La présente invention a pour objet une sonde d'imagerie champ total permettant de réaliser des diagraphies sur toute la périphérie de la paroi d'un trou foré dans le sous-sol.

Le secteur technique de l'invention est la fabrication et l'exploitation sur chantier d'outils ou de sondes pour effectuer des mesures des caractéristiques du sol dans un trou foré traversant des formations géologiques et pour relever et analyser à distance ces mesures.

Une des applications principales de l'invention est son utilisation pour effectuer des diagraphies d'imagerie de puits permettant d'obtenir une bonne couverture de la totalité de la paroi de forage, en utilisant différents moyens de mesure individuels usuels, tels que les mesures acoustiques ou microrésistives.

On connaît en effet, différents systèmes et procédés dont certains ont fait l'objet de demandes de brevets et qui portent sur le même objet et/ou la même application que la présente invention, mais dont les solutions techniques retenues ne permettent pas de bonnes performances et/ou sont difficiles à mettre en oeuvre.

Dans la suite de la description et à titre de définition, le terme générique "carottage électrique" ou "diagraphie électrique" ou encore "log" désigne l'enregistrement en continu de paramètres physiques des formations rencontrées en cours de forage, en fonction de la profondeur.

On rappelle tout d'abord que la diagraphie d'imagerie est un nouveau concept permettant, à partir de mesures individuelles usuelles, de présenter selon un développé de la paroi du puits en fonction de la profondeur, la réponse de cette paroi à une mesure physique, cette mesure ayant une définition verticale et horizontale de l'ordre de plusieurs dizaines de centimètres pour les diagraphies courantes. Cette représentation, sur tout support visuel affichable et par ailleurs orientée dans l'espace, constitue donc une image artificielle des formations rencontrées.

Sa mise en oeuvre nécessite pour l'essentiel :

- une investigation à l'aide du paramètre mesuré, permettant la couverture maximale de la paroi du puits ;

- des moyens de repérage dans l'espace; - un traitement de chaque mesure représentant l'amplitude de ce paramètre sous forme d'une couleur ou d'un dégradé de gris; par exemple les fortes résistivités en blanc et les très faibles en noir. L'amplitude d'une onde sonore, émise par un capteur, après réflexion par la paroi du puits, peut être traitée de la même façon. Ainsi, le brevet FR. 2.532.059 déposé le 19.08.1982 par la société SCHLUMBERGER PROSPECTION ELECTRIQUE, décrit un dispositif pour la présentation visuelle de résultats de mesure, pouvant s'appliquer à ce type de traitement.

Il est évident que pour être représentatives des formations rencontrées, ces mesures doivent investiguer un pourcentage maximal de la paroi du puits.

Pour cela, une possibilité est de réaliser une imagerie acoustique à partir d'un capteur tournant servant d'émetteur et de récepteur, et ne posant pas mécaniquement de problème. La densité des informations reçue ne dépend que de paramètres contrôlables :

- vitesse de rotation;

- vitesse ascensionnelle;

- nombre de scrutations par tour.

Il en est ainsi de toute autre mesure réalisée à partir d'un capteur tournant, tel que par exemple celui décrit dans la demande de brevet FR. 2.448.621 déposée le 09.02.1979 par 1 ^* INSTITUT FRANçAIS DU

PETROLE et intitulée : "Sonde à patin rotatif pour effectuer des mesures dans un forage".

Par -contre, toute mesure nécessitant la mise en contact de capteurs ou de patins sur la paroi d'un puits pose des problèmes mécaniques rappelés ci-après.

Pour réaliser en effet ce contact, les sondes utilisent habituellement des patins rigides ou semi-rigides constituant un côté d'un parallélogramme, le côté opposé étant défini à ses extrémités par une ou deux articulations situées sur le corps de sonde, tel que décrit pour une imagerie acoustique dans la demande de brevet U.S. 948.206 déposée le 31 Décembre 1986 par la société SHELL

INTERNATIONALE RESEARCH.

La couverture de la mesure dépend de la taille des patins, de leur nombre et du diamètre du forage. Par ailleurs, la descente d'outil dans le puits, avant la mesure, impose qu'en position repos, patins repliés, ceux-ci soient contenus à l'intérieur du diamètre du corps de sonde et dans l'utilisation acoustique ci-dessus, le frottement des patins sur la paroi génère beaucoup de bruits parasites.

