DE69018224T2

DE69018224T2 - Device for establishing an electrical connection through a pipeline composed of several elements.

Info

Publication number: DE69018224T2
Application number: DE69018224T
Authority: DE
Inventors: Pierre Morin; Alain Sonnet
Original assignee: IFP Energies Nouvelles IFPEN
Current assignee: IFP Energies Nouvelles IFPEN
Priority date: 1989-12-29
Filing date: 1990-12-10
Publication date: 1995-08-24
Anticipated expiration: 2010-12-11
Also published as: FR2656747B1; EP0435721A1; FR2656747A1; DE69018224D1; NO179190C; NO179190B; NO905592L; CA2033368A1; EP0435721B1; NO905592D0; CA2033368C

Description

Die Erfindung betrifft eine Anordnung, die es ermöglicht, wenigstens eine elektrische Verbindung zwischen zwei Punkten durch eine Leitung hindurch zu realisieren, wobei eine solche elektrische Verbindung unter anderem zur Speisung gewisser Apparate aus einer elektrischen Quelle oder zur Übertragung codierter Informationen in Form elektrischer Signale dient.The invention relates to an arrangement which makes it possible to realize at least one electrical connection between two points through a line, such an electrical connection serving, inter alia, to supply certain devices from an electrical source or to transmit coded information in the form of electrical signals.

Diese Anordnung kann beispielsweise in einem Bohrstangenstrang verwendet werden. Sie kann auch gewisse elektrisch codierte Informationen ausgehend vom Boden des Bohrlochs übertragen, wie beispielsweise die Richtung des Bohrlochs, die mechanischen auf gewisse Bauteile ausgeübten Beanspruchungen, die Temperatur, den Druck etc.This arrangement can be used, for example, in a drill string. It can also transmit certain electrically coded information from the bottom of the borehole, such as the direction of the borehole, the mechanical stresses exerted on certain components, the temperature, the pressure, etc.

Im vorliegenden Text entsprechen die Ausdrücke Verbinder- und Verbindungs-, außer bei besonderer Spezifikation, jeweils den Ausdrücken des elektrischen Verbinders oder der elektrischen Verbindung.In this text, the terms connector and connection correspond, unless specifically specified, to the terms electrical connector or electrical connection, respectively.

Die Vorrichtungen nach dem Stand der Technik haben allgemeine Nachteile wie die Notwendigkeit, gewisse Elemente der Leitung zu bearbeiten, die mechanische Brüchigkeit der Endverbinder von Leitungselementen, die elektrische prekäre Isolierung der Endkontakte oder Zwischenkontakte, den Verschleiß nicht auswechselbarer Bauteile, die Schwierigkeiten bei der Demontage, Unbequemlichkeiten bei der Montage sowie die Fabrikationskosten. Ein anderer ernster Nachteil der Vorrichtung nach dem Stand der Technik, der durch das EP-A-99805, und insbesondere durch die EP-A-274933 illustriert werden kann, besteht darin, eine Modifikation der Leitung oder eine Gefahr der Beschädigung dieses Leitungselements mit sich zu bringen.The prior art devices have general disadvantages such as the need to machine certain elements of the line, the mechanical fragility of the end connectors of line elements, the precarious electrical insulation of the end contacts or intermediate contacts, the wear of non-replaceable components, the difficulties of dismantling, inconveniences of assembly and the manufacturing costs. Another serious drawback of the prior art device, which can be illustrated by EP-A-99805, and in particular by EP-A-274933, is to entail a modification of the duct or a risk of damaging this duct element.

Diese Nachteile fallen ganz fort oder werden zum Teil wesentlich abgeschwächt durch die Verwendung der Vorrichtung nach der Erfindung.These disadvantages are completely eliminated or in some cases significantly reduced by the use of the device according to the invention.

Die Anordnung nach der Erfindung vermeidet es, das Leitungselement zu verändern. In dem Fall einer Anwendung auf das Gebiet des Bohrens modifiziert noch verändert die vorliegende Erfindung den Bohrstangenstrang, den sie ausstattet. Die Verwirklichung der vorliegenden Erfindung respektiert die Integrität der Elemente des Bohrstrangs und respektiert insbesondere die Integrität der Harzschichten, mit denen die Innenwandungen dieser Elemente abgedeckt sind. Darüber hinaus modifiziert die Vorrichtung das Verfahren nach der vorliegenden Ertindung nicht die klassischen Verfahren der Erneuerung dieser Elemente. Schließlich ist die Verwirklichung der Vorrichtung nach der Erfindung einfach und optimiert die wirtschaftlichen Kosten.The arrangement according to the invention avoids modifying the duct element. In the case of application to the drilling field, the present invention neither modifies nor alters the drill string it equips. The implementation of the present invention respects the integrity of the elements of the drill string and in particular respects the integrity of the resin layers covering the internal walls of these elements. In addition, the device, the method according to the present invention, does not modify the classic methods of renewing these elements. Finally, the implementation of the device according to the invention is simple and optimizes economic costs.

Die die vorliegende Erfindung beherrschende Idee zur Realisierung wenigstens einer elektrischen Verbindung durch mehrere die Leitung bildende Elemente besteht insbesondere in der Befestigung eines Verankerungsbauteils im Inneren eines Leitungselements durch Verwendung eines Rohgummis oder eines äquivalenten stabilisierbaren Materials. Bei dem Vorgang der Vulkanisierung oder der Stabilisierung haftet dieser Rohgummi und realisiert die Kohäsion eines Teils zwischen dem Verankerungsbauteil und andererseits den Innenwandungen des Leitungselements.The idea governing the present invention for the realization of at least one electrical connection through several elements forming the line consists in particular in the fastening of an anchoring component inside a line element by using a raw rubber or an equivalent material that can be stabilized. During the vulcanization or stabilization process, this raw rubber adheres and creates the cohesion of a part between the anchoring component and, on the other hand, the inner walls of the line element.

Dieser Rohgummi wird in ein im Verankerungsbauteil ausgespartes Lager eingebracht.This raw rubber is inserted into a bearing recessed in the anchoring component.

