JP2838107B2 - ウェルヘッド構造体とシールリング - Google Patents

ウェルヘッド構造体とシールリング

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JP2838107B2
JP2838107B2 JP2179409A JP17940990A JP2838107B2 JP 2838107 B2 JP2838107 B2 JP 2838107B2 JP 2179409 A JP2179409 A JP 2179409A JP 17940990 A JP17940990 A JP 17940990A JP 2838107 B2 JP2838107 B2 JP 2838107B2
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Description

【発明の詳細な説明】 （イ） 産業上の利用分野 本発明は、ウェル掘さく中に吹き出し防止装置にウェ
ルヘッドハウジングを接合するのに、又、ウェル完了時
にプロダクションツリーや側接合弁にウェルヘッドハウ
ジングを接合するのに用いるウェルヘッド継手とシール
リングに関する。
（ロ） 従来技術 掘さく中及びその後のウェルヘッド完了時に、吹き出
し防止装置、プロダクションツリー、側排出弁等の管状
部材をウェルヘッドハウジングにシールするうえで諸々
の問題があった。接合部材のテーパー付表面に対してシ
ールを行う為に、リング外側にテーパー付面を形成する
金属ガスケットやシールリングが使用されるのが代表的
な例である。かかるテーパー付シール面には、通常、リ
ングと接合部材のシール面を適切にシールする為に、少
なくとも若干のコイニングが必要となる。
円筒状シール面に着座させる場合には、掘さく作業中
にしばしばシール面が損傷を受け、後にプロダクション
ツリーをウェルヘッドハウジングに取り付けられる際に
シールが効果的に行えない。
米国特許第4214763号には、当接管状部材の凹所のテ
ーパー付面間で使用されるシールが開示されており、ま
た、同米国特許には、内側孔と、端部面と、外側に向か
って伸長し、且つ、端部面の外側部より近寄り合うテー
パー付シール面と、及びシール面中間の逃げ領域とを有
し、テーパー付整合面が端部面中間にあるシールリング
が含まれる。
米国特許第4471965号の第３図には、中央孔と、当接
管状部材の内側端部の凹所のシール面に係合するように
されたリングの各端部の外部シール突出部とを有するリ
ングを含むシール要素が開示されている。また、その第
２図には、接合されている当接管状部材の孔中に突出
し、管状部材の内側に対してシールを行う上部及び下部
外側シール突出部と管状部材の対向面間に圧締めされる
中央外側突出部とを含むリングを含む別のタイプのシー
ルが示されている。
米国特許第4766956号には、係合するシール面に対し
てシールを行う湾曲凹面を形成するように湾曲された外
側リップを有するリムを備えた環状シールが開示されて
いる。
円筒状シール面に対してシールを行うシールリングが
ティモシー C.デービーズ（TIMOTHY C.DAVIE）の1988
年５月２日出願の同時係属出願第07/189027号に開示さ
れている。同出願のシールリングは、円筒状面に沿って
伸長し、且つ、その外側端部近傍に円筒状シール面と係
合する比較的短い平らなシール面を有する環状膨らみ部
を備えたリップを含み、且つ、このリップがそのルート
とシール面間に拡大部分を含む。
別の交換タイプのシールリングがW.M。ティラー
（Ｗ。M.TAYLO）他の係属中の米国特許出願第07/106663
号に開示されており、このシールリングは、外部テーパ
ーと、凹所に締まり嵌めされて複数の管状部材の内の１
管状部材の内側端部の損傷を受けたテーパー付面の下方
で該凹所の壁面に対してシールを行うようにされた該外
部テーパーの内の１テーパーの端部から軸方向に伸長す
るリムを合わせ持つシール本体を含む。
（ハ） 発明が解決しようとする課題 本発明の課題は、ウェルヘッドハウジングと吹き出し
防止装置、プロダクションツリーもしくは側排出弁間の
コイニングタイプか締まり嵌めタイプかいずれかのタイ
プのシールを有するウェルヘッド継手を提供することで
ある。
本発明の別の課題は、テーパー付シールを提供し、且
つ、近傍の接合部材シール面を保護するウェルヘッド継
手との間でシールを行うシールリングを提供することで
ある。
本発明の更に別の目的、締まり嵌めタイプのシールを
行うプロダクションウェルヘッド継手との間でシールを
行うシールリングを提供することである。
