FR2792420A1 - Dispositif permettant d'orienter des carottes de forage - Google Patents

Abstract

La présente invention concerne les dispositifs permettant d'orienter des carottes l de forme cylindrique de révolution autour d'un axe de révolution 12, ces carottes ayant été prélevées dans un milieu rocheux ou analogue qui a été soumis, lors de sa formation, à un champ magnétique terrestre et qui a de ce fait une aimantation rémanente. Le dispositif selon l'invention se caractérise essentiellement par le fait qu'il comporte un banc 2, un berceau 3, des moyens 4 pour associer le berceau 3 avec le banc, des moyens 7 pour entraîner la carotte 1 en rotation sensiblement autour de son axe de révolution 12 par rapport au berceau lorsque le berceau est situé en une première portion 5 du banc 2 et de façon que sa paroi latérale 9 passe sensiblement par un point de mesure 10, des moyens 8 pour mesurer le champ magnétique régnant au point de mesure, ces moyens de mesure étant aptes à délivrer un signal de mesure, et des moyens 11 pour traiter le signal de mesure. Application, notamment, à l'orientation des carottes provenant des champs pétrolifères.

Description

La présente invention concerne les dispositifs permettant d'orienter des

carottes de forage qui ont des formes cylindriques de révolution autour d'un axe de révolution, lorsque ces carottes ont été prélevées dans des milieux rocheux ou analogues qui ont été soumis, lors de leur formation, à un champ magnétique terrestre et qui ont de ce fait une aimantation rémanente, et plus particulièrement les dispositifs qui permettent d'orienter des carottes

prélevées dans des roches pétrolifères.

II est connu que, notamment dans le cadre de recherches pétrolières, il est nécessaire d'analyser le sous-sol terrestre. Dans ce but, on réalise des puits ou forages et on prélève, dans le sous-sol à analyser, des morceaux de roches dénommés "carottes" au moyen d'outils

spéciaux connus sous le nom de "carotteuses".

Par l'analyse de ces carottes, il est possible de connaître la composition du sous-sol.

Cependant, dans certains cas, notamment dans le cas d'une exploitation pétrolière, il est aussi nécessaire de connaître leur orientation exacte lorsqu'elles étaient dans le sol avant leur extraction. Or, de telles carottes sont découpées dans le sous-sol à l'aide de carotteuses qui sont des outils animés de mouvements de rotation et il n'est donc pas possible, à leur sortie, de connaître leur orientation originelle. Il faut dont procéder à ce que les techniciens dénomment

leur "orientation".

Ceci ayant été précisé, il est tout d'abord nécessaire de rappeler que, sur la Terre, règne un champ magnétique orienté vers un point dénommé "Nord" qui a actuellement une

position bien déterminée par rapport au globe terrestre.

Mais il faut aussi savoir qu'au cours des ères géologiques passées, la position du Nord magnétique n'a pas toujours été la même par rapport aux continents puisque ceux-ci ont dérivé à la surface du globe terrestre. Il est même connu que le sens du champ magnétique s'est inversé un grand nombre de fois. Tous ces changements sont bien connus et parfaitement répertoriés. On sait aussi que les roches terrestres possèdent une aimantation qui comprend deux composantes, l'une représentant l'aimantation induite par le champ magnétique actuel, que les techniciens dénomment "aimantation induite", l'autre représentant l'aimantation dite "aimantation rémanente" correspondant à l'aimantation induite par le champ magnétique terrestre qui régnait au moment de la formation de ces roches et dont elles

ont mémorisé la direction et le sens.

Connaissant, d'une part le sens et la direction de cette aimantation rémanente dans une carotte, et d'autre part l'époque de la formation de la couche rocheuse de laquelle a été extraite cette carotte et la position de cette couche rocheuse dans le sol, il est possible de déterminer l'orientation de la carotte par rapport à cette roche et donc par rapport au globe terrestre. Des dispositifs permettant d'orienter des carottes prélevées dans des milieux rocheux à partir de leur aimantation rémanente sont déjà connus mais, de par leur structure, ils ne peuvent être utilisés qu'en laboratoire. Ils ne permettent pas d'effectuer des mesures sur le

terrain et ne sont pas adaptés pour déterminer l'orientation de grandes quantités de carottes.

