FR2962154A1 - System for measuring data of external wall of metal casing of hydrocarbon well, has emission/reception device emitting/receiving acoustic waves, where device is positioned in casing and sensor to emit and receive waves - Google Patents

Abstract

The system has a sensor (21) bounded to an outer wall of a metal casing (5) of a drillhole. The sensor comprises a piezoelectric element to convert mechanical energy of an acoustic wave (25) into electric energy for supplying power to the sensor. The sensor comprises another piezoelectric element to convert an electric signal of data of the sensor into another acoustic wave (27). An emission/reception device (23) emitting/receiving the acoustic waves is positioned in the casing and the sensor to emit the former wave and receive the latter wave. An independent claim is also included for a method for using a measuring system.

Description

B10387 1 MESURE DE DONNÉES SUR LES PAROIS EXTÉRIEURES D'UN TUBAGE DE FORAGE B10387 1 MEASUREMENT OF DATA ON EXTERIOR WALLS IN A DRILLING TUBING

Domaine de l'invention La présente invention concerne un système de mesure de données comprenant un ou plusieurs capteurs disposés sur la paroi extérieure d'un tubage métallique de forage. Field of the Invention The present invention relates to a data measuring system comprising one or more sensors disposed on the outer wall of a metal drill pipe.

Exposé de l'art antérieur La figure 1 est une vue en coupe représentant de façon très schématique une portion d'un puits 1, foré dans une zone de terre et/ou de roche 3 en vue d'accéder à une nappe souterraine non représentée, par exemple une nappe d'eau ou d'hydrocarbures. DISCUSSION OF THE PRIOR ART FIG. 1 is a sectional view very schematically showing a portion of a well 1 drilled in a zone of soil and / or rock 3 in order to access a not shown underground aquifer. for example a sheet of water or hydrocarbons.

Un tubage 5 est prévu à l'intérieur du puits pour éviter que d'éventuelles détériorations des parois du trou ne viennent endommager le puits, par exemple en le bouchant partiellement ou totalement. Le tubage 5 est en fait une canalisation relative- ment épaisse, par exemple en acier, que l'on insère dans le puits en même temps que l'on fore ou immédiatement après le forage. A titre d'exemple, pour certains forages pétroliers, on utilise un tubage à section circulaire de 15 à 20 centimètres de diamètre interne et d'une épaisseur supérieure à 1 cm. Le tubage 5 est destiné à rester dans le puits pendant toute la durée d'utilisation de ce dernier, c'est-à-dire généralement pendant plusieurs années. Dans certains cas, on prévoit d'injecter un B10387 A casing 5 is provided inside the well to prevent any damage to the walls of the hole from damaging the well, for example by partially or completely blocking it. The casing 5 is in fact a relatively thick pipe, for example steel, which is inserted into the well at the same time as drilled or immediately after drilling. For example, for certain oil drilling, a casing with a circular section of 15 to 20 centimeters in internal diameter and a thickness greater than 1 cm is used. The casing 5 is intended to remain in the well for the duration of use of the latter, that is to say generally for several years. In some cases, it is planned to inject a B10387

2 fluide 7, par exemple du ciment, entre la paroi extérieure du tubage et la paroi intérieure du puits. Tout au long de la période d'exploitation du puits, on souhaite pouvoir disposer d'informations sur l'environnement extérieur du tubage 5. On souhaite par exemple pouvoir connaître la température à l'extérieur du tubage, la pression et/ou la composition des fluides qui entourent le tubage, etc. De telles informations permettent notamment d'optimiser et de sécuriser l'exploitation de la nappe. Fluid 7, for example cement, between the outer wall of the casing and the inner wall of the well. Throughout the exploitation period of the well, it is desired to have information on the external environment of the casing 5. For example, it is desired to be able to know the temperature outside the casing, the pressure and / or the composition. fluids surrounding the casing, etc. Such information makes it possible in particular to optimize and secure the exploitation of the sheet.

