close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

?

FR2513307A1

код для вставкиСкачать
 [loading]
«
Click the Minesoft logo at anytime to completely reset the Document
Explorer.
[1][(4)__Full Text.......]
Discovered items are automatically translated into English so that you
can easily identify them.<br/><br/>If you would like to see them in
the original text, please use this button to switch between the two
options . Discoveries: ([2]Submit) English
Click to view (and print) basic analytics showing the makeup of
discovered items in this publication. [help.png]
[3][_] (52/ 161)
You can use the refine box to refine the discovered items in the
sections below.<br/>Simply type what you are looking for, any items
that do not match will be temporarily hidden. [4]____________________
[5][_]
Gene Or Protein
(10/ 84)
[6][_]
Etre
(43)
[7][_]
TROU
(30)
[8][_]
DANS
(2)
[9][_]
Est-a
(2)
[10][_]
Fre
(2)
[11][_]
Ner
(1)
[12][_]
Capu
(1)
[13][_]
Tir
(1)
[14][_]
Sys
(1)
[15][_]
Tif
(1)
[16][_]
Physical
(21/ 31)
[17][_]
1,32 micron
(4)
[18][_]
57 d
(4)
[19][_]
58 d
(3)
[20][_]
1,06 micron
(2)
[21][_]
5 microns
(2)
[22][_]
15 d
(1)
[23][_]
0,1 watt
(1)
[24][_]
de 3,8 cm
(1)
[25][_]
de 2,5 mm
(1)
[26][_]
de 0,21 mm
(1)
[27][_]
0,8 mm
(1)
[28][_]
1,35 mm
(1)
[29][_]
1,6 mm
(1)
[30][_]
0,22 mm
(1)
[31][_]
2,85 mm
(1)
[32][_]
4,63 mm
(1)
[33][_]
de 50 microns
(1)
[34][_]
50 microns
(1)
[35][_]
1 megahertz
(1)
[36][_]
30 M
(1)
[37][_]
1 micron
(1)
[38][_]
Molecule
(10/ 24)
[39][_]
neodymium
(10)
[40][_]
water
(4)
[41][_]
nickel
(2)
[42][_]
germanium
(2)
[43][_]
DES
(1)
[44][_]
hydrogen sulfide
(1)
[45][_]
nexion
(1)
[46][_]
copper
(1)
[47][_]
lithium tantalate
(1)
[48][_]
iron
(1)
[49][_]
Disease
(3/ 9)
[50][_]
Bruit
(6)
[51][_]
Rupture
(2)
[52][_]
Fatigue
(1)
[53][_]
Polymer
(4/ 6)
[54][_]
Silicone
(2)
[55][_]
Rayon
(2)
[56][_]
Teflon
(1)
[57][_]
Teflon PFA
(1)
[58][_]
Organism
(1/ 3)
[59][_]
helice
(3)
[60][_]
Generic
(2/ 3)
[61][_]
epoxide
(2)
[62][_]
cation
(1)
[63][_]
Substituent
(1/ 1)
[64][_]
epoxy
(1)
Export to file:
Export Document and discoveries to Excel
Export Document and discoveries to PDF
Images Mosaic View
Publication
_________________________________________________________________
Number FR2513307A1
Family ID 2005280
Probable Assignee Optelcom Inc
Publication Year 1983
Title
_________________________________________________________________
FR Title SYSTEME DE COMMUNICATION OPTIQUE POUR DIAGRAPHIE D'UN TROU DE
FORAGE
Abstract
_________________________________________________________________
An optical communication system for drill hole logging comprises an
armoured cable 58a containing one or more optical glass fibres 23a and
28 inside a tubular moisture barrier, a neodymium laser 21a capable of
radiating infrared light into at least one of the glass fibres, a
modulator 31 in a downhole cable-head connector shell 10a for
modulating light and returning it to the surface, and a semiconductor
detector 34a for demodulating the data signal from the returning
light.
L'INVENTION CONCERNE UN SYSTEME DE COMMUNICATION OPTIQUE A UN OU
PLUSIEURS CANAUX POUR EFFECTUER LA DIAGRAPHIE D'UN TROU DE FORAGE.
IL COMPREND UNE SOURCE LASER DE LUMIERE 21A QUI OSCILLE A UNE LONGUEUR
D'ONDE SUPERIEURE A 1MICRON, UN CABLE ARME 58A, AU MOINS UNE FIBRE
OPTIQUE 23A SE TROUVANT DANS LE CABLE ARME POUR TRANSMETTRE LA LUMIERE
DE LASER VERS LE BAS ET VERS LE HAUT DANS LE TROU DE FORAGE, UNE SONDE
1A DE DIAGRAPHIE RELIEE AU CABLE A L'EXTREMITE INFERIEURE DU TROU ET
CONTENANT UN MODULATEUR 31 POUR MODULER LA LUMIERE AVEC UN SIGNAL DE
DONNEES ET UN DEMODULATEUR 34A POUR DEMODULER LES SIGNAUX DE DONNEES.
APPLICATION A LA TECHNIQUE D'EXPLOITATION DES PUITS DE FORAGE.
Description
_________________________________________________________________
La presente invention concerne un equipement de diagraphie pour trou
de
forage permettant de transmettre des donnees a partir d'une sonde se
trouvant dans le trou
vers la surface, a grande vitesse.
