NO160942B - DEVICE INCLUDING A HOLDING AND SEALING UNIT FOR FITTING IN A BROWN HEAD. - Google Patents

DEVICE INCLUDING A HOLDING AND SEALING UNIT FOR FITTING IN A BROWN HEAD. Download PDF

Info

Publication number
NO160942B
NO160942B NO86861592A NO861592A NO160942B NO 160942 B NO160942 B NO 160942B NO 86861592 A NO86861592 A NO 86861592A NO 861592 A NO861592 A NO 861592A NO 160942 B NO160942 B NO 160942B
Authority
NO
Norway
Prior art keywords
wellhead
sealing
ring
pipe
pipe hanger
Prior art date
Application number
NO86861592A
Other languages
Norwegian (no)
Other versions
NO861592L (en
NO160942C (en
Inventor
Benton F Baugh
Original Assignee
Cameron Iron Works Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from US06/348,735 external-priority patent/US4615544A/en
Priority claimed from US06/350,374 external-priority patent/US4488740A/en
Priority claimed from NO830501A external-priority patent/NO160943C/en
Publication of NO861592L publication Critical patent/NO861592L/en
Application filed by Cameron Iron Works Inc filed Critical Cameron Iron Works Inc
Publication of NO160942B publication Critical patent/NO160942B/en
Publication of NO160942C publication Critical patent/NO160942C/en

Links

Classifications

    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E21EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21BEARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B33/00Sealing or packing boreholes or wells
    • E21B33/02Surface sealing or packing
    • E21B33/03Well heads; Setting-up thereof
    • E21B33/04Casing heads; Suspending casings or tubings in well heads
    • E21B33/043Casing heads; Suspending casings or tubings in well heads specially adapted for underwater well heads
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16JPISTONS; CYLINDERS; SEALINGS
    • F16J15/00Sealings
    • F16J15/02Sealings between relatively-stationary surfaces
    • F16J15/06Sealings between relatively-stationary surfaces with solid packing compressed between sealing surfaces
    • F16J15/10Sealings between relatively-stationary surfaces with solid packing compressed between sealing surfaces with non-metallic packing
    • F16J15/12Sealings between relatively-stationary surfaces with solid packing compressed between sealing surfaces with non-metallic packing with metal reinforcement or covering
    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E21EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21BEARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B2200/00Special features related to earth drilling for obtaining oil, gas or water
    • E21B2200/01Sealings characterised by their shape

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Geology (AREA)
  • Mining & Mineral Resources (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Fluid Mechanics (AREA)
  • General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Geochemistry & Mineralogy (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Apparatus For Radiation Diagnosis (AREA)
  • Adornments (AREA)

Description

Denne oppfinnelse angår undervanns-brønnhodesystemer, og This invention relates to subsea wellhead systems, and

mer bestemt en anordning for å avtette og holde nede foringsrør-hengere i et undervanns-brønnhode. Øket aktivitet ved offshore-boring og -produksjon har brakt en øking i arbeidstrykk slik at man regner med at nye brønner vil ha et arbeidstrykk på opptil 15 000 psi (1050 kp/cm<2>). For å klare de spesielle problemer som er forbundet med undervannsboring og produksjon ved slike økete arbeidstrykk, kreves nye undervanns-brønnhodesystemer. Brønner med arbeidstrykk opptil 15 000 psi (1050 kp/cm<2>) bores for tiden utenfor kysten av Canada og i Nordsjøen på dyp større enn 300 fot (91,5 m)• Disse boreoperasjoner omfatter vanligvis et flytende fartøy med en bølgekompensator for et stige- og borerør som strekker seg til sikringsventilen og brønnhodet beliggende på havbunn-nivå. Sikringsventilstabelen er vanligvis montert på 20 tommer (508 mm) rør idet stigerøret strekker seg til overflaten. En hurtig-frakopling er ofte beliggende på toppen av sikringsventilstabelen. En leddforbindelse anvendes for å ta hensyn til fartøyets bevegelse. Et hovedproblem som oppstår ved undervanns-brønnhodesystemer som arbeider ved 15 000 psi under slike forhold, er trykkbelastningen. more specifically, a device for sealing and holding down casing hangers in a subsea wellhead. Increased activity in offshore drilling and production has brought an increase in working pressure so that it is expected that new wells will have a working pressure of up to 15,000 psi (1050 kp/cm<2>). In order to cope with the special problems associated with underwater drilling and production at such increased working pressures, new underwater wellhead systems are required. Wells with working pressures up to 15,000 psi (1050 kp/cm<2>) are currently being drilled offshore Canada and in the North Sea at depths greater than 300 feet (91.5 m)• These drilling operations typically involve a floating vessel with a wave compensator for a riser and drill pipe that extends to the safety valve and the wellhead located at seabed level. The relief valve stack is typically mounted on 20 inch (508 mm) pipe with the riser extending to the surface. A quick disconnect is often located on top of the safety valve stack. A joint connection is used to take account of the vessel's movement. A major problem encountered with subsea wellhead systems operating at 15,000 psi under such conditions is pressure loading.