Divers capteurs peuvent être placés sur la paroi extérieure du tubage 5. Sur la figure 1, on a représenté un capteur 9 fixé à la paroi extérieure du tubage et protégé par un boîtier 11, par exemple un boîtier en acier. Le boîtier 11 permet notamment d'éviter que le capteur 9 ne soit endommagé par des chocs contre les parois du puits, lors de la mise en place du tubage. Le boîtier 11 n'est pas étanche. Il est au contraire spécifiquement adapté à ce que les fluides susceptibles d'entourer le tubage soient en contact direct avec le capteur 9. Pour l'alimentation du capteur 9, et pour la transmis- Sion des données mesurées par ce capteur, un câble de connexion 13 est disposé le long de la paroi extérieure du tubage, reliant le capteur à la surface. La distance entre le capteur 9 et la surface pouvant atteindre plusieurs milliers de mètres, le câble de connexion 13 est particulièrement coûteux, et son installa- tion est particulièrement délicate. Ce coût et cette difficulté d'installation sont d'autant plus élevés que le nombre de capteurs prévus en périphérie du tubage est élevé. Par ailleurs, le câble 13 risque d'être endommagé si le tubage vient à frotter contre les parois du puits, par exemple au moment de la mise en place du tubage dans le puits. La réparation du câble 13 ne peut passer que par l'extraction et le remplacement du tubage, ce qui, en pratique, est inenvisageable en raison du coût prohibitif d'une telle opération. Various sensors may be placed on the outer wall of the casing 5. In FIG. 1, a sensor 9 is shown attached to the outer wall of the casing and protected by a casing 11, for example a steel casing. The housing 11 makes it possible in particular to prevent the sensor 9 from being damaged by shocks against the walls of the well, during the introduction of the casing. The housing 11 is not waterproof. On the contrary, it is specifically adapted so that the fluids capable of surrounding the casing are in direct contact with the sensor 9. For the supply of the sensor 9, and for the transmission of the data measured by this sensor, a cable of connection 13 is disposed along the outer wall of the casing, connecting the sensor to the surface. The distance between the sensor 9 and the surface being able to reach several thousand meters, the connection cable 13 is particularly expensive, and its installation is particularly delicate. This cost and difficulty of installation are even higher than the number of sensors provided in the periphery of the casing is high. Furthermore, the cable 13 may be damaged if the casing rubs against the walls of the well, for example at the time of introduction of the casing in the well. The repair of the cable 13 can only pass through the extraction and replacement of the casing, which, in practice, is unthinkable because of the prohibitive cost of such an operation.

B10387 Résumé Ainsi, un objet d'un mode de réalisation de la présente invention est de proposer un système de mesure de données comprenant un capteur placé sur la paroi extérieure du tubage d'un forage, ce système palliant au moins en partie les inconvénients des solutions existantes. Un objet d'un mode de réalisation de la présente invention est de proposer un tel système ne nécessitant pas la prévision d'un câble pour relier le capteur à la surface. B10387 Abstract Thus, an object of an embodiment of the present invention is to propose a data measurement system comprising a sensor placed on the outer wall of the casing of a borehole, this system at least partially overcoming the disadvantages of the existing solutions. An object of an embodiment of the present invention is to provide such a system that does not require the provision of a cable for connecting the sensor to the surface.

Ainsi, un mode de réalisation de la présente invention prévoit un système de mesure de données comprenant un capteur lié à une paroi extérieure d'un tubage d'un forage, ce capteur comprenant un premier élément piézoélectrique pour convertir l'énergie mécanique d'une première onde acoustique en énergie électrique d'alimentation du capteur, et un second élément piézoélectrique pour convertir un signal électrique de données du capteur en une deuxième onde acoustique ; et un dispositif d'émission/réception d'ondes acoustiques adapté à être positionné dans la canalisation, en regard du capteur, pour émettre la première onde et recevoir la deuxième onde. Selon un mode de réalisation de la présente invention, la canalisation est un tubage d'un puits d'hydrocarbures. Selon un mode de réalisation de la présente invention, le capteur est placé dans un boîtier de protection. Thus, an embodiment of the present invention provides a data measurement system comprising a sensor connected to an outer wall of a casing of a borehole, which sensor comprises a first piezoelectric element for converting the mechanical energy of a first acoustic wave in electrical power supply of the sensor, and a second piezoelectric element for converting an electrical data signal from the sensor into a second acoustic wave; and an acoustic wave transmitting / receiving device adapted to be positioned in the pipe, facing the sensor, for emitting the first wave and receiving the second wave. According to one embodiment of the present invention, the pipeline is a casing of a hydrocarbon well. According to an embodiment of the present invention, the sensor is placed in a protective case.