（ニ） 課題を解決するための手段 本発明のウェルヘッド継手は、ウェルヘッドハウジン
グと継手を形成するその補完部材とを含み、ウェルヘッ
ドとその補完部材は、内側へ、且つ、継手表面から離間
するようにテーパーの付けられた面と、かかるテーパー
の付いた面の内側端部から伸長する直線状の円筒シール
面とを含む。シールの一形態は、接合面間で圧締めされ
る外部フランジもしくはハブを有する管状本体と、接合
部材のテーパーの付いた面と重なり、且つ、同面と密接
係合するテーパーの付いた外側面と、及びテーパーの付
いた面から離間するように伸長し、且つ、接合部材の直
線円筒状シール面とを有するシールリングを含む。前記
シールの一形態に修正を加えた別のシール形態は、接合
部材の接合面間で圧締めされる外部フランジを有する管
状本体と、接合部材のテーパーの付いたシール面から軸
方向に離間した所定の位置で接合部材の直線円筒状シー
ル面と係合する短い環状で平らなシール面を有する外側
が丸みの付いた部分を末端とする管状リムとを有するシ
ールリングを含む。
（ホ） 実施例 第１図に示す如く、継手10は、整合する孔を有する上
部及び下部の二つの部材から成る。下部部材は、中央孔
14を有するウェルヘッドハウジング12より成り、上部部
材は、ハウジング12の中央孔14と整合する中央孔18を有
する吹き出し防止立て筒16から成る。ハウジング12の上
端部は立て筒16の下端部に適宜の圧締め手段（図示な
し）により固定される。
ハウジング12の上端部は、中央孔14の軸に直角に伸長
し、且つ、円筒状肩部32と上方を向いた圧締め肩部もし
くは面34とにより画定される内部凹所30を末端とする外
側接合面28を含む。テーパーの付いたシール面36が面34
の内側縁から伸長し、テーパーは、下方且つ中央孔14の
軸に向かって内側方向に付いている。図示するように、
面34と36間には、若干の逃げもしくは面取りが施されて
いる。円筒状面38が面36の内側縁から中央孔14の軸方向
に伸長し、その直径は、中央孔14の直系より大きくされ
ている。テーパーの付いた面39が面38の下端部と中央孔
14の上端部とを接続する。
立て筒16の下端部は、中央孔18の軸に直角に伸長する
外側接合面を含み、且つ、円筒状肩部44と圧締め面46と
により画定される内部凹所42を末端とする。テーパーの
付いたシール面48が面46内部縁から伸長し、テーパーが
上方且つ中央孔18の軸に向かって内側方向に付いてい
る。図に示す様に、面46と48間には、若干の面取りが施
されている。円筒状面50が面48の内部縁から中央孔18の
軸方向に伸長し、その直径は、中央孔18の直径より大き
くされている。テーパーの付いた面51が面50の上端部と
中央孔18の下端部を接続する。
シールリングの形状は、略管状をしており、その直径
が中央孔14と18の直径とほぼ同じである中央孔54と、凹
所30と42に収容されて面34と46に係合するようにされた
外側フランジもしくはハブとを含む。リング52の外側面
がハブ56からそれぞれ上方及び下方に伸長し、共に内側
方向に向けてテーパーの付いたテーパー付シール面58と
60とを含む。テーパー付面58と60のテーパー角度は、ハ
ウジング12と立て筒16の端部上のテーパー付面36と48の
テーパー角度と同じであるが、その直径は、若干大きく
されており、リング52のフランジもしくはハブ56が面34
と46間で圧締めされる場合には、テーパー付面58と60が
各面がそのブリネリング硬度に達するぐらいに面48と36
とに密接係合するようにされ、シール面の引っ掻き傷も
しくはその他のシール面の若干の変形より生じるシール
問題を排除する。逃げもしくはアンダーカット領域59と
61が面58と60の端部とハブ56の半径方向面間に設けられ
る。立て筒16の円筒状面50の基本部分とハウジング12の
円筒状面38を保護する保護リム62と64とを形成するよう
に面58と60の端部を越えて軸方向にリング52の上端部及
び下端部が伸長する。掘さく中、及び、孔14と18を装置
が貫通する時、面50と38に引っ掻き傷もしくはその他の
損傷が生じることのないように面50と38の端部近傍にリ
ム62と64の先端部が配置される。
ウェルの中で掘さく、及びその他の仕事が完了した場
合、吹き出し防止立て筒16が取り外され、第２図に示す
ように、プロダクションツリー66がハウジング12の上端
部に取り付けられる。プロダウションツリー66は、中央
孔68を含み、外側接合面70と、円筒状面74と圧締め面76
とにより画定される内部凹所72と、末端が円筒状シール
面80となるテーパーの付いた面78とを含めて立て筒16と
