NO834393L

NO834393L - ELECTRICAL SUBWAY CABLE CONNECTOR

Info

Publication number: NO834393L
Application number: NO834393A
Authority: NO
Inventors: Eric C Burrage
Original assignee: Reed Products Inc
Priority date: 1982-12-13
Filing date: 1983-11-29
Publication date: 1984-06-14
Also published as: GB2131633A; GB8333117D0

Description

Oppfinnelsen angår generelt seismiske undersøkelser, og The invention generally relates to seismic surveys, and

mer spesielt koblingsanordninger for elektriske undervannskabler for bruk ved seismiske undersøkelser av geologiske forhold i undergrunnen. more particularly connecting devices for underwater electrical cables for use in seismic surveys of geological conditions in the subsoil.

I seismiske undersøkelser i et medium slik som vann, blir akustisk energi generert med luftkanoner, ned-dykket i vannet. Den genererte akustiske energi blir brukt til å undersøke geologiske forhold og formasjoner i undergrunnen. En eller flere luftkanoner blir ned-dykket i vannet, og komprimert luft eller en annen passende gass under trykk, blir ført til den ned-dykkede kanon og midlertidig lagret. På det ønskede tidspunkt blir de seismiske luftkanoner avfyrt, slik at de plutselig ut-løser den lagrede trykkgass inn i det omliggende vann, og genererer kraftige akustiske bølger. De akustiske bølger trenger dypt inn i undergrunns-materialene, og blir reflektert og ref-fraktert av de forskjellige strata og formasjoner i undergrunns-materialet. De reflekterte eller refrakterte akustiske bølger blir så oppfanget og registrert for å frembringe data om de geologiske forhold og formasjoner. In seismic surveys in a medium such as water, acoustic energy is generated with air cannons, submerged in the water. The generated acoustic energy is used to investigate geological conditions and formations in the underground. One or more air cannons are submerged in the water, and compressed air or another suitable gas under pressure is fed to the submerged cannon and temporarily stored. At the desired time, the seismic air cannons are fired, so that they suddenly release the stored pressurized gas into the surrounding water, generating powerful acoustic waves. The acoustic waves penetrate deep into the underground materials, and are reflected and refracted by the different strata and formations in the underground material. The reflected or refracted acoustic waves are then captured and recorded to produce data about the geological conditions and formations.

For å frembringe en sammensatt akustisk bølge med tilfreds-stillende amplityde og frekvens-innhold, blir det generert et flertall av akustiske bølger fra en gruppe (array) av luftkanoner. Luftkanoner med forskjellig volum-kapasiteter har vært brukt i slike systemer for å generere en sammensatt akustisk bølge med et bredt frekvensbånd, da kanoner med forskjellig volum genererer akustiske bølger med forskjellige frekvensspektere. In order to produce a composite acoustic wave with satisfactory amplitude and frequency content, a plurality of acoustic waves are generated from a group (array) of air cannons. Air guns with different volume capacities have been used in such systems to generate a composite acoustic wave with a wide frequency band, as guns with different volumes generate acoustic waves with different frequency spectra.

De individuelle kanoner i systemet må utløses i et forpro-grammert og nøyaktig tidskontrollert forhold for å frembringe optimale oppmålings-resultater. F.eks.-, hvis hver av kanonene skulle vært synkronavfyrt, og ikke blir avfyrt på den måten, kan de seismiske bølger som blir generert av kanonene være feilinn-rettet. Slik feilinnretning kan forårsake en reduksjon i den totale amplityde av de genererte seismiske bølger, eller kan forårsake generering av seismiske bølger med uønskede frekvensspektere, noe som resulterer i seismiske bølger med redusert gjennomtrengning og dermed data med redusert oppløsning. The individual guns in the system must be triggered in a pre-programmed and precisely time-controlled manner in order to produce optimal surveying results. For example, if each of the cannons were to be fired synchronously, and are not fired that way, the seismic waves generated by the cannons may be misaligned. Such misalignment can cause a reduction in the overall amplitude of the generated seismic waves, or can cause the generation of seismic waves with unwanted frequency spectra, resulting in seismic waves with reduced penetration and thus data with reduced resolution.

I konvensjonelle systemer blir et avfyrings-signal sendt til et solenoid i hver kanon for å avfyre kanonen. En passende transduser, følsom for den akustiske bølge generert av kanonen, føler avfyringen og frembringer et lite elektrisk signal som indikerer det øyeblikk da kanonen ble avfyrt. De elektriske signal generert av hver kanon blir så sendt tilbake til kretsen som behandler signalene og forsinker eller avanserer tids-kontrollen for avfyrings-signalene som sendes til hver kanon, slik at hver kanon blir synkront avfyrt. In conventional systems, a firing signal is sent to a solenoid in each cannon to fire the cannon. A suitable transducer, sensitive to the acoustic wave generated by the cannon, senses the firing and produces a small electrical signal indicating the moment the cannon was fired. The electrical signals generated by each cannon are then sent back to the circuit which processes the signals and delays or advances the timing of the firing signals sent to each cannon so that each cannon is fired synchronously.

