DE3329925C2

DE3329925C2 - Bohrlochdichtung

Info

Publication number: DE3329925C2
Application number: DE3329925A
Authority: DE
Inventors: James Houston Tex. Lewandowski; James P. Cypress Tex. McEver
Original assignee: Cameron Iron Works Inc Houston Tex; Cameron Iron Works Inc
Current assignee: Cameron International Corp
Priority date: 1982-08-23
Filing date: 1983-08-19
Publication date: 1986-12-11
Also published as: JPS5961692A; NO163646C; NO833017L; AT384273B; FR2532000A1; FR2532000B1; AU558362B2; GB8322015D0; AU1811783A; NO163646B; GB2126629B; JPH0373714B2; ATA300083A; GB2126629A; DE3329925A1; US4496162A; NL8302901A; MX161140A; CA1207660A

Abstract

Eine ringförmige Bohrlochdichtung hat einen Körper (18), der mit einem Dichtungsring (36) mit einem dünne, metallene Endkappen aufweisenden, elastischen Ring (48) versehen ist, sowie eine radial wirkende Spannvorrichtung (38) mit einem Körper (18), der eine erste Außenfläche (30), eine zweite Außenfläche (26) mit größerem Durchmesser hat und eine Vorrichtung zur Bewegung des Dichtungsrings (36) von der ersten Außenfläche (30) auf die zweite Außenfläche (26) aufweist.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Bohrlochdichtung zum Abdichten zwischen der Innenfläche einer Bohrlochverkleidung und der Außenfläche eines rohrförmigen Körpers, der eine erste Außenfläche sowie eine zweite Außenfläche aufwe'st, deren Durchmesser größer ist als der Durchmesser der ersten Außenfläche, wobei die erste und die zweite Außenfläche durch eine geneigte Fläche verbunden sind, mit einer Dichtungsringanordnung, die einen elastischen Ring mit einer oberen, einer unteren und einer äußeren ebenen Fläche aufweist, der aus einer Stellung, in der er die erste Außenfläche des rohrförmigen Körpers umgibt, in eine Dichtungsstellung bewegbar ist, in der er die zweite Außenfläche des rohrförmigen Körpers umgibt und in dieser Stellung in dichtendem Eingriff mit der zweiten Außenfläche des rohrförmigen Körpers und der Innen

fläche der Bohrlochverkleidung steht

Bei einer bekannten Bohrlochdichtung dieser Art (DE-OS 25 27 103) kann ein elastischer Ring aus einer oberen Stellung in eine Dichtungsstellung bewegt werden, in der er in dichtendem Eingriff sowohl mit der Außenfläche eines rohrförmigen Körpers als auch mit der Innenfläche der Bohrlochverkleidung steht Bei dieser bekannten Bohrlochdichtung besteht jedoch die Gefahr, daß der elastische Ring durch den Bohrlochdruck

ίο herausgepreßt wird.

Es ist Aufgabe der Erfindung, eine Bohrlochdichtung dahingehend zu verbessern, daß ein Herauspressen des elastischen Ringes vermieden und eine Metall-Metall-Dichtung erhalten wird.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird eine Bohrlochdichtung der eingangs erwähnten Art erfindungsgemäß derart ausgestaltet, daß der elastische Ring eine konvexe Innenfläche hat und an seiner Ober- und seiner Unterseite aus Metall bestehende, fest mit ihm verbundene, ringförmige Endkappen trägt, die mit ebenen Mittelbereichen mit der oberen bzw. mit der unteren ebenen Fläche des Ringes verbunden sind, wobei sich innere Schenkel mit der konvexen Innenfläche des Ringes nach innen erstrecken und äußere Schenkel an der ebenen Außenfläche des Ringes anliegen, und daß die äußeren Schenkel d^r Endkappen in der Dichtungsstellung eine Metall-Metall-Dichtung mit der Innenfläche der Bohrlochverlcleidung und die inneren Schenkel eine Metall-Metall-Dichtung mit der zweiten Außenfläche des rohrförmigen Körpes bilden.

Bei der erfindungsgemäßen Bohrlochdichtung trägt also der elastische Ring sowohl an der Ober- als auch an der Unterseite aus Metall bestehende Endkappen, die einerseits so ausgebildet sind, daß sie in der Dichtungsstellung Metall-Metall-Dichtungen bewirken und andererseits sicherstellen, daß der elastische' Ring nicht herausgepreßt werden kann, während innere und äußere Mittelbereiche dieses Ringes in dichtenden Eingriff mit den benachbarten Flächen gepreßt werden.

