DE2719951C2

DE2719951C2 - Meßkabel für seeseismische Messungen

Info

Publication number: DE2719951C2
Application number: DE2719951A
Authority: DE
Inventors: Jürgen Ing.(grad.) 3071 Husum Schmidt; Helmut Dipl.-Phys. Dr. 3000 Hannover Weichart
Original assignee: Prakla Seismos GmbH
Current assignee: Geco Prakla GmbH
Priority date: 1977-05-04
Filing date: 1977-05-04
Publication date: 1984-05-17
Also published as: US4204188A; DE2719951A1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein im Oberbegriff des Anspruches 1 angegebenes Meßkabel für seeseismische Messungen.

Derartige Meßkabel, siehe z. B. US 38 12 455, sind im wesentlichen aus mehreren durch Kupplungen verbundenen, einzeln auswechselbaren Schlauchabschnitten zusammengesetzt, die gewöhnlich aus einem elastisch nachgiebigen Kunststoffmaterial bestehen und mit einem Auftriebsmittel gefüllt sind. Als Auftriebsmittel wird vorzugsweise öl verwendet, jedoch ist für bestimmte Meßsysteme beispielsweise auch Schaumstoff für den Auftrieb des Kabels gut geeignet.

Solche auch als Streamer bezeichnete Meßkabel werden heute allgemein zum Empfang der schwachen reflektierten Signale bei seeseismischen Messungen verwendet. Im Inneren dieser Kabel ist eine große Zahl von Druckempfängern eingebaut, die auch als Hydrophone bezeichnet werden, und die über das Auftriebsmittel bzw. öl und den weichen Kabelmantel an das umgebende Wasser angekoppelt sind.

Zur Zeit gebräuchliche Meßkabel enthalten bei einer maximalen Länge von etwa 2400 m beispielsweise 48 oder 96 Gruppen von je etwa 30 Hydrophonen. Diese

Kabel sind aus beispielsweise 50 oder 100 m langen Teil· stücken zusammengesetzt, so daß bei einer möglichen Beschädigung des Kabels oder bei einer Funktionsstörung eines Hydrophons oder einer Hydrophongruppe nicht das gesamte Kabel ausgetauscht werden muß, sondern lediglich der beschädigte oder fehlerhafte Teilabschnitt.

Neuerdings wird angestrebt, mit möglichst geringem Kostenaufwand bei der Durchführung seeseismischer Messungen wesentlich mehr Informationen zu erhalten. Zu diesem Zweck verfolgt man zwei vorrangige Ziele, nämlich einerseits eine Verlängerung des Meßkabels, um Mehrfachreflexionen bei der Auswertung der aufgenommenen Meßwerte besser elimieren zu können, und andererseits eine Erhöhung der Zahl der Hydrophongruppen, um mit kürzeren Hydrophongruppen in kleineren Abständen eines bessere Auflösung bei der Messung der oberen Bodenschichten zu erreichen.

Dabei ist zu beachten daß das Meßkabel auf seiner gesamten Länge im wesentlichen den gleichen Durchmesser haben soll, um Turbulenzen im umgebenden Wasser und eine dadurch verursachte Verschlechterung des Störabstandes bei der Messung zu vermeiden.

Diese Forderung ist zwar bei heute gebräuchlichen Meßkabeln erfüllt, sie kann jedoch nur bei verhältnismäßig großen Kabeldurchmessern eingehalten werden, obgleich schon seit dem Bau der ersten seeseismischen Meßkabel möglichst geringe Kabeldurchmesser schon deshalb angestrebt werden, um das Gewicht und den Raumbedarf der Kabel im Hinblick auf ihren Einsatz auf Meßschiffen möglichst klein zu halten.

Die Hauptschwierigkeiten, die bisher eine weitere Durchmesserverringerung verhindert haben, ergeben sich bei der Konstruktion der Kupplungen zwischen den einzelnen Kabelabschnitten. Diese Kupplungen müssen nämlich einerseits eine ausreichende Zugfestigkeit zur Übertragung der im Kabel auftretenden Längskräfte und andererseits eine sichere und gegen Eindringen von Wasser abgedichtete Verbindung der elektrischen Leitungen gewährleisten.

Da bisher eine Multiplex-Übertragung der Meßsigna-Ie nicht möglich ist, werden für die Signalübertragung elektrische Steckverbindungen benötigt. Das Hauptproblem besteht deshalb in der Unterbringung dieser Steckverbindungen in den Kupplungen an den Enden der einzelnen Kabelabschnitte.

Die Kontaktdichte in den Steckverbindungen kann nämlich nicht beliebig groß gemacht werden, weil diese Verbindungen für den Betrieb auf See eine gewisse Robustheit besitzen müssen, die wiederum nur bei einer bestimmten Größe der im Handel erhältlichen, erprobten Steckverbindungen gewährleistet ist

Wie schwierig die zum Teil widersprüchlichen Anforderungen zu erfüllen sind, zeigt die Kupplungskonstruktion eines bekannten Meßkabels der eingangs erwähnten Art.

Zwar besteht diese bekannte Kupplung aus gleichen Kupplungshälften, die sich im wesentlichen nur dadurch unterscheiden, daß in einer Hälfte der Steckerteil und in der anderen Hälfte der Buchsenteil der elektrischen Steckverbindung untergebracht ist.