La présente invention a ainsi pour but de réaliser un dispositif permettant d'orienter des carottes de forme cylindrique de révolution autour d'un axe de révolution, lorsque ces carottes ont été prélevées dans un milieu rocheux ou analogue et lorsque ce milieu a été soumis lors de sa formation à un champ magnétique terrestre et qu'il comprend de ce fait une aimantation rémanente, et plus particulièrement un dispositif qui permette d'orienter des carottes prélevées dans des roches pétrolifères, qui obvie aux inconvénients des dispositifs similaires de laboratoire actuellement connus, notamment en permettant d'effectuer in situ et de façon presque totalement automatique des mesures d'orientation en série sur de grandes

quantités de carottes, même de relativement grande longueur.

Plus précisément la présente invention a pour objet un dispositif permettant d'orienter des carottes de forme cylindrique de révolution autour d'un axe de révolution, ces carottes ayant été prélevées dans un milieu rocheux ou analogue qui a été soumis, lors de sa formation, à un champ magnétique terrestre et qui a de ce fait une aimantation rémanente, caractérisé par le fait qu'il comporte: - un banc, - un berceau, - des moyens pour associer le berceau avec le banc, - des moyens pour entraîner la carotte en rotation sensiblement autour de son axe de révolution par rapport au berceau lorsque ledit berceau est situé sur une première portion du banc, de façon que la paroi latérale de ladite carotte passe sensiblement par un point dit "point de mesure", - des moyens pour mesurer le champ magnétique régnant audit point de mesure, ces moyens de mesure étant aptes à délivrer un signal dit "signal de mesure", et

- des moyens pour traiter le signal de mesure.

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D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront au cours de la

description suivante donnée en regard des dessins annexés à titre illustratif mais nullement

limitatif, dans lesquels: La figure i représente le schéma de principe d'un mode de réalisation du dispositif selon l'invention dans sa configuration la plus complète, Les figures 2, 3 et 4 représentent respectivement un mode de réalisation de trois détails de la structure du dispositif tel qu'illustré schématiquement sur la figure 1, La figure 5 représente deux diagrammes permettant d'expliciter le fonctionnement du dispositif et les résultats pouvant être obtenus, o. La figure 6 représente une carotte telle qu'elle peut être extraite du sol par une carotteuse, et La figure 7 représente le schéma de principe d'un perfectionnement au mode de

réalisation du dispositif selon les figures 1 à 4.

Les figures 1 à 4 et 7 représentent deux modes de réalisation du dispositif selon l'invention. Cependant, les mêmes références y désignent les mêmes éléments quelle que soit la figure sur laquelle elles apparaissent et quelle que soit la forme de représentation de ces éléments. La figure 1 représente le schéma de principe du dispositif selon l'invention dans sa

configuration la plus complète.

Le dispositif selon l'invention permet d'orienter des carottes 1 qui sont de forme cylindrique de révolution autour d'un axe de révolution 12, ces carottes ayant été prélevées dans un milieu rocheux ou analogue qui a été soumis, lors de sa formation, à un champ magnétique terrestre et qui a de ce fait une aimantation transversale rémanente, figure 6, c'est- à-dire une aimantation qui peut être représentée par un vecteur "V," perpendiculaire à

l'axe de révolution 12 de la carotte.

Par référence plus particulièrement à la figure 1, le dispositif comporte un banc 2 de forme oblongue, un berceau 3, des moyens 4 pour associer le berceau 3 avec le banc, des moyens 7 pour entraîner la carotte 1 en rotation sensiblement autour de son axe de révolution 12 par rapport au berceau lorsque le berceau est situé sur une première portion 5 du banc 2, de façon que la paroi latérale 9 de la carotte passe sensiblement par un point 10 dit "point de mesure", des moyens 8 pour mesurer le champ magnétique régnant en ce point de mesure 10, ces moyens de mesure étant aptes à délivrer un signal dit "signal de mesure", et des moyens

1 1 pour traiter ce signal de mesure.

Dans une première réalisation possible, les moyens 8 pour mesurer le champ magnétique régnant au point de mesure 10 sont constitués par au moins un premier magnétomètre 21 apte à délivrer en sortie 22 un premier signal représentatif de la valeur du champ magnétique mesuré en ce point de mesure, ce premier signal constituant le signal de mesure. Le Demandeur a notamment obtenu de très bons résultats avec le magnétomètre

commercialisé par la Société Scintrex sous la référence SMG4.

