JPS5942159B2 - 回収し得る下方部分をもつ低トルクパック．オフシ−ル - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 発明の背景 本発明は海面下穿孔装置のウェルヘッド部分に使用され
る構造体に係るものであり、更に詳しくいえばウェルヘ
ッドハウジングの内壁面とケーシングハンガーの外壁面
との間に存在する空間によりウェルヘッドハウジングと
ケーシングハンガーとの間に形成される環状の隙間の密
封を行う従来のウェルヘッド／ケーシングハンガーシス
チムニ使用する密封組立体に係るものである。

先行技術の教示によれば、ｌの相互に協働するサブシス
テムを相互接続することにより海面下穿孔装置を構成す
ることが知られている。

更に゛これに関して説明すれば、３つのサブシステム、
すなわちマリーンライザーシステム（ｍａｒｉｎｅｒｉ
ｓｅｒ ｓｙｓｔｅｍ ）、ウェルコントロールシステ
ム（ｗｅｌｌ ｃｏｎｔｒｏｌ ｓｙｓｔｅｍ）及びウ
ェルヘッドシステム（ｗｅｌｌ ｈｅａｄ ｓｙｓｔｅ
ｍ ）を相互接続することにより海面下穿孔装置を構成
することがこれまで知られでいた。

この型式の構成によれば、これら３つのサブシステムを
適当に相互に接続して、マリーンライザーシステムは海
面から海面下の一点までのび、ウェルヘッドシステムは
海底に適当に配置され、そしてウェルコン、トロールシ
ステムはマリーンライザーシステムとウェルヘッドシス
テムとの間に挿入され接続されるのである。

一言でいえば、海面下穿孔装置のこれら３つのサブシス
テムの各々の作用は実質的には次のようなものである。

マリーンライザーシステムは基本的には３つの作用を行
うことが意図されている。

すなわち、それは穿孔流体の戻りの導管として働き、穿
孔工具とケーシングストリングの案内として働きそして
噴出阻止スタックを移送し、設置するのに使用される。

ウェルコントロールシステム又は噴出阻止スタックとし
て知られているシステムは、穿孔中縦孔圧力の急変を制
御する手段となっている。

最後に、ウェルヘッドシステムは圧力容器として働き、
この圧力容器ヘケーシングストリングが穿孔動作遂行中
しつかり密封されている。

ウェルヘッドシステムに関し、このシステムは時にはウ
ェルヘッド／ケーシングノ・ンガーシステムとして参照
される。

ウエルヘッドシステムハ典型的には、少なくともウェル
ヘッドハウジングとケーシングハンガーとから成り、ケ
ーシングノ・ンガーはウェルヘッドハウジング内に配置
されるように設計されている。

ウエルヘソドノ・ウジングに対してケーシングハンガー
をそのように配置すると、環状開口がそれらの間に形成
される。

更に詳しくいえば、この環状開口は、ウエルヘッドノ・
ウジングの内壁面とケーシングノ・ンガーの外壁面との
間に必然的に存在する空間、すなわち隙間である。

この環状開口をバンキング・オフしたいということ、す
なわちそれを密封したいということＮ、それの理由とは
当業者にはよく知られており、ここでそれを説明する必
要はないと考える。

ウェルヘッドハウジングとケーシングノ・ンガーとの間
の環状空間をバンキング・オフすることは先行技術で知
られている。

更に詳しくいうと、例えば本発明と同じ譲受人に譲渡さ
れているハイネス等の米国特許３７９７８６４に教示さ
れているように、ウェルヘッドハウジングとケーシング
ハンガーとの間の隙間をパッキンク゛オンする、すなわ
ち密封するためそれらの間にニジストマー、又は弾性力
のある密封装置を介在させることが知られている。

この特許の教示によれば、弾性力のある密封装置は下方
にのびる唇状部分を有する上方金属シール、上方にのび
る唇状部分を有する下方金属シール、そして上方金属シ
ールと下方金属シールとの間に与えられている弾力のあ
るシールリングを含んでいる。

この弾性力のあるシール装置の動作は、それへ加えられ
る力に応答して金属対金属接触が金属レールの唇状部分
とウェルヘッドハウジングの壁面とケーシングハンガー
の壁面との間につくられるようなものである。

更にいえば、弾力性のあるシールリングは変形してシー
ルリングをウェルヘッドハウジングとケーシングハンガ
ーの両方の壁面と係合させるようになる。

作動という観点からはハイネス等の特許の教示するとこ
ろに従ってつ（られた弾力性のあるシール装置は満足す
べきものであるけれども、その構造の改善が望まれてい
る。

すなわち、水中のウェルヘッドハウジングとこのハウジ
ング内のケーシングハンガーとの間の環状隙間をパンク
・オフするため上記の弾力性のあるシール装置で密封を
行うためには２００００フイート・ポンド程度のトルク
力をシール装置に加えなければならないのが普通である
。

更に詳しくいえば、ハイネス等の教示に従って構成され
た弾力性のあるシール装置を使用するとき所望の密封、
すなわち１００００ポンド／平方インチの密封をするに
はこの程度の大きさのトルク力を加えていたのである。

上に説明した弾力性のあるシール装置は水面下のかなり
の深さで普通使用されるので、その密封装置を働かせる
ため必要な大きさのトルク力を加えることができるよう
になるにはそのトルク力をかなりの距離にわたって伝達
するための手段を講じることが必要である。

