NL8203027A

NL8203027A - Verbuizingskopafdichting.

Info

Publication number: NL8203027A
Application number: NL8203027A
Authority: NL
Original assignee: Smith International
Priority date: 1981-08-03
Filing date: 1982-07-29
Publication date: 1983-03-01
Also published as: DE3229006A1; GB2103309A; GB2103309B; JPS5829994A; US4455040A; CA1176974A; FR2510702A1; JPH0233837B2; FR2510702B1

Description

, N/31.070-dV/id '* *

Verbuizingskopafdichting.

De uitvinding heeft betrekking op hoge-druk olieveld-verbuizingskopapparatuur en meer in het bijzonder op een afdichting voor het vormen van een afdichting tussen de verbuizingskopapparatuur, welke bestand is tegen een druk 5 5 met een orde van grootte van 2,07.10 kPa.

Een van de hoofdproblemen, die optreden bij het boren van en de produktie uit diepe putten, is de hoge druk, die in deze formaties wordt gevonden. Het is bekend, 5 dat moderne diepe gasputten werken met een druk tot 2,07.10 10 kPa op de bodem van de put. Drukken met een grootte van meer 5 dan 1,38.10 kPa leveren een aantal kwalitatief verschillen-de constructieproblemen op voor het ontwerp van de verbuizingskopafdichting. Behalve het inherente probleem van het vormen van een afdichting met minimale lekkage vergroten de 15 hoge temperaturen op de putbodem en de corrosieve gassen het afdichtingsprobleem bij hoge druk. Vanwege de diepte en de complexe produktieapparatuur moet de apparatuur voor deze ultra hoge druk zodanig worden ontworpen, dat het kan worden getest, nadat het op zijn plaats is aangebracht voor de fei-20 telijke inwerkingstelling. Een onjuist geplaatst zijn moet worden gedetecteerd en gecorrigeerd in een stadium, waarin het demonteren noch relatief snel en goedkoop kan warden uit-gevoerd. Het is bekend, dat de Belleville-afdichting een goe-de werking vertoont bij matige druk. De Belleville afdichting 25 is echter zelfs bij een matige druk gewoonlijk niet elastisch genoeg om een afdichting te vormen tegen een aanmerkelijke drukfluctuatie of een drukomkering, zonder dat de lage-druk-afdichting verloren gaat. Bij een dergelijke afdichting is het derhalve niet mogelijk om een testdruk toe te voeren van-30 uit een aan de werkdruk tegengestelde richting.

Bij het installeren van een verbuizingshanger worden de afdichtingen, wanneer de verbuizingshanger in het gat is geland, gewoonlijk ingesteld door het gewicht van de verbuizingsserie, die aan de verbuizingshanger is opgehangen.

35 Wanneer de volgende kop boven de hanger moet worden geinstal-leerd, moet de gaafheid van de tussenliggende afdichtingen tussen de hanger en de kop worden getest. De meeste bekende ontwerpen bezitten niet de mogelijkheid om een druktest uit 8203027 « a s -2- te voeren vanuit een richting tegenover de werkdrukzijde.

Bij het toevoeren van een testdruk op een in een richting werkzame metalen afdichting worden de klok en het boorgat dikwijls beschadigd, aangezien een Belleville-afdichting 5 in het oppervlak zal "smeden" of doordringen, waardoor de afdichting onwerkzaam wordt bij drukfluctuaties. Teneinde zowel een lage druk (instelling)afdichting en een hoge druk (werk-druk)afdichting te verkrijgen, wordt bij vele bekende ont-werpen gebruik gemaakt van een samengestelde elastomeer/me-10 taalafdichting of een stel Chevron elastomeerpakkingen naast de hoofdmetaalafdichting, waartussen de testdruk voor de metaalafdichting wordt toegevoerd. Een zure gasomgeving, een hoge druk en een hoge werktemperatuur tot 176° C beperken de toepasbaarheid van dergelijke elastomeerafdichtingen in 15 ernstige mate of maken deze afdichtingen tot eenmalige test-afdichtingen.

Het is ook bekend om zachtere metalen toe te passen bij afgeknot-kegelvormige afdichtingen. Het Amerikaan-se octrooischrift 1.323.660 beschrijft bijvoorbeeld een put-20 kaporgaan, dat bestaat uit een huls, die over de verbuizing past. De huls wordt tegen de verbuizing gedrukt door middel van wigvormige stroken, waarvan de binnenwanden getand zijn uitgevoerd, waardoor verbogen tanden zijn gevormd, die op de verbuizingswand aangrijpen. Tussen de wigvormige stroken 25 en een verbrede kraag aan de bodemzijde van de huls zijn verscheidene afgeknot-kegelvormige ringen van een zeer zacht metaal/ zoals lood, aangebracht. Ingeval van een dreigende eruptie zal de verbuizingsdruk de conische ring samendruk-ken tussen de stroken en de kraag. Aangezien zij van zacht 30 metaal zijn, zullen de ringen plat worden gedrukt waardoor zij een nauw passende verbinding vormen tussen de verbuizing en de huls. Lood is echter een mfetaal, dat praktisch geen taaiheid, ductiliteit en elasticiteit vertoont en zou der-halve niet in staat zijn om veel omtreksspanning en ver-35 lenging te verdragen en zou niet naar zijn oorspronkelijke vorm terugkeren als de belasting wordt weggenomen. Tenzij de aanvankelijke speling tussen een dergelijke loden afdich-tingsring en het binnen- en buitenoppervlak, waarop het een afdichting vormt, nagenoeg nul is, zal de loden ring door 40 ringspanning breken bij het aanbrengen van een belasting.

8203027 ι» -a -3-

Teneinde de afdichtingsdrukverhoging langs de radiale opper-vlakken in het spel te laten komen, moeten de ringspanningen inistaat zijn de ringen in radiale richting elastisch uit te zetten.

5 Het Amerikaanse octrooischrift 2.090.956 be- schrijft de toepassing van een reeks afgeknot-kegelvormige pakkingringen, die niet uit een metaal maar uit een poreus materiaal zijn vervaardigd. Deze ringen kunnen in langsrich-ting worden samengedrukt tussen overeenkomstig .gevormde ver-10 loopringen. Tussen de afgeschuinde vlakken van de verloop-ringen worden de zachte pakkingringen platgedrukt en radiaal tegen de afdichtingsoppervlakken geperst.

De putgat-afdichting volgens het Amerikaanse octrooischrift 2.120.982 maakt gebruik van een loden huls, 15 die in aanraking komt met de binnendiameter van een concen-trische verbuizingsserie. Volgens een alternatieve uitvoe-ring worden in elkaar grijpende afgeknot-kegelvormige wig-ringen van lood gebruikt, die worden samengedrukt en het afdichtingscontact tussen de binnen- en buitendiameteropper-20 vlakken vergroten, als zij worden belast door de make-up druk, die wordt geleverd door het in elkaar schroeven van de ver-loren verbuizing en de verbuizing. Er is echter een aanmer-kelijke spleet aanwezig tussen de verloren verbuizing en de verbuizing, zodat de loden wig buitenwaarts moet uitlopen 25 om een afdichting tot stand te brengen. Deze wiggen werken dan meer als een randafdichting en zijn derhalve zuiver in een richting werkzame afdichtingen.