Jede Kupplungshälfte besteht dabei aus einem verhältnismäßig kompliziert geformten Hauptkörper für die Durchführung der Verbindungsleitungen und die Unterbringung der Steckverbindungen. Außerdem sind drei zusätzliche Teile vorgesehen die zur Befestigung des Zugkabels gesondert am Hauptkörper angeschraubt werden müsseri. Die Herstellung und der Zusammenbau der jeweils aus mehreren Präzisions-Teilen zusammengesetzten Kupplungshälften ist recht aufwendig.

Die Verbindung von zwei Kupplungshälften zur Kopplung einzelner Kabelabschnitte erfolgt mit Hilfe starker Schraubbolzen. Diese Bolzen verlaufen diametral durch die Verbindungsteile und müssen daher die gesamten über Zugseile übertragenen Längskräfte aufnehmen.

ίο Die zur Befestigung der Zugseile und zur Aufnahme der Schraubbolzen vorgesehenen Teile der Kupplungshälften sind massiv ausgebildet Deshalb ist der für die Steckverbindungen verbleibende Einbauraum begrenzt und das Gewicht der bekannten Kupplung verhältnismäßig hoch.

Eine Verlängerung des bekannten Meßkabels bei gleichzeitiger Erhöhung der Zahl der Hydrophongruppen ist also ausgeschlossen, weil dabei der Durchmesser der bekannten Kupplungskonstruktion vergrößert werden müßte. Bei einer Verlängerung des Meßkabels ist nämlich wegen der mit zunehmender '-änge steigenden Längskräfte eine höhere Zugfestigkeit erforderlich, und in dem begrenzten Einbauraum für die Steckverbindungen der bekannten Kupplung ist kein Platz für zusätzliehe Kontakte weiterer Hydrophongruppen.

Der F.rfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, die bisherigen Kabeldurchmesser zu verringern und so ein ein verlängertes und dennoch raumsparendes Meßkabel für eine größere Anzahl von Hydrophongruppen zu schaffen, wobei die Anforderungen an die Zugfestigkeit und den Einbauraum für die Steckverbindungen mit Hilfe einer möglichst einfach und leicht gebauten Kupplung erfüllt werden sollen.
Diese Aufgabe ist bei einem erfindungsgemäßen Meßkabel mit den im AnsDruch 1 zusammengefaßten Merkmalen auf verblüffend einfache Weise gelöst

Bevorzugte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben. Wesentliche Vorteile der Erfindung benähen auf der etwa rohrzylindrischen Ausführung der Kupplung des erfindungsgemäßen Meßkabels, deren lichter Innenrau,n genügend Platz für die Einführung und Unterbringung der erforderlichen Anzahl von Verbindungsleitungen und Steckverbindungen sowie für die Befestigung der Zugseile bietet.

Der Durchmesser eines erfindungsgemäßen Meßkabels kann daher soweit verringert werden, daß auch bei einer Verdoppelung des bisherigen Kabellänge die gleichen Kabelwinden wie bisher benutzt werden können.

Dies ist vor allem deshalb wichtig, weil für die Kabelwinde auf seismischen Meßschiffen nur ein begrenzter Raum vorhanden ist.

Die Form der im wesentlichen gleich aufgebauten Kup;-!ungshälften ist sehr einfach. Für eine bevorzugte Ausführung der Kupplungshälften als Präzisionsgußteile ist daher nur ein Werkzeug erforderlich, das entsprechend einfach und preisgünstig ist, und dessen Erstellung im wesentlichen nur einfache Dreharbeiten, jedoch kaum Fräs- oder Gewindearbeiten umfaßt.

Außerdem ist uas Gewicht der Kupplung aufgrund der rohrförmigen Ausbildung vorteilhaft gering.

Bei einer bevorzugten Ausgestaltung wird durch eine Versetzung der Mittelpunkte der Innen- und Außenradien der halbrohrartigen Verbindungsteile eine vom Grund der Halbrohrvertiefung zu den Vorsprüngen an den Längskanten hin zunehmende Wandstärke erreicht Dadurch ergibt sich neben einer weiteren Gewichtsver-. ringerung der Vorteil, daß gerade die bei der zusam-

mengefügten Kupplung verzahnten Vorsprünge, die durch die Längskräfte am stärksten belastet werden, auch am stärksten ausgeführt sind.

Bei einer vor allem für sogenannten ölstreamer mit öl als Auftriebsmittel bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist der zylindrische Abschnitt der Kupplungshälften mit einer Verlängerung versehen. Diese Verlängerung verbindet die Kupplung mit dem Ende eines ölgefüllten Schlauchabschnittes des Kabels, und zwar über ein mit abgedichteten Durchführungen für Zugseile und Verbindungsleitungen versehenes, das Ende das Ende des Schlauchabschnittes dicht abschließendes Verbindungs- bzw. Verschlußstück. Diese vorteilhafte Anordnung ermöglicht bei den erfindungsgemäß erheblich verringerten Kabeldurchmessern eine einfache, sichere und dichte Verbindung der vollständig vorgefertigten Schlauchabschnitte mit den zugehörigen Kupplungshälften.

Die Verlängerung besteht vorzugsweise aus stahlverstärktem Kunststoff und ist beispielsweise durch Kleben fest mit der zugehörigen Kupplungshälfte verbunden. Das geringe Gewicht dieser Verlängerung wirkt sich auch günstig auf das Gesamtgewicht der Kupplung und damit des Meßkabels aus.

