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REVENDICATIONS
1. Clinomètre pour mesurer l'inclinaison et l'azimut d'un forage, caractérisé en ce qu'il comporte un premier module (3) et un deuxième module (3a), ce deuxième module étant un module d'énergie pour fournir du courant au premier module, le premier module comportant un carter allongé intérieur (18) et un carter allongé extérieur (42), un moteur (33) monté à l'intérieur du carter extérieur (42) et couplé à une extrémité du carter intérieur (18) pour lui impartir un mouvement de rotation, une cassette (26) avec un support d'enregistrement (57) disposé de façon amovible à l'intérieur d'un carter intérieur, des moyens de mesure de l'inclinaison à l'intérieur du carter intérieur disposés sur un côté de cette cassette, ces moyens de mesure de l'inclinaison comportant un capteur (67) pour envoyer un signal au moteur,
des moyens de mesure de l'azimut à l'intérieur du carter intérieur et disposés sur le côté opposé de cette cassette, un système optique pour chacun des moyens de mesure de l'inclinaison et de mesure de l'azimut, une fenêtre (49) dans cette cassette de telle sorte que les mesures d'inclinaison et d'azimut soient enregistrées sur le support d'enregistrement de la cassette.
2. Clinomètre selon la revendication 1, caractérisé en ce que le carter intérieur porte un arbre (65) à son extrémité proximale, lequel
est monté à rotation sur l'élément terminal proximal (58) du carter
extérieur (42), cet élément terminal proximal ayant un passage (76)
pour permettre à un support conducteur (59) de s'étendre au travers,
des bandes conductrices (62) étant prévues sur ce support et en contact avec des bagues (63) montées sur l'arbre (65) par l'intermé
diaire de moyens isolants de façon à raccorder la source de courant
disposée à l'intérieur du deuxième module (3a) à ces bagues (63).
3. Clinomètre selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que le moteur (33) est raccordé à la source de courant par l'intermédiaire du capteur optique (67) prévu sur les moyens de mesure d'inclinaison et d'un circuit de commande électronique constitué par un circuit de mémoire et de stockage.
4. Clinométre selon la revendication 3, caractérisé en ce qu'un circuit de commande électronique constitué par un circuit de mémoire et de stockage est intercalé dans la liaison entre la source de courant et le moteur.
5. Clinomètre selon la revendication 1, caractérisé en ce que les moyens de mesure d'inclinaison comportent une roue pendulaire tournante (22) sur laquelle est monté un poids excentré, une denture (48) étant prévue sur la périphérie de cette roue (22) et engrenant
avec un pignon (21) monté sur un arbre (12), un cadran gradué transparent (13) étant fixé sur cet arbre (12), une source lumineuse
(15) étant disposée sous la portion graduée du cadran pour former
des images de ces graduations.
6. Clinomètre selon la revendication 2, caractérisé en ce que les moyens de mesure de l'azimut comportent un boîtier (70), un côté de ce boîtier étant recouvert par une paroi transparente (50), le côté opposé du boîtier ayant une fenêtre transparente (72) avec une source lumineuse (55) disposée à proximité, un compas magnétique (68) étant monté à l'intérieur du boîtier et portant des graduations de telle sorte que la source lumineuse forme des images des graduations disposées à la périphérie du cadran.
7. Clinomètre selon la revendication 6, caractérisé en ce que le compas (68) a une forme courbe.
8. Clinomètre selon la revendication 6, caractérisé par des moyens optiques (56) pour recevoir les images des graduations et les transférer sur un moyen dans la cassette.
9. Clinomètre selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comporte des premiers moyens optiques pour les moyens de mesure de l'inclinaison et des deuxièmes moyens optiques pour les moyens de mesure de l'azimut, ces premiers et deuxièmes moyens optiques comportant respectivement un premier prisme (46) et un deuxième prisme (23) disposés en sens inverse l'un de l'autre, chacun de ces prismes occupant seulement une partie de la fenêtre (49) de la cassette (26).