Le debit binaire le plus rapide qu'on puisse transmettre par des
cables electromecaniques a partir des
puits de petrole les plus profonds ( 10 000 metres) corres-
pond a quelques dizaines de kilohertz Par contre, les sondes a
capteurs multiples toujours plus compliquees qu'on etudie ont cree un
besoin de debits de transmission plus eleves Des caracteristiques bien
connues de largeur
de bande des fibres optiques ainsi que les longueurs impor-
tantes qu'on peut transmettre sans repetiteur permettent
de pourvoir a ce besoin La fibre doit bien-sur etre incor-
poree dans un cable arme sans addition de pertes importantes de
lumiere provenant des perturbations de la fibre ("microcourbures"). Le
probleme consistant a mettre en oeuvre un systeme de transmission par
fibres optiques provient de l'environnement tres hostile qu'on
rencontre dans les trous de forage profonds Ils sont remplis de
saumure corrosive avec souvent de l'hydrogen sulfide dissous La
pression dans la boue de forage doit etre aussi elevee que
206 700 k Pa La temperature peut aller jusqu'a 250 'C.
D'autres limitations consistent en ce que la puissance electrique et
l'espace ont beaucoup d'importance dans une
sonde de descente Il faut que la connexion et la decon-
nexion du cable et de la sonde soient pratiques Finale-
ment, les sondes sont souvent perdues au fond du trou.
Ainsi, l'emetteur ne doit pas revenir trop cher.
Aucun composant des systemes classiques de
transmission optique ne peut fonctionner de facon satis-
faisante dans l'environnement du fond du trou sans refri-
geration Les lasers semiconducteurs et les diodes emet-
trices de lumiere (LED) ne fonctionnent pas au-dessus de 'C Les
connecteurs a pression elevee qui fournissent un trajet optique
d'etablissement et d'interruption depuis la tete du cable jusqu'a la
sonde n'existent pas Tous les plastiques perdent leur integrite dans
un environnement extreme comme celui existant au fond du trou Meme des
composes fluores qui sont chimiquement inertes tendent a fluer sous la
contrainte Un probleme additionnel est que l'water penetre les
plastiques et favorise la corrosion sous
tension de la fibre de verre.
Une technique anterieure voisine est repre-
sentee par le brevet des Etats-Unis d'Amerique No 4 156 104 (Mondello)
accorde le 22 Mai 1979 Tandis que le cable decrit dans ce brevet est
"etanche a l'water", il ne pourrait pas resister a l'abrasion ou etre
plie de facon repetee
sans rupture par fatigue.
Ces problemes sont resolus simultanement en utilisant dans un trou de
forage un systeme de transmission de donnees par fibres optiques
construit en accord avec la presente invention Dans une forme de
realisation donnee a titre d'illustration, le systeme comprend un
cable arme contenant une ou plusieurs fibres optiques revetues de
verre a l'interieur d'une barriere tubulaire contre l'humi-
dite, un laser au neodymium dans le tambour de cable destine a
irradier une lumiere infrarouge dans une des fibres, un modulateur
dans l'enveloppe du connecteur de la tete de
cable du fond du trou pour moduler la lumiere et la retour-
ner vers la surface, et un detecteur semiconducteur dans le tambour de
cable pour demoduler le signal de donnees
a partir de la lumiere de retour.
Selon une caracteristique de la presente in-
vention, le laser au neodymium est force d'osciller a une longueur
d'onde d'environ 1,32 micron A cette longueur d'onde, la perte par
dispersion de Rayleigh est minimale par comparaison avec des longueurs
d'ondes plus courtes et, d'autre part, le bruit thermique dans le
detecteur est faible par comparaison avec celui qu'on rencontre aux
longueurs d'ondes plus longues.
La presente invention va maintenant etre decrite
a propos d'exemples de realisation d'une maniere non limi-
tative et a l'aide des dessins annexes sur lesquels: la figure 1
illustre la nouvelle combinaison de caracteristiques qui fournit une
solution selon le contenu de la presente invention au probleme
consistant a transmettre des donnees rapidement a partir d'une sonde
de diagraphie du fond du trou a la surface;
la figure 2 illustre une variante de realisa-
tion de la combinaison de caracteristiques qui, selon le contenu de la
presente invention, permet de fournir une solution au probleme
consistant a transmettre des donnees rapidement d'une sonde de
diagraphie se trouvant au fond d'un trou jusqu'a la surface; la figure
3 est une vue a l'echelle moitie d'une forme de realisation reelle du
connecteur de tete de cable qui est destine a etre utilise pour la
diagraphie d'un trou de forage; la figure 4 est une vue en section
transversale d'un cable de fibres optiques arme en conformite avec le
contenu de la presente invention; la figure 5 est une vue en coupe
axiale passant
par une partie etendue d'essieu d'un tambour de cable per-
mettant de transmettre trois faisceaux separes de lumiere; la figure 6
est une vue en coupe d'une variante
d'un ensemble de bagues coulissantes optiques pour trans-
mettre des signaux lumineux a partir d'un essieu rotatif vers un
detecteur fixe; et la figure 7 est une vue en coupe selon la ligne
7-7 de la figure 6.
En se referant aux dessins, la figure 1 montre schematiquement une
configuration des composants du systeme de transmission de donnees de
diagraphie a fibres optiques
pour trou de forage en accord avec la presente invention.
La source de lumiere de laser au neodymium 21 a et le detecteur 34 a
sont places dans le corps cylindrique 36 a du tambour de cable Les
connexions electriques sont etablies par des fils 39 a par des anneaux
coulissants (non montres) vers la plate-forme de montage Le cable arme
58 a conduit a partir des poulies de bobinage (non montrees) en bas
dans le trou de forage et est termine a l'interieur de l'enveloppe de
connecteur de tete de cable 10 a Le faisceau laser est focalise par
une lentille 22 a dans le noyau de la fibre revetue de verre 23 a du
cable A l'extremite basse du trou, la fibre est reliee a un modulateur
de lumiere 31 (decrit cidessous) a l'interieur d'une chambre 40 a
etan- cheifiee par rapport a l'environnement externe Des fils 37 a
conduisant la puissance de commande vers le modulateur proviennent
d'un connecteur electrique a plusieurs broches 13 a qui s'adapte a
l'instrument de sonde (non represente) ou a une moitie de connecteur
correspondante qui est reliee
a la sonde par une courte longueur de cable electrique.
