JPS6049753B2 - パツキング装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は全般的に坑井噴出防止装置に関し、かつ特にこ
のような装置に用いるバッキング装置および挿入部材に
関する。

先行技術はバッキング装置の中心軸線のまわりに隔置さ
れかつゴムのような弾性体がはめこまれｊる同一金属製
の挿入部材を含む環状型噴出防止装置のバッキング装置
を公関している。

バッキング装置を坑井ドリル管のまわりにまたはそれ自
体の上に内方に締めつけたとき、ゴムはゴムを留めてい
る挿入部材によつて生ずる抵抗により半径方向・にかつ
内方に挾握される。延伸したゴムに対して上向きに作用
する坑井圧力もまたコムを上方に変位させる傾向があり
、従つてゴム材料は半径方向および垂直方向の両方向に
おいて力を受ける。これは、特に噴出防止装置を繰返し
て閉鎖した後材料の疲労および強度の劣化を惹起すので
、各々の装置の定格能力は通常ある閉鎖回数に安全に耐
えるその能力について決定されている。この閉鎖回数を
増大するために努力が払われてきているが、しかしゴム
の極端な延伸の問題はかかる努力を払つたにも拘わらす
その成功度を限定してきた。本発明の主な目的は高い坑
井圧力の下でゴムを効果的に留める金属製挿入部材の能
力が実質上高められ、その効果ゴムの延伸が実質上減少
せしめられかつ寿命が実質上伸ばされることを特徴とす
る改良された坑井噴出防止装置を提供することである。
本発明は長手方向軸線を有する環状坑井噴出防止バッキ
ング装置において前記軸線に向つて内方に圧縮変位せし
められるように構成されたバッキング装置を提供するも
のてあり、その改良の組合せは前記軸線のまわりに略々
円形に隔置された金属製挿入部材を備え、前記金属部材
は長手方向にかつ前記軸線のまわりの方向に延びて長手
方向に面する部分を有する表面を画成するようなウェブ
を備え、さらに、前記軸線のまわりに延びかつ前記ウェ
ブをはめこむ弾性材料を環状部材を含み、前記弾性材料
は前記表面部分と接触する関係に延びてそれによりウェ
ブが弾性材料を留めかつバッキング装置の前記圧縮変位
中その長手方向の変位．に抵抗するようにしたことから
なつている。

基本的には、本発明のバッキング装置は、長手方向にか
つバッキング装置の軸線のまわりの方向に横方向に延び
て長手方向に軸線方向に面する部分を有する表面を画成
するような改良された金属製挿入部材を用いている。前
記ウェブは全般的にらせん状に延びるものとしてみなす
ことができ、またかかる表面は特にバッキング装置が坑
井管のまわりに閉ざされるときに弾性材料を長手方向の
変位に抗して保持し、すなわち、留めるかまたは図面か
ら理解されるように開放した穴を閉鎖するために効果的
に作用し、他方かかる表面は坑井を閉鎖する目的のため
にゴム材料の所要の半径方向の内方の変位、すなわち、
押出しを抑制しない。図面から理解されるように、挿入
部材ウェブは、代表的には、逆向きの曲率を有しかつ屈
曲部において結合された上側部分および下側部分を含み
、上側部分はバッキング装置の軸線のまわりの一方向に
凹面を形成し、また、下側部分はその方向に凸面を形成
することができる。さらに、挿入部材は上端板および下
端板を含み、下端板はバッキング装置の軸線のまわりの
方向に上端板に対して偏位しており、またウェブの上側
部分および下側部分はバッキング装置と組み合わされた
内方領域に向つて細長く延びている。本発明の一型式に
おいては、このような部分は横方向に平行であり、一方
もう一つの型式では、このような部分は以下記載するよ
うに互に相対して横方向の傾斜角を有している。上記の
如く構成した結果、バッキング装置が締めつけられたと
き、ウェブが入れ子式に組み合わされてそれによりウェ
ブの間のバッキング装置材料はウェブ自体の曲率を想定
するとさらに効果的に留められ、すなわち、捕捉される
。その上、ウェブのリブがこの効果を高める作用をする
。その結果、ゴムは特に軸線方向において実質上より小
さい延伸力を受けることになり、従つて噴出防止装置の
寿命を伸ばすことができる。本発明のこれらの目的、他
の目的ならびに利点は、例示した実施例の詳細と共に、
以下の説明および添付図面から十分に理解されよう。

