DE3224623A1

DE3224623A1 - Detektoreinrichtung zur ermittlung parasitaerer elektrischer verbindungen

Info

Publication number: DE3224623A1
Application number: DE19823224623
Authority: DE
Inventors: Alain 78100 Le Vesinet Ausset; Claude 60119 Henouville Beauducel; Jacques 78150 Le Chesnay Cretin; Gabriel 92400 Courbevoie Ringot
Original assignee: IFP Energies Nouvelles IFPEN; Compagnie Generale de Geophysique SA; Compagnie Generale de Geophysique Veritas SA
Current assignee: IFP Energies Nouvelles IFPEN; CGG SA
Priority date: 1981-07-02
Filing date: 1982-07-01
Publication date: 1983-01-27
Also published as: GB2102581B; NO167945C; FR2509053B1; JPH0440674B2; FR2509053A1; GB2102581A; IT1153552B; CA1191902A; JPS5844377A; NO167945B; DE3224623C2; IT8222110A1; NL8202644A; IT8222110A0; US4503526A; NO822254L

Description

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung entsprechend dem Oberbegriff des Anspruchs 1; mit dieser Einrichtung soll das Eindringen von Wasser in eine seismische Sonde festgestellt werden.

Insbesondere betrifft die Erfindung eine Einrichtung, um

parasitäre elektrische Verbindungen zu erfassen, die zwischen den Leitungen, die in den verschiedenen Abschnitten einer seismischen Sonde enthalten sind, durch in diese jQ eindringendes Wasser aufgrund eines Dichtefehlers gebildet werden.

Die Methoden zur seismischen Meeresbodenerforschung umfassen im allgemeinen die Emission von akustischen WeI-

,c len in das Wasser, den Empfang der Echos dieser seismischen Wellen an den verschiedenen unter Wasser befindlichen Bodenreflektoren und ihre Aufzeichnung. Der Empfang der Echos wird durch die Empfänger einer seismischen Sonde großer Länge bewirkt, die aus mehreren verbundenen Sondenabschnitten besteht.· Jeder der Sondenabschnitte hat einen dichten rohrförmigen Mantel, der an jedem Ende durch eine Anschlußanordnung abgeschlossen ist. Jeder Sondenabschnitt bzw. bestimmte darunter haben mehrere Empfänger zum Empfang seismischer Wellen

ok (Unterwasserschallempfänger) oder Gruppen von elektrisch miteinander verbundenen Empfängern, die in regelmäßigen Intervallen in dem Mantel angeordnet sind. Leitungen verbinden die Empfänger bzw. Gruppen von Empfängern mit elektrischen Steckverbindungen, die in jeder Anschluß-

QQ einrichtung angeordnet sind. Die verschiedenen Gruppen von Empfängern der seismischen Sonde können direkt an ein Aufzeichnungssystem angeschlossen sein, das auf einem die Sonde ziehenden Schiff angeordnet ist, oder bei neueren Sonden an lokale Datenerfassungseinrichtungen, die aus elektronischen Stufen bestehen, die die Signale sammeln, die durch eine bestimmte Anzahl von Empfängern seismischer Signale aufgenommen werden, und sie sequentiell zu einer Aufzeichnungseinrichtung übertragen. Diese lokalen Erfas-

sungseinrichtungen sind in den Abschnitten der seismischen Sonde angeordnet und haben seismische Empfänger, oder sind auch in besonderen Abschnitten angeordnet, die zwischen die die seismischen Empfänger enthaltenden Abschnitte geschaltet sind. Eine Erfassungseinrichtung dieser Art ist z.B. in der veröffentlichten Französischen Patentanmeldung 2 471 088 beschrieben.