Ainsi, une transmission precise de lumiere par l'interface de
connecteur etablissement/rupture est evitee -Le cable contient
egalement des conducteurs de puissance et de
commande (non representes) qui menent au connecteur 13 a.
Le laser classique a cristal et a pompage opti-
que dope par des ions de neodymium Nd 3 oscille pres de la longueur
d'onde X = 1,06 micron Cependant, en rendant dissipatif le resonateur
de laser pour une longueur d'onde A = 1,06 micron, le laser peut etre
oblige a osciller pres de la longueur d'onde X = 1,32 micron Ceci est
desirable car dans les fibres revetues de verre, de la lumiere est
perdue par dispersion au niveau des manques d'homogeneite introduits
durant la fabrication Le taux de perte du a ce -4 mecanisme inherent
varie comme A Ainsi, en traversant km de fibres dans un trajet
aller-retour vers le bas et vers le haut, il y a environ 15 d B de
difference de perte
de puissance lumineuse a ces deux longueurs d'ondes respec-
tives Le laser au neodymium fournit une puissance lumineuse suffisante
(superieure a 0,1 watt) pour pouvoir parcourir le trajet aller-retour
en recevant plus de puissance qu'il est necessaire Ceci rend inutile
l'installation,dans la sonde ou connecteur se trouvant au fond du
trou,de ce qui
serait au mieux un laser inefficace et encombrant.
La figure 4 montre en section transversale un cable concu selon la
presente invention Dans cette forme de realisation, trois fibres
revetues de verre 51 (dont
l'une correspond a la fibre 23 a de la figure 1) sont entou-
rees par une chemise 53 qui a les caracteristiques essen-
tielles suivantes: A Elle doit etre dure et rigide pour proteger
les fibres contre les courbures durant les etapes subse-
quentes de cablage telles que l'application du blindage externe 58 d
Ceci est essentiel car "des microcourbures" permettent a la lumiere de
s'echapper de l'entourage de la fibre, ce qui veut dire que
l'attenuation s'en trouve renforcee Les bulles ou les vides se
trouvant dans le premier revetement "tampon" en plastique mou 52
autour
des fibres 51 sont comprimes, ce qui provoque des micro-
courbures, a moins que la chemise ne soit suffisamment incompressible
pour que la pression ambiante ne soit pas transmise. B La chemise 53
doit etre exempte de trous d'epingle et pouvoir resister a la
diffusion du liquide ambiant Ceci n'a pas lieu seulement pour
maintenir faible la pression, mais pour proteger la fibre et son
tampon plastique contre une attaque chimique Les microfissures dans la
surface d'une fibre revetue de verre sous tension
se propagent en presence d'humidite et provoquent la rup-
ture de cette fibre.
Dans la realisation illustrative de la figure
4, trois fibres 51 sont revetues par immersion d'un elas-
tomere de caoutchouc de silicone 52 de maniere a former un noyau
tampon symetrique On peut fournir un tampon
supplementaire au moyen d'une gaine en plastique addi-
tionnelle Durant ce processus de revetement, les fibres sont tordues
selon une helice ayant un pas long, par exemple de 3,8 cm Cette
helice,en plus de faciliter le courbage du noyau,a l'avantage
supplementaire que, a
mesure que le cable acheve subit une contrainte de trac-
tion, les fibres tendent a devenir droites, en comprimant
l'elastomere, et le noyau s'allonge sans que les fibres
de verre subissent elles-memies une contrainte aussi impor-
tante que le cable total Ceci reduit les risques de rup-
ture. Le noyau a tampon 52 est entoure d'une chemise
dure capable de resister a la pression et qui a une diffu-
sibilite faible pour pouvoir proteger les composants internes d'une
attaque par la saumure La chemise peut comprendre plus d'une couche
Par exemple, une couche 53 peut etre dure et resistante a
l'ecrasement, tandis qu'une seconde
couche 54 a une diffusibilite faible et resiste a une atta-
que corrosive Ainsi, les deux couches 53 et 54 fournissent en
combinaison les qualites necessaires que doit posseder la chemise A
titre d'illustration, la couche 53 peut etre un polymere epoxy a
temperature elevee rempli de brins
de fibres de verre longitudinaux Cette matiere de fabri-
cation de la chemise,qui est appliquee par la technique bien connue de
"pultrusion",s'est revelee comme n'ajoutant que tres peu a la perte de
lumiere dans les fibres due aux microcourbures, meme avec une pression
ou une tension
elevee A mesure que l'epoxide liquide durcit et se poly-
merise, elle se conforme precisement aux fibres a tampon sans
provoquer de microcourbures De plus, si elle est durcie thermiquement,
elle se contracte et comprime la fibre longitudinalement Ceci a pour
tendance de lutter contre l'effet d'une contrainte de traction et
d'une expansion thermique dans le blindage du cable La couche 54 peut
etre un compose fluore tel que l'une des matieres connues sous le nom
de "Teflon" de Dupont Ces plastiques sont chimiquement inertes et
presentent une diffusibilite
faible En variante, et ceci est preferable avec un fonc-
tionnement aux plus hautes temperatures, la couche de la chemise 53
peut etre un tube metallique impermeable a l'water Il s'agit, par
exemple, d'un tube soude en alliage de nickel et d'acier d'un diametre
externe de 2,5 mm et d'une epaisseur de paroi de 0,21 mm qui a ete
essayee a
103 350 k Pa sans etre ecrasee.