第１図および第３図について説明すると、噴出防止装置
１０は金属製ハウジング１１を含んでいる。

金属製ハウジング１１の最下部分は坑口ケーシングフラ
ンジ１４またはその他の坑口装置に対して１２でフラン
ジ接続されかつ１３においてボルト留めされている。ハ
ウジング１１は、環状バッキング装置１８の外面２３に
対向するピストンカム面２２から作用する圧力によりバ
ッキング装置１８を締めつけるために、ピストン面１７
に対して上向きに作用する流体圧力に応答して室１６を
上方に移動しうるピストン１５を内蔵している。ピスト
ンカム面２２およびバッキング装置の外面２３は截頭円
錐形でありかつ上方にフレアをつけられている。バッキ
ング装置１８は、十分に半径方向に内方に変位せしめら
れたとき、噴出防止装置１０を通して軸線方向にかつ垂
直方向に延びるよう図示した坑井管１９のまわりを密封
する。また、バイブが無い場合は、バッキング装置１８
はピストン１５によつて十分に締めつけられたとき噴出
防止装置１０を通して延びる垂直方向の通路２０を完全
に閉ざす。ピストン１５がピストン面２４に作用する流
体圧力に応答して下方に移動するとき、バッキング装置
１８は第１図および第２図に示した開放位置まで半径方
向に外方に伸び広がる。ピストンの環状面２５がハウジ
ングのキャップ穴２６に対して摺動係合するよう案内さ
れ、かつバッキング装置１８が通常ハウジングｊキャッ
プの下側内面２７の下に垂直方向に閉じこめられている
ことに留意されたい。流体圧ライン２８および２９は外
部の圧力を室３０および３１にそれぞれ連通している。
垂直スリーブ３２はケーシング３３を介して坑井に連結
し、かつスリーｊブ３２の頂部はピストン１５が下側位
置にあるときバッキング装置１８上に着座する。本発明
によれば、バッキング装置１８は長手方向の真直ぐな軸
線３６を有している。

軸線３６に対してバッキング装置１８は半径方向に内方
に締フめつけられ、すなわち、圧縮変位されるようにな
つている。基本的に、バッキング装置１８は軸線３６の
まわりに略々円周方向に隔置された、例えば符号３７で
示した金属製挿入部材であつて長手方向にかつ軸線３６
のまわりの方向に（例えばらせん状に）延びて長手方向
に向く表面部分３８ａを有する表面（符号３８で示した
ような）を画成するようなウェブを有する金属製挿入部
材と、軸線３６のまわりに延びて前記ウェブをはめ込む
環状の弾性材料３９とを備え、前記弾性材料３９は（例
えば第６図に示したように）表面部分３８ａと接触する
関係に延ひてそれによりウェブは弾性材料３９を留めか
つ例えば第４図および第５図に示したようにバッキング
装置１８の圧縮変位の間バッキング装置に作用する高い
坑井圧力の下で弾性材料３９を上向きの長手方向の変位
に抵抗するようになつている。さらに詳しく述べると、
第１図ないし第１４図に示した挿入部材は同じ構造を有
し、かつ上端板４０および下端板４１を有し、またその
間にウェブ４２が延びている。

ウェブ４２は逆向きの曲率を有する上側部分４２ａおよ
び下側部分４２ｂを有している。例えば、第６図に示し
た上側部分４２ａは軸線３６のまわりの（矢印４３で示
した）一つの円周方向に凹であり、また下側部分４２ｂ
はその方向に凸である。さらに、このように逆に彎曲し
た上側部分と上側部分との間に符号４４で示した屈曲領
域が設けられている。それに加えて、下端板４１は上端
板４０に対して軸線３６のまわりの矢印４３で示す方向
に偏位している。第５図および第６図から明らかである
ように、ウェブ４２はそれに沿つて延びる真直ぐなリブ
４５とそのまわりに延びる横方向リブ４６を有しており
、前記の横方向のリブ４６は突出して付加的な面を提供
してそれにより高い全圧力の下で長手！方向の変位に抗
してコム材料３９を留める作用をする。前述したウェブ
の曲率を有する長手方向リブ４５は、バッキング装置が
半径方向に締めつけられている間、過大な半径方向の内
向きの流れに対してゴム材料３９を留める作用をする。
このよこうな締めつけにより連結する彎曲したウェブ４
２が相対的に入れ子式に組合わされてそれにより各各の
ウェブの下側部分４２ｂは次に連結するウェブの上側部
分４２ａの下に延び、その結果、入れ子式に組合わされ
たウェブの間のゴム、すなわ４ち、弾性バッキング材料
はウェブが垂直方向の平行に保持されるような先行技術
のバッキング装置よりも上向きの変位に対してさらに良
く保持され、すなわち、留められる。第６図のウェブ４
２は、入れ子式に組合わされたときに、より近接して共
に移動する。第７図ないし第１０図を参照すると、上側
部分４２ａおよび下側部分４２ｂが軸線３６のまわりの
内方領域に対して略々平行な方向に横方向に細長く延び
、またこの内方領域は軸線３６に必ずしも合致していな
いが、略々軸線３６に接近している。