Die verschiedenen Abschnitte der Sonde sind mit einer elektrisch isolierenden Flüssigkeit gefüllt. Wenn aus irgendeinem Grund die Dichtheit des Mantels nicht mehr vollständig sichergestellt ist, kann das in das Innere eindringende Wasser.parasitäre elektrische Verbindungen zwischen den die seismischen Signale übertragenden Leij5 tungen bilden. Wenn die seismische Sonde außerdem lokale Einrichtungen zur Erfassung seismischer Daten aufweist, die vom Schiff aus durch Versorgungsleitungen mit Strom gespeist werden, kann das Wasser elektrische Verbindungen zwischen diesen Leitungen und den Leitungen zur übertragung seismischer Daten bilden, so daß die elektronische Ausrüstung, die die Datenerfas'sungseinrichtungen bildet, beschädigt werden kann.

Ein bekanntes Verfahren, das es ermöglicht, ein mögliches Eindringen von Wasser in einen Abschnitt einer seismischen Sonde zu erfassen, besteht darin, in dem Abschnitt zwei parallele elektrische Leiter anzuordnen, deren isolierender Mantel in regelmäßigen Intervallen von öffnungen durchsetzt ist, und diese Leiter an eine Stromquelle anzuschließen. Das in den Sondenabschnitt eingedrungene Wasser bildet Stromnebenpfade zwischen den in den Isoliermänteln ausgebildeten öffnungen und ändert dadurch die Spannung zwischen den beiden elektrischen Leitern. Die möglichen Änderungen dieser elektrischen Spannungen werden ständig oder intermittierend zu einer auf dem die Sonde ziehenden Schiff angeordneten überwachungseinrichtung übertragen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde/ eine Detektoreinrichtung zu schaffen, die es vor allem ermöglicht, parasitäre elektrische Verbindungen zu erfassen, die durch eindringendes Wasser in den Steckverbindungen zwischen den einzelnen Sondenabschnitten gebildet werden.

Gelöst wird diese Aufgabe gemäß der Erfindung durch die im kennzeichnenden Teil des Anspruchs J angegebenen Merkmale. Zweckmäßige Ausgestaltungen der Erfindung ergeben jQ sich aus den Unteransprüchen.

Das in das Innere der Abschnitte der seismischen Sonde eindringende Wasser hat im allgemeinen die Ringe parasitäre Auswirkungen auf die verschiedenen seismischen Empfänger und die Übertragungs- und Versorgungsleitungen, die darin enthalten sind, da sie durch die dichten Mäntel geschützt sind. Dagegen sind die Steckverbindungen weniger geschützt, und in das Innere eindringendes Wasser kann Kurzschlüsse zwischen den Kontaktstiften hervorrufen, die

2Q insbesondere für die elektronische Ausstattung schädlich sind.

Die Kombination des geschlossenen Schaltkreiselementes, das die Versorgungsleitung von den anderen, ebenfalls an jeder Steckverbindung befestigten übertragungsleitungen trennt, des Gleichspannungsgenerators, der zugehörigen Leitung und der Detektoreinrichtung ermöglicht es, anormale Leitungen zwischen der Speisung und den Eingängen oder Ausgängen der lokalen Erfassungseinrichtungen sofort zu er-

go kennen.

Die Einrichtungen zur Erfassung der parasitären elektrischen Spannungen haben vorteilhafterweise optoelektronische Elemente, um zusätzliche Spannungen den elektrischen Gleichspannungen zu erzeugen. Die Eingangsstufen dieser Elemente sind von den Kreisen jeder Erfassungseinrichtung elektrisch isoliert, so daß es gegebenenfalls möglich ist, die elektrischen Versorgungseinrichtungen hiervon unab-

hängig zu machen.

Wenn außerdem die zugehörige Leitung allen Detektoreinrichtungen gemeinsam und an den einen Anschluß des Gleichspannungsgenerators über einen elektrischen Widerstand angeschlossen ist, verfügt man, wenn man die elektrische Spannung an dessen Anschlüssen mißt, über ein Signal, das den von den Versorgungsleitungen abgeleiteten Leckstrom anzeigt. Die genaue Stelle, wo der Leckstrom erzeugt wird,wird durch die von den optoelektronischen Elementen gelieferte zusätzliehe Spannung lokalisiert, die auf diesen Kurzschluß ansprechen.