Tetningsinnretningen må være istand til å tåle og oppta 15 000 psi (1050 kp/cm<2>) arbeidstrykk. Tilgjengelige energikilder for aktivisering av tetningsinnretningen innbefatter tyngde, hydraulisk trykk, samt dreiemoment. Hver tetningsinnretning krever ulike mengder energi for posisjonering og aktivering. Tyngde er minst ønskelig, fordi håndteringen av vektrør som gir tyngden er vanskelig og tidkrevende på rigg-gulvet. Dersom hydraulisk trykk anvendes gjennom borerøret, er der behov for vaier-utstyr for nedføring og opphenting av "darts" fra "hydraulisk-til-påvirket"-tetningsaktiviserings-systemet. Dersom "darts" ikke anvendes, blir håndteringen av "våte strenger" av borerør meget sølete og upopulær blant boremannskapet. Dersom tetningsaktiviseringsinnretningen anvender enkelttripp-rørhenger-teknikken, kan sementeringsfluidet bevirke problemer i hydrau-likksystemet som anvendes for aktivisering av tetningen. Vedlikehold er også et problem. Selv om dreiemoment er den mest ønskelige metode for aktivisering av en tetning, er der begrensninger på størrelsen av det dreiemoment som kan overføres fra overflaten som følge av friksjonstap til stigerøret, sikringsventilstabelen, stedsawik, forskjellige gjenger, og selve borerøret. The sealing device must be able to withstand and absorb 15,000 psi (1050 kp/cm<2>) working pressure. Available energy sources for activation of the sealing device include gravity, hydraulic pressure, and torque. Each sealing device requires different amounts of energy for positioning and activation. Weight is the least desirable, because handling the weight tube that provides the weight is difficult and time-consuming on the rig floor. If hydraulic pressure is applied through the drill pipe, there is a need for wireline equipment to lower and retrieve "darts" from the "hydraulic-to-actuated" seal activation system. If "darts" are not used, the handling of "wet strings" of drill pipe becomes very messy and unpopular with the drilling crew. If the seal activation device uses the single-trip pipe hanger technique, the cementing fluid can cause problems in the hydraulic system used to activate the seal. Maintenance is also a problem. Although torque is the most desirable method of actuating a seal, there are limitations on the amount of torque that can be transmitted from the surface due to frictional losses to the riser, relief valve stack, site saw, various threads, and the drill pipe itself.

Ovennevnte problem er i alt vesentlig løst ved en anordning som angitt i det etterfølgende, selvstendige krav 1. Fordelaktige utføringsformer av anordningen er angitt i de etterfølgende uselvstendige krav. The above-mentioned problem is essentially solved by a device as stated in the subsequent, independent claim 1. Advantageous embodiments of the device are stated in the subsequent non-independent claims.

Anordningen ifølge foreliggende oppfinnelse overvinner således ulempene ved den kjente teknikk og omfatter mange andre fordelaktige trekk. Systemet har enkelttripp-mulighet, men kan likevel anvende flertripp-metoder. Tetningselementene kan byttes om hverandre og er fullt aktiviserbare til et trykk i overkant av det antatte brønnhulltrykk. Støttetetninger er tilgjengelige. Tetningene er ikke trykk-avaktiviserbare, og tetningselementene vil tette selv om rørhengerne lander høyt. The device according to the present invention thus overcomes the disadvantages of the known technique and includes many other advantageous features. The system has a single-trip option, but can still use multi-trip methods. The sealing elements can be interchanged and are fully activatable to a pressure in excess of the assumed wellbore pressure. Support seals are available. The seals cannot be deactivated by pressure, and the sealing elements will seal even if the pipe hangers land high.

Anordningen ifølge foreliggende oppfinnelse vil pålitelig avtette et ringformet område på ca. 18 1/2 tommer (470 mm) utvendig diameter og 17 tommer (432 mm) innvendig diameter og giir et gummitrykk høyere enn 15 000 psi (1050 kp/cm<2>) (20 000 The device according to the present invention will reliably seal an annular area of approx. 18 1/2 inch (470 mm) outside diameter and 17 inch (432 mm) inside diameter and provides a rubber pressure greater than 15,000 psi (1050 kp/cm<2>) (20,000

v v

psi [1400 kp/cm*2] nominelt) når anordningen aktiviseres og anordningen erfarer et trykk fra over eller under 15 000 psi. Trykket høyere enn 15 000 psi opprettholdes i anordningen etter at nedføringsverktøyet er fjernet. Anordningen er dessuten seiv-aktivisert for å opprettholde fullt trykk dersom full belastningskraft ikke var anvendt eller dersom full belastnings-kråft ikke var opprettholdt. Anordningen vil ikke bli trykk-avåktivisert. Anordningen gir et forholdsvis langt tetningsareal som dekker over defekter i huset og/eller forurensninger. Anordningen omfatter videre metalliske primærtetninger og anvender metalliske tetninger som mothold for å hindre høytrykks-ekstrudering av elastomere sekundær-tetninger. Anordningen ifølge foreliggende oppfinnelse tilbaketrekker positivt de metalliske tetninger fra veggene før anordningen trekkes opp. psi [1400 kp/cm*2] nominal) when the device is activated and the device experiences a pressure from above or below 15,000 psi. Pressure greater than 15,000 psi is maintained in the device after the lowering tool is removed. The device is also seiv-activated to maintain full pressure if full load force was not applied or if full load force was not maintained. The device will not be pressure-deactivated. The device provides a relatively long sealing area that covers defects in the house and/or contamination. The device further comprises metallic primary seals and uses metallic seals as a counterweight to prevent high-pressure extrusion of elastomeric secondary seals. The device according to the present invention positively retracts the metallic seals from the walls before the device is pulled up.