Utløsnings-signalet og tilbakekoblings-signalet blir sendt mellom prosessorkretsen og luftkanonen over en elektrisk kabel. Et par kabel-koblingsstykker kobler kabelen til luftkanonen, og luftkanonen er i alminnelighet anbragt fra 7 til 10 meter under vannet, i et saltvannsm.iljø. Koblingsstykket er vanligvis plassert ca. 1 meter fra luftkanonen, og blir utsatt ikke bare for hydrostatisk trykk, men også for et sprengningstrykk på fra 4 til 6 bar ved 1 meter, for hver avfyring av kanonen. I det typiske tilfelle tilsvarer hver avfyring av hver luftkanon 100 gram TNT. The release signal and the feedback signal are sent between the processor circuit and the air cannon over an electrical cable. A pair of cable connectors connect the cable to the air cannon, and the air cannon is generally placed from 7 to 10 meters under water, in a saltwater environment. The coupling piece is usually located approx. 1 meter from the air cannon, and is exposed not only to hydrostatic pressure, but also to a blast pressure of from 4 to 6 bar at 1 meter, for each firing of the cannon. In the typical case, each firing of each air cannon corresponds to 100 grams of TNT.

Det er typisk for seismiske undersøkelser til sjøs at hver luftkanon blir avfyrt hvert tiende sekund i mange dager, og ofte uker ad gangen. Et slikt hårdt avfyringsprogram utsetter koblingsanordningen for et kontinuerlig bombardement av 8640 spreng-ninger pr. dag, hvor hver sprengning tilsvarer 100 gram TNT. På tross av gjentatte trykkbombardementer og det strenge saltvannsmiljøet, må prosessor-kretsen på overflaten sende en 100 volts avfyringspuls til hver kanon plassert under vannet, og luftkanonen må sende tilbake til prosessorkretsen en tilbakekoblingspuls på 1 volt innen et millisekund, og ideelt innen et halvt millisekund etter avfyringen. Denne prosess må bli gjentatt hvert tiende sekund i dager eller uker. It is typical for seismic surveys at sea that each air cannon is fired every ten seconds for many days, and often weeks at a time. Such a severe firing program exposes the coupling device to a continuous bombardment of 8,640 explosions per day, where each explosion corresponds to 100 grams of TNT. Despite repeated pressure bombardments and the harsh saltwater environment, the processor circuit on the surface must send a 100 volt firing pulse to each cannon located underwater, and the air cannon must send back to the processor circuit a feedback pulse of 1 volt within a millisecond, and ideally within half a millisecond after the firing. This process must be repeated every ten seconds for days or weeks.

Luftkanonene er temmelig holdbare. De har en levetid på ca. 10 til 15 år, og krever overhaling etter 40.000 til 60.000 skudd. Den typiske elektriske kabel omfatter en polyuretan mantel, og kan gjøres vanntett. Det svakeste element i systemet er den koblingsanordning som benyttes til å forbinde den elektriske kabel med luftkanonen. Konvensjonelle koblingsanordninger har forholdsvis kort levetid på grunn av at de blir utsatt for saltvannsmiljøet og for trykkbølgene som genereres av luftkanonene. Elektrisk lekkasje forekommer mellom individuelle ledere i hver kabelkoblings-anordning. Slik lekkasje vil raskt forringe det envolts tilbakekoblings-signal som sendes av luftkanonen, og som er nødvendig for prosessor-kretsen for å synkronisere hver luftkanon i systemet. The air cannons are quite durable. They have a lifespan of approx. 10 to 15 years, and requires overhaul after 40,000 to 60,000 shots. The typical electrical cable comprises a polyurethane sheath, and can be made waterproof. The weakest element in the system is the coupling device used to connect the electric cable to the air cannon. Conventional coupling devices have a relatively short lifespan due to being exposed to the salt water environment and to the pressure waves generated by the air guns. Electrical leakage occurs between individual conductors in each cable connection device. Such leakage will quickly degrade the one-volt feedback signal sent by the airgun, which is necessary for the processor circuit to synchronize each airgun in the system.

Den utforming som kreves i typiske koblingsanordninger for elektriske undervannskabler for å minimalisere lekkasje og å forlenge levetiden, gjør det umulig å legge inn et stort antall individuelle koblingspinner i en enkelt koblingsanordning. Kjente konvensjonelle koblingsanordninger omfatter bare to eller fire koblingspinner. The design required in typical subsea electrical cable connectors to minimize leakage and extend life makes it impossible to incorporate a large number of individual connector pins into a single connector. Known conventional coupling devices comprise only two or four coupling pins.