Pour pouvoir fournir le courant electrique au fond du trou, la chemise
protectrice des fibres 53 et 54 est entouree par un anneau circulaire
de conducteurs 55
divise en des groupes isoles l'un de l'autre par des entre-
toises 56 En variante, les faisceaux de fils peuvent avoir
2 E 13307
chacun leur propre isolement Les conducteurs a leur tour sont couverts
d'une couche en plastique isolant extrude 57 d qui, a nouveau,est de
preference un compose fluore
pour pouvoir resister a une attaque chimique a une pres-
sion et une temperature elevees Dans une structure de variante, la
couche 57 d peut etre construite comme la chemise 53 et 54,
c'est-a-dire que les fibres 51 et les conducteurs 55 peuvent etre
contenus ensemble a l'interieur de la chemise dure resistant a la
pression et de faible
diffusibilite.
La couche 57 d,en plus de son role de barriere de saumure,sert d'appui
pour le blindage a double couche, a contre-helice,equilibre en moment
de torsion 58 d Ce blindage doit se trouver a l'exterieur de tout
cable de diagraphie de trou de forage en fonctionnement de maniere a
pouvoir resister a l'abrasion provenant de la montee et
de la descente de la sonde de l'instrument.
Le tableau I ci-dessous presente de maniere non limitative et
seulement pour montrer un exemple general, les dimensions des divers
elements du cable blinde pour fibres optiques destine a la
transmission diagraphie d'un trou de forage, tel qu'il
a la figure 4.
TABLEAU I
Fibre revetue de verre 51, diametre de chacune des 3 fibres Tampon en
caoutchouc de silicone 52 Epoxide rempli de fibres de verre 53 "Teflon
PFA" de Dupont 54 4 groupes de fils en copper, diametres Isolement PFA
et appui du blindage 57 d Deux couches de blindage en acier 58 d de
donnees de est represente microns 0,8 mm de diametre exterieur 1,35 mm
de diametre exterieur 1,6 mm de diametre exterieur 0,22 mm 2,85 mm de
diametre exterieur 4,63 mm de diametre exterieur En reference a la
figure 1, le cable optique de fibres arme est termine au fond du trou
a l'interieur de l'enveloppe de connecteur de tete de cable 10 a Le
blindage 58 a qui constitue l'element principal de resis-
tance du cable peut etre retenu dans la tete de cable d'une maniere
classique quelconque Par exemple, il peut
etre courbe autour de l'anneau 27 a et coince dans l'extre-
mite conique du connecteur la La chambre a faible pression a est
isolee de la chambre inondee 41 a par la barriere 8 a Des entretoises
et d'autres elements ont ete omis pour
la clarte de l'image La barriere 8 a est etanche par rap-
port a l'enveloppe de connecteur i Qa au moyen d'un joint torique i 5
a et par rapport a la couche de cable a faible diffusibilite 57 a au
moyen d'un capuchon elastomerique 7 a Si la chambre 41 a n'est pas
remplie prealablement par de la graisse protectrice, le capuchon 7 a
devrait etre realise en elastomere fluore pour resister a une attaque
chimique. La figure 3 est une representation a echelle 1/2 du
connecteur de tete de cable construit en fait et destine a etre
utilise avec le cable decrit a la figure
4 et au tableau I L'assemblage et la fonction du connec-
teur ont lieu comme decrit en reference a la figure 1,
sauf qu'on fournit un joint additionnel 7 e pour le capu-
chon Le joint de capuchon 7 e est place dos a dos par rap-
port au joint de capuchon 7 c pour permettre un essai de
pression des joints du noyau de fibres 57 c avant la des-
cente dans le trou de forage L'essai est realise en introduisant de
l'huile a pression elevee a travers les
trous qui sont scelles ulterieurement par des vis 6.
La lumiere transmise le long du trou de forage
vers le bas est modulee avec le train de donnees et retrans-
mise a la surface en utilisant l'une ou l'autre des formes de
realisation alternatives illustrees des figures 1 et 2,
respectivement.
Dans la forme de realisation de la figure 1, la lumiere du laser est
transmise vers le bas par la fibre 23 a, modulee dans la chambre 40 a,
retransmise vers le haut par une seconde fibre 28, et focalisee par la
lentille
33 a sur le detecteur 34 a Le detecteur et son amplifica-
teur recoivent le courant electrique par des conducteurs
38 a relies a des anneaux coulissants (non representes).
Dans une forme de realisation preferee, le detecteur est
une photodiode a avalanche au germanium.
Les extremites des fibres 23 a et 28 sont pla-
cees de facon precise aux foyers des lentilles 29 a et 30,
respectivement Ainsi, la lumiere infrarouge emergeant de la fibre 23 a
est alignee pour former le faisceau 59 a et passe par les elements
optiques 35, 31 et 32 et ensuite
est refocalisee dans la fibre 28 pour realiser une re-
transmission vers le haut de la surface Les elements optiques 35, 31
et 32 sont des composants d'un modulateur de faisceaux lumineux Ce
modulateur peut etre d'un type
quelconque, tel qu'un modulateur acousto-optique Cepen-
dant, il est de preference un modulateur a cristal electro-
optique car ce type de modulateur peut etre rendu insensible au
changement de temperature Les elements 35 sont les polariseurs de
lumiere dont on a besoin pour ce type de modulateur Le cristal
electro-optique peut etre divise en quatre cristaux disposes de facon
a fournir une double compensation comme decrit a la page 17-12 du
"Handbook of Optics" parraine par la "Optical Society of America Les
cristaux electro-optiques sont faits de preference a par-
tir de lithium tantalate qui a un coefficient electro-
optique eleve, une temperature de Curie elevee et une faible tangente
de perte a une frequence de modulation elevee L'application de
tensions electriques aux electrodes sur les elements 31 est indiquee
figurativement par les fils 37 a provenant du connecteur a plusieurs
broches 13 a et qui recoivent des signaux electriques a partir de la
sonde de l'instrument (non representee) Le prisme 32
renverse le mouvement du faisceau de lumiere pour le re-
tourner vers la fibre optique 28 Les divers composants du modulateur
et des extremites de fibres sont montes sur une plaquette ayant un
coefficient thermique faible, faite
par exemple en "INVAR", un alliage de nickel et de iron.