Die elektrische Verbindung zwischen einem isolierten das Leitungselement ausstattenden Leiter und dem elektrischen Leiter kann durch eine elektrische Verbindung vorgenommen werden, beispielsweise eine elektrisch isolierte Spleißstelle. Schließlich können die Befestigung des Verankerungsbauteils im Leitungselement sowie die des elektrischen Leiters, der für die elektrische Kontinuität durch dieses Leitungselement sorgt, in einem einzigen Vorgang ausgeführt werden.The electrical connection between an insulated conductor providing the line element and the electrical conductor may be made by an electrical connection, for example an electrically insulated splice. Finally, the fixing of the anchoring component in the line element and that of the electrical conductor providing electrical continuity through this line element may be carried out in a single operation.

So betrifft die vorliegende Erfindung eine Anordnung, die es ermöglicht, wenigstens eine elektrische Verbindung durch eine Leitung zu realisieren, die aus elektrisch aneinander befestigten Elementen gebildet ist, wobei jedes Element ein erstes Ende und ein zweites Ende besitzt, die so ausgelegt sind, daß sie mechanisch mit den komplementären Enden der benachbarten Elemente zusammenwirken. Diese Anordnung umfaßt eine Kombination pro Leitungselement von:Thus, the present invention relates to an arrangement that makes it possible to realize at least one electrical connection through a line formed from elements electrically attached to one another, each element having a first end and a second end designed to cooperate mechanically with the complementary ends of the adjacent elements. This arrangement comprises a combination per line element of:

- einem im Inneren dieses Elements angeordneten Leiter,- a conductor arranged inside this element,

- einem ersten an diesem ersten Ende dieses Leitungselementes befestigten Verbinder, der elektrisch mit diesem Leiter zusammenwirkt,- a first connector attached to said first end of said conductor element, which electrically interacts with said conductor,

- einem zweiten am zweiten Ende dieses Leitungselementes befestigten Verbinder, der elektrisch mit diesem Leiter zusammenwirkt.- a second connector attached to the second end of this conductor element, which electrically interacts with this conductor.

Jeder einzelne dieser Verbinder umfaßt ein Verankerungsstück und einen ausziehbaren Verbinder und die Anordnung umfaßt Mittel zum Verhaken des ausziehbaren Verbinders an dem Verankerungsstück.Each of these connectors comprises an anchoring piece and an extendable connector and the assembly comprises means for hooking the extendable connector to the anchoring piece.

Der ausziehbare Verbinder umfaßt wenigstens einen Ringkontakt, der so ausgebildet ist, daß er elektrisch mit dem Ringkontakt eines ausziehbaren Verbinders eines benachbarten Elementes zusammenwirkt.The extendible connector includes at least one ring contact configured to electrically engage the ring contact of an extendible connector of an adjacent element.

Erfindungsgemäß umfaßt das Verankerungsstück ein Lager zum Sammeln einer Charge aus Rohgummi oder stabilisierbaren Materials, das nach Vulkanisierung oder Stabilisierung dazu bestimmt ist, dieses Verankerungsstück an diesem Leitungselement zu befestigen. Die Kontakte sind elektrisch mit dem Leiter über einen anderen Leiter verbunden.According to the invention, the anchoring piece comprises a bearing for collecting a charge of raw rubber or stabilizable material, which, after vulcanization or stabilization, is intended to fix this anchoring piece to this conductor element. The contacts are electrically connected to the conductor via another conductor.

Die ausziehbaren Leiter umfassen ein Lager zum Sammeln des Überschusses an elektrischem Leiter, der anschließend an die Annäherung und das Zusammen fügen des ausziehbaren Leiters und des Verankerungsstücks hervorgerufen wurde.The extendible ladders include a storage area for collecting the excess electrical conductor generated following the approach and assembly of the extendible ladder and the anchoring piece.

Wenigstens ein Verankerungsstück kann eine steife Bewehrung, gegebenenfalls aus perforiertem Blech und einen Körper aus Elastomer umfassen, der vor der Vulkanisation oder Stabilisierung dieses Rohgummis oder stabilisierbaren Materials stabilisiert wurde.At least one anchoring piece may comprise a rigid reinforcement, possibly made of perforated sheet metal, and a body made of elastomer which has been stabilized before vulcanization or stabilization of this raw rubber or stabilizeable material.

Dieses Lager zum Sammeln einer Charge aus Rohgummi oder stabilisierbarem Material ist partiell durch diese steife Bewehrung begrenzt.This storage facility for collecting a batch of raw rubber or stabilizable material is partially delimited by this rigid reinforcement.

Wenigstens einer der ausziehbaren elektrischen Leiter kann wenigstens einen elektrischen Sammlerring umfassen, wobei der Ring an diesem ausziehbaren Verbinder verinittels eines Syntheseharzes befestigt ist.At least one of the extendible electrical conductors may comprise at least one electrical collector ring, the ring being secured to the extendible connector by means of a synthetic resin.

Wenigstens ein ausziehbarer elektrischer Verbinder kann eine steife Trägerbewehrung beispielsweise ein gegebenenfalls perforiertes Metallblech umfassen.At least one extendible electrical connector may comprise a rigid support reinforcement, for example a metal sheet, possibly perforated.

Der elektrische Leiter kann am Innern dieses Leitungselements mit Hilfe eines Trägers wie eines geraden nachgiebigen oder steifen Bandes befestigt sein.The electrical conductor may be secured to the interior of this conducting element by means of a support such as a straight flexible or rigid strip.

Der elektrische Leiter kann seine Eigenisolierung sowie eine äußere nachgiebige oder steife Hülle umfassen. Diese äußere Hülle kann aus gegebenenfalls isolierendem Material hergestellt sein. Der gegebenenfalls mit seiner Eigenisolierung ausgestattete Leiter kann in dieser Außenhülle frei sein.The electrical conductor may comprise its own insulation and an outer flexible or rigid sheath. This outer sheath may be made of insulating material, if necessary. The conductor, if necessary with its own insulation, equipped ladder can be free in this outer shell.

Dieses Band kann am Leitungselement mit Hilfe eines Rohkautschuks befestigt sein. Die Vulkanisation der Rohkautschukcharge und des Rohkautschuks zur Befestigung des Bandes kann in einem einzigen Vorgang durchgeführt werden.This tape can be attached to the piping element using a raw rubber. The vulcanization of the raw rubber batch and the raw rubber for attaching the tape can be carried out in a single operation.

Die elektrische Verbindung zwischen dem Teil des Leiters, der das Leitungselement über seine laufende Länge ausstattet und dem Teil des Leiters, der den ausziehbaren Verbinder ausstattet, kann gegebenenfalls durch eine Spleißung vorgenommen werden.The electrical connection between the part of the conductor that equips the line element over its running length and the part of the conductor that equips the extendible connector can, if necessary, be made by a splice.