従って、ある圧力の密封を行うのに必要とされるトルク
力の大きさを、同じ圧力の密封を行なう同じように作用
する他の型式のシール装置を使用するとき必要とされる
トルク力よりも減少することがもし可能であれば、それ
は海面下穿孔装置のウェルヘッド部分に使用するシール
装置の好ましい属性とみられることであろう。

更に、小さいトルク力でシール装置を働かすことができ
るということは、海面下穿孔作業の遂行が望まれる距離
が増太し続けているので一層重要である。

すなわち、トルク力に加えられる前にトルク力を伝達し
ていかなければならない距離が増加するにつれてトルク
力の伝達が容易でなくなる。

その理由は多く、また様々であるが、海面下穿孔装置の
技術の当業者にはよく知られていることである。

従って、こメでそれを説明することは必要であるとは考
えない。

ウェルヘッドハウジングとケーシングハンガーとに対し
て密封関係に一度配置されてしまうと、上に述べたよう
に構成された弾力性のあるシール装置はその位置に置か
れたま又となっているのが通常であるとされている。

然しなから場合によっては、ウェルヘッドハウジングと
ケーシングハンガーとの間からこの弾力性のあるシール
装置を取除かなければならないことがある。

ハイネス等の特許の客体を構成している弾力性のあるシ
ール装置の立証された不利な特徴は、海面下穿孔装置の
ウェルヘッド部分からシール装置を取除こととする場合
に認められる。

すなわち、既に述べたように、ウェルヘッドハウジング
とケーシングハンガーの壁面と金属シールの唇状部との
間に金属対金属接触がつくられ、そして弾力性のあるシ
ールリングが変形してウェルヘッドハウジングとケーシ
ングハンガーの壁面と係合状態になって密封が行なわれ
てしまうと、ウェルヘッドハウジングとケーシングハン
ガーとの間から弾力性のあるシールリングを取除くとい
う場合に困難が生じる。

更に詳しくいえば、この場合に発生する困難の性格は、
密封位置から弾力性のあるシール装置を取除こうとして
上方金属シールへカをかけるとその弾力性のあるシール
リングが裂けてしまうということである。

すなわち、弾力性のあるシールリングが裂けてしまって
、下方金属シールがウェルヘッドハウジングとケーシン
グハンガーとの間の隙間を密封する目的で占めていたそ
の位置に下方金属ノールが残ってしまうのである。

ハイネス等の弾力性のあるシール装置のように、弾力性
のあるシールリングが切れて下方金属シールをその位置
に残してしまうという不都合が生じることがなく、取除
かなければならないときにはウェルヘッドハウジングと
ケーシングハンガーとの間から取除けるシール装置が必
要とされることが先行技術で立証されている。

要するに、水面下のウェルヘッドハウジングとそのハウ
ジング内のケーシングハンガーとの間の隙間を密封する
目的で海面下穿孔装置内で使用できその中で作動できる
改良された新しいシール装置に対する必要性が先行技術
に存在するということが示されているのである。

更に、上で既に述べたようなハイネス等の弾力性のある
シール装置のように使用することができ、そしてハイネ
ス等の弾力性のあるシール装置と同じ圧力の密封を行な
うことができてしかもハイネス等の弾力性のあるシール
装置よりも小さいトルク力で密封を行なうことができる
という利点を有し、そしてもしウェルヘッドハウジング
とケーシングハンガーに対する密封位置からシールリン
グを取除く必要があると、ウェルヘッドハウジングとケ
ーシングハンガーとの間にシールリングの一部を残して
しまうという恐れなく容易にシールリングを取除（こと
ができるシール装置が必要とされている。

それ故、本発明の目的は一対の間隔を置いた面の間で密
封を実施するために使用できる改良されたシール組立体
を提供することである。

本発明の別の目的は、海面下穿孔装置のウェルヘッド部
分に使用するに特に適しているシール組立体を提供する
ことである。

本発明の別の目的は、水面下のウェルヘッドハウジング
とこのハウジング内のケーシングノ・ンガーとの間の環
状隙間をバンキング・オフするのに使用できるシール組
立体を提供することである。

本発明の別の目的は、長期間にわたって最高の密封完全
性を保証できるシール組立体を提供することである。

本発明の更に別の目的は、同じような用途に使用されて
きた従来型式のシール組立体が必要としてきた密封する
に必要な力よりも小さい力を加えて密封できるシール組
立体を提供することである。

本発明の別の目的は、シール装置が作動状態にあるとき
第１と第２の手段の間で不動接続を確立するように、そ
してウエルヘソにハウジングとケーシングハンガーとの
間からシール装置を取除（必要が生じるとき第１と第２
の手段の間に堅固な接続を形成するように相互に協働す
るように組合サレテイる第１と第２の手段を講じている
シール組立体を提供することである。

更に本発明の別の目的は、廉価であって利用し易く、し
かも既知構造の海面下穿孔装置に使用することもできる
シール組立体を提供することである。

発明の要約 本発明に従って提供される新規な改良されたパンク・オ
フシール組立体は、海面下穿孔装置のウェルヘッド部分
に形成された環状隙間、すなわち水面下のウェルヘッド
ハウジングとこのハウジング内のケーシング・・ンガー
との間の環状Ｎ間をバッキング・オフする目的で海面下
穿孔装置に使用するに特に適している。