Die Verlängerung ist ausreichend biegsam, um das Aufwickeln des Meßkabels nicht zu behindern. Gleichzeitig ist die Verlängerung jedoch ausreichend druckfest und formstabil gegen den statischen Wasserdruck beim Gebrauch des Kabels.

Zur einfachen und lagesicheren Anbringung der Verbindungsstücke zwischen Kupplung und Meßkabelabschnitt bestehen die Verbindungsstücke bei einer bevorzugten Ausführung der Erfindung aus zwei Kunststoff-Formteilen, die auf den Zugseilen passend zusammengesetzt werden. Später mit einer Dichtungsmasse ausgefüllte Durchführungen für die elektrischen Verbindungsleitungen sowie eine Eintüil- bzw. Entlüftungsöffnung zwischen Außenmantel und einem Ende der Verbindungsstücke werden bei der Herstellung der Formteile durch entsprechende Form-Einsätze freigehalten.

Vorzugsweise können auf den Zugseilen beispielsweise aus Klemmhülsen bestehende Verankerungen befestigt werden, die beim Zusammensetzen der beiden Teile des Verbindungsstückes in gegenüberliegende Aussparungen in den Berührungsflächen der Teilstücke eintreten.

In gleicher Weise können die den Schlauchmantel des Maßkabels abstützenden Formstücke vorzugsweise aus zwei auf den Zugseilen zusammengesetzten Teilen bestehen. Auch diese Formstücke sind mit Durchgangsöffnungen für die elektrischen Verbindungsleitungen ausgebildet Wenigstens ein Teil dieser abstützenden Formstücke weist außerdem Aussparungen für den Einbau der Hydrophone auf. In diesen Aussparungen können Hydrophon-Halterungen angeordnet sein, die einfach beim Formvorgang eingespritzt bzw. eingegossen werden.

Die Verbindungsstücke und die abstützenden Formstücke können auch einteilig ausgebildet und unmittelbar an den Zugseilen bzw. den Verankerungen auf den Zugseilen angeformt werden.

Weitere Vorzüge und Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen.

Zusammenfassend ist festzustellen, daß das erfindungsgemäße Meßkabei auch im Betrieb sämtliche gestellten Anforderungen sicher erfüllt.

Die besonders vorteilhafte Kupplungskonstruktion ermöglicht dabei eine beträchtliche Durchmesserverringerung des Meßkabels bei gleichzeitiger Erhöhung der Zahl der Hydrophongruppen.

Selbst bei einer Verdoppelung der bisherigen Meßkabellängen auf 2400 m und einer Verdoppelung der Zahl der Hydrophongruppen auf 192 kann der Kabeldurchmesser so klein gemacht werden, daß das Wickelvolumen der bisherigen 2400 m-Kabel nicht überschritten wird. Die bisherigen Kabelwinden können also beibehalten werden, und es wird daher kein zusätzlicher Platz ίο auf den Meßschiffen benötigt.

Diese erheblichen Vorteile lassen sich mit handelsüblichen Steckverbindungen, wie z. B. mit Mikrominiatur-Steckverbindern, erzielen. Diese Steckverbindungen haben z. B. eine für den sicheren Betrieb auf See ausreichende Kontaktdichte von Vj Kontakt pro mm². Bei 192 Hydrophongruppen werden einschließlich der für Hilfsfunktionen notwendigen Kontakte insgesamt etwa 450 Kontakte und damit eine reine Kontaktfläche von etwa 1500 mm² benöiigi, das sind beispielsweise 25 mm · 60 mm. Wegen der mechanischen Fassung und Führung wird dann eine Einbaufläche von etwa 30 mm · 80 mm benötigt. Diese Einbaufläche steht in einer Kupplung mit einem Außendurchmesser von ca. 47 mm zur Verfügung, während die bisherigen 2400 m-Meßkabel einen Außendurchmesser von etwa 66 mm haben. Diese mit der Erfindung erreichbare Durchmesserverringerung führt zu einer Halbierung des bisherigen Meßkabelquerschnitts. Gleichzeitig besitzt die Kupplung die bei einer Kabellänge von 4800 m erforderliche Zugfestigkeit in Höhe von etwa 6000 kp, zumal das erfindungsgemäße Meßkabel einschließlich der Kupplung durch vorteilhafte Konstruktion und Werkstoffwahl vorteilhaft gewichtssparend aufgebaut ist.

Die Erfindung wird nachstehend anhand der Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt

F i g. 1 eine schematisch vereinfachte Darstellung eines im SecbctrJeb von einem Meßschiff gezogenen seismischen Meßkabels,

F i g. 2 eine auseinandergezogene Darstellung der wesentlichen Teile einer Kupplung für die Verbindung der einzelnen Meßkabelabschnitte,

F i g. 3 eine Seitenansicht eine Teilstückes eines Meßkabels mit Kupplung,

F i g. 4 einen Längsschnitt durch den in F i g. 3 gezeigten Teil eines Meßkabels,

F i g. 5 bis 7 Querschnitte entlang den Linien V-V, Vl-VI und VIl-VlI in Fig.4,

Fig.8 einen Querschnitt eines anderen Abschnittes des Meßkabels zur Verdeutlichung des Einbaus der Hydrophone,

F i g. 9 einen der F i g. 8 entsprechenden Mebiabelabschnitt einer etwas abgewandelten Ausführung des Meßkabels, und

Fig. 10 bis 12 Querschnitt entlang den Linien X-X, XI-XIbzw.XII-XIlinFig.8und9.