Weitere Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Die Erfindung wird im folgenden anhand der Figuren näher erläutert. Es zeigt
F i g. 1 eine Ansicht einer Bohrlochverkieidung, teilweise im Schnitt, mit der im Halbschnitt dargestellten Bohrlochdichtung und dem Laufwerkzeug;

Fig. 2 einen Teilschnitt der Bohrlochdichtung im ungespannten oder Laufzustand;

F i g. 3 eine Ansicht ähnlich F i g. 2 der Bohrlochdichtung in gespanntem Zustand ;

Fig.4 einen vergrößerten Teilschnitt der Bohrlochdichtung im dichtenden Zustand.

Die Bohrlochdichtung 10 wird auf einem Laufwerkzeug 14 in eine Bohrlochverkleidung 12 eingebracht.

Die Bohrlochdichtung 10 ist auf einem innerhalb der Bohrlochverkleidung 12 auf bekannte Weise gehaltenen Rohrhänger 16 abgesetzt und mit diesem verbunden. Der rohrförmige Körper 18 der Bohrlochdichtung 10 greift über eine federgespannte, mit einem Gewinde versehene Elemente aufweisende Ratschenverbindung R, in den Rohrhänger 16 ein, wobei seine äußere, nach unten gerichtete Schulter 20 auf der oberen Fläche 22 des Rohrhängers 16 ruht.

Der rohrförmige Körper 18 der Bohrlochdichtung 10 hat eine nach oben gerichtete, äußere Schulter 24, eine untere Außenfläche 26, eine nach innen und oben geneigte Fläche 28, eine obere Außenfläche 30, deren Durchmesser kleiner als der der unteren Außenfläche

3

26 ist, einen die unteren Außenfläche 26 umgebenden Rings 48, der die Dichtungswirkung sicherstellt Danach und mit dieser mittels eines Scherbolzens 34 verbun- bedarf es keiner weiteren axialen Belastung, um die denen Stützring 32, eine Dichtungsringanordnung 36 Dichtungswirkung aufrechtzuerhalten. Während dieser oberhalb des Stützringes 32 und eine Einspannhülse 38 Spannbewegung der Einspannhülse 38 bewegt die oberhalb der Dichtungsringanordnung 36. In der unge- 5 Schräge der ersten Rinne 42 den Spaltring 40 in die Nut spannten oder Laufstellung gemäß Fig.2, in der der 44, bis sich die Einspannhülse 38 so weit nach unten Übersicht wegen das Laufwerkzeug 14 entfernt ist, ist bewegt hat, daß die zweite Rinne 46 mit der Nut der Stützring 32 um die Außenfläche 26 angeordnet, fluchtet, und der Spaltring 40 in die zweite Rinne ragt nach oben bis zur Unterseite der geneigten Fläche einschnappt und die Einspannhülse 38 gegen eine Auf-28 und liegt an der Dichtungsringanordnung 36 an. Die io wärtsbewegung sichert Dadurch wird die Bohrloch-Einspannhülse 38 steht mit dem oberen Ende der Dich- dichtung 10 in ihrer gespannten Stellung festgehalten. In tungsringanordnung 36 in Eingriff und umgibt die obere der gespannten Stellung kann sich der elastische Ring Außenfläche 30. Ein Spaltring 40 und der Scherstift 34 axial ausdehnen, wird aber von der unteren Außenflähalten die Einspannhülse 38, die Dichtungsringanord- ehe 26 und der Innenfläche der Bohrlochverkleidung nung 36 und den Stützring 32 beim Einführen in ihrer 15 an einer radialen Bewegung gehindert jeweiligen Stellung fest Gegebenenfalls können der Wenn die Bohrlochdichtung 10 aus dem Bohrloch zu-

oder die in einem Schlitz außen im Körper 18 gleitenden rückgezogen werden muß, braucht sie nur heraufgezo-Scherstifte 34 im Stützring 32 dazu beitragen, die Teile gen zu warden, wobei die metallenen Endkappen 50 und beim Einführen in ihrer Stellung zu halten. Die Ein- 52 sicherstellen, daß bei der Aufwärtsbewegung durch spannhülse 38 hat auf der Innenseite über einer ersten 20 das Bohrloch keine Teile der Dichtung abgerissen wer-Rinne 42 eine zweite Rinne 46, deren Funktion später den und zu einem Verklemmen der Bohrlochdichtung beschrieben wird. 10 führen oder in das Bohrloch fallen.