Det er således et behov for en koblingsanordning for elektriske undervannskabler, egnet for langvarig bruk i et strengt saltvannsmiljø mens den utsettes for gjentatte, kraftige trykk-utløsninger, som er istand til å sende uten lekkasje en kortvarig puls av høy spenning og høy strøm til en luftkanon plassert under vannet, og istand til å sende tilbake fra luftkanonen til prosessor-enheten en kortvarig puls av forholdsvis lav spenning for å indikere avfyring av kanonen. Thus, there is a need for a connecting device for underwater electrical cables, suitable for prolonged use in a harsh saltwater environment while subjected to repeated, powerful pressure releases, capable of transmitting without leakage a short duration pulse of high voltage and high current to a air cannon placed under the water, and able to send back from the air cannon to the processor unit a short pulse of relatively low voltage to indicate firing of the cannon.

Ifølge foreliggende oppfinnelse er det frembragt koblingsanordninger for elektriske undervannskabler, som bedre er istand til å motstå det hårde saltvannsmiljø og de gjentatte trykkut-løsninger som genereres av luftkanonene. Koblingsanordningen er fremstilt av en spesielt tøff og elastisk termoplastisk polyuretan, som har utmerket fleksibilitet ved lave temperaturer, sammen med en høy slitasjemotstand og rivestyrke. Koblingsanordningen er støpt på enden av den elektriske kabel, og en vanntett forbindelse er laget mellom materialet i koblingsanordningen og kabelens polyuretan-mantel. According to the present invention, connecting devices for underwater electric cables have been produced, which are better able to withstand the harsh salt water environment and the repeated pressure releases generated by the air guns. The coupling device is made of a particularly tough and elastic thermoplastic polyurethane, which has excellent flexibility at low temperatures, together with a high wear resistance and tear strength. The connector is molded onto the end of the electrical cable, and a watertight connection is made between the material of the connector and the cable's polyurethane jacket.

En koblingsanordning ifølge foreliggende oppfinnelse har forholdsvis lang levetid i det strenge marine miljø, sammen-lignet med koblingsanordninger ifølge tidligere teknikk. En typisk levetid kan være fra 12 til 18 måneder mens den er utsatt for trykkutløsninger og saltvannsmiljø. Under den perioden er den istand til å sende en ren 1-volts tilbakekoblingspuls fra luftkanonen til prosessor-kretsen. A coupling device according to the present invention has a relatively long service life in the harsh marine environment, compared to coupling devices according to prior art. A typical lifespan can be from 12 to 18 months while exposed to pressure releases and salt water environment. During that period, it is able to send a pure 1-volt feedback pulse from the air gun to the processor circuit.

En koblingsanordning ifølge den foreliggende oppfinnelse kan omfatte 50 eller flere individuelle forbindelsespinner. Lekkasjestrøm-vanen mellom individuelle forbindelsespinner er forholdsvis lang (minst 5 cm). A connecting device according to the present invention may comprise 50 or more individual connecting pins. The leakage current path between individual connecting pins is relatively long (at least 5 cm).

Koblingsanordninger ifølge den foreliggende oppfinnelse kan med fordel bli brukt overalt hvor der er behov for vanntette Coupling devices according to the present invention can be advantageously used wherever there is a need for waterproofing

koblingsanordninger til rimelige kostnader. coupling devices at reasonable costs.

Ifølge et aspekt ved den foreliggende oppfinnelse, omfatter et tilpasset par koblingsanordninger for elektriske undervannskabler en første og en annen del, som er tilpasset hverandres Den første del omfatter en første hoveddel, med minst to elektriske kontaktpinner. Hver kontaktpinne er elektrisk forbundet med en elektrisk leder i den elektriske undervannskabel forbundet med den første del. According to one aspect of the present invention, an adapted pair of connecting devices for underwater electric cables comprises a first and a second part, which are adapted to each other. The first part comprises a first main part, with at least two electrical contact pins. Each contact pin is electrically connected to an electrical conductor in the underwater electrical cable connected to the first part.

Den første del omfatter videre pinneisolator-mottagere, The first part also includes pin insulator receivers,

i samme antall som kontaktpinnene. Hver pinneisolator-mottager er inkludert i den første hoveddel, og er koaksialt anbragt rundt en av kontaktpinnene. in the same number as the contact pins. Each pin insulator receiver is included in the first main part, and is coaxially arranged around one of the contact pins.

Den annen del, som er tilpasset den første del, omfatter en annen hoveddel med elektriske pinnemottagere i samme antall som kontaktpinnene omfattet i den første del. Pinnemottagerne er innrettet til å passe sammen med kontaktpinnene i den første delen. Hver pinnemottager er elektrisk forbundet med en elek-r trisk leder< li den elektriske undervannskabel forbundet med den andre delen. The second part, which is adapted to the first part, comprises another main part with electric pin receivers in the same number as the contact pins included in the first part. The pin receivers are arranged to mate with the contact pins in the first part. Each stick receiver is electrically connected to an electrical conductor <li the underwater electrical cable connected to the other part.