1 O Le systeme de transmission optique de la figure 1 utilise la
detection directe de la lumiere modulee en amplitude Un avantage de ce
mode de fonctionnement est que des fibres a modes multiples ayant un
diametre de noyau de 50 microns ou plus peuvent etre utilisees Ceci
facilite le maintien de la position d'un point focalise de lumiere sur
l'extremite de la fibre Une fibre separee 28 est incluse dans le cable
pour transmettre de la lumiere
jusqu'au detecteur Ceci permet d'isoler optiquement l'ex-
tremite de detecteur de la fibre 28 de l'extremite de laser de la
fibre 23 a, et ainsi permet d'eviter la reception de la lumiere
dispersee vers l'arriere a partir de l'extremite de laser de la fibre
23 a On evite egalement une perte de
lumiere au niveau du separateur de faisceau qui serait ne-
cessaire si une seule fibre etait utilisee pour les deux
transmissions aller-retour Ce systeme est egalement in-
sensible a l'etirage du cable.
Si on a besoin de plus d'un canal optique, plusieurs fibres peuvent
etre incluses de maniere a pouvoir retourner la lumiere vers la
surface a partir de plusieurs modulateurs separes Cependant, seule une
fibre 23 a est necessaire pour transmettre la lumiere a partir du
laser vers le bas en direction de plusieurs modulateurs La lumiere
provenant de la fibre 23 a peut etre divisee a ce
niveau par plusieurs separateurs de faisceaux.
L'autre forme de realisation de la presente invention illustree a la
figure 2 utilise la detection optique homodyiie au lieu de la
detection directe de la lumiere modulee transmise vers le haut a
partir de la
sonde se trouvant au fond du trou En accord avec la pre-
sente-invention, le laser au neodymium 21 b est force
d'osciller a une longueur d'onde A = 1,32 micron Une par-
tie substantielle du faisceau emergent est focalisee par
la lentille 22 b vers le noyau de la fibre optique 23 b.
Cette lumiere est transmise vers le bas en direction du connecteur de
sonde de l'instrument, est modulee avec le signal de donnees et
retransmise vers le haut sur la meme fibre La lumiere emergente est
dirigee en partie par le
2 '513307
separateur de faisceau 60 vers le detecteur 34 b.
Dans le procede de detection homodyne bien connu, le faisceau module
par le signal est joint de facon coherente a une partie du faisceau de
laser non module, qui est habituellement appele le faisceau de
"l'oscillateur
local" En d'autres termes, les deux faisceaux sont super-
poses avec des fronts d'ondes paralleles a mesure qu'ils approchent du
detecteur a travers la lentille 33 b Ceci est realise au moyen du
separateur de faisceau 60 et du reflecteur 61 En variante, le
reflecteur 61 peut etre absent et le faisceau d'oscillateur local
obtenu sous la forme d'une reflexion a partir de la face frontale du
noyau de la fibre pour garantir une coincidence des fronts d'ondes. En
pratique, le bruit de grele engendre par la detection du faisceau de
l'oscillateur local surpasse
le bruit inherent du detecteur Par ailleurs, l'interfe-
rence entre les ondes du signal et de l'oscillateur local
dans le detecteur produit un signal electrique d'une fre-
quence egale a la frequence de difference de ces ondes ainsi qu'un
courant qui est proportionnel au produit de leurs amplitudes Ainsi, le
signal de donnees est amplifie en proportion du bruit Le resultat en
est que le rapport entre signal et bruit peut etre plus important
qu'avec une detection directe,meme si le detecteur est une diode
PIN en germanium au lieu d'une photodiode a avalanche,pour-
vu que les deux ondes soient spatialement coherentes au niveau du
detecteur Cette exigence signifie que la fibre 23 b doit etre une
fibre a un seul mode, c'est-a-dire que la fibre doit transmettre
seulement les deux modes de
guide d'onde optique degeneres de l'ordre le plus faible.
La lumiere qui descend dans la fibre 23 b emerge dans l'espace scelle
40 b a l'interieur de l'enveloppe de connecteur 1 Ob La lumiere
emergente est collimatee par
la lentille 29 b dans le faisceau 59 b qui traverse le modu-
lateur a un seul cristal 62 La lumiere est reflechie a travers le
modulateur 62 par le prisme retroreflecteur en coin de cube 63 et
refocalisee dans le noyau de la fibre 23 b et ensuite vers le haut a
la surface Le noyau d'une fibre a un seul mode dans lequel est
confinee la lumiere
est typiquement d'environ 5 microns de diametre, en con-
traste avec les 50 microns ou plus d'une fibre a modes multiples Comme
5 microns representent seulement 4 lon- gueurs d'ondes de la lumiere
du neodymium, le faisceau 59 b doit etre retourne a partir du
modulateur 62 et refocalise par la lentille 29 b de facon precise sur
le noyau de la
fibre 23 b, en depit des mouvements resultant des change-
ments de temperature de l'equipement Ceci est accompli en utilisant un
retroreflecteur en coin de cube comme le prisme 63 Celui-ci a la
propriete de reflechir un rayon dans une direction precisement opposee
a celle du rayon incident. Le modulateur 62 peut etre un modulateur a
cristal acousto-optique ou un modulateur a cristal electro-
optique Dans ce dernier cas, avec un seul cristal et sans un
polariseur et un analyseur, le faisceau de lumiere est module en phase
avec le signal applique par des fils conducteurs 37 b La lumiere de
retour peut etre demodulee par le systeme de detection homodyne, par
contraste avec
la detection directe.