Selon un mode de réalisation de la présente invention, les premier et second éléments piézoélectriques sont confondus. Selon un mode de réalisation de la présente invention, les premier et second éléments piézoélectriques confondus forment une couronne entourant la canalisation. According to an embodiment of the present invention, the first and second piezoelectric elements are merged. According to one embodiment of the present invention, the first and second piezoelectric elements combined form a ring surrounding the pipe.

Selon un mode de réalisation de la présente invention, le capteur comprend un condensateur adapté à être chargé par le premier élément piézoélectrique. Selon un mode de réalisation de la présente invention, le système de mesure comprend en outre un moyen de positionne- ment du dispositif d'émission/réception, ce moyen de positionne- 3 B10387 According to an embodiment of the present invention, the sensor comprises a capacitor adapted to be charged by the first piezoelectric element. According to an embodiment of the present invention, the measurement system further comprises a positioning means of the transmitting / receiving device, which means of positioning the B10387

4 ment comprenant un aimant fixé au voisinage du capteur et un magnétomètre solidaire du dispositif d'émission/réception. Un mode de réalisation de la présente invention prévoit un capteur de données comprenant un premier élément piézoélectrique pour convertir l'énergie mécanique d'une onde acoustique en énergie électrique d'alimentation du capteur, et un second élément piézoélectrique pour convertir un signal électrique de données du capteur en une onde acoustique, ce capteur étant adapté à être utilisé dans un système de mesure tel que ci-dessus. Un mode de réalisation de la présente invention prévoit un procédé d'utilisation d'un système de mesure tel que ci-dessus, comprenant les étapes consistant à descendre le dispositif d'émission/réception dans le tubage en regard du capteur ; émettre la première onde via ledit dispositif ; et recevoir la deuxième onde via ledit dispositif. Selon un mode de réalisation de la présente invention, la deuxième onde est émise à une fréquence distincte de la fréquence de la première onde. 4 ment comprising a magnet fixed in the vicinity of the sensor and a magnetometer secured to the transmission / reception device. An embodiment of the present invention provides a data sensor comprising a first piezoelectric element for converting the mechanical energy of an acoustic wave into electrical power supply of the sensor, and a second piezoelectric element for converting an electrical data signal. the sensor into an acoustic wave, this sensor being adapted to be used in a measurement system as above. An embodiment of the present invention provides a method of using a measurement system as above, comprising the steps of lowering the transmitting / receiving device in the casing facing the sensor; transmitting the first wave via said device; and receiving the second wave via said device. According to one embodiment of the present invention, the second wave is emitted at a frequency distinct from the frequency of the first wave.

Selon un mode de réalisation de la présente invention, la première onde est émise à une fréquence de résonance du tubage. Selon un mode de réalisation de la présente invention, le procédé comprend une étape préliminaire de recherche de la 25 fréquence de résonance du tubage. Brève description des dessins Ces objets, caractéristiques et avantages, ainsi que d'autres seront exposés en détail dans la description suivante de modes de réalisation particuliers faite à titre non-limitatif 30 en relation avec les figures jointes parmi lesquelles : la figure 1, précédemment décrite, est une vue en coupe représentant de façon schématique un système de mesure de données comprenant un capteur placé sur la paroi extérieure d'un tubage, ce capteur étant relié à la surface par un câble disposé 35 le long de la paroi extérieure du tubage ; B10387 According to an embodiment of the present invention, the first wave is emitted at a resonant frequency of the casing. According to one embodiment of the present invention, the method comprises a preliminary step of searching for the resonance frequency of the casing. BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS These and other objects, features, and advantages will be set forth in detail in the following description of particular non-limiting embodiments in connection with the accompanying figures, in which: FIG. described, is a sectional view schematically showing a data measurement system comprising a sensor placed on the outer wall of a casing, this sensor being connected to the surface by a cable disposed along the outer wall of the casing ; B10387