このパンク・オフシール組立体は、ウェルヘッドハウジ
ングの内壁面とケーシングハンガーの外壁面とに対して
非密封位置と密封位置との間を動（ことができる。

パンク・オフシール組立体は、下方にのびる唇状部を有
する上方金属シール、上方にのびる唇状部を有する下方
金属シール及び一対の異なる直径の通常非接着の弾力性
のあるシール要素を含んでいる。

すなわち、そのようなシール要素の一つは密封しようと
する環状隙間の内径と一致する直径を有し、他方の要素
はその環状隙間の外直径に一致する直径を有している。

更に、パンク・オフシール組立体の上方金属シールには
第１の手段を設け、下方金属シールには第２の手段を設
けている。

これらの第１と第２の手段は、もしパンク・オフシール
組立体の取外しが必要とされるとウェルヘッドハウジン
グとケーシングハンガーとの間から下方金属シールを回
収できることを保証している。

第１の手段は第１の金属部材から成り、この金属部材ま
上方の金属シールと一体に形成されていて、上方の金属
シールからそれらの主軸の方向に突出ており、それらの
自由端には鉤部分が形成されている。

同様に、第２の手段は第２の金属部材から成り、この金
属部材は下方の金属シールと一体に形成されていて、下
方の金属シールからそれの主軸の方向に突出ており、そ
れの自由端には鉤部分が形成されている。

