地震测量通过使用覆盖在地球表面部分上的大阵列地震传感器来 实行。通常，这些阵列覆盖50平方英里并且可包括2000至5000个地 震传感器。能源(例如埋在地下的炸药)在阵列中释放并且引起的冲 击波是一种可通过地球的地下构造传播的声波。该声波的一部分在地 下不连续层，例如石油和气田处发生反射。这些反射随后在表面通过 传感器阵列检测并且纪录下来。这种检测和纪录在这里指的是地震数 据采集，它也可以被动模式被执行而无需主动的地震能源。
地下构造的三维地图，或地震图可通过将能源移动到不同的位置， 同时收集阵列内的数据来产生。该地图随后被用于精确确定钻孔位置， 气层尺寸以及产油区深度。
典型的地震测量系统包括多个传感器，它们通过电缆连接成阵列 并且连接到一个场区盒子中。任意数量的这些传感器阵列和盒子随后 根据测量面积的大小接合在一起以形成扩展。并且场区盒子和传感器 阵列随后连接成中央控制器/记录器。
该传统的传感器很长时间以来一直作为地震检波器速度测量传感 器。现在，加速度计变得更广泛地使用，并且多轴，或多元件的加速 度计也出现了。与单元件感应相比，多元件(三个轴)感应已经显示 出可给出更优的地下图像。但是，多元件感应在过去不认为是经济上 可行的，这是因为纪录系统增加了成本以及多元件模拟传感器带来了 执行问题。随着多元件数字化传感器的出现，例如由得克萨斯州， Stafford的输入/输出公司提供的Vectorseis传感器模块，现在，多元 件数字化传感器是实用的。但是，与单元件纪录相比，多元件纪录需 要更高的传感器密度，以实现具有多元件纪录的全面有利的地震图。
当前地震数据采集系统的最流行构造是所有这些传感器的点-点 的电缆连接。来自这些传感器的输出信号通常被数字化并且沿电缆线 路中继至高速主干线场处理设备或场区盒子。该高速主干线通常以点- 点中继方式与其它场区盒子相连并且随后连接至中央纪录系统，在那 里，所有这些数据被纪录到磁带上。
地震数据可被纪录在场区盒子以便稍后取回，并且在一些情形下， 主导场区盒子将通过无线电链路与中央记录器传递指令并且控制信 息。而且，在各个场区盒子之间，场区盒子和传感器线之间，以及传 感器之间存在着数英里的电缆。
典型的电缆系统构造导致在测量区域上使用100多英里的电缆。 在多变地带上使用数英里长的电缆通常在恶劣环境下需要大量的设备 和人力。
图1描绘了典型的地震数据采集系统100。该典型系统100包括 间隔开的地震传感器单元102的阵列(“串”)。每一个传感器串通常通 过电缆连接至数据采集装置(“场区盒子”)103，并且数个数据采集装 置和相连的传感器串通过电缆110相连接以形成线108，线108随后 通过电缆110连接至线路接头或(“交叉线单元”)104。数个交叉线单 元和相连的线通常接合在一起并且随后连接至容纳一主记录器(未示 出)的中央控制器106。如今，使用的典型传感器单元102是速度检 波器，其被用于测量沿地面传播的声波的速度。近来，如上所述，加 速度传感器(加速度计)被发现对于测量与声波相关的加速度是可被 广泛接受的。每一个传感器单元可包括一个传感器元件或多个传感器 元件以用于多元件的地震传感器单元。
传感器102通常间隔至少大约数十米，例如13.8-220.0英尺。每 一个交叉线单元104通常执行数个信号处理并且随后将该处理后的信 号存储为地震信息，以便如上所述那样在稍后取回。交叉线单元104 相互连接，与用作中央控制器106和所有交叉线单元104之间的界面 的单元104a之一并联或串联在一起。
电缆110必须相互连接，连接至场区盒子103，交叉线单元104， 以及控制器/记录器106，以组成系统100。因此，电缆和盒子必须使 用连接器112，以使得能够装配和拆卸系统100，以便在完成一个测量 后将系统100移至新的测量点。
典型地震系统中的连接器很长时间以来一直是本领域中遭受挫折 的源头。恶劣的环境状况，碎片以及复杂性都对装配该系统以及拆卸 该系统带来了困难。温度可以在大约零下40°(华氏度)或更低以及 110°以上或更高。而且，地震电缆通常在降冻雨和/或降雪时被连接和 断开。