la figure 2 est une vue en coupe représentant de façon schématique un système de mesure de données comprenant un capteur disposé sur la paroi extérieure d'un tubage ; la figure 3 est un schéma électrique représentant un 5 mode de réalisation du système de mesure de la figure 2 ; la figure 4 est une vue en coupe représentant de façon schématique un mode de réalisation d'un capteur adapté au système de mesure décrit en relation avec les figures 2 et 3 ; et la figure 5 est une vue en coupe représentant de façon schématique une variante de réalisation du capteur de la figure 4. Description détaillée Par souci de clarté, de mêmes éléments ont été désignés par de mêmes références dans les différentes figures et, de plus, les diverses figures ne sont pas tracées à l'échelle. On notera en particulier que, dans les figures 1, 2, 4 et 5, représentant des capteurs placés sur la paroi extérieure d'un tubage, les dimensions des capteurs ont été largement exagérées par rapport aux dimensions du tubage. Fig. 2 is a sectional view schematically showing a data measurement system comprising a sensor disposed on the outer wall of a casing; Fig. 3 is an electrical diagram showing an embodiment of the measurement system of Fig. 2; Figure 4 is a sectional view schematically showing an embodiment of a sensor adapted to the measuring system described in relation to Figures 2 and 3; and FIG. 5 is a sectional view schematically representing an alternative embodiment of the sensor of FIG. 4. Detailed Description For the sake of clarity, the same elements have been designated with the same references in the various figures and, in addition, the various figures are not drawn to scale. It will be noted in particular that, in FIGS. 1, 2, 4 and 5, representing sensors placed on the outer wall of a casing, the dimensions of the sensors have been greatly exaggerated with respect to the dimensions of the casing.

Pour éviter la prévision d'un câble de communication de données entre le capteur et la surface, on aurait pu penser à un système de communication sans fil par ondes électromagnétiques. Toutefois, le fait que le tubage et le boîtier de protection du capteur sont généralement en acier rend impossible ce type de communication. Par suite, et en raison des distances importantes susceptibles de séparer le capteur de la surface, un tel système de communication n'est pas adapté. Par ailleurs, ceci ne résoudrait pas le problème de l'alimentation du capteur. La figure 2 est une vue en coupe représentant de façon schématique un exemple d'un système de mesure de données comprenant un capteur 21 disposé sur la paroi extérieure d'un tubage 5. Le capteur 21 est protégé par un boîtier 11 du type décrit en relation avec la figure 1. A la différence des systèmes décrits en relation avec la figure 1, aucun câble d'alimentation et/ou de communication ne relie le capteur 21 à la surface. To avoid the prediction of a data communication cable between the sensor and the surface, one could have thought of a wireless communication system by electromagnetic waves. However, the fact that the casing and the protective housing of the sensor are generally made of steel makes this type of communication impossible. As a result, and because of the large distances that can separate the sensor from the surface, such a communication system is not suitable. Moreover, this would not solve the problem of the power supply of the sensor. FIG. 2 is a sectional view schematically showing an example of a data measurement system comprising a sensor 21 disposed on the outer wall of a casing 5. The sensor 21 is protected by a casing 11 of the type described in FIG. In contrast to the systems described in connection with FIG. 1, no power and / or communication cable connects the sensor 21 to the surface.