Cependant, dans le but d'éliminer le plus possible de signaux parasites, il peut être préférable d'effectuer des mesures en différentielle. Les moyens 8 pour mesurer le champ magnétique régnant au point de mesure 10 comportent alors en outre un second magnétomètre 23 associé au premier, figure 2, de façon qu'il soit apte à mesurer le champ magnétique régnant, non pas au point de mesure 10, mais au voisinage de ce point de mesure, c'est-à-dire en un endroit relativement proche, pour éviter qu'il y ait interférence entre ces

deux magnétomètres.

De plus, il y a avantage à placer le premier magnétomètre 21 en première position de Gauss et le second magnétomètre 23 en seconde position de Gauss. Il est aussi préférable,

quand le dispositif est apte à être utilisé sur la Terre o règne un champ magnétique Nord-

Sud, de placer l'axe de mesure du premier magnétomètre 21 suivant un angle aC d'environ 25 par rapport à l'horizontale du lieu de mesure, et l'axe de mesure du second magnétomètre 23

suivant la verticale de ce lieu, figure 2.

Le second magnétomètre 23 est apte à délivrer à sa sortie 24 un deuxième signal représentatif de la valeur du champ magnétique mesuré au voisinage du point de mesure 10,

la combinaison des deux premier et deuxième signaux constituant alors le signal de mesure.

En outre, comme les magnétomètres définis ci-avant doivent être disposés dans un champ magnétique de préférence uniforme pour pouvoir fonctionner, par exemple le champ magnétique terrestre Nord-Sud, il est avantageux que les moyens 8 pour mesurer le champ magnétique régnant au point de mesure 10 comportent en outre des moyens 25 pour contrôler le champ magnétique ambiant, par exemple le champ magnétique terrestre régnant autour au moins du premier magnétomètre 21, et avantageusement autour également du second quand

il est présent.

Ces moyens 25 pour contrôler le champ magnétique ambiant peuvent être constitués,

par exemple, par une combinaison de plusieurs bobines comme illustré sur les figures I et 2.

Ces bobines du type Helmholtz sont dans ce cas au nombre de quatre, combinées en deux jeux de deux bobines imbriqués les uns dans les autres comme illustré, un jeu ayant son axe horizontal (bobine Nord et bobine Sud) et l'autre ayant son axe vertical (bobine supérieure et

bobine inférieure).

Il est en outre avantageux que le dispositif comporte des moyens 26 pour mesurer les variations du champ magnétique ambiant dans l'espace dans lequel est effectuée la détermination de l'orientation des carottes. Ces derniers moyens 26 sont par exemple constitués par un magnétomètre de type classique et sont aptes à délivrer à leur sortie 27 un troisième signal représentatif des variations du champ magnétique ambiant, la combinaison

des trois premier, deuxième et troisième signaux constituant dans ce cas le signal de mesure.

Ce troisième signal est, de façon connue, utilisé pour réaliser une contre-réaction avec les deux premier et deuxième signaux définis ciavant, dans le but d'éliminer au maximum le signal parasite engendré par les variations du champ magnétique ambiant qui peuvent être

dues à de nombreux facteurs bien connus des hommes du métier.

Il est aussi bien évident que les carottes 1 à orienter ont pu être soumises à des aimantations successives au cours du temps après leur première aimantation lors de la

formation des roches dans lesquelles elles ont été prélevées.

En conséquence, de façon avantageuse, le dispositif peut comporter en outre des moyens 30 pour effectuer, par étapes successives, une désaimantation partielle de la carotte 1 pour les aimantations postérieures à son aimantation originelle, cette désaimantation partielle

devant être effectuée avant de déterminer l'orientation de la carotte.

Ces moyens 30 pour désaimanter partiellement une carotte avant de déterminer son orientation comportent des moyens 31 pour réaliser un espace isolé magnétiquement 32, cet espace étant défini autour d'une deuxième portion 33 du banc 2 différente de la première portion 5, et des bobines 34 aptes à créer un champ magnétique de désaimantation d'une

valeur contrôlée disposées dans cet espace isolé magnétiquement 32.

Les moyens 31 sont par exemple constitués d'une pluralité de tunnels coaxiaux montés les uns dans les autres et réalisés en un matériau magnétique comme de l'acier ou analogue et les deux bobines 34 sont alimentées en courant électrique continu subissant des

inversions périodiques.