Het Amerikaanse octrooischrift 2.135.583 be-schrijft een combinatiepakking, welke gebruik maakt van een 30 zachte loden afdichting als noodafdichting voor een samenstel of een tweede zachte metalen pakking ter verhoging van de be-trouwbaarheid. De pakking wordt op zijn plaats gebracht door het gewicht van de pijpserie en samengedrukt tot een onge-veer afgeknotte kegelvorm.

35 Het Amerikaanse octrooischrift 3.347.319 heeft betrekking op werkwijze en inrichting voor het ophangen van een verbuizing met grote diameter. Een inwendige ophangring met een ongeveer driehoekige dwarsdoorsnede is aan het inwendige van de grotere verbuizingsserie gelast. Een bijpas-40 send kegelvormige, uitwendige ophangring met een ongeveer af- 8203027 -4- geknotte kegelvorm wordt bevestigd op het uitwendige van de kleinere verbuizingsserie. De twee in het octrooischrift genoemde hoofddoelen voor deze metaal-metaalafdichting be-staan in het verschaffen van een uitsteeksel waarop de vol-5 gende verbuizingslengte kan worden gehangen en in het ver-sterken van de verbuizing, zodat een storing door de uitwendige druk wordt voorkomen. Er schijnt geen afdichtingsfunk-tie te zijn bedoeld of te worden bereikt.

Het Amerikaanse octrooischrift 3.436.084 be-10 schrijft een pakking met een elastomeer pakkingelement, dat is ingesloten om het vloeien van het elastomere materiaal onder druk nagenoeg te elimineren. Een reeks boogvormige segmenten langs S€n omtrekswand van het vervormbare pakkingelement is gevormd door van elkaar gescheiden verticale 15 sneden. De segmenten bezitten metalen of harde taaie kunst-stof-stelplaten, die op de overeenkomstige verticale eind-vlakken zijn gegoten en die verschuifbare versterkingspen-nen door de stelplaten verbinden, waardoor wordt voorkomen dat het pakkingelement onder druk in langsrichting kan weg-20 vloeien, als het pakkingelement zelf naar buiten wordt ge-drukt.

Het Amerikaanse octrooischrift 3.797.864 be-schrijft een putverbuizingshanger met een afdichting, dat door vervorming afdichtend kan aangrijpen op de tegenover 25 elkaar liggende cilindrische wanden van het verbuizingshan-ger-lichaam en een..ander lichaam bij het samendrukken van de afdichting. De afdichting is samengesteld uit een cilin-drisch elastomeer lichaam en metalen rand- of eindringen op de hoeken van het elastomere element. De eindringen zijn 30 voorzien van zijranden, die in tegengestelde richting worden vervormd tot een metaal-metaalafdichting op de cilindrische wanden. De metalen ringen blijken bijgevolg in hoofd-zaak te werken als een anti-extrusieorgaan voor het elastomere element.

35 Het Amerikaanse octrooischrift 3.902.743 heeft betrekking op een intrekbare steunschouderinrichting, waarbij een gedeelde ringzitting aanwezig is, die het in-voeren van putgatgereedschappen door de bovenste toegangs-opening van de verbuizingskop gedurende booroperaties verge-40 makkelijkt. In de uitgestoken stand verschaft het gedeelde 8203027 -5- ringzittingelement een volledig cirkelvormig zittingoppervlak voor het stevig en op de juiste wijze ondersteunen van een verbuizingshanger of ander orgaan in de kop. In deze stand verschaft het zittingelement in hoofdzaak afgeknot-kegelvor-5 mige zittingoppervlakken, welke geen afdichtingsfunktie heb-ben.

De uitvinding beoogt een afdichting te ver-schaffen, waarbij de bovengenoemde bezwaren zijn ondervangen en waarbij vanuit twee richtingen een druk kan worden uitge-10 oefend, waardoor de afdichting kan worden getest vanuit een aan de werkdruk tegengestelde richting.

Volgens de uitvinding is bij een pomppijp-hanger een metalen afdichtingsring geplaatst tussen een draagring en de klokschouder voor het vormen van een afdich- 5 15 ting tegen extreem hoge drukken tot 2,07.10 kPa, waarbij de druk vanuit twee richtingen kan worden uitgeoefend. Bij voor-keur worden een boven- en een onderafdichting geinstalleerd in de ringvormige ruimte tussen de pomppijphanger, verbuizingshanger of klok en de pomppijpkop of de verbuizingskop.

20 De make-updruk of de insteldruk voor de onderafdichting wordt geleverd door het gewicht van de pomppijp of de verbuizing, die door de draagring wordt overgebracht op de afdichtingsring. Voor de montage sluiten de axiale (verticaal kegel-vormige) draagoppervlakken van de afdichtingsring een hoek 25 van 28° in met de verticale (radiale) afdichtingsvlakken van de afdichtingsring. In de gemonteerde stand zal deze hoek en bijgevolg de draagoppervlakken van de afdichtingsring zich aanpassen aan de overeenkomstige oppervlakken van de pomppijphanger en de draagring, welke een hoek van 30° insluiten 30 met het horizontale vlak.

Wanneer een voorbelasting of een werkdruk wordt uitgeoefend op de afdichtingssamenstellen, oefent een dergelijke druk op de respectieve afdichtingsringen een druk-belasting uit, zodat de resulterende krachten op de afdich-35 tingsvlakken in radiale richting werken .(zowel binnenwaarts als buitenwaarts). De door de belasting vergrote reaktie-krachten loodrecht op de draagoppervlakken wekken bijgevolg . radiale componenten op, die een althans nagenoeg gelijke-contactdruk verschaffen op de binnendraagzones en de buiten-40 draagzones. Hierdoor wordt de ringvormige ruimte op even 8203027 -6- goede wijze afgedicht tegen een druk vanaf de bovenzijde of de onderzijde. Het is derhalve mogelijk om de gehele afdich-ting voor de produktie te testen, door een testdruk met een tijdens bedrijf optredende grootte toe te voeren vanuit een 5 richting tegengesteld aan die van de werkdruk.

De uitvinding wordt hierna nader toegelicht aan de hand van de tekening, waarin een uitvoeringsvoorbeeld is weergegeven.

Fig. 1 is een dwarsdoorsnede van een gebrui-10 kelijke toepassing van de afdichting volgens de uitvinding.

Fig. 2 is een dwarsdoorsnede op grotere schaal van de afdichtingsring volgens de uitvinding.

Fig. 3 is een dwarsdoorsnede van een andere uitvoeringsvorm van de afdichting volgens de uitvinding.