B10387 B10387

6 Selon un aspect d'un mode de réalisation de la présente invention, le capteur 21 comprend un élément piézoélectrique pour convertir l'énergie mécanique d'une onde acoustique (sonore ou ultrasonore) en énergie électrique d'alimentation du capteur, et un élément piézoélectrique (éventuellement le même) pour convertir un signal électrique de données du capteur en une onde acoustique. Pour réaliser une mesure à l'aide du capteur 21, on vient descendre à l'intérieur du tubage, en regard du capteur, une sonde 23 comprenant un dispositif d'émission/réception d'ondes acoustiques. Une onde 25, adaptée à exciter l'élément piézoélectrique d'alimentation du capteur, est émise par la sonde 23. L'énergie électrique résultant de cette excitation permet au capteur 21 d'effectuer une mesure souhaitée, puis d'émettre en retour une onde acoustique modulée 27 comprenant le résultat de la mesure effectuée. La sonde 23 est adaptée à recevoir le signal acoustique de données 27, et à enregistrer le résultat de la mesure dans une mémoire interne ou à transmettre directement ce résultat à des équipements de surface, via un câble de communication reliant la sonde à la surface. Dans l'exemple représenté, la sonde 23 a la forme d'une portion de cylindre vertical comprenant un émetteur 28 dans sa partie supérieure, et un récepteur 29 dans sa partie inférieure. L'émission et la réception d'ondes acoustiques par la sonde 23 sont par exemple réalisées à l'aide d'un ou plusieurs éléments piézoélectriques. On notera que l'émetteur 28 et le récepteur 29 pourront être confondus. Il existe un outil, largement répandu dans le domaine des forages pétroliers, constitué d'une sonde acoustique liée à un câble 30, adaptée à être descendue dans le tubage, par exemple à l'aide d'un treuil, pour analyser la qualité de l'anneau de ciment qui entoure certains tubages. Lors de sa descente dans le tubage, la sonde émet des ondes acoustiques, et détecte les vibrations résultantes du tubage. L'amplitude de ces B10387 According to one aspect of an embodiment of the present invention, the sensor 21 comprises a piezoelectric element for converting the mechanical energy of an acoustic wave (sonic or ultrasonic) into electrical power supply of the sensor, and an element piezoelectric (possibly the same) to convert an electrical data signal from the sensor into an acoustic wave. To make a measurement using the sensor 21, it comes down inside the casing, facing the sensor, a probe 23 comprising a device for transmitting / receiving acoustic waves. A wave 25, adapted to excite the piezoelectric element for supplying the sensor, is emitted by the probe 23. The electrical energy resulting from this excitation enables the sensor 21 to carry out a desired measurement, and then to transmit in return a modulated acoustic wave 27 including the result of the measurement performed. The probe 23 is adapted to receive the acoustic data signal 27, and to record the result of the measurement in an internal memory or to directly transmit this result to surface equipment, via a communication cable connecting the probe to the surface. In the example shown, the probe 23 has the shape of a vertical cylinder portion comprising a transmitter 28 in its upper part, and a receiver 29 in its lower part. The emission and reception of acoustic waves by the probe 23 are for example made using one or more piezoelectric elements. Note that the transmitter 28 and the receiver 29 may be confused. There is a tool, widely used in the field of oil drilling, consisting of an acoustic probe connected to a cable 30, adapted to be lowered into the casing, for example using a winch, to analyze the quality of the oil. the ring of cement surrounding some casings. As it descends into the casing, the probe emits acoustic waves, and detects the resulting vibrations of the casing. The amplitude of these B10387

7 vibrations permet de localiser d'éventuelles zones insuffisamment cimentées autour du tubage. Selon un mode de réalisation préféré de la présente invention, on utilise ce type d'outil de sondage existant pour alimenter le capteur 21 placé sur la paroi extérieure du tubage 5, et pour communiquer avec ce capteur. Les données mesurées par le capteur 21 pourront être transmises vers la surface par un câble électrique 30. Pour optimiser le positionnement relatif de la sonde par rapport au capteur lors de chaque mesure, on pourra prévoir d'associer à chaque capteur un moyen de positionnement. Ce moyen de positionnement comprend par exemple un aimant 32 fixé au tubage au voisinage du capteur et un magnétomètre 34 solidaire de la sonde. 7 vibrations can locate any insufficiently cemented areas around the casing. According to a preferred embodiment of the present invention, this type of existing drilling tool is used to feed the sensor 21 placed on the outer wall of the casing 5, and to communicate with this sensor. The data measured by the sensor 21 may be transmitted to the surface by an electric cable 30. To optimize the relative positioning of the probe relative to the sensor during each measurement, it may be provided to associate with each sensor a positioning means. This positioning means comprises for example a magnet 32 fixed to the casing in the vicinity of the sensor and a magnetometer 34 integral with the probe.