第１と第２の金属部材の鉤部材は相互に係止し合うよう
にっ（られてぃて、ウェルヘッドハウジングとケーシン
グハンガーとの間の環状隙間内からパック・オフシール
組立体を取除（とき以外は不動接続を確立しており、そ
してパンク・オフシール組立体を環状隙間から取除くと
き堅固な接続をそれらの間で確立するようになっている
。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に従って構成されたパック・オフシール
組立体を使用する海面下穿孔装置のウェルヘッドサブシ
ステムの展開図である。 第２図は第１図のウェルヘッドサブシステムの、部分を
分離して示した破片部分の垂直断面図であって、本発明
に従って構成された複数のパック・オフシール組立体の
使用を示している。 第３図は、第２図に示すウエルヘンドシステムの一部の
拡大垂直断面図であり、非密封状態に相当する位置を占
めている本発明のパンク・オフシール組立体を示してい
る。 第４図は第３図と同様の破片部分の垂直断面図であり、
密封状態すなわちパンク・オフされた状態に相当する位
置を占めている本発明のパンク・オフシール組立体を示
している。 第５図は本発明に従ってつくられたパンク・オフシール
組立体の一部分の拡大垂直断面図である。 好ましい実施例の説明 添付図面、特に添付図中第１図を参照する。 海面下穿孔装置の一部、すなわち全体を参照数字１０で
示すウェルヘッドサブシステム（ｗｅｌｌｈｅａｄ ｓ
ｕｂｓｙｓｔｅｍ ）の部分が示されてイル。 本発明の主題は海面下穿孔装置の全動作には直接関係し
ていないので、海面下穿孔装置全体の構造や動作の態様
を詳述したり、第１図に示されているウェルヘッドサブ
システムの要素以外の海面下穿孔装置の主要素を図示す
ることは本発明を理解するために必要であるとは考えら
れない。 更に、第１図に示す型式のウェルヘッドサブシステムの
構造と動作は本発明の属する技術、すなわち海面下穿孔
装置の技術の熟練者にはよく知られていることなので、
本文中でウェル−＼ラドサブシステム１０の詳細な説明
も不必要であると考える。 第１図のウェルヘッドサブシステムの構造と動作とを以
下に述べるような仕方で要約してお（だけで十分である
と考える。 然しなから、詳しい説明も必要と考えられるのであれば
それについて詳しく理解するには先行技術を参照しなけ
ればならない。 第１図に示すように、ウェルヘッドサブシステム１０は
複数のケーシングハンガーボテイ１２゜１４．１６と、
複合ハンガー高圧ウェルヘッドハウジング１８と、それ
と協働するよう組合されたウェルヘッドハウジング２２
を有する恒久的な案内構造体２０と、暫定的な案内ベー
ス２４とを含んでいる。 第１図に示すように、ウェルヘッドサブシステム１０は
全部で３個のケーシングハンガーボテイ１２，１４，１
６を含むものとして示されているけれどもこれよりも多
い又は少ないハンガーボティをウェルヘッドサブシステ
ム１０に使用しても本発明の思想から逸脱するものでは
ないことは理解されるべきである。 当業者なら知っている０とである力ゝ、内直径だけが異
なる）・ンガーボテイ１２，１４，１６はウェルヘッド
ハウジング１８内にそれぞれ入れるように設計されてお
り、ウェルヘッドハウジング１８はウェルヘットハウジ
ング２２内に入れるように設計されている。 更に、従来のやり方に従って、ウェルヘッドサブシステ
ム１０のウェルヘッドハウジング２２が海面下穿孔装置
のその他の主要作動の１つ、すなわち普通ウェルコント
ロールサブシステムとして参照されているもの（図示せ
ず）に適当に固定されるように設計されている。 ウェルヘッドサブシステム１０の暫定的な案内ベース２
４の意図されている動作は水底に、すなわち海面下穿孔
装置を使用したいと思う水底に対し並置関係にウェルヘ
ットサブシステム１０を配置することであるとこ匁で述
べておくのがよいと考える。 結論として、既に述べたようにウェルヘッドサブシステ
ム１００基本的動作は、海面下穿孔装置の使用により穿
孔しティる間ケーシングストリングが密封されてイル圧
力容器として働（ということである。 参照数字２６で全体を示し、本発明の主題を形成してい
るパンク・オフシール組立体の構造と作用とを説明する
。 説明のため特に第２−５図を参照する。 第２図に示すように、ケーシングノ・ンガーボテイ１２
，１４，１６はウエルヘッドノ・ウジング１８と組立て
られた関係で配置されている。 更に、このハウジング１８はウエルヘッドノ・ウジング
２２に組立てられているものとして第２図に示されてい
る。 恒久的な案内構造体２０と協働するよう組合されている
ものとしてウェルヘットハウジング２２は示されている
。 ウェルヘッドハウジング１８をウェルヘッドハウジング
２２へ組付けている仕方とウェルヘッドハウジング２２
を恒久的な案内組立体２０と協働するよう組合せている
仕方とが海面下穿孔装置の技術の当業者にはよ（知られ
ている従来のやり方でそれぞれ実施されているので、本
文でこれについて説明することは必要であるとは考えな
い。 もしそのような説明を求めるのであれば、先行技術を調
べれば容易に得られるものである。 第２図に例示するように、本発明に従ってつくられたパ
ック・オフシール組立体２６は、ウェルヘッドハウジン
グ１８と３つのケーシングハンガーボディ１２，１４，
１６の各々との間に、いまもなお説明しようとしている
仕方で、好ましくは適当に、すなわち密封関係に配置さ
れるように入れられている。 第２図の全部で３個のパンク・オフシール組立体２６は
構造的には同一であるので、１つのパック−オフシール
組立体２６を詳述すれば本発明の理解を得るという目的
では十分である。 こういう意味では、第３，４図を参照すれば最もよく理
解されるように、例示としてのパック・オフシール組立
体２６はウェルヘットハウジング１８の内壁面１８ａと
ケーシングノ・ンガーボデイ１６の外壁面１６ａとの間
に挿入されている。 すなりち、パンク・オフシール組立体２６は環状隙間２