これは水平ウェブ部分を５０，５１，５２および５３で
概略示した第１０図においてさらに明′瞭に示されてい
る。部分５０および５１はウェブ４２の上側部分４２ａ
において異なる高さに配置され、また部分５２および５
３はウェブ４２の下側部分４２ｂにおいて異なる高さに
配置されている。部分５０，５１，５２および５３はく
さび形：に形成され、かつ平行な中実軸線５０ａ，５１
ａ，５２ａおよび５３ａをそれぞれ有している。底板、
すなわち、基板４１は頂板および部分５０ないし５３に
対して傾斜し、かつバッキング装置がバイブ１９のまわ
りにまたはそれ自体の上に（開放した穴の場合）閉ざさ
れるときにくさび形板４１の軸線４１ａが軸線３６に向
かつて、すなわち、軸線３６に接近するような関係に向
けられている。第１１図ないし第１４図に示した、平行
でありかつ面が水平面から偏位した横方向部分にも留意
されたい。

このようなくさび形部分は平行な軸線５５ないし５８を
有し、部分１１および１２はウェブの上側部分４２ａに
組み合わされ、かつ部分１３および１４はウェブの下側
部分４２ｂに組み合わされる。第７図もまた下端板４１
が上端板４０に対して内方に偏位していることを示す。
第８図は上側部分４２ａが長手方向に下方に向いてゴム
バッキング材料をその間に留める付加的な彎曲面部分６
０を形成している状態を示す。彎曲面部分６０は前述し
た面部分３８ａと反対側のウェブの側にあり、また下方
に面している。第１５図ないし第２４図に示した変型挿
入部材には挿入部材３７につけた符号に相当する符号を
付してあるが、この場合には１００の数字のＲｌＪを付
してある。

変型挿入部材１３７は下記の例外事項を除いて挿入部材
３７の特徴と同一の特徴を有している。すなわち、第１
５図および第１８図ないし第２４図では、ウェブ１４２
に沿いかつ該ウェブを通じて形成された水平部分１６９
ないし１７４は漸進的に傾斜しており、すなわち、例え
は軸線１６９ａないし１７４ａにより画成されているよ
うに、その軸方向の長さに沿つて傾斜角が増大している
。このような軸線はバッキング装置の軸線１３６に平行
な共通の長手方向軸線２００に沿う諸点で合致する延長
線を有している。軸線２００は、バッキング装置が例え
ば全く締めつけられていないか、または部分的に締めつ
けられているかまたは十分に締めつけられているとき、
バッキング装置のある位置に対して軸線−１３６と合致
させることができる。部分１６９ないし１７１はウェブ
１４２の上側部分１４２ａと組も合わされ、かつ部分１
７２ないし１７４はウェブの下側部分１４２ｂと組み合
わされている。下端板、すなわち、基板１４１も、また
、平面図である第１８図に示したように、頂板、すなわ
ち、上端板１４０から偏位しているにもかかわらす軸線
２００に向つて横方向に細長く延びている。

このような偏位は（軸線１３６および２００に対して）
円形であり、かつ横方向、すなわち、半径方向てある。
頂板１４０もまた軸線２００に向つて細長く延ひている
。さて、再び第１図ないし第３図に戻つて説明すると、
バッキング材料がその頂部および底部に半径方向のみぞ
穴、すなわち、隙間２５０および２５１を画成しており
、このようなみぞ穴はバッキング装置が圧縮されるとき
に狭められる。

みぞ穴２５０および２５１は円周方向に隔置され、−か
つ隣接する挿入部材の上端板と下端板との間に配置され
ている。最後に、第２５図は一方が他方の上方に垂直方
向に整列した上端板３４０および下端板３４１を備えた
挿入部材３３７の変型を示す。