La forme de realisation de l'invention illustree a la figure 2 est
semblable a celle de la figure 1 dans tous ses aspects non decrits
cidessus, par exemple la conception du cable et le scellement de la
chambre 40 b par le joint en capuchon 7 b comprimant la chemise a
faible
diffusibilite 57 b.
Dans cette forme de realisation preferee de l'invention, la lumiere de
laser modulee montant par le cable-est detectee et demodulee par un
recepteur place dans le fut rotatif du tambour de cable Le signal de
donnees electriques doit alors etre transmis a un equipe-
ment fixe de traitement ou d'enregistrement de donnees.
Si la vitesse de transmission des donnees est inferieure a environ 1
megahertz, le signal peut etre transmis de facon fiable par des
anneaux classiques coulissants se trouvant sur l'essieu etendu du
tambour de cable Cependant, si le taux est plus eleve, la proportion
d'erreur binaire augmente a des niveaux inacceptables a cause du bruit
et
de la diaphonie electriques Ceci peut etre evite en re-
transmettant le train de donnees optiquement a un detecteur fixe au
moyen de l'une ou l'autre des deux variantes
"d'anneaux coulissants optiques" decrits ci-dessous.
La figure 5 est une vue transversale par l'axe de l'essieu allonge
d'un tambour de cable Il est destine a la transmission de trois
faisceaux separes de lumiere par des "anneaux coulissants optiques"
Dans cette forme de realisation de l'invention, des signaux de lumiere
modulee de laser transmis vers le haut par trois fibres optiques dans
le cable sont demodules dans le fut d'un tambour de cable Les signaux
electriques resultants sont conduits par des cables coaxiaux 103 dans
l'essieu vers des diodes emettrices de lumiere (LED) ou des diodes
laser 102 et 102 a Il est evident que ce signal de lumiere emis par la
source de lumiere 102 a sur l'axe de l'essieu
rotatif est collimate par la lentille 104 a et,de la,foca-
lise sur le detecteur fixe 106 a On a omis pour la clarte du dessin
les structures de support et un conducteur coaxial provenant des
detecteurs Il n'est pas tellement evident que la lumiere provenant des
deux (ou plus de deux) sources
102 placees a des distances radiales differentes par rap-
port a l'axe restera focalisee sur les detecteurs fixes 106 par les
reflecteurs paraboloides niches l'un dans l'autre 105 a mesure que les
faisceaux tournent autour de l'axe Des sections annulaires de
lentilles pourraient etre utilisees pour focaliser la lumiere de
signal sur les
detecteurs, mais les reflecteurs paraboloides sont prefe-
rables car ils exercent egalement la fonction de blindage
optique et electrique.
En principe, les extremites des fibres optiques provenant du cable
pourraient etre disposees directement a
la place des sources de lumiere 102 et 102 a plutot que d'ef-
fectuer une regeneration des signaux de lumiere Cependant, la
puissance de lumiere de laser retournant vers la surface
est faible et serait attenuee davantage par la perte d'in-
sertion des anneaux optiques coulissants Ceci imposerait
des tolerances tres precises pour tous les composants.
De plus, des photodiodes a avalanche tres encombrantes
seraientnecessaires au lieu des diodes PIN servant de detecteurs 106
et 106 a. La source de lumiere 102 a et le detecteur 106 a
peuvent etre intervertis pour transmettre dans la direc-
tion opposee et fournir vers le bas des signaux de com-
mande de liaison en direction de la sonde.
L'ensemble de bagues coulissantes optiques est protege de
l'environnement exterieur par une enveloppe fixe 107 qui se place de
facon serree autour du raccord
108 qui tourne autour de l'axe 100.
Les figures 6 et 7 constituent deux vues, l'une selon l'axe et l'autre
en section selon la ligne
7-7, d'une representation schematique d'un "anneau coulis-
sant optique" pour transmettre des signaux de lumiere
depuis l'axe rotatif jusqu'a un detecteur voisin fixe.
Une source de lumiere 120 est placee sur l'axe de maniere a irradier
un signal de lumiere module dans toutes les directions radiales dans
un disque transparent 121 ayant un petit trou au centre pour la source
de lumiere Le disque peut etre fait a partir d'une resine acrylique ou
une matiere plastique transparente similaire La lumiere est confinee
au disque par reflexion interne totale et trouve sa sortie sur le bord
du disque Une feuille fixe transparente 122 ayant a peu pres la meme
epaisseur que
le disque est conformee selon une partie majeure du peri-
metre du disque, sauf pour un intervalle permettant a celui-ci de
tourner avec l'axe Le bord externe 125 de la feuille reflechit la
lumiere vers un detecteur a diode 123 qui est relie a un conducteur
coaxial 124 La forme du bord de la feuille 125 fait partie d'une
ellipse ayant des foyers a la source de lumiere et au detecteur Ainsi,
une partie majeure de toute'la lumiere emise par la source est
recueillie sur le detecteur
La source de lumiere peut etre une diode emet-
trice de lumiere LED emettant sur le bord ou, si la fre-
251 3 E 7
quence du signal module est plus grande qu'environ 30 M Hz, on peut
utiliser une diode laser Comme une diode laser n'irradie pas sur 3600
dans le plan de sa jonction, le
modele desire de radiation dans le disque peut etre rea-
lise en placant le laser de maniere a ce qu'il irradie un faisceau le
long de l'axe Le faisceau est alors devie radialement dans le disque
par un reflecteur conique place
coaxialement en 120 avec son sommet dirige vers le laser.
