Brevet FR2549646A1 — publié le 19850125

Elément de connecteur à double barrière d'étanchéité et connecteur utilisant ledit élément. La présente invention concerne un élément de connecteur à double barrière d'étanchéité ainsi qu'un connecteur dans lequel l'isolation et le refroidissement des contacts s'effectuent au moyen d'un liquide diélectrique. Elle s'applique notamment, mais non exclusivement à la réalisation de connexions électriques déconnectables pouvant être utilisées par exemple dans des installations de production d'hydrocarbures, soit en traversée de paroi pour Packer, soit en prolongateur ou même sur un module de pompe diphasique. D'une manière générale on sait qu'un connecteur électrique se compose de deux éléments de connexion venant s'assembler l'un à l'autre, à savoir, un élément comprenant des fiches de contact mleset un élément comprenant des fiches de contact femelles, la liaison électrique étant obtenue par engagement des fiches mâles dans les fiches femelles, lors de l'assemblage des deux éléments. Bien entendu, chacune des fiches de ces éléments de connexion, se trouve raccordée à un conducteur correspondant et, pour au moins l'un des éléments de connexion, ces conducteurs, convenablement isolés, se trouvent regroupés dans une gaine pour former un câble, en général, mais non nécessairement, un câble d'alimentation en courant électrique. L'autre élément de connexion peut, quant à lui, être monté fixement sur un élément de support éventuellement solidaire de l'appareillage que l'on veut alimenter. L'invention a tout d'abord pour but la réalisation d'un élément de connexion monté en bout d'un câble électrique, qui soit parfaitement étanche, même dans le cas où il existe une pression différentielle importante entre la zone où se trouvent montées les fiches de contact et le reste de l'élément de connexion qui comprend le départ du câble renfermant les conducteurs reliés auxdites fiches. Pour parvenir à ce résultat, l'élément de connexion selon l'invention se compose d'un boîtier, ouvert d'un monté, et présentant, de l'autre opté, une platine unie d'au moins un perçage destiné au montage d'une broche de contact, ce bottier étant refermé par un couvercle amovible, de manière à délimiter un volume intérieur ouvert à la périphérie du bottier par un orifice situé à l'extrémité d'uae zone de passage d'au moins un conducteur dudit capable ainsi que du câble lui-même. Cet éliment de connexion est plus particulièreent caractérisé en ce qu'il comprend des moyens permettant de réaliser un montage étanche et électriquement isolé de ladite broche de contact sur la platine du bottier, en ce qu'il comprend, au niveau de la susdite zone de passage, au moins un élément de cloisennement muni d'au moins un perçage au travers duquel peut passer un conducteur dudit câble, muni de sa gaine d'isolation, des moyens permettant d'assurer une étanchéité entre ladite gaine d'isolation et ledit élément de cloisonnement, et en ee que le volume libre à l'intérieur dudit bottier est au moins partiellement rempli par une matière plastique présentant, de préférence des propriétés hydrauliques. Dans un tel élément de connexion, les moyens permettant de réaliser un montage étanche des broches de contact sur la platine du bottier peuvent avantageusement consister en une pièce en une matière isolante telle que par exemple du polytétrailuoréthylène qui comporte t - une partie tubulaire de diamètre intérieur sensiblement égal à celui de la broche, cette partie tubulaire comprenant un collet interne venant s' engager dans une gorge correspondante pratiquée dans ladite broche - une partie conique venant se raccorder à 1' extrémité extérieure de ladite partie cylindrique - une partie cylindrique de diamètre extérieur égal au diamètre du perçage dans lequel elle vient s'engager, cette partie cylindrique prolongeant l'extrémité de la partie conique de telle sorte que celle-ci forme un épaulement destiné à venir en butée sur la platine autour du susdit perçage. Dans ce cas, la matière plastique remplissant le bottier vient également occuper le volume intercalaire compris entre les deux parties cylindriques et la partie conique et peut, lorsqu'il est soumis à une contrainte, exercer une pression d'étanchéité sur lesdites parties. Selon une autre caractéristique de l'invention, ledit élément de cloison comprend au moins tn perçage manchonné avec au niveau de la cloison, une gorge interne coaxiale communiquant avec au moins un canal d'accès, débouchant sur la tranche supérieure de ladite cloison. ainsi, par ce canal d'accès il est possible d'injecter une matière telle qu' une colle ou une résine permettant d'assurer une fixation rigoureusement étanche de la gaine isolante