Die Erfindung wird nachstehend anhand der Figuren ί bis 5 beispielsweise erläutert:

Fig.1 das Anschlußschema zum Anschluß eines Abschnittes einer seismischen Sonde an einem besonderen Abschnitt, der eine lokale Einrichtung zur Erfassung seismischer Daten enthält,

Fig.2 einen Längsschnitt einer Anschlußanordnung zur Verbindung des Endes eines Abschnittes einer seismischen Sonde an ein Ende eines besonderen Abschnittes, der eine Datenerfassungseinrichtung enthält und aus einem rohrförmigen Gehäuse besteht,

Fig.3 einen Längsschnitt der Elemente der elektrischen Steckverbindung, die in der Anschlußanordnung angeordnet ist und die es ermöglicht, die Leiter eines Abschnittes einer seismischen Sonde an die verschiedenen Eingänge bzw. Ausgänge einer Datenerfassungseinrichtung elektrisch anzuschließen,

Fig.4 in einer Aufsicht die Anordnung des geschlossenen Kreises,der die gesamten Speiseleitungen umgibt,die mit jeder elektrischen Steckverbindung verbunden sind, und

Fig.5 ein Schaltbild der Kreise, die einem geschlossenen Schaltkreiselement zur Erfassung parasitärer elektrischer Verbindungen zugeordnet sind.

Der Abschnitt 1 der in Fig. 1 gezeigten seismischen Sonde 1 ist an wenigstens einem seiner Enden an eine lokale Einrichtung 2 zur Erfassung seismischer Daten, die in einem rohrförmigen Gehäuse 3 enthalten ist, durch eine im einzelnen in Fig. 2 gezeigte Anschlußanordnung angeschlossen. Mit der Erfassungseinrichtung 2 ist ein Leitungsbündel 12 verbunden, das einerseits aus Leitungen 5 besteht, die wenigstens von einem Teil von Wellenempfängern 6 kommen, die in regelmäßigen Inter-

JO vallen im Sondenabschnitt 1 angeordnet sind, und andererseits aus mehreren Leitungen 7, die von anderen Erfassungseinrichtungen kommen, die längs der seismischen Sonde verteilt sind und zu deren elektrischer Speisung oder zur übertragung von seismischen Daten verwendet

j^g werden.

In Fig. 2 im Schnitt gezeigte Anschlußanordnung ermöglicht die gleichzeitige mechanische und elektrische Verbindung des Endteils jedes Sondenabschnittes mit einer lokalen Datenerfassungseinrichtung 2. Der Endteil jedes Abschnittes weist ein Übergangsstück 8 auf, mit dem der Mantel 9 des Sondenabschnittes 1 verbunden ist, sowie ein elektrisches Aufnahmeteil 10 mit mehreren Buchsen (Fig. 3). An das Aufnahmeteil ist das Leitungsbündel 12 angelötet, das aus den Leitungen 5 und 7 besteht, die mit den seismischen Empfängern, die sich in dem Sondenabschnitt 1 befinden und den Datenerfassungseinrichtungen, die über die seismische Sonde verteilt sind, verbunden sind (Fig. 1).

Das rohrförmige Gehäuse 3, das jede Datenerfassungseinrichtung 2 enthält, ist durch einen Ring 13 nahe jedem seiner Enden verschlossen. In der Mitte jedes Ringes 13 ist ein elektrisches Steckteil 14 befestigt, das einen Ring 15 (Fig. 3) und einen mittleren Teil aufweist, der aus einer Glasscheibe 16 besteht, in die Kontaktstifte eingesetzt sind, die in die Buchsen 11 des Aufnahmeteils 10 eingeführt werden können. An der Seite des Steck-

teils 14, die der Erfassungseinrichtung 2 zugewandt ist, ist eine Platte 18 angeordnet, die von öffnungen (Fig. 2) durchsetzt ist, in die die Kontaktstifte 17 aufgenommen werden können.