Ein in F i g. 1 gezeigtes Meßkabel 10 ist aus mehreren in Reihe angeordneten, einzeln auswechselbar durch Kupplungen 12 verbundenen und mit einem Auftriebsmittel, vorzugsweise Öl, gefüllten Schlauchabschnitten 14 zusammengesetzt Am hinteren Ende des Meßkabels sitzt ein übliches Anschlußstück 16. Das vordere Ende des Meßkabels ist ebenfalls über eine Kupplung 12 mit einem biegsamen Zugkabel 18 an der Kabeltrommel 20 einer auf einem Meßschiff 22 stehenden Kabelwinde 24 befestigt

Es wurde bereits erwähnt, daß die Schwierigkeiten bei der mit der Erfindung erreichten Durchmesserverringerung eines Meßkabels zum großen Teil mit der

Kupplungskonstruktion zusammenhängen. Deshalb wird jetzt zunächst anhand der F i g. 2 der grundsätzliche Aufbau einer Kupplung 12 erläutert, mit der die bisherigen Schwierigkeiten überwunden werden konnten.

Die Kupplung 12 besteht im wesentlichen aus zwei Hälften 12/4 und 123. Beide Kupplungshälften haben die gletrhe Form und unterscheiden sich im wesentlichen nur durch die Art der jeweils zusammenpassenden Steckerteile. Deshalb wird im folgenden für übereinstimmende Teile der Kupplungshälften jeweils die gleiche Bezugsziffer verwendet.

Jede Kupplungshälfte 12Λ und 12ß weist einen etwa rohrzylindrischen Abschnitt 30 und einen gegen diesen Abschnitt über eine halbzylindrische Schulter 32 abgesetzten etwa halbrohrförmigen Verbindungs- oder Paßabschnitt 34 auf.

Die von der Schulter 32 ausgehenden Längskanten des halbrnhrfftrmigen Abschnittes sind mit abwechselnd angeordneten Vorsprüngen 36 und entsprechenden Aussparungen oder Vertiefungen 38 ausgebildet, welche beim Zusammenfügen der Kupplungshälften 12A und 12ß kraft- und formschlüssig in Eingriff kommen. Die freie Stirnfläche 40 des halbrohrförmigen Abschnittes der einen Kupplungshälfte liegt dann jeweils an der halbzylindrischen Schulter der anderen Kupplungshälfte an. Die zusammengefügten Kupplungshälften bilden also im wesentlichen einen geschlossenen rohrförmigen Verbindungsabschnitt für die Enden der zu verbindenden Schlauchabschnitte 14 des Meßkabels 10, siehe Fig.¹.

Als Befestigungsorgan besitzt der Kupplung eine KupplungshUlse 44, welche über die zusammengefügten Kupplungshälften 12Λ und 12S geschoben wird und diese im wesentlichen spielfrei umfaßt. In Ringnuten 46 des zylindrischen Teiles 30 der Kupplungshälften sind Dichtungsringe 48 vorgesehen, die mit den Enden der aufgeschobenen Kupplungshülse 44 zusammenwirken und damit den Innenraum der Kupplung gegen Eindringen von Wasser sicher abdichten.

Um die aufgeschobene Hülse 44 gegen eine Verschiebung zu sichern, weist sie nahe bei einem Ende eine Durchgangsbohrung 50 für eine in eine Gewindebohrung 52 am zylindrischen Teil 30 der Kupplungshälften eingesetzte Sicherungsschraube 54 auf.

Für die Verbindung mit dem Ende eines Schlauchabschnittes des Meßkabels weisen die Kupplungshälften 12Λ und 12ß am Ende ihres zylindrischen Abschnittes 30 im Durchmesser verjüngte Ansätze 56 auf, welche wenigstens auf einem Teil ihrer Länge mit Rillen 58 oder einer Riffelung aufgerauht sind, die einen besseren Halt des aufgezogenen Schlauchendes gewährleisten.

Mit 60 sind rohrartige Verlängerungsstücke bezeichnet, die aus stahlverstärktem Kunststoff bestehen und den gleichen Außendurchmesser wie der anschließende Teil der Kupplung besitzen. Dieser Verlängerungen können beispielsweise durch Kleben, Warmverformung oder dergleichen dicht mit den Ansätzen 56,58 verbunden werden, siehe auch F i g. 4.

Ein wesentlicher Vorteil dieser Verlängerungen besteht darin, daß sie beachtlich zu der Durchmesserverringerung eines Meßkabels beitragen, weil sie bei gleichem Außendurchmesser der Schlauchabschnitte des Meßkabels und der Kupplungen eine einfache Verbindung der Zugseile eines vorgefertigten Schlauchabschnittes mit einer zugehörigen Kuppiungshäifte ermöglichen und gleichzeitig einen dichten Anschluß einer Kupplungshälfte an einem zuvor konfektionierten Schlauchabschnitt gewährleisten.

Bei der Herstellung eines Meßkabels müssen nämlich zunächst die einzelnen Schlauchabschnitte mit den darin untergebrachten Teilen hergestellt werden, an deren Enden dann jeweils eine Kupplungshälfte 12/4 oder 12ß montiert wird.

Dabei werden die Verbindungsstecker 62 der Verbindungsleitungen 64 und die Enden der Zugseile 66 in die jeweilige Kupplungshälfte eingeführt.

