Brevet FR2551879A1 — publié le 19850315

L'iivention est relative aux détecteurs sismiques marins du genre de ceux qui comportent une pluralité de sections ou tronçons de détecteur, reliés en série, et plus particulièrement à un coupleur pour relier dcieux à deux les tronçons ou sections d'un tel détecteur. Jusqu'à présent, on a développé un certain nombre de détecteurs marins tralnés pour la surveillance sismique des fonds marins En général, de tels détecteurs comportent un câble intégré et une pluralité de tronçonsou sections qui 10 sont montés en série et qui sont constitués de tubes en matière plastique remplis d'huile et qui entourent des éléments sensibles aux contraintes, ainsi que divers instruments tels que des hydrophons et leur équipement électrique associé, des conducteurs électriques et des transformateurs e Les bre15 vets américains 2 465 696 et 3 371 739 montrent des exemples de tels détecteurs Ces détecteurs ont souvent une longueur de l'ordre de 5,7 km et sont constitués d'une pluralité de sections ou tronçons dont chacun a une longueur qui peut aller Jusqu'à environ 9 Om. On a imagimé divers dispositifs de couplage pour relier les sections adjacentes d'un détecteur sismique trainé. Ces coupleurs doivent permettre une liaison mécanique très résistante de manière à transmettre la traction et le couple entre les éléments sensibles aux contraintes des tronçons 25 adjacents, et une liaison électrique fiable et étanche à 1 ' eau entre les conducteurs électriques des sections adjacentes Avantageusement, un coupleur doit être compact et relativement léger De plus, il doit présenter une surface extérieure nette et sansaspérité de manière à réduire la turbu30 lence quand le détecteur est trainé dans l'eau De plus, il doit être de mise en place et d'enlèvement facile -Les brevets américains 5 376 948, 3 812 455, 4 260 211 et ?l ademande de brevet américain 295 499, déposée le 24 Ao t 1981, montrent des exemples pour de tels coupleurs Dans le coupleur du brevet américain 4 260211, les forces de traction sont transmises à travers le coupleur par un manchon à montage rapide Ce manchon définit une cavité dans laquelle la liaison électrique est réalisée au 2. moyen d'un connecteur flottant La réalisation de la connexion électrique avec ce connecteur flottant est souvent très longue. Le coupleur du brevet américain 3 812 455 compor5 te des parties demicylindriques complémentaires à fiches mles et femelles montées dans des plans diamétraux Les parties demi-cylindriques sont mécaniquement reliées entre elsont* les au moyen de boulons Les forces de traction/encaissées par les parties demi-cylindriques et par les boulons Ainsi, 10 ces parties demi-cylindriques sont des structures à grande résistance mécanique et relativement lourdes. Le coupleur de la demande de brevet américain 295 499 comporte également des parties demi-cylindriques complémentaires qui sont maintenues ensemble au moyen de bagues 15 de verrouillage Ces parties demi- cylindriques présentent des dents alternées en coopération qui transmettent les forces de traction à travers le coupeur Le couieur de cette demande de brevet est plus léger que celui du brevet américain 3 812 455; toutefois, il est nécessairement de gran20 de résistance mécanique et relativement lourd Les fiches ou broches électriques du coupleur de cette demande de brevet américain sont supportées de manière flottante par rapport au corps du coupleur, de manière que la déformation de ce corps ne soit pas transmise aux fiches Le montage flot25 tant des fiches rend occasionnellement difficile l'assemblage du coupleur De plus, les coupleurs du brevet américain 3 812 455 et de la demande de brevet ci- dessus nécessitent des moyens d'étanchéité compliqués pour préserver leur étanchéité parfaite À L'invention a pour but de fournir un coupleur pour détecteur sismique marin traîné qui évite les inconvénients ci-dessus Plus particulièrement, elle a pour but de fournir un coupleur de ce genre qui soit de grande résistance mécanique, léger et de montage et de démontage faciles 35 sur le site Ces buts et d'autres sont atteints grace au coupleur selon l'invention qui comporte deux manchons de connecteur généralement cylindriques et