Andere Ziele und Vorteile der vorliegenden Erfindung erhellen sich beim Lesen der Beschreibung eines insbesondere auf Bohrstangen anzuwendenden Ausführungsbeispiels, zur Illustrierung jedoch nicht als begrenzend anzusehen, mit Bezug auf die beiliegenden Zeichnungen, in denen:Other objects and advantages of the present invention will become clear on reading the description of an embodiment particularly applicable to boring rods, given for illustrative purposes but not as limiting, with reference to the accompanying drawings in which:

- Fig. 1 schematisch einen Strang aus Bohrstangen, der mit einer elektrischen Verbindung ausgestattet ist, darstellt,- Fig. 1 shows schematically a string of drill rods equipped with an electrical connection,

- die Fig. 2 und 3 zeigen jeweils einen elektrischen männlichen und weiblichen Verbinder nach der vorliegenden Erfindung,- Figures 2 and 3 show a male and female electrical connector according to the present invention, respectively,

- Fig. 4 zeigt ein Detail der Befestigung eines Leiters an einem Leitungselement mit Hilfe eines Trägers,- Fig. 4 shows a detail of the fastening of a conductor to a line element by means of a support,

- Fig. 5 zeigt einen Schnitt (AA, Fig. 2) eines Verbinders nach der Erfindung, und- Fig. 5 shows a section (AA, Fig. 2) of a connector according to the invention, and

- Fig. 6 zeigt in auseinandergezogener Darstellung ein besonderes Ausführungsbeispiel der Mittel zum Verhaken eines elektrischen ausziehbaren Verbinders oder eines Verhakungsbauteils.- Fig. 6 shows in exploded view a particular embodiment of the means for hooking an electrical extendible connector or a hooking component.

Um das Verständnis des vereinfachten im folgenden genannten Ausführungsbeispiels zu erleichtern, wurde der Typ der verschiedenen Verbinder festgelegt. So ist der erste Verbinder ein männlicher Verbinder und der zweite Verbinder ein weiblicher Verbinder. Die Anzahl der elektrischen Verbindungen über den Bohrstrang wurde auf eine einzige begrenzt. Schließlich umfaßt ein Leitungselement zwei ausziehbare Verbinder, die jeweils an den Enden des Leitungselements angeordnet sind. Selbstverständlich verläßt man nicht den Rahmen der Erfindung, indem man ein Leitungselement mit einem festen Verbinder und einem ausziehbaren Verbinder ausstattet, wobei letzterer den oder die elektrischen Kontaktbauteile, die am schnellsten verschleißen, umfaßt.To facilitate the understanding of the simplified embodiment given below, the type of the various connectors has been defined. The first connector is a male connector and the second connector is a female connector. Connectors. The number of electrical connections across the drill string has been limited to a single one. Finally, a line element comprises two extendible connectors, each arranged at the end of the line element. Of course, it is not outside the scope of the invention to equip a line element with a fixed connector and an extendible connector, the latter comprising the electrical contact component or components that wear out most quickly.

Fig. 1 zeigt eine Ausführungsform der Erfindung in der Anwendung auf einen Bohrstangenstrang 1. Das Bohrloch ist mit dem Bezugszeichen 2 bezeichnet. Das Bezugszeichen 3 bezeichnet ein Bohrwerkzeug, das durch ein beliebiges Werkzeug oder eine Meßsonde ersetzt sein kann. Der Übergang zwischen den verschiedenen Elementen, die den Bohrstangenstrang bilden, ist nicht dargestellt. Es ist selbstverständlich in gewissen Fällen möglich, sich der Bohrkolonne oder auch sogar der Erde oder der verschiedenen Schlämme als elektrisch leitendes Medium zu bedienen. Dies ermöglicht die Realisierung eines elektrischen Kreises, in dem nur ein isolierter elektrischer Leiter im Träger verwendet wird. Dies ist im übrigen der Fall bei einem einzigen Leiter, der im weiteren genau beschrieben werden wird, die Erfindung ist jedoch auch anwendbar auf den Fall mehrerer Leiter.Fig. 1 shows an embodiment of the invention applied to a drill string 1. The borehole is designated by the reference numeral 2. The reference numeral 3 designates a drilling tool, which can be replaced by any tool or a measuring probe. The transition between the various elements forming the drill string is not shown. It is of course possible in certain cases to use the drilling column or even the earth or the various muds as an electrically conductive medium. This makes it possible to create an electrical circuit using only one insulated electrical conductor in the support. This is the case for a single conductor, which will be described in detail below, but the invention is also applicable to the case of several conductors.

Im Fall der Fig. 1 ist der elektrische Leiter 4 in der Masse eines Trägers 5 innerhalb der Leitung eingebettet. Der elektrische Leiter 4 kann seine Eigenisolierung umfassen, insbesondere, wenn der Träger 5 nicht ausreichend elektrisch isolierend ist. Er kann eine Außenhülle 59, die nachgiebig oder steif sein kann, aus gegebenenfalls isolierendem Material umfassen und der gegebenenfalls mit seiner Eigenisolierung ausgestattete Leiter ist in dieser röhrenförmigen Hülle frei. Darüberhinaus dient der Träger als Schutzhülle für den isolierten Leiter.In the case of Fig. 1, the electrical conductor 4 is embedded in the mass of a support 5 inside the line. The electrical conductor 4 can include its own insulation, especially if the support 5 is not sufficiently electrically insulating. It can include an outer sheath 59, which can be flexible or rigid, made of optionally insulating material, and the conductor, optionally equipped with its own insulation, is free in this tubular sheath. In addition, the support serves as a protective sheath for the insulated conductor.

In der beschriebenen Ausführungsform hat der Träger die Gestalt eines Bandes, das innerhalb des Leitungselements gemäß einer Erzeugenden angeordnet ist.In the described embodiment, the carrier has the shape of a band which is arranged within the line element according to a generatrix.