La figure 3 est un schéma électrique simplifié d'un exemple de réalisation d'un système de mesure de données du type décrit en relation avec la figure 2. Dans ce schéma, l'émetteur et le récepteur de la sonde acoustique sont représentés par un unique élément piézoélectrique 23 disposé en regard du capteur 21. Le capteur 21 comprend un élément piézoélectrique 41 adapté à être excité par une onde 25 émise par la sonde 23. Un condensateur 43 est relié aux bornes de l'élément piézoélectrique 41 par l'intermédiaire d'un dispositif de redressement de tension 45, par exemple un pont de diodes. Les bornes d'alimentation d'un dispositif de mesure de données 47 (constituant le capteur proprement dit) sont reliées aux bornes du condensateur 43 par l'intermédiaire d'un interrupteur commandable 49. Dans cet exemple, l'interrupteur 49 est normalement ouvert, et sa fermeture est commandée par un dispositif 51 de mesure du niveau de charge du condensateur 43. Le dispositif de mesure de données 47 comprend en outre des bornes de sortie connectées aux électrodes de l'élément piézoélectrique 41. Lors d'une première phase d'utilisation du système, la sonde 23, positionnée en regard du capteur, émet une onde 25 qui 35 provoque l'excitation de l'élément piézoélectrique 41, B10387 FIG. 3 is a simplified electrical diagram of an exemplary embodiment of a data measurement system of the type described with reference to FIG. 2. In this diagram, the transmitter and the receiver of the acoustic probe are represented by a a single piezoelectric element 23 arranged facing the sensor 21. The sensor 21 comprises a piezoelectric element 41 adapted to be excited by a wave 25 emitted by the probe 23. A capacitor 43 is connected to the terminals of the piezoelectric element 41 via a voltage rectifier 45, for example a diode bridge. The power supply terminals of a data measuring device 47 (constituting the actual sensor) are connected to the terminals of the capacitor 43 via a controllable switch 49. In this example, the switch 49 is normally open. , and its closure is controlled by a device 51 for measuring the charge level of the capacitor 43. The data measuring device 47 further comprises output terminals connected to the electrodes of the piezoelectric element 41. During a first phase of use of the system, the probe 23, positioned opposite the sensor, emits a wave 25 which causes the excitation of the piezoelectric element 41, B10387

8 conduisant à la charge du condensateur 43. La vitesse de charge du condensateur 43 dépend notamment de l'amplitude et de la fréquence de l'onde 25. Lorsque le niveau de charge du condensateur 43 atteint un certain seuil, l'interrupteur 49 est fermé par l'intermédiaire du dispositif 51. Le dispositif de mesure de données 47 se trouve donc alimenté et apte à effectuer une mesure. Lorsque la mesure est terminée, le dispositif 47 transmet, via des bornes de sortie 52 et 53, un signal élec- trique de données. Ce signal est converti par l'élément piézo-électrique 41 en une onde acoustique 27 à destination de la sonde 23. Dans cet exemple, le capteur comprend un seul élément piézoélectrique 41 adapté à la fois à recevoir l'onde d'alimen- tation 25, et à émettre l'onde de données 27. On notera que des éléments piézoélectriques distincts pourront être utilisés pour mettre en oeuvre ces deux fonctions. Par ailleurs, pour éviter des interférences entre l'onde d'alimentation 25 et l'onde de données 27, on pourra interrompre l'émission de l'onde 25 avant que l'onde 27 ne soit émise par le capteur. On pourra aussi prévoir que l'onde d'alimentation 25 soit émise en permanence, mais que l'onde de données 27 soit un signal acoustique modulé à une fréquence distincte de celle de l'onde 25. Selon un mode d'utilisation préféré du système proposé, l'onde 25 est émise à une fréquence proche de la fréquence de résonance du tubage au niveau du capteur. Ceci permet de maximiser la quantité d'énergie mécanique transmise à l'élément piézoélectrique 41 du capteur. On pourra prévoir de déterminer cette fréquence de résonance en amenant la sonde à balayer une plage de fréquence et en mesurant le maximum de l'onde réfléchie par le tubage. La figure 4 est une vue en coupe représentant de façon 35 schématique un mode de réalisation d'un capteur du type décrit B10387 8 leading to the charge of the capacitor 43. The charging speed of the capacitor 43 depends in particular on the amplitude and the frequency of the wave 25. When the charge level of the capacitor 43 reaches a certain threshold, the switch 49 is closed by means of the device 51. The data measuring device 47 is thus powered and able to perform a measurement. When the measurement is complete, the device 47 transmits, via output terminals 52 and 53, an electrical data signal. This signal is converted by the piezoelectric element 41 into an acoustic wave 27 to the probe 23. In this example, the sensor comprises a single piezoelectric element 41 adapted both to receive the power supply wave. 25, and to emit the data wave 27. It will be noted that separate piezoelectric elements may be used to implement these two functions. Furthermore, to avoid interference between the supply wave 25 and the data wave 27, it will be possible to interrupt the emission of the wave 25 before the wave 27 is emitted by the sensor. It can also be provided that the supply wave 25 is transmitted continuously, but that the data wave 27 is an acoustic signal modulated at a frequency different from that of the wave 25. According to a preferred mode of use of the proposed system, the wave 25 is transmitted at a frequency close to the resonance frequency of the casing at the sensor. This maximizes the amount of mechanical energy transmitted to the piezoelectric element 41 of the sensor. This resonance frequency can be determined by causing the probe to scan a frequency range and by measuring the maximum of the wave reflected by the casing. Fig. 4 is a sectional view schematically showing an embodiment of a sensor of the type described B10387.