Die Zugseile 66 sind nur für die Kupplungshälfte 12/4 dargestellt, jedoch wird selbstverständlich ein entsprechendes Zugseilende auch in die Kupplungshälfte 12ß eingeführt.
An den Zugseilenden sitzende Seilschuhe 68 sind durch eine Abstandshülse 70 verbunden und sitzen beispielsweise durch Preßsitz fest auf abgesetzten Endabschnitten 72 dieser Hülse, deren Länge etwa dem Innendurchmesser des zylindrischen Teiles der Kupplungshälften entspricht. Die Zugseilenden sind daher gegen seitliche Verschiebungen in der zugehörigen 'Kuppiungshäifte gesichert. Die Befestigung der Zugseilenden erfolgt mit Hilfe eines Zugbolzens 74, der durch diametral gegenüberliegende Bohrungen 76 und 78 und eine Durchgangsbohrung 80 der Abstandshülse hindurchtritt

und gegebenenfalls mit geringer Überpassung fest in den Bohrungen 76 und 78 der jeweiligen Kupplungshälfte sitzt.

Für die Montage der Steckerteile 62/4 bzw. 62ß sind Querstege 80 und 82 vorgesehen, die ebenfalls mit Hilfe von Bohrungen 84, 86 und 88, 90 fest passend in die Kupplungshälften eingesetzt werden. Die Bohrungen 84 und 86 bzw. 88 und 90 liegen sich dabei jeweils in einer gemeinsamen Ebene parallel unterhalb der Mittelebene der halbrohrförmigen Verbindungsteile gegenüber. Die Bohrungen 88 und 90 liegen in einer Aussparung 38 und werden deshalb von der Längskante des halbrohrförmigen Verbindungsteiles geschnitten. Die Stege sind deshaib an der möntageseiie so abgeflacht, daß die Befestigungsfläche des Steges 82 in den Bohrungen 88 und 90 mit der Längskante in der Aussparung des halbrohrförmigen Verbindungsteiles fluchtet.

Die Befestigung der Steckerteile erfolgt mit Hilfe von Schrauben, die durch Bohrungen in den Halterungen 92Λ bzw. 92ß der jeweiligen Steckerteile 62A und 62B hindurchtreten und in Gewindebohrungen in der Oberseite der Stege 80 und 82 eingeschraubt werden. Bei der dargestellten Ausführung können z.B. drei parallele Steckerleisten in dem durch die zusammengefügten Verbindungsteile 34 der Kupplungshälften 12/4 und 12ß

so umschlossenen Hohlraum untergebracht werden.

Die vor dem Zusammenfügen der Kupplungshälften über die eine Kupplungshälfte auf den anschließenden Schlauch aufgeschobene Befestigungshülse 44 wird nach dem Zusammenfügen der beiden Kupplungshälften 12Λ und 12ß über die Kupplung geschoben und mit Hilfe der Schraube 54 gesichert

F i g. 3 und 4 zeigen als teilweise geschnittene Seitenansichten bzw. als Längsschnitt einen Abschnitt eines fertigen Meßkabels mit einer im wesentlichen aus Hälften 1Z4 und 12ß und einer Kupplungshülse 44 montierten Kupplung 12 sowie einem daran anschließenden Ende eines der durch die Kupplung verbundenen Schlauchabschnitte 14 des Meßkabels. Neben einigen gegenüber F i g. 2 etwas abgewandelten Teilen werden im folgenden weitere Einzelheiten des Meßkabels erläutert. Für die übereinstimmenden oder nur ganz geringfügig abgewandelten Teile wurden einfach die Bezugszeichen aus F i g. 2 übernommen. Die

ίο

Verbindung der mit einem stahlverstärkten Kunststoff-Schlauchstück 60 verlängerten Kupplungshälfte 12/4 und dem angeschlossenen ölgefüllten Schlauchabschnitt 14 des Meßkabels 10 erfolgt mit Hilfe eines Verbindungsstückes 100, welches bei der Vormontage mit einer üblichen Schlauchschelle 102 am Ende des Schlauchabschnittes 14 befestigt wurde und dessen Abschluß bildet Die StahlvtTstärkungen der Verlängerung sind mit 104 bezeichnet. Beim anschließenden Anbau der Kupplungshälfte 12/4, siehe insbesondere F i g. 4, wurden die am Ende der zu einem Mehrfachkabel zusammengefaßten elektrischen Leitungen 64 sitzenden Steckverbindungen 62Λ und die an den Enden der Zugseile 66 sitzenden Seilschuhe durch die Verlängerung 60 in die Kupplungshälfte 12Λ eingeführt und das freie Ende des den Abschluß des Schlauchabschnittes 14 bildenden Verbindungsstückes 100 in das Ende der Verlängerung 60 eingeschoben.

Fig.4 zeigt, daß die Querstege 80 und 82 fur die Befestigung der Steckverbindungen 62 bei der hier beschriebenen Ausführung durch einteilig im halbrohrartigen Verbindungsteil 34 der Kupplungshälften angeformte brückenartige Montagestege 180 bzw. 182 ersetzt sind.