８に挿入されるように設計されている。 この環状隙間はウェルヘッド内壁面１８ａとケーシング
ハンガーボディ外壁面１６ａとの間に必然的に存在して
いる。 更に、以下に詳述するように、パック・オフシール組立
体２６は、ウェルヘットかウジング１８とケーシングハ
ンガーボディ１６に対する非付勢、すなわち非密封位置
（この位置は第３図に示されている）とそれらに対する
付勢、すなわちハック・オフ位置（この位置は第４図に
示されている）との間で動けるように設計されている。 パンク・オフシール組立体２６の付勢が行われる仕方を
説明する前に、パック・オフシール組立体２６の構造に
ついて先ず説明する。 この説明のため第３−５図を参照する。 本発明の最良の実施例によればパック・オフシール組立
体２６は、ウェルヘッドハウジング１８の内壁面１８ａ
とケーシングハンガーボディ１６の外壁面１５ａとの間
に形成される環状隙間２８の寸法に一致する円形となっ
ているということを指摘してお（。 第５図に見るように、パンク・オフシール組立体２６は
、全体を参照数字３０で示している上方金属シール、全
体を参照数字３２で示されている下方金属シール；そし
て全体を参照数字３４で示している弾力のあるシールリ
ングを含んでいる。 好ましくはゴムから形成されているこのシールリング３
４は２つの弾力のあるシール要素；すなわち部材３６と
３８から成る。 一方のシール要素３６の直径は環状隙間２８の内直径に
一致し、他方のシール要素３８の直径は環状隙間２８の
外直径に一致する。 本発明の最良の実施例によれば、各シール部材３６．３
８は円形左なっている。 パック・オフシール組立体２６の説明を続ける。 上方金属シールも円形である。 更に、本文中で詳述する目的で上方金属シール３０の横
寸法、すなわチ小軸（ｍ１ｎｏｒ ａｘｉｓ ）に沿っ
て測られた寸法は環状隙間２８の巾よりも小さいように
意図的に選択されている。 同様に、下方ｆｌＪＥシール３２は円形であって、それ
の横寸法すなわち小軸に沿って測られた寸法は環状隙間
２８の巾よりも僅かに小さい。 その理由は上方金属シール３０と下方金属シール３２と
の作用についての以下の説明から明らかとなろう。 上方金属シール３０について更に説明する。 このシールはそれの一端に切込み凧スなわち溝４０を有
している。 この溝４０の形はシールリング３４の端が溝に支持され
るような関係でその中にうけ入れられるように選択され
ている。 更に詳しくいえば、一諸になってシールリング３４を構
成しているシール部材３８の端３８ａの形は、第５図を
参照すれば最もよく理解されるように、溝４０の形と相
補的な形となっている。 同様に、下方金属シール３２にも切込み部分、すなわち
上方金属シール３０の溝４０と実質的に同じ形の溝４２
を設ける。 更に、下方金属シール３２の溝１ ４２（７）形は、シ
ール部材３６の他端３６ｂとシール部材３８の他端３８
ｂとが相互に並置関係に配置されると第５図に示すよう
にして溝４２内に支持されるようにうけ入れられる。 唇状部対４４と唇状部対４６とに形洲以ている外方突出
部分が溝４０と４２の外壁を限定している。 唇状部対４４は上方金属シール３０の主体部と一体に形
成されているのが好ましく、唇状部対４６は下方金属シ
ール３２の主体部と一体に形成されているのが好まし臂
更に、本発明の最良の実施例によれば、唇状部対４４と
唇状部対４６とはパンク・オフシール組立体２６がパッ
ク・オフ位置に置かれるとき横方向に変形できるような
適当な金属材料からつ（られている。 更に詳しくいえば、唇状部対を構成している個々の唇状
部４４の間にある間隙と個々の唇状部４６の間にある間
隙とは環状隙間２６のｌ］よりも小さく選ばれていて、
それにより環状隙間２８内にパンク・オフシール組立体
２６がうけ入れられるようにするために唇状部４４と唇
状部４６とは変形をうける必要がないようにしている。 唇状部４４の対と唇状部４６の対との変形については後
述する。 こ〜では、上方金属シール３０の唇状部４４の対は上方
金属シール３０とウェルヘッドハウジング１８の内壁面
１８ａと、ケーシングバンガーボディ１６の外壁面１６
ａとの間で金属対金属密封を、パンク・オフシー／１４
ｆｌ立体２６が環状隙間２８に適当に配置されるとき、
つくり上げて環状隙間に対しパック・オフ状態を確立す
るということを述べておけば足りる。 同様にして、下方金属シール４２の唇状部４６の対は下
方金属シール３２とウェルヘッドハウジング１８とケー
シングバンガーボディ１６との間で金属対金属密封をつ
くり上げるように作用する。 パンク・オフシール組立体２６の構造の説明を終えるに
際して述べておくことは、上方金属シール３０と下方金
属シール３２とにそれぞれ第１の手段と第２の手段とを
設けるが、これらの手段は以下に説明するような仕方で
相互に協働するように設計されていて、ウェルヘッドサ
ブシステム１０からパンクオフシール組立体２６を取外
す必要が生じると下方金属シール３２を環状隙間２８か
ら回収できることを保証している。 本発明の最良の実施例によれば前記の第１と第２の手段
はそれぞれ延長部材４８と５０になっている。 金属からつくられている部材４８と５０は上方金属シー
ル３０と下方金属シール３２とへ適当に接続されていて
それから外方に突出している。 更に詳しくいえば、部材４８は好ましくは上方金属３０
と一体に形成されていて溝４００基部から外方にのびて
いる。 同様に、部材５０は好ましくは下方金属シール３２と一
体に形成されていて溝４２の中心に配置され、それによ
り部材５ｏは下方金属シール３２から外方に突出するよ
うになる。 第５図を参照すれば最もよく理解されることであるが、
延長部材４８，５０はそれらの自由端に一体に形成され
た鉤状部５３，５４で終っている。 パンク・オフシール組立体２６がそれの組立てられた状
態のとき、すなわちシール部材３６．３８が上方金属シ
ール３０と下方金属シール３２との間にそれらに対し支
持された関係で入れられているとき、部分５３，５４が