挿入部材３３７は、図示のように、上端板３４０および
下端板３４１に対して垂直方向に整列しないで横方向に
彎曲したウェブ３４２を有している。ウェブ３４２は、
図示のように、該ウェブをはめこむバッキング材料３３
９の長手方向（すなわち、垂直方向の）変位に抵抗する
長手方向に面する部分を有している。ウェブの横方向凸
面３３７ａおよび凹面３３７ｂに留意されたい。この二
重に回旋した形状は上記の利点を有し、また挿入部材の
上端板および下端板が一方が他方の上で隔置されたバッ
キング装置に従来用いたバッキング装置成形工具の使用
を可能ならしめる。

【図面の簡単な説明】

第１図は坑井噴出防止装置中に設置された本発明による
バッキング装置を部分的に断面で示した正両立面図、第
２図は第１図を２−２線で裁つた、一部を破断して示し
た拡大平面図、第３図は第２図を３−３線で裁つた断面
を示す立面図、第４図は坑井管を取り囲んだバッキング
装置を示した第２図に類似した図、第５図は第４図を５
−５線で裁つた断面を示す立面図、第６図は第２図を６
−６線で裁つた、直線状に展関した一部欠載立面図、第
７図は第１図ないし第６図のバッキング装置に用いられ
る金属製挿入部材の側面図、第８図は第７図を８−８線
で裁つた端両立面図、第９図は第７図の挿入部材の頂部
平面図、第１０図は第９図に類似した略図でありかつ種
々の水平部分の向きを示した図、第１１図ないし第１４
図は第７図を１１−１１線ないし１４−１４線で裁つた
断面図、第１５図は第７図に類似した図でありかつ挿入
部材の変型の構造を示した図、第１６図は第１５図の挿
入部材を１６−１６線て裁つた端面図、第１７図は第１
５図の挿入部材の頂部平面図、第１８図は第１５図の挿
入部材の第１７図に類似した略図でありかつ水平部分の
向きを示した図、第１９図ないし第２４図は第１５図を
１９−１９線ないし２４−２４線て裁つた断面図、かつ
第２５図は第６図に類似した図であり、その変型構造を
示した図である。 １０・・・・・・坑井噴出防止装置、１１・・・・・・
ハウジンｊグ、１４・・・・・・坑口ケーシングフラン
ジ、１５・・ピストン、１８・・・・・・環状バッキン
グ装置、１９・・・・坑井管、２２・・・・・ゼストン
カム面、２５・・・・・ゼストン環状面、２８，２９・
・・・・流体ライン、３２・・・・垂直スリーブ、３６
・・・・・・長手方向軸線、３７・・・・挿入部材、３
８・・・・・・表面、３８ａ・・・・・・表面部分、３
９・・・・・・環状部材、４０・・・・・・上端板、４
１・・・・下端板、４２・・・・・・ウェブ、４２ａ・
・・・・・上側部分、４２ｂ・・・・・・下側部分、４
４・・・・・・屈曲部、４５・・・・長手方向リブ、４
６・・・・・・横方向リブ、５０，フ５１，５２，５３
・・・・・・水平ウェブ部分、６０・・・・表面部分、
１３６・・・・・・長手方向軸線、１３７・・・挿入部
材、１４０・・・・・・上端板、１４１・・・・・・下
端板、１４２・・・・・・ウェブ、１４２ａ・・・・・
・上側部分、１４２ｂ・・・・・・下側部分、２００・
・・・・・長手方向軸線、３３７・・・・・・挿入部材
、３３９・・・・・・バッキング材料、３４０・・・・
・・上端板、３４１・・・・・・下端板、３４２・・・
・・ウェブ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 長手方向軸線を有する環状噴出防止装置のパッキン
   グ装置において、前記軸線に向つて内方に圧縮変位せし
   められるように構成されたパッキング装置であつて、前
   記軸線のまわりに略々円形に隔置された金属製挿入部材
   を備え、前記挿入部材は長手方向にかつ前記軸線のまわ
   りの方向に延びて長手方向に面する部分を画成するよう
   なウェブを有し、さらに、前記軸線のまわりに延びかつ
   前記ウェブをはめ込む弾性材料の環状部材を備え、前記
   弾性材料は前記表面部分と接触する関係に延びてそれに
   より前記ウェブが弾性材料を留めかつパッキング装置の
   前記圧縮変位中その長手方向の変位に抵抗するようにし
   たことを特徴とするパッキング装置。 ２ 特許請求の範囲第１項記載のパッキング装置におい
   て、前記ウェブの中の特定のウェブがそれぞれ逆向きの
   曲率を有する上側部分および下側部分を有することを特
   徴とするパッキング装置。 ３ 特許請求の範囲第２項記載のパッキング装置におい