Le dispositif comporte en outre des moyens 40 pour indexer angulairement la carotte 1 par rapport au banc 2. Ces moyens 40 comportent au moins un repère 41 situé sur la paroi latérale cylindrique 9 de la carotte, par exemple une bande lumineuse et/ou réfléchissante ou analogue, et des moyens 42 pour déterminer la position de ce repère 41 par rapport au banc 2

quand la carotte 1 est positionnée sur le berceau 3.

Ces moyens 42 comportent des moyens pour entraîner la carotte 1 en rotation autour de son axe de révolution 12 lorsque le berceau 3 est situé en une troisième portion 43 du banc, une cellule 44 de détection du repère 41 et des moyens 45 pour fixer la cellule 44 dans une position prédéterminée par rapport au banc 2 de façon que le repère 41 passe en regard de la cellule quand la carotte I est animée d'un mouvement de rotation. Dans une réalisation avantageuse, le banc 2 a la forme d'un rail et le berceau 3 celle d'un chariot. Dans ce cas, les moyens 4 pour associer le berceau 3 avec le banc 2 comportent des moyens 50 pour monter le chariot en translation sur le rail et des moyens 51 pour commander la translation du chariot le long du rail de façon que ce chariot puisse se situer sur le rail en au moins trois positions différentes, en l'occurrence les première 5, deuxième 33

et troisième 43 positions définies ci-avant.

Dans une réalisation possible, les moyens 51 pour commander la translation du chariot le long du rail sont constitués par un premier moteur 52 et une chaîne sans fin 53. La chaîne sans fin 53 est montée le long du rail et couplée au premier moteur via des moyens d'engrenage et en au moins un point 54 du chariot de façon que la rotation commandée du moteur 52 entraîne, de façon connue en elle-même, via la chaîne sans fin 53, le déplacement

du chariot le long du rail, dans un sens ou dans l'autre.

Dans une réalisation possible, les moyens 7 pour entraîner la carotte en rotation sensiblement autour de son axe de révolution 12 lorsqu'elle est disposée sur le berceau 3 sont constitués par au moins deux rouleaux 61, 62 de forme cylindrique de révolution montés en rotation par rapport au berceau 3, les axes de révolution de ces deux rouleaux étant parallèles à la direction de translation du berceau 3 le long du banc 2, la distance séparant leurs deux axes de révolution étant au plus égale à la somme des rayons des deux rouleaux et du diamètre de la carotte 1 à orienter, et des moyens 63 pour commander la rotation des deux rouleaux dans le même sens, la carotte étant alors simplement posée entre les deux rouleaux, les forces de friction entre la surface latérale de la carotte et les surfaces latérales des rouleaux, engendrées par la rotation des rouleaux, permettant d'entraîner la carotte dans le

même mouvement de rotation, figure 4.

Les moyens 63 pour commander la rotation des deux rouleaux 61, 62 dans le même sens sont constitués par un second moteur 64, un arbre de transmission 65 couplé à ce second moteur et monté parallèle à la direction de translation du berceau 3 le long du banc 2, et des moyens 66 pour coupler l'arbre de transmission 65 avec les deux rouleaux de façon que la rotation de cet arbre de transmission entraîne la rotation des deux rouleaux dans le même

sens, figure 4.

Dans ce but, comme représenté sur la figure 4, l'arbre de transmission 65 présente une section polygonale, en l'occurrence carrée, et il est monté coulissant dans un orifice complémentaire 69 réalisé suivant l'axe longitudinal du rouleau 62. De cette façon, quand l'arbre de transmission 65 est entraîné en rotation par le second moteur 64, il entraine dans sa s rotation le rouleau 62 et le rouleau 61 via la courroie 67 au moyen par exemple des

engrenages 68.

En revanche, il faut noter que l'arbre de transmission 65 n'empêche pas le chariot de se déplacer le long du rail, puisqu'il est monté coulissant dans l'orifice 69 réalisé dans le rouleau 62. De cette façon, le berceau 3 peut parcourir toute la longueur du banc 2 et prendre sur ce banc, les trois positions 5, 33 et 43 définies ci-avant et les rouleaux peuvent être

entraînés en rotation quelle que soit la position du berceau 3 sur le banc 2.