De elastomere tetninger i anordningen tillates å avlastes under opptrekking av pakningsenheten og er fullstendig gjenvinnbare. Foreliggende anordning danner et i det vesentlige metallisk The elastomeric seals in the device are allowed to be relieved during pulling up of the packing unit and are completely recyclable. The present device forms an essentially metallic one

ledd mellom toppen og bunnen av pakningsområdet for å sikre at den nedre ring kan gjenvinnes. Konstruksjonen muliggjør joint between the top and bottom of the packing area to ensure that the lower ring can be recovered. The construction makes it possible

enkelttripp-operasjoner. Der er ingen mellomliggende metalldeler i tetningsområdet som kan gi uregelmessige gummitrykk. Anordningen gir et minimum antall parallelle tetningsområder single trip operations. There are no intervening metal parts in the sealing area that could cause irregular rubber pressure. The device provides a minimum number of parallel sealing areas

for minst mulig lekkasjebaner. Anordningen er fast festet til pakningselementet slik at den ikke kan spyles løs av strømning under nedføringsoperasjonene. Konstruksjonen muliggjør også flertripps-operasjoner og muliggjør innbyrdes utskifting av alle foringsrørhengere innenfor en nominell størrelse. for the least possible leakage paths. The device is firmly attached to the packing element so that it cannot be washed away by flow during the lowering operations. The construction also enables multi-trip operations and enables the interchangeability of all casing hangers within a nominal size.

Den foretrukne utføringsform av oppfinnelsen skal i det følgende beskrives nærmere under henvisning til tegningene, hvor: Fig. 1 er et skjematisk riss av omgivelsene ved foreliggende oppfinnelse; Fig. 2A, 2B og 2C viser utsnitt av brønnhodet, rørhenger-bæreringen, rørhenger-nedføringsverktøyet, pakningen og nedholderenheten, og et skjematisk riss av et parti av sikringsventilen for undervannsbrønnen på fig. 1; Fig. 3 er et riss med deler skilt fra hverandre, som viser setet og en del av brønnhodet på fig. 2; Fig. 3A er et oppriss i større målestokk av kilen vist i fig. 3; Fig. 4 er et snitt av tetningselementet i nedføringsposisjon og fig. 4A er et snitt av tetningselementet i tetningsposisjon; og The preferred embodiment of the invention shall be described in more detail below with reference to the drawings, where: Fig. 1 is a schematic view of the surroundings of the present invention; Figs. 2A, 2B and 2C show sections of the wellhead, the pipe hanger support ring, the pipe hanger lowering tool, the gasket and the hold-down assembly, and a schematic view of a part of the safety valve for the underwater well of fig. 1; Fig. 3 is a view with parts separated from each other, showing the seat and part of the wellhead in fig. 2; Fig. 3A is an elevation view on a larger scale of the wedge shown in Fig. 3; Fig. 4 is a section of the sealing element in lowered position and fig. 4A is a section of the sealing element in the sealing position; and

Fig. 5A, 5B og 5C er snitt av brønnhodet med rørhengerene Fig. 5A, 5B and 5C are sections of the wellhead with the pipe hangers

i 16 tommer (406 mm), 13 3/8 tommer (340 mm), 9 5/8 tommer (241,5 mm) og 7 tommer (178 mm) rørhengerstrenger anbrakt i nedholdingsposisjonen og i tetningsposisjonen. in 16 in. (406 mm), 13 3/8 in. (340 mm), 9 5/8 in. (241.5 mm), and 7 in. (178 mm) pipe hanger strings placed in the hold position and in the seal position.

Den foretrukne utføringsform av oppfinnelsen beskrives i det følgende. The preferred embodiment of the invention is described below.

Foreliggende oppfinnelse er beregnet for bruk i et undervanns-brønnhodesystem for nedføring, understøttelse, avtetting, fastholding og testing av en foringsrørhenger i et brønnhode i en olje- eller gassbrønn. Selv om foreliggende oppfinnelse kan anvendes i forskjellige omgivelser, gir fig. 1 en skjematisk illustrasjon av en typisk installasjon av en foringsrørhenger og en foringsrørstreng ifølge foreliggende oppfinnelse i et brønnhode beliggende på havbunnen ved en offshore-brønn. The present invention is intended for use in an underwater wellhead system for lowering, supporting, sealing, retaining and testing a casing hanger in a wellhead in an oil or gas well. Although the present invention can be used in various environments, fig. 1 a schematic illustration of a typical installation of a casing hanger and a casing string according to the present invention in a wellhead located on the seabed at an offshore well.

' Fig. 1 viser et brønnhull 10 som er boret i havbunnen 12 under en vannmasse 14 fra et borefartøy 16 som flyter på vannoverflaten 18. En fundamentkonstruksjon eller et styrefun-dament 20, et lederør 22, et brønnhode 24, en boresikringsven-tilstabel 26 med trykk-kontrollutstyr, og et stigerør 28 nedsenkes fra det flytende borefartøy 16 og monteres på havbunnen 12. Lederøret 22 kan drives eller spyles inn i havbunnen 12 inntil brønnhodet 24 hviler nær havbunnen 12 eller, som vist i fig. 1, et borehull 30 kan bores for innføring av lederøret 22. Styrefundamentet 20 er festet rundt øvre ende av lederøret 22 på havbunnen 12, og lederøret 22 er forankret i borehullet 30 ved hjelp av én søyle 32 av sement rundt en Fig. 1 shows a wellbore 10 which has been drilled in the seabed 12 under a body of water 14 from a drilling vessel 16 which floats on the water surface 18. A foundation structure or a control foundation 20, a guide pipe 22, a wellhead 24, a drilling safety valve stack 26 with pressure control equipment, and a riser pipe 28 is lowered from the floating drilling vessel 16 and mounted on the seabed 12. The guide pipe 22 can be driven or flushed into the seabed 12 until the wellhead 24 rests near the seabed 12 or, as shown in fig. 1, a borehole 30 can be drilled for the introduction of the guide pipe 22. The guide foundation 20 is fixed around the upper end of the guide pipe 22 on the seabed 12, and the guide pipe 22 is anchored in the borehole 30 by means of one column 32 of cement around a