Dans le cadre d'une application courante, la couverture d'une sonde de diamètre extérieur 4"l/2, par exemple dans un trou en 8"l/2 (standards pétroliers équivalant respectivement à 114,3 mm et 216 mm) ne dépasse pas 40%; elle n'est plus que de 28% dans un puits en 12"l/4 (311 mm).

Cette contrainte oblige les opérateurs à réaliser plusieurs enregistrements afin que l'outil, ayant si possible tourné entre deux mesures, obtienne une couverture de la paroi suffisante.

Dans le domaine de l'imagerie pour sondes à électrodes de microresistivite, on relève la demande de brevet 2.611.919 déposée le 05.03.1987 par la société de PROSPECTION ELECTRIQUE SCHLUMBERGER, concernant une sonde de diagraphie à large champ angulaire : cette sonde permet de doubler la couverture de la sonde usuelle mécanique en permettant l'implantation, à l'extrémité de chaque bras articulé, de deux volets latéraux de mesure disposés de part et d'autre d'un axe parallèle à l'axe de la sonde et décalés en hauteur, pour pouvoir les positionner sur le corps de sonde.

Cette implantation permet théoriquement d'obtenir 100% de couverture dans un puits en 7" (non standard en trou ouvert) et seulement 82% en 8"1/2 avec une sonde de 5" de diamètre extérieur. Cela conduit par ailleurs à une mécanique complexe et, en conséquence, onéreuse.

Une autre possibilité pour réaliser une imagerie à champ total en limitant les problèmes mécaniques, est d'effectuer celle-ci à partir de sonde ne touchant pas la paroi du trou à explorer : cependant les mesures recueillies sont perturbées automatiquement par le fluide, qui est souvent de la boue, remplissant ce trou, et s'intercalant entre les capteurs et la paroi; les résultats sont alors difficilement interprétables car, que ce soit dans le domaine

électrique ou acoustique, les fluides utilisés peuvent constituer un élément parasite : en acoustique, les microparticules solides présentes dans la boue diffractent 1'onde sonore et diminuent fortement l'amplitude de l'onde reçue par le capteur; en électrique, la faible réfeistivité de la boue favorise un court-circuit partiel des lignes de courant à la sortie des électrodes..

Certes», on relève diverses études qui ont fait l'objet de dépôts de brevets pour limiter ces problèmes liés à l'influence du fluide, tant en électrique qu'en acoustique, tel que : - la demande de brevet FR. 2.611.920 déposée le 25.02.1987 par le CNRS, qui utilise des électrodes électriques de détection de fractures situées en couronne au centre de la sonde et associées à des électrodes de focalisation et de recueil aux extrémités avec des moyens de correction propres à agir sur le potentiel des électrodes d'émission pour compenser la diffusion du courant dans le milieu fluide; en variante, les électrodes de protection et d'émission ont un mouvement de rotation autour d'un axe vertical de la sonde.

- La demande de brevet U.S. 935.422 déposée le 26.11.1986 par la société SHELL INTERNATIONALE RESEARCH, qui décrit un appareil de production d'images de trous de sonde, à transducteur acoustique, et comprenant des moyens d'amplification à gains variables réglables pour réduire les effets de faux signaux générés par la boue située en anneau autour de la sonde.

Outre les problèmes donc d'influence parasite du fluide intercalé qui, malgré les projets ci-dessus ne sont pas résolus pour obtenir une bonne interprétation des mesures, il faut souligner également la difficulté de positionner les sondes et de contrôler leur orientation puisqu'il n'y a pas d'appui contre les parois, cela rend donc encore plus difficile leur mise en oeuvre pour avoir un relevé le plus complet possible de la paroi.

Une dernière possibilité pour, d'une part, diminuer l'influence du fluide des systèmes ci-dessus et, d'autre part, simplifier les moyens mécaniques, des précédents, est d'utiliser des sondes à paroi souple, qui peuvent alors se plaquer contre la paroi; cette possibilité a été développée dans diverses applications, toutes à électrodes dont on peut citer les deux exemples suivants, qui ont fait l'objet de dépôt de ^* brevets : le brevet U.S. 2.930.969, déposé le 16

Mai 1956 par Monsieur BAKER, décrit une enveloppe souple ouverte vers le haut et le bas, comme une ancre flottante, et portant des électrodes sur sa surface externe, de telle façon qu'accrochée à une tige de manutention, elle se referme quand on la descend dans le puits et elle s'ouvre par la vitesse du fluide, pénétrant à sa partie supérieure quand on la remonte.