典型的连接器通常在恶劣环境下咬合，这使得如果可能的话连接 和断开很困难。典型的连接器通常还具有用于相应的半连接器的不同 类型的连接器，并且地震对必须具有两种类型的半连接器，以便为现 场修理做好准备。
现在所使用的一些连接器是带螺纹的连接器锁紧环，其具有被拧 入到带螺纹的阴插孔内的阳螺纹端。这些连接器需要操作者将电子插 销和插座按压在一起，并且随后使锁紧环旋转数圈以完成连接。
断开该连接器可通过拧松锁紧环来实现，并且随后操作者可将电 连接拉开。当连接器由于碎片、凝固或未对准而难于断开时，操作者 通常试图拉动电缆。拉动电缆而不是连接器外壳将导致对电元件造成 损坏。
这些带螺纹的连接器还遭受不同的结构部件被用于每一个半接合 这样一个事实。即，阳连接半和阴连接半。修理同时需要这两个部件， 这在不需要其中的一个半连接时会带来浪费。这些非阴阳式连接器在 制造时还需要不同的机器，从而使得制造更昂贵。
已经作出了一些努力来解决与非阴阳式连接器有关的问题。已经 提出的一些连接器是提供公母电元件和机械元件，以及提出试图能解 决与纵向力施加有关的问题的连接器。
阴阳式连接器组件的一个例子是授予给Jaques Bodin的US 6,447,319。’319专利中描述的连接器被用于连接地球物理学的数据采 集和处理系统。该连接器包括两个相同的电子和机械装配的阳/阴连接 器，每一个连接器包括支承一组连接销和环的壳体，密封连接器底座 并且能够相对于壳体旋转移动的环，该连接器环包括隆起的花纹，用 于堵塞相连的连接器。每一个连接器包括两级隆起的花纹，其中一个 是隆起的前级花纹，其基本上与环形花纹配合以便与装置的处于锁定 位置的相连的连接器环花纹相协作，和后级花纹，用于与处于环的收 缩位置的相同连接器的环形花纹相协作。
根据’319专利的连接器的一个问题是，为了使连接器连接起来， 人们必须施加初始的纵向接合力。另一个问题是，在连接器被解锁后 必须施加相应的拆离力。从一种情形开始，其中根据’319专利的两个 对准的连接器的环处于收缩位置，该两个连接器的前面以平移方式朝 向彼此移动。该两个连接器(见参考文献’319的图1中的部件140和 150)之一的凸出部件在其它连接器的类似部件之间的间隙中接合。因 此，这些部件以互补的方式互相渗透。
参考文献’319教导了在凸出部件的相互接合过程中，每一个连接 器的出口进入到其它连接器的空腔，并且该两个连接器的插塞接点和 塞孔接点将每一个连接器的电缆的四条线连接成对。
一旦完成了该平移相互接合，该装置通过将至少一个环旋转约90° 来锁定，以便接合其它连接器的壳体上的凹槽内的环的凸出部件。
环的凸出部件上的螺旋斜面与其它连接器的壳体的凹槽内的螺旋 斜面的协作将该90°旋转转换成一个连接器的环相对于其它连接器的 壳体的螺旋移动，该使得机械连接张紧，随后被“拧紧”。
US 4,037,902描述了一种可用于地震测量系统的阴阳式电连接器 组件。参考文献’902教导了一种具有前端或配合端，以及后端或电缆 尾端的多连接器插头，包括具有接触组件的圆柱形壳体，其包括用于 支撑多个电触点的装置。该接触组件包围并且密封至壳体，还具有适 合于与接头的接触组件上的相应凸起啮合的凸起，以便相对地指引两 个插头和它们的触点。该插头具有圆柱形的管形锁环，其具有与接头 上的锁环的延伸啮合的直径设置的延伸。在凸起上还具有倾斜的凹槽 和脊，因此当锁环相对于接头上的锁环顺时针旋转时，该两个插头将 被一起拉出和锁定。当锁环相对于彼此逆时针旋转时，凸起端部上的 凸轮表面用于解锁和分离两个插头。
在参考文献’902的图8中，示出了内脊88A啮合到外狭槽86中， 并且外脊88啮合至内狭槽86A中。
在一开始，这些啮合脊和狭槽(或凸轮86，86A)啮合在起始边 87，87A处，随后当锁环根据箭头98，98A相对于彼此顺时针旋转时， 它们开始将锁环，以及插头与它们拉到一起。
凸起的外边缘89形成有凸轮斜面90。通过逆时针旋转锁环，凸 轮表面开始作用并且分离插头。
参考文献’902的图8示出了插头通过使延伸84沿箭头98，98A 的方向滑动而被锁定。这与锁环相对于彼此顺时针旋转相一致。为了 闭合及锁定插头，需要旋转约90°。