betydelig del av sin lengde. Sikringsventilstabelen 26 er ved hjelp av en passende kopling forbundet med brønnhodet 24 som er anordnet på styrefundamentet 20 som er montert på havbunnen 12 og innbefatter én eller flere boresikringsventiler såsom sikringsventilen 40. Slike boresikringsventiler omfatter et antall tettende røravstengere, såsom røravstengerne 34 på sikringsventilen 40, innrettet til å beveges ut og inn fra sikringsventilhuset til og fra tetningsinngrep med et rørelement, såsom borerør, som strekker seg gjennom sikringsventilen 40, considerable part of its length. The safety valve stack 26 is connected by means of a suitable coupling to the wellhead 24 which is arranged on the control foundation 20 which is mounted on the seabed 12 and includes one or more drilling safety valves such as the safety valve 40. Such drilling safety valves comprise a number of sealing pipe stoppers, such as the pipe stoppers 34 on the safety valve 40, adapted to be moved out and in from the safety valve housing to and from sealing engagement with a tubular member, such as drill pipe, extending through the safety valve 40,

i in

slik det er velkjent. Stigerøret 28 strekker seg fra toppen av sikriin<g>sventilstabele<n> 26 til det flytende fartøy 16. as is well known. The riser 28 extends from the top of the siphon stack 26 to the floating vessel 16.

i Sikringsventilstabelen 26 omfatter "strupe- og drepe"-ledninger henholdsvis 36, 38, som strekker seg til overflaten 18. Strupe- og drepeledninger brukes bl.a. for å teste in the Safety valve stack 26 comprises "throttle and kill" lines 36, 38 respectively, which extend to the surface 18. Throttle and kill lines are used i.a. to test

sikringsventilens 40 røravstengere 34. Ved testing av avstengerne 34 nedføres en testplugg i brønnen gjennom stigerøret 28 for avtetting av brønnen ved brønnhodet 24. Avstengerne 34 aktiviseres og stenges, og drepeledningen 38 settes så under trykk med en ventil på strupeledningen 36 stengt for å teste røravstengerne 34. the safety valve 40 pipe shut-off valves 34. When testing the shut-off valves 34, a test plug is lowered into the well through the riser 28 to seal the well at the wellhead 24. The shut-off valves 34 are activated and closed, and the kill line 38 is then pressurized with a valve on the choke line 36 closed to test the pipe shut-off valves 34.

Boreutstyr, innbefattende borerør med en standard 17 1/2" Drilling equipment, including drill pipe with a standard 17 1/2"

(444i,5 mm) borkrone, nedsenkes gjennom stigerøret 28 og lederøret 22 for å bore et dypere borehull 42 i havbunnen for overflate-foringsrøret 44. En overflate-foringsrørhenger 50, vist i fig. 2C hvor det bærer overflate-foringsrøret 44, nedsenkes gjennom lederøret 22 inntil overflateforingsrørhengeren 50 lander på og forbindes med brønnhodet 24 som beskrevet i det følgende. Deretter blir andre innvendige foringsrør- og produksjonsrørstrenger anbrakt og opphengt i brønnhodet 24 som beskrevet i det følgende i forbindelse med fig. 5A, 5B og 5C. (444 in.5 mm) drill bit, is lowered through riser 28 and guide pipe 22 to drill a deeper borehole 42 in the seabed for surface casing 44. A surface casing hanger 50, shown in FIG. 2C where it carries the surface casing 44, is lowered through the guide pipe 22 until the surface casing hanger 50 lands on and connects to the wellhead 24 as described below. Subsequently, other internal casing and production pipe strings are placed and suspended in the wellhead 24 as described below in connection with fig. 5A, 5B and 5C.

Som vist i fig. 2C omfatter brønnhodet 24 et hus 46 som As shown in fig. 2C, the wellhead 24 comprises a housing 46 which

har en nedre ende 48 med avtrappet eller innsnevret diameter som danner en nedadvendt, innad avsmalnende konisk skulder eller ansats 52. Den avtrappete nedre ende 48 har ved sin avslutning et avtrappet eller innsnevret rørparti 54 som danner en annen, mindre nedadvendt, innad avsmalnende skulder eller ansats 56. Lederørets 22 ytterdiameter er 20 tommer (508 mm) has a lower end 48 with a stepped or narrowed diameter which forms a downward-facing, inwardly tapering conical shoulder or shoulder 52. The stepped lower end 48 has at its termination a stepped or narrowed pipe section 54 which forms another, less downward-facing, inwardly tapering shoulder or shoulder 56. The outer diameter of the guide tube 22 is 20 inches (508 mm)

og røret er sveiset til det innsnevrete rørparti 54 på bunnen av brønnhodet 24. Lederøret 22 har en tykkelse på 1/2 tomme (12,7 mm) og en innvendig boring 62 med 19 tommer (482,6 mm) diameter for innledningsvis å oppta borestrengen og borkronen for å bore borehullet 42 og deretter for å oppta overflate-foringsrørstrengen 44 som vist i fig. 1. Brønnhodehuset 46 omfatter en boring 60 med en diameter på ca. 18 11/16 tommer (475 mm), noe mindre enn den innvendige boring 62 i lederøret 22. and the pipe is welded to the constricted pipe portion 54 at the bottom of the wellhead 24. The guide pipe 22 has a thickness of 1/2 inch (12.7 mm) and an internal bore 62 of 19 inches (482.6 mm) diameter to initially accommodate the drill string and drill bit to drill the wellbore 42 and then to receive the surface casing string 44 as shown in fig. 1. The wellhead housing 46 comprises a bore 60 with a diameter of approx. 18 11/16 inches (475 mm), slightly smaller than the inside bore 62 of the guide tube 22.