Un autre brevet U.S. 4.236.113 déposé le 13 Avril 1978 par Monsieur ILEY pour PHILIPS PETROLEUM, décrit une sonde comportant un corps gonflable, sur lequel sont disposées des électrodes dans un plan horizontal et qui vient en contact avec la paroi lorsque la sonde est positionnée à l'endroit voulu.

Ces systèmes permettent effectivement de réduire la complexité mécanique des patins articulés, mais ne résoluent pas le manque de couverture totale de la paroi du puits : de plus, le premier système exige une vitesse de remontée de sonde importante, et le deuxième au contraire, une prise de mesure à l'arrêt, car il obture alors totalement ledit puits.

Ainsi, aucun de ces procédés ou dispositifs ne permet de solutionner le problème auquel la présente invention apporte pourtant des solutions : en effet, le problème posé est de pouvoir réaliser une sonde permettant une imagerie champ total du sous-sol entourant un trou, qui améliore les performances des outils actuels, d'une part dans la couverture effectivement totale de la périphérie de la paroi jusqu'à des diamètres au moins de 216 mm et même au delà, avec une définition de mesure verticale et horizontale de l'ordre du centimètre, sur toute la surface de la paroi, d'autre part, dans l'élimination maximum des effets parasites du milieu fluide existant dans le trou et enfin en permettant sa remontée en cours de mesure en limitant les vibrations éventuelles dues aux frottements et malgré la présence du milieu fluide ambiant, qui doit donc circuler de part et d'autre de la sonde.

Une solution au problème posé est une sonde d'imagerie champ total permettant d'effectuer des diagraphies d'imagerie sur toute la périphérie de la paroi d'un trou foré dans le sous-sol et remplie d'un fluide, grâce à des capteurs de mesure des caractéristiques de ce sol, montés sur ou dans le corps de ladite sonde, certaines parties de ce corps pouvant venir en contact avec ladite paroi et en position repos,

sa forme extérieure étant celle d'un cylindre d'un diamètre inférieur au diamètre dudit trou : selon l'invention ledit corps de la sonde comporte au moins une enveloppe moulée à partir d'un matériau de type élastomère, comprenant des éléments en hélices, séparés par des soufflets, de telle sorte que grâce à tout moyen interne d'expansion, ladite enveloppe se déploie pour que lesdits éléments épousent la paroi du puits et que lesdits soufflets assurent les liaisons entre ces éléments et maintiennent l'ensemble de l'enveloppe d'une manière semi-rigide et suivant une continuité de sa face périphérique. Dans différents modes de réalisation, ladite enveloppe peut être complètement fermée et contient un fluide pouvant être mis sous pression, pour constituer ledit moyen interne d'expansion de l'enveloppe contre la paroi du puits, lesdits éléments en hélices étant dotés de systèmes élastiques propres de rappel pour revenir en position repos en l'absence de pression relative du fluide supérieure à celle du fluide ambiant et lesdits soufflets laissent un passage suffisant audit fluide lors de la remontée de la sonde en cours de mesure; ou ledit moyen interne d'expansion est constitué de tout système hydromécanique reliant chaque élément en hélice à un élément statique de structure du corps de sonde.

Dans une application de mesure acoustique, au moins un des capteurs est un transducteur ultrasonique, situé à l'intérieur de ladite sonde, ladite enveloppe étant complètement fermée et remplie d'un fluide autorisant un bon couplage acoustique. Dans une autre application de mesure électrique, éventuellement combinée avec la précédente, au moins certains desdits capteurs sont des électrodes connues de mesures microrésistives intégrées et moulées dans lesdits éléments en hélices pouvant venir en contact de ladite paroi du puits, et disposées le long de ces éléments afin que, quel que soit le diamètre de la position d'expansion et de mesure compatible avec ladite sonde, l'ensemble de la périphérie de la paroi dudit puits est entièrement couverte et investiguée par lesdites électrodes, lorsque l'on remonte sans rotation ladite sonde.

Différentes autres applications de mesures sont également possibles.