Den andre delen omfatter videre pinneisolatorer i samme antall som kontaktpinnene av den første delen. Pinneisolatorene i den annen del passer sammen med pinneisolator-mottagerne i den første del. Pinneisolatorer er anbragt koaksialt rundt hver pinnemottager. The second part further comprises pin insulators in the same number as the contact pins of the first part. The pin insulators in the second part fit together with the pin insulator receivers in the first part. Pin insulators are placed coaxially around each pin receiver.

Et par koblingsanordninger for elektriske undervannskabler omfatter en forseglings-struktur for å gjøre forbindelsen mellom pinneisolator og pinneisolator-mottager vanntett. Forseglings-strukturen omfatter en eller flere sammenpressbare forseglings-deler som utformer et vanntett segl når det utsettes for trykk. Forseglingsdelene er slik konstruert og anbragt at trykkbombarde-mentet fra luftkanonene presser forseglingsdelene ytterligere sammen, og øker dermed effektiviteten av det vanntette segl. A pair of connectors for underwater electric cables includes a sealing structure to make the connection between pin insulator and pin insulator receiver watertight. The sealing structure comprises one or more compressible sealing parts which form a watertight seal when subjected to pressure. The sealing parts are constructed and arranged in such a way that the pressure bombardment from the air cannons presses the sealing parts further together, thereby increasing the effectiveness of the watertight seal.

Ifølge et aspekt ved den foreliggende oppfinnelse, omfatter forseglings-strukturen minst en stor O-ringdel anbragt rundt periferien av hver pinneisolator-mottager. Ifølge et annet aspekt ved den foreliggende oppfinnelse, omfatter forseglings-strukturen minst én O-ring anbragt rundt periferien av hver pinneisolator. Ifølge enda et aspekt ved den foreliggende oppfinnelse, omfatter forseglings-strukturen minst én O-ring an bragt på overflaten av den annen del. O-ringdelene ifølge foreliggende oppfinnelse utformer glidende forseglinger, og krever ikke tilpasnings-spor. According to one aspect of the present invention, the sealing structure comprises at least one large O-ring portion disposed around the periphery of each pin insulator receiver. According to another aspect of the present invention, the sealing structure comprises at least one O-ring disposed around the periphery of each pin insulator. According to yet another aspect of the present invention, the sealing structure comprises at least one O-ring placed on the surface of the second part. The O-ring parts according to the present invention form sliding seals, and do not require adaptation grooves.

Oppfinnelsen skal i det følgende beskrives nærmere under henvisning til tegningene, som illustrerer spesielle utføre, eiser av koblingsanordninger i elektriske undervannskabler i-følge den foreliggende oppfinnelse, hvor like deler har like henvisningstall, og hvor: Figur 1 illustrerer et seismisk oppmålingsfartøy som sleper en seismisk oppmålings-streamer med flere luftkanoner; og omfatter et forstørret detaljriss for nærmere illustrasjon; Figur 2 viser et utsnitt i perspektiv av en koblingsanordning for elektriske undervannskablér:ifølge tidligere kjent teknikk; Figur 3 er et perspektivriss av koblingsanordninger for elektriske undervannskabler ifølge den foreliggende oppfinnelse; og Figurene 4 og 5 viser snitt av koblingsanordningene for elektriske undervannskabler på figur 3, tatt i det vesentlige langs linjene 4-4 og 5-5. In the following, the invention will be described in more detail with reference to the drawings, which illustrate particular embodiments of connection devices in underwater electric cables according to the present invention, where like parts have like reference numbers, and where: Figure 1 illustrates a seismic survey vessel towing a seismic survey streamer with several air guns; and includes an enlarged detail drawing for further illustration; Figure 2 shows a section in perspective of a connection device for underwater electrical cables: according to prior art; Figure 3 is a perspective view of connecting devices for underwater electric cables according to the present invention; and Figures 4 and 5 show sections of the connecting devices for underwater electrical cables in Figure 3, taken essentially along lines 4-4 and 5-5.

Det henvises nå til tegningene, og spesielt til figur 4, som viser et oppmålingsfartøy 5 som sleper en slepekabel (streamer) med luftkanoner 12, ved en armert slepekabel 14. En flottør 16 er forbundet ved en flottørline 18 til luftkanonen 12. Flottøren 16 og flottørlinen 18 holder luftkanonen en fast avstand fra vannlinjen 20. En typisk avstand er fra 7 til 10 meter. Reference is now made to the drawings, and in particular to figure 4, which shows a survey vessel 5 towing a tow cable (streamer) with air cannons 12, by an armored tow cable 14. A float 16 is connected by a float line 18 to the air cannon 12. The float 16 and the float line 18 keeps the air cannon at a fixed distance from the water line 20. A typical distance is from 7 to 10 metres.

Den armerte slepekabel 14 ender i en endeklokke 22, til hvilken er forbundet en kjededel 24. Hver luftkanon 12 er montert på et hus 26 som er forbundet både med kjededelen 24 og en flottørline 18. (Se den forstørrede detalj A-A på figur 1). The reinforced tow cable 14 ends in an end bell 22, to which is connected a chain part 24. Each air cannon 12 is mounted on a housing 26 which is connected both to the chain part 24 and to a float line 18. (See the enlarged detail A-A in Figure 1).