Am Umfang der Platte 18 sind Leitungen 39. befestigt, die mit verschiedenen Elementen der im Gehäuse 3 befindlichen Erfassungseinrichtung 2 verbunden sind. Die Platte 18 besteht vorteilhafterweise aus einer mehrlagigen .gedruckten IQ Schaltung, so daß die entsprechenden Verbindungen zwischen den Leitungen 19 und den öffnungen 18 dieser Platte, die mit einer leitenden Auskleidung überzogen sind, leicht hergestellt werden kann.

Ein Gewindering 20 kann auf den Endteil jedes rohrförmigen Gehäuses 3 geschraubt werden und diesen mit dem Übergangsstück 8 des entsprechenden Sondenabschnittes verbinden. Dichtungen, die in Nuten angeordnet sind, die in den verschiedenen Teilen jeder Anschlußanordnung ausgebildet sind, ermöglichen es, das Innere der Sonde gegen die Umgebung zu isolieren.

Wenn jedoch die Dichtheit schadhaft wird und Feuchtigkeit in das Innere einer der Anschlußanordnungen bis zu den Teilen 10, 14 und 18 der Anschlußanordnung eindringt, erfolgt die Erfassung eventueller parasitärer elektrischer Verbindungen durch eine Detektoreinrichtung, wie sie nachfolgend beschrieben wird.

In jeder Anschlußanordnung (Fig. 3, 4) sind die Leitungen 22, des Leitungsbündels 12, die für die elektrische Speisung der elektronischen Erfassungseinrichtung 2 verwendet werden, auf benachbarte Kontaktstifte verteilt. Diese Kontaktstifte werden in eine Gruppe 23 von öffnungen der mehrlagigen gedruckten Schaltung eingeführt, die die Platte 18 bildet, und bringen deren leitende Auskleidungen auf unterschiedliche elektrische Speisepotentiale. Diese Kontaktstifte sind von den anderen

durch ein Element in Form eines geschlossenen Kreises getrennt, das als Schutzring bezeichnet wird. Dieses Schaltkreiselement ist dadurch gebildet, daß durch ein leitendes Band 24 {Fig. 4), das in eine der leitenden Lagen der mehrlagigen gedruckten Schaltung graviert ist, die leitenden Auskleidungen der Öffnungen verbunden sind, die am Umfang der Gruppe 23 von Öffnungen liegen.

Wenn die Teile 10, 14 und 18 jeder Anschlußanordnung jQ zusammengesetzt sind, sind die Kontaktstifte und die Buchsen, die den Versorgungsleitungen 22 entsprechen, von denjenigen, an denen die anderen Leitungen des Leitungsbündels 12 enden, die der Datenübertragung dienen, durch das leitende Band 24 getrennt. Wenn die Feuchtigjc keit eine parasitäre elektrische Verbindung zwischen den Versorgungsleitungen 22 und anderen Leitungen des Leitungsbündels 12 bildet, wird das Band 24 auf das Potential dieser Speiseleitung gebracht.

2Q Entsprechend dem Schaltbild der Fig. 5 sind die den geschlossenen Kreis bildenden Elemente 24 (bzw. die Schutzringe, die die Versorgungsleitungen 22 innerhalb der elektrischen Leitungen umgeben, die an den beiden Enden jedes Gehäuses 3 angeordnet sind, durch eine Leitung 25 verbunden, und die Gesamtheit der elektrischen Speiseleitungen, die durch die Verbindung der elektrischen Speiseleitungen 22 der verschiedenen Sondenabschnitte 1 und der Gehäuse 3 gebildet ist, ist an einen elektrischen Stromgenerator 26 angeschlossen, der sich auf einem Schiff