espacés axialement, 3. chacun de ces manchons étant agencé pour sa liaison étanche, à une extrémité, avec une chemise ou enveloppe extérieure d Xune section ou tronçon adjacent du détecteur sismique trainé Chacun des manchons de connecteur comporte un épaulement 5 radial dirigé vers l'extérieur qui est orienté vers l'extrémité de liaison avec la chemise extérieure, chaque manchon présentant un alésage axial traversant. Chaque manchon de connecteur est relié à un manchon de connecteur électrique demi-cylindrique axial Chaque man10 chon de connecteur électrique reçoit une pluralité de connecteurs électriques du type à fiches mâles et femelles complétaires qui réalisent la liaison électrique entre les conducteurs électriques des sections adjacentes du détecteur Les manchons de connecteur électrique sont assujettis les uns aux autres pour former une sorte d'enveloppe électrique cylindrique et ils réalisent l'assemblage des connecteurs électriques. Chaque manchon de connecteur reçoit un bloc terminal cylindrique d'un élément sensible aux contraintes Cha20 cunt de ces blocs est relié aux éléments sensibles aux contraintes des sections adjacentes du coupleur Une bague de serrage ou analogue est prévue pour la liaison de chacun de ces blocs avec le manchon de connecteur associé et, par conséquent, elle transmet les forces des éléments sensibles aux 25 contraintes au manchons de connecteur Un écrou de connecteur cylindrique est disposé autour de chaque manchon de connecteur Chacun de ces écrous comporte un épaulement radial qui est dirigé vers l'intérieur et qui est agencé pour venir en butée avec les épaule30 ments radiaux extérieurs des manchons de connecteur Un manchon extérieur est disposé autour des manchons de connecteur électrique et il est monté entre les écrous de connecteur Des joints sont prévus pour l'étanchéité entre les manchons de connecteur et le manchon extérieur, et autour des conduc35 teurs électriques qui pénètrent dans le coupleur. Les forces de traction sont transmises depuis les éléments sensibles aux contraintes jusqu'à leurs blocs terminaux associés, ces forces étant ensuite transmises aux -'4 g 2551879 manchons de connecteur à travers la bague de pincement Les écrous de connecteur, qui sont-reliés ensemble par le manchon extérieur, empêchent tout mouvement axial vers l'extérieur des manchons de connecteur On comprendra bien l'invention à l'aide de la description qui va suivre et en référence aux dessins annexés dans lesquels: Fig I est une coupe axiale, avec arrachement, d' un coupleur sellon l'invention; Fig 2 est une coupe transversale selon la ligne 2-2 de la fig 1; et Fig 5 est une coupe transversale selonla ligne 3-3 de la fig 1. En référence aux dessins, le coupleur selon l'in15 vention pour un détecteur sismique marin trainé,est désigné d'une manière générale par la référence numérique 11 Le coupleur 11 est disposé entre les tronçons ou sections 13 a et 13 b du détecteur sismique, ces sections étant reliées mécaniquement et électriquement Les sections 13 a et 13 b sont 20 sensiblement identiques, et chacune d'elles comporte une chemise ou enveloppe 15 en matière plastique, un ou plusieurs éléments 17 sensibles aux contraintes, ces éléments étant en forme de câble, et un faisceau de conducteurs électriques 19 Les sections 13 a et 13 b sont normalement remplies d'hui25 le de manière à présenter une densité sensiblement égale à celle de l'eau, et elles renferment divers autres dispositifs pour collecter ou pour créer des informations Le fonctionnement général des détecteurs sismiques marins traînés est décrit dans le brevet américain 4 665 696 et la structure des sections du détecteur est illustrée et décrite dans les brevets américains 3 371 ? 