参考文献’902在图6中示出了解锁动作，它示出了锁环未啮合， 但是插头触点仍然啮合。沿箭头99，99A方向的另一逆时针旋转30° 将致使两对凸轮表面90，90A将这两个插头挤压开，直到触点被分离 为止。
需要指出的是，为提供纵向力，凸轮表面90和90A之间的相互 作用是重要的。这种大面积的相互作用将提供相应的与锁环的旋转相 反的摩擦力。
典型的阴阳式连接器降低了对多连接器类型的需要，但仍受咬合 之苦。所提出的连接器试图降低由于高界面摩擦和大面积接触而仍然 遭受咬合之苦引起的对纵向力的需要。
碎片，例如泥浆和冰也可使得典型阴阳式连接器的配合变得困难。 凹槽内的碎片可堵塞界面边缘并且场区工作人员必须耗费时间来清洁 连接器以便成功地配合连接器。
鉴于上述与典型连接器有关的问题，对于阴阳式的地震电连接器 是存在着一种需要，它无需技术人员的纵向力来连接和断开，并且在 配合结构中不易受到与碎片有关的故障。

本发明指出了上述不足并且提出了一种具有直角转弯连接的地震 电缆连接器，并且对分离具有降低的敏感性和自我清洁能力。
本发明的一方面是一种地震电缆连接器，包括具有第一连接器体 的电缆，适合于机械以及电连接至第一连接器体的第二连接器体。第 一连接环可旋转地安装在第一连接器体上。第一连接环包括具有第一 纵向凸起和第二纵向凸起的第一环体，第一纵向凸起具有包括第一倾 斜凹槽的内表面，第二纵向凸起具有包括第一隆起的销子的外表面。 第二连接环连接至第二连接器体，该第二连接环包括具有第三纵向凸 起和第四纵向凸起的第二环体，第三纵向凸起具有包括第二倾斜凹槽 的内表面，第四纵向凸起具有包括第二隆起的销子的外表面。当第二 隆起的销子与第一凹槽对准并且第一隆起的销子与第二凹槽对准时， 第一环体连接至第二壳体，并且其中第一环体相对于第二环体的旋转 提供了一轴向连接力。
在一个实施例中，相对旋转是用于提供轴向连接力的顺时针旋转， 并且相对的逆时针旋转提供了一分离力。在另一个实施例中，相对旋 转是用于提供轴向连接力的逆时针旋转，并且相对的顺时针旋转提供 了一分离力。在另一个实施例中，第一连接环包括可拆卸的保持环， 第一连接环是可通过移动该保持环而可拆卸的。第二连接器体包括面 板支座连接器，并且第二连接环包括用于将第二连接环连接至第二连 接器体的可拆卸的穿通销，第二连接环可通过移动该穿通销而与第二 连接器体分离。
凹槽之一可具有弯曲或多边横截面表面，并且隆起的销子之一可 具有圆形，椭圆形，正方形或矩形横截面。
在另一个实施例中，第一纵向凸起和第三纵向凸起包括一位于各 个凹槽端部处的开口，以允许在相应的隆起销子运行穿过凹槽时自我 清洁。
本发明的一个实施例是一种连接地震电缆的方法，包括提供具有 第一连接器体的电缆和提供适合于机械以及电连接至第一连接器体的 第二连接器体。该方法包括在第一连接器体上提供可旋转的第一连接 环，该第一连接环包括具有第一纵向凸起和第二纵向凸起的第一环体， 第一纵向凸起具有包括第一倾斜凹槽的内表面，第二纵向凸起具有包 括第一隆起的销子的外表面。该方法还包括在第二连接器体上提供第 二连接环，该第二连接环包括具有第三纵向凸起和第四纵向凸起的第 二环体，第三纵向凸起具有包括第二倾斜凹槽的内表面，第四纵向凸 起具有包括第二隆起的销子的外表面。该连接通过使第二隆起的销子 与第一凹槽对准，并且使第一隆起的销子与第二凹槽对准来实现，并 且相对于第二环体转动第一环体，以提供用于连接地震电缆的轴向连 接力。
附图说明
为了详细地理解本发明，应结合附图参照下面的对优选实施例的 详细说明，其中相同的元件被给予相同的附图标记：
图1(现有技术)示出了典型的电缆系统；
图2是根据本发明的连接器锁环的透视图；
图3是图2的连接器锁环的部分断面图；
图4是根据本发明的电缆连接器的透视图；
图5是图4的电缆连接器的前视图；
图6是图4的电缆连接器的断面图；
图7是根据本发明的面板支座连接器的透视图；
图8是图7的面板支座连接器的断面图；
图9是图7的面板支座连接器的断面图；
图10是图7的面板支座连接器的前视图。