10. Clinométre selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comporte un moteur (28) pour entraîner la bobine d'entraînement (31) de la cassette (26), un pignon (30) étant monté sur l'arbre de sortie du moteur et pouvant engrener avec des dents prévues sur la bobine d'entraînement (31).
La présente invention concerne un clinomètre capable de mesurer l'inclinaison et l'azimut d'un forage, par exemple celui d'un puits de pétrole.
On connaît dans la technique un clinométre pour mesurer l'inclinaison d'un forage, par exemple celle d'un puits de pétrole. Un tel clinomètre comprend un élément allongé ayant un chapeau de repêchage à une extrémité et un ensemble de nez à l'extrémité opposée, un bloc central étant prévu entre les deux. Plusieurs modules sont disposés entre le chapeau de repêchage et le bloc central et de même entre l'ensemble de nez et le côté opposé de ce bloc central. Les modules disposés entre le chapeau de repêchage et le bloc central comportent un amortisseur, un ensemble de batterie pour fournir de l'énergie aux divers autres modules, un ensemble d'horloge pour un actionnement rythmé des modules, un système d'actionnement et un amortisseur. Ainsi, cinq modules sont disposés entre le chapeau de repêchage et le bloc central.
De même, les modules disposés entre le côté opposé du bloc central et l'ensemble de nez comportent un amortisseur, un commutateur, des modules de mesure de l'inclinaison constitués par un pendule tournant, un ensemble d'optique d'inclinaison et un module de cassette, un raccord, et des modules de mesure d'azimut constitués par une cassette d'azimut, et un module d'ensemble optique d'azimut et un ensemble d'amortisseur. Ainsi, il apparaît que neuf modules sont prévus entre le bloc central et l'ensemble de nez et qu'ainsi quatorze modules sont prévus dans le clinomètre. En conséquence, l'un des inconvénients de la réalisation connue précitée d'un clinomètre est qu'il comporte quatorze tels modules et que, de ce fait, sa longueur est importante.
En conséquence, un but principal de cette invention est de proposer une réalisation améliorée d'un clinométre.
Un autre but est de proposer un clinomètre capable de procurer un enregistrement des mesures sous une forme numérique.
Un autre but est de proposer un clinomètre qui n'exige pas une interprétation à la surface.
Un autre but est de procurer un clinomètre ayant une seule unité d'angle dans la plage de 0 à 120".
Un autre but est de proposer un clinomètre ayant des moyens pour procurer soit un seul enregistrement, soit une multiplicité d'enregistrements.
Un autre but est de proposer un clinomètre dans lequel la précision est indépendante de la dérive.
Un autre but est de proposer un clinomètre ayant une source d'éclairage pour le système photo-optique, ce qui réduit le temps exigé pour effectuer un enregistrement.
Le but principal du clinométre selon cette invention est atteint par l'objet défini dans la revendication 1; d'autres buts souhaitables sont atteints par des formes d'exécution définies dans les revendications dépendantes.
L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description détaillée, donnée ci-après à titre d'exemple seulement, de plusieurs réalisations préférées, en liaison avec le dessin joint sur lequel:
la figure I montre le clinomètre de la présente invention;
la figure 2 montre une première réalisation des moyens d'enregistrement amovibles;
la figure 2a montre une autre réalisation d'une cassette destinée à un seul enregistrement;
la figure 3 montre le clinomère selon l'invention;
la figure 4 montre le cadran prévu sur le clinomètre de la figure 3.
On se reporte maintenant à la figure 1, qui montre le clinomètre
1 de la présente invention. Le clinomètre 1 comporte une jaquette extérieure 2 qui peut ou non être isolée, d'une manière connue en soi dans la technique. Un nez 4 est tenu à l'extrémité distale et un chapeau de repêchage 6 est tenu à l'extrémité proximale de la jaquette 2, ce nez et ce chapeau de repêchage étant également prévus dans les clinométres de la technique connue. De façon spécifique et selon l'invention, un seul module de mesure tournant 3 est prévu à l'intérieur de la jaquette et la source d'énergie est prévue séparée de ce module. Dans la technique antérieure, les modules occupent une longueur d'environ 61 cm. Dans la présente invention, le module 3 a une longueur d'environ 15 à 20 cm. Un ressort 5 ou un amortisseur est disposé entre le nez 4 et le module 3, des joints d'étanchéité 4a étant prévus entre eux.