相互に係合することのできる面を持つような形に各鉤状
部５２，５４をつ（つている。 更に詳しくいえば、鉤状部５２ν５４の相互係合により
部材４８，５０は正常な環境では上方金属シール３０と
下方金属シール３２との間で不動接続をつ（るように作
用し、そして環状隙間２８からパック・オフシール組立
体２６を取除（必要があるときは上方金属シール３０と
下方金属シール３２との間で同性接続をつくることがで
きる。 すなわち、鉤状部５２，５４の係合面の係合により力を
部材４８を介して部材５０へ伝え、それにより上方金属
シール３０から下方金属シール３２へこれらの間に存在
するようにされている剛性接続を介して力が伝えられる
。 この力は、環状隙間２８から下方金属シール３２を取り
除くためそれに引張りを加える目的で下方金属シール３
２へ加えられることのできる垂直方向の、すなわち引張
り力の形をとる。 バック°オフシール組立体２６を構成する部分の組立方
法を説明する。 第５図を参照する。第５図に示すように、上方金属シー
ル３０と下方金属シール３２とはそれらの間でシールリ
ング３４を支持関係にうけ入れるような形につくられて
いる。 更に詳しくいえば、シールリング３４を構成しているシ
ール部材３６と３８とは相互に向ってのびる延長部材４
８．５Ｑと相互に並置関係に配置されていて、延長部材
の自由端に形成されている鉤部分５２，５４は第５図に
示すようにして相互に係合している。 シール部材３６．３８をそのように位置ぎめすると、シ
ール部材の各端３６ａ。 ３６ｂとは、上方金属シール３０と下方金属シール３２
内にそのために設けた溝４０と４２とに入れる。 溝４０と４２の形とシール部分３６と３８の端３６ａ、
３６ｂと３８ａ、３８ｂとの相補的な形との間でつくら
れて摩擦嵌合により上方金属シール３０と下方金属シー
ル３２とに対してシール部材３６．３８は配置されたま
〜となっている。 更に、シール部材３６，３８の材料の弾性が溝４０．４
２の側壁とシール部材３６，３８の端３６ ａ、３６ｂ
； ３８ａ ＞ ３８ｂとの間での偏倚力の維持を助
けている。 ウェルヘッドサブシステム１０内でのパンク・オフシー
ル組立体２６０組立法については、その目的に対してど
のような適当な従来形式の取付手段を使用してもよい。 本発明の最良の実施例によれば、パンク・オフシール組
立体２６はケーシングバンガーボディにそれに対して動
けるようにそしてそれと一諸に動けるように取付けれる
のが好ましい。 このため、一例として、パック・オフシール組立体２６
は米国特許３７９７８６４（特許権者ハイネス等）に記
載のようにしてケーシングバンガーボディ１６に対して
支持されているのが好ましい。 この特許明細書はケーシングノ・ンガーボデイヘ従来の
パンク・オフシール組立体を取付ける仕方を詳述してい
るので、そしてその説明されている取付手段は本発明の
パンク・オフシール組立体２６をケーシングバンガーボ
ディ１６へ取付ケるのにも利用できるのでそれの詳述は
本文中では必要とは考えない。 ノ・イネス等の特許がその点で教示しているということ
を述べておけば足りると考える。 同様に、パンク・オフシール組立体２６の付勢を達成す
る目的で、すなわちウエルヘソドノ・ウジング１８とケ
ーシングバンガーボディ１６とに対する非密封関係から
それに対するパンク・オフ状態に相当する位置へパンク
・オフシール組立体２６を動かすためどのような従来の
方法でも適当に採用し得る。 先行技術の教示に従って、従来のパンク・オフシール組
立体の付勢を実施するために利用されている基本的に２
つの方法がある。 本発明に従ってつ（られたパンク・オフシール組立体２
６の付勢のためこれら２つの方法のいずれでも使用でき
る。 両方法とも当業者にはよく知られているのでそれらをと
匁で長々しく説明する必要はないものと考える。 簡単に要約していえば、これら２つの方法は付勢力がパ
ンク・オフシール組立体へ伝えられる仕方についてだけ
相互に異なっている。 一方の方法ではその付勢力はトルクの形であり、他方の
方法では水圧力を使用している。 いずれの付勢力を使用してもその効果ス環状隙間２８に
対する非付勢位置からそれに対する付勢位置へパンク・
オフシール組立体２６を動かすことである。 この環状隙間２８は、ケーシング・・ンガーボデイ１６
の外壁面１６ａとウェルヘッドハウジング１８の内壁面
との間に存在する隙間として第２．３，４図に示されて
いる。 更に、もし望むのであれば、付勢力をパンク・オフシー
ル組立体へ加えてそれを付勢する従来の仕方が前記のハ
イネス等の特許明細書に記載されているので参照され又
はよい。 パンク・オフシール組立体２６を付勢すると、それはパ
ック・オフ状態に相当する位置を占める。 本文中で用いる「パック・オフ状態」とは、パンク・オ
フシール組立体２６の主要部分がウェル６ンドバウジン
グ１８とケーシングバンガーボディ１６（パンク・オフ
７一ル組立体はこれと組合されているものとして第２−
４図に示されている）とに対して以下の関係を持つその
状態を意味することを意図している。 すなわち、パンク・オフシール組立体２６がパック・オ
フ状態にあるとき、上方金属シール３０とウエルヘソド
ノ・ウジング１８とケーシングバンガーボディ１６との
間に金属対金属密封が、ウエルヘッドノ・ウジング１８
の内壁面１８ａとケーシングバンガーボディ１６の外壁
面１６ａとに上方金属シール３０の唇状部４４の対が係
合する結果としてつくられる。 同様にして、ウェルヘッドハウジング１８の外壁面１８
ａとケーシングノ・ンガーボデイ１６の内壁面１６ａと
に下方金属シール３２の唇状部４６の対が係合すること
により下方金属シール３２とウェルヘッドハウジング１
８とケーシングノ・ンガーボテイ１６との間に金属対金
属密封がつくられる。 最後に、パンク・オフ状態をつくる目的でパンク・オフ
シール組立体２６を作動させるとき上方金属シール３０
と下方金属シール３２との間に相対移動が生じて弾性力
のあるシール部材３６．３８は変形をうけ、それにより