Le résultat est une nouvelle sonde d'imagerie champ total qui améliore considérablement les performances des outils actuels et ouvre

la possibilité à de nombreuses utilisations. En effet, grâce à la combinaison d'éléments en hélices pouvant venir en contact avec la paroi du trou ou du puits, et de soufflets intercalés entre ces éléments, l'ensemble constituant un corps semi-rigide qui peut donc bien supporter les effets de frottement contre la paroi, il est possible d'adapter tous types de capteurs connus et utilisables pour les diagraphies : ces solutions techniques proposées sont d'autant plus intéressantes quand ces capteurs nécessitent un bon contact avec la formation du sous-sol à investiguer. Cette sonde selon l'invention, en effet, résout en priorité le problème de recouvrement de la paroi du puits ou des mesures de microresistivite ou toute mesure utilisant des capteurs en contact avec cette paroi. Cependant le principe de cette sonde permet également des applications et/ou améliorations pour d'autres méthodes de diagraphies d'imagerie, telles que celles décrites à titre d'exemple et plus en détail dans la description ci-après et concernant

- l'imagerie acoustique car la sonde permet de s'affranchir de la contrainte due à la qualité de la boue et de diminuer fortement l'incidence des autres (contrastes des impédances acoustiques etc...); la combinaison avec l'imagerie électrique d'un système acoustique permettant également la mesure exacte de la géométrie du trou ;

- le problème de la caméra de puits en milieu opaque, tel que la boue de forage, qui interdit en général son utilisation en dehors des forages d'eau et de géothermie basse énergie.

Un autre avantage et non des moindres, quelle que soit l'application de cette sonde, est que celle-ci, étant donné son principe et les matériaux mis en oeuvre pour sa réalisation, est extrêment légère en regard des sondes usuelles. En terme de mesure, ceci signifie :

- meilleure application des éléments et donc des segments de mesure quand ces éléments portent des capteurs;

- meilleur centrage de la sonde dans des puits déviés; - diminution de l'effet de "YO-YO" de la sonde, qui est un déplacement non linéaire dû à un effort de friction variable et que l'on rencontre dans les systèmes comportant des patins.

On pourrait citer d'autres avantages de la présente invention, mais ceux cités ci-dessus en montrent déjà suffisamment pour en démontrer la nouveauté et l'intérêt.

La description, les dessins et les figures ci-après représentent un exemple de réalisation de l'invention, mais n'ont aucun caractère limitatif :- d'autres réalisations sont possibles à partir des revendications qui précisent la portée et l'étendue de cette invention.

La figure 1 est une vue de profil d'un exemple de sonde suivant l'invention en position repos pénétrant dans un trou.

La figure 2 est tme vue de profil de la sonde de la figure 1 en position de mesure. '

La figure 3 est une vue en coupe AA de la figure 2 d'une sonde en position de mesure. La figuré 4 est une vue perspective d'un autre exemple de sonde. La présente invention concerne la sonde elle-même, son principe de déploiement et de réalisation et aucunement l'électronique associée aux différentes mesures qui a déjà été développée pour ce type d'applications et qui n'est donc pas décrite. Dans sa position repos ou repliée, tel que représentée sur la figure 1, la sonde 5 peut être déplacée dans le trou foré 1, sa forme extérieure étant celle d'un diamètre inférieur à celui dudit trou 1. Celui-ci est en général rempli de fluide 3, qui dans le cas d'un forage en cours est de la boue opaque, et qui sépare donc la paroi 2 du trou du corps de sonde 5 : ce fluide doit pouvoir passer d'un côté à l'autre de la sonde lorsque celle-ci est déployée comme dans la figure 2 et déplacée linéairement pendant la mesure.

Ledit corps de sonde 5 comporte suivant l'invention une enveloppe 6-, moulée à partir d'un matériau de type élastomère résistant bien à l^abrasion, aux huiles, à la chaleur etc.. Cette enveloppe comprend des éléments 7 en hélices, qui lorsqu'ils sont en position repos, sont pratiquement adjacents les uns des autres : ces éléments 7 peuvent comporter pour les applications de mesure nécessitant un contact avec la paroi 2, des capteurs 4 tels qu'électrodes ou transducteurs, qui sont alors distribués hélicoïdalement sur ladite enveloppe 6.