De même, un ressort 7 est disposé entre le module 3 et le chapeau de repêchage 6, des joints d'étanchéité 6a étant prévus entre eux. Le chapeau de repêchage 6 est prévu pour descendre le clinométre 1 par l'intermédiaire d'un câble 8, comme il est connu dans la technique.
On se reporte maintenant à l'élément d'enregistrement de la figure 2, qui comporte une cassette 26 disposée de façon amovible à l'intérieur du module 3 à travers une ouverture ou une fenêtre appropriée (non représentée) prévue dans la jaquette 2. Dans ce but, le module 3 contient un moteur 28 monté de façon amovible et couplé à un mécanisme réducteur amovible 29 (figure 3). L'arbre de sortie du mécanisme réducteur 29 porte un pignon 30 destiné à entraîner la bobine d'entraînement 31 de la cassette 26.
La cassette comporte un boîtier avec une bobine d'entraînement 31 adaptée pour être entraînée à partir d'un moteur 28 par l'intermédiaire du mécanisme réducteur 29 et du pignon 30. La bobine d'entraînement 31 porte une denture engrenant avec le pignon 30. La bobine d'entraînement 31 est adaptée pour recevoir un support d'enregistrement 57, par exemple une bande de film ou un papier d'enregistrement, en provenance d'une bobine d'alimentation 27. Des galets de guidage 32 sont prévus à l'intérieur de la cassette 26 pour guider le trajet du support d'enregistrement 57 de la bobine d'alimentation 27 à la bobine d'entraînement 31. Une fenêtre 49 est prévue dans la cassette 26 et le trajet du support d'enregistrement 57 passe à travers l'ouverture formée par cette fenêtre de façon à recevoir les images graduées.
Une plaque à ressort 56 est prévue à l'intérieur de la cassette 26 et est adaptée pour exercer une pression sur le support 57 à proximité de la fenêtre 49, de sorte que le support d'enregistrement 57 se trouve dans un plan horizontal unique lorsqu'il passe devant la fenêtre 49. La cassette 26 est réalisée de façon à empêcher toute lumière de pénétrer à l'intérieur, sauf à travers la fenêtre 49.
En outre, le moteur 28 et le mécanisme réducteur 29 sont montés
de façon amovible à l'intérieur du module 3. Ainsi, lorsque le clinomètre n'est utilisé que pour une seule prise de vue, le moteur 28 et le mécanisme réducteur 29 ne sont pas nécessaires. En outre, et pour
une seule prise de vue, on peut employer la cassette 93 de la figure
2a, qui comporte un boîtier 91 avec une fenêtre 92. Le support d'en
registrement 57 est disposé à la base du boîtier. Ainsi, on peut utili
ser le clinomètre soit pour une seule prise de vue, soit pour des prises
multiples.
On se reporte maintenant à la figure 3 qui montre un clinomètre qui comporte un carter tubulaire fixe extérieur 42 ayant un bloc terminal 58 avec une ouverture pour recevoir un support conducteur isolé 59. Le support conducteur 59 porte deux broches de bornes 60 adaptées pour être raccordées à une source de courant contenue dans un module de source de courant 3A. Deux conducteurs (non représentés) sont incorporés dans le support 59, une extrémité des conducteurs étant raccordée à sa borne respective 60 et l'autre extrémité étant raccordée à sa borne de contact respective 62. Les bornes de contact 62 sont en léger contact avec des bagues tournantes 63 par l'intermédiaire de points de contact appropriés, ces bagues étant fixées sur un arbre tournant 65. Des rondelles isolantes 64 sont montées entre les bagues 63.
L'arbre tournant 65 a une extrémité conique lisse 51 supportée dans un palier principal 66 monté dans le bloc terminal 58. L'extrémité opposée de l'arbre 65 est fixée sur le carter tubulaire intérieur tournant 18.