39 et 3 '812 455. Le coupleur 11 comporte deux manchons de connecteur 21 a et 21 b qui sont espacés axialement et qui sont sensiblement identiques Le manchon 21 a présente une extrémité exté35 rieure 23, dans l'ensemble cylindrique, qui comporte des nervures annulaires extérieures 25 espacées axialement L' extrémité extérieure 23 est agencée pour être insérée dans l'enveloppe 15 de la section 15 a, de manière à établir une 5. liaison étanche avec celle-ci au moyen d'une pince ou analogue 27 disposée autour de l'extrémité de la chemise 15 qui vient coopérer avec les nervures 25. Le manchon de connecteur 21 a comporte une extré5 mité axiale avant qui présente un flasque de montage 29 demicirculaire orienté axialement vers l'intérieur et un épaulement de butée 31 orienté axialement vers l'extérieur Une surface annulaire d'étanchéité 33 est prévue entre le flasque de montage 29 et l'épaulement de butée 31, et elle présente 10 deux gorges annulaires agencées pour recevoir des Joints d' étanchéité, par exemple des anneaux tels que 34 et 35. Le manchon de connecteur 21 aprésente, axialement vers l'extérieur par rapport à l'épaulement de butée 31, une gorge d'espacement 37 qui reçoit une bague fendue 39 formant 15 entretoise La bague 39 présente deux gorges annulaires espacées axialement qui reçoivent des bagues annulaires toriques de maintien des parties constituant ladite bague. Comme on le voit en particulier pour le manchon de connecteur 21 b, chaque manchon de connecteur présente un alé20 sage axial traversant 41 Chaque alésage 41 est défini par des surfaces cylindriques intérieures 43 et 45, espacées axialements et par une surface tronconique 47 de liaison s' évasant axialement vers l'exterieur Un épaulement annulaire 49 de butée ou d'arrêt, orienté axialement vers l'exté 25 rieur, est prévu à l'extrémité de la surface cylindrique 45. Dans l'alésage 41 de chaque manchon de connecteur 21 a et 21 b est monté un bloc terminal sensiblement cylindrique 51 d'un élément sensible aux contraintes Le bloc 51 est agencé pour recevoir les extrémités des éléments 17 sen30 sibles aux contraintes et pour la liaison mécanique de cellesci L'extrémité de chaque élément 17 est serrée dans un embout terminal 55 qui est reçu dans le bloc terminal 51. Le déplacement axial vers l'intérieur du bloc 51 dans l'alésage 41 est empêché par la venue en butée d'une surface tronconique 55 de ce bloc contre la surface tronconique intermédiaire et complémentaire 47 de l'alésage 41 Le mouvement axial vers l'extérieur du bloc 51 dans l'alésage 41, par rapport au manchon de connecteur 21 a, 21 b, est empêché grâce à un anneau fendu 57 qui est placé dans une gorge prévue à l'extrémité extérieure de la surface cylindrique 45 Ainsi, les forces de contrainte qui agissent sur les éléments 17 et qui sont dirigées vers l'extérieur sont trans5 mises du bloc 51 au manchon de connecteur 21 a, 21 b à travers l'anneau fendu 57 Le bloc 51 présente un alésage cylindrique axial 59 dans lequel est placé un boîtier-enveloppe 61 pour les conducteurs électriques Le boîtier 61 est de préférence consti10 tué en matière plastique et il présente à son tour un alésage cylindrique axial 63 pour le passage des conducteurs électriques 19 Les conducteurs 19 sont bloqués dans l'alésage 63 à l'aide d'une matière appropriée 64, par exemple une résine époxy ou analogue Le boîtier 61 présente une surface cylin15 drique extérieure d'étanchéité 65 qui coopère avec la surface cylindrique 45 de l'alésage 41 Une bague annulaire 67 est disposée dans une gorge pratiquée sur la surface extérieure 65 pour réaliser l'étanchéité entre le boîtier 61 et le manchon 21 a, 21 b Ainsi, le boîtier 61 constitue un bloc ou une bar20 rière physique entre la section 13 a, 13 b du détecteur et l' intérieur du coipleur 11. Le mouvement axial vers l'intérieur est empêché par la venue en butée de celui-ci avec l'épaulement 49 Le mouvement axial vers l'extérieur du boîtier est empêché par la ve25 nue en butée de celui-ci contre le bloc 51 Le boîtier 61 peut être mécaniquement relié au bloc 51 au moyen d'une pluralité de vis 69. Chaque manchon 21 a, 21 best relié à un manchon demicylindrique 71 a, 71 b de connecteur électrique Ces manchons 30 sont de préférence en un métal léger, par exemple en aluminium Comme montré sur les fig I et'2, le manchon 71 b présente une collerette de montage 73 demi-circulaire qui est reliée au flasque ou collerette de montage 29 du manchon 21 b à l'aide d'une pluralité de vis 75 Comme on le voit sur les 35-fig 2 et 5, le manchon 71 b reçoit, au moyen de vis 79, deux barres axiales espacées 77 et 78 de montage du connecteur électrique De la même manière, le manchon 71 a reçoit une paire de barres 80 et 81 r 7 