图2是根据本发明的连接器连接环或锁环200的透视图，图3是 图2的连接器锁环的部分断面图。术语“连接环和锁环”在这里可交 换使用。锁环200包括具有基本上环形横截面的环体202，用于提供 轴向通孔218。
在一个实施例中，环体202包括用于更好地抓住的纵向凸缘220。
阳纵向凸起204从环体202延伸出来。该阳纵向凸起具有外曲面 222。隆起的销子208从外曲面222延伸出来并且相对于锁环200的中 心轴向外延伸。
阴纵向凸起206从环体202延伸出来，其基本上与阳纵向凸起204 相对。该阴纵向凸起具有内曲面224和形成在其中的凹槽210。凹槽 210沿一定角度或螺旋路径从靠近环体202的抓取部分的凸起206的 侧边缘226向第二侧边缘228和阴凸起206的端缘230横穿表面224。 凹槽路径从螺旋路径离开以便在端缘230内形成凹槽出口或开口214。 在一个实施例中，凹槽210在侧边缘226中形成了出口或开口216。
正如在这里使用的，销子被限定为细长部分，具有基本上等于或 小于凹槽210深度的纵向尺寸，和沿径向方向从销子的中心纵轴延伸 的第一尺寸，以及沿径向方向从销子的中心纵轴延伸的第二尺寸，其 中第一尺寸小于凹槽210的宽度，第二尺寸和第一尺寸提供了销子的 横截面形状，其可为圆形、椭圆形、正方形、矩形或任何其它横截面 形状，这些形状提供了与凹槽壁的最小表面接触。
这里所使用的术语“凹槽”被限定为形成在结构中的细长开口， 凹槽在所述结构内部具有表面，其中凹槽表面的横截面形状可以是弧 形或多边形。
本发明的一个实施例是电缆连接件，现在将参照图2，4，5和6 对其进行描述。图4是根据本发明的电连接器400的透视图，图5是 图4的电连接器400的前视图。图6是图4的电连接器400的断面图。
电连接器400包括连接器锁环402。该锁环402连接至电连接器 408的壳体409并且可绕其旋转。换句话说，该锁环基本上是描述于 图2和3所示的那样。锁环402包括具有基本上环形横截面的环体202， 以提供用于接收电连接器408的轴向通孔218。环体202可包括用于 更好地抓取的纵向凸缘220。
阳纵向凸起204从环体202延伸出来。该阳纵向凸起具有外曲面 222。销子凸起208从外曲面222延伸出来并且相对于锁环200的中心 轴向外延伸。
阴纵向凸起206从环体202延伸出来，其基本上与阳纵向凸起204 相对。该阴纵向凸起具有内曲面224和形成在其中的凹槽210。凹槽 210沿一定角度或螺旋路径从靠近环体202的抓取部分的凸起206的 侧边缘226向第二侧边缘228和阴凸起206的端缘230横穿表面224。 凹槽路径从螺旋路径离开以便在端缘230内形成凹槽出口或开口214。 在一个实施例中，凹槽210在侧边缘226中形成了出口或开口216。
电连接器400包括电缆404，其包括由保护封套环绕的绝缘电导 线422。导线422终止在电连接器408处。
在一个实施例中，电连接器408是阴阳式的电连接器，其包括电 插针触点410和电插座触点412。任选的防尘罩414被用于在连接器 408未连接至相配合的连接器时保护电连接器408。防尘罩414可通过 使用系链416固定至电连接器400。密封插件426被用于在防尘罩被 移走时防止水汽和碎片进入连接器组件的内部。
套管406提供了对电缆404的应变消除。套管406还用于容纳电 缆404和电连接器408。该套管被固定至电连接器408并且可移动地 连接至锁环402。抗磨垫圈418可被用于使锁环402绕电连接器和套 管更容易地旋转。
扣环420安装在锁环402的环形槽432内，用于保持套管上的锁 环402同时仍允许其旋转。扣环420是可拆卸的以允许电连接器400 的前端组件。这在必需进行现场修理时是有利的。根据该实施例，无 需切割电缆404以修理连接器。一旦扣环420被移走后，锁环402可 从该组件移走以替代锁环或提供通向电连接器408的入口。
电缆404终止在套管406内。绝缘带430的整个包裹可被用在包 壳428被移走的地方，以允许电线244连接至电连接器408中的电触 点410，412。锚片424通过使用任何合适的环氧化合物被封装在电连 接器408中。该锚片是结构部件，其提供了用于电线422和电触点410， 412之间的界面的应变消除。