Für den in Fig. 1 dargestellten Fall verbindet der Leiter 4 einen Apparat 6 mit einer Oberflächenisolation 7, wobei die beiden Anordnungen elektrisch untereinander Zusammenwirken. Es ist möglich die Anordnung zu verwenden, die eine elektrische Verbindung nach der Erfindung ermöglicht, selbst während die Bohrstange sich dreht. Um dies zu erreichen, ist es notwendig, über wenigstens einen Drehkontakt zu verfügen. Dieser kann beispielsweise durch eine Ringscheibe 8, die elektrisch mit einem Kontakt 9 zusammenwirkt, gebildet sein. Solche Vorrichtungen sind im Stand der Technik bekannt, sie werden in der vorliegenden Beschreibung nicht näher detailliert.In the case shown in Fig. 1, the conductor 4 connects an apparatus 6 to a surface insulation 7, the two arrangements interacting electrically with each other. It is possible to use the arrangement allowing an electrical connection according to the invention even while the drill rod is rotating. To achieve this, it is necessary to have at least one rotary contact. This can be formed, for example, by an annular disk 8 which interacts electrically with a contact 9. Such devices are known in the art and are not detailed in the present description.

Fig. 2 zeigt das Ende 10 eines Leitungselements 11, das mit einem männlichen elektrischen Leiter 15 ausgestattet ist. Dieses Ende 10 kann mechanisch mit dem Ende 12 des benachbarten Elements 13 der in Fig. 3 dargestellten Leitung verbunden sein. Dieses Ende 12 umfaßt einen weiblichen elektrischen Verbinder 16. Jedes dieser Elemente 11 und 13 ist mit einem Leiter ausgestattet, der die elektrische Verbindung gestattet. In diesen Figuren sind die Elemente der Leitung gegeneinander verschraubt. Die Erfindung ist brauchbar für jeden Verbindungstyp durch Verschrauben oder anders, von dem Augenblick ab, wo der Verbindungsvorgang der verschiedenen Elemente untereinander wenigstens eine Axialverschiebung zum Gegenstand hat.Fig. 2 shows the end 10 of a line element 11 equipped with a male electrical conductor 15. This end 10 can be mechanically connected to the end 12 of the adjacent element 13 of the line shown in Fig. 3. This end 12 comprises a female electrical connector 16. Each of these elements 11 and 13 is equipped with a conductor allowing the electrical connection. In these figures, the elements of the line are screwed together. The invention is applicable to any type of connection, by screwing or otherwise, from the moment when the operation of connecting the various elements to one another involves at least an axial displacement.

Das männliche Ende 12 eines Leitungselements 13 ist gegen das weibliche Ende des benachbarten Leitungselements 11 verschraubt. Die Bezugszeichen 5a und 5b bezeichnen jeweils den Träger, der den elektrischen Leiter auf der männlichen Seite 12 eines Leitungselements 13 und auf der weiblichen Seite 10 des benachbarten Leitungselements 11 enthält.The male end 12 of a line element 13 is screwed against the female end of the adjacent line element 11. The reference numerals 5a and 5b each designate the carrier which contains the electrical conductor on the male side 12 of a line element 13 and on the female side 10 of the adjacent line element 11.

So umfaßt das männliche Ende 12 des Leitungselements 13 einen weiblichen Verbinder 16 und das weibliche Ende 10 des Leitungselements 11 umfaßt einen männlichen Verbinder 15.Thus, the male end 12 of the line element 13 comprises a female connector 16 and the female end 10 of the line element 11 comprises a male connector 15.

Fig. 4 zeigt im Schnitt ein Element 11 des Bohrstrangs in Höhe seiner laufenden Länge, d.h. außerhalb der mechanischen und elektrischen Verbindung. Das Bezugszeichen 26 bezeichnet das Gehäuse des Stangenelements.Fig. 4 shows in section an element 11 of the drill string at the level of its running length, i.e. outside the mechanical and electrical connection. The reference numeral 26 designates the housing of the rod element.

Die Innenwand eines Stangenelements ist im allgemeinen von einer Verstärkungsabdeckung 21, im allgemeinen aus Epoxiharz abgedeckt, die den Fachleuten unter "Kote coating" bekannt ist und bei der es sich um ein eingetragenes Warenzeichen handelt. Die vorliegende Erfindung ermöglicht es auch, die elektrische Verbindung an ihren Ort zu bringen, ohne das Kote coating zu verändernThe inner wall of a rod element is generally covered by a reinforcing cover 21, generally made of epoxy resin, known to those skilled in the art as "Kote coating" and which is a registered trademark. The present invention also makes it possible to place the electrical connection without changing the Kote coating.

In Fig. 4 umfaßt der Träger 5b, der den elektrischen Leiter 4 enthält, welcher eine äußere Hülle 59, entweder vergossen oder in einer Nut dieses Trägers angeordnet, umfaßt, eine Schmiegungs- oder konvexe Fläche 23, die mit der Innenfläche der Leitung zusammenwirkt, um den Halt des Trägers und des Leiters in der Leitung sicherzustellen und umfaßt eine konturierte oder konkave Fläche 24, die teilweise die neuen Konturen des Durchlaßquerschnittes des Leitungselementes, das diesen Träger umfaßt, definiert. Die konvexen und konkaven Flächen werden komplemantär zueinander genannt, nicht weil sie in Kontakt miteinander stehen sondern weil sie zu ein und dem gleichen Element gehören.In Fig. 4, the support 5b containing the electrical conductor 4, which comprises an outer sheath 59, either molded or arranged in a groove of this support, comprises a spherical or convex surface 23 which cooperates with the inner surface of the conduit to ensure the support and the conductor are held in place in the conduit and comprises a contoured or concave surface 24 which partially defines the new contours of the passage cross-section of the conduit element comprising this support. The convex and concave surfaces are said to be complementary to one another, not because they are in contact with one another but because they belong to one and the same element.

Eine konturierte plane Fläche 24, wie sie in Fig. 4 dargestellt ist, bietet einerseits den Vorteil, daß sie keine vorstehenden Bereiche hat, deren Vorhandensein, insbesondere beim Transport von sich drehenden Materialien innerhalb der Leitung die Beschädigung des Trägers und sein Abheben von der Leitung begünstigen würde und andererseits, den Druchgangsguerschnitt der Leitung nicht zu sehr zu vermindern.A contoured flat surface 24, as shown in Fig. 4, offers the advantage, on the one hand, of not having any protruding areas, the presence of which would encourage damage to the carrier and its lifting off the line, particularly when transporting rotating materials within the line, and, on the other hand, of not reducing the passage cross-section of the line too much.

Der männliche Verbinder 15 umfaßt ein Verankerungsteil 14 und einen ausziehbaren Verbinder 17 vom männlichen Typ.The male connector 15 comprises an anchoring part 14 and a male type extendable connector 17.