Enrtre les barres de montage 77 et,8 sont mnontés une pluralité, de connecteurs électriques 85 à broches multiples qui sort électriquement reliés avec les divers conducteurs électriques 19 en faisceau de la section 13 b De la même manière, entre les barres de montage 80 et 81 sont montés une pluralité de connecteurs électriques 85 à fiches femelles comp 11 mentaires qui sont électriquement reliés aux conducteurs électriques 19 en faisceau de la section 13 sa et qui sont agencls pour coopérer électriquement avec les con10 necteurs électriques mâles 85 Les connecteurs électriques 83 et 85 sont mont,'és en position axiale fixe sur leurs barres de montagerespectives au moyen de vis 87. Les manchlions ',a et 71 b de connecteur électrique sont 'reliés ensemble pour constituer un bottier sensiblement 15 cylind rique de connecteur électrique, au moyen de vis b 9. Une entretoise 91 -est disposée sur chaque vis 89 pour maintenir à distance approp'riée les manchons 71 a et 71 b Les forces de torsion sonit transmises à travers le coupleur 1 I au moyen des manchons 71 a et 71 b de connecteur électrique. 20 Comme on le voit Sur la fig 1, un técrou de connlecte r 95 a, 95 b est disrose autour de chaque manchon 21 a, 21 b Les écrous 93 a, 95 b sont sensibllement identiques et chacun comporte une partie axiale 95 filetée extérieurement et un ép&ulement 97 tourné vers l'intérieur qui est agencé pour 25 venir en butée avec l'épaullement 51 du manchon 21 a, 21 b L'écrou 95 b présernte une partie extrême extérieure 99 en forme de:c 8 ne qui est inclinée vers la chemise 15 de la section 13 b pour conférer au coupleur 11 un profil extérieur sans relit- Cet écrou irésente une partie intérieure creuse 101 30 qui permet à l',crou d'être déplacé axialement par rapport à la ince 27 pernda,1 t J'as emblage. les ë creus ?L a et 93 b Sont reliés ensemble par un manchon exteri ieur cylindriique 103 Ce manchon 105 pr-sente des extrémités f letées intéri:uî'ement qui coopèrent avec les parties filet-s extérieurement 95 des écro S 95 a et Q 3 h Le manchon 10 sans sortir du cadre de l'invention. L'invention n'est pas limitée au mode de réalisation qui a été décrit; on pourrait, au contraire concevoir diverses variantes sans sortir de son cadre À 10. R E V E N D I C A T I O N S 1 Coupleur pour détecteur sismique marin trainé, destiné à relier les tronçons ou sections adjacents ( 13 a, 13 b) du détecteur, chacune de ces sections comportant une chemise. enveloppe ou / extérieure tubulaire ( 15), au moins un élément ( 17) sensible aux contraintes, cet élément étant disposé à l'intérieur de l'enveloppe ( 15), et une pluralité de conducteurs électriques ( 19) disposés également à l'intérieur de l'enveloppe ( 15), caractérisé par le fait 10 qu'il comporte: une paire de manchons de connecteur cylindriques ( 21 a, 21 b), espacés axialement, chacun de ces manchons comportant, à une extrémité, des moyens pour établir une liaison étanche avec l'enveloppe extérieure de la section 15 adjacente ( 13 a, 13 b), et comportant un épaulement ( 31) qui est tourné vers ladite extrémité et qui s'étend radialement vers l'extérieur, chacun desdits manchons présentant un alésage axial ( 41); une paire de manchons demi- cylindriques ( 71 a, 71 b) de connecteur électrique dont chacun est monté sur l'autre extrémité du manchon de connecteur ( 21 a, 21 b), en alignement axial avec celle-ci et reçoit des moyens complémentaires ( 83, 85) de connexion électrique pour établir la liaison électrique entre lesdites pluralités de con25 ducteurs ( 19); des moyens ( 89) pour relier ensemble lesdits manchons ( 71 a, 71 b) de connecteur électrique pour faire coopérer les moyens ( 83, 85) de connecteur électrique; une paire de blocs cylindriquesÚ Uevant les extrémités 30 des éléments ( 17) sensibles aux contraintes, chacun desdits blocs ( 51) pouvant être monté de manière ffxe en position axiale vers l'extérieur dans l'un desdits manchons de connecteur ( 21 a, 21 b) et comportant des moyens pour établir une liaison avec l'un desdits éléments 35 ( 17) sensibles aux contraintes, chaque bloc ( 51) présentant un alésage axial ( 59) pour le passage des conducteurs électriques ( 19); 25518 ? 