Bei dieser Ausführung fehlen auch die gemäß F i g. 2 vorgesehenen seitlichen Ansätze 72 der die Seilschuhe 68 verbindenden Abstandshülse. Stattdessen ist der zylindrische Abschnitt 30 der Kupplungshälften mit einem Innenquerschnitt in Form eines seitlich abgeplatteten O ausgeführt, siehe den in Fig.6 dargestellten Querschnitt des Meßkabels. Die Außenflächen der Seilschuhe liegen dabei an den gegenüberliegenden parallelen Flächen 106 und 108 dieses Innenquerschnittes an und sind so gegen Querverschiebungen gesichert.

Durchgangsöffnwigen für die Zugseile 66 zusammengefügt werden. In der oberen Hälfte 120 des Verbindungsstückes ist eine vom Außenmantel zum Inneren des Schlauches 14 verlaufende Einfüll- oder Entlüftungsöffnung 122 vorgesehen, in welche ein Ventil 124 mit Verschlußstopfen 125 dicht passend eingesetzt ist

In der unteren Hälfte 118 ist eine Durchgangsöffnung 126 für die Durchführung der Verbindungskabel 64 vorgesehen, in welche die Verbindungskabel vor der Montage der Steckverbindungen 62 eingeführt werden. Die Durchgangsöffnung wird dann mit einer den Kabelstrang 64 öldicht umschließenden Dichtungsmasse 128 derart ausgefüllt, daß die stirnseitige öffnung der Einlaßbohrung 122 frei bleibt. Um eine dichte Verbindung mit Hilfe der Schlauchschelle 102 in jedem Fall sicherzustellen, ist das Verbindungsstück am schlauchseitigen Ende mit mehreren Ringnuten 130 oder dergleichen aufgerauht, in welche das elastische Material des Schlauches 14 iiiii Hilfe der Schlauchschelle 102 eingequetscht wird. Entsprechende Ringnuten 132 sind auch am anderen Ende des Verbindungsstückes vorgesehen, um dieses mit der Schlauchklemme 114 öl- und wasserdicht mit der Verlängerung 60 zu verbinden. Dieses Ende weist einen über eine Stufe 134 verjüngten Durchmesser auf.

Die Stufe 134 bildet dabei einen Anschlag, der in jedem Falle die gleiche Einstecktiefe gewährleistet. Auf der anderen Seite ist es durch die zweiteilige Ausführung des Verbindungsstückes möglich, dieses ohne Schwierigkeiten so auf den Zugseilen 66 festzulegen, daß deren freies Ende mit den Seilschuhen 68 für die Befestigung an der Kupplung immer die gleiche Länge aufweist.

Der in Fig. 5 dargestellte Querschnitt durch die Kupplung zeigt, daß der Innenmantel der halbrohrförmigen Verbindungsteile 134 der Kupplungshälften

Diese Ausgestaltung führt auch zu einer vorteilhaften 35 durch eine Versetzung der jeweiligen Krümmungsmit-Verstärkung der bei der Übertragung der Längskräfte telpunkte zum Außenmantel hin versetzt ist. Dadurch stark beanspruchten Wandieiic des rohrzylindrischen ergibt sich am Grund der halbrohrförmigen Verbin-Abschnittes 30 der Kupplungshälften. Diese Wandver- dungsteile eine geringere Wandstärke, die zu den Stärkung ermöglicht auch eine etwas andere Anordnung Längskanten hin kontinuierlich zunimmt und im Bereich und Ausbildung des Zugbolzens für die Befestigung der 40 der Kupplungsvorsprünge 136 am größten ist Die VerKabelschuhe. Anstelle der Bohrungen 76 und 78 in Setzung der Krümmungsmittelpunkte ir·· fertigungs-F i g. 2 ist jetzt nur auf einer Seite eine Durchgangsboh- technisch günstig und erlaubt eine einfache Bearbeirung 176 vorgesehen, und die gegenüberliegende Boh- tung. Neben einer weiteren Material- und Gewichtserrungist als Sackbohrung 178 ausgebildet sparnis liegt ein weiterer wesentlicher Vorteil dieser

Diese Ausführung führt auch zu einer weiter verbes- 45 Ausgestaltung der Kupplungshälften darin, daß die Verserten Abdichtung gegen ein Eindringen des umgeben- bindungsteile dort am stärksten sind, wo die größte Beden Wassers, und der zur Befestigung eingesetzte Zug- lastung durch die Längskräfte auftritt
bolzen 174 weist deshalb im Bereich der Durchgangs- Die in F i g. 8 und 9 dargestellten Teilabschnitte von bohrung 176 eine Ringnut für einen Dichtungsring 110 Meßkabeln zeigen jeweils einen an die mit ringförmigen zur Abdichtung der Steckerkammer auf. Eine axiale Ge- 50 Stahleinlagen 104 verstärkte Verlängerung 60 angewindebohrung 112 am Kopfende des Zugbolzens 174 schlossenen Schlauchabschnitt 14 eines Meßkabels und

dient zum Herausziehen des Zugbolzens mittels eines Schraubwerkzeuges. Nach der Montage der Steckverbindungen und der Befestigung der Zugseile wird das auf dem Verbindungsstück 100 sitzende Ende der Verlängerung 60 mit einer Schlauchschelle 114 dicht an das Verbindungsstück angepreßt

Eine weitere Abwandlung gegenüber der in F i g. gezeigten Ausführung besteht darin, daß anstelle einer veranschaulicht unterschiedliche Möglichkeiten der Durchführung der elektrischen Verbindungsleitungen und der Hydrophonanordnung im Meßkabel.
Der Schlauchmantel 14 ist bei der in F i g. 8 gezeigtem Ausführung durch Formstücke 140 in bestimmten Abständen abgestützt Die Formstücke 140 bestehen ebenso wie die Verbindungsstücke 100 aus zwei vorgefertigten Kunststoff-Formteilen 142 und 144 mit Durchgangs-

Sicherungsschraube 54 ein zylindrischer Stift 154 mit 60 öffnungen 146 bzw. 148 für den hier beispielsweise in einer Gewindebohrung 116 zum Herausziehen des zwei Zweige 642, 644 aufgeteilten Leitungsstrang 64.