15 In Fig. 1 is een toepassingmogelijk van de afdichting volgens de uitvinding weergegeven. Een verbui-zingskop of pomppijpkop 10 ondersteunt een pomppijphanger 20, welke op zijn plaats wordt gehouden door een verloop-stuk 30 en borgschroeven 21. De pomppijpkop 10 en de pomp-20 pijphanger 20 zijn voor de druk in het putgat afgedicht door een afdichtingssamenstel 40, terwijl de pomppijphanger 20 en het verloopstuk 30 tegen de putgatdruk zijn afgedicht door een afdichtingssamenstel 50. Een metalen pakkingafdich-ting 12 is afdichtend in aangrijping met de wanden 14, 16 25 van ringvormige groeven 18, 22 in de tegenover elkaar lig-gende oppervlakken 24,26 van de pomppijpkop 10 en het verloopstuk 30. Bouten 28 lopen door openingen 32, die langs de omtrek van de pomppijpkop 10 zijn gelegen en zijn bij-voorbeeld bij 34 in het verloopstuk 30 voor de pomppijpkop 30 geschroefd. De onderhavige uitvinding heeft. betrekking op het gebruik van de afdichting volgens de uitvinding bij een enkele concentrische serieuitvoering, zoals weergegeven en beschreven op biz. 4909 van de catalogue "Oil Field Equipment and Services", 1980-81, waarnaar hier wordt verwezen, 35 doch de uitvinding kan ook worden toegepast bij meervoudig parallelle serieuitvoeringen, zoals weergegeven en beschreven op biz. 4910 van de bovengenoemde catalogus. Opgemerkt wordt dat de verbuizingskop 10 (pomppijpkop) steunt op en is bevestigd aan een andere verbuizingskop (casing head), 40 waarbinnen een pijpserie (verbuizing) is opgehangen en afge- 8203027 -7- dicht, zoals in de bovengenoemde publicatie is weergegeven, waarbij de pomppijp 25 uit Fig. 1 tezamen met de verbuizings-pijp omlaag zullen verlopen in de putboring, bijvoorbeeld naar de produktieformatie.

5 De pomppijpkop 10 is voorzien van een inwen- dige verzonken boring 36, welke een bovenwaarts gerichte en schuin omlaag verlopende afgeknot-kegelvormige schouder 38 vormt, die kan samenwerken met de omlaag gerichte en schuin omhoog verlopende ringvormige afgeknot-kegelvormige schouder 10 42 van de pomppijphanger 20. Aan de pomppijphanger 20 is een pomppijp 25 binnen de put opgehangen doordat de schouders 38 en 42 op elkaar aangrijpen, waardoor uiteindelijk de ver-plaatsing van de pomppijphanger 20 in de pomppijpkop 10 wordt begrensd.

15 De pomppijpkop 10 is voorzien van een gedeel- te met een kleinere diameter of verzonken afdichtingsboring 44, die zich beneden de afgeknot-kegelvormige schouder 38 bevindt. De verzonken afdichtingsboring 44 vormt een bovenwaarts gerichte en schuin omlaag verlopende afgeknot-kegel-20 vormige schouder 46 voor het ondersteunen van het afdichtings-samenstel 40. De schouder 42 van de pomppijphanger 20 omvat een binnenste, ringvormige, omlaag gerichte en afgeknot-kegelvormige bedieningsschouder 48 met een buitendiameter 52, waarvan de afmeting zodanig is dat deze telescopisch kan 25 worden opgenomen binnen de verzonken boring 44 van de pomppijpkop 10. Onder het onderste afdichtingssamenstel 40 be-zit de pomppijphanger 20 een vasthoudring 94, die langs de buitenomtrek verloopt en die de benedenwaartse beweging van het afdichtingssamenstel 40 begrensd als de hanger wordt ge-30 installeerd of verwijderd.

Het pomppijpkop-verloopstuk 30 is voorzien van een gedeelte met kleinere diameter of verzonken afdichtingsboring 54. De diameter van de boring 54 is althans na-genoeg gelijk aan de diameter van de boring 52 van de pomp-35 pijphanger 20. In de gemonteerde toestand volgens Fig. 1 kan een bovenwaarts gerichte, schuin omlaag verlopende afgeknot-kegelvormige schouder 58 van de pomppijphanger 20 samenwerken met de borgschroeven 21. Boven de schouder 58 is de pomppijphanger 20 voorzien van een ringvormig oppervlak 62, waar-40 van een gedeelte tegenover de verzonken boring 36 van de 8203027 / -8- pomppijpkop 10 ligt.

De verzonken afdichtingsboring 54 vormt een omlaag gerichte en schuin omhoog verlopende afgeknot-kegel-vormige schouder 66, die in aangrijping is met het bovenste 5 afdichtingssamenstel 50. De pomppijphanger 20 omvat een af-dichtingsgedeelte met kleinere diameter of draagoppervlak 68, dat boven het oppervlak 62 is gelegen en een kleinere diameter dan dit oppervlak 62 bezit. Het draagoppervlak 68 is glad afgewerkt, bijvoorbeeld RMS 52 of beter, waartoe 10 het oppervlak gewoonlijk wordt geslepen. Het draagoppervlak 68 vormt een omhoog gerichte en schuin omhoog verlopende afgeknot-kegelvormige schouder 70, die in aanraking komt met het afdichtingssamenstel 50. Het afdichtingssamenstel 50 is bijgevolg gelegen in de verzonken boring 54 van het 15 verloopstuk 30 tussen het draagoppervlak 68 van de hanger 20 en de afgeknot-kegelvormige schouders 66, 70 van het verloopstuk 30 resp. de hanger 20.

Het verloopstuk 30 bezit een gedeelte 72 met verkleinde diameter, waarvan de diameter kleiner is dan de 20 binnendiameter van het afdichtingsoppervlak 54. Indien een aanvullende test vanaf de bovenzijde, dat wil zeggen van de putgatdruk gewenst of vereist is, kan een elastomere of Chevron-testpakking 74 worden aangebracht tussen het boveneinde 76 van het gedeelte 72 en de bovenzijde van het afdichtingssa-25 menstel 50.

Bij de montage wordt een ringvormige ruimte 80 gevormd tussen de pomppijphanger 20 en de pomppijpkop 10.

Het onderste gedeelte van de pomppijphanger 20 en de pomp-pi jpserie 25 vormen een lagere ringvormige ruimte 82 met de 30 pomppijpkop 10. Boven het afdichtingssamenstel 50 is een kleine ringvormige ruimte 84 gevormd , bijvoorbeeld tussen de testpakking 74 en een bovenste draagring 110. De druk op de bodem van het putgat brengt de ringvormige ruimte 82 on-der het afdichtingssamenstel 40 onder druk en tevens de ring-35 vormige ruimte 84 via de boring 88 van de pomppijphanger 20 en langs de testpakking 74 aan het boveneinde van de hanger 20. Een van de funkties van de afdichtingssamenstellen 40, 50 bestaat in het isolereri van de ringvormige ruimte 80 van de druk in het putgat.

40 Een van de hoofddoelen van de onderhavige uit- 8203027 -9- vinding is het testen van de afdichtingssamenstellen 40, 50. Een bovenste radiale testpoort 90 en een onderste radiale testpoort 92 zijn aangebracht in het verloopstuk 30, zodat een testdruk kan worden toegevoerd aan de afdichtingssamen-5 stellen 50 resp. 40. Om een dergelijke druktest op het bovenste afdichtingssamenstel 50 mogelijk te maken, laat de testpakking 74, die in het gedeelte 72 van het verloopstuk 30 boven het afdichtingssamenstel 50 is aangebracht, de toe-voer van de testdruk via de bovenste testpoort 90 toe, zodat 10 het afdichtingssamenstel 50 vanaf de bovenzijde kan worden getest. De testpoort 92 maakt de toevoer van een testdruk mogelijk, waarmee de afdichtingsamenstellen 40 en 50 gelijk-tijdig kunnen worden getest. Door het afdichtingsvermogen van het afdichtingsamenstel volgens de uitvinding in twee 15 richtingen behoeft de testdruk niet vanuit dezelfde richting te worden toegevoerd als de instelbelasting (en zoals deze via de testpoort 90 op het bovenste afdichtingssamenstel 50 wordt uitgeoefend), doch de testdruk kan via een testpoort 92 voor zowel het bovenste als het onderste afdichtingssa-20 menstel 50 resp. 40 worden toegevoerd (waardoor het bovenste afdichtingssamenstel 50 in een richting tegengesteld aan de insteldruk wordt getest).