同様の下端部形状を有する。プロダクションツリー66
は、適宜の圧締め手段（図示なし）によりハウジング12
に固定する。
第２図に示すように、シールリング84がハウジング12
とプロダクションツリー66間に密接係合状態に配置され
る。シールリング84の形状は、略管状であり、中央孔14
と68の直径とその直径が略同一である中央孔86と凹所30
と72に収容されて面34と76に係合するようにサイズ決め
された外側フランジもしくはハブ88を含む。シールリン
グ84の外側面は、ハブのベース部からそれぞれ上方及び
下方に伸長し、テーパー付面78と36の内側縁部の直径よ
り若干小さくされた直径を有する円筒状面90と92を含
む。拡張部94と96が円筒状面90と92の端部から外側方向
へ伸長し、その最大直径は、円筒状面80と38の直径より
若干大きくされ、リム98と100が拡張部94と96から伸長
し、環状外側膨らみ部もしくは突出部102と104と及び図
に示すように内側方向に湾曲する端部106と108とを有す
るような形状にされる。突出部102と104の外部の平らな
面がシール面110と112であり、突出部102と104は、円筒
状面80と38とに締まり嵌めし、且つ、シール面110と112
が面80と38とに密接係合する時に前者と後者が平行にな
るような無負荷時の形状を有する。図からわかるよう
に、外側端部106と108は、ほぼ円筒状面80と38の端部ま
で伸長する。
第３図に示すように、ウェルヘッドハウジング12に
は、側開口部もしくは孔114を設けて、その中央孔118を
ハウジング12の孔114と整合するようにして、制御弁116
をハウジング112側部に個設してもよい。ハウジング12
は、孔114の外側端部を囲とうし、スタッド115とナット
117等の適宜の固定手段により制御弁116が固定される凹
所120を含む。孔114の外側端部の周りでのハウジング12
形状は、テーパー付面122と孔114の直径より大きな直径
を有する円筒状面124とを含むようにされている。その
中央孔118の内部端部の周りでの制御弁116の形状は、テ
ーパー付面126と孔118の直径より大きな直径を有する円
筒状面128とを含むようにされている。しかし、ハウジ
ング12と制御弁116が、テーパー付面122と126とを含ん
でいることに留意したい。これらのテーパー付面122と1
26とシールリング130に代わるシールリングを用いて確
実なシールがおこなわれる。このシールリングは、シー
ルリング52と同一であり、シールリング52の場合と同様
にシールリングのテーパー付面がその係合するテーパー
付面の直径より若干大きくされて締まり嵌めするように
されている。
（ヘ） 発明の効果 本発明のシールリングでは、シールリング84の外側円
筒状形状と合わせてシールリング52のテーパー付外側シ
ール形状を用いて一シール面が引っ掻き傷を受けた場合
や損傷を受けた場合の備えることが可能である。これ
は、１もしくは２の外側テーパー付面をハブから伸長さ
せることで達成出来る。かかるテーパー付シール面の締
まり嵌めの為、ハウジングのシール面にコイニングを施
すことでシール面上の引っ掻き傷やその他の表面損傷の
問題が解決出来、以て、シール面を艶出しする手仕上げ
作業の必要性が排除出来る。
【図面の簡単な説明】
第１図は掘さく中のウェルヘッドの断面図であり、ハウ
ジングと吹き出し防止立て筒とシールを達成し且つ接合
部材の円筒状シール面を保護するシールリング間のシー
ル状態を示す。第２図はウェル完了時のウェルヘッドの
断面図であり、ハウジングとプロダクションツリーと接
合部材の円筒状シール面に締まり嵌めタイプのシールを
行うシールリング間のシール状態を示す。第３図は側排
出弁を有し、且つ、第２図に示すように、ハウジングと
弁間でシールを行う本発明のシール継手を有するウェル
ヘッドハウジングの断面図である ウェルヘッドハウジング:12、中央孔:14,18,54、ハウジ
ング肩部:34、テーパーの付いたシール面:36,48,58,6
0、円筒状シール面:38,50、内側シール面:39,51、シー
ルリング:52、外側ハブ:56、上部シールリップ:62、下
部シールリップ:64。

Claims (8)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】中央貫通孔と、前記中央貫通孔の直径より
    大きな直径を有する上向き肩部を形成する上向き深座ぐ
    りと、前記上向き肩部の下方の前記中央貫通孔の直径よ
    りも大きな直径を有して前記上向き肩部より下方内側に