På brønnhodeboringens 60 innside er anordnet et antall kilespor 64, tannsegmenter 66, og fire ringformete spor (vist i fig. 5B) såsom spor 68, anordnet med innbyrdes avstand langs boringen 60 over tannsegmentene 66. Tannsegmentene 66 har en innvendig diameter på ca. 17 9/16 tommer (446 mm) for å tillate gjennomføring av standard 17 1/2 tommer (444,5 mm) borkronen for boring av borehullet 42. On the inside of the wellhead bore 60 are arranged a number of wedge grooves 64, tooth segments 66, and four annular grooves (shown in Fig. 5B) such as grooves 68, arranged with a mutual distance along the bore 60 above the tooth segments 66. The tooth segments 66 have an internal diameter of approx. 17 9/16 in. (446 mm) to allow passage of the standard 17 1/2 in. (444.5 mm) drill bit for drilling the 42 hole.

Brønnhodet 24 omfatter et løsbart rørhenger-bæreelement eller hus-sete 70 som er innrettet for nedsenking i boringen 60 og tilkopling til tannsegmentene 66. Hus-setet 70 omfatter en massiv, rørformet ring 72 med en glatt innvendig boring 74, utvendige tannsegmenter 76 innrettet for inngrep med brønnhodets 46 innvendige tannsegmenter 66, et oppadvendt, nedad avsmalnende konisk sete eller bæreskulder 80 for anlegg mot overflate-foringsrørhengeren 50, og en kileinnretning 78 for låsing av hus-setet 70 i brønnhodehuset 46. The wellhead 24 comprises a detachable pipe hanger support element or housing seat 70 which is arranged for immersion in the bore 60 and connection to the tooth segments 66. The housing seat 70 comprises a massive, tubular ring 72 with a smooth inner bore 74, external tooth segments 76 arranged for engagement with the wellhead 46 internal tooth segments 66, an upwardly facing, downwardly tapering conical seat or bearing shoulder 80 for bearing against the surface casing hanger 50, and a wedge device 78 for locking the housing seat 70 in the wellhead housing 46.

Boringen 74 i den solide ring 72 har en innvendig diameter på 408 mm hvilket gir den koniske bæreskulder 80 en effektiv horisontal tykkelse på ca. 33 mm for opplagring av foringsrørhen-gerén 50. Hus-setet 70 har en veggtykkelse som er tilstrekkelig til å hindre at hus-setet 70 knekker sammen under en vertikal trykkspenning på 90 000 psi (63 00 kp/cm<2>). Dette er av betydning ettersom brønnhodet 24, på grunn av sin størrelse, tyngde og tykkelse, er et stivt element sammenliknet med hus-setet 70 som er et forholdsvis bøyelig element. The bore 74 in the solid ring 72 has an internal diameter of 408 mm which gives the conical bearing shoulder 80 an effective horizontal thickness of approx. 33 mm for storage of the casing hanger 50. The housing seat 70 has a wall thickness sufficient to prevent the housing seat 70 from buckling under a vertical compressive stress of 90,000 psi (63,00 kp/cm<2>). This is important as the wellhead 24, due to its size, weight and thickness, is a rigid element compared to the housing seat 70 which is a relatively flexible element.

Som vist i fig. 3, omfatter hus-setet 70 et antall grupper 82 av tannsegmenter 76 med slisser eller mellomrom 86 for opptak av tilsvarende grupper 88 av tannsegmenter 66 i brønnhodet As shown in fig. 3, the housing seat 70 comprises a number of groups 82 of tooth segments 76 with slots or spaces 86 for receiving corresponding groups 88 of tooth segments 66 in the wellhead

i in

46 vist i fig. 2C. Tannsegmentene 66, 76 kan eventuelt ha tenner med gjengestigning, men har fortrinnsvis stignings-frie tenner. Tennene 66, 76 er konstruert for inngrep ved omdreining av setet 70 for tilkopling til brønnhodet 24. Brønnhodetennene 66 avsmalner innad og nedad for å lette gjennomføring av borkronen. Dersom tennenes 66 tverrsnitt var av firkant-formet eller sagtann-formet type, kunne de ha grepet fast i borkronen når den ble nedsenket gjennom brønnhodet 24 for boring av borehullet 24 for overflate-foringsrøret 44. Setetennene 76 er tilsvarende avsmalnet for inngrep med brønnhodetennene 66. 46 shown in fig. 2C. The tooth segments 66, 76 may optionally have teeth with a pitch, but preferably have pitch-free teeth. The teeth 66, 76 are designed for engagement when the seat 70 is turned for connection to the wellhead 24. The wellhead teeth 66 taper inwards and downwards to facilitate passage of the drill bit. If the cross-section of the teeth 66 were of the square-shaped or saw-tooth-shaped type, they could have gripped the drill bit when it was lowered through the wellhead 24 for drilling the borehole 24 for the surface casing 44. The seat teeth 76 are correspondingly tapered for engagement with the wellhead teeth 66 .