In Fig. 2 is het afdichtingssamenstel 50 weer-gegeven op grotere schaal, voordat het pomppijpkop-verloop-25 stuk 30 op de pomppijpkop 10 wordt vastgeklemd. Aangezien het onderste afdichtingssamenstel 40 op dezelfde wijze is uitgevoerd en werkt als het afdichtingssamenstel 50 (slechts in omgekeerde stand is geinstalleerd), geldt de hierna vol-gende beschrijving van de werking en de constructie van het 30 bovenste afdichtingssamenstel 50 volgens Fig. 2 analoog voor het onderste afdichtingssamenstel 40, zodat deze laatste hier niet nader zal worden beschreven.

Het afdichtingssamenstel 50 omvat een afdich-tingsring 100 en een draagring 110. Zoals reeds werd opge-35 merkt, wordt het afdichtingssamenstel 50 aangebracht op de bovenwaarts gerichte afgeknot-kegelvormige schouder 70 van de pomppijphanger 20. Het afdichtingssamenstel 50 bevindt zich radiaal tussen de verzonken boring 54 van het verloopstuk 30 en het draagoppervlak 68 van de pomppijphanger 20.

40 De afdichtingsring 100 rust op de afgeknot-kegelvormige schou- 8203027 -10- der 70 van de hanger 20, terwijl de draagring 110 in aan-grijping is met de omlaag gerichte en schuin omhoog verlo-pende afgeknot-kegelvormige schouder 66 van het verloopstuk 30.

5 Voor het beschrijven van de afdichtingsring 100 en de werking hiervan is elk van de vier oppervlakken van de ring 100 van een verwijzingscijfer voorzien, en wel bovendraagvlak 102, onderdraagvlak 104, binnendraagvlak 106 en buitendraagvlak 108. Het bovendraagvlak 102 is in aanra-10 king met de draagring 110 en het onderdraagvlak 104 is in aanraking met de schouder 70 van de hanger 20. Het binnendraagvlak 106 is in aanraking met de wand van het draagopper-vlak 68 van de hanger 20, terwijl het buitendraagvlak 108 in aanraking is met de wand van de verzonken boring 54 van het 15 verloopstuk 30.

De dwarsdoorsnede van de afdichtingsring 100 volgens Fig. 2 is ongeveer ruitvormig, waardoor een paralel-logram is verkregen. De hoeken, die in dwarsdoorsnede worden gevormd door de oppervlakken 102, 106 en de oppervlakken 20 104, 108 en die met A zijn aangeduid, bedragen bij voorkeur 28° in de voorgespannen toestand. De hoek B wordt gevormd door een lijn, die het snijpunt van de oppervlakken 102, 108 verbindt met het snijpunt van de oppervlakken 104, 106 en een tweede lijn, die loodrecht op het oppervlak 108 staat en 25 door het snijpunt van de oppervlakken 102, 108 loopt. Deze hoek B bedraagt bij voorkeur l7°-20° in de voorgespannen toestand. De helling van de schouder 70 sliiit bij voorkeur een hoek van 120° in met de wand van het draagoppervlak 68.

De draagring 110 bezit een omlaag gericht 30 afgeknot-kegelvormig oppervlak 112, dat kan samenwerken met het afgeknot-kegelvormige bovendraagvlak 102 van de de afdichtingsring 100. De draagring 110 bezit een bovenwaarts gericht afgeknot-kegelvormig oppervlak 114, dat kan samenwerken met de omlaag gerichte schouder van het verloopstuk 35 30.

Bij het monteren van het verloopstuk 30 op de pomppijpkop 10 levert de drukbelasting, die door de schouder 66 op de draagring 110 wordt uitgeoefend, een in-stelbelasting loodrecht op het draagvlak 102 van de afdich-40 tingsring 100. Deze normaalkracht (aangeduid met pijlen) 8203027 -11- veroorzaakt een reaktiekracht (aangeduid met pijlen) bij de schouder 70 van de hanger 20 loodrecht op het draagvlak 104 van de afdichtingsring 100. De krachten, die op de ring 110 en de schouder 70 werken loodrecht op de draagvlakken 102 en 5 104 van de afdichtingsring 100 hebben binnenwaartse en bui- tenwaartse radiale componenten (aangeduid met pijlen), welke een althans nagenoeg gelijke contactdruk tussen het binnen-draagvlak 106 en de wand van het draagoppervlak 68 van de hanger 20 en tussen het buitendraagvlak 108 en de wand van 10 de verzonken boring 54 van het verloopstuk 30 opleveren.

Na het plaatsen van het afdichtingssamenstel 50 veroorzaakt het toevoeren van een testdruk via de test-poort 92 naar het onderdraagvlak 104 in tegenstelling hier-mede een drukbelasting loodrecht op het draagvlak 104, waar-15 door de draagring 110 een reaktiekracht uitoefent loodrecht op het draagvlak 102. De radiale componenten van deze nor-maalkrachten op de draagvlakken 102 en 104 verhogen opnieuw in ongeveer gelijke mate de contactdruk op de wand van het draagoppervlak 68 van de pomppijphanger 20 en op de wand van 20 cle boring 54 van het verloopstuk 30. De afdichting 100 kan derhalve vanuit twee richtingen worden belast, en wel vanaf de boven- of vanaf de onderzijde, waarbij een althans nagenoeg gelijke contactdruk wordt uitgeoefend op de binnen- en buitendraagvlakken 106 en 108. Als de putgatdruk aan de ring-25 vormige ruimte 84 wordt toegevoerd of als de testdruk via de testpoort 90 wordt toegevoerd, zal de afdichtingsring 100 vanaf de bovenzijde in axiale richting worden belast.

De conventionele metalen afdichtingsringen bestaan uit zeer dunne afgeknot-kegelvormige ringen van het 30 vulringtype. Bij de voorkeursuitvoeringsvorm volgens Fig. 2 is de hoek B, welke de dikte van de afdichtingsring 100 be-paald, aanmerkelijk groter dan bij conventionele afdichtingen. Conventionele afdichtingsringen van het vulringtype of Belle-ville-afdichtingsringen worden in axiale richting platgedrukt, 35 indien een instelbelasting of werkbelasting wordt uitgeoefend. Conventionele afdichtingsringen worden bovendien gewoonlijk toegepast zonder bijpassende schuine draagringen. Opgesloten tussen ongeveer vlakke, de belasting overbrengende oppervlak-ken, zal de binnendiameter van dergelijke dunne ringen af-40 nemen en de buitendiameter toenemen, hetgeen ertoe leidt, 8203027 -12- dat de ringen in de hanger of het huis worden "gesmeed"/ waardoor een plastische vervorming optreedt langs de radiale afdichtingsvlakken van de Belleville-ringen. Deze beschadi-ging zal leiden tot een verlorengaan van de lage-druk af-5 dichting, als de piekbelasting afwisselend toeneemt of af-neemt door drukfluctuaties.