9 en relation avec les figures 2 et 3. L'élément piézoélectrique 41 a la forme d'une surface carrée ou rectangulaire et est fixé par collage ou par tout autre moyen sur une portion de la paroi extérieure du tubage 5. Des électrodes, non représentées, sont disposées de part et d'autre de l'élément piézoélectrique. La figure 5 est une vue en coupe représentant de façon schématique une variante de réalisation préférée du capteur de la figure 4, dans laquelle l'élément piézoélectrique 41 forme une couronne autour du tubage 5. Cette disposition de l'élément piézoélectrique permet de maximiser la quantité d'énergie mécanique transformée en énergie électrique d'alimentation du capteur. Des modes de réalisation particuliers de la présente invention ont été décrits. Diverses variantes et modifications 15 apparaîtront à l'homme de l'art. En particulier, l'invention ne se restreint ni au schéma de capteur décrit en relation avec la figure 3, ni aux dispositions mécaniques de capteur décrites en relation avec les figures 2, 4 et 5. L'homme de l'art saura mettre en oeuvre le 20 fonctionnement recherché en utilisant d'autres configurations de capteur et/ou de sonde. On pourra notamment utiliser tout moyen de stockage d'énergie électrique adapté pour remplacer le condensateur 43 de la figure 3. Par ailleurs, on a mentionné ci-dessus l'utilisation 25 d'éléments piézoélectriques pour convertir l'énergie mécanique d'ondes acoustiques en énergie électrique et réciproquement. Tout autre moyen adapté à convertir l'énergie mécanique d'une onde acoustique en énergie électrique et/ou réciproquement pourra être utilisé.9 in relation to FIGS. 2 and 3. The piezoelectric element 41 has the shape of a square or rectangular surface and is fixed by bonding or by any other means to a portion of the outer wall of the casing 5. Electrodes, not shown, are arranged on either side of the piezoelectric element. FIG. 5 is a sectional view schematically showing a preferred embodiment variant of the sensor of FIG. 4, in which the piezoelectric element 41 forms a ring around the casing 5. This arrangement of the piezoelectric element makes it possible to maximize the amount of mechanical energy converted into electrical power supply of the sensor. Particular embodiments of the present invention have been described. Various variations and modifications will be apparent to those skilled in the art. In particular, the invention is not restricted to the sensor scheme described in connection with FIG. 3, nor to the mechanical sensor arrangements described with reference to FIGS. 2, 4 and 5. One skilled in the art will be able to perform the desired operation using other sensor and / or probe configurations. It will be possible to use any electrical energy storage means adapted to replace the capacitor 43 of FIG. 3. Furthermore, it has been mentioned above the use of piezoelectric elements to convert the mechanical energy of acoustic waves. in electrical energy and vice versa. Any other means adapted to convert the mechanical energy of an acoustic wave into electrical energy and / or vice versa can be used.

30 De plus, le système de mesure de données proposé pourra être adapté à d'autres types d'installations que des forages, et notamment à tout type d'installation comprenant des canalisations dont les parois extérieures sont difficiles d'accès. Furthermore, the proposed data measurement system can be adapted to other types of installations than drilling, and in particular to any type of installation including pipes whose outer walls are difficult to access.