En luftlinje 28 kommer ut av endeklokken 22, sammen med et flertall elektriske kabler 30. En av de elektriske kableneo30p en elektrisk kabel 32 er forbundet med en koblingsanordning 34 for elektriske undervannskabler til en elektrisk kabel 36 på luftkanonen 12. En luftlinje 38 forbinder luftkanonen 12 til luftlinjen 28. An air line 28 emerges from the end bell 22, along with a plurality of electrical cables 30. One of the electrical cables 30 and an electrical cable 32 is connected by an underwater electrical cable connector 34 to an electrical cable 36 on the air gun 12. An air line 38 connects the air gun 12 to air line 28.

Under drift blir luft under høyt trykk ført frem til de respektive luftkanoner 12 gjennom luftlinjene 38 fra luftlinjen 28. Hver luftkanon i slepekabelen blir avfyrt ved en elektrisk utløsningspuls som blir sendt gjennom de elektriske kablene 30, og til hver respektiv luftkanon gjennom den elektriske kabel 32, koblingsanordningen 34, og den elektriske kabel 36. Fagfolk på området vil forstå at de individuelle utløsnings-signaler blir sendt gjennom individuelle elektriske kabler 32, som tilsammen utformer et flertall elektriske kabler 30. During operation, air under high pressure is advanced to the respective air cannons 12 through the air lines 38 from the air line 28. Each air cannon in the towing cable is fired by an electrical trigger pulse which is sent through the electrical cables 30, and to each respective air cannon through the electrical cable 32 , the coupling device 34, and the electrical cable 36. Those skilled in the art will understand that the individual trigger signals are sent through individual electrical cables 32, which together form a plurality of electrical cables 30.

For nøyaktig å overvåke den egentlige avfyring av de flere luftkanoner 12, blir et tilbakekoblings-signal sendt fra hver luftkanon 12 gjennom de respektive elektriske kabler 36, koblingsanordningene 34, de elektriske kabler 32 som utformer de elektriske kabler 30, gjennom endeklokken 22, gjennom den ar-v merte slepekabel 14 og inn i oppmålingsfartøyet 10, hvor det blir mottatt og behandlet av passende elektroniske kretser. In order to accurately monitor the actual firing of the multiple air guns 12, a feedback signal is sent from each air gun 12 through the respective electrical cables 36, the coupling devices 34, the electrical cables 32 forming the electrical cables 30, through the end bell 22, through the ar-v merte tow cable 14 and into the survey vessel 10, where it is received and processed by suitable electronic circuits.

For å bevirke at hver luftkanon blir avfyrt nøyaktig i henhold til det forutvalgte, og ønskede tidsforhold (f,eks. at alle kanonene avfyres synkront, eller i en forutbestemt tids-sekvens), kan behandlingskretsene ombord på oppmålingsfartøyet 10 fremskynde eller forsinke en eller flere av avfyrings-signalene som mates frem til luftkanonene 12 for at det virke-lige avfyringsøyeblikk for hver kanon skal være i henhold til den forutbestemte oppmålingsplan. In order to ensure that each air cannon is fired precisely according to the pre-selected and desired time conditions (e.g. that all the cannons are fired synchronously, or in a predetermined time sequence), the processing circuits on board the survey vessel 10 can speed up or delay one or more of the firing signals that are fed to the air cannons 12 so that the actual firing moment for each cannon is in accordance with the predetermined measurement plan.

Tidligere kjent, konvensjonell teknikk for elektriske koblingsanordninger 34 for bruk under vann, er best illustrert på figur 2. Slike typiske koblingsanordninger er sprøytestøp i tøft, elastisk termoplastisk polyuretan, og omfatter to eller fire kontakter. Prior art conventional technique for electrical connectors 34 for underwater use is best illustrated in Figure 2. Such typical connectors are injection molded in tough, resilient thermoplastic polyurethane, and comprise two or four contacts.

Figur 2 viser en han-kontakt 40 som er tilpasset en hun-kontakt 42. Hver av kontaktene 40,42 omfatter et rotasjons-messig symmetrisk, utstikkende element 44,46 med en pinnemottager 48,50, og en halvsirkelformet del 52,54 med en pinnekon-takt 56,58. Når kontaktene 40 og 42 blir koblet sammen, blir en O-ring 60 på han-kontakten 40 ført inn i et spor 62 på hun-kontakten 42; pinnemottageren 48 kobles sammen med pinnekontakten 58, og en O-ring 45 på elementet 44 føres inn i et spor (ikke illustrert) i den halvsirkelformede del 54. Pinnemottageren 50 kobles sammen med pinnekontakten 56, og en O-ring 47 på elementet 46 føres inn i et spor (ikke illustrert) i den halvsirkelformede del 52. Figure 2 shows a male contact 40 which is adapted to a female contact 42. Each of the contacts 40, 42 comprises a rotationally symmetrical, protruding element 44, 46 with a pin receiver 48, 50, and a semicircular part 52, 54 with a pin contact 56,58. When the connectors 40 and 42 are connected together, an O-ring 60 on the male connector 40 is inserted into a groove 62 on the female connector 42; the pin receiver 48 is connected to the pin contact 58, and an O-ring 45 on the element 44 is inserted into a groove (not illustrated) in the semicircular part 54. The pin receiver 50 is connected to the pin contact 56, and an O-ring 47 on the element 46 is inserted into a slot (not illustrated) in the semicircular portion 52.