Das Verankerungsstück 14 umfaßt eine gegebenenfalls metallisch steife Bewehrung 18, die Perforationen 19 zum Begünstigen der Verankerung umfaßt. Diese Bewehrung ist teilweise in ein Gehäuse 20 vergossen, das aus nachgiebigem Material wie einem stabilisierten Elastomer oder einem stabilisierten Kautschuk sein kann.The anchoring piece 14 comprises an optionally rigid metallic reinforcement 18 which comprises perforations 19 to facilitate anchoring. This reinforcement is partially cast in a housing 20 which can be made of a flexible material such as a stabilized elastomer or a stabilized rubber.

Das Verankerungsstück 14 hat eine Gestalt komplementär zu der des Leitungsendes, in der es lagert. Wenn somit das Leitungselement eine zylindrische Innengestalt hat, so hat das Verankerungsstück eine komplementäre Gestalt.The anchoring piece 14 has a shape complementary to that of the line end in which it is supported. Thus, if the line element has a cylindrical internal shape, the anchoring piece has a complementary shape.

Für den Fall einer in den Figuren dargestellten Ausführungsform hat der Träger 5b eine Bandenform (siehe Fig. 4) und verlängert sich bis in Höhe der Fläche 25 des Verankerungsstücks; aus diesem Grund hat das Gehäuse oder der Körper 20 des Verankerungsstücks sowie die steite Bewehrung eine im allgemeinen zylindrische Gestalt, die jedoch einen abgeflachten Teil in der mit 27 bezeichneten Zone (Fig. 5) hat. Das Gehäuse 20 des Verankerungsteils weist eine Gestalt auf, die eine im wesentlichen ringförmige Tasche 28 freigibt, die dazu bestimmt ist, eine Garnitur aus vorgeformtem Rohkautschuk aufzunehmen, der nach der Vulkanisierung die Fixierung des Verankerungsstücks am Ende 10 des Leitungselements realisiert.In the case of an embodiment shown in the figures, the support 5b has a band shape (see Fig. 4) and extends up to the level of the surface 25 of the anchoring piece; for this reason, the casing or body 20 of the anchoring piece and the rigid reinforcement have a generally cylindrical shape, but with a flattened part in the area indicated by 27 (Fig. 5). The casing 20 of the anchoring piece has a shape which exposes a substantially annular pocket 28 intended to accommodate a set of pre-formed raw rubber which, after vulcanization, fixes the anchoring piece to the end 10 of the duct element.

Die Bewehrung geht teilweise über das Gehäuse oder den Körper 20 derart hinaus, daß ein Teil 30 dieser Bewehrung vorsteht und in Kontakt mit dem Rohkautschuk 29 kommt. Im Augenblick der Vulkanisierung des Rohkautschuks dringt dieser in die Perforationen 19 ein, um eine bessere Fixierung des Verankerungsstücks am Ende 10 zu realisieren.The reinforcement extends partially beyond the casing or body 20 in such a way that a part 30 of this reinforcement protrudes and comes into contact with the raw rubber 29. When the raw rubber is vulcanized, it penetrates into the perforations 19 in order to achieve a better fixation of the anchoring piece at the end 10.

Sind der Träger 5b und das Verankerungsstück an ihrem Ort, gegebenenfalls vor dem Verkleben dieses Trägers 5b, so geht eine gewisse Länge 46 der Leitung 4 über diese Anordnung hinaus. Diese Länge soll mit einer elektrischen Isolierung wenigstens ausgestattet sein, wenn das Ende 10 des Leitungselements elektrisch leitfähig ist.Once the support 5b and the anchoring piece are in place, if necessary before gluing this support 5b, a certain length 46 of the line 4 beyond this arrangement. This length should be provided with electrical insulation at least if the end 10 of the line element is electrically conductive.

Die Kammer, das Lager oder die im wesentlichen ringförmige Tasche 28, die den Rohkautschuk 29 aufnimmt, wird durch das Gehäuse oder den Körper 20 des Verankerungsstücks durch einen Teil der Innenwandung des Leitungselements sowie durch den Träger 5b begrenzt.The chamber, bearing or substantially annular pocket 28 which accommodates the raw rubber 29 is delimited by the housing or body 20 of the anchoring piece, by a part of the inner wall of the line element and by the support 5b.

So besitzt der vorgeformte Rohkautschuk eine teilweise ringförmige Gestalt, da er in Höhe des Trägers 5b unterbrochen ist.Thus, the preformed raw rubber has a partially annular shape, since it is interrupted at the level of the carrier 5b.

In Fig. 2 weist die Tasche 28 die Gestalt komplementär zu einem von einem Zylinder umgebenen Kegelstumpf auf.In Fig. 2, the pocket 28 has a shape complementary to a truncated cone surrounded by a cylinder.

Die steife Bewehrung 18 umfaßt zwei diametral sich gegenüberstehende Verhakungsbereiche 31, wobei diese Bereiche eine Nut 32 (siehe Fig. 6) umfassen.The rigid reinforcement 18 comprises two diametrically opposed interlocking areas 31, which areas comprise a groove 32 (see Fig. 6).

Diese Bereiche dienen zur Positionierung und zur Verhakung des herausziehbaren männlichen Verbinders 17.These areas are used for positioning and hooking the extractable male connector 17.

Der herausziehbare männliche Verbinder 17 umfaßt eine steife Trägerbewehrung 33, die aus einem perforierten Blech, einem nachgiebigen Sammlerring 34 und einem Körper 35 realisiert sein kann.The extractable male connector 17 comprises a rigid support reinforcement 33, which can be realized from a perforated sheet, a flexible collector ring 34 and a body 35.

Die steife Trägerbewehrung 33 umfaßt zwei einander gegenüberstehende Lager 36, die geschweißt sind und die mit den Verankerungsbereichen 31 zusammenwirken. Darüber hinaus umfaßt die steife Verankerungsbewehrung einen elastischen Finger 37, der über eine Öffnung 58, die im Lager ausgespart ist, mit der Nut 32 zusammenwirkt, um die Verriegelung des Verbinders 15 gegen das Verankerungsstück 14 zu realisieren.The rigid beam reinforcement 33 comprises two opposing bearings 36 which are welded and which cooperate with the anchoring areas 31. In addition, the rigid anchoring reinforcement comprises an elastic finger 37 which cooperates with the groove 32 via an opening 58 recessed in the bearing in order to realize the locking of the connector 15 against the anchoring piece 14.