En ce cas, on peut envisager de recouvrir les seules zones 7 en

contact direct avec la paroi du puits lors du déploiement, en dehors des capteurs, d'une faible épaisseur de matière résistant particulièrement à l'abrasion, sans nuire à la souplesse nécessaire. L'ensemble des électrodes ou des transducteurs peut être moulé dans la matière du corps de sonde, selon des techniques bien connues et utilisées par ailleurs.

En variante, la matière des électrodes peut être en élastomère ou matériau similaire conducteur.

La figure 2 représente la même sonde 5 en position de mesure, grâce à une expansion et un déploiement de son enveloppe 6 contre ladite paroi 2 du puits ou trou 1.

L'élasticité radiale, nécessaire au déploiement, est obtenue par 1'intermédiaire de soufflets 8, pouvant être disposés conformément à la figure 3. Par ailleurs, quand l'enveloppe 6 est étanche et fermée, la section disponible entre ces soufflets 8 et la paroi du puits 2 permet le passage du fluide tel que la boue de forage 10, lors de la remontée de la sonde 5 en cours de mesure.

Quelle que soit l'expansion adaptée au diamètre du trou 2, celle-ci permet, jusqu'à un diamètre de la paroi maximum fixé et propre à chaque type de sonde, d'assurer un recouvrement "d" de mesures entre le capteur 4 situé en haut d'un élément 7 et celui situé en bas de l'élément adjacent, lors de la remontée de la sonde. Suivant la précision souhaitée et la définition de la mesure, on fixera une valeur de "d" minimum négative pour avoir un recouvrement de surface assuré pour les deux capteurs et minimum positive quand on accepte une tolérance de non recouvrement.

Les parties supérieures et inférieures des zones de mesure de l'enveloppe 6 peuvent être protégées pour éviter d'accrocher en descendant la sonde ou, en cours de., mesure, en remontant. Cette protection peut être obtenue, par exemple par un système de "pétales" se chevauchant plus ou moins en fonction du dia *tre.

Dans une réalisation préférée de l'invention, le déploiement se fait par mise en pression d'un fluide 10 à l'intérieur de l'enveloppe 6 étanche, qui doit être alors close, complètement fermée et étanche, contrôlé par un système mécanique 9 et de rappel pour revenir en position repos en l'absence de pression relative du fluide 10, assurant aux éléments hélicoïdaux 7 une géométrie connue en fonction

du diamètre extérieur du cylindre sur lequel sont positionnés ces éléments et qui correspond, en position de mesure, à celui dudit trou 1, comme représenté sur la figure 3.

Dans une autre réalisation ledit moyen interne 9 d'expansion est constitué de tout système hydromécanique reliant chaque élément 7 en hélice à un élément statique de structure du corps de sonde 5 : ce système hydromécanique peut être constitué de vérins et de ressorts.

Selon -τιn autre mode de réalisation, l'enveloppe 6 comporte une double paroi, dont l'espace ainsi délimité, peut être mis sous pression pour assurer une plus grande rigidité.

Ainsi ladite enveloppe 6 et son moyen interne d'expansion 9 peuvent être réalisés suivant une des formes décrites ci-dessus ou peuvent combiner plusieurs de ces formes, telles que :

- soit ï'enveloppe 6 est fermée et étanche, et peut être déployée par un fluide sous pression;

- soit l'enveloppe 6 est fermée et étanche, et peut être déployée par un moyen mécanique 9 ou hydromécanique interne enfermé dans ladite enveloppe, qui peut être remplie alors d'un liquide 10 restant alors en équipression avec l'ambiance 3 extérieure; - soit l'enveloppe 6 est ouverte vers le haut et le bas et des bras articulés 13 assurent son déploiement, ou tout autre moyen mécanique ou hydromécanique;

- soit l'enveloppe est comme dans le cas précédent et comporte en plus une double paroi pour la rendre plus rigide. Les figures 1 et 2 illustrent des formes conformes aux deux premiers exemples ci-dessus cités. L'enveloppe 6 protège de la boue de forage l'ensemble du volume intérieur ainsi défini. Ceci implique que les ouvertures supérieure et inférieure de cette enveloppe fassent étanchéité sur les parties correspondantes du corps de la sonde 5. Cependant, les deux caractéristiques de base qui sont d'avoir un support d'une part, assurant une distribution hélicoïdale de segment pouvant porter des capteurs et d'autre part, possédant une capacité de déploiement radial, grâce à la présence de soufflets entre les zones de Mesure, peuvent aussi être assurées sans nécessiter le recours à une enveloppe étanche fermée sur le corps de sonde : cette dernière possibilité est représentée sur la figure 4, en illustration des formes conformes aux deux derniers exemples ci-dessus cités.