Dans une réalisation avantageuse, comme il est impossible de réaliser des moteurs avec uniquement des matériaux amagnétiques, les deux moteurs 52 et 64 sont disposés à l'extrémité 70 du banc 2 la plus éloignée de la première portion 5 et sont séparés de ces trois portions 5, 33 et 43 par un écran magnétique 71 par exemple une plaque en un matériau magnétique. De même il est concevable que, pour éviter tout influence magnétique parasite, le banc 2, le berceau 3, les moyens 4 pour associer le berceau 3 avec le banc et les moyens 7 pour entraîner la carotte en rotation sensiblement autour de son axe de révolution 12, à

lI'exception des moteurs, sont réalisés dans des matériaux amagnétiques.

Quant aux moyens 11 pour traiter le signal de mesure, ils sont constitués par un ordinateur ou analogue programmé pour traiter les signaux définis ci-dessus et donner le résultat comme explicité ci- dessous, la programmation d'un tel ordinateur ne présentant pas

de difficultés pour un homme du métier connaissant la structure du dispositif décrite ci-

dessus et son fonctionnement décrit ci-après.

Le dispositif décrit ci-dessus fonctionne et s'utilise de la façon suivante On commence par orienter le banc de façon que son axe longitudinal, et donc la direction de déplacement du chariot le long du rail, soient parallèles à la direction magnétique Est-Ouest et de façon que les bobines Sud et Nord (figure 2) soient perpendiculaires au

champ magnétique terrestre.

Les deux magnétomètres 21 et 23 sont disposés comme mentionné auparavant.

On effectue ensuite une indexation de la carotte. pour ce faire, on place sur celle-ci un repère 41, par exemple une bande réfléchissante, selon une génératrice de sa paroi

cylindrique de révolution 9.

La carotte est posée entre les deux rouleaux 61, 62 et le berceau 3 est amené sur la troisième portion 43 du banc 2. La carotte est animée d'un mouvement de rotation autour de son axe de révolution 12 et, chaque fois que le repère 41 passe en regard de la cellule 44, celle-ci émet un signal 80. Sur la représentation graphique A de la figure 5, la distance séparant deux signaux consécutifs 81, 82 représente une rotation complète de la carotte autour de son axe longitudinal, c'est-à-dire une rotation angulaire de 360 . Ces signaux sont mis en mémoire dans l'ordinateur 11 en attente de la suite des opérations pour l'orientation

de la carotte.

Cette opération d'indexation de la carotte terminée, le berceau 3 portant la carotte 1 peut être directement amené au niveau de la première portion 5 du banc 2, en regard des deux magnétomètres 21, 23. La carotte est alors animée d'un mouvement de rotation et, si elle ne possède que son aimantation rémanente, les deux signaux délivrés par les deux magnétomètres et conjugués en différentielle dans l'ordinateur 11 donnent un signal de forme

sinusoïdale idéale, ou approchante, par exemple comme représenté sur la courbe B, figure 5.

En comparant, notamment dans l'ordinateur, la forme de la courbe B et celle de la courbe A, il est possible de définir la position du vecteur aimantation rémanente V par rapport au repère 41. Dans le cas illustré par les deux courbes A et B, ce vecteur est situé (figures 5 et 6) soit à

soit à 315 du repère 41.

Cependant, il peut être décidé par l'opérateur de faire subir à la carotte une première désaimantation partielle avant d'effectuer l'opération d'orientation décrite ci-dessus. Pour cela, une fois l'opération d'indexation de la carotte étant terminée, le berceau 3 portant la

carotte est amené au niveau de la deuxième portion 33 du banc 2, dans l'espace 32.

Une désaimantation contrôlée de la carotte est effectuée, suivie de l'étape

d'orientation comme décrit ci-avant.

Selon le résultat obtenu, il peut être procédé à une pluralité de désaimantations

partielles successives suivies d'une étape d'orientation.

Bien entendu, lors de l'étape d'orientation, le troisième signal émis par le magnétomètre 26 peut être combiné en contre réaction avec les deux premier et deuxième signaux dans l'ordinateur 1 1 pour éliminer l'influence des variations du champ magnétique ambiant sur le résultat de l'orientation de la carotte I car l'aimantation rémanente d'une telle

carotte est relativement faible et ne doit en aucune façon être parasitée.

Le dispositif décrit ci-dessus permet de définir l'orientation de la carotte en utilisant son aimantation rémanente transversale V,. Mais encore faut-il déterminer le haut et le bas de la carotte lorsqu'elle était dans le sol avant son prélèvement car, en négligeant la détermination de ce paramètre, il est possible de faire une erreur pouvant aller jusqu'à cent

quatre-vingts degrés sur la détermination de l'orientation de cette carotte.