Når den konvensjonelle, tidligere kjente koblingsanordning illustrert på figur 2 skal ha fire forbindelser, må de halvsirkelformede delene 52 og 54 omfatte to istedenfor én kontaktpinne. En tilsvarende økning i antallet av utstikkende elementer må også omfattes. Den fysiske utforming av koblingsanordningen 34, og spesielt de halvsirkelformede delene 52 og 54, begrenser antallet av kontaktpinner som kan omfattes av henholdsvis han- og hun-kontaktene 40 og 42. When the conventional, previously known coupling device illustrated in Figure 2 is to have four connections, the semicircular parts 52 and 54 must comprise two instead of one contact pin. A corresponding increase in the number of protruding elements must also be included. The physical design of the coupling device 34, and in particular the semi-circular parts 52 and 54, limits the number of contact pins which can be comprised by the male and female contacts 40 and 42, respectively.

Det henvises igjen til figur 1. Luftkanonen 12 omfatter en utladnings-region 64, med tre porter anbragt jevnt rundt luftkanonen 12 for å generere en kraftig akustisk bølge koaksialt omkring luftkanonen 12, som utstråles radielt utover fra luftkanonen 12. De elektriske koblingsanordninger 34 er under vannet, typisk innenfor en meter av utladningsregionen 64. Trykket fra en luftkanon ved utladning er omtrent tilsvarende 100 gram TNT. Denne trykk-kraft utsetter koblingsanordningen 34 for et trykk på omtrent 4 til 6 bar. Siden luftkanonene typisk blir avfyrt hvert tiende sekund i en periode av flere dager og ofte uker, blir koblingsanordningen 34 utsatt, ikke bare for saltvannsmiljø og det hydrostatiske trykk som finnes 7 til 10 meter under vannlinjen 20, men også for ca. 8640 trykk-pulser på 4 til 6 bar hver dag. Reference is again made to figure 1. The air cannon 12 comprises a discharge region 64, with three ports arranged uniformly around the air cannon 12 to generate a powerful acoustic wave coaxially around the air cannon 12, which is radiated radially outwards from the air cannon 12. The electrical coupling devices 34 are below the water, typically within one meter of the discharge region 64. The pressure from an air cannon upon discharge is approximately equivalent to 100 grams of TNT. This pressure force exposes the coupling device 34 to a pressure of approximately 4 to 6 bar. Since the air guns are typically fired every ten seconds for a period of several days and often weeks, the coupling device 34 is exposed not only to the salt water environment and the hydrostatic pressure found 7 to 10 meters below the water line 20, but also to approx. 8640 pressure pulses of 4 to 6 bar every day.

Luftkanonen blir utløst av en 100 volts utløsningspuls, sendt til luftkanonen fra styringskretsene ombord i oppmålings-fartøyet 10. En sensor i luftkanonen 12 genererer en tilbakekoblingspuls på 1 volt, ca. 15 til 20 millisekunder etter at utløsningspulsen er mottatt av luftkanonen. Maksimum av til-bakekoblingspulsen oppstår ca. et halvt millisekund etter at maksimum trykk er generert av luftkanonen. Tilbakekoblings-pulsen blir sendt tilbake til prosessor-kretsene ombord på opp-målingsf artøyet 10, hvor tilbakekoblingspulsene fra hver luftkanon 12 blir behandlet, og de respektive utløsningspulser frem-skyndet eller forsinket, slik at øyeblikket for generering av maksimum trykk for hver av luftkanonene er innen et millisekund, og ideelt innen et halvt millisekund av hverandre. The air cannon is triggered by a 100 volt trigger pulse, sent to the air cannon from the control circuits on board the survey vessel 10. A sensor in the air cannon 12 generates a feedback pulse of 1 volt, approx. 15 to 20 milliseconds after the trigger pulse is received by the airgun. The maximum of the reconnection pulse occurs approx. half a millisecond after maximum pressure is generated by the air cannon. The feedback pulse is sent back to the processor circuits on board the survey vessel 10, where the feedback pulses from each air cannon 12 are processed, and the respective release pulses are advanced or delayed, so that the moment of generation of maximum pressure for each air cannon is within a millisecond, and ideally within half a millisecond of each other.