De in twee richtingen werkzame afdichtings-ring 100 volgens de uitvinding is daarentegen een door de druk in werking gestelde afdichting. De afdichtingsring is 10 zodanig ontworpen, dat alle plastische vervorming/ welke ooit zal optreden, optreedt tijdens het plaatsen of instel-len van de afdichting. De afdichtingsring 100 zelf moet der-halve zeer goed zijn ingesloten en de opgewekte contactspan-ningen, alsmede de vloeisterkte van het gebruikte materiaal 15 moeten zodanig zijn gekozen/ dat er geen plastische vervorming meer optreedt over het werkdrukbereik ook al wordt deze vanuit de ene of de andere richting toegevoerd.

De van belang zijnde parameters voor het be-reiken van een afdichting in twee richtingen bij ultra hoge 20 druk, alsmede het handhaven van de lage-drukafdichting bij een drukvariatie, zijn (i) de dikte van de afdichtingsring 100, (ii) de kegelhoek van de afgeknot-kegelvormige, axiale draagvlakken van de afdichtingsring 100 en (iii) de rela-tieve vloeisterkten van de materialen, die samenwerken bij 25 de verschillende draagvlakken of afdichtingsvlakken van de afdichtingsring 100, de draagring 110 en de schouders 66/ 70/ 48 en 46.

De dikte van de afdichtingsring 100 wordt be-paald door de hoek B. De dikte is een functie van de optre-30 dende werkdruk en de hierdoor opgewekte contactspanningen.

De ringspanningen, die worden opgewekt door de instelbelas-ting (onafhankelijk van de optelling hierbij of aftrekking hiervan van werkbelastingen) moeten binnen een gebied liggen, dat juist groter is dan de vloeisterkte van het materiaal 35 van de afdichtingsring/ maar moeten altijd kleiner zijn dan de maximale sterkte, welke breken van de ringen zou veroor-zaken, en tevens kleiner ddn een spanning/ welke beschadi-ging van de bijpassende onderdelen zou veroorzaken. De schouders 66, 70 en 46, 48 zijn zodanig uitgevoerd, dat de juiste 40 belasting wordt uitgeoefend voor het plaatsen van de afdich- 8203027 -13- ting (welke gewoonlijk lets kleiner is dan het verbuizings-gewicht en op geschikte wijze kan worden geregeld met behulp van de borgschroeven 21). De plaatsingsbelasting moet groter zijn dan een eventuele belasting, die zou worden veroorzaakt 5 door een druk vanuit de tegengestelde richting, en zo groot dat alle plastische vervorming optreedt tijdens het plaatsen. Elastische en plastische vervorming van de draagring 110, die op de schouder 46 in de verbuizingskop 10 wordt onder-steund, begrenst de totale voorbelasting, die op de afdich-10 ting 100 kan worden uitgeoefend.

Het geometrische ontwerp, dat voor de voor-keursuitvoeringsvorm van de uitvinding is gekozen, omvat een kegelhoek (bepaald door de hoek A) van ongeveer 30° na het plaatsen (zoals weergegeven in Fig. 3). Voor afdichtings-15 ringen met een diameter tussen 10-20 cm en een dwarsdoorsne-de tot 1,27 cm zal de hoek A de juiste aanvullende radiale componenten opwekken bij een axiale werkbelasting, hetgeen een totale (radiale) afdichtingsvlakspanning zal waarborgen, die boven de vloeisterktegrens voor de afdichtingsring en 20 onder de vloeisterktegrens van de klok of pomppijpkopopper-vlakken ligt.

Bij de voorkeursuitvoeringsvorm van de uitvinding is de afdichtingsring 100 vervaardigd uit uitgegloeid roestvrij staal 316 met een vloeisterkte in het gebied van 5 5 25 2,07.10 -2,41.10 kPa. De draagring 110 is vervaardigd uit een legering of uit koolstofstaal met een vloeisterkte van 5 ongeveer 3,45.10 kPa. De materialen, die worden gebruikt voor de pomppijpkop 10, de pomppijphanger 20 en het verloop- 4 stuk 30 zijn voor een zuur gas en voor drukken boven 6,89.10 30 kPa gewoonlijk materialen met een hardheid van 210-235 Bri- 5 nell met een vloeisterkte van ongeveer 5,17.10 kPa. Het af-dichtingsmateriaal moet zacht genoeg zijn om mee te kunnen geven, zodat het zich kan aanpassen aan eventuele onregelma-tigheden in de draagoppervlakken 49, 68 van de hanger en in 35 de schouders 48, 70, maar nog sterk genoeg om de optredende belastingen te kunnen opnemen. Bij toepassing van roestvrij-staal 316 voor de afdichtingsring 100 ligt de werkdruk van 2,07.10^ kPa bij de vloeisterktegrens. Bijgevolg zal een goed ingesloten afdichtingsring zich plastisch aanpassen aan 40 eventuele onregelmatigheden in de hardere draagring of schou- 8203027 -14- deroppervlakken. Het zal echter een aanmerkelijke elastici-teit behouden, zodat extra belastingen geen verdere plastische vervorming zal veroorzaken, terwijl evenmin een blijvende beschadiglng van de draagring of schouders wordt veroorzaakt.

5 Verdere belasting zelfs vanuit een aan de instelbelasting tegengestelde richting zal door de symmetrische geometrie van de afdichtingsring/draagring-schoudergrensvlakken extra radiale coraponenten opwekken, waardoor zelfs in deze situatie geen vermindering van het afdichtingscontact optreedt. Het 10 afdichtingsringmateriaal, dat wil zeggen roestvrij staal 316 bezit in voldoende mate een elastisch geheugen om terug te keren naar ongeveer een voorgespannen vorm, zodat het ver-wijderen van het afdichtingssamenstel mogelijk is zonder beschadiging van de boring. Hoewel het de bedoeling is, dat 15 de pomppijphanger gedurende jaren op zijn plaats blijft, is het van groot belang, dat de verbuizingskop indien nodig kan worden gedemonteerd zonder het beschadigen van de overeen-komstige afdichtingsoppervlakken.

Het materiaal, dat voor de afdichtingsring 20 moet worden gebruikt, moet een thermische uitzettingscoef-ficient hebben, die ongeveer gelijk is aan die van de draagring en het kop- en hangermateriaal, teneinde een overbe-lasting of het vormen van ringvormige spleten binnen het afdichtingssamenstel bij verhoogde werktemperaturen te ver-25 mijden. De afdichtingsring 100 moet voorts uit een zeer elastisch materiaal worden vervaardigd, aangezien de afdichtingsring wordt blootgesteld aan zeer hoge ringspanningen, welke het materiaal moet kunnen verdragen, teneinde het afdichtingscontact onder extreem hoge druk te handhaven. Indien 30 bijvoorbeeld een testdruk wordt toegevoerd via de testpoort 92, zal de pomppijpkop radiaal buitenwaarts uitzetten (en derhalve van het afdichtingsvlak 108 afgericht) onder de druk, die in de ringvormige ruimte 80 wordt gehandhaafd, terwijl tegelijkertijd de pomppijphanger 20 in radiaal bin-35 nenwaartse richting wordt samengedrukt (en derhalve van het afdichtingsvlak 106 afgericht) onder dezelfde druk binnen de ruimte 80. De afdichtingsring 100 moet instaat zijn met deze bewegingen mee te gaan en het afdichtingscontact langs de vlakken 106, 108 te handhaven. Inelastisch, sterk plas-40 tisch materiaal, zoals bijvoorbeeld lood, zou, hoewel mis- 8203027 -15- schien geschikt om de zuiver samendrukkende axiale belasting te weerstaan, niet de treksterkte en ductiliteit bezitten, die nodig is om de noodzakelijke radiale uitzetting te on-dergaan. Een grote elasticiteit voor het afdichtingsring-5 materiaal is ook noodzakelijk door het feit, dat drukfluc-tuaties en het verwijderen van de afdichtingssamenstellen 40/ 50 mogelijk moeten zijn zonder beschadiging van de boring,