9 11. une paire d'écrous cylindriques ( 93 a, 93 b) de connecteur dont chacun peut être monté autour de l'un des manchons de connecteur ( 21 a, 21 b) et comporte un épaulement dirigé radialement vers l'intérieur qui peut venir en butée avec ledit épaulement radialement extérieur du manchon de connecteur ( 21 a, 21 b); un manchon extérieur cylindrique ( 103) qui peut être monté sur les manchons de connecteur électrique ( 71 a, 71 b) et qui peut être relié entre lesdits écrous de connecteur ( 93 a, 93 b) pour solliciter lesdits épaulements des écrous à venir en butée contre les épaulements des manchons de connecteur; et des moyens pour assurer l'étanchéité entre ledit manchon extérieur ( 103) et lesdits manchons de connecteur. 2 Coupleur selon la revendication 1, caractérisé par le fait qu'il comporte: une paire de bolltiers enveloppes cylindriques ( 61) de réception des conducteurs ( 19), chaque boîtier ( 61) pouvant être monté dans l'alésage ( 59) de l'un des blocs termi20 naux ( 51) et présentant un alésage axial ( 63) pour le passage desdits conducteurs électriques ( 19); des moyens ( 65) pour immobiliser lesdits conducteurs électriques ( 19) dans l'alésage ( 63) du boîtier ( 61) associé; et des moyens ( 67) pour assurer l'étanchéité entre chaque bottier ( 61) et le manchon de connecteur associé ( 21 a, 2 lb). 3 Coupleur selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé par le fait que chaque manchon ( 71 a, 71 b) de 30 connecteur électrique comporte: un corps demi-cylindrique qui présente, à une extrémité, une collerette de montage ( 73) pour sa liaison avec l'un des manchons de connecteur ( 21 a, 21 b); une paire de barres de montage ( 77, 78, 80, 81) axialement 35 espacées, qui sont reliées audit corps et sur lesquelles sont montés des connecteurs électriques complémentaires ( 83, 85). 4 Coupleur selon la revendication 3, caractérisé par 25518 ? 9 12. le fait que les moyens pour relier les manchons de connecteur électrique ( 71 a, 71 b) comportent une pluralité de boulons ( 89) reliant par paire lesdites barres de montage. Coupleur selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé par le fait que lesdits écrous de connecteur ( 93 a, 93 b) présentent des parties filetées extérieurement ( 95) et que le manchon extérieur ( 103) présente une paire de parties espacées filetées intérieurement qui coopèrent par vissage avec lesdites parties filetées ( 95) des écrous. 10 6 Détecteur sismique caractérisé par le fait qu'il comporte: chemises une paire de cheiseou enveloppes extérieures extérieur ( 103) et les manchons de connecteur ( 21 a, 21 b). 7 Détecteur selon la revendication 6, caractérisé 20 par le fait qu'il comporte: une paire deboltiers enveloppes cylindriques ( 61) de réception des conducteurs ( 19), chaque boîtier ( 61) pouvant être monté dans l'alésage ( 59) de l'un des blocs terminaux ( 51) et présentant un alésage axial ( 63) pour le pas25 sage desdits conducteurs électriques ( 19); des moyens ( 64) pour Lmobiliser lesdits conducteurs électriques ( 19) dans l'alésage ( 63) du boîtier ( 61) associé; et des moyens ( 67) pour assurer l'étanchéité entre chaque 30 bottier ( 61) et le manchon de connecteur associé ( 21 a, 21 b). 8 Détecteur selon l'une des revendications 6 et 7, caractérisé par le fait que chaque manchon ( 71 a, 71 b) de connecteur électrique comporte: un corps demi-cylindrique qui présente, à une extrémité, une collerette de montage ( 73) pour sa liaison avec l'un des manchons de connecteur ( 21 a, 21 b); une paire de barres de montage ( 77, 78, 80, 81) axialement 14. espacées, qui sont reliées audit corps et sur lesquelles sont montés des connecteurs électriques complémentaires ( 83, 85). 9 Détecteur selon la revendication 8, caractérisé par le fait que les moyens pour relier les manchons de connecteur électrique ( 71 a, 71 b) comportent une pluralité de boulons ( 89) reliant par paire lesdites barres de montage. Détecteur selon l'une des revendications 6 à 9, 10 caractérisé par le fait que lesdits écrous de connecteur ( 93 a, 93 b) présentent des parties filetées extérieurement ( 95) et que le manchon extérieur ( 103) présente une paire de parties espacées filetées intérieurement qui coopèrent par vissage avec lesdites parties filetées ( 95) des écrous.