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REVENDICATIONS
1. Clinomètre (I) pour mesurer l'inclinaison et l'azimut d'un
forage, caractérisé en ce qu'il comporte seulement un premier
module (3) comportant un carter allongé intérieur (18) et un carter allongé extérieur (42), le carter intérieur ayant un arbre (37) avec un poids excentré (36) pour procurer un mouvement de rotation au
carter intérieur (18) par rapport au carter extérieur fixe (42), une cas
sette (26) avec un support d'enregistrement (57) disposée de façon
amovible à l'intérieur du carter intérieur, des moyens de mesure de
l'inclinaison à l'intérieur de ce carter intérieur et disposés d'un côté de la cassette amovible, 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 des moyens de mesure de l'azimut,
une fenêtre (49) prévue dans la cassette de façon 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 extérieur porte un élément terminal (16, 24) à ses deux extrémités, l'élément terminal distal (24) ayant un passage central (45) à l'intérieur duquel est disposé un manchon (40), L'arbre (37) s'éten
dant à l'intérieur du manchon et y étant porté par l'intérieur de paliers (39a, 39b), cet arbre étant assujetti à un ressort (41).
3. 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.
4. Clinomètre selon la revendication 1, caractérisé en ce que les moyens de mesure de l'azimut comportent un boîtier (35) à l'inté
rieur duquel se trouve un liquide transparent, un côté de ce boîtier étant recouvert par une paroi transparente (50), le côté opposé du boîtier ayant une fenêtre transparente (20) avec une source lumineuse (55) disposée à proximité, un poids (53) étant monté à l'intérieur du boîtier pour supporter un cadran transparent (54) portant à la périphérie des graduations, le cadran étant porté par le poids par l'intermédiaire d'une aiguille (52) de telle sorte que la source lumineuse forme des images des graduations sur le support d'enregistrement de la cassette.
5. Clinomètre selon la revendication 4, caractérisé en ce que le cadran (54) a une forme courbe.
6. Clinométre 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.
7. Clinomètre selon la revendication 6, caractérisé en ce que les premiers et les deuxièmes moyens optiques comportent 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).
8. Clinomètre 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 clinomètre 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 repê
chage 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'inclinai
son constitués par un pendule tournant, un ensemble d'optique d'in
clinaison 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'en-
semble de nez et qu'ainsi quatorze modules sont prévus dans le clinométre. 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 clinomètre.
Un autre but de cette invention est de proposer un clinomètre capable de procurer un enregistrement des mesures sous une forme numérique.
Un autre but de cette invention est de proposer un clinométre qui n'exige pas une interprétation à la surface.
Un autre but de cette invention est de procurer un clinomètre ayant une seule unité d'angle dans la plage de 0 à 1200.
Un autre but de cette invention est de proposer un clinométre ayant des moyens pour procurer, soit un seul enregistrement, soit une multiplicité d'enregistrements.
Un autre but de cette invention est de proposer un clinométre dans lequel la précision est indépendante de la dérive.
Un autre but de cette invention 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.
Selon cette invention, un clinomètre capable de mesurer l'incli- naison et l'azimut d'un forage est défini par la revendication 1.
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 1 montre le clinométre 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, et
- la figure 3 montre le clinomètre selon une première réalisation.
On se reporte maintenant à la figure 1, qui montre le clinométre 1 de la présente invention. Le clinométre 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 lajaquette 2, ce nez et ce chapeau de repêchage étant également prévus dans les clinomètres 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 ou se trouve à l'intérieur de celui-ci. Dans la réalisation de la figure 3, les moyens de fourniture de l'énergie sont prévus à l'intérieur du module 3. 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.
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'enregistrement 57 est disposé à la base du boîtier. Ainsi, on peut utiliser le clinomètre, soit pour une seule prise de vue, soit pour des prises multiples.
On se reporte maintenant à la figure 3; on voit que la source d'énergie est prévue à l'intérieur du module 3 lui-même. Le module 3 comporte un carter tubulaire extérieur fixe 42. Un bloc terminal 24 est tenu à une extrémité du carter tubulaire extérieur 42; ce bloc 24 a un passage central 45 à l'intérieur duquel est disposé un manchon 40. Le manchon est adapté pour tenir des rubis annulaires 39a et un rubis de poussée 39b. Une extrémité d'un arbre 37 est tenue à rotation à l'intérieur du manchon 40 par l'intermédiaire des rubis 39a et 39b. En outre, le rubis de poussée 39b est appliqué contre l'extrémité de cet arbre et il est disposé sur une bague de retenue coulissante 44. L'arbre 37 a une extrémité arrondie et lisse trempée de façon à faciliter un mouvement de rotation sans frottement.
La bague de retenue 44 est assujettie à un ressort 41 maintenu à l'intérieur du manchon 40 par une vis de fermeture 90.
Comme il est évident, un clinomètre est soumis à des secousses constantes lorsqu'il est introduit à l'intérieur de l'alésage d'un puits ou qu'il en est retiré. Ainsi, le ressort 41 sert de moyen d'amortissement pour empêcher le transfert de ces secousses à l'arbre 37.
La fonction de l'arbre 37 est de déplacer un pendule 22 dans la direction de l'inclinaison du forage. Une telle fonction est réalisée en impartissant un mouvement de rotation à un carter intérieur 18, à l'intérieur duquel est disposé le pendule 22. Dans ce but, un poids excentré 36 est fixé sur l'arbre 37 et communique un mouvement de rotation à cet arbre lorsque le clinométre est écarté de la verticale.