On retrouve dans cette figure : les segments 7 avec des zones de mesure implantées hélicoïdalement et les soufflets 8.

Dans le cas représenté, des bras articulés 13 assurent le déploiement depuis le support ou corps de sonde 5; les électrodes et l'ensemble des connexions électriques nécessaires peuvent être moulées dans l'enveloppe 6 au niveau des zones de mesures.

En variante donc, l'enveloppe 6 peut être d'une double épaisseur et creuse, l'intérieur étant rempli d'un fluide hydraulique en équipression en position repos, et en légère surpression pendant les mesures avec le fluide ambiant, la géométrie d'ensemble du système restant identique.

Un des objectifs visés par cette dernière variante, est d'introduire une rigidité variable au niveau des zones de mesure et de pouvoir modifier le rayon de courbure de celles-ci en augmentant la pression à l'intérieur, de façon à s'adapter aux variations du diamètre de forage.

Dans cette variante, les soufflets 8 ne sont pas creux mais quelques passages tubulaires de faible diamètre implantés dans l'épaisseur des soufflets assurent la continuité hydraulique entre les différentes zones de mesures.

Les liaisons électriques entre l'électronique à l'intérieur de la sonde 5 et les électrodes passent derrière les bras de déploiement 13 et pénètrent dans la sonde par l'intermédiaire de connecteurs étanches. II en est de même des liaisons hydrauliques dans le cas de zones de mesures creuses 7.

La sonde comporte des moyens mécaniques 9 nécessaires à un repli régulier, tel que décrits ci-dessus; toute autre solution est possible telle que par exemple un système à ressort monté sur l'arête intérieure des soufflets 8. Cet ensemble de rappel entre les soufflets et la partie intérieure statique de la sonde 5, permet une position d'équilibre des soufflets entre cette tension de rappel et le différentiel de pression existant entre l'intérieur de la sonde et le puits, dans la version enveloppe fermée et fluide intérieur sous pression.

Les éléments hélicoïdaux 7, qui peuvent donc être de mesure, peuvent être réalisés en un ou plusieurs segments en fonction du

déploiement à obtenir, la seule contrainte étant de connaître à tout moment la géométrie de ces éléments de mesure en fonction du diamètre déployé.

Le calcul théorique de recouvrement tient compte d'un déplacement linéaire ascendant de la sonde 5. sans rotation de celle- ci dans le forage, ce qui est rarement le cas.

Les contraintes régissant ce problème de rotation ont deux origines :

- contrainte existant entre les deux couches de torons dans le câble assurant la liaison mécanique pour la manutention et la transmission des mesures vers la surface;

- contrainte due aux éléments en hélices eux-mêmes et tendant, en l'absence de force s'y opposant, à faire tourner la sonde selon leur pas propre, Au cas où ce dernier effet serait prépondérant, des empreintes également en hélices ayant un pas dans une direction opposée à celle de l'hélice peuvent être moulées entre les zones de mesure pour s'opposer à ^ette action.

La détermination du diamètre peut être faite de plusieurs façons, selon le degré de précision souhaité :

- avec la technique bien connue utilisant un potentiomètre intérieur le long d'un diamètre, dont le curseur se déplace en fonction du déploiement donc du diamètre;

- en mesurant le temps de parcours d'une onde acoustique émise par un capteur 4^, qui est alors un transducteur ultrasonique 4^ situé à l'intérieur de ladite sonde 5, ladite enveloppe 6 étant complètement fermée et remplie d'un fluide 10 autorisant un bon couplage acoustique.

Au moins un ou des réflecteurs acoustiques sont placés de façon régulière quand ily en a plusieurs à l'intérieur des éléments 7 de la sonde et permettent, grâce audit capteur acoustique 4ι, alors tournant et rotatif, quand il y a plusieurs, et dont l'onde 12 est réfléchie par chacun de ces réflecteurs 11, de connaître parfaitement la géométrie du trou 1. En effet, la vitesse du son dans le fluide à l'intérieur de la sonde étant parfaitement connue, ainsi que l'épaisseur de . matière entre la paroi du puits et la surface interne du réflecteur, le rayon

peut être déterminé en permanence.