In Fig. 3 is een gewijzigde uitvoeringsvorm 10 van het afdichtingssamenstel volgens de Fig. 1 en 2 weerge-geven. Die elementen uit Fig. 3, welke overeenkomen met de voorkeursuitvoeringsvorm volgens de Fig. 1 en 2, zijn met hetzelfde verwijzingscijfer aangeduid. In Fig. 3 is een gewijzigde afdichtingsring 200 weergegeven. De afdichtingsring 15 200 omvat een bovendraagvlak 202, een onderdraagvlak 204, een binnendraagvlak 206 en een buitendraagvlak 208. Het bovendraagvlak 202 is in aanraking met de draagring 110, ter-wijl het onderdraagvlak 204 in aanraking is met de schouder 70 van de hanger 20. Het binnendraagvlak 206 is in aanraking 20 met de wand van het draagoppervlak 68 van de hanger 20, ter-wijl het buitendraagvlak 208 in aanraking is met de wand van de boring 54 van het verloopstuk 30.

De dwarsdoorsnede van de afdichtingsring 200 uit Fig. 3 is ongeveer ruitvormig, zodat evenals in Fig. 2 25 een parallellogram is gevormd. De hoeken A, die door de op-pervlakken 202, 206 en 204, 208 in de gemonteerde toestand volgens Fig. 3 worden gevormd, komen nu overeen met een hoek van 30° evenals de overeenkomstige hoeken van de contactvlak-ken 70 en 112 van de hanger 20, resp. de draagring 110. Zo-30 als hierboven is beschreven bedraagt de afdichtingsvlakhoek tussen de draagvlakken 104, 108, 204 en 208 van de afdich-tingsringen 100, 200 in de voorgespannen toestand ongeveer 28°. Indien echter de instelbelasting wordt uitgeoefend, zullen de ringspanningen, die in de afdichtingsringen 100, 35 200 worden opgewekt, de hoek A aanpassen aan de 30° geometrie van de draagring 110 en de schouder 70 van de pomppijphanger 20.

De hoek B wordt gevormd door een lijn, die vanaf het snijpunt van de vlakken 202, 208 naar het snij- 8203027 -16- punt van de vlakken 204, 206 loopt en een tweede lijn, die loodrecht op het vlak 208 door het snijpunt van de vlakken 202, 208 loopt. De hoek B bedraagt bij voorkeur 15° in de samengestelde toestand volgens Fig. 3.

5 Het belangrijkste verschil tussen de afdich- tingsring 100 en de afdichtingsring 200 is dat het binnen-draagvlak 206 is voorzien van twee (of meer) in dwarsdoor-snede driehoekige groeven 210, 212, terwijl het buitendraag-vlak 208 is voorzien van twee (of meer) in dwarsdoorsnede 10 driehoekige groeven 214, 216. De groeven 210, 212 en 214, 216 verkleinen de contactzone van het binnendraagvlak 206 en het buitendraagvlak 208 met resp. de wand van het draag-oppervlak 68 van de hanger 20 en de wand van de verzonken boring 54 van het verloopstuk 30. De verkleining van de con-15 tactzone leidt tot een eerdere plastische vervorming in het lage-drukbereik. Een dergelijke verkleining van de contact-zone heeft een zeer hoge aanvangscontactspanning tot gevolg, waardoor de afdichting tegen lage druk wordt vergroot. Bij toenemende druk worden de toppen C van de driehoekige groe-20 ven 210, 212 en 214, 216 platgedrukt en verbreed, hetgeen bijdraagt aan de contactzone, waardoor wordt gewaarborgd dat de piekcontactspanning de toelaatbare ontwerpgrens niet overschreidt.

De uitvinding is niet beperkt tot de in het 25 voorgaande beschreven uitvoeringsvoorbeelden, die binnen het kader der uitvinding op verschillende manieren kunnen worden gevarieerd.

8203027

Claims

1. Dubbelwerkende, drukverhogende metalen afdichtingsring, met het kenmerk, dat de ring een parallellogram-vormige dwarsdoorsnede bezit met een binnen- en buitenafdichtingsvlak en een boven- en onderdraag- 5 vlak, terwijl de ring een grote verhouding van de axiale dikte tot de radiale breedte heeft, zodat de kegelhoek van de dwarsdoorsnedevorm althans nagenoeg hetzelfde blijft * als de afdichtingsring wordt blootgesteld aan een axiale drukbelasting, waarbij de ring is vervaardigd uit een sterk 10 elastisch en ductiel metaal.

2. Afdichtingsring volgens conclusie 1, m e t het kenmerk, dat het elastische metaal roestvrij-staal 316 omvat.

3. Afdichtingsring volgens conclusie 1, m e t 15 het kenmerk, dat het elastische metaal metalen omvat met een vloeisterkte van dezelfde orde van grootte als de te bedwingen druk.

4. Afdichtingsring volgens conclusie 1, m e t het kenmerk, dat het binnen-en het buitenafdich- 20 tingsvlak elk zijn voorzien van tenminste een ringvormige groef.

5. Afdichtingsring volgens conclusie 1, m e t het kenmerk, dat de kegelhoek, die wordt ingesloten tussen het buitenafdichtingsvlak en het onderdraagvlak, on- 25 geveer 28° bedraagt.

6. Dubbelwerkend , drukverhogend metalen afdichtingssamenstel, gekenmerkt door een eerste cilindrisch metalen drukvat, een tweede cilindrisch metalen drukvat, dat concentrisch binnen het eerste drukvat is 30 opgesteld, zodat een ringvormige ruimte is gevormd, een metalen afdichtingsring, die in de ringvormige ruimte is aan-gebracht en een parallellogramvormige dwarsdoorsnede bezit met een binnen- en buitenafdichtingsvlak en een boven- en onderdraagvlak, welke ring een grote verhouding van de axiale 35 dikte tot de radiale breedte heeft, zodat de kegelhoek van de dwarsdoorsnede althans nagenoeg hetzelfde blijft, als de ring wordt blootgesteld aan een axiale drukbelasting, en is vervaardigd uit een sterk elastisch en ductiel metaal, een 8203027 -18- eerste ringvormig drukorgaan, dat binnen de ringvormige ruim-te is aangebracht en in aangrijping kan komen met δδη van de draagvlakken van de metalen afdichtingsring, en een tweede ringvormig drukorgaan, dat is aangebracht in de ringvormige 5 ruimte en in aangrijping kan komen met het andere draagvlak van de metalen afdichtingsring.

7. Afdichtingssamenstel volgens conclusie 6, met het kenmerk, dat het eerste ringvormige drhkorgaan bestaat uit een metalen draagring, welke een 10 ongeveer trapeziumvormige dwarsdoorsnede bezit met een ra-diaal binnen- en buitenvlak en een boven- en onderbelastings-overbrengvlak, waarbij έέη van de belastingsoverbrengvlakken aangrijpt op een van de draagvlakken van de afdichtingsring, waarbij het met de afdichtingsring in aanraking zijnde be-15 lastingoverbrengvlak en het radiale buitenvlak van de draag-ring een hoek insluiten van ongeveer 30°, welke draagring is vervaardigd uit een materiaal met een vloeisterkte, die groter is dan de vloeisterkte van de afdichtingsring.