du conducteur sur msnchonnage et sur la cloison elle-mêmee La cloison peut on outre comprendre, du Osté opposé au canal d'accès, un canal de sortie pour permettre un écoulement de matière à la périphérie de la cloison, assurant ainsi son scellement sur le bottier. Comme précédemment mentionné, l'invention concerne également un connecteur dans lequel l'isolation et le refroidissement des contacts s'effectue au moyen d'un liquide diélectrique. Ce connecteur se compose de deux éléments à savoir : - un premier élément de connecteur, par exemple du type de celui précédemment décrit, et - un deuxième élément de connecteur, se présentant sous la forme d'un second bottier dont le fond est muni de perçages pour le montage de broches de contact qui s'étendent à l'intérieur et légèrgmest au-delà du bottier et sont destinées à coopérer par engagement mutuel avec les broches de contact dudit premier élément. La face de ce second bottier opposéeaudit fond est ousertset est destinée à venir se monter, de façon étanche sur la face extérieure de la platine du boîtier du premier élément, par exemple à l'aide de vis solidarisant les deux éléments de connecteur. Ce second bottier comprend en outre au moins un perçage permettant l'accès d'un liquide diélectrique0 Un mode de réalisation de l'invention sera décrit ci-aprbs, à titre d'exemple non limitatif, avec référence aux dessins annexés dans lesquels t La figure 1 est une coupe axiale schématique d'un connecteur selon l'invention ; La figure 2 est une vue de o6t4, partiellement en coupe du connecteur représenté figure 1, monté surin *ipvwnt La figure 3 est une vue schématique de dessus du connecteur représenté sur la figure I ;; La figure 4 est une vue en perspective schématique illustrant le montage du cloisonnement à fourreaux utilisé dans le connecteur représenté sur la figure 1 Comme précédemment mentionné, le connecteur selon l'invention se compose de deux éléments de connexion 1, 2, assemblés l'un à l'autre, de façon déconnectable L'élément inférieur 2 ou "embase" consiste en tm bottier métallique 3, de forme sensiblement cylindrique ouvert d'un côté et présentant, de l'autre côté un fond 4, muni de trois perçages 5 à l'intérieur desquels sont montée', avec interposition de douilles d'isolation 6, trois broches de contact mules axiales 7, équipées à l'extérieur du bottier, de fflts de connexion 8 et qui s'éten- dent à l'intérieur et légèrement au-delà du bottier. Ce fond 4 comprend en outre trois orifices 9 permettant l'accès d'un fluide diélectrique. L'élément de connexion 2 peut venir se monter par vissage, comme représenté sur la figure 2 sur un équipement 10 tel que, par exemple, une motopompe, de préférence au niveau d'une cavité Il contenant l'huile di6lectrique de refroidissement dudit équipement. Bien entendu, dans ce cas, la paroi 12 de la cavité il doit comprendre des orifices correspondants à ceux du fond 4 de l'élément 2 pour permettre le passage des broches de contact 7 ainsi que de l'huile diélectrique. L'étanchéité entre le fond 4 de l'élément 2 et la paroi 12 de la cavité 11 peut Qtre assurée au moyen de joints statiques de type classique. Les fûts 8 des broches de contact 7 sont équipés de perçages 13 pour le montage par soudage de câbles aporo- priés à l'immersion dans l'huile diélectrique. Les câbles (non représentés) peuvent être ensuite raccordés aux bornes d'alimentation par exemple du moteur de la pompe. L'élément de connexion 1 ou "fiche" se compose lui aussi d'un boitier 14 métallique présentant, vu de dessus, une forme sensiblement rectangulaire, arrondie à une extrémité 15. Ce bolier est ouvert au niveau de sa face supérieure 16, et comprend, du côté opposé, un fond plan 17 muni de trois perçages 18 servant pour le passage de trois broches femelles 19 respectives. Le montage de ces broches femelles 19 dans leurs perçages respectifs du fond 17 est réalisé au moyen d'une pièce de fixation en matière isolante 20, telle que par exemple du polytétrafluoréthylène qui comporte - une partie cylindrique 21, de diamètre intérieur sensiblement égal au diamètre extérieur de la broche 19, cette partie cylindrique 21 comprenant un collet d'ancrage interne 22 venant s' engager dans une gorge correspondante pratiquée dans la broche 19 - une partie conique 23 venant se raccorder à l'extré- mité inférieure de ladite partie cylindrique 21 - une partie cylindrique 24 de diamètre extérieur égal au diamètre du perçage 18 dans lequel elle vient s'engager, cette partie cylindrique 24 prolongeant l'extrémité de la partie conique 23 de telle sorte que celle-ci forme un épaulement 25 destiné à venir axialement en butée sur le fond 17 autour du perçage 18. Les broches femelles 19 sont chacune term-inées