Das Entriegeln erhält man, indem man die elastischen Finger 37 mit einem geeigneten Mittel, ausgehend von den Öffnungen 38, zurückschiebt.Unlocking is achieved by pushing back the elastic fingers 37 with a suitable means, starting from the openings 38.

Der Sammlerring kann ein leitendes Ringlager 39 umfassen, in dem ein elastischer Sammlerring 40 fixiert ist, welcher gegebenenfalls in das leitende Ringlager 39 gebördelt wurde. Nach einer anderen Variante kann das Ringlager 39 eine Schwalbenschwanzform haben, die es ermöglicht, hierin einen elastischen Sammlerring zu halten, wobei letzterer ausgehend von einer hierzu vorgesehenen Zone des leitenden Ringlagers eingebracht wurde.The collector ring can comprise a conductive ring bearing 39 in which an elastic collector ring 40 is fixed, which has optionally been flanged into the conductive ring bearing 39. According to another variant, the ring bearing 39 can have a dovetail shape which makes it possible to hold an elastic collector ring therein, the latter being introduced from a zone of the conductive ring bearing provided for this purpose.

Das Ringlager 39 kann an die steife Trägerbewehrung 33 mit Hilfe eines Epoxiharzes 41 befestigt sein, dieses kann mit Hilfe eines ersten (Spritz)formvorgangs realisiert sein. Selbstverständlich liefert dieser Formvorgang einen Durchlaß für einen elektrischen Leiter 42. Das Gehäuse oder der Körper 35 des herausziehbaren männlichen Verbinders kann aus Elastomer oder einem äquivalenten Material mit Hilfe eines zweiten Formvorgangs realisiert werden.The ring bearing 39 can be fixed to the rigid support reinforcement 33 by means of an epoxy resin 41, which can be realized by means of a first (injection) molding process. Of course, this molding process provides a passage for an electrical conductor 42. The housing or body 35 of the extractable male connector can be realized from elastomer or an equivalent material by means of a second molding process.

Dieses Gehäuse oder dieser Körper 35 kann zwei diametral gegenüberstehende Öffnungen 43 umfassen, die quer bezüglich den Wandungen des ausziehbaren männlichen Verbinders angeordnet sind. Diese Öffnungen sind dazu bestimmt, den Ausgleich der Brücke zu beiden Seiten dieser Wandungen zu ermöglichen. Dieser Ausgleich begünstigt den elektrischen Kontakt und die Dichtheit.This housing or body 35 can comprise two diametrically opposed openings 43 arranged transversely with respect to the walls of the extractable male connector. These openings are intended to allow the bridge to be balanced on either side of these walls. This balancing promotes electrical contact and sealing.

Der herausziehbare männliche Verbinder umfaßt eine Ringnut 44, die es ermöglicht, den Überschuß an elektrischem Leiter hierin zu lagern, der durch die Annäherung des herausziehbaren männlichen Verbinders 17 aus dem entsprechenden Verankerungsstück 14 erzeugt wurde.The extractable male connector comprises an annular groove 44, which allows to store therein the excess of electrical conductor generated by the approach of the extractable male connector 17 from the corresponding anchoring piece 14.

Eine Nut 45, die axial sein kann, ermöglicht es, den Durchgang für den isolierten leitenden Draht 46 zu liefern, damit er das Ringlager 44 erreichen kann.A groove 45, which may be axial, makes it possible to provide the passage for the insulated conductive wire 46 so that it can reach the ring bearing 44.

Die elektrischen Leiter 46 und 42 sind elektrisch mit Hilfe einer Spleißung 47 verbunden, die realisiert wurde, während der herausziehbare männliche Verbinder 17 sich nicht am Ort befindet und von dem Verankerungsstück 14 entfernt ist.The electrical conductors 46 and 42 are electrically connected by means of a splice 47 realized while the extractable male connector 17 is not in place and is remote from the anchoring piece 14.

Während des Einsetzens des männlichen Verbinders 17 zieht man an der Schleife 48 des elektrischen Leiters in dem Ausmaß der Annäherung des elektrischen männlichen Verbinders 17 an das Verankerungsstück 14.During insertion of the male connector 17, one pulls on the loop 48 of the electrical conductor to the extent that the male electrical connector 17 approaches the anchoring piece 14.

Der weibliche Verbinder 16 umfaßt ein Verankerungsstück 49 und einen weiblichen ausziehbaren Verbinder 50.The female connector 16 includes an anchor piece 49 and a female extendable connector 50.

Das Verankerungsstück 49 ist identisch dem Verankerungsstück 14 und wird deswegen nicht beschrieben.The anchoring piece 49 is identical to the anchoring piece 14 and is therefore not described.

Der ausziehbare weibliche Verbinder 50 ist im wesentlichen identisch dem ausziehbaren männlichen Verbinder 17 was das Kontaktbefestigungssystem, die axiale Durchlaßnut für den elektrischen Leiter sowie für die Ringnut betrifft, die den Überschuß an elektrischem Leiter bei dem Annähern des weiblichen ausziehbaren Verbinders an das Verankerungsstück 49 betrifft.The extendible female connector 50 is substantially identical to the extendible male connector 17 as regards the contact fastening system, the axial passage groove for the electrical conductor and the annular groove which takes up the excess of electrical conductor as the extendible female connector approaches the anchoring piece 49.

Diese gemeinsamen Elemente werden also nicht beschrieben. Der weibliche ausziehbare Verbinder 50 umfaßt einen steifen Sammlerring 51, der in eine Form aus Epoxiharz 52 eingebettet ist. Die Form dieses modulierten Bauteils aus Epoxiharz umfaßt axial sich erstreckende Mauerzacken 53. Der ausziehbare weibliche Verbinder 50 umfaßt im übrigen eine steife Trägerbewehrung 54, auf der die Verhakungsmittel des ausziehbaren weiblichen Verbinders 50 mit dem Verankerungsstück 49 befestigt sind.These common elements are therefore not described. The extendible female connector 50 comprises a rigid collector ring 51 embedded in an epoxy resin mold 52. The shape of this modulated epoxy resin component comprises axially extending ridges 53. The extendible female connector 50 also comprises a rigid support reinforcement 54 on which the means for locking the extendible female connector 50 to the anchoring piece 49 are fixed.