ウェル６ンドバウジング１８の外壁面１８ａとケーシン
グノ・ンガーボテイ１６の内壁面１６ａとが唇状部４４
と４６の対と係合する点の中間で前記の外壁面１８ａと
内壁面１６ａにシール部材３６，３８の各外面を衝合さ
せる。 要するに、パンク・オフシール組立体２６が密封状態に
あるとき３つの別々の密封関係、すなわち、上方金属シ
ール３０とウェルヘッドハウジング１８とケーシングハ
ンガーボディ１６との間の金属対金属密封、下方金属シ
ール３２とウェルヘッドハウジング１８とケーシングハ
ンガーボディ１６との間の金属対金属密封、及びシール
リング３４とウェルヘッドハウジング１８とケーシング
ハンガーボディ１６との間の弾力性付対金属密封がつく
られる。 本発明の最良の実施例によれば、パンク・オフシール組
立体２６がそれの密封状態にあるときつくられる密封は
接触面に対し本質的に１５０００ポンド平方インチの圧
力の印加に等しい。 然しなから、そのような大きさの圧力の存在にもか瓦わ
らず、パンク・オフシール組立体２６の特性は、シール
部材３６，３８が当業者がコールドフローと称している
ものをうけたり又は劣化したりする傾向を示さないとい
うことである。 このシール部材３６，３８にコールドフローがないとい
う一つの理由は、唇状部４４，４６がそれらの間で捕捉
してシール部材３６．３８を含んでいるように作用する
ということにある。 以上のことから明らかなことは、シールの質の永続性は
本発明に従ってつ（られたパンク・オフシール組立体２
６で得られるということである。 本発明のパンク・オフシール組立体の別の望ましい特性
は、上述の１５０００ポンド平方インチの密封圧力が、
従来のパンク・オフシール組立体の密封を行なわせるの
にこれまで必要とされた力よりもかなり小さい力で実現
できると（・うことである。 これについて例を挙げると、既に述べた・・イネス等の
教示するところに従ってつくられたパンク・オフシーツ
咀立体では１００００ポンド平方インチの密封圧力を得
るのに２００００フイ一トポンド程度の付勢力を加える
ということが知られている。 他方、本発明に従ってつくられたパンク・オフシール組
立体２６のようなパンク・オフシール組立体を使用する
と１５０００ポンド平方インチの密封圧力をつくるに１
００００フイートポンドの力で足りるということが判明
している。 付勢力の大きさをこれだけ減少できたことは、力が発生
させられる水面とパンク・オフシール組立体２６が使用
される水底との間のかなりの距離を、何らかの方法で、
付勢力を伝えなげればならないということを認識すれば
理解されよう。 その必要とする付勢力をパンク・オフシール組立体の使
用場所へ伝えることができないということが、従来の海
面下穿孔装置で穿孔を行うことができる距離について重
大な制限となっている。 本発明に従ってつくられたパンク・オフシール組立体２
６を使用すると、１００００フイートポンドの付勢力を
加えて１５０００ポンド平方インチの密封圧力が得られ
るということで、所要距離にわたって比較的大きな力を
伝えることができないため穿孔作業が制限されるという
恐れはかなりなくされた。 パンク・オフシール組立体２６を作動させるに必要な力
の大きさという問題に関連してパンク・オフシール組立
体の別の有利な特徴がある。 すなわち、唇状部４４，４６の対の変形はかなりの程度
まで制御されることができるということが判明している
。 更に詳しくいえば、上方金属シール３０と下方金属シー
ル３２に設けた唇状部４４２４６は、従来型式のパンク
・オフシール組立体、と□ 異なり、次第に変形をうけ
るということはない。 むいそれがうける変形の各増分がはっきりしている。 既述のハイネス等が教示せるパンク・オフシール組立体
を特徴づけている漸増的変形とパンク・オフシール組立
体２６の唇状部４４，４６の境目のはつきりした変形と
の間の差異は、後者が一対のシール部材３６．３８を使
用しており、他方従来型式の組立体では弾力性のシール
リングは単一部材から成るということの反映（少なくと
も一部は）である。 更に、唇状部４４，４６の形状□ を、例えばそれの従
来のものと比較して、変えている。 従って従来技術の場合、唇状部と単一リングシールとの
間に存在する荷重力関係は、唇状部４４．４６とシール
部材３６．３Ｂとの間に存在する荷重力関係とはかなり
異なる。 それらの各荷重力関係に差異があるため、そして唇状部
４４゜４６をつくる金属材料を適正に選択することによ
り、唇状部４４，４６０変形が生じる点を、所定の力範
囲内で、制御することができる。 このことは例えば、パンク・オフシール組立体２６とウ
ニ１ ルヘッドハウジング１８とケーシングハンガーボ
ディ１６との間に適正な密封関係がつくられることを保
証するという観点から望ましい。 唇状部４４．４６をつくる適正材料の選択という問題に
関する限り、唇状部４４，４６０寸法、唇状部４４．４
６に望まれる変形程度、接触面へ加える密封圧力等を含
む多くの要因を考慮しなげればならない。 本発明に従って構成したパンク・オフシール組立体は他
にも有利な特徴を有している。 上方金属シール３０と下方金属シール３２に設けた第１
の手段と第２の手段とについて言及する。 既に述べたように、これらの第１と第２の手段は上方金
属シール３０と下方金属シール３２との間に堅固な接続
をつくるように働へ この堅固な接続の確立により、パ
ンク・オフシール組立体２６をウェルヘッドサブシステ
ム１０から取除（必要が生じた場合、下方金属シール３
２へ引張り力を加えてそれを環状隙間２８内から回収す
ることができる。 本発明の最良の実施例によれば、第１の手段は自由端に
鉤状部分５２を形成した延長金属部材４８から成り、第
２の手段は自由端に鉤状部分５４を形成した延長金属部
材５０から成る。 鉤状部分５２．５４は相互係止できるように設計されて
いる。 最後に、第１と第２の手段の動作は、正常な環境では不
動接続がつくられていてそれにより第１と第２の手段の
存在がパンク・オフシール組立体２６の動作の遂行を決