Pour pouvoir valider le résultat de la mesure effectuée comme décrit cidessus, il est donc nécessaire de déterminer aussi, si cela n'a pas été fait auparavant, le haut et le bas de la carotte, c'est-à-dire laquelle de ses extrémités était la plus haute sur la verticale du lieu

d'extraction de la carotte lorsque la carotte était encore dans le sol.

Les roches terrestres possèdent une aimantation rémanente qui peut se décomposer en deux vecteurs, le vecteur aimantation rémanente transversale Vt qui a été défini auparavant et un vecteur aimantation rémanente longitudinale VI suivant l'axe de révolution 12 de la

carotte 1, figure 6.

Or, en connaissant, d'une part le sens du vecteur aimantation rémanente longitudinale, et d'autre part l'époque de la formation de la couche rocheuse de laquelle a été extraite la carotte et la position de cette couche rocheuse dans le sol, il est possible de déterminer le bas

et le haut de la carotte dans cette couche.

Le mode de réalisation du dispositif selon l'invention schématiquement illustré sur la figure 7, qui constitue un perfectionnement à celui illustré sur les figures 1 à 4, permet de

déterminer le haut et le bas de la carotte.

Ce mode de réalisation du dispositif comporte, en plus des moyens du mode de réalisation décrits ci-dessus en regard des figures I à 4, des moyens 91 pour mesurer

l'aimantation longitudinale de la carotte 1.

Dans une réalisation particulièrement avantageuse, ces moyens 91 comportent une goulotte 92 définissant un logement 93 de réception de la carotte, ce logement ayant un axe longitudinal 94, l'axe de révolution 12 de la carotte étant parallèle à cet axe longitudinal 94 quand elle est située dans le logement. Ces moyens 91 comportent en outre des moyens 95 pour positionner la goulotte par rapport au banc 2 de façon que l'axe longitudinal 94 du logement 93 soit sensiblement perpendiculaire à l'axe de révolution 12 de la carotte quand cette dernière est entraînée en rotation par rapport au berceau 3 lorsque le berceau est situé

sur la première portion 5 du banc 2 comme défini ci-avant.

De façon préférentielle, pour permettre aux capteurs définis ci-avant, comme les capteurs Scintrex, de pouvoir fonctionner de façon optimum en utilisant le champ magnétique terrestre, ces moyens 95 comportent des moyens 96 pour monter la goulotte 92 rotative par rapport au banc 2 autour sensiblement du point de mesure 10 de façon à pouvoir orienter l'axe longitudinal 94 du logement 93 parallèle au champ magnétique terrestre du lieu o est effectuée la mesure, après avoir orienté le banc 2 suivant avantageusement la direction

Est-Ouest comme cela a été explicité auparavant.

Le dispositif décrit ci-dessus en regard de la figure 7 permet de déterminer, si cela s'avérait nécessaire, le haut et le bas de la carotte, c'est-à-dire son sens originel sur la verticale du lieu o elle a été extraite, s'utilise et fonctionne de la façon suivante: On commence par placer la carotte 1 dans le logement 93 défini dans la goulotte 92 et, au moyen des capteurs 21 et 23 définis ci-avant qui délivrent un signal représentatif d'une première valeur de l'aimantation suivant l'axe de révolution 12 de la carotte 1. En fait, cette première valeur correspond sensiblement à la valeur de l'aimantation due au champ magnétique terrestre au point de mesure 10 à laquelle s'est ajoutée ou retranchée la valeur de

l'aimantation rémanente longitudinale de la carotte 1.

La carotte 1 est ensuite retournée dans le logement 93 de façon à intervertir l'emplacement de ses deux extrémités. On effectue une deuxième mesure avec les capteurs 21 et 23 qui délivrent un autre signal qui représente une seconde valeur de l'aimantation

suivant l'axe de révolution 12 de la carotte.

Si, par exemple, la première valeur d'aimantation est supérieure à la seconde valeur, il est certain que l'aimantation rémanente longitudinale de la carotte a le même sens que le champ magnétique terrestre au point de mesure 10. Si la première valeur est inférieure à la seconde, l'aimantation rémanente longitudinale de la carotte est de sens contraire à ce champ

magnétique terrestre.