Die Dichtungsringanordnung 36 hat einen elastischen

Ring 48 mit an seinen Ober- und Unterenden, wie darge- Hierzu 4 Blatt Zeichnungen

stellt, angeordneten und vorzugsweise befestigten End- 25

kappen 50 und 52. Diese weisen einen Mittelbereich 54 mit jeweils nach oben bzw. unten in Richtung auf die Mitte des elastischen Ringes 48 weisenden Schenkeln 56 auf. Der innere mittlere Bereich 58 des elastischen Rings 48 ist konvex und erstreckt sich nach innen, so daß e· im ungespannten Zustand nahe an der Außenfläche 30 liegt oder diese leicht berührt. Vorzugsweise bestehen der elastische Ring 48 aus einem elastomeren Material, beispielsweise Nitrilkautschuk, und die metallenen Endkappen 50, 52 aus einem dünnen, rostfreien Stahl des Typs 316. :

Beim Einführen wird die Bohrlochdichtung 10 von Stiften 60 und 62 am Laufwerkzeug 14 gehalten. Wenn die Bohrlochdichtung 10 aufsitzt, wird das Laufwerkzeug 14 gedreht, um die Ratschenverbindung R anzuziehen, und dann abgesenkt, damit der Bolzen 64 in die Einspannhülse 38 eingreift und diese nach unten in die in F i g. 3 dargestellte Stellung bewegt. Die Abwärtsbewegung schert den Scherbolzen 34 ab und bewegt die Dichtungsringanordnung 36 nach unten auf die untere Außenfläche 26. Die Abwärtsbewegung des Dichtungsrings 36 bewegt diesen radial nach außen auf die geneigte Fläche 28 und auf die unteren Außenfläche 26 mit dem größeren Durchmesser. Die Abwärtsbewegung bewirkt eine radiale Vorspannung des Dichtungsrings 36 und bringt ihn in dichtende Stellung zwischen die unteren Außenfläche 26 und die Außenfläche der Bohrlochverkleidung 12. In dieser Stellung besteht eine Dichtung von Metall auf Metall zwischen den Schenkeln 56 der Endkappen 50 und 52 mit den Dichtungsflächen der Bohrlochverkleidung 12 und des Körpers 18, da der innere, mittlere Bereich 58 des elastischen Rings 48 zusammen und radial nach außen gepreßt wird, wodurch auf die äußeren Schenkel 56 der Endkappen 50 und 52 eine Kraft von innen in Richtung auf die zugehörigen so Dichtungsflächen nach außen wirkt. Durch diese Kraft ist auch sichergestellt, daß die inneren Schenkel 56 ebenfalls in dichtendem Eingriff mit der unteren Außenfläche 26 gehalten werden. Während diese Dichtungswirkung durch eine axiale Bewegung ausgelöst wird, etwa durch eine Gewichtsbelastung, wie dargestellt, durch eine Schraubbewegung oder durch ähnliches, bewirkt sie eine radiale Vorspannung des elastischen

Claims

Patentansprüche:

1. Bohrlochdichtung zum Abdichten zwischen der Innenfläche einer Bohrlochverkleidung und der Außenfläche eines rohrförmigen Körpers, der eine erste Außenfläche sowie eine zweite Außenfläche aufweist, deren Durchmesser größer ist als der Durchmesser der ersten Außenfläche, wobei die erste und die zweite Außenfläche durch eine geneigte Fläche vebunden sind, mit einer Dichtungsringanordnung, die einen elastischen Ring mit einer oberen, einer unteren dnd einer äußeren ebenen Fläche aufweist, der aus einer Stellung, in der er die erste Außenfläche des rohrförmigen Körpers umgibt, in eine Dichtungsstellung bewegbar ist, in der er die zweite Außenfläche des rohrförmigen Körpes umgibt und in dieser Stellung in dichtendem Eingriff mit der zweiten Außenfläche des rohrförmigen Körpers und der Innenfläche der Bohrlochverlcleidung steht, dadurch gekennzeichnet, daß der elastische Ring (48) eine konvexe Innenfläche (58) hat und an seiner Ober- und seiner Unterseite aus Metall bestehende, fest mit ihm verbundene, ringförmige Endkappen (50, 52) trägt, die mit ebenen Mittelbereichen (54) mit der oberen bzw. mit der unteren ebenen Fläche des Ringes (48) verbunden sind, wobei sich innere Schenkel (56) mit der konvexen Innenfläche (58) des Ringes (48) nach innen erstrecken und äußere Schenkel (56) an der ebenen Außenfläche des Ringes (48) anliegen, und daß die äußeren Schenkel (56) der Endkappen (50,52) in der Dichtungsstellung eine Metall-Metall-Dichtung mit der Innenfläche der Bohrlochverkleidung (12) und die inneren Schenkel (56) eine Metall-Metall-Dichtung mit der zweiten Außenfläche (26) des rohrförmigen Körpers (18) bilden.

2. Bohrlochdichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der elastische Ring (48) aus einem Elastomer und die Endkappen (50,52) aus rostfreiem Stahl bestehen.

3. Bohrlochdichtung nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch eine verschiebbar auf der ersten Außenfläche (30) des rohrförmigen Körpers (18) angeordnete Einspannhülse (38), die zur Bewegung der Dichtungsringanordnung (36) in die Dichtungsstellung in Richtung auf die zweite Außenfläche (26) bewegbar ist.