à l'intérieur du boîtier 14 par un fAt 26 muni d'un perçage transversal 27 dans lequel vient s'engager et se souder l'extrémité dénudée d'un conducteur 28. Les trois conducteurs 28 associés aux trois broches 19 respectives proviennent d'un cible électrique 30 pouvant comprendre une gaine de protection-31 constituée par un enrubanage métallique de section oblongue sensiblement rectangulaire dont les deux petits côtés opposés sont arrondis. A l'intér-Gur de cette gaine de protection 31 est disposé un bourrage, par exemple en fibres de verre au travers duquel passent les trois conducteurs 28 munis de leurs éléments de protectior et dtisolation 33. Ces éléments de protection et d'isolation 37 peuvent notamment comprendre au moins une gaine primaire, par exemple en polytétrafluoréihylène (PTFE, FEP) ou analogue et une gaine secondaire, par exemple en plomb. Pour permettre le montage du cable 30 à l'intérieur du boîtier 14, celui-ci comprend, du c8té opposé à sa partie arrondie 15, une zone de passage 34 terminée par un orifice 35. Cette zone de passage 34 est plus psrticulièrement destinée à recevoir des éléments de guidage et d'étanchéité des conducteurs 28 munis d'au moins une partie de leurs éléments de protection et d'isolation 33. Ces éléments de guidage et d'étanchéité consistent, dans 11 exemple représenté sur les figures 1 et 4, en un élément de cloison constitué par une pièce métalliue 36 plate dont le contour vient sensiblement épouser le profil de la zone de passage 34, cette pièce métallique 36 comprenant trois perçages manchonnés 37 au travers desquels viennent passer les trois conducteurs respectifs 28 munis d'au moins une partie de leur gaine d'isolation et de protection 33. Chacun de ces perçages manchonnés 37 comprend, au droit de la cloison 36, une gorge circulaire 38 dans laquelle communiquent, réalisés dans l'épaisseur de la cloison 36 - d'un côté, un canal d'accès 39 débouchant dans la tranche de la cloison 36 adjacente à la face ouverte 16 du boîtier 14, et - de l'autre côté, un canal d'évacuation 40 débouchant dans une gorge réalisée dans au moins la tranche de la cloison 36 venant en contact avec le fond du boîtier 14. Cette disposition permet d'injecter une matière telle qu'une colle ou une résine destinée à solidariser, de façon étanche, les manchons 37 aux conducteurs isolés 28 qui les traversent ainsi quZégalement la cloison 36 sur la ou les parois correspondantes du boîtier 14. il convient de noter que pour éviter que cette matière ne s'échappe aux extrémités des manchons 37 un tronçon de gaine thermorétractable 41 est disposé de manière à venir recouvrir au moins partiellement chacun des manchons 37 ainsi que la partie du conducteur isolé ressortant desdits manchons 37. Par ailleurs, le volume intérieur du boîtier 14, qui demeure libre après le montage des conducteurs 28 est rempli au moyen d'une matière plastique souple 42 présentant, de préférence, des propriétés hydrauliques. Comme précédemment mentionné, cette matière plastique souple 42 vient pénétrer dans l'espace intercalaire des pièces de fixation 20 des broches femelles 19. Le boîtier 14 est ensuite refermé par vissage au moyen d'un couvercle 42 qui présente une forme appropriée et dont la partie arrière 43 qui s'étend au-deld du boîtier coopère avec une bride de serrage 44 pour la fixation du câble 30. Le boîtier comprend en outre, dans sa partie pleine, plusieurs perçages transversaux à savoir - des perçages 46 destinés à la fixation par vissage des éléments de connecteur 1 et 2, et - des perçages 47, de préférence deux, au travers desquels passent les têtes de vis de purge 48 du boîtier 3 de l'élément de connecteur 2. Il convient de noter que l'invention ne se limite pas à l'élément de guidage et d'étanchéité représenté sur les figures 1 et 4. Dans le cas ou l'on utilise un catble 30 dans lequel les conducteurs se trouvent protégés avec leur isolation par une gaine de plomb, le susdit élément de guidage et d'étanchéité pourra consisteren une cloison à. fourreaux en plomb. Dans le cas ou 11 élément de guidage et de connexion 1 est soumis à des pressions élevées, ltélément de guidage etud'Atanqhéité pourra consister en une cloison en polytétrafluorethylène ou analogue comportant des gorges partiellement ouvertes, destinées à recevoir des joints annulaires de section en forme de V orientés axialement, dont l'ouverture est situe du c8té de la pression extérieure.Sous l'effet de la pression extérieure, ces joints annulaires seront sollicités de manière à assurer une étanchéité auto clave sur la gaine 33 du conducteur 28 et sur le fond de la gorge, la pointe du V venant alors en appui sur un talon d'épaulement. Par ailleurs, la matière plastique 42 utilisée