8. Afdichtingssamenstel volgens conclusie 7, 20 met het kenmerk, dat de metalen draagring een axiale dikte heeft, die tenminste even groot is als de radiale breedte.

9. Afdichtingssamenstel volgens conclusie 7, met het kenmerk, dat het eerste ringvormige druk- 25 orgaan voorts een drukoverbrengschouder bezit binnen de ringvormige ruimte, welke schouder is verbonden met een van de cilindrische drukvaten en aangrijpt op het andere belastings-overbrengvlak van de draagring.

10. Afdichtingssamenstel volgens conclusie 9, 30 met het kenmerk, dat het tweede ringvormige drukorgaan een drukoverbrengschouder omvat binnen de ringvormige ruimte, welke schouder is verbonden met het andere cilindrische drukvat.

11. Afdichtingssamenstel volgens conclusie 10, 35 met het kenmerk, dat de schouders zijn vervaardigd uit een materiaal met een vloeisterkte, die groter is dan de vloeisterkte van de draagring.

12. Afdichtingssamenstel volgens conclusie 7, met het kenmerk, dat het materiaal van de draag- 40 ring bestaat uit staal met een vloeisterkte van tenminste 8203027 -19- 3/45.105 kPa.

13. Afdichtingssamenstel volgens conclusie 11, met het kenmerk, dat het materiaal van de schou-ders en van de drukvaten bestaat uit staal met een vloei- 5 sterkte van tenminste 5,17.105 kPa.

14. Afdichtingssamenstel volgens conclusie 6, met het kenmerk, dat de afdichtingsring is ver-vaardigd uit roestvrij staal 316.

15. Afdichtingssamenstel volgens conclusie 6, 10 met het kenmerk, dat de*afdichtingsring is ver- vaardigd uit een metaal met een vloeisterkte van dezelfde orde van grootte als de te bedwingen druk.

16. Afdichtingssamenstel volgens conclusie 6, met het kenmerk, dat het binnen- en buitenafdich- 15 tingsvlak van de afdichtingsring elk zijn voorzien van tenminste Sen ringvormige groef.

17. Afdichtingssamenstel volgens conclusie 6, met het kenmerk, dat het buitenafdichtingsvlak en het onderdraagvlak van de afdichtingsring in de voorge- 20 spannen toestand een hoek van ongeveer 28° insluiten.

18. Dubbelwerkend , drukverhogend metalen afdichtingssamenstel, gekenmerkt door een eerste cilindrisch metalen drukvat, een tweede cilindrisch metalen drukvat, dat concentrisch binnen het eerste drukvat is 25 aangebracht en hiermee een ringvormige ruimte insluit, een eerste metalen afdichtingsring, die in de ringvormige ruimte is aangebracht en een parallellogramvormige dwarsdoorsnede bezit met een binnen- en een buitenafdichtingsvlak en een boven- en onderdraagvlak, welke ring een grote verhouding 30 van de axiale dikte tot de radiale breedte bezit, zodat de kegelhoek van de dwarsdoorsnedevorm althans nagenoeg het-zelfde blijft als de afdichtingsring wordt blootgesteld aan een axiale drukbelasting, en is vervaardigd uit een sterk elastisch en ductiel metaal, een eerste ringvormige druk-35 orgaan, dat binnen de ringvormige ruimte is aangebracht en in aangrijping kan komen met eSn van de draagvlakken van de eerste metalen afdichtingsring, een tweede ringvormig druk-orgaan, dat binnen de ringvormige ruimte is aangebracht en in aangrijping kan komen met het andere draagvlak van de 40 eerste metalen afdichtingsring, een tweede metalen afdich- 8203027 -20- tings ring, die althans nagenoeg identiek is aan de eerste metalen afdichtingsring, een derde ringvoriiiig drukorgaan, dat binnen de ringvormige ruimte in axiale richting onder het tweede drukorgaan is aangebracht en in aangrijping kan 5 komen met €£n van de draagvlakken van de tweede metalen afdichtingsring, en een vierde ringvormig drukorgaan, dat binnen de ringvormige ruimte in axiale richting onder het derde drukorgaan is aangebracht en in aangrijping ken komen met het andere draagvlak van de tweede metalen afdichtings- 10 ring.

19. Afdichtingssamenstel volgens conclusie 18, gekenmerkt door een testpoort, die door het eerste drukvat verloopt en via welke een testfluidum in de ringvormige ruimte kan worden ingevoerd tussen het tweede en 15 het derde ringvormige drukorgaan.

20. Afdichtingssamenstel volgens conclusie 18, met het kenmerk, dat het eerste en het derde drukorgaan elk een metalen draagring omvatten, welke metalen draagring is aangebracht in de ringvormige ruimte en een 20 ongeveer trapeziumvormige dwarsdoorsnede bezit met een ra-diaal binnen- en buitenvlak en een bovenste en onderste be-lasting-overbrengvlak waarbij een van de belastingoverbreng-vlakken in aangrijping is met een van de draagvlakken van de ene afdichtingsring, terwijl het met de afdichtingsring 25 in aanraking zijnde belastingoverbrengvlak en het radiale buitenvlak van de draagring een hoek insluiten van ongeveer 30°, waarbij de draagring is vervaardigd uit een materiaal met een vloeisterkte, die groter is dan de vloeisterkte van de afdichtingsringen.

21. Afdichtingssamenstel volgens conclusie 20, met het kenmerk, dat de metalen draagringen een axiale dikte bezitten, die tenminste even groot is als de radiale breedte hiervan.

22. Afdichtingssamenstel volgens conclusie 20, 35 met het kenmerk, dat het eerste en het derde drukorgaan voorts een drukoverbrengschouder binnen de ringvormige ruimte omvatten, welke schouder is verbonden met d§n van de cilindrische drukvaten en in aangrijping is met het andere belastingoverbrengvlak van de afdichtingsring.

23. Afdichtingssamenstel volgens conclusie 22, 8203027 -21- met het kenmerk, dat het tweede en het vierde ringvormige drukorgaan voorts een drukoverbrengschouder om-vatten binnen de ringvormige ruimte, welke schouder is ver-bonden met het andere cilindrische drukvat.

24. Afdichtingssamenstel volgens conclusie 23, met het kenmerk, dat de schouders zijn vervaar-digd uit een materiaal, met een vloeisterkte, die groter is dan de vloeisterkte van de draagringen.

25. Afdichtingssamenstel volgens conclusie 20, 10 met het? kenmerk, dat het materiaal van de draag- ring bestaat uit staal met een vloeisterkte van tenminste 3.45.105 kPa.

26. Afdichtingssamenstel volgens conclusie 24, met het kenmerk, dat het materiaal van de schou- 15 ders bestaat uit staal met een vloeisterkte van tenminste 5.17.105 kPa.

27. Afdichtingssamenstel volgens conclusie 20, met het kenmerk, dat de afdichtingsringen zijn vervaardigd uit roestvrij staal 316.

28. Afdichtingssamenstel volgens conclusie 20, met het kenmerk, dat de afdichtingsringen zijn vervaardigd uit een metaal met een vloeisterkte van dezelfde orde van grootte als de te bedwingen druk.