En variante, le laser peut etre place dans le fut du tam-
bour en compagnie de son dispositif de commande electro-
nique et le signal de lumiere emis peut etre conduit par une petite
longueur de fibres optiques a travers l'axe
vers le sommet du cone reflecteur.
Des canaux de fibres optiques multiples sont transmis par des anneaux
coulissants optiques separes (du type montre a la figure 6) qui sont
espaces le long
de l'axe de la partie axiale allongee du tambour de cable.
Les fentes 126 formees dans le disque confinant la lumiere 121 sont
prevues pour permettre a des elements structurels et a des conducteurs
electriques ou de lumiere de traverser le disque en ne detruisant
qu'une faible fraction de la lumiere. Deux formes de realisation
illustratives de la presente invention ont ete decrites ci-dessus,
mais diverses modifications pourront etre apportees dans leurs
elements constitutifs tout en restant dans le cadre de l'invention.
25133 '7
Claims
_________________________________________________________________
REVENDICATIONS
1 Systeme de communication optique destine a la 3 iagraphie d'un trou
de forage, caracterise en ce qu'il comprend une source laser de
lumiere ( 21 a) qui oscille a une longueur d'onde superieure a 1
micron, un cable arme ( 58 a), au moins une fibre optique ( 23 a) dans
le cable arme destinee a transmettre la lumiere du laser dans le trou
de
forage dans un trajet aller et retour, une sonde de dia-
graphie mise en oeuvre, reliee au cable a l'extremite infe-
rieure du trou, dans la sonde de diagraphie reliee, un dispositif (
31, 62) pour moduler la lumiere de laser par un signal de donnees, et
un dispositif ( 34 a) pour demoduler les signaux de donnees a partir
de la lumiere de laser
modulee recue a l'extremite superieure du cable.
2 Systeme selon la revendication 1, carac-
terise en ce que la source laser de lumiere est un laser
au neodymium.
3 Systeme selon la revendication 2, carac-
terise en ce que le laser au neodymium est force d'osciller
a une longueur d'onde qui est d'environ 1,32 micron.
4 Systeme selon la revendication 2, caracterise en ce que la fibre
optique ( 28) qui transmet la lumiere modulee vers le haut a partir de
la sonde ( 40 a) est une fibre separee de la fibre ( 23 a) qui
transmet la lumiere
vers le bas en direction de la sonde.
Systeme selon la revendication 1, caracterise en ce que la fibre
optique ( 23 b) qui transmet la lumiere modulee vers le haut a partir
de la sonde est la meme que celle qui transmet la lumiere vers le bas
en direction de
la sonde ( 40 b).
6 Systeme selon la revendication 5, caracterise en ce que la lumiere
passant par le dispositif ( 62) pour
moduler la lumiere est redirigee a nouveau vers la fibre -
au moins d'un retroreflecteur ( 63).
7 Systeme selon la revendication 1, caracterise en ce que la fibre
optique ne transmet pas plus de deux
modes optiques.
8 Systeme selon la revendication 7, carac-
terise en ce que le dispositif pour demoduler le signal de donnees a
partir de la lumiere modulee est un appareil
de detection optique homodyne ( 34 b).
9 Systeme selon l'une des revendications pre-
cedentes, caracterise en ce qu'a l'interieur du cable arme
il y a un tube metallique ( 53) impermeable a l'water conte-
nant au moins une fibre optique.
Systeme selon l'une quelconque des reven-
dications 1 a 8, caracterise en ce qu'il comprend egalement
un connecteur de tete de cable ( 1 c) pour l'extremite infe-
rieure du trou du cable arme, une chambre dans ledit con-
necteur etant scellee par rapport au liquide ambiant o passe le cable,
et ladite chambre contenant le dispositif
pour moduler la lumiere de laser.
11 Systeme pour transmettre des signaux lumi-
neux distincts multiples a partir de l'extremite d'un axe rotatif vers
des detecteurs fixes, caracterise en ce qu'il comprend des sources
separees ( 102, 102 a) pour chaque signal
lumineux, positionnees dans l'axe ( 107) de maniere a irra-
dier des faisceaux separes de lumiere a des distances radia-
les differentes du centre de l'axe, des dispositifs ( 104, 104 a)
symetriques en rotation, concentriques, fixes et separes pour
focaliser les faisceaux separes de lumiere de maniere a separer des
points espaces le long du centre etendu de l'axe-, et des detecteurs
separes ( 106, 106 a) situes aux points separes de maniere a
intercepter et a convertir
les signaux lumineux en signaux electriques.
12 Systeme de communication optique a plusieurs
canaux selon l'une quelconque des revendications 1 a 8,
comprenant egalement un tambour ( 107) pour bobiner le cable
arme contenant plusieurs fibres optiques, ainsi qu'un sys-
teme ( 105) pour transmettre des signaux lumineux multiples
distincts a partir de l'extremite de l'axe rotatif du tam-
bour vers des detecteurs fixes, caracterise en ce qu'il comprend des
sources separees ( 102, 102 a) pour chaque signal
lumineux, positionnees dans l'axe ( 107) de maniere a irra-
dier des faisceaux de lumiere separes a differentes distances radiales
par rapport au centre de l'axe, des dispositifs ( 104, 104 a)
symetriques en rotation, concentriques, fixes et separes pour
focaliser les faisceaux lumineux separes vers des points separes
espaces le long du centre prolonge de l'axe, et des detecteurs separes
( 106, 106 a) places aux points separes de maniere a intercepter et a
convertir
les signaux lumineux en signaux electriques.