Hver av gruppene 82, 88 omfatter seks rader av tannsegmenter som,er tilnærmet en halv tomme (12,7 mm) høye fra bunn til topp. Gjengeflaten på de seks rader av tannsegmenter 66, 76 er større enn bæreskulderens 80 anleggsflate. En kontinuerlig øvre, ringformet flens 85 som er anordnet på setet 70 over tennene 76, avgrenser innføringen av tanngrupper 82 i mellomrom-mené 87. Flensen 85 hindrer setet 70 i å passere gjennom brønnhodet 24. Det nederste tannsegment 84 er overdimensjonert for å hindre for tidlig omdreining av setet 70 i brønnhodet 24 inntil setet 70 har landet på ringflensen 85. Each of the groups 82, 88 comprises six rows of tooth segments which are approximately one-half inch (12.7 mm) high from bottom to top. The thread surface of the six rows of tooth segments 66, 76 is larger than the contact surface of the bearing shoulder 80. A continuous upper, annular flange 85, which is provided on the seat 70 above the teeth 76, delimits the insertion of groups of teeth 82 into the space menu 87. The flange 85 prevents the seat 70 from passing through the wellhead 24. The lower tooth segment 84 is oversized to prevent too early rotation of the seat 70 in the wellhead 24 until the seat 70 has landed on the ring flange 85.

De seks rader eller grupper 82, 88 av tannsegmenter 66, 76 danner et like antall rader for jevn opplagring og fordeling av belastningen. En slik konstruksjon utjevner de spenninger som virker på tannsegmentene 66, 76. Ved å ha seks grupper tenner kan tannsegmentene 66, 76 tilkoples ved å dreie hus-setet 70 30°, dvs. 180° delt på antall grupper. Dersom tannsegmentene 66, 76 hadde vært lengre, ville det vært nødvendig med en større grad av omdreining av hus-setet 70 for tilkopling. Det foretrekkes at tannsegmentene 66, 76 har samme lengde, slik at der oppnås maksimal kontakt til å bære belastningene. The six rows or groups 82, 88 of tooth segments 66, 76 form an equal number of rows for uniform storage and distribution of the load. Such a construction equalizes the stresses acting on the tooth segments 66, 76. By having six groups of teeth, the tooth segments 66, 76 can be connected by turning the housing seat 70 30°, i.e. 180° divided by the number of groups. If the tooth segments 66, 76 had been longer, a greater degree of rotation of the housing seat 70 would have been necessary for connection. It is preferred that the tooth segments 66, 76 have the same length, so that maximum contact is achieved to carry the loads.

Tannsegmentene 66, 76 kan bare være sirkulære spor med slisser eller mellomrom 86 for tilkopling. Tannsegmentene 66, 76 har null stigningsvinkel og avsmalner for å øke gjengearealet slik at gjengene 66, 76 kan tåle en større skjærspenning. Tannsegmentenes 66, 76 avsmalning er større enn 30" og fortrinnsvis ca. 55°, hvorved gjengearealet er vesentlig øket for skjær. Denne tannprofil søker å utligne spenningene over alle tanseg-mentene 66, 76 slik at tennene 66, 76 ikke gir etter én om gangen. The tooth segments 66, 76 can only be circular grooves with slots or spaces 86 for connection. The tooth segments 66, 76 have zero pitch angle and taper to increase the thread area so that the threads 66, 76 can withstand a greater shear stress. The taper of the tooth segments 66, 76 is greater than 30" and preferably approx. 55°, whereby the thread area is significantly increased for cutting. This tooth profile seeks to equalize the stresses across all the tooth segments 66, 76 so that the teeth 66, 76 do not give way once the hallway.

Tennene 66, 76 kan være av sagtanntypen. Dersom tennene 66, 76 hadde hatt rektangulær profil, ville de fanget opp borerester og annet rusk som strømmer gjennom brønnen. En ytterligere fordel ved forbindelsen mellom brønnhodet 24 og hus-setet 70 er at tannsegmentet 76 renser tannsegmentet 66 når hus-setet 70 dreies i brønnhodet 24. Tennene 76 slår forurensningene bort fra tennene 66 slik at forurensningene faller ned i slissene eller mellomrommene 86, 87. The teeth 66, 76 can be of the saw tooth type. If the teeth 66, 76 had had a rectangular profile, they would have caught drilling residues and other debris flowing through the well. A further advantage of the connection between the wellhead 24 and the housing seat 70 is that the tooth segment 76 cleans the tooth segment 66 when the housing seat 70 is rotated in the wellhead 24. The teeth 76 knock the contaminants away from the teeth 66 so that the contaminants fall into the slots or spaces 86, 87 .

Kontinuerlige gjenger har flere ulemper. Gjenger krever flere omdreininger for tilkopling og må støttes opp inntil de faller en brøkdel av en tomme før gjengeinnføringenes innledende inngrep. Gjenger glir dessuten på et punkt når de dreies for sammenkopling. Forbindelsen mellom hus-setet 70 og brønnhodet 24 unngår disse ulemper. Når hus-setet 70 nedsenkes i brønnhodet Continuous threads have several disadvantages. Threads require several turns to engage and must be supported until they drop a fraction of an inch before the initial engagement of the thread leads. Threads also slide at a point when turning for mating. The connection between the housing seat 70 and the wellhead 24 avoids these disadvantages. When the housing seat 70 is immersed in the wellhead