29. Afdichtingssamenstel volgens conclusie 20, 25 met het kenmerk, dat het binnen- en het buiten- afdichtingsvlak van de afdichtingsring elk zijn voorzien van tenminste een ringvormige groef.

30. Afdichtingssamenstel volgens conclusie 20, met het kenmerk, dat het buitenafdichtingsvlak 30 en het onderdraagvlak van de afdichtingsring in de voorge-spannen toestand een hoek insluiten van ongeveer 28°.

31. Metalen afdichtingsring voor het vormen van een afdichting tussen een binnenste en buitenste verti-caal ringvormig oppervlak, welke aan bovenwaartse en beneden- 35 waartse axiale krachten wordt blootgesteld, gekenmerkt door een dwarsdoorsnede met de vorm van een parallellogram, een bovenste ringvormig afgeknot-kegelvormig draagvlak voor het opnemen van de bovenwaartse axiale kracht, een onderste ringvormig afgeknot-kegelvormig draagvlak voor het opnemen 40 van de benedenwaartse axiale kracht, een inwendig ringvormig 8203027 -22- afdichtingscontactvlak, dat afdichtend in aangrijping kan komen met het inwendige verticale ringvormige oppervlak, een uitwendig ringvormig afdichtingscontactvlak, dat afdichtend in aangrijping kan komen met het buitenste verti-5 cale ringvormige oppervlak, waarbij het inwendige ringvormige afdichtingscontactvlak afdichtend in aangrijping is met het binnenste verticale ringvormige oppervlak en het uitwen dige ringvormige afdichtingscontactvlak afdichtend in aangrijping is met het buitenste verticale ringvormige opper-10 vlak met een althans nagenoeg gelijk afdichtingscontact bij het uitoefenen van de bovenwaartse axiale kracht op het bo-venste ringvormige draagvlak of bij het uitoefenen van de benedenwaartse axiale kracht op het onderste ringvormige draagvlak.

32. Afdichtingsring volgens conclusie 31, __ met het kenmerk, dat de hoek, die wordt ingeslo- ten door het bovenste draagvlak en het inwendige contactvlak^ 28° is, terwijl de hoek, die wordt ingesloten door het onderste draagvlak en het uitwendige contactvlak, 28° is, voordat 20 de bovenwaartse en benedenwaartse axiale krachten worden uitgeoefend.

33. Afdichtingsring volgens conclusie 32 of 33,met het kenmerk, dat een eerste lijn, die zich uitstrekt tussen het snijpunt van het bovenste draag- 25 vlak en het inwendige contactvlak en het snijpunt van het onderste draagvlak en het uitwendige contactvlak, en een tweede lijn, die zich uitstrekt vanaf het snijpunt van het bovenste draagvlak en het uitwendige contactvlak en die lood-recht staat op het uitwendige contactvlak, een hoek inslui-30 ten tussen 17° en 20°, voordat de bovenwaartse en benedenwaartse axiale krachten worden uitgeoefend.

34. Verbuizingskop-afdichtingsinrichting, gekenmerkt door een verbuizingskop, die een binnen de put gelegen pijphanger draagt en die een bovenste, omlaag 35 gerichte, afgeknot-kegelvormige schouder bezit, alsmede een onderste, omhoog gerichte, afgeknot-kegelvormige schouder, welke pijphanger een onderste, omlaag gerichte afgeknot-kegelvormige schouder bezit, die boven de onderste verbuizings-kopschouder is gelegen, alsmede een bovenste, omhoog gerichte 40 afgeknot-kegelvormige schouder, die beneden de bovenste ver- 8203027 -23- \ buizingskopschouder is gelegen, welke onderste pijphanger-schouder en onderste verbuizingskopschouder in dezelfde richting hellen, terwijl de bovenste pijphangerschouder en de bovenste verbuizingskopschouder eveneens in dezelfde rich-5 ting hellen, waarbij een eerste afdichtingssamenstel is aan-gebracht tussen de bovenste verbuizingskopschouder en de bovenste pijphangerschouder voor het afdichten van de ring-vormige ruimte tussen de pijphanger en de verbuizingskop tegen de in het boorgat heersende druk, terwijl een tweede * 10 afdichtingssamenstel is ^aangebracht tussen de onderste Ver buizingskopschouder en de onderste pijphangerschouder voor het afdichten van deze ringvormige ruimte tegen de putgat-druk.

35. Putsamenstel, gekenmerkt door 15 een eerste pijpserie, een eerste verbuizingskoporgaan, dat met het boveneinde van de eerste pijpserie is verbonden, een tweede verbuizingskoporgaan, dat op de eerste verbuizingskop rust, een tweede pijpserie, die binnen de eerste pijpserie is gelegen en aan de tweede verbuizingskop is op-20 gehangen, zodat een ringvormige ruimte ontstaat tussen de beide pijpseries,- waarbij een dubbelwerkend afdichtingsor-gaan is aangebracht tussen de tweede pijpserie en de tweede verbuizingskop, die een afdichting vormt tegen bovenwaartse fluidumdruk in de ringvormige ruimte tussen de pijpseries 25 en tegen benedenwaartse fluidumdruk binnen de tweede pijpserie, die over het boveneinde van de tweede pijpserie binnen de tweede verbuizingskop wordt overgedragen, welke tweede verbuizingskop is voorzien van een een naar boven uitlo-pend conisch draagorgaan en een cilindrisch binnenomtreks-30 deel, dat vanaf het draagorgaan omhoog verloopt, waarbij de tweede pijpserie een cilindrisch buitenomtreksdeel bezit, dat vanaf het draagorgaan omhoog verloopt en dat hiermede en met het cilindrische binnenomtreksdeel een ringvormige afdichtingsholte vormt, waarin een ringvormig afdichtings-35 orgaan is aangebracht, terwijl boven het afdichtingsorgaan een bovenste drukring axiaal verschuifbaar in de holte is aangebracht, welke drukring een bovenwaarts uitlopend, conisch ondervlak bezit, dat met de holte een afdichtings-kamer vormt, waarbij op de tweede pijpserie een ringvormig, 40 omlaag gericht schouderorgaan is gevormd, dat op de drukring 8203027 ' ' -24- cV rust, waardoor de tweede pijpserie op de genoemde wijze is opgehangen, terwijl in de holte een afdichtingsring is aan-gebracht met een bodem-, boven-, binnen- en buitenvlak, die correlatief zijn met die van de afdichtingskamer, welke af-5 dichtingsring hierin nauw past maar axiaal verschuifbaar is, welke afdichtingsring is vervaardigd uit een elastisch me-taal met hoge treksterkte, dat wil zeggen zacht staal, dat elastisch binnenwaarts kan worden gedrukt, zodat het afdich-tend aangrijpt op het cilindrische buitenomtrekdeel, en dat 10 eerst elastisch kan worden gerekt en vervolgens ductiel in buitenwaartse richting, zodat het afdichtend in aangrijping komt met het binnenomtrekvlak van de verbuizingskop, onder de fluldumdruk, die hierop in benedenwaartse richting werkt vanaf de binnenzijde van de tweede pijpserie en tevens onder 15 de fluidumdruk, die hierop in bovenwaartse richting werkt vanuit de ringvormige ruimte, terwijl de afdichtingsring zich bij het wegvallen van de druk elastisch kan terugtrek-ken van de genoemde omtrekdelen naar de oorspronkelijke po-sitie. 8203027