Det henvises fortsatt til figur 1. Elektriske koblingsanordninger i likhet med undervanns-koblingsanordninger 34 kan bli benyttet hvor som helst langs flertallet av elektriske kabler 30, og kan bli benyttet på det sted hvor hver av de Reference is still made to Figure 1. Electrical coupling devices such as underwater coupling devices 34 may be used anywhere along the majority of electrical cables 30, and may be used at the location where each of the

elektriske kabler 30 forbindes med endeklokken 22. electrical cables 30 are connected to the end bell 22.

Det henvises nå til figurene 3, 4 og 5. En elektrisk undervannskabel 50 ifølge den foreliggende oppfinnelse omfatter en første del 100 forbundet med den elektriske kabel 32, og en annen del 200 forbundet med den elektriske kabel 34. Reference is now made to figures 3, 4 and 5. An underwater electric cable 50 according to the present invention comprises a first part 100 connected to the electric cable 32, and a second part 200 connected to the electric cable 34.

Den første del 100 omfatter en første hoveddel 102, støpt på den elektriske kabel 32 slik at det utformes et vanntett segl. Elektriske kontaktpinner 104 og 106 er omfattet i den første hoveddel 102, og er passende montert i en konvensjonell strekkavlaster-blokk 108. Kontaktpinnene 104 og 106 er elektrisk forbundet med elektriske ledere 110 og 112 i den elektriske kabel 32, på konvensjonell måte. The first part 100 comprises a first main part 102, molded on the electric cable 32 so that a watertight seal is formed. Electrical contact pins 104 and 106 are comprised in the first main part 102, and are suitably mounted in a conventional strain relief block 108. The contact pins 104 and 106 are electrically connected to electrical conductors 110 and 112 in the electrical cable 32, in a conventional manner.

Omfattet i den første hoveddel 102 er pinneisolator-mottagere 114 og 116. Mottagerne 114 og 116 er plassert koaksialt omkring kontaktpinnene 104 og 106. Included in the first main part 102 are pin insulator receivers 114 and 116. The receivers 114 and 116 are positioned coaxially around the contact pins 104 and 106.

Den annen del 200 omfatter en annen hoveddel 202, som er støpt på den elektriske kabel 34 til å utforme et vanntett segl. Den annen hoveddel 202 omfatter to elektriske pinne-mottagere 204 og 206, som stikker ut fra den annen hoveddel 202. Pinnemottagerne 204 og 206 er montert på passende måte i en konvensjonell strekkavlaster-blokk 208, og er elektrisk forbundet på konvensjonell måte med elektriske ledere 210 og 212 i den elektriske kabel 34. The second part 200 comprises another main part 202, which is molded onto the electrical cable 34 to form a watertight seal. The second main part 202 includes two electrical pin receivers 204 and 206, which project from the second main part 202. The pin receivers 204 and 206 are suitably mounted in a conventional strain relief block 208, and are electrically connected in a conventional manner with electrical conductors 210 and 212 in the electric cable 34.

Pinneisolatorene 214 og 216 er omfattet av den annen hoveddel 202, og er anbragt koaksialt omkring pinnemottagerne 204 og 206. The pin insulators 214 and 216 are comprised by the second main part 202, and are arranged coaxially around the pin receivers 204 and 206.

Delene 100 og 200 er passende dimensjonert slik at de elektriske kontaktpinner 104 og 106 passer sammen med de elektriske pinnemottagere 204 og 206, og pinneisolatorene 214 og 216 passer sammen med pinneisolator-mottagerne 114 og 116. The parts 100 and 200 are suitably sized so that the electrical contact pins 104 and 106 mate with the electrical pin receivers 204 and 206, and the pin insulators 214 and 216 mate with the pin insulator receivers 114 and 116.

I den illustrerte utførelse, er det et flertall av O-ringer 118 anbragt rundt periferien av pinneisolator-mottagerne 114, og rundt periferien av pinneisolator-mottageren 116. I drift, når hoveddelene 102 og 202 blir koblet sammen med hverandre, blir O-ringene 118 på pinneisolator-mottagerne 114 og 116 sammen-presset, og forsegler området rundt periferien av pinneisolatorene 214 og 216, og utformer dermed et vanntett segl. O-ringene ligger ikke i spor, men utformer et glidende segl. In the illustrated embodiment, there are a plurality of O-rings 118 disposed around the periphery of the pin insulator receivers 114, and around the periphery of the pin insulator receiver 116. In operation, when the main parts 102 and 202 are coupled together, the O-rings 118 on the pin insulator receivers 114 and 116 are pressed together, sealing the area around the periphery of the pin insulators 214 and 216, thus forming a watertight seal. The O-rings do not lie in grooves, but form a sliding seal.

I en alternativ utførelse, ikke illustrert, er O-ringene 118 anbragt rundt periferien av hver pinne-isolator 214 og 216. I hver utførelse kan en eller flere O-ringer bli brukt. In an alternative embodiment, not illustrated, O-rings 118 are positioned around the periphery of each pin insulator 214 and 216. In each embodiment, one or more O-rings may be used.

