inclinaison élevés de manière à maintenir à zéro l'angle (0) du côté haut.

4. Instrument selon l'une des revendications 1,2 ou 3, caractérisé par le fait que le dispositif capteur de gravité (30) est monté sur le cardan extérieur (13).

5. Instrument selon l'une des revendications 1, 2 ou 3, caractérisé par le fait que le dispositif capteur de gravité (30) est monté sur le boîtier (10).

6. Instrument selon l'une des revendications précédentes, caractérisé par le fait que te dispositif capteur de gravité (30) est adapté à détecter trois composantes de la gravité dans trois directions non co-planaires.

7. Instrument selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé par le fait que le dispositif gyroscopique est un gyroscope à deux axes accordés dynamiquement.

8. Utilisation de l'instrument selon la revendication 1 pour inspecter un trou de forage, consistant à déplacer, le long dudit trou, ledit instrument, de telle façon que ledit boîtier allongé (10) de cet instrument ait son axe longitudinal qui coïncide avec l'axe du trou et que le cardan extérieur (13) monté de façon pivotante à l'intérieur de ce boîtier (10) et supportant un dispositif gyroscopique (12) ait son axe de pivotement coïncidant en permanence avec l'axe du trou, à observer de façon continue la sortie du dispositif gyroscopique (12) au cours des déplacements de l'instrument le long du trou, à appliquer un couple au cardan extérieur (13) qui soit fonction de la sortie détectée de façon à stabiliser le cardan extérieur sur son axe de pivotement, à détecter de façon continue deux composantes de gravité dans deux directions transversales par rapport au cardan extérieur (13) ou au boîtier (10), et à déterminer au moins l'inclinaison 0

et l'azimut y du trou à pluralité de points le long de celui-ci à partir des composantes de gravité détectées, caractérisée par le fait qu'on détecte en outre la vitesse de rotation autour d'un axe (OX') transversal par rapport à l'axe (OZ') du cardan extérieur (13) au moyen 5 du dispositif gyroscopique (12), l'instrument de contrôle étant placé initialement à la bouche du trou, et applique un couple au cardan extérieur (13) pour le faire pivoter autour de son axe de façon à déterminer l'alignement dudit axe transversal (OX') par rapport à une direction est/ouest en réponse à la vitesse de rotation autour dudit io axe transversal (OX') eiFectuée par le dispositif gyroscopique (12).

9. Utilisation selon la revendication 8, caractérisée par le fait que sous de grands angles d'inclinaison du forage, l'allure de rotation autour dudit axe transversal (OX') est détectée de façon continue au moyen du dispositif gyroscopique (12) lorsque l'instrument •5 se déplace le long du trou de forage et en ce qu'un couple est appliqué au cardan extérieur (13) en fonction de l'allure détectée de manière à maintenir à zéro l'angle (0) du côté haut tel que déterminé à partir des composantes détectées de la gravité.