CA1287671C - Dispositif de connexion pour le raccordement mecanique et electrique d'un cable multi-conducteurs a une sonde de puits - Google Patents
Dispositif de connexion pour le raccordement mecanique et electrique d'un cable multi-conducteurs a une sonde de puitsInfo
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- CA1287671C CA1287671C CA000566068A CA566068A CA1287671C CA 1287671 C CA1287671 C CA 1287671C CA 000566068 A CA000566068 A CA 000566068A CA 566068 A CA566068 A CA 566068A CA 1287671 C CA1287671 C CA 1287671C
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Abstract
: Dispositif de connexion permettant d'effectuer un raccordement mécanique et électrique d'un câble multi-conducteurs à une sonde de puits. Il comporte un disque de séparation traversé par une pluralité de broches, se raccordant du côté de la sonde avec un connecteur femelle et du côté opposé avec des tiges creuses reliées électriquement aux conducteurs du câble, un manchon d'isolement pourvu d'un embout de fixation du câble, à l'intérieur duquel s'effectuent les connexions des tiges aux conducteurs du câble, l'emboîtement du manchon à l'extrémité du corps de sonde et sa fixation à celui-ci par un écrou et un contre-écrou ayant pour effet, en même temps, d'isoler de façon étanche l'intérieur du corps et du manchon et d'interconnecter les conducteurs électriques du câble avec ceux de la sonde. Application à la réalisation d'une sonde de puits pour la prospection sismique par exemple.
Description
~21~7~
L'invention a pour objet un dispositif de connexion permettant le raccordement mecanique et electrique de sondes de puits à un c3ble electro-porteur.
Les mesures dans les forages sont effectuees au moyen de capteurs contenus generalement dans une ou plusieurs sondes descendues, depuis une installation de surface, a l'extremité d'un câble dit electro-porteur capable de supporter le poids des sondes et constitue d'une pluralite de conducteurs électriques. Une des sondes au moins comporte des bras d'ancrage actionnés par des verins. Le liquide nécessaire au fonctionnement des verins est produit par un sys~ème hydraulique mû
géneralement par un moteur électrique alimente depuis une installation de surface par l'intermédiaire de conducteurs electriques du cable.
La manoeuvre des bras d'ancrage permettant d'immobiliser la sonde (ou les sondes) a une profondeur determinee dans le puits ou forage, est commandee au moyen d'electro-vannes reliées par un ou plusieurs conducteurs à l'installation en surface. D'autres conducteurs electriques servent à relier à un laboratoire d'enregistrement differents capieurs contenus dans les- sondes et notamment les differents capteurs utilisés pour determiner les caractéristiques des formations du sous-sol environnant le forage~
~28~
Les necessités de la prospection sismique où l'on doit obtenir le plus rapidement possible des enregistrements detailles de profils sismiques conduisent à utiliser un nombre de plus en plus grand de capteurs et à
les repartir dans un ensemble de sondes suspendues les unes au-dessous des autres. Les differents signaux issus des differents capteurs sont collectes par un appareil d'acquisition de donnees conçu pour multiplexer numeriser et adapter ces signaux avant de les transmettre par l'intermediaire d'une ou plusieurs lignes du c3ble au laboratoire sismique en surface.
L'acquisition des donnees est coordonnée depuis le laboratoire sismique qui envoie au dispositif de reception dans le puits des s;gnaux de commande et de synchron;sation. La connexion de chaque capteur d;sposé dans une sonde satellite avec l'appareil d'acquisition dispose genéralement dans la sonde principale est effectuee par un conducteur particul;er.
Differentes parties d'une telle flûte de puits sont decrites par exemple dans les demandes de brevet français suivantes : FR-2.501.380
L'invention a pour objet un dispositif de connexion permettant le raccordement mecanique et electrique de sondes de puits à un c3ble electro-porteur.
Les mesures dans les forages sont effectuees au moyen de capteurs contenus generalement dans une ou plusieurs sondes descendues, depuis une installation de surface, a l'extremité d'un câble dit electro-porteur capable de supporter le poids des sondes et constitue d'une pluralite de conducteurs électriques. Une des sondes au moins comporte des bras d'ancrage actionnés par des verins. Le liquide nécessaire au fonctionnement des verins est produit par un sys~ème hydraulique mû
géneralement par un moteur électrique alimente depuis une installation de surface par l'intermédiaire de conducteurs electriques du cable.
La manoeuvre des bras d'ancrage permettant d'immobiliser la sonde (ou les sondes) a une profondeur determinee dans le puits ou forage, est commandee au moyen d'electro-vannes reliées par un ou plusieurs conducteurs à l'installation en surface. D'autres conducteurs electriques servent à relier à un laboratoire d'enregistrement differents capieurs contenus dans les- sondes et notamment les differents capteurs utilisés pour determiner les caractéristiques des formations du sous-sol environnant le forage~
~28~
Les necessités de la prospection sismique où l'on doit obtenir le plus rapidement possible des enregistrements detailles de profils sismiques conduisent à utiliser un nombre de plus en plus grand de capteurs et à
les repartir dans un ensemble de sondes suspendues les unes au-dessous des autres. Les differents signaux issus des differents capteurs sont collectes par un appareil d'acquisition de donnees conçu pour multiplexer numeriser et adapter ces signaux avant de les transmettre par l'intermediaire d'une ou plusieurs lignes du c3ble au laboratoire sismique en surface.
L'acquisition des donnees est coordonnée depuis le laboratoire sismique qui envoie au dispositif de reception dans le puits des s;gnaux de commande et de synchron;sation. La connexion de chaque capteur d;sposé dans une sonde satellite avec l'appareil d'acquisition dispose genéralement dans la sonde principale est effectuee par un conducteur particul;er.
Differentes parties d'une telle flûte de puits sont decrites par exemple dans les demandes de brevet français suivantes : FR-2.501.380
2.548.727 2.564.599 EN. 87/04.365 et EN. 87/04.677.
La realisation d'une flute de puits constituee ainsi d'un ensemble de plusieurs sondes reparties à des niveaux de profondeurs différents et contenant un nombre important de capteurs rend donc necessaire l'établissement d'un grand nombre de liaisons tant entre le laboratoire de commande et d'enregistremen-t en surface et la sonde principale qu'entre celle-ci et les differentes sondes satellites.
On est conduit de ce fait à realiser des connecteurs electriques de plus en plus complexes pour relier les differentes sondes aux cables de liaison.
La réalisation de telles connexions est rendue d'autant plus délicate que les sondes doivent pour les besoins de la prospection sismique - ~2~7~
La realisation d'une flute de puits constituee ainsi d'un ensemble de plusieurs sondes reparties à des niveaux de profondeurs différents et contenant un nombre important de capteurs rend donc necessaire l'établissement d'un grand nombre de liaisons tant entre le laboratoire de commande et d'enregistremen-t en surface et la sonde principale qu'entre celle-ci et les differentes sondes satellites.
On est conduit de ce fait à realiser des connecteurs electriques de plus en plus complexes pour relier les differentes sondes aux cables de liaison.
La réalisation de telles connexions est rendue d'autant plus délicate que les sondes doivent pour les besoins de la prospection sismique - ~2~7~
3 --notamment, être descendues jusqu'à des profondeurs de plusieurs kilomètres où règnent des pressions de plusieurs centaines de bars et des temperatures pouvant atteindre 200 à 300C.
La connexion des c3bles aux extremites des sondes est genéralement effectuee au moyen d'un element de traversee etanche constituee d'une cloison epaisse en forme de disque, realisee en un materiau isolant traversée par des tiges metalliques debouchant de part et d'autre de la cloison.
Les tiges sont soudees ou serties d'un côte aux conducteurs du cable et du côte oppose à des conducteurs interieurs à la sonde. On delimite et on isole la zone de raccordement, de part et d'autre de la cloison au moyen d'un manchon constitue de deux demi-coquilles rapprochees l'une de l'autre de manière à enserrer le câble et l'extremite du corps de la sonde, et fixees l'une à l'autre.
Des joints d'etancheité sont disposes entre les deux demi-coquilles pour isoler cette cavite et une substance isolante y est injectee.
Pour rendre amovible la connexion entre le câble et les differents conducteurs interieurs à chaque sonde, on utilise en outre un connecteur électrique multi-broches dispose dans la cavité d'un côte de la cloison. La realisation de chaque interconnexion est longue et difficile de ce -fait. ~n outre, l'isolement electrique est difficile à
maintenir lorsque la pression hydrostatique exterieure devient très élevee et ceci en raison du mode de confinement des connecteurs par demi-coquilles, qui resiste mal aux entrees d'eau.
Le dispositif selon l'invention permet d'eviter les inconvénients ci-dessus mentionnes. Il comporte des moyens de connexion electrique assurant la liaison entre differents conducteurs electriques dans la sonde et des conducteurs du câble multi-conducteurs, et des moyens de fixation mecanique pour rattacher le câble a l'extremite de la sonde de puits.
~7~7~
Il est caracterise en ce que les moyens de connexion electrique comportent un disque de separation pourvu d'une extension tubulaire e~
un connecteur electrique femelle pouvant penetrer dans l'extension tubulaire, le disque de separation etant pourvu de traversees etanches pour un ensemble de broches lesquelles sont adaptees, d'un côte de celui-ci à venir s'enficher sur un ensemble de tiges creuses reliées electriquement aux conducteurs du câble et du côté oppose sur des fiches femelles du connecteur electrique femelle, lesquelles sont reliées electriquement aux conducteurs interieurs à la sonde, et en ce que les moyens de connexion mecanique comportent un manchon annulaire pourvu, à une première extremite, d'un embout associe à des moyens de retenue du câble et adapte à recevoir, à son extremite opposee, la partie terminale du corps de la sonde, laquelle comporte des cavites pouvant contenir le disque de separation et le connecteur femelle, les moyens de connexion mecanique comportant des moyens de detrompage et des moyens pour solidariser le manchon annulaire à la partie terminale du corps de la sonde de puits, ces moyens permettant, par un rapprochement du manchon annulaire et de la partie terminale, de realiser la connexion électrique correcte entre le disque et le connecteur electrique femelle et d'isoler du puits de façon etanche, ZO l'interieur.
L'utilisation d'un manchon annulaire d'une seule pièce, d'un disque de separation isolant de manière etanche l'interieur du corps et le manchon, de moyens de connexion electrique disposes de part et d'autre du disque de separation, de moyens de detrompage constitués par exemple d'ergots venant se positionner dans des rainures du disque et du connecteur electrique femelle, et aussi la forme particulière donnee aux différents elements du dispositif, contribuent à simplifier la connexion des conducteurs electriques et permettent de realiser en une seule operation à la fois la solidarisation du câble, l'isolement electrique du corps et du manchon et l'interconnexion des conducteurs electriques du câble muLti-conducteurs avec ceux de la sonde de puits~
D'autres caracteristiques et avantages du disposi-tif apparaîtront à la 7~:i7'11 lecture de la description d'un mode de realisation donne à titre d'exemple non limitatif, en se réferant aux dessins annexes où :
- la figure 1 représente un dispositif de connexion d'un c3ble à la partie terminale d'une sonde;
- la figure 2 represente une vue partielle du dispositif de connexion de la figure 1 montrant une variante des moyens de retenue du câble, et - la figure 3 represente une vue en coupe transversale du disposit;f.
Le dispositif permet de raccorder un cable multi-conducteurs 1 à
l'extrémité d'un corps de sonde de puits Z. L'extremite du corps 2 est tubulaire et comporte un premier alesage intérieur 3 pourvu d'un filetage prolonge par un second alésage 4 de section inferieure à
celle du premier et d'un troisième alesage 5 de section inferieure à
celle du second.
A la hauteur du troisième alésage, la paroi tubulaire du corps est traversée par trois logements radiaux à 120 les uns des autres pour trois ergots de détrompage 6. De la meme façon, à la hauteur du second alesage 4, la paroi du corps est traversee de trois logements radiaux egalement à 120 les uns des autres pour trois autres ergots de détrompage 7. Les ergots 6 et 7 sont pourvus de joints d'é~ancheite 8 et leurs longueurs respec~ives sont choisies pour que leurs extrémites dépassent hors de la paroi interieure 9 du corps 2.
Le dispositif comporte un connecteur électrique femelle 10 de section adaptée à celle de la troisième cavité 5 et de longueur superieure à
celle-ci. Le connecteur 10 est pourvu de trois rainures longitudinales 11 de largeur adaptee à celle des ergots de detrompage 6 et disposées aussi à 120 les uns des autres. Il comporte (Fig. 3) un certain nombre de prises femelles P.
31~28767~
Une bague 12 de section inférieure à celle de la seconde cavité 4 est fixee autour du connecteur 10. Le dispositif comporte aussi un disque de separation 13 dont la section extérieure est adaptée à celle de la seconde cavite, ce disque comportant d'un côté, un prolongement tubulaire 14 pourvu de trois rainures longitudinales 15 de largeur adaptee au d;amètre des ergots de détrompage 7 et disposees à 120 les unes des autres. La section intërieure du prolongement 14 est adaptee à la section exterieure du connecteur femelle 10. Un joint d'etanchéite 16 est disposé dans une gorge annulaire à la péripherie du disque.
Du côte opposé au prolongement tubulaire 11, le disque est pourvu d'un epaulement circulaire 17 comportant une rainure longitudinale 18. Des passages sont menages au travers du disque 13, et des broches mâles 19 munies de joints d'étanchéité y sont enfonces et le traversent de part en part. La longueur des broches est superieure à l'epaisseur du disque. Leur nombre et leur disposition sont tels que, du côte du prolongement tubulaire, les broches mâles viennent s'engager dans les differentes prises du connecteur femelle 10, lorsque les rainures longitudinales 11 et 15 sont dans le prolongement les unes des autres.
L'ajustage des broches dans les canaux traversant le disque de separation est étudié pour empêcher toute penétration d'eau jusqu'à
des pressions elevees (supérieures à 1.000 bars par exemple) et des temperatures de plusieurs centaines de degres centigrades.
Le dispositif comporte egalement un manchon annulaire 20 dont la section interieure, du côte d'une première extrémité, est adaptee à
celle de l'epaulement circulaire 17 du disque 13. A cette même première extremite, le manchon comporte une collerette 21. Une cale de detrompage 22 de largeur adaptee à celle de la rainure axiale 18, est fixee à la paroi interieure du manchon au voisinage de sa première extremité. Une vis-pointeau 23 traversant radialement la collerette~
permet d'immobiliser le disque 13 en translation par rapport au 7~i73~
manchon 20. Un écrou 24 peut coulisser le Long du manchon. Il est pourvu d'une extension tubulaire 25 de diamètre exter;eur adapte à
celui du premier alesage intérieur 3 du corps 2, et filetée exterieurement. La paroi exterieure du manchon Z0 est filetee sur une partie de sa longueur. Un contre-ecrou 26 en forme de bague et dont la paroi interieure est filetee, peut venir se visser sur le filetage exterieur du manchon 20.
La cavite interieure 27 du manchon communique avec l'exterieur par deux orifices radiaux fermes par deux bouchons filetés 28. A son extremite opposee à la collerette 21, le manchon comporte un embout 29 de raccordement au câble constitue de deux troncs de cônes 30, 31 raccordes l'un à l'autre par une partie cylindrique 32. Une ouverture axiale 33 est pratiquee dans l'axe de l'embout. Le câble comporte un faisceau de lignes 34 à l'interieur d'une armature extérieure en forme de tresse 35. L'ensemble est enrobé dans une gaine d'étancheite en élastomère 36. La partie terminale 31 formant biseau, vient s'introduire sous la gaine et une bague d'étanchéite 37 est serree par dessus au niveau de la partie cylindrique 32.
Une pièce tubulaire en biseau 38, pourvue d'une ouverture de diamètre adapte a celui de la gaine, est disposee dans l'ouverture axiale 33 de l'embout. Elle est pressée contre la tresse par l'enfoncement de trois vis ou pions de serrage 39 dans trois ouvertures filetées 40 menagées radialement dans l'embout au niveau de sa partie cylindrique 32.
Par mesure de securite, les dimensions de ces trois pions 39 sont choisies de manière qu'ils cèdent si les tractions axiales qui sont exercées sur le câble, excèdent une valeur determinée. Ce système de securite est utilisé en tête de la sonde si elle est unique ou bien entre chaque tête de sonde et la portion de câble qui la relie à la sonde disposee au-dessus, dans le cas où l'on descend dans le puits un train de plusieurs sondes interconnectees.
Dans Le cas d'un dispositif de reception multi-sondes, la portion de câble se raccorde à son extrémite (Fig. 2) à un embout similaire 29 d'une autre sonde qui en opération, se trouve placee au-dessus. Le mode de raccordement est identique sauf que la pièce en biseau 38 est remplacée par une pièce cylindrique 41 et les pions de serrage 39 par des vis pointeaux 42 venant s'engager dans des cavités menagees dans la pièce 40. La résistance à l'arrachement obtenue est bien superieure a celle offerte par le biseau et les pions. Il en résulte que les eventuelles ruptures se produisent toujours au niveau de l'embout supérieur de chaque sonde.
Ceci est etudie de manière que l'on puisse toujours remonter une partie du dispositif en cas de co;ncement de l'une des sondes.
Sur les différentes broches mâles 19, du côté du disque 13 oppose au connecteur femelle 10, viennent s'enficher des tiges 43. A ces tiges, sont soudees les extrémi~es des differentes lignes 34 du câble 1. Par les ouvertures, on introduit une substance diélectrique liquide ou pâteuse pour isoler électriquement les tiges 43 de l'humidite qui pourrait penêtrer à l'intérieur du manchon 20.
Dans une phase preparatoire, on connecte electriquement les différents conducteurs L sortant du corps 2 aux differentes prises du connecteur femelle 10. On ecourte la gaine extérieure 36 du câble à raccorder ainsi que sa tresse 35, de manière à liberer une longueur du câble interieur supérieure à la longueur du manchon.
Après avoir positionne l'ecrou 24 et son contre-ecrou 26 autour du manchon, le câble à raccorder est engagé dans l'ouverture 33 de l'embout, sa tresse 35 est bloquee par la pièce en biseau 38 et les pions de serrage 39, puis la gaine exterieure est passée sur la pa;tie cylindrique de l'embout 29 et serree autour par la bague 37. Les differentes lignes 34 du câble sont alors reliees electriquement aux tiges 43.
767~
Cette phase préalable etant réalisée, - on connecte par enfoncement les differentes broches 18 du disque 13 aux tiges 43, - on vient appliquer le disque contre la collerette 21 du manchon dans une position permettant l'engagement de la cale 22 dans la rainure 18, ~ on enfonce le connecteur femelle 10 sur les broches dépassant du disque 13, du côte oppose aux tiges 43 en veillant à positionner dans le prolongement l'une de l'autre, les deux rainures 11, 15 menagées respectivement dans le prolongement tubulaire 1~ du disque et dans le connecteur femelle 10, - on engage les parties dejà assemblees dans l'extremité du corps de la sonde de manière que les ergots de detrompage 6, 7 coincident avec les rainures, et - on serre l'écrou 24 dans le premier alésage filete 3 de l'extrémite du corps puis le contre-ecrou 26 de manière à solidariser les differents elements les uns avec les autres.
Pour finir, on ôte les deux bouchons 28 du manchon et on injecte un fluide isolant tel qu'une pâte aux silicones, jusqu'a remplissage complet de la cavité interieure 27 puis on les rebouche. La connexion electrique est donc etabLie rapidemen~ et sans risque d'erreur. La connexion etant réalisee au moyen d'un manchon cylindrique visse sur l'extremite du corps, on peut donc obtenir facilement une bonne rigidite mecanique et un bon isolement elec-trique des lignes interconnectees.
La connexion des c3bles aux extremites des sondes est genéralement effectuee au moyen d'un element de traversee etanche constituee d'une cloison epaisse en forme de disque, realisee en un materiau isolant traversée par des tiges metalliques debouchant de part et d'autre de la cloison.
Les tiges sont soudees ou serties d'un côte aux conducteurs du cable et du côte oppose à des conducteurs interieurs à la sonde. On delimite et on isole la zone de raccordement, de part et d'autre de la cloison au moyen d'un manchon constitue de deux demi-coquilles rapprochees l'une de l'autre de manière à enserrer le câble et l'extremite du corps de la sonde, et fixees l'une à l'autre.
Des joints d'etancheité sont disposes entre les deux demi-coquilles pour isoler cette cavite et une substance isolante y est injectee.
Pour rendre amovible la connexion entre le câble et les differents conducteurs interieurs à chaque sonde, on utilise en outre un connecteur électrique multi-broches dispose dans la cavité d'un côte de la cloison. La realisation de chaque interconnexion est longue et difficile de ce -fait. ~n outre, l'isolement electrique est difficile à
maintenir lorsque la pression hydrostatique exterieure devient très élevee et ceci en raison du mode de confinement des connecteurs par demi-coquilles, qui resiste mal aux entrees d'eau.
Le dispositif selon l'invention permet d'eviter les inconvénients ci-dessus mentionnes. Il comporte des moyens de connexion electrique assurant la liaison entre differents conducteurs electriques dans la sonde et des conducteurs du câble multi-conducteurs, et des moyens de fixation mecanique pour rattacher le câble a l'extremite de la sonde de puits.
~7~7~
Il est caracterise en ce que les moyens de connexion electrique comportent un disque de separation pourvu d'une extension tubulaire e~
un connecteur electrique femelle pouvant penetrer dans l'extension tubulaire, le disque de separation etant pourvu de traversees etanches pour un ensemble de broches lesquelles sont adaptees, d'un côte de celui-ci à venir s'enficher sur un ensemble de tiges creuses reliées electriquement aux conducteurs du câble et du côté oppose sur des fiches femelles du connecteur electrique femelle, lesquelles sont reliées electriquement aux conducteurs interieurs à la sonde, et en ce que les moyens de connexion mecanique comportent un manchon annulaire pourvu, à une première extremite, d'un embout associe à des moyens de retenue du câble et adapte à recevoir, à son extremite opposee, la partie terminale du corps de la sonde, laquelle comporte des cavites pouvant contenir le disque de separation et le connecteur femelle, les moyens de connexion mecanique comportant des moyens de detrompage et des moyens pour solidariser le manchon annulaire à la partie terminale du corps de la sonde de puits, ces moyens permettant, par un rapprochement du manchon annulaire et de la partie terminale, de realiser la connexion électrique correcte entre le disque et le connecteur electrique femelle et d'isoler du puits de façon etanche, ZO l'interieur.
L'utilisation d'un manchon annulaire d'une seule pièce, d'un disque de separation isolant de manière etanche l'interieur du corps et le manchon, de moyens de connexion electrique disposes de part et d'autre du disque de separation, de moyens de detrompage constitués par exemple d'ergots venant se positionner dans des rainures du disque et du connecteur electrique femelle, et aussi la forme particulière donnee aux différents elements du dispositif, contribuent à simplifier la connexion des conducteurs electriques et permettent de realiser en une seule operation à la fois la solidarisation du câble, l'isolement electrique du corps et du manchon et l'interconnexion des conducteurs electriques du câble muLti-conducteurs avec ceux de la sonde de puits~
D'autres caracteristiques et avantages du disposi-tif apparaîtront à la 7~:i7'11 lecture de la description d'un mode de realisation donne à titre d'exemple non limitatif, en se réferant aux dessins annexes où :
- la figure 1 représente un dispositif de connexion d'un c3ble à la partie terminale d'une sonde;
- la figure 2 represente une vue partielle du dispositif de connexion de la figure 1 montrant une variante des moyens de retenue du câble, et - la figure 3 represente une vue en coupe transversale du disposit;f.
Le dispositif permet de raccorder un cable multi-conducteurs 1 à
l'extrémité d'un corps de sonde de puits Z. L'extremite du corps 2 est tubulaire et comporte un premier alesage intérieur 3 pourvu d'un filetage prolonge par un second alésage 4 de section inferieure à
celle du premier et d'un troisième alesage 5 de section inferieure à
celle du second.
A la hauteur du troisième alésage, la paroi tubulaire du corps est traversée par trois logements radiaux à 120 les uns des autres pour trois ergots de détrompage 6. De la meme façon, à la hauteur du second alesage 4, la paroi du corps est traversee de trois logements radiaux egalement à 120 les uns des autres pour trois autres ergots de détrompage 7. Les ergots 6 et 7 sont pourvus de joints d'é~ancheite 8 et leurs longueurs respec~ives sont choisies pour que leurs extrémites dépassent hors de la paroi interieure 9 du corps 2.
Le dispositif comporte un connecteur électrique femelle 10 de section adaptée à celle de la troisième cavité 5 et de longueur superieure à
celle-ci. Le connecteur 10 est pourvu de trois rainures longitudinales 11 de largeur adaptee à celle des ergots de detrompage 6 et disposées aussi à 120 les uns des autres. Il comporte (Fig. 3) un certain nombre de prises femelles P.
31~28767~
Une bague 12 de section inférieure à celle de la seconde cavité 4 est fixee autour du connecteur 10. Le dispositif comporte aussi un disque de separation 13 dont la section extérieure est adaptée à celle de la seconde cavite, ce disque comportant d'un côté, un prolongement tubulaire 14 pourvu de trois rainures longitudinales 15 de largeur adaptee au d;amètre des ergots de détrompage 7 et disposees à 120 les unes des autres. La section intërieure du prolongement 14 est adaptee à la section exterieure du connecteur femelle 10. Un joint d'etanchéite 16 est disposé dans une gorge annulaire à la péripherie du disque.
Du côte opposé au prolongement tubulaire 11, le disque est pourvu d'un epaulement circulaire 17 comportant une rainure longitudinale 18. Des passages sont menages au travers du disque 13, et des broches mâles 19 munies de joints d'étanchéité y sont enfonces et le traversent de part en part. La longueur des broches est superieure à l'epaisseur du disque. Leur nombre et leur disposition sont tels que, du côte du prolongement tubulaire, les broches mâles viennent s'engager dans les differentes prises du connecteur femelle 10, lorsque les rainures longitudinales 11 et 15 sont dans le prolongement les unes des autres.
L'ajustage des broches dans les canaux traversant le disque de separation est étudié pour empêcher toute penétration d'eau jusqu'à
des pressions elevees (supérieures à 1.000 bars par exemple) et des temperatures de plusieurs centaines de degres centigrades.
Le dispositif comporte egalement un manchon annulaire 20 dont la section interieure, du côte d'une première extrémité, est adaptee à
celle de l'epaulement circulaire 17 du disque 13. A cette même première extremite, le manchon comporte une collerette 21. Une cale de detrompage 22 de largeur adaptee à celle de la rainure axiale 18, est fixee à la paroi interieure du manchon au voisinage de sa première extremité. Une vis-pointeau 23 traversant radialement la collerette~
permet d'immobiliser le disque 13 en translation par rapport au 7~i73~
manchon 20. Un écrou 24 peut coulisser le Long du manchon. Il est pourvu d'une extension tubulaire 25 de diamètre exter;eur adapte à
celui du premier alesage intérieur 3 du corps 2, et filetée exterieurement. La paroi exterieure du manchon Z0 est filetee sur une partie de sa longueur. Un contre-ecrou 26 en forme de bague et dont la paroi interieure est filetee, peut venir se visser sur le filetage exterieur du manchon 20.
La cavite interieure 27 du manchon communique avec l'exterieur par deux orifices radiaux fermes par deux bouchons filetés 28. A son extremite opposee à la collerette 21, le manchon comporte un embout 29 de raccordement au câble constitue de deux troncs de cônes 30, 31 raccordes l'un à l'autre par une partie cylindrique 32. Une ouverture axiale 33 est pratiquee dans l'axe de l'embout. Le câble comporte un faisceau de lignes 34 à l'interieur d'une armature extérieure en forme de tresse 35. L'ensemble est enrobé dans une gaine d'étancheite en élastomère 36. La partie terminale 31 formant biseau, vient s'introduire sous la gaine et une bague d'étanchéite 37 est serree par dessus au niveau de la partie cylindrique 32.
Une pièce tubulaire en biseau 38, pourvue d'une ouverture de diamètre adapte a celui de la gaine, est disposee dans l'ouverture axiale 33 de l'embout. Elle est pressée contre la tresse par l'enfoncement de trois vis ou pions de serrage 39 dans trois ouvertures filetées 40 menagées radialement dans l'embout au niveau de sa partie cylindrique 32.
Par mesure de securite, les dimensions de ces trois pions 39 sont choisies de manière qu'ils cèdent si les tractions axiales qui sont exercées sur le câble, excèdent une valeur determinée. Ce système de securite est utilisé en tête de la sonde si elle est unique ou bien entre chaque tête de sonde et la portion de câble qui la relie à la sonde disposee au-dessus, dans le cas où l'on descend dans le puits un train de plusieurs sondes interconnectees.
Dans Le cas d'un dispositif de reception multi-sondes, la portion de câble se raccorde à son extrémite (Fig. 2) à un embout similaire 29 d'une autre sonde qui en opération, se trouve placee au-dessus. Le mode de raccordement est identique sauf que la pièce en biseau 38 est remplacée par une pièce cylindrique 41 et les pions de serrage 39 par des vis pointeaux 42 venant s'engager dans des cavités menagees dans la pièce 40. La résistance à l'arrachement obtenue est bien superieure a celle offerte par le biseau et les pions. Il en résulte que les eventuelles ruptures se produisent toujours au niveau de l'embout supérieur de chaque sonde.
Ceci est etudie de manière que l'on puisse toujours remonter une partie du dispositif en cas de co;ncement de l'une des sondes.
Sur les différentes broches mâles 19, du côté du disque 13 oppose au connecteur femelle 10, viennent s'enficher des tiges 43. A ces tiges, sont soudees les extrémi~es des differentes lignes 34 du câble 1. Par les ouvertures, on introduit une substance diélectrique liquide ou pâteuse pour isoler électriquement les tiges 43 de l'humidite qui pourrait penêtrer à l'intérieur du manchon 20.
Dans une phase preparatoire, on connecte electriquement les différents conducteurs L sortant du corps 2 aux differentes prises du connecteur femelle 10. On ecourte la gaine extérieure 36 du câble à raccorder ainsi que sa tresse 35, de manière à liberer une longueur du câble interieur supérieure à la longueur du manchon.
Après avoir positionne l'ecrou 24 et son contre-ecrou 26 autour du manchon, le câble à raccorder est engagé dans l'ouverture 33 de l'embout, sa tresse 35 est bloquee par la pièce en biseau 38 et les pions de serrage 39, puis la gaine exterieure est passée sur la pa;tie cylindrique de l'embout 29 et serree autour par la bague 37. Les differentes lignes 34 du câble sont alors reliees electriquement aux tiges 43.
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Cette phase préalable etant réalisée, - on connecte par enfoncement les differentes broches 18 du disque 13 aux tiges 43, - on vient appliquer le disque contre la collerette 21 du manchon dans une position permettant l'engagement de la cale 22 dans la rainure 18, ~ on enfonce le connecteur femelle 10 sur les broches dépassant du disque 13, du côte oppose aux tiges 43 en veillant à positionner dans le prolongement l'une de l'autre, les deux rainures 11, 15 menagées respectivement dans le prolongement tubulaire 1~ du disque et dans le connecteur femelle 10, - on engage les parties dejà assemblees dans l'extremité du corps de la sonde de manière que les ergots de detrompage 6, 7 coincident avec les rainures, et - on serre l'écrou 24 dans le premier alésage filete 3 de l'extrémite du corps puis le contre-ecrou 26 de manière à solidariser les differents elements les uns avec les autres.
Pour finir, on ôte les deux bouchons 28 du manchon et on injecte un fluide isolant tel qu'une pâte aux silicones, jusqu'a remplissage complet de la cavité interieure 27 puis on les rebouche. La connexion electrique est donc etabLie rapidemen~ et sans risque d'erreur. La connexion etant réalisee au moyen d'un manchon cylindrique visse sur l'extremite du corps, on peut donc obtenir facilement une bonne rigidite mecanique et un bon isolement elec-trique des lignes interconnectees.
Claims (8)
1. - Dispositif de connexion permettant le raccordement électrique et mécanique d'un câble multi-conducteur à une sonde de puits, comportant des moyens de connexion électrique assurant la liaison entre différents conducteurs de la sonde et les conducteurs du câble multi-conducteurs, et des moyens de fixation mécanique pour rattacher le câble à l'extrémité de la sonde, caractérisé en ce que les moyens de connexion électrique comportent un disque de séparation pourvu d'une extension tubulaire et un connecteur électrique pouvant pénètrer dans l'extension tubulaire, le disque de séparation étant pourvu de traversées étanches pour un ensemble de broches lesquelles sont adaptées, d'un côté de celui-ci, à venir s'enficher sur un ensemble de tiges creuses reliées électriquement aux conducteurs du câble et, du côté opposé, sur des prises d'un connecteur électrique, lesquelles sont reliées électriquement avec des conducteurs intérieurs à la sonde et en ce que les moyens de connexion mécanique comportent un manchon annulaire pourvu à une première extrémité, d'un embout associé à des moyens de retenue du câble et adapté à recevoir, à son extrémité
opposée, la partie terminale du corps de la sonde, laquelle comporte des évidements pouvant contenir le disque de séparation et le connecteur femelle, les moyens de connexion mécanique comportant en outre des moyens de détrompage et des moyens pour solidariser le manchon à la partie terminale du corps de la sonde, ces moyens permettant, par un rapprochement du manchon et de la partie terminale, de réaliser la connexion électrique correcte entre le disque de séparation et le connecteur femelle et d'isoler de façon étanche du milieu extérieur l'intérieur du corps.
opposée, la partie terminale du corps de la sonde, laquelle comporte des évidements pouvant contenir le disque de séparation et le connecteur femelle, les moyens de connexion mécanique comportant en outre des moyens de détrompage et des moyens pour solidariser le manchon à la partie terminale du corps de la sonde, ces moyens permettant, par un rapprochement du manchon et de la partie terminale, de réaliser la connexion électrique correcte entre le disque de séparation et le connecteur femelle et d'isoler de façon étanche du milieu extérieur l'intérieur du corps.
2. - Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le manchon comporte une collerette du côté oppose à l'embcut, le disque de séparation comporte une partie de moindre section adaptée à venir s'encastrer à l'intérieur de l'embout, du côté de la collerette et la partie terminale du corps de la sonde comporte, dans le prolongement les uns des autres, plusieurs évidements de sections décroissantes adaptées à recevoir respectivement le connecteur femelle, l'extension tubulaire du disque de séparation et la collerette.
3. - Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que les moyens de solidarisation comportent un écrou pouvant coulisser sur le manchon et dont la paroi extérieure comporte une partie filetée adaptée à venir se visser sur un filetage intérieur de l'évidement le plus proche de l'extrémité du corps, et un contre-écrou pouvant se visser sur une partie filetée extérieure du manchon, pour déplacer latéralement l'écrou par rapport au manchon.
4. - Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que les moyens de détrompage comportent des ergots adaptes à venir s'engager dans des rainures longitudinales ménagées dans le connecteur femelle et l'extension tubulaire du disque de séparation, ces ergots étant solidaires de la partie terminale du corps de la sonde, et un élément solidaire du manchon et adapte à venir s'engager dans une rainure longitudinale également ménagée dans le disque de séparation.
5. - Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que la cavité intérieure du manchon, entre le disque de séparation et l'embout, communique avec l'extérieur par des ouvertures munies de bouchons pour l'introduction d'une substance diélectrique.
6. - Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le câble étant pourvu d'une gaine en matériau élastique, les moyens de connexion mécanique comportent des moyens de serrage pour comprimer le câble à l'intérieur de l'embout et des moyens d'etanchéité pour appliquer la gaine contre la paroi extérieure de l'embout.
7. - Dispositif selon la revendication 6, caractérisé en ce que les moyens de serrage comportent une pièce de blocage en biseau et des vis pour appliquer ladite pièce contre le câble.
8. - Dispositif selon la revendication 7, caractérisé en ce que les vis sont adaptées à résister dans des limites bien déterminées à un arrachement du câble.
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