    延在するテーパーの付いたシール面と、前記中央貫通孔
    の軸に平行な円筒状シール面と、前記円筒状シール面の
    下端部から下方内側にテーパーが付けられて前記中央貫
    通孔を末端にするテーパーの付いた面部とを有するウェ
    ルヘッドハウジングと、 前記ウェルヘッドハウジングの前記中央貫通孔の直径と
    略同じ直径を有する中央孔と、前記上向き肩部と係合す
    る半径方向寸法を有して前記上向き肩部上を延在する外
    側ハブと、上部シールリップ及び下部シールリップとを
    有するシールリングとを具備し、 前記下部シールリップは、前記外側ハブから延在して前
    記ウェルヘッドハウジングの前記テーパーの付いたシー
    ル面に係合するテーパー付面を有し、前記下部シールリ
    ップは、前記シールリングが前記ウェルヘッドハウジン
    グ内に設置された時に前記ウェルヘッドハウジングの軸
    方向に延在して前記ウェルヘッドハウジングの前記円筒
    状シール面を離間して覆うように、前記シールリングの
    前記中央孔の軸方向に延在する円筒状部分を有し、 前記上部シールリップは、前記ウェルヘッドハウジング
    上方に接続される構造体の内部にシールを行う外側形状
    を有することを特徴とするウェルヘッド構造体。
  2. 【請求項２】前記下部シールリップの前記テーパー付面
    が前記ウェルヘッドハウジングの前記テーパーの付いた
    シール面との締まり嵌めを可能とする直径を有する特許
    請求の範囲第１項記載のウェルヘッド構造体。
  3. 【請求項３】前記シールリングの前記上部シールリップ
    が前記下部シールリップと対称形状である特許請求の範
    囲第１項記載のウェルヘッド構造体。
  4. 【請求項４】中央貫通孔と、前記中央貫通孔の直径より
    大きな直径を有する上向き肩部を形成する上向き深座ぐ
    りと、前記上向き肩部の下方の前記中央貫通孔の直径よ
    りも大きな直径を有して前記上向き肩部より下方内側に
    延在するテーパーの付いたシール面と、前記中央貫通孔
    の軸に平行な円筒状シール面と、前記円筒状シール面の
    下端部から下方内側にテーパーが付けられて前記中央貫
    通孔を末端にするテーパーの付いた面部とを有するウェ
    ルヘッドハウジングと、 前記ウェルヘッドハウジングの前記中央貫通孔の直径と
    略同じ直径を有する中央孔と、前記上向き肩部と係合す
    る半径方向寸法を有して前記上向き肩部上を延在する外
    側ハブと、上部シールリップ及び下部シールリップとを
    有するシールリングとを具備し、 前記下部シールリップは、前記外側ハブから延在して前
    記ウェルヘッドハウジングの前記円筒状シール面に係合
    する外側シール面を有していることを特徴とするウェル
    ヘッド構造体。
  5. 【請求項５】前記シールリングの上記下部シールリップ
    が前記ウェルヘッドハウジングの前記テーパーの付いた
    シール面との締まり嵌めを可能にする直径を有するテー
    パーの付面を有する特許請求の範囲第４項記載のウェル
    ヘッド構造体。
  6. 【請求項６】前記下部シールリップは、下端部近傍にお
    いて、前記ウェルヘッドハウジングの前記円筒状シール
    面に係合する丸くされた部分を有する特許請求の範囲第
    ４項記載のウェルヘッド構造体。
  7. 【請求項７】前記シールリングの上記シールリップが前
    記シールリングの下部シールリップと対称形状である特
    許請求の範囲第５項もしくは第６項記載のウェルヘッド
    構造体。
  8. 【請求項８】接合面から延在するテーパーの付いたシー
    ル面と前記テーパーの付いたシール面の内側端部から延
    在する円筒状シール面とをそれぞれに有する接合部材の
    間のウェルヘッド継手とシール部材との組み合わせであ
    って、外側ハブと上部リムと下部リムと中央貫通孔とを
    有するシールリングを具備し、前記上部リム及び前記下
    部リムが前記接合部材のそれぞれの前記円筒状シール面
    を覆うのに十分な長さを有し、前記上部リム及び前記下
    部リムが、前記結合部材のそれぞれの前記テーパーの付
    いたシール面と係合するテーパー付面と、前記テーパー
    付面から軸方向に延在する円筒状リム部分とを有するウ
    ェルヘッド継手とシール部材との組み合わせ。
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