24 på et passende nedføringsverktøy, vil det nederste tannsegment 84 på setet 70 danne inngrep med det øverste tannsegment i tannsegmentene 66 på brønnhodehuset 24. Setet 70 blir så dreid mindre enn 30" slik at gruppen 82 på setet 70 kan opptas i slissen 87 mellom gruppene 88 på brønnhodet 24. Denne fallbeve-gelse er betydelig, opptil 12 tommer (305 mm), og kan lett registreres ved overflaten som en forsikring om at hus-setet 70 er kommet i inngrep med brønnhodet 24 og kan dreies til inngrep med sluttstykket. Bruk av forbindelsen ifølge foreliggende oppfinnelse gir en klar indikasjon på når hus-setet 70 er i fullt inngrep med brønnhodet 24. Forbindelsen ifølge foreliggende oppfinnelse har den ytterligere fordel at den tillater hus-setet 70 å innstikkes i brønnhodet 24 og fastgjøres ved en 30" omdreining av hus-setet 70 for oppnåelse av fullt inngrep mellom hus-setet 70 og brønnhodet 24. 24 on a suitable lowering tool, the lower tooth segment 84 on the seat 70 will engage the upper tooth segment in the tooth segments 66 on the wellhead housing 24. The seat 70 is then turned less than 30" so that the group 82 on the seat 70 can be received in the slot 87 between the groups 88 on the wellhead 24. This drop movement is significant, up to 12 inches (305 mm), and can be easily detected at the surface as an assurance that the housing seat 70 has engaged the wellhead 24 and can be rotated to engage the breech. Use of the connection according to the present invention provides a clear indication of when the housing seat 70 is in full engagement with the wellhead 24. The connection according to the present invention has the further advantage that it allows the housing seat 70 to be inserted into the wellhead 24 and secured by a 30" rotation of the housing seat 70 to achieve full engagement between the housing seat 70 and the wellhead 24.

Som vist i fig. 2C, 3 og 3A, omfatter kileinnretningen 78 et antall utad forspente knaster 92 som hver er forskyvbart opptatt i et utadvendt hulrom 94 i hvert annet nederste tannsegment 84 i den solide ringen 72. Knastene 92 har plane sicier 90, øvre og nedre avsmalnende sider 91, og en utboring 96 på innsiden for å oppta den ene ende av en fjær 98. Skiver 93 er ved hjelp av skruer 95 montert i hulrommet 94 på hver side av: knasten 92 slik at der dannes en slisse for knasten 92. Fjærenes 98 andre ende ligger an mot bunnen av hulrommet 94 for å trykke knasten 92 utad. Kilespor 64 er beliggende under alle seks grupper 88 slik at knastene 92 er posisjonert på den solide ring 72 hvorved knasten 92 vil befinne seg inntil et kilespor 64 i brønnhodehuset 46 ved fullt inngrep mellom inner-og yttertennene 66, 76 til brønnhodet 24 og hus-setet 70. Knasten 92 vil bli trykket inn i sporet 64 ved omdreining av ringen 72 i gjengene 66, for derved å stoppe omdreiningen av ringen 72. En åpning 102 er utformet gjennom ringen 72 og inn i hulrommet 94, hvorved knasten 92 kan frigjøres. As shown in fig. 2C, 3 and 3A, the wedge device 78 comprises a number of outwardly biased cams 92 each of which is displaceably received in an outward facing cavity 94 in every other lowermost tooth segment 84 of the solid ring 72. The cams 92 have planar faces 90, upper and lower tapered sides 91 . end rests against the bottom of the cavity 94 to press the cam 92 outwards. Keyway 64 is located under all six groups 88 so that the cams 92 are positioned on the solid ring 72 whereby the cam 92 will be located next to a keyway 64 in the wellhead housing 46 in full engagement between the inner and outer teeth 66, 76 of the wellhead 24 and housing the seat 70. The cam 92 will be pressed into the groove 64 by rotation of the ring 72 in the threads 66, thereby stopping the rotation of the ring 72. An opening 102 is formed through the ring 72 and into the cavity 94, whereby the cam 92 can be released.

Ifølge teknikkens stilling var bæreskulderen for overflate-foringsrørhengeren utformet i ett stykke med brønnhodehuset og var tilstrekkelig stor til å bære foringsrøret og trykkbelastningen. Ved denne kjente teknikk innsnevret imidlertid bæreskulderen boringen eller strømningsløpet i brønnhodehuset, slik at der ikke var full åpning eller adgang til foringsrøret under brønnhodehuset for boring. Ved bruk av en tilstrekkelig stor bæreskulder av kjent type for 15 000 psi (1050 kp/cm<2>) arbeidstrykk, ville boringen gjennom skulderen ikke tillate gjennomføring av en standard 17 1/2 tommer (444,5 mm) borkrone. Slike undervanns-brønnhodesystemer nødvendiggjorde "underrøm-ming". According to the prior art, the support shoulder for the surface casing hanger was integral with the wellhead housing and was large enough to support the casing and the pressure load. In this known technique, however, the bearing shoulder narrowed the bore or the flow path in the wellhead housing, so that there was no full opening or access to the casing under the wellhead housing for drilling. Using a sufficiently large carrier shoulder of a known type for 15,000 psi (1050 kp/cm<2>) working pressure, the bore through the shoulder would not permit the passage of a standard 17 1/2 inch (444.5 mm) bit. Such underwater wellhead systems necessitated "under-escape".