I den illustrerte utførelse, blir en O-ring benyttet på overflaten av den annen hoveddel 202. I drift, når hoveddelene 102 og 202 blir koblet sammen med hverandre, blir konvensjonelle låseringer 120 og 220 (figurene 4 og 5) strammet, og trykker sammen O-ringen 218 på overflaten, mot den første hoveddel 102, og utformer dermed et vanntett segl. I en alternativ utførelse, ikke illustrert, blir O-ringen 218 på overflaten anbragt på den første hoveddel 102. Mer enn en O-ring kan benyttes på overflaten. In the illustrated embodiment, an O-ring is used on the surface of the second main part 202. In operation, when the main parts 102 and 202 are connected together, conventional locking rings 120 and 220 (Figures 4 and 5) are tightened and pressed together The O-ring 218 on the surface, against the first main part 102, thus forming a watertight seal. In an alternative embodiment, not illustrated, the O-ring 218 is placed on the surface on the first main part 102. More than one O-ring can be used on the surface.

Den illustrerte utførelse omfatter to kontaktpinner 104 og 106 i den første hoveddel 102, og to pinnemottagere 204 og 206 i den annen hoveddel 202. Utførelsen av den foreliggende oppfinnelse tillater imidlertid et meget større antall, selv 50 eller flere. Et meget større antall kontaktpinner kan omfattes av den foreliggende koblingsanordning enn i tidligere kjente koblingsanordninger på grunn av dens utførelse: hoveddelen 102 inneholder bare elektriske kontaktpinner, og hoveddelen 202 inneholder bare elektriske pinne-mottagere. The illustrated embodiment comprises two contact pins 104 and 106 in the first main part 102, and two pin receivers 204 and 206 in the second main part 202. However, the embodiment of the present invention allows a much larger number, even 50 or more. A much larger number of contact pins can be accommodated by the present connector than in previously known connector devices due to its design: the main part 102 contains only electrical contact pins, and the main part 202 contains only electrical pin receivers.

Prinsipper, foretrukne utførelser og operasjonsmodus for den foreliggende oppfinnelse er beskrevet i den foregående spe-sifikasjon. Oppfinnelsen er imidlertid ikke begrenset til de spesielle former som er forklart, da disse må betraktes som illustrerende héller enn respektive. Dessuten kan variasjoner og endringer utføres av fagfolk på området, uten å avvike fra oppfinnelsens ånd. Principles, preferred embodiments and mode of operation of the present invention are described in the preceding specification. However, the invention is not limited to the particular forms that have been explained, as these must be regarded as illustrative rather than respective. Moreover, variations and changes can be made by those skilled in the art, without departing from the spirit of the invention.

Claims

1. Mating pairs of electric cable coupling devices for a multi-conductor underwater electric cable for connecting a seismic source for investigating geological conditions in the subsurface, with a survey vessel towing said seismic source, characterized by: a first element, comprising a first main part; at least two electrical contact pins mounted in said main body, each of said contact pins being adapted to be electrically connected to an electrical conductor in a first underwater electrical cable; and at least two pin insulator receivers, each of which extends inward into said first main part, and is arranged coaxially around one of said electrical contact pins; and a second element, adapted to be coupled to the first element, the second element comprising: a second main part; at least two electrical pin receivers projecting outwards from said second main part and which are adapted to connect with said at least two electrical contact pins, each of said pin receivers being adapted to be electrically connected to an electrical conductor in another underwater electrical cable; and at least two pin insulators arranged to be connected to said pin-insulator receivers, each of said pin insulators being arranged coaxially around one of said pin receivers; and a sealing structure adapted to make the pin insulator/pin insulator receiver connections watertight.

2. Devices according to claim 1, characterized in that the said first and second main parts are cast together with the said first and second underwater electrical cables.

3. Devices according to claim 1, characterized in that said sealing structure comprises at least one O-ring placed around the periphery of each of said pin insulator receivers of said first part, and at least one O-ring on the surface of said second main part .

4. Devices according to claim 1, characterized in that said sealing structure comprises at least one O-ring arranged around the periphery of each of said pin insulators of said second part, and at least one O-ring on the surface of said second main part.

5. Electrical connection device for underwater use, for a multiconductor underwater electrical cable to connect a seismic source with a survey vessel towing said source, characterized by a main part; at least two electrical contact pins mounted in said main body, each of said contact pins being adapted to be electrically connected to an electrical conductor in said underwater electrical cable; at least two pin insulator receivers, each of which extends inwardly into said main body, and is arranged coaxially around one of said electrical contact pins; and a sealing structure comprised with said main part.

6. Electrical connection device for underwater use, for an underwater electrical cable connecting a seismic source with a survey vessel towing said source, characterized by: a main part; at least two electrical contact pins, each protruding from said main body, and adapted to be electrically connected to an electrical conductor in said underwater electrical cable; at least two pin insulators, each of which is arranged coaxially around one of said pin receivers; and a sealing structure comprised on said main part.