Auf den Zugseilen 66 sind vorher in den gewünschten Abständen aufgebrachte, zum Beispiel aus Klemmhülsen bestehende Verankerungen 150 befestigt Die zusammengesetzten Teile 142, 144 der Formstücke schließen einen durch Ausnehmungen in den Berüh-

Stifts vorgesehen ist

Das den Abschluß des Schlauchabschnittes 14 bildende Verbindungsstück 100 ist am besten aus F i g. 4 und zu erkennen. Das Verbindungsstück ist aus zwei Hälften 118 und 120 zusammengesetzt deren Berührungsflächen halbkreisförmige Längsnuten aufweisen, die beim Zusammensetzen der beiden Hälften öldicht passenden rungsflächen gebildeten Hohlraum ein, der in Form und Größe den Verankerungen 150 entspricht. Die auf den

Verankerungen 150 zusammengesetzten Formstücke sind dadurch gegen Längsverschiebungen sicher auf den Zugseilen 66 gehalten. In den Berührungsflächen sind außerdem genau gegenüberliegende halbkreisförmige Längsnuten ausgespart, die beim Zusammensetzen der Formstücke die Durchgangsöffnungen der Zugseile 66 bilden.

Die in bestimmten Abständen im Meßkabel angeordneten Hydrophone sind bei dieser Ausführung jeweils zwischen zwei Formstücken 40 angeordnet. Die hier zylindrisch ausgebildeten Hydrophone 152, siehe auch den Querschnitt in F i g. 10, deren elektrische Anschlußleitungen 154 und 156 beispielsweise zum Kabelstrang 642 führen, sitzen dabei in einer auf den Zugseilen 66 festgeklemmten Halterung 158. Diese Halterung ist einfach aus zwei beispielsweise aus Kunststoff geformten, federnd nachgiebigen Hälften 160 und 162 zusammengetzt, deren die Zugseile jeweils halb umfassenden Endabschnitte durch Federklammern 166 zusammengehalten sind. Der mittlere Teil der zusammengesetzten Haiterung umschließt einen zylindrischen Hohlraum zur Aufnahme eines darin federnd gehaltenen Hydrophons 152.

Bei der in F i g. 9 gezeigten Ausführung des Meßkabels sind die wiederum aus zwei Teilen auf Verankerungen an den Zugseilen 66 zusammengesetzten abstützenden Formstücke gegenüber F i g. 8 etwas abgewandelt. Dabei sind zwei in ihrer Ausgestaltung etwas abweichende Arten von Formstücken vorgesehen, die mit 190 bzw. 192 bezeichnet sind.

Dabei ist die Form des in der Zeichnung unteren Teiles 194 beider Formstücke 190 und 192 identisch. Die Teile 194 besitzen ähnlich wie die Ausführungsform in F i g. 8 eine Durchgangsöffnung für den Leitungsstrang 64 und ebenso wie die oberen Teile 196 Längsnuten für die Aufnahme der Zugseile 66.

Die in der Zeichnung oben liegenden Teile 1% weichen jedoch in ihrer Form von den unteren Teilen und untereinander etwas ab. Die Teil 196 besitzen nämlich lediglich je in der Berührungsfläche mit dem anderen Teil vorgesehene Längsnuten für die Aufnahme der Zugseile, während in den Teilen 198 eine weitere öffnung 200 für den Einbau eines im wesentlichen scheibenförmigen Hydrophons 202 vorgesehen ist Die Querschnittsform der Ausnehmung 200 ist dabei der Gehäuseform des Hydrophons angepaßt, welches aufgrund der Elastizität des als Werkstoff für die Formstücke verwendeten Kunststoffes in der Ausnehmung 200 sicher gehalten ist Die zum Kabelstrang 64 führenden Hydrophonleitungen sind in F i g. 11 mit 204 und 206 bezeichnet

Das in F i g. 8 und 9 nicht dargestellte rechte Ende der Schlauchabschnitte 14 ist in gleicher Weise wie das in der Zeichnung Hergestellte linke Ende mit einem Verbindungsstück 100 abgeschlossen. Zur Befüllung eines Schlauchabschnittes 14 mit dem aus Auftriebsmittel verwendeten öl werden die Verschlußstopfen 125 der Ventile aus den Einfüll- bzw. Entlüftungsöffnungen 122 herausgenommen. Das öl wird dann durch die Öffnung 122 und das ggf. durch den Fülldruck geöffnete Ventil 124 am einen Ende eingefüllt und breitet sich im Schlauch durch die Durchgangsöffnungen der abstützenden Formstücke und an deren Außenmantel vorbei aus. Das Ventil 124 am anderen Ende dient dabei zur Entlüftung. Wenn die gewünschte ölmenge eingefüllt ist, werden die Verschlußstopfen 125 der Ventile 124 wieder eingesetzt, wobei noch zu erwähnen ist, daß eine sichere Abdichtung vor allem dann gewährleistet ist wenn das Ventil 124 einen in einer Ringnut 208 angeordneten Dichtungsring 210 trägt.