En comparant les valeurs des deux mesures, il est donc possible de connaître l'orientation de l'aimantation rémanente longitudinale de la carotte et donc, après comparaison avec l'orientation de l'aimantation rémanente de l'endroit du sol dont a été

extraite la carotte, de déterminer avec certitude le haut, et donc le bas, de la carotte.

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Claims (20)

REVENDICATIONS

1. Dispositif permettant d'orienter des carottes (1) de forme cylindrique de révolution autour d'un axe de révolution (12), ces carottes ayant été prélevées dans un milieu rocheux ou analogue qui a été soumis, lors de sa formation, à un champ magnétique terrestre et qui a de ce fait une aimantation rémanente, caractérisé par le fait qu'il comporte: - un banc (2), - un berceau (3), - des moyens (4) pour associer le berceau (3) avec le banc, - des moyens (7) pour entraîner la carotte (1) en rotation sensiblement autour de son axe de révolution (12) par rapport au berceau lorsque ledit berceau est situé en une première portion (5) du banc (2) et de façon que sa paroi latérale (9) passe sensiblement par un point dit "point de mesure" (10), - des moyens (8) pour mesurer le champ magnétique régnant audit point de mesure, ces moyens de mesure étant aptes à délivrer un signal dit "signal de mesure", et

- des moyens (11) pour traiter le signal de mesure.

2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé par le fait que les moyens (8) pour mesurer le champ magnétique régnant audit point de mesure comportent au moins un premier magnétomètre (21) apte à délivrer en sortie (22) un premier signal représentatif de la valeur du champ magnétique mesuré au point de mesure, ce premier signal constituant le signal de

mesure.

3. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé par le fait que les moyens (8) pour mesurer le champ magnétique régnant audit point de mesure comportent en outre un second magnétomètre (23), ledit second magnétomètre étant associé au premier de façon qu'il soit apte à mesurer le champ magnétique régnant au voisinage du point de mesure, le premier magnétomètre étant positionné en première position de Gauss et le second en seconde position de Gauss, ledit second magnétomètre étant apte à délivrer en sortie (24) un deuxième signal représentatif de la valeur du champ magnétique mesuré au voisinage du point de

mesure, la combinaison des deux premier et deuxième signaux constituant le signal de-

mesure.

4. Dispositif selon l'une des revendications 2 et 3, caractérisé par le fait que les

moyens (8) pour mesurer le champ magnétique régnant audit point de mesure comportent en outre des moyens (25) pour contrôler le champ magnétique ambiant autour au moins du

premier magnétomètre (21).

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5. Dispositif selon l'une des revendications 2 à 4, caractérisé par le fait qu'il comporte

en outre des moyens (26) pour mesurer les variations du champ magnétique ambiant, ces derniers moyens étant aptes à délivrer en sortie (27) un troisième signal représentatif de ces variations, la combinaison au moins des premier et troisième signaux constituant le signal de mesure.

6. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé par le fait qu'il comporte

en outre des moyens (30) pour effectuer une désaimantation partielle de la carotte (1) avant

de déterminer son orientation.

7. Dispositif selon la revendication 6, caractérisé par le fait que les moyens (30) pour désaimanter partiellement la carotte avant de déterminer son orientation comportent des moyens (31) pour réaliser un espace isolé magnétiquement (32), cet espace étant défini autour d'une deuxième portion (33) du banc (2) différente de la première portion (5), et des

bobines (34) aptes à créer un champ magnétique de désaimantation d'une valeur contrôlée.

8. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisé par le fait qu'il comporte

en outre des moyens (40) pour indexer angulairement la carotte (1) par rapport au banc (2).

9. Dispositif selon la revendication 8, caractérisé par le fait que les moyens (40) pour indexer angulairement la carotte par rapport au banc comportent au moins un repère (41) situé sur la paroi latérale cylindrique (9) de la carotte (1) et des moyens (42) pour déterminer la position du repère (41) par rapport au banc (2) quand la carotte (1) est positionnée sur le

berceau (3).

10. Dispositif selon la revendication 9, caractérisé par le fait que les moyens (42) pour déterminer la position du repère (41) par rapport au banc (2) quand la carotte (1) est positionnée sur le berceau (3) comportent des moyens pour entraîner la carotte en rotation autour de son axe de révolution lorsque le berceau (3) est situé en une troisième portion (43) du banc, au moins une cellule (44) de détection du repère (41) et des moyens (45) pour fixer la cellule (44) dans une position prédéterminée par rapport au banc (2) et en regard de la carotte (1) quand cette dernière est située sur le berceau (3) et que ce berceau se trouve sur la

troisième portion (43) du banc (2).