3Q befindet. Die Speisung der verschiedenen Sondengehäuse kann durch Gleichstrom oder auch durch Wechselstrom erfolgen. In letzterem Falle ist an den Generator 26 der positive Pol einer Gleichspannungsquelle 27 angeschlossen. Der negative Pol der Spannungsquelle 2 7 ist mittels eines Widerstandes 28 an eine Leitung 29 angeschlossen, die sich über die gesamte Länge der seismischen Sonde erstreckt. Innerhalb des Gehäuses 3 ist ein Detektorelement 30 zwischen die Leitung 25, die die geschlossenen Kreise 2 4

verbindet, und die Leitung 29 geschaltet. Das Detektorelement ist vorzugsweise ein optoelektronischer Koppler, der in bekannter Weise aus einem Lichtemissionselement 31 besteht, das einem Lichtempfänger 32 zugeordnet ist. Das Lichtemissionselement 31 wird von dem elektrischen Gleichstrom gespeist, der möglicherweise in der Leitung 25 infolge einer durch die Feuchtigkeit hervorgerufenen parasitären elektrischen Verbindung erscheint. Aufgrund des Aufleuchtens des Lichtemissionselements

jQ erzeugt der zugehörige Lichtempfänger 32 eine elektrische Spannung Va, die durch eine der übertragungsleitungen, die von jedem Gehäuse 3 ausgehen, zum Schiff entweder kontinuierlich oder diskontinuierlich übertragen werden, wenn die durch die lokale Erfassungs-

jg einrichtung 2 übertragenen Signale im Multiplexverfahren übertragen werden. Die Verwendung eines Gleichspannungsgenerators ermöglicht es, die elektrischen Spannungen, die ausschließlich auf parasitäre Verbindungen zurückzuführen sind, von Spannungen zu unterscheiden, die in der Rückleitung durch kapazitive Kopplung zwischen dieser und den Leitungen 22 induziert werden, wenn diese Leitungen mit Wechselstrom gespeist werden.

Die Detektoreinrichtung weist außerdem ein Kurzschlußan-Zeigeelement auf, das die elektrische Spannung messen kann, die an den Anschlüssen des Widerstandes 28 vorhanden sind, der in die Leitung 29 geschältet ist. Dieses Anzeigeelement hat einen Verstärker 33 zur Verstärkung der elektrischen Spannung an den Anschlüssen des Wider-Standes 28, der einem geeigneten Signalgeber 34 zugeordnet ist. Das durch den Signalgeber erzeugte Signal ermöglicht es, das Vorhandensein eines Kurzschlusses an den Leitungen festzustellen, und die genaue Lokalisierung der Stelle, wo sie hervorgerufen wird, wird durch die zusätzliehe Spannung geliefert, die durch den betreffenden optoelektronischen Koppler erzeugt wird. Die verschiedenen von der Detektoreinrichtung erzeugten Signale können zur Steuerung der Unterbrechung der elektrischen Speisung

verwendet werden.

Die in die mehrlagige gedruckte Schaltungsplatte 18 gravierte Leitung, die den Schutzring bildet, kann auch 5 durch jedes andere leitende Element · ersetzt werden.

Claims

DIPL.-ING. DIETRICH LEWALD *.." .:. *„„" : *..*.:., D-8000 MÜNCHEN 40

PATENTANWALT BIRNAUER STRASSE 6

ZÜGEL. VERTRETER B. EUROP. PATENTAMT TELEFON (0 Hi)) 30 IiS 14

PROFESSIONAL REPRESENTATIVE BEFORE EPO ^C*^{bIe add}r^ess: LEWALDPAT

MAN DATAIRE AGREE PRES Γ OEB

DIPL. ING. DIETRICH LEWALD-BIRNAUER STR. 6-8000 MÜNCHEN 40

INSTITUT FRANCAIS DU PETROLE 4, Avenue de Bois-Preau RUEIL-MAIMAISON / FRANKREICH

und

COMPAGNIE GENERALE DE GEOPHYSIQUE 6, rue Galvani, MASSY / FRANKREICH

Detektoreinrichtung zur Ermittlung parasitärer

elektrischer Verbindungen

A η s p. r. ü. je., h. e

¹^ / 1.JDetektoreinrichtung zur Ermittlung parasitärer elektrischer Verbindungen, die durch Wasser, das infolge eines Dichtefehlers in eine seismische Sonde eindringt, zwischen den elektrischen Speiseleitungen elektronischer Einrichtungen zur Erfassung seismischer Daten, die in der Sonde angeordnet sind, um die seismischen Signale aufzunehmen, die von seismischen Empfängern erzeugt werden, die im Inneren der Sonde verteilt sind, und den Leitungen zur übertragung der seismischen Signale gebildet sind, die die Signaler-