Hierzu 4 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Meßkabel für seeseismische Messungen mit mehreren, mit einem Auftriebsmittel gefüllten Schlauchabschnitten, in denen den Schlauchmantel innen abstützende Formstücke, eine Anzahl von Druckempfänger und/oder anderen Meßelementen und deren elektrische Verbindungsleitungen untergebracht und die einzeln austauschbar durch Kupplungen verbunden sind, die aus im wesentlichen gleich ausgebildeten Hälften bestehen, die jeweils an gegenüberliegenden Enden der einzelnen Schlauchabschnitte befestigt und miteinander durch mindestens ein Zugseil verbunden sind, wobei jede Kupplungshälfte einen im wesentlichen zylindrischen Abschnitt an ihrem dem Schlauchende abgekehrten freien Ende mit einem im wesentlichen halbrGhrförmigen Veraindungsabschnitt aufweist, der mit innerhalb seiner Außenfläche liegenden Flächenelementen versehen ist, die genau auf entsprechende Flächenelemente der Kupplungshälfte des anschließenden Schlauchabschnittes passen, und wobei aufeinander passende Kupplungshälften aneinander stoßender Enden benachbarter Schlauchabschnitte lösbar zusammengehalten sind und einen abgedichteten Hohlraum bilden, der eine elektrische Steckverbindung zwischen den Verbindungsleitungen der Meßelemente enthält, und wobei ferner Verbindungsleittr.g und Zugseil durch eine Dichtung hindurch in die Kupplungshälfte eingeführt sind, d a durch gekennzeichnet, daß die Verbindungsabschnitte (34) aW Haibrohrschalen an den Längskanten des Rohrmantels Vorsprünge (36) aufweisen und zwei zusammengesetzte Kupplungshälften (12Λ, \2B) entlang den Längskanten form- und kraftschlüssig in Eingriff und fest durch eine die zusammengefügten Kupplungshälften im wesentlichen spielfrei umfassende Kupplungshülse (44) zusammengehalten sind, deren Enden ggf. unter Zwischenfügung einer Dichtung (48) am Außenmantel des ringförmig geschlossenen zylindrischen Abschnittes (30) der jeweils zugeordneten Kupplungshälfte dicht anliegen.

2. Meßkabel nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch im wesentlichen einteilig ausgebildete Kupplungshälften (12Λ, MB).

3. Meßkabel nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Kupplung (12) einen rohrförmigen, lichten Einbauraum für die Steckverbindungen (62A,62B) einschließt.

4 Meßkabel nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Mittelpunkt des Innenradius der Halbrohrschalen (34) gegenüber dem Mittelpunkt des Außenradius derart nach außen versetzt ist, daß die Wandstärke an den Längskanten im Bereich der ineinander greifenden Vorsprünge (36) am größten ist.

5. Meßkabel nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die an den Längskanten mit entsprechenden Aussparungen (38) abwechselnden Vorsprünge (36) im wesentlichen rechteckförmig ausgebildet sind und die diametrale Verbindungsebene der zusammengefügten Kupplungshälften (12/4, \2B)übergreifen.

6. Meßkabel nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in jedem Schlauchabschnitt (14) zwei Zugseile (66) angeordnet sind, an deren Enden durch eine Abstandshülse (70) verbundene Seilschuhe (68) sitzen, die mittels eines gegebenenfalls als Gewindebolzen ausgebildeten Zugbolzens (74) jeweils am zylindrischen Abschnitt (30) einer Kupplungshälfte (12A 12Bj befestigt sind.

7. Meßkabel nach Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Zugseile (66) und deren Befestigungsbolzen (74) in einer im wesentlichen zu den zusammengefügten Längskanten der Verbindungsteile (34) der Kupplung (12) parallen Ebene liegen.

8. Meßkabel nach Anspruch 6 und 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Innenquerschnitt des zylindrischen Abschnittes (30) der Kupplungshälften (12Λ \2B) im wesentlichen die Form eines seitlich abgeplatteten O aufweist, und daß die gegenüberliegenden Parallelflächen (106, 108) dieses Querschnittes die Außenflächen der Seilschuhe (68) der Zugseile (66) abstützen.

9. Meßkabel nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine an einem abgestuften Absatz (56) des zylindrischen Abschnittes (30) der Kupplungshälften (12Λ, i2B) befestigte Verlängerung (60) für den Anschluß des zugehörigen Meßkabelabschnittes (14).

10. Meßkabel nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Verlängerung aus einem gegen den statischen Wasserdruck formstabilen, biegsamen, stahlverstärkten (104) Kunststoffschlauchstück (60) besteht, in den das freie Ende des einen Schlauchabschnitt (14) abschließenden Verschlußstückes (100) dicht eingesetzt und daran befestigt (114) ist

11. Meßkabel nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Verschlußstück (100) zweiteilig (118, 120) aufgebaut und mit den im Bereich der Berührungsflächen der Teile ausgebildeten Durchgangsöffnungen auf den Zugseilen (66) mit Abstand von dem Zugseilenden angepreßt ist.

12. Meßkabel nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß das Verschlußstück (100) einteilig auf den Zugseilen (66) angeformt ist.