して阻害しないようなものである。 このように、本発明に従って、一対の間隔を置いた面の
間を密封するように作動する新規な改良されたシール組
立体が提供される。 更に、本発明のシール組立体は海面下穿孔装置のウェル
ヘッド部分に使用するに特に適している。 更に、本発明に従って、水面下のウエルヘッドノ・ウジ
ングとその中のケーシングハンガーとの間の環状隙間を
密封するシール組立体が提供される。 更に、本発明のシール組立体は、長期間最大の密封完全
性を保証するという特徴を有している。 又、本発明に従って、同様の目的で使用されてきた従来
のシール組立体がこれまで必要としてきたよりも小さな
付勢力に応じて作動できるシール組立体が提供される。 又、本発明のシール組立体の第１と第２の手段は相互に
協働して、シール装置が付勢状態にあるときそれらの間
で不動接続をつくり、そしてウェルヘッドハウジングと
ケーシングハンガーとの間からシール装置を取除くこと
が必要となるとそれらの間に堅固な接続をつくる。 更に、本発明に従って、廉価で且つ使用が容易であり、
しかも既知構造の海面下穿孔装置に使用できるシール組
立体が提供される。 本発明の一実施例だけを示したけれどもそれを変形する
ことは当業者には容易であろうし、そのような変形のあ
るものについで本文中で言及している。 それ故請求の範囲は本文中に示唆した変形や本発明の思
想に含まれる他のすべての変形をカバーすることを意図
している。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 第１の部材と、この第１の部材との間に隙間をつ（
   るように第１の部材と組合されている第２の部材とを少
   なくとも含んでいる”穿孔装置内に支持されていて、前
   記の隙間に関し非密封位置と密封位置との間で動きそし
   て密封位置を占めるとき前記の隙間を密封するパンク・
   オフシール組立体の改良であって、 ａ、前記パンク・オフシール組立体が密封位置を占める
   とき前記の第１と第２のボディ部材の間で金属対金属密
   封をつくるように作用する、外方に突出する第１の対の
   唇状部分を有する第１の金属シール手段； ｂ、前記のパンク・オフシール組立体が密封位置を占め
   るとき前記の第１と第２のボディ部材の間で金属対金属
   密封をつくるように作用する、外方に突出する第２の唇
   状部分を有する、第２の金属シール手段； Ｃ０前記のパンク・オフシール組立体が密封位置を占め
   るとき前記の第１と第２のボディ部材間に弾性材対金属
   密封をつくるように作用する、前記の第１の金属シール
   手段と前記の第２の金属シール手段との間に挿入されて
   支持されている弾力性のあるシールリング；及び ｄ、前記の第１と第２のボディ部材がつくる隙間ニ対シ
   第１の方向に前記のパンク・オフシール組立体を動かす
   ときには前記の第１の金属シール手段と前記の第２の金
   属シール手段との間で不動接続をつ（るように作用し、
   前記の第１と第２のボディ部材がつくる隙間に対し第２
   の方向に前記のパンク・オフシール組立体を動かすとき
   前記の第１の金属シール手段と前記の第２の金属シー／
   ’ｆ＝段との間に堅固な接続をつくるよう作用し、前記
   の第１の金属シール手段と前記の第２の金属シール手段
   とに組合された回収手段 を備えたパンク・オフシール組立体。 ２ 前記の回収手段は前記の第１の対の唇状部分と平行
   関係に外方へ突出するよう前記の第１の金属シール手段
   に支持されている第１の手段を含む請求の範囲１に記載
   の穿孔装置における・くツク。 オフシール組立体。 ３ 前記の第１の手段が、前記の第１の対の唇状部分の
   中心に位置するように前記の第１の金属シール手段と一
   体に形成された第１の延長金属部材を備えている請求の
   範囲２に記載の穿孔装置におけるパンク・オフシール組
   立体。 ４ 前記の第１の延長金属部材がそれの自由端に第１の
   鉤状部分である請求の範囲３に記載の穿孔装置における
   パンク・オフシール組立体。 ５ 前記の回収手段が、前記の第２の対の唇状部分と並
   行関係に外方へ突出するよう前記の第２の金属シール手
   段に支持されている第２の手段を含む請求の範囲４に記
   載の穿孔装置におけるパック・オフシール組立体。 ６ 前記第２の手段が、前記の第２の対の唇状部分の中
   心に位置するように前記の第２の金属シール手段と一体
   に形成されている第２の延長金属部材を備える請求の範
   囲５に記載の穿孔装置におけるパンク・オフシール組立
   体。 １ 前記の第２の延長金属部材がそれの自由端に形成さ
   れた第２の鉤状部分を有し、この第２の鉤状部分は前記
   の第１の鉤状部分と相互係合して前記の第１の金属シー
   ル手段と前記の第２の金属シール手段との間に前記の堅
   固な接続をつくる請求の範囲６に記載の穿孔装置におけ
   るパック・オフシール組立体。 ８ 前記の弾性力のあるシールリング手段が相互に並置
   関係に配置された一対の密封部材を備えている請求の範
   囲１に記載の穿孔装置におけるパンク・オフシール組立
   体。 ９ 前記の対の密封部材が異なる直径を有し、そして前
   記の対の密封部材の各々が弾力性のある材料から成る請
   求の範囲８に記載の穿孔装置におけるパンク・オフシー
   ル組立体。 １０ 前記の第１と第２のボディ部材と前記の第１の
   対の唇状部分との間で前記の金属対金属密封をつくり、
   そして前記の第１と第２のボディ部材と前記の第２の対
   の唇状部分との間で前記の金属対金属密封をつくる際前
   記のパック・オフシール組立体をそれの密封位置に動か
   していくにつれて前記の第１の対の唇状部分と前記の第
   ２の対の唇状部分との両方が急速に変形をうける請求の
   範囲１項に記載の穿孔装置におけるパンク・オフシール
   組立体。