pour le remplissage du bottier 14 peut avantageusement consister en un élastomère de silicone. Un tel matériau présente l'intérêt de te subir aucune dépolymérisqtion lorsqu'il est porté à une température élevée en atmosphère confinée (c'est-à-dire sans possibilité d'évacu > 'ion des calories). La vulcanisation s'effectue à chaud dans des gammes de temps et de températures choisies, ce qui le rend insensible au phénomène de aversion constaté avec les élastomères de silicone vulcanisant à température ambiante. la vulcanisation accélérable à chaud confère par ailleurs une amélioration de résistance à la déchirure du silicone. La coulée de ce matériau s1 effectue à ciel ouvert, ainsi que la polymérisation accélérée, dans un équipement mobile spécial de positionnement. REVENDICATIONS 1.- Elément de connecteur à double barrière d'étanchéité comprenant un boîtier (14), ouvert d'un oôté et présentant, de l'autre cavé, une platine (17) munie d'au moins un perçage (18) destiné au montage d'une broche de contact (19), ce boîtier (14) étant refermé par un couvercle amovible (42) qui délimite un volume ouvert à la périphérie du bolier (14) par un orifice (35) situé à l'extrémité d'une zone de passage (34) d'au moins un conducteur (28) d'un câble (30) ainsi que du câble(30)lui-même, caractérisé en ce qu'il comprend des moyens (20) permettant de réaliser un montage étanche et électriquement isolé de ladite broche de contact (19) sur la platine (17) du bottier (14) en ce qutil-comprend, au niveau de la susdite zone de passage (34), au moins un élément de cloisonnement (36)muni d'au moins un perçage (37) au travers duquel peut passer un conducteur (28) dudit câble (30), muni de sa gaine d'isolation (33), des moyens permettant d'assurer une étanchéité entre ladite gaine d'isolation (33) et ledit élément de cloisonnement (36) et en ce que le volume libre à l'intérieur du bottier (14) est au moins partiellement rempli par une matière plastique présentant, de préférence des propriétés hydrauliques. 2.- Elément de connecteur selon la revendication t caractérisé en ce que les moyens permettant de réaliser un montage étanche des broches de contact (19) sur la platine (17) du boîtier (14) consistent en une pièce (20) en matière isolante qui comporte - une partie tubulaire (21) de diamètre intérieur sensiblement égal à celui de la broche (19), cette partie tubulaire (21) comprenant un collet (22) venant s'engager dans une gorge correspondante pratiquée dans ladite broche (19); - une partie conique (23) venant se raccorder à l'extrémité inférieure de la partie cylindrique (21) ;; - une partie cylindrique (24) de diamètre extérieur égal au diamètre du perçage (18) dans lequel elle vient s'engager, cette partie cylindrique (24) prolongeant 11 extrémité de la partie conique (23) de telle sorte que celle-ci forme un épaulement (25) destiné à venir en butée sur la platine (17) autour du susdit perçage (18). 3.- Elément de connecteur selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le susdit élément de cloison (36) comprend au moins un perçage manchonné (37) avec, au niveau de la cloison (36), une gorge interne coaxiale (38) communiquant avec au moins un canal d'accès (39) débouchant sur la tranche supérieure de ladite cloison (36), par lequel il est possible d'injecter une manière telle qu'une colle ou une résine. 4.- Elément de connecteur selon la revendication 3. caractérisé en ce que, pour éviter que ladite matière ne s'échappe aux extrémités des manchons (37), un tronçon de gaine thermorétractable (41) est disposé de manière à venir recouvrir au moins partiellement chacun des manchons (37) ainsi que la partie du conducteur isolé ressortant desdits manchons. 5.- Connecteur comprenant deux éléments, à savoir, un premier élément de connecteur (1) selon l'une des revendications précédentes et un deuxième élément de connecteur (2) se présentant sous la forme d'un boutiez (3) dont le fond (4) est muni de perçages (5), pour le montage de broches de contact (7) qui s'étendent à l'intérieur du boltier (3) et sont destinées à coopérer, par engagement mutuel, avec les broches de contact (19) du premier élément (1), caractérisé en ce que le second élément (2) comprend des moyens permettant la fixation étanche de la face ouverte dudit bottier (3) opposée audit fond (4), sur la face extérieure de la platine (17) du bottier (14) du premier élément (1), et en ce que le bottier (3) du second élément (2) comprend en outre au moins un perçage (9) permettant l'accès d'un liquide diélectrique. 6.- Connecteur selon la revendication 5 , caractérisé en ce que le second boitier (3) comprend au moins une vis de purge (48) dont la tête passe au travers du boiter (14) du premier élément (1).