Claims (12)

REVENDICATIONS1. Système de mesure de données comprenant : un capteur (21) lié à une paroi extérieure d'un tubage (5) d'un forage, ce capteur comprenant un premier élément piézoélectrique (41) pour convertir l'énergie mécanique d'une première onde acoustique (25) en énergie électrique d'alimentation du capteur, et un second élément piézoélectrique (41) pour convertir un signal électrique de données du capteur en une deuxième onde acoustique (27) ; et un dispositif (23) d'émission/réception d'ondes acous- tiques adapté à être positionné dans la canalisation, en regard du capteur, pour émettre la première onde (25) et recevoir la deuxième onde (27). REVENDICATIONS1. A data measuring system comprising: a sensor (21) connected to an outer wall of a casing (5) of a borehole, which sensor comprises a first piezoelectric element (41) for converting the mechanical energy of a first wave acoustically (25) electrical power supply of the sensor, and a second piezoelectric element (41) for converting an electrical data signal from the sensor into a second acoustic wave (27); and an acoustic wave transmitting / receiving device (23) adapted to be positioned in the pipe, facing the sensor, for emitting the first wave (25) and receiving the second wave (27). 2. Système de mesure selon la revendication 1, dans lequel la canalisation est un tubage d'un puits d'hydrocarbures. 2. Measuring system according to claim 1, wherein the pipeline is a casing of a hydrocarbon well. 3. Système de mesure selon la revendication 1 ou 2, dans lequel le capteur est placé dans un boîtier de protection (11). 3. Measuring system according to claim 1 or 2, wherein the sensor is placed in a protective housing (11). 4. Système de mesure selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, dans lequel les premier et second éléments 20 piézoélectriques sont confondus. 4. Measuring system according to any one of claims 1 to 3, wherein the first and second piezoelectric elements are merged. 5. Système de mesure selon la revendication 4, dans lequel les premier et second éléments piézoélectriques confondus (41) forment une couronne entourant la canalisation. 5. Measuring system according to claim 4, wherein the first and second piezoelectric elements combined (41) form a ring surrounding the pipe. 6. Système de mesure selon l'une quelconque des reven- 25 dications 1 à 5, dans lequel le capteur comprend un condensateur (43) adapté à être chargé par le premier élément piézoélectrique (41). The measurement system of any one of claims 1 to 5, wherein the sensor comprises a capacitor (43) adapted to be charged by the first piezoelectric element (41). 7. Système de mesure selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, comprenant en outre un moyen de positionnement 30 du dispositif d'émission/réception (23), ce moyen de positionne-ment comprenant un aimant fixé au voisinage du capteur et un magnétomètre solidaire du dispositif d'émission/réception. 7. Measuring system according to any one of claims 1 to 6, further comprising a positioning means 30 of the transmitting / receiving device (23), this positioning means comprising a magnet fixed in the vicinity of the sensor and a magnetometer integral with the transmission / reception device. 8. Capteur de données comprenant un premier élément piézoélectrique (41) pour convertir l'énergie mécanique d'uneB10387 11 onde acoustique (25) en énergie électrique d'alimentation du capteur, et un second élément piézoélectrique (41) pour convertir un signal électrique de données du capteur en une onde acoustique (27), ce capteur étant adapté à être utilisé dans un système de mesure selon l'une quelconque des revendications 1 à 7. A data sensor comprising a first piezoelectric element (41) for converting the mechanical energy of an acoustic wave (25) into electrical power supply of the sensor, and a second piezoelectric element (41) for converting an electrical signal. sensor data into an acoustic wave (27), this sensor being adapted for use in a measuring system according to any one of claims 1 to 7. 9. Procédé d'utilisation d'un système de mesure selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, comprenant les étapes suivantes : descendre le dispositif d'émission/réception (23) dans le tubage (5) en regard du capteur (21) ; émettre la première onde (25) via ledit dispositif ; et recevoir la deuxième onde (27) via ledit dispositif. 9. A method of using a measuring system according to any one of claims 1 to 7, comprising the steps of: lowering the transmitting / receiving device (23) in the casing (5) facing the sensor ( 21); transmitting the first wave (25) via said device; and receiving the second wave (27) via said device. 10. Procédé selon la revendication 9, dans lequel la deuxième onde (27) est émise à une fréquence distincte de la fréquence de la première onde (25). The method of claim 9, wherein the second wave (27) is transmitted at a frequency distinct from the frequency of the first wave (25). 11. Procédé selon la revendication 9 ou 10, dans lequel la première onde (25) est émise à une fréquence de 20 résonance du tubage. The method of claim 9 or 10, wherein the first wave (25) is emitted at a resonant frequency of the casing. 12. Procédé selon la revendication 11, comprenant une étape préliminaire de recherche de la fréquence de résonance du tubage. 12. The method of claim 11, comprising a preliminary step of finding the resonance frequency of the casing.