²^ fassungseinrichtungen mit den seismischen Empfängern einerseits und eine auf einem die Sonde ziehenden Fahrzeug angeordneten Steuer- oder Aufzeichnungseinrichtung andererseits verbinden, wobei die Speiseleitungen an elektrische Speiseeinrichtungen angeschlos-

sen sind und ebenso wde die Übertragungsleitungen Leitungsabschnitte umfassen, die durch elektrische Anschlußanordnungen verbunden sind, gekennzeichnet durch Detektoreinrichtungen, von denen jede aus einem die gesamten Speiseleitungen, die mit jeder elektrischen Anschlußanordnung verbunden sind, umgebenden Schaltkreiselement, einer Leitung (29), die mit den elektrischen Speiseeinrichtungen

verbunden ist und die einen Gleichspannungsgenerator (27) aufweisen, und aus Einrichtungen zur Ermittlung jeder elektrischen Gleichspannung zwischen jedem geschlossenen Schaltkreiselement und dieser Leitung besteht, die auf parasitäre Verbindungen zwischen den Speiseleitungen und de» geschlossenen Schaltkreiselement zurückzuführen ist, und daß Einrichtungen zur Übertragung der erfaßten elektrischen Spannungen zum Fahrzeug vorhanden sind.
2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,

daß die Einrichtungen zur Erfassung elektrischer Gleichspannungen optoelektronische Element zur Erzeugung zusätzlicher elektrischer Spannungen in Ab-•jK hängigkeit von den elektrischen Gleichspannungen aufweisen.
3. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Leitung (29) für alle Detektoreinrichtungen gemeinsam ist und durch einen elektrischen Widerstand (2 8) an den einen Anschluß eines Gleichspannungsgenerators angeschlossen ist, und daß ein Kurzschlußanzeigeelement (33, 34) vorhanden ist, das die an den Anschlüssen des Widerstandes auftretende elektrische Spannung mißt.
4. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jede elektronische Datenerfasaungseinrichtung (2) in einem starren Gehäuse (3) angeordnet ist, das zwisehen zwei aufeinanderfolgenden Abschnitten der Sonde angeordnet ist, die durch die elektrischen Anschlußanordnungen verbunden sind, die wenigstens zwei Steckverbindungen (10, 14) aufweisen, um die Speise- und Ubertragungsleitungen jedes Sondenabschnittes und jedes starren Gehäuses zu verbinden.
5. Einrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das die Speiseleitungen (22), die mit jeder Anschlußanordnung verbunden sind, umgebende geschlossene Schaltkreiselement aus einer Leitung (2 4) besteht,

g die auf eine der Lagen einer mehrlagigen gedruckten Schaltung (18) graviert ist, die sich in einer der Steckverbindungen (14) befindet.
6. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, 2Q daß die optoelektronischen Elemente (30) jeweils ein Lichtemissionselement (31) aufweisen, das zwischen jedes geschlossene Schaltkreiselement und die Leitung (29) geschaltet ist, sowie einen Lichtempfänger (32), und daß die Einrichtungen zur Übertragung der jg elektrischen Spannungen zum ziehenden Fahrzeug Leitungen aufweisen, die den Ausgang jedes Lichtempfängers mit den Leitungen zur Übertragung der seismischen Signale verbinden.
7. Einrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die elektrischen Speiseeinrichtungen eine Wechselspannungsquelle (26) aufweisen, die mit dem Gleichspannungsgenerator (27) in Reihe geschaltet ist.