Ifølge foreliggende oppfinnelse er hus-setet 70 en monterbar bæreskulder eller -ansats som ikke trenger å monteres i brønnhodehuset 46 før større arbeidstrykk blir påtruffet. Hus-setet 70 monteres ikke før boreoperasjonen for overflate-foringsrøret 44 er komplett, hvilket gir adgang gjennom fullt åpen boring. Ettersom bare nominelle arbeidstrykk opptrer According to the present invention, the housing seat 70 is a mountable support shoulder or shoulder which does not need to be mounted in the wellhead housing 46 before greater working pressure is encountered. The housing seat 70 is not assembled until the drilling operation for the surface casing 44 is complete, which allows access through fully open drilling. As only nominal working pressures occur

i in

under boring for overflate-foringsrøret 44 er det ikke nødvendig med større bæreskulder. Etter at boringen for overflate-foringsrøret 44 er fullført, monteres hus-setet 70 for håndtering av foringsrør og trykkbelastninger opptil 15 000 psi (1050 kp/cm<2>). Der er således tilstrekkelig klaring før montering av hus-setet 70, til at en 171/2 tommer (444,5 mm) borkrone kan passere. during drilling for the surface casing 44, larger bearing shoulders are not required. After the drilling for the surface casing 44 is completed, the casing seat 70 is installed to handle casing and pressure loads up to 15,000 psi (1050 kp/cm<2>). There is thus sufficient clearance before mounting the housing seat 70 for a 171/2 inch (444.5 mm) drill bit to pass.

For montering av hus-setet 70 forbindes hus-setet 70 med For mounting the housing seat 70, the housing seat 70 is connected with

et nedføringsverktøy (ikke vist) ved hjelp av bruddpinner, hvorav én er vist delvis ved 104. Nedføringsverktøyet på en borestreng fører så hus-setet 70 ned i utboringen 60 i brønnhodet 24 inntil det nederste tannsegment 84 lander på det øverste tannsegment av tannsegmentene 66. Setet 70 dreies så inntil tanngruppene 88 på brønnhodet 24 faller inn i slissene 86 og tanngruppene 82 på ringen 72 opptas i tilsvarende slisser 87 på bronnhodetennene 66. Den kontinuerlige ringflens 85 lander på det øverste tannsegment av tannsegmentene 66 i brønnhodet 24. Hus-setet 70 dreies så ved hjelp av borestrengen og nedførings-verktøyet inntil kilene 78 griper inn i kilesporene 64 og derved stopper dreiebevegelsen. En trykktest kan utføres for å sikre at hus-setet 70 er nede. Da vil bruddpinnene som fastholder hus-setet 70 på nedføringsverktøyet briste ved 104 slik at nedføringsverktøyet kan frigjøres og fjernes. a lowering tool (not shown) by means of breaker pins, one of which is partially shown at 104. The lowering tool on a drill string then guides the casing seat 70 down into the bore 60 in the wellhead 24 until the bottom tooth segment 84 lands on the top tooth segment of the tooth segments 66. The seat 70 is then turned until the groups of teeth 88 on the wellhead 24 fall into the slots 86 and the groups of teeth 82 on the ring 72 are received in corresponding slots 87 on the wellhead teeth 66. The continuous ring flange 85 lands on the uppermost tooth segment of the tooth segments 66 in the wellhead 24. The housing seat 70 is then rotated using the drill string and the lowering tool until the wedges 78 engage in the wedge grooves 64 and thereby stop the turning movement. A pressure test can be performed to ensure that the housing seat 70 is down. Then the break pins which retain the housing seat 70 on the lowering tool will break at 104 so that the lowering tool can be released and removed.

Fig. 2C viser hvorledes overflate-foringsrørhenger 50 anbringes (lander) på hus-setet 70 i brønnhodet 24. Rørhengeren 50 har en stort sett rørformet hoveddel 110 som innbefatter et nedre innvendig gjengeparti 112 i gjengeinngrep med den øverste lengde av foringsrørstrengen 44 for opphenging av strengen 44 i borehullet 42, en utvidet toppseksjon 114 med en radialt utadragende ringformet ansats 116 og et antall ringspor 120 (vist i fig. 2B) i hoveddelens 110 innvendige omkrets, som er innrettet for forbindelse med et nedføringsverktøy 200 som skal beskrives i det følgende. Fig. 2C shows how the surface casing hanger 50 is placed (landed) on the casing seat 70 in the wellhead 24. The casing hanger 50 has a generally tubular main part 110 which includes a lower internal threaded portion 112 in threaded engagement with the uppermost length of the casing string 44 for suspension of the string 44 in the borehole 42, an extended top section 114 with a radially projecting annular shoulder 116 and a number of annular grooves 120 (shown in Fig. 2B) in the inner circumference of the main part 110, which are arranged for connection with a lowering tool 200 to be described below .

Som vist på fig. 2A og 2B er rørdelens 110 utside forsynt med gjenger 118 fra toppen og nedover en betydelig del av sin lengde, for inngrep med holde- og tetningsenheten 180, som skal beskrives i det følgende. As shown in fig. 2A and 2B, the outside of the tube part 110 is provided with threads 118 from the top down a significant part of its length, for engagement with the holding and sealing unit 180, which will be described below.

. Sementeringsoperasjonen for sementering av overflate-foringsrørstrengen 44 i borehullet 42 nødvendiggjør en kanal fra det nedre ringrom 130, mellom overflate-foringsrørstrengen 44 og lederøret 22, til det øvre ringrom 134, mellom brønnhodet 24 og borestrengen 236, for tilbakeføring av spillmateriale til overflaten. Et antall øvre og nedre riller eller sirkule-ringsporter 122, 124 er utformet gjennom den øvre seksjon 114 for å tillate fluidstrømning, f.eks. for sementeringsoperasjonen rundt rørhengeren 50. De nedre riller 122 danner fluidkanaler gjennom den radielt ringformete skulder 116 og de øvre renner 124 danner fluidkanaler gjennom den øvre gjengete ende av rørdelen 110 for gjennomføring av fluider rundt holde- og tetningsenheten 180. . The cementing operation for cementing the surface casing string 44 in the borehole 42 necessitates a channel from the lower annulus 130, between the surface casing string 44 and the guide pipe 22, to the upper annulus 134, between the wellhead 24 and