Cette technique par rapport à l'utilisation de l'onde réfléchie par la paroi permet d'obtenir une amplitude beaucoup plus importante et, par ailleurs indépendante de la lithologie. Dans une autre réalisation, lesdits réflecteurs 11 acoustiques sont situés à l'intersection de chaque demi-soufflet 8 et orientés de telle façon que, quel que soit le déploiement, les perpendiculaires aux plans de ces réflecteurs passent par le capteur acoustique _j , dont l'onde 12 réfléchie par chacun des réflecteurs permet toujours de connaître la géométrie du trou 1.

Comme il a été dit précédemment, la géométrie de la sonde étant connue en fonction du diamètre, la position des capteurs 4 tels que des électrodes ou des transducteurs par rapport à des références fixes de la sonde, est connue en permanence. La position de la sonde dans l'espace est connue grâce à un module de navigation constitué par exemple d'un accéléromètre à trois axes et d'un magnétomètre à trois axes, ou d'un gyromètre à trois axes, dont les principes et l'utilisation sont parfaitement connus.

Dans l'imagerie acoustique réalisée dans la configuration décrite précédemment, mais par exemple sous ou en dehors des réflecteurs acoustiques afin de connaître et d'investiguer directement la paroi 2 du puits, le cheminement de l'onde acoustique est le suivant :

- passage dans le fluide 10 du corps de sonde 5; - passage au travers de la gaine de l'enveloppe 6;

- passage dans le fluide de forage 3;

- réflexion sur la paroi 2;

- passage dans le fluide de forage 3;

- passage au travers de la gaine de l'enveloppe 6; - passage dans le fluide du corps de sonde 10;

- détection par le capteur 4 _] _.

L'amplitude de l'onderéfléchie et détectée par le capteur peut être altérée par différents paramètre,' : contrastes entre les diverses impédances acoustiques des matériaux ou fluide traversés : fluide de la sonde/enveloppe, enveloppe/fluide de forage etc.... ; densité de la boue et particulièrement présence de

microparticules solides qui contribuent de façon prépondérante à l'affaiblissement du signal acoustique;

- excentration de l'outil dans le trou.

L'utilisation d'une sonde similaire dans le principe de déploiement -à celle décrite précédemment mais utilisant, comme fluide interne 10 et comme matériau des secteurs 7 hélicoïdaux, des constituants choisis notamment en raison de leur impédance acoustique appropriée, permet de s'affranchir de la contrainte due à la qualité de la boue et de diminuer fortement l'incidence des autres. L'incidence de 1'excentration de la sonde sur la mesure d'amplitude .pouvant être calculée, la mesure de la position de la sonde conformément au principe expliqué précédemment, permet, après traitement en surface de la mesure par l'algorithme correspondant, de restituer l'amplitude corrigée. Rien n'empêche alors, en dehors de la densité d'informations à remonter en surface, de coupler sur la même sonde différentes mesures d'imageries, par exemple acoustiques et microrésistives; ladite sonde est alors constituée d'au moins deux enveloppes 6 placées l'une au- dessus de l'autre et pouvant comporter des éléments 7 et des capteurs 4 de caractéristiques différentes de l'une à l'autre afin de pouvoir réaliser différents types de mesure. La géométrie générale de la sonde demeure inchangée; la partie supérieure étant réservée à un type de mesure, la partie inférieure à un autre et ainsi de suite s'il y en a plusieurs. Enfin cette sonde peut inclure une caméra : en ce cas le matériau des éléments 7 est transparent, ladite enveloppe 6 étant complètement fermée et remplie d'un fluide permettant un bon couplage optique, un desdits capteurs 4 placé dans l'enveloppe comme par exemple le capteur 4, acoustique représenté surla figure 3 étant une caméra de puits pouvant permettre l'observation, même en présence de boue opaque.

La caméra ^M CCD" de puits, dont la technique est bien connue, peut être orientée radialement selon 360° de liberté, son axe de rotation étant déplaçable axialement pour pouvoir investiguer sur toute la hauteur de la fenêtre définie par celle des éléments transparents.

Ce type de mesure est, en général, réalisé de façon stationnaire

et la sonde est repliée entre chaque station. Un nettoyage des parois à l'aide gratteurs appropriés avec le train de tiges, peut être réalisé avant les mesures.