Die steife Trägerbewehrung ist in einen Elastomerkörper 55 eingebettet, insbesondere eingegossen, der für die Kohäsion des geformten Bauteils aus Epoxiharz 52 am Rest des ausziehbaren weiblichen Verbinders 50, d.h. der steifen Bewehrung 54 verantwortlich ist.The rigid beam reinforcement is embedded, in particular cast, in an elastomer body 55, which is responsible for the cohesion of the molded epoxy resin component 52 to the rest of the extendible female connector 50, i.e. the rigid reinforcement 54.

Das Elastomer 55 umfaßt axiale "Mauerzacken" 56, die mit den "Mauerzacken" 53 zusammenwirken.The elastomer 55 comprises axial "wall teeth" 56, which interact with the "wall teeth" 53.

Die Mauerzacken ermöglichen es, wirksam die Torsionsmomente gehäuseartig zu umfassen, die bei der Schraubmontage der beiden benachbarten Leitungselemente auftreten.The wall spikes make it possible to effectively contain the torsional moments that occur during the screw assembly of the two adjacent line elements.

Nach den Verfahren des Einsetzen des Trägers kann man Träger 5 aus noch nicht stabilisiertem Material, teilweise stabilisiertem Material, vollständig stabilisiertem Material verwenden oder welche unterschiedlich stabilsierte Teile umfassen.Depending on the method of inserting the support, supports 5 made of not yet stabilized material, partially stabilized material, fully stabilized material or which comprise differently stabilized parts can be used.

So ist, wie nachstehend im bevorzugten Verfahren des Einsetzens der Bauteile in das Innere einer Leitung beschrieben, der den Leiter enthaltende Träger aus einem ausreichend stabilisierten Material (sogar vollständig stabilisierten), um nicht unglücklicherweise unter der Wirkung von Ausdehnungsmitteln verformt zu werden und kann auf seiner konvexen Fläche mit dem gleichen Material, jedoch roh 57 (Fig. 4) abgedeckt sein, um das Verhaken des Trägers 5b an dem Teil des Leitungselements 11 oder genauer am Epoxiüberzug oder "kote coating" 21 zu ermöglichen.Thus, as described below in the preferred method of inserting the components inside a duct, the support containing the conductor is made of a sufficiently stabilized material (even completely stabilized) so as not to be unfortunately deformed under the action of expansion means and can be covered on its convex surface with the same material but raw 57 (Fig. 4) to enable the support 5b to be hooked onto the part of the duct element 11 or more precisely onto the epoxy coating or "kote coating" 21.

Nach dem bevorzugten Verfahren des Einsetzens des Trägers 5b lagert die Hülle 59 in dem Träger, bevor sie eingesetzt wird und der Träger 4 wird durch einen Draht, beispielsweise aus Stahl, von einem Außendurchmesser ersetzt, der wenigstens gleich dem Außendurchmesser des isolierten Leiters 4 ist. Dieser Draht spielt die Rolle einer Nadel, die nach der Fixierung der Träger 5a oder 5b und der Verankerungsstücke 49 und 50 verwendet wird, um den isolierten Leiter 4 in der Hülle 59 über die gesamte Länge der Anordnung gleiten zu lassen.According to the preferred method of inserting the support 5b, the sheath 59 rests in the support before it is inserted and the support 4 is replaced by a wire, for example made of steel, with an external diameter at least equal to the external diameter of the insulated conductor 4. This wire plays the role of a needle which is used after fixing the supports 5a or 5b and the anchoring pieces 49 and 50 to fix the insulated conductor 4 in the sheath 59. to slide over the entire length of the arrangement.

Der isolierte Leiter 4 ist in der Hülle 59 frei; man kann darum gegebenenfalls durch Zug an einem seiner Enden ihn herausziehen, indem man einen anderen Leiter zieht, der fest mit dem anderen Ende verbunden wurde. Wenn der Leiter nicht kontinuierlich von einem Ende zum anderen durchgeht, durchsetzt man die Hülle 59 mit einer ausreichend steifen Nadel, damit sie sich stoßen läßt. Dann geht man wie vorher vor, um einen anderen Leiter in der Hülle 59 zu lagern, die in der Leitung durch den Träger 5 fixiert war.The insulated conductor 4 is free in the sheath 59; it can therefore be extracted if necessary by pulling on one of its ends, pulling another conductor which has been firmly connected to the other end. If the conductor does not pass continuously from one end to the other, pass a sufficiently stiff needle through the sheath 59 so that it can be pushed. Then proceed as before to store another conductor in the sheath 59 which was fixed in the line by the support 5.

Das Gerät zum Einsetzen des Trägers 5a und 5b und der Verankerungsstücke 49 bzw. 15 kann eine ausziehbare Hülle umfassen, die in einer zurückgezogenen Position auf einem steifen Rohr ruht, das von Öffnungen durchbohrt ist, die gegenüber Teilen der Hülle sich befinden, die gedehnt werden sollen. Die Hülle und das Rohr bilden ein geschlossenes Volumen, das eine mit Ausdehnungsmitteln verbundene Öffnung hat, die einen Druckfluidgenerator umfassen, derartiger Auslegung, daß die Hülle derart gebläht wird, daß der Träger auf dem Teil der Innenfläche der Leitung positioniert werden kann. Die konkave Fläche des Trägers kann vorzugsweise positioniert und gehalten werden auf der Außenfläche der Hülle, bevor letztere gebläht wird, es ist jedoch möglich, daß sie vorher auf dem Träger oder irgendeinem anderen Stück in der Leitung oder jeder Hohlform placiert wird, bevor die Hülle sie hält.The device for inserting the supports 5a and 5b and the anchoring pieces 49 and 15, respectively, may comprise an extendible sheath resting in a retracted position on a rigid tube pierced by openings located opposite parts of the sheath to be expanded. The sheath and the tube form a closed volume having an opening connected to expansion means comprising a pressure fluid generator, designed such that the sheath is inflated so that the support can be positioned on the part of the inner surface of the duct. The concave surface of the support can preferably be positioned and held on the outer surface of the sheath before the latter is inflated, but it is possible for it to be placed beforehand on the support or on any other piece in the duct or any cavity before the sheath holds it.