   て、前記ウェブの各々の上側面が前記軸線のまわりの一
   方向に凹である上側部分と前記方向に凸である下側部分
   とを有することを特徴とするパッキング装置。 ４ 特許請求の範囲第１項、第２項または第３項記載の
   パッキング装置において、各々の挿入部材が上端板およ
   び下端板を有し、前記下端板は前記軸線のまわりの方向
   において前記上端板に対して偏位していることを特徴と
   するパッキング装置。 ５ 特許請求の範囲第１項、第２項または第３項記載の
   パッキング装置において、各々の挿入部材が上端板と下
   端板を有し、前記上端板と前記下端板との間に、異なる
   角度を有する前記上側ウェブ部分および下側ウェブ部分
   が配置され、前記下端板は前記軸線のまわりの方向にお
   いて前記上端板に対して偏位していることを特徴とする
   パッキング装置。 ６ 特許請求の範囲前記各項のいずれか記載のパッキン
   グ装置において、ウェブ部分が前記軸線に向つて略々半
   径方向に細長く延びていることを特徴とするパッキング
   装置。 ７ 特許請求の範囲第１項ないし第５項のいずれか記載
   のパッキング装置において、ウェブ部分が前記軸線のま
   わりの内方領域に向つて横方向に細長く延び、前記ウェ
   ブ部分がその軸方向の長さに沿つて増大する傾斜角を有
   することを特徴とするパッキング装置。 ８ 特許請求の範囲第５項記載のパッキング装置におい
   て、ウェブ部分が略々平行な方向に横方向に細長く延び
   ていることを特徴とするパッキング装置。 ９ 特許請求の範囲前記各項のいずれか記載のパツキン
   グ装置において、パッキング装置が半径方向に内方に変
   位せしめられたとき、連続する前記ウェブが入れ子式に
   組み合わされる関係を有することを特徴とするパッキン
   グ装置。 １０ 特許請求の範囲第４項または第５項記載のパッキ
   ング装置において、上端板が前記軸線に向う第１の方向
   に細長く延び、かつ下端板が前記軸線のまわりの内方領
   域に向う第２の方向に細長く延び、前記第２の方向は前
   記第１の方向に対してある角度傾斜していることを特徴
   とするパッキング装置。 １１ 特許請求の範囲第１０項記載のパッキング装置に
   おいて、パッキング装置が内方に圧縮変位せしめられる
   とき、前記挿入部材が内方に変位せしめられることを特
   徴とするパッキング装置。 １２ 特許請求の範囲第１１項記載のパッキング装置に
   おいて、前記下端板は内方に変位したときに前記下端板
   が略々前記軸線に向つて延伸されるような位置を有する
   ことを特徴とするパッキング装置。 １３ 長手方向の軸線を有する環状噴出防止装置に使用
   しうる金属製挿入部材において、前記パッキング装置が
   前記挿入部材を担持しかつ前記軸線に向つて内方に圧縮
   変位せしめられるようになつた弾性体を含み、前記挿入
   部材の各々は頂部、底部およびその間に延びるウェブを
   備え、かつ前記ウェブは長手方向にかつ前記軸線のまわ
   りの一方向に延びて前記圧縮変位中弾性体により伝達さ
   れる略々軸線方向の荷重を受ける表面を画成することを
   特徴とする金属製挿入部材。 １４ 特許請求の範囲第１３項記載の金属製挿入部材に
   おいて、ウェブ部分が前記軸線のまわりの内方領域に向
   つて細長く延び、前記ウェブ部分はその軸方向の長さに
   沿つて傾斜角を増大することを特徴とする金属製挿入部
   材。 １５ 特許請求の範囲第１３項または第１４項記載の金
   属製挿入部材において、上端板が前記軸線に向う第１の
   方向に細長く延び、かつ下端板が上記軸線のまわりの内
   方領域に向う第２の方向に細長く延び、前記第２の方向
   は前記第１の方向に対してある角度傾斜していることを
   特徴とする金属製挿入部材。 １６ 特許請求の範囲第１３項、第１４項または第１５
   項記載の金属製挿入部材において、各々の挿入部材が上
   端板と下端板とを有し、前記上端板と前記下端板との間
   にウェブが延び、前記ウェブは前記軸線のまわりの一方
   向に局部的に側方に突出することを特徴とする金属製挿
   入部材。 １７ 特許請求の範囲第１６項記載の金属製部材におい
   て、前記突出するウェブが側方に膨出し、上端板および
   下端板を垂直方向に略々整列させたことを特徴とする金
   属製部材。