13 Systeme pour transmettre des signaux lumi-
neux distincts multiples a partir d'un axe rotatif vers des detecteurs
fixes au moyen de canaux optiques separes, caracterise en ce que
chacun des canaux optiques comprend au moins un dispositif ( 120) pour
irradier des signaux de lumiere, lequel est place a l'interieur de
l'axe pres de son centre, un dispositif pour diriger la lumiere par
des trajets transparents ( 121) dans sensiblement toutes les
directions radiales sur le perimetre de l'axe, un disposi-
tif fixe concave reflechissant &#x003C; 122) ayant une forme en
section transversale sensiblement elliptique et qui est place pres de
l'axe rotatif de maniere a focaliser le signal de lumiere emergeant
des trajets transparents ( 121) vers un point fixe, et un detecteur (
123) au point fixe
pour convertir les signaux de lumiere en signaux electri-
ques. 14 Systeme de communication optique a plusieurs
canaux selon l'une quelconque des revendications 1 a 8,
comprenant un tambour( 107)pour bobiner le cable arme con-
tenant plusieurs fibres optiques, et un systeme pour trans-
mettre des signaux lumineux distincts multiples depuis l'axe rotatif
du tambour de cable vers des detecteurs fixes par des canaux optiques
separes, caracterise en ce que chacun
des canaux comprend au moins un dispositif ( 120) pour irra-
dier des signaux de lumiere, lequel est place a l'interieur de l'axe
pres de son centre, un dispositif pour diriger la
lumiere par des trajets transparents ( 121) dans sensible-
ment toutes les directions radiales sur le perimetre de l'axe, un
dispositif fixe concave reflechissant ( 122) ayant une forme en
section transversale sensiblement elliptique et place pres de l'axe
rotatif de maniere a focaliser le signal de lumiere emergeant des
trajets transparents ( 121) 1 9 vers un point fixe, et un detecteur (
123) au point fixe
pour convertir les signaux lumineux en signaux electriques.
? ?
Display vertical position markers.<br/><br/>This option will display
the relative positions of currently selected key terms within the full
document length.<br/><br/>You can then click the markers to jump to
general locations within the document, or to specific discoveries if
you know whereabouts in the document they occur. [67][_]
Open a preview window.<br/><br/>This window will provide a preview of
any discovery (or vertical marker) when you mouse over
it.<br/><br/>The preview window is draggable so you may place it
wherever you like on the page. [68][_]
[static.png]
[close.png]
Discovery Preview
(Mouse over discovery items)
[textmine.svg] textmine Discovery
« Previous
Multiple Definitions ()
Next »
Enlarge Image (BUTTON) ChemSpider (BUTTON) PubChem (BUTTON) Close
(BUTTON) X
(BUTTON) Close
(BUTTON) X
TextMine: Publication Composition
FR2513307
(BUTTON) Print/ Download (BUTTON) Close
1. Welcome to TextMine.
The TextMine service has been carefully designed to help you
investigate, understand, assess and make discoveries within patent
publications, quickly, easily and efficiently.
This tour will quickly guide you through the main features.
Please use the "Next" button in each case to move to the next step
of the tour (or you can use [Esc] to quit early if you don't want
to finish the tour).
2. The main menu (on the left) contains features that will help you
delve into the patent and better understand the publication.
The main feature being the list of found items (seperated into
colour coded categories).
3. Click the Minesoft logo at any time to reset TextMine to it's
initial (start) state.
4. You can select which part of the document you'd like to view by
using the pull down menu here.
You can select "Full Text" to view the entire document.
5. For non-latin languages, (in most cases) full text translations
are available, you can toggle them on and off here.
You can also toggle the inline discovery translations between
English and their original language.
6. The pie chart icon will open a basic statistical breakdown of the
publication.
7. The sort icon allows you to sort the listed categories based on
the number of instances found.
Click to toggle between ascending and descending.
8. You can use the refine box to refine the discovered items in the
sections below.
Simply type what you are looking for, any items that do not match
will be temporarily hidden.
9. The publication has been analysed and we have identified items
within it that fit into these categories.
The specific items found are listed within the category headings.
Click the section header to open that section and view all the
identitfied items in that section.
If you click the checkbox all items in that section will be
highlighted in the publication (to the right).
The best thing to do is to experiment by opening the sections and
selecting and unselecting checkboxes.
10. The main output window contains the publication full text (or part
thereof if selected).
11. The Tools section contains tools to help you navigate the
"discovered" (highlighted) items of interest.
The arrows and counter let you move through the highlighted items
in order.
12. Other tools include a "Preview" option [ [preview.png] ] and the
ability to mark the relative locations of highlighted items by
using the "Marker" option [ [marker.png] ].
Try these out to best understand how they work, and to discover if
they are of use to you.
13. Items selected from the menu on the left will be highlighted in
the main publication section (here in the middle of the screen).
Click them for further information and insights (including
chemical structure diagrams where available).
14. Please experiment with TextMine - you cannot make any permanent
changes or break anything and once your session is closed (you've
log out) all your activity is destroyed.
Please contact Minesoft Customer Support if you have any questions
or queries at: support@minesoft.com
[69]____________________
[70]____________________
[71]____________________
[72]____________________
[73]____________________
[74]____________________
[75]____________________
[76]____________________
[77]____________________
[78]____________________
[BUTTON Input] (not implemented)_____ [BUTTON Input] (not
implemented)_____
Документ
Категория
Без категории
Просмотров
1
Размер файла
49 Кб
Теги
fr2513307a1
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа