CN103247925B - 特别用于水下地球物理学作业的连接器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种连接器(1)，其经配置以连接到类似连接器(1)，所述连接器(1)的特征在于其具有围绕纵轴(X)的整体圆柱形形状且包括：‑连接区(2)，其包括至少一个电触点(3)，‑外壳(4)，其至少部分地围绕所述连接区(2)而延伸，包括至少两个凸出部件(5)，‑圆柱形锁定螺母(6)，其围绕所述外壳(4)且可至少部分地相对于所述外壳(4)移动，所述外壳(4)和所述锁定螺母(6)经配置以用于分别与所述类似连接器(1)的对应锁定螺母(6)和外壳(4)协作。

Description

特别用于水下地球物理学作业的连接器

技术领域

本发明涉及用于在海洋环境中在水下作业期间使用的连接器，例如在地震数据采集的领域中，尤其是石油或天然气勘探工业、海洋研究或近海采油。

当今，水下作业是使用包括地球物理学设备的线路段来进行，所述设备例如为电子模块，也称为节点。

所述线路段通过多个连接器彼此连接，以便形成地震数据采集线路。

用以连接这些线路段的连接器还可能有助于电流和/或数据的传送。

此类连接器经设计以承受住下至50米的浅水和过渡区地震作业的挑战。通常，这些连接器是用于在海平面下达到75米处或甚至更深的深度处执行的水下作业。

在水下环境中此类深度处，连接器应该同时能够抵抗机械负载以及由于这些连接器位于一定深度而带来的高压力。

背景技术

在现有技术中，连接两个线路段的连接器存在若干种类。一般通过将螺母旋到连接部分上来改善连接的强度。

已知的一种连接器使用图1所示的机械的“背靠背”概念。在“背靠背”概念中，要连接在一起的两个连接器98是类似的，但存在一额外部分99(“背靠背”部分)，其不属于任一连接器，且在所述连接器之间与每一连接器连接，如图所示。每一连接器98包括一外部带螺纹的连接部分100，以及内部带螺纹以便旋到连接部分100上的环101或螺母。额外部分99是大体上圆柱形且中空的，以便允许连接部分100的一部分通过，从而实行连接。额外部分99在其外表面上包括两个圆形凹槽102。每一个环101在其内表面上包括一个对应凹槽103。凹槽102和103将被置于彼此的前方，从而形成用于容纳滚珠轴承(图中未图示)的圆形隧道。

此额外部分的存在的缺点在于，与仅存在两个连接器的情况相比，在连接器98与额外部分99之间存在较多界面。这增加了关于连接的水密性的风险。

而且，在作业期间，所述额外部分99保持连接到一个连接器98，这使得所述连接器98不可逆转，进而降低作业的生产力。

此外，作为额外部分99，“背靠背”包括滚珠轴承，其可能与环境接触，尤其是与海床的水分接触。这可能引起滚珠轴承的阻塞。

另一缺点在于，由于额外部分99的存在，当已连接时连接器的坚硬长度较长。事实上，当拉动电缆以将电缆带回船舶上时，弯曲应力出现在连接器上。连接器的长度越重要，这些弯曲应力的值越重要，原因在于连接器的充当杠杆臂的长度。

另一种已知连接器使用机械的“背靠背”概念，其具有又一电嵌件。所述连接器的缺点类似于前一种连接器。

另两个已知连接器是公母型的、纯对称连接器(具有螺纹锁定)，但所述连接器不适于海平面下的浅水作业。事实上，这些连接器中的一者具有浮动螺母，所述螺母一旦耦合便存在很容易损坏的风险。此外，这种连接器的水密性与作业者进行的旋拧相联系，这不是安全的。在FR2782197中揭示的另一种连接器具有低水密性，且其螺母太弱而无法应对海洋作业。

发明内容

本发明旨在提供用于水下作业、尤其用于浅水作业的优选为公母型的连接器，其提供可逆部分以进行相等连接。

更特定来说，本发明的目的是提供此种连接器，其与类似连接器的耦合是水密的，甚至在海平面下较深的深度(例如海平面下75米)处也是如此。

本发明的另一目的是提供此种连接器，其与类似连接器的耦合依赖于受控的连接，这确保了连接器之间的稳固连接。

本发明的另一目的是提供一种比“背靠背”种类的连接器短的连接器。

本发明通过一种连接器满足这些目的中的全部或部分，所述连接器经配置以用于连接到类似连接器。

根据本发明，所述连接器具有围绕纵轴的整体圆柱形形状且包括：

连接区，其包括至少一个电触点，

外壳，其至少部分地围绕所述连接区而延伸，包括具有大体上圆柱扇形形状的至少两个凸出部件，

圆柱形锁定螺母，也可称为锁定环，其围绕所述外壳且可至少部分地相对于所述外壳移动，

所述外壳和所述锁定螺母经配置以用于分别与所述类似连接器的对应锁定螺母和外壳协作。

类似连接器意思是具有类似连接区、外壳和圆柱形锁定螺母的连接器，所述连接区具有例如相同或不同的电触点。使连接器和类似连接器连接在一起。所述类似连接器的未受所述两个连接器之间的连接涉及到可能其它部分可相同或不同于所述连接器的对应部分。

在优选实施例中，所述连接器是公母型的且优选与所述类似连接器相同。这意味着两个连接器具有相同的连接区、外壳和圆柱形锁定螺母，所述连接区在此情况下具有相同的电触点。使连接器和类似连接器连接在一起。在此情况下，所述类似连接器的未受所述两个连接器之间的连接涉及到可能其它部分可相同或不同于所述连接器的对应部分。

借助本发明，提供一种连接器，其与类似连接器的连接产生稳固且水密的连接，能够耐受较深深度水下环境的高压力，具体来说是借助于第一连接器的锁定螺母与第二连接器的外壳之间的协作而实现。

此外，由于连接器中不存在滚珠轴承，因此不存在阻塞的风险。

而且，作业者在作业期间不会浪费时间，因为将连接的两个连接器优选是相同的，且不存在例如现有技术的“背靠背”部分等额外部分。

根据本发明，所述至少两个凸出部件在外侧上(即，在外表面上)包括带螺纹区。根据本发明的实施例，所述锁定螺母在内侧上(即，在内表面上)包括带螺纹区。通过所述两个连接器之间的旋动进行的所述连接可由作业者手动实行以获得安全连接。

所述外壳可包括总共两个凸出部件，所述凸出部件在此情况下可相对于纵轴彼此相对而分布，所述凸出部件中的每一者形成例如一圆柱体的四分之一，以便能够与所述类似连接器的两个对应凸出部件横向协作。外壳的此种形状可增加连接的水密性，因为两个不同连接器的两个横向凸出部件彼此横向接触。

在本发明中，所述凸出部件中的至少一者包括止挡件，所述止挡件经配置以用于防止所述锁定螺母围绕所述至少两个凸出部件的带螺纹区的至少一部分。此止挡件有用于限制锁定螺母在其使用范围内沿着纵轴的移动。在优选实施例中，所述止挡件是坚硬的止挡件。所述坚硬的止挡件允许通过将锁定螺母旋到带螺纹区上来手动控制压缩，因为所述止挡件对于使用连接器的作业者来说是可见的，且是坚硬的。借助于坚硬的止挡件，作业者可以因此在旋动结束时可见地控制连接器的压缩。

在特定实施例中，所述凸出部件各自包括止挡件，所述止挡件以一方式定位以使得在所述连接器到所述类似连接器的连接之后，两个连接器的凸出部件的止挡件产生连续的止挡线，这提高了所述连接的水密性。

凸出部件中的至少一者包括光滑区，即具有光滑外表面的区，所述光滑区经配置成横向安置为邻近于所述类似连接器的对应凸出部件的带螺纹区。连接器(第一连接器)上的光滑区能够促进将类似连接器(第二连接器)的邻近带螺纹区与第一连接器上的对应锁定螺母旋在一起。

因此，在优选实施例中，在光滑区上没有螺纹来促进将锁定螺母旋在对应凸出部件的带螺纹区上。事实上，当组装两个连接器时，如果所述光滑区也具有带螺纹区，那么确切地匹配每一螺纹将是非常难的。

沿着所述纵轴，所述带螺纹区的长度和所述光滑区的长度是例如大体上相等的，使得所述连接器和所述类似连接器的两个横向协作的凸出部件的止挡件在已连接时是对准的。此特征也可使得能够产生由彼此邻近的止挡件形成的止挡线，且改善连接的水密性。

至少当连接器连接到类似连接器时，凸出部件的光滑区可经布置以由锁定螺母围绕。

在另一实施例中，至少一个光滑区由第二带螺纹区代替，以便通过增加带螺纹表面而改善两个连接器的锁定。

连接区和外壳有利地是围绕纵轴对称的。

所述连接器可由至少一种由金属组成的材料制成，所述金属例如为腐蚀游离金属。所述材料适于耐受水下环境，甚至是在海平面下较深的深度处。

连接区至少包括一个母电触点和一个公电触点，优选是多个母电触点和多个公电触点。在优选实施例中，电触点的位置例如使得连接器成为公母连接器。

所述连接器可包括与所述连接区相对的末端，且可在所述末端处连接到电缆。所述电缆为包括电缆连接节点或地球物理学设备的线路段的一部分。

在一实施例中，当未连接到所述类似连接器的所述至少两个凸出部件时，所述锁定螺母围绕所述纵轴自由地旋转且可至少部分地沿着所述纵轴移动。所述移动例如通过在必要时将锁定螺母旋到类似连接器的外壳上而允许连接。

所述连接器可包括第二止挡件，用于当所述连接器未连接到所述类似连接器的所述至少两个凸出部件时防止所述锁定螺母超过预定极限。此第二止挡件有用于将锁定螺母保持在外壳的附近。

本发明的连接器可经布置以用于在水下地球物理学作业中使用，例如在海平面下可达到75米或甚至更深的深度处使用。

根据本发明的另一目的，结合上文提到的目的，本发明提供彼此连接的上述两个连接器的组合件。

附图说明

并入且构成说明书的一部分的附图说明一个或一个以上实施例，且连同描述一起阐释这些实施例。在图中：

图1说明现有技术的“背靠背”概念的连接器；

图2是根据本发明的实施例的连接器的透视示意图；

图3是如图1的连接器的两个连接器连接在一起的透视示意图；

图4是图2的两个已连接的连接器的示意图，其中未表示出锁定螺母；以及

图5和6是根据本发明的两个连接器的透视示意图，分别表示连接之前和连接中。

具体实施方式

图2展示根据本发明的连接器1，其用于在水下地球物理学作业中使用，例如在海床下75米或甚至更深处。

图中所示的连接器1是公母连接器，其经配置以用于连接到一类似连接器，所述类似连接器在此实施例中是相同的连接器。

根据本发明，连接器1具有围绕纵轴X的整体圆柱形形状。

连接器1包括：

连接区2，其包括至少一个电触点3，

外壳4，其至少部分地围绕连接区2而延伸，包括具有大体上圆柱扇形形状的两个凸出部件5，

圆柱形锁定螺母6，其围绕外壳4。

根据本发明，外壳4和锁定螺母6经配置以用于分别与类似连接器1的对应锁定螺母6和外壳4协作。

在此实施例中，在连接之前，锁定螺母6围绕纵轴X自由地旋转，且可至少部分地沿着纵轴X移动。

在所示的实施例中，连接区2和外壳4均围绕纵轴X对称。连接区2在此实例中包括四个母电触点3a(图2中不可见)和四个公电触点3b。在此实施例中，电触点3的数目、形状和位置例如使得连接器1成为公母连接器。

所述连接器由至少一种由腐蚀游离金属组成的坚硬材料制成。所述材料适于耐受水下环境，甚至是在海平面下较深的深度处，尤其是耐受高压力和腐蚀。

所述两个凸出部件5彼此相对而分布，如图示。其中每一者在此实例中形成一圆柱体的四分之一，以便能够与类似连接器的两个对应凸出部件横向协作。在此实施例中，外壳4因此包括一圆柱体的由凸出部件5占据的两个四分之一(围绕纵轴X对称安置)，以及用于容纳类似连接器的两个凸出部件5的不带任何物的另两个四分之一(也围绕纵轴X对称安置)。这四个四分之一在角度上相等，各自占据圆的90°角。

所述两个凸出部件5包括外部带螺纹区10，且锁定螺母6包括内部带螺纹区11。如图示，锁定螺母6的带螺纹区11占据锁定螺母6的整个内圆周。

凸出部件5进一步包括止挡件12，所述止挡件经配置以用于防止锁定螺母6围绕所述至少两个凸出部件5的带螺纹区10的至少一部分。止挡件12在此实例中是由在凸出部件5的带螺纹区10旁边在凸出部件5的外圆周上延伸的肩部形成。此类止挡件12有用于限制锁定螺母6沿着纵轴X的移动。

连接器1包括与连接区2相对的末端20。在此末端20处，连接器1连接到电缆C。所述电缆C是包括电缆C连接节点或地球物理学设备(未图示)的线路段的一部分。

连接器1包括第二止挡件16，用于在所述连接器1未连接到类似连接器1的所述至少两个凸出部件5时防止锁定螺母6超过预定极限。此第二止挡件16有用于将锁定螺母6保持在外壳4的附近。

在此实例中，连接器1包括形成于外壳4与末端20之间的圆柱形基座17，所述基座呈现了形成第二止挡件16的肩部。

根据实施例，连接器1由至少一种以金属组成的材料制成，所述金属例如为腐蚀游离金属(例如，不锈钢或钛)。

图3和4展示连接在一起的两个连接器1。

在图3中，借助于螺纹区10和11的协作，每一连接器1的锁定螺母6已旋到另一连接器1的凸出部件5上。凸出部件5的带螺纹区10因此是不可见的。

在图4中，未表示出锁定螺母6，使得凸出部件5的带螺纹区10是可见的。

在此实施例中，凸出部件5各自包括止挡件12，所述止挡件以一方式定位以使得在连接器1到类似连接器1的连接之后且如图3和4所示，两个连接器1的凸出部件5的止挡件12共同产生连续的止挡线，这提高了连接的水密性。

如图4中可见，凸出部件5中的每一者包括一光滑区15。光滑区15经配置成横向安置为邻近于类似连接器1的对应凸出部件5的带螺纹区10。

光滑区15在图2中不可见，因为其被锁定螺母6隐藏。原因在于至少当连接器1连接到类似连接器时，凸出部件5的光滑区15经布置以由锁定螺母6围绕。在图2中，虽然连接器1未连接在一起，但锁定螺母6处于其好像旋到类似连接器1的凸出部件5上的位置中。

沿着纵轴X，带螺纹区10的长度和光滑区15的长度在此实例中是大体上相等的，使得连接器1和类似连接器1的两个横向协作的凸出部件5的止挡件12在已连接时是几乎对准的，如图4中可见，从而产生上文提到的止挡线。事实上，当两个连接器连接时，止挡件12是稍微交错的，以便确保第一连接器1的锁定螺母6紧靠第二连接器1的止挡件12且不抵靠第一连接器1的止挡件12。坚硬的止挡件12允许作业者通过将锁定螺母6旋到带螺纹区10上来手动控制压缩，因为止挡件12对于对连接器1进行连接的作业者来说是可见的，并且是坚硬的。

连接器1(第一连接器)上的光滑区15能够促进将类似连接器1(第二连接器)的邻近带螺纹区与第一连接器上的对应锁定螺母6旋在一起。

在优选实施例中，在光滑区上没有螺纹来促进将锁定螺母旋在对应凸出部件的带螺纹区上。事实上，当组装两个连接器时，如果所述光滑区具有带螺纹区，那么确切地匹配每一螺纹将是非常难的。

在未图示的另一实施例中，至少一个光滑区15由第二带螺纹区代替，以便通过增加带螺纹表面而改善两个连接器的锁定。但由于上文提到的对并排的两个带螺纹区进行匹配的困难，此配置非常难以实施。

本发明的连接器的坚硬长度短于现有技术的“背靠背”连接器的长度。事实上，不存在额外部分，坚硬长度的长度较短，且因此允许在拉动电缆以将电缆带回船舶上时减少弯曲应力。

事实上，当拉动电缆以将电缆带回船舶上时，弯曲应力出现在连接器上。连接器的长度越重要，这些弯曲应力的值越重要，原因在于连接器的充当杠杆臂的长度。本发明的连接器因此比现有技术的连接器更耐用。

图5和6是根据本发明的两个连接器的透视示意图。

在图5中，连接器1未连接在一起，在图6中，它们连接在一起。

在图5中，可见四个公电触点3b和四个母电触点3a围绕纵轴X对称安置。在此实例中，公电触点3b安置于连接区域2中靠近凸出部件5，且母电触点3a安置成靠近圆柱体的被凸出部件占用的四分之一处。母电触点和公电触点以一方式安置于连接区中以使得一个圆可以连接电触点3a和3b的基座。

应注意，两个连接器1之间的连接是以两个步骤进行。首先，作业者对连接器1进行连接，连接器1经安置以使得连接区2面对面，相对于彼此转动90°，如图5所示。图4中展示结果，每一凸出部件5与其两个邻近的凸出部件5接触。止挡件12形成一个界面。接着，其次，作业者使锁定螺母6围绕凸出部件5移位和旋动，以便实现两个连接器1之间的水密且稳固的连接。止挡件12形成锁定螺母6的旋动的极限，且实现对施加于所述连接的压缩的控制。两个锁定螺母6围绕连接器1的凸出部件5，使得两个邻近凸出部件5之间的接触区由锁定螺母6覆盖，从而改善连接的水密性。

标的物的可专利范围由权利要求书界定，且可包含所属领域的技术人员进行的其它实例。此类其它实例既定属于权利要求书的范围内。

表达“包括一个”应解释为与表达“包括至少一个”同义，除非指定相反的情况。

Claims (14)

1.一种连接器(1)，其经配置以连接到另一相同连接器(1)，所述连接器(1)的特征在于其具有围绕纵轴(X)的整体圆柱形形状且包括：

连接区(2)，其包括至少一个电触点(3)，

外壳(4)，其至少部分地围绕所述连接区(2)而延伸，包括具有大体上圆柱扇形形状的至少两个凸出部件(5)，

圆柱形锁定螺母(6)，其围绕所述外壳(4)且至少部分地相对于所述外壳(4)移动，

其中所述外壳(4)和所述锁定螺母(6)经配置以用于分别与所述另一相同连接器(1)的对应锁定螺母(6)和外壳(4)协作，

其中所述至少两个凸出部件(5)在外侧包括带螺纹区(10)且

其中所述凸出部件(5)中的至少一者包括止挡件(12)，所述止挡件经配置以用于防止所述锁定螺母(6)围绕所述至少两个凸出部件(5)的所述带螺纹区(10)的至少一部分，

其中所述止挡件以一方式定位以使得在所述连接器连接到所述另一相同连接器之后，两个连接器(1)的所述凸出部件(5)的所述止挡件(12)产生连续的止挡线，这提高了所述连接的水密性。

2.根据权利要求1所述的连接器(1)，其是公母型的且与所述另一相同连接器(1)相同。

3.根据权利要求1所述的连接器(1)，其中所述锁定螺母(6)在内侧上包括带螺纹区(11)。

4.根据权利要求1所述的连接器(1)，其中所述外壳(4)包括总共两个凸出部件(5)，所述凸出部件彼此相对而分布，所述凸出部件中的每一者形成一圆柱体的四分之一，以便能够与所述另一相同连接器(1)的两个对应凸出部件(5)横向协作。

5.根据权利要求1所述的连接器(1)，其中所述凸出部件(5)中的至少一者包括光滑区(15)，所述光滑区经配置成横向安置为邻近于所述另一相同连接器(1)的对应凸出部件(5)的带螺纹区(10)。

6.根据权利要求5所述的连接器(1)，其中沿着所述纵轴(X)，所述带螺纹区(10)的长度和所述光滑区(15)的长度是大体上相等的，使得所述连接器(1)和所述另一相同连接器(1)的两个横向协作的凸出部件(5)的所述止挡件(12)在已连接时是对 准的。

7.根据权利要求5所述的连接器(1)，其中至少当所述连接器(1)连接到所述另一相同连接器(1)时，所述凸出部件(5)的所述光滑区(15)将由所述锁定螺母(6)围绕。

8.根据前述权利要求1所述的连接器(1)，其中所述连接区(2)和所述外壳(4)围绕所述纵轴(X)对称。

9.根据前述权利要求1所述的连接器(1)，其由至少一种以金属组成的材料制成。

10.根据前述权利要求1所述的连接器(1)，其中所述连接区(2)包括多个母电触点和多个公电触点。

11.根据前述权利要求1所述的连接器(1)，其包括与所述连接区(2)相对的末端(20)且在所述末端(20)处连接到电缆(C)。

12.根据前述权利要求1所述的连接器(1)，其中当未连接到所述另一相同连接器(1)的所述至少两个凸出部件(5)时，所述锁定螺母(6)围绕所述纵轴(X)自由地旋转且至少部分地沿着所述纵轴(X)移动。

13.根据前述权利要求1所述的连接器(1)，其包括第二止挡件(16)，用于当所述连接器(1)未连接到所述另一相同连接器(1)的所述至少两个凸出部件(5)时防止所述锁定螺母(6)超过预定极限。

14.根据前述权利要求1所述的连接器(1)，其用于在水下地球物理学作业中使用。