11. Dispositif selon la revendication 10, caractérisé par le fait que le banc (2) à la forme d'un rail, le berceau (3) celle d'un chariot, et que les moyens (4) pour associer le berceau (3) avec le banc (2) comportent des moyens (50) pour monter le chariot en translation sur le rail et des moyens (51) pour commander la translation du chariot le long du rail.

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12. Dispositif selon la revendication 11, caractérisé par le fait que les moyens (51) pour commander la translation du chariot le long du rail sont constitués par un premier moteur (52) et une chaîne sans fin (53) couplée au premier moteur via des moyens d'engrenage et à au moins un point (54) du chariot, de façon que la rotation commandée du premier moteur (52) entraîne le déplacement du chariot le long du rail dans un sens ou dans l'autre.

13. Dispositif selon l'une des revendications 11 et 12, caractérisé par le fait que les

moyens (7) pour entraîner la carotte en rotation sensiblement autour de son axe de révolution sont constitués par au moins deux rouleaux (61, 62) de forme cylindrique de révolution montés en rotation par rapport au berceau (3), les axes de révolution de ces deux rouleaux étant parallèles à la direction de translation du berceau (3) le long du banc (2), la distance séparant les deux axes de ces deux rouleaux étant au plus égale à la somme des rayons des deux rouleaux et du diamètre de la carotte (1) à orienter, et des moyens (63) pour commander

la rotation des deux rouleaux dans le même sens.

14. Dispositif selon la revendication 13, caractérisé par le fait que les moyens (63) pour commander la rotation des deux rouleaux (61, 62) dans le même sens sont constitués par un second moteur (64), un arbre de transmission (65) couplé à ce second moteur et monté parallèle à la direction de translation du berceau (3) le long du banc (2), et des moyens (66) pour coupler l'arbre de transmission (65) avec les deux rouleaux de façon que la rotation de

cet arbre de transmission entraîne la rotation des deux rouleaux dans le même sens.

15. Dispositif selon les revendications 12 à 14, caractérisé par le fait que les deux

premier (52) et second (64) moteurs sont situés à l'extrémité (70) du banc la plus éloignée de

la première portion (5) du banc et sont séparés de ce banc (2) par un écran magnétique (71).

16. Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé par le fait qu'au

moins le banc (2), le berceau (3), les moyens (4) pour associer le berceau (3) avec le banc et les moyens (7) pour entraîner la carotte en rotation sensiblement autour de son axe de

révolution (12) sont réalisés dans des matériaux amagnétiques.

- 17. Dispositif selon l'une des revendications 3 à 16, apte à être utilisé sur Terre o

règne un champ magnétique Nord-Sud, caractérisé par le fait que l'axe de mesure du premier magnétomètre (21) est disposé suivant un angle a d'environ 25 par rapport à l'horizontale

tandis que l'axe de mesure du second magnétomètre (23) est sensiblement vertical.

18. Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé par le fait qu'il

comporte en outre des moyens (91) pour mesurer l'aimantation longitudinale de la carotte.

19. Dispositif selon les revendications 2 et 18, caractérisé par le fait que les moyens

(91) pour mesurer l'aimantation longitudinale de la carotte (1) comportent: - une goulotte (92), ladite goulotte définissant un logement (93) de réception de la carotte, ce logement ayant un axe longitudinal (94), l'axe de révolution (12) de la carotte étant parallèle à cet axe longitudinal (94) quand elle est située dans le logement, et - des moyens (95) pour positionner la goulotte par rapport au banc (2) de façon que l'axe longitudinal (94) du logement (93) soit sensiblement perpendiculaire à l'axe de révolution (12) de la carotte quand cette dernière est entraînée en rotation par rapport au berceau lorsque

le berceau est situé sur la première portion (5) du banc (2).

20. Dispositif selon la revendication 19, caractérisé par le fait que les moyens (95) pour positionner la goulotte (92) par rapport au banc (2) comportent des moyens (96) pour monter la goulotte rotative par rapport au banc (2) sensiblement autour dudit point de mesure

(10) de façon à pouvoir orienter l'axe longitudinal (94) du logement (93).