Les moyens de mesure de l'inclinaison sont disposés à l'intérieur du carter tubulaire intérieur tournant 18 et comportent un boîtier en forme de coupe 11. Une roue pendulaire 22 est montée à rotation dans le boîtier 11 par l'intermédiaire d'un arbre tournant 47. Une denture 48 est prévue sur l'extrémité de la roue 22 et est adaptée pour engrener avec un pignon 21. Le pignon 21 est monté sur un arbre tournant 12 portant un cadran transparent 13. Des graduations sont prévues sur l'extrémité du cadran 13, une source lumineuse 15 étant disposée en dessous de la portion graduée transparente de ce cadran. Un capteur optique 67 est prévu au voisinage du cadran 13. Le cadran 13 a une fente 43 (figure 4) dont la largeur varie de telle façon que la quantité de lumière détectée par le capteur 67 est fonction de la position de la fente 43 devant la source lumineuse 15.
Ainsi, dans la position A, la quantité de lumière passant à travers la fente 43 et détectée par le capteur 67 sera supérieure à celle captée à la position B, mais inférieure à celle captée à la position C.
La largeur de la fente 43 est directement proportionnelle aux graduations. Ainsi, le capteur 67 peut quantifier l'inclinaison en termes de comptes par l'intermédiaire d'un circuit électronique (non représenté).
L'angle d'inclinaison est mesuré par la rotation de l'arbre 12, la valeur de cette rotation étant mesurée par les graduations sur le cadran 13. La source lumineuse 15 forme une image des graduations qui passe à travers un prisme 14, un système optique 10 et un prisme 46. Les images sont dirigées par le prisme 46 à travers la fenêtre 49 sur le support d'enregistrement 57 de la cassette 26. Le fonctionnement du capteur 67 sera décrit ci-après.
On se reporte maintenant aux moyens pour mesurer l'azimut
Ces moyens comportent un boîtier en forme de coupe 70 tenu à rotation sur le carter intérieur 18 par l'intermédiaire de tourillons 71.
Un compas magnétique 68 est porté à rotation sur un arbre 69. Le boîtier d'azimut 70 a une fenêtre 72, une source lumineuse 55 étant disposée à proximité immédiate de cette fenêtre. Des graduations sont prévues sur la périphérie du compas magnétique 68 de telle façon que la source lumineuse 55 forme une image des graduations, qui passe à travers le couvercle avant transparent 50. Ces images passent à travers un système optique d'azimut 56 et un prisme 23 pour permettre aux images d'être dirigées sur le support d'enregistrement 57. Comme il apparaît, le prisme 23 est disposé en sens inverse du prisme 46.
Un mouvement de rotation est procuré au carter tubulaire intérieur 18 par le moteur 33, d'une manière différente des moyens pour procurer un mouvement de rotation au carter intérieur de la figure 3.
Le moteur 33 a un arbre de sortie avec un pignon 73 qui impartit un mouvement de rotation au carter intérieur 18 par l'intermédiaire de pignons d'accouplement 74. La fonction du moteur 33 est similaire à celle du poids excentré 36 de la figure 3, à savoir d'amener la roue pendulaire 22 dans la direction de l'inclinaison du forage. Dans ce
but, le moteur 33 est adapté pour être raccordé à la source de courant prévue dans le module 3A par l'intermédiaire du capteur 67.
Considérons que le cadran 13 tourne, mais ne procure pas une lecture de l'inclinaison maximale. La lecture est amenée dans le capteur 67 qui permet au moteur 33 d'être raccordé à la source de courant. Le capteur 67 reste dans un mode actifjusqu'au moment où il a détecté l'inclinaison maximale et ensuite il déconnecte le moteur 33 de la source de courant. Dans ce cas. la roue pendulaire 22 est amenée dans la direction de l'inclinaison maximale du forage.
et il en résulte que les sources lumineuses 15 et 55 sont raccordées à la source de courant pour faciliter une lecture de l'inclinaison et de l'azimut et le moteur 28 est ensuite raccordé pour un temps prédéterminé à la source de courant de façon à faire avancer le support pour l'exposition suivante.