本发明的另一实施例是面板支座连接器，将参照图2，3和7-10 对其进行描述。图7是根据本发明的面板支座连接器700的透视图。 图8和9是图7的面板支座连接器的断面图，图10是图7的面板支座 连接器的前视图。
所示的实施例用于将面板支座连接器700装配至外壳704。外壳 704可以是任何需要被拆开以用于内部元件的外壳。当将本发明用于 地震测量系统，例如图1的系统100时，外壳704可以是场区盒子103， 交叉线单元104，中央控制器106或任何其它需要用来连接电缆的地 震系统盒子或面板。
面板支座连接器700包括锁环702，其与上述示于图2和3而描 述的锁环200类似。锁环702包括环体703，其具有基本上环形的横 截面以提供用于接收电连接器710的轴向通孔726。阳纵向凸起204 从环体703延伸出来。该阳纵向凸起204与上述示于图2-3的阳纵向 凸起基本上相同，因此在这里对其作进一步描述是不必要的。阴纵向 凸起206从环体703延伸出来，其基本上与阳纵向凸起204相对。该 阴纵向凸起与上述示于图2-3的阴纵向凸起基本上相同，因此在这里 对其作进一步描述是不必要的。
面板支座连接器700通过使用带螺纹的螺母固定至装置704，用 于将电连接器710固定至装置704。O-形环716在装置704的壁和电 连接器710之间提供了密封，用于防止水汽和碎片进入装置704。
在一个实施例中，锁环702不能绕电连接器710旋转，并且通过 延伸穿过锁环和电连接器的销子712固定至电连接器710。该销子712 通过使用固定夹714保持在适当位置。
在一个实施例中，电连接器是阴阳式的连接器，同时具有电插针 触点722和电插座触点720。触点720，722固定至并且延伸穿过电连 接器体728，并且具有用于连接至装置704内的元件或导体的终端724。 密封插件保护插针触点722并且防止水汽和碎片进入到电连接器内 部。
上述示于图2和3的锁环200可被用于任何有用的接合，在那里 需要进行连接和断开元件。由于一个锁环的销子208和配合锁环的凹 槽214之间的低摩擦力，锁环200在恶劣环境下是特别有用的。该低 摩擦力通过使销子和凹槽之间的接触表面积最小化来提供。这种锁环 对于配合电缆、管、软管、PVC管等来说是有用的。
根据本发明的制作地震测量系统的方法包括在地震测量系统中的 两个装置之间提供连接。该连接可由操作员容易地连接以及断开。该 连接包括两个基本上如上所述并且示于图2-3的阴阳式锁环。该两个 装置中的一个可以例如是具有基本上如上所述并且示于图4-6的连接 器的地震电缆。第二装置可以例如是另一个具有基本上如上所述并示 于图4-6的连接器的地震电缆，或者第二装置可以是如上所述并示于 图1的地震测量系统控制器，交叉线单元或场区盒子，并且具有如上 所示并示于图7-10的面板支座连接器。
操作员将第一装置的锁环与第二装置的锁环对准。这些锁环的初 始接合包括在不施加轴向力的前提下将相应的销子插入到相应的凹槽 中。使第一装置连接至第二装置包括使第一锁环相对于第二锁环旋转 90°。
根据锁环凹槽的角度，用于使第一装置连接至第二装置的旋转可 以是顺时针或逆时针。
用于将两个装置结合在一起的纵向力通过沿弯曲的凹槽运动的销 子的相互作用来提供。在旋转的末了，每一个销子位于形成在相应凹 槽中的相应制动器中，以便将两个锁环锁定在适当的位置并且防止无 意间的解锁。
这些装置的断开包括使第一锁环相对于第二锁环并且沿与连接旋 转相反的方向转动90°。用于使该两个装置分开的纵向力通过沿弯曲 的凹槽运动的销子的相互作用来提供。
在根据本发明的一种方法中，提供了凹槽的自我清洁。碎片，例 如泥浆或冰在施加连接旋转时随着销子沿凹槽的运动而沿着凹槽被推 动。在连接旋转的末了，碎片或冰通过销子推至凹槽的位于端部出口 的外部。
出于说明和解释的目的，前述说明书指出了本发明的特定实施例。 但是，在不脱离本发明的由所附权利要求限定的范围的前提下，对前 述实施例进行多种改进和改变是可能的，这对于本领域技术人员来说 明显的。