L'arbre 37 est fixé sur le carter intérieur 18 par l'intermédiaire d'une garniture 37a. Le poids excentré 36 est porté de façon réglable par l'arbre 37 par l'intermédiaire d'une vis de réglage 38 de manière que le carter intérieur 18 tourne pour amener le pendule 22 dans la direction de l'inclinaison du forage.
On se reporte maintenant à la réalisation des moyens de mesure de l'inclinaison. Le pendule 22 est maintenu à rotation dans un boîtier en forme de coupe 1 1 par l'intermédiaire d'un arbre 47 ayant des paliers terminaux (non représentés). Une denture 48 est formée sur l'extrémité périphérique du pendule 22, elle est dirigée vers l'intérieur et adaptée pour engrener avec un pignon 21. Ce pignon 21 est monté sur un arbre 12 sur lequel est porté un cadran transparent 13.
Ainsi, un mouvement de rotation du pendule 22 entraîne un mouvement de rotation de l'arbre 12 par l'intermédiaire du pignon 21.
Comme le cadran 13 est porté par l'arbre 12, un mouvement de rotation est ainsi imparti au cadran 13. En conséquence, l'inclinaison d'un forage est mesurée par le mouvement de rotation du carter intérieur 18, qui dispose la roue pendulaire 22 dans la direction de cette inclinaison, ce qui entraîne un mouvement de rotation de cette roue, celui-ci étant transféré au cadran 13 par l'intermédiaire du pignon 21 et de l'arbre 12. La périphérie du cadran 13 porte des graduations, une source lumineuse 15 est disposée en dessous de la portion graduée du cadran 13 de façon à procurer des images éclairées correspondant aux graduations, images qui sont reçues par un prisme 14. La source de lumière 15 est, de préférence, un tube xénon de façon à réduire le temps nécessaire pour l'enregistrement.
Les images provenant du prisme 14 sont transférées par un système optique 10 à un autre prisme 46 disposé devant la fenêtre 49 de la cassette 26 de telle façon que les images soient transférées sur le support d'enregistrement 57 de la cassette 26. Comme on le voit sur la figure 3, le prisme 46 est disposé de manière à n'occuper qu'une partie de la fenêtre 49; de ce fait, le reste de la fenêtre est disponible pour recevoir simultanément les deuxièmes images provenant des moyens de mesure de l'azimut.
On se reporte maintenant au système de lentilles 10, qui a une première position de réglage pour la cassette 26 de la figure 2 pour des prises de vues multiples. Le système de lentilles 10 a une deuxième position de réglage pour des cassettes 93 selon la figure 2a pour une seule prise de vue.
Comme il apparaît sur le dessin, les moyens de mesure d'inclinaison sont disposés dans la direction de l'extrémité proximale du carter intérieur 18. L'extrémité proximale du carter intérieur 18 est tenue dans un bloc terminal 16 par l'intermédiaire d'un arbre tournant sans frottement 17 et d'un palier (non représenté), cet arbre
étant fixé sur le carter 18 par une tête d'arbre 17a. Un espace est dé
limité entre les moyens de mesure d'inclinaison et cette extrémité proximale du carter intérieur 18, cet aspect étant adapté pour loger des interrupteurs programmables de commande 19. actionnés à travers une fenêtre (non représentée) prévue dans ce carter. Un autre espace est défini entre la cassette 26 et les moyens de mesure d'inclinaison, un circuit électronique 25 étant disposé dans cet espace et étant raccordé aux interrupteurs de commande 19.
Le circuit électronique peut comporter tout circuit approprié pour accomplir une multiplicité de fonctions. La première de ces fonctions est un retard programmable au démarrage du moteur 28 et à l'allumage des sources lumineuses 15 et 55 après un temps programmable. Cela est préférable, car le clinomètre prend quelque temps pour atteindre la profondeur visée. La deuxième fonction est d'arrêter la fourniture de courant après une période programmable après l'enregistrement du nombre désiré de lectures. En outre, la troisième fonction est de définir une période prédéterminée entre deux enregistrements consécutifs. Le circuit comporte un circuit de commande et un circuit opérationnel.
Le circuit de commande est constamment raccordé à la source de courant et envoie le signal de commande au circuit opérationnel pour accomplir les fonctions selon le programme introduit par les interrupteurs de mode de commande 19.
On se reporte maintenant aux moyens de mesure de l'azimut, qui comportent un boîtier en forme de coupe 35 maintenu à rotation à l'intérieur du carter intérieur tournant 18 par l'intermédiaire de l'arbre 34. L'une des parois du boîtier 35 a une fenêtre transparente 20. De même, la face frontale du boîtier 35 comporte une paroi transparente 50, un liquide transparent étant disposé à l'intérieur du boîtier 35 et servant de moyen d'amortissement. Une aiguille magné
tique ou un gyro-compas 52 est disposé à l'intérieur du boîtier 35,
cette aiguille ayant un poids 53 pour maintenir le cadran flottant et aligné. Un cadran transparent 54 est fixé à l'aiguille 52 et porte des graduations sur sa périphérie.
La portion graduée du cadran 54 correspond à la fenêtre 20, de sorte que la lumière provenant d'une source lumineuse 55 similaire à la source 15 passe à travers la fenêtre 20 et forme des images des graduations. Ces images passent à
travers la paroi frontale transparente 50 et à travers un système de
lentilles 56 similaire au système 10, lesquelles images sont alors reçues par un prisme 23 disposé sur la partie restante de la fenêtre 49. Le prisme 23 est disposé en opposition au prisme 46.
La source de courant 94 est disposée à l'intérieur du module 3.
Dans ce but, des fenêtres (non représentées) sont prévues pour la cassette, la source de courant et les interrupteurs.