Die konvexe Fläche des Trägers kann mit einem Bindemittel, einem Kleber oder einem Rohelastomer überdeckt sein, um die Haftung des Trägers auf dem Teil der Innenfläche der Leitung zu ermöglichen. Man kann auch beispielsweise ein thermoplastisches oder in der Wärme härtbares Material verwenden, das so ausgelegt ist, daß es die gleichen Effekte erzeugt.The convex surface of the support can be covered with a binder, an adhesive or a raw elastomer to enable the support to adhere to the part of the inner surface of the pipe. It is also possible to use, for example, a thermoplastic or thermosetting material designed to produce the same effects.

Man kann auch um die Haftung des Stücks an den Leitungsteil zu realisieren, hierin eine geeignete Appreturschicht abscheiden.In order to ensure the adhesion of the piece to the pipe part, a suitable finishing layer can also be deposited therein.

Für gewisse Bohrleitungselemente, die bereits mit einem Harz überzogen wurden beispielsweise einem "tube-kote coating", bei der es sich um ein Warenzeichen der Firma AMF Tuboscope handelt, kann man, um diesen Überzug zu konservieren, ein geeignetes Haftmittel wie einen Kautschuk wählen.For certain bore pipe elements that have already been coated with a resin, for example a "tube-kote coating", which is a trademark of AMF Tuboscope, a suitable adhesive such as rubber can be chosen to preserve this coating.

Nach der bevorzugten Ausführungsform ist das Adhäsivmaterial ein Rohelastomer vom gleichen Typ wie dem für den Träger verwendeten. Dieser wird, angeordnet auf die konvexe Fläche des Trägers, vulkanisiert dank des Dehnungsfluids der Hülle, bei dem es sich im vorliegenden Fall um Wasserdampf handelt.According to the preferred embodiment, the adhesive material is a raw elastomer of the same type as that used for the support. This, placed on the convex surface of the support, is vulcanized thanks to the expansion fluid of the shell, which in this case is water vapor.

Erfindungsgemäß wird der Rohkautschuk 29, der die Fixierung der Verankerungsstücke auf dem Element der Stange realisiert, in einem einzigen Vorgang gleichzeitig mit der Vulkanisation des Trägers 5b vulkanisiert, indem die gleiche Vorrichtung verwendet wird.According to the invention, the raw rubber 29 which fixes the anchoring pieces on the rod element is vulcanized in a single operation, simultaneously with the vulcanization of the support 5b, using the same device.

Beim Einsetzen der Verankerungsteile positioniert man diese Werkstücke bezüglich der Bezugsflächen des Leitungselements derart, daß, sobald einmal die Verbinder am Ort sind und die Elemente der Leitung montiert sind, die elektrischen Scheiben, die steife 51 und die elastische 34 in Kontakt sind.When inserting the anchoring parts, these pieces are positioned with respect to the reference surfaces of the line element in such a way that, once the connectors are in place and the line elements are assembled, the electrical disks, the rigid one 51 and the elastic one 34 are in contact.

Das Einbringen des Überschusses an elektrischem Leiter in die Nut 44 kann vorgenommen werden, indem man an der Schleife 48 des Überschusses an Leiter mit Hilfe eines Drahts geringen Durchmessers zieht, der in das Spiel zwischen dem Leitungselement und dem herausziehbaren männlichen bzw. weiblichen Verbinder unter Gleiten geführt werden kann. Selbstverständlich ist dieses Spiel unzureichend, um den Durchlaß des Überschusses an elektrischem Leiter, der also in der Ringnut 44 gefangen ist, zu ermöglichen.The excess electrical conductor can be introduced into the groove 44 by pulling on the loop 48 of excess conductor using a small diameter wire that can be slid into the gap between the conductor element and the removable male or female connector. Of course, this gap is insufficient to allow the passage of the excess electrical conductor, which is therefore trapped in the annular groove 44.

Claims

1. Device for establishing at least one electrical connection through a pipeline formed from a plurality of elements (11, 13) fastened to one another, each element having a first end (10) and a second end which are designed to mechanically cooperate with the complementary ends of the adjacent elements (12), the device comprising a combination per pipeline element of:

- a conductor (4) arranged inside this element (11, 13),

- a first connector (15) attached to the first end (10, 12) of this line element, which electrically interacts with this conductor (4),

- a second connector (16) fixed to the second end (10, 12) of said conductor element, which electrically cooperates with said conductor (4), each of said connectors comprising an anchoring piece (14, 49) and a removable connector (17, 50), the device comprising anchoring means (31, 32, 36, 37, 38) of said removable connector on said anchoring piece, the removable connector having at least one ring contact designed to enable electrical cooperation with the ring contact of a removable connector of an adjacent element, characterized in that said anchoring piece has a bearing (28) for receiving a charge of raw rubber or stabilizable material (29) intended to fix said anchoring piece on said conductor element after vulcanization or stabilization, that said contacts are electrically are connected to this conductor via another conductor (42) and that this extractable connector has a bearing (44) to accommodate the excess electrical conductor length following the assembly of the extractable connector and this anchoring piece.

2. Device according to one of the preceding claims, characterized in that at least one anchoring piece has a rigid reinforcement (18, 54) optionally made of perforated sheet metal and a housing (20) made of elastomer, which was stabilized before the vulcanization or stabilization of this raw rubber or stabilizeable material.

3. Device according to claim 2, characterized in that this storage for receiving a charge of raw rubber or stabilizeable material is partially delimited by this rigid reinforcement (18).

4. Device according to one of the preceding claims, characterized in that at least one of the electrical extractable connectors comprises at least one current collecting ring (34, 51), said ring being fixed to the extractable connector by means of a synthetic resin (41, 52).

5. Device according to one of claims 1 to 4, characterized in that at least one extractable electrical connector comprises a rigid support reinforcement (18, 54), for example an optionally perforated metal sheet.

6. Device according to one of the preceding claims, characterized in that said electrical connector is fixed inside said line element by means of a support, for example a flexible or rigid straight band (5, 5a, 5b).

7. Device according to claim 6, characterized in that the electrical conductor comprises an outer sheath and that the conductor is free in the sheath.

8. Device according to one of claims 6 or 7, characterized in that this band is fastened by means of a raw rubber (57).

9. Device according to claim 8, characterized in that the vulcanization of said raw rubber charge and said raw rubber for fastening said band is carried out in a single operation.

10. Device according to one of claims 1 to 9, characterized in that the electrical connection between the part of this conductor equipping the line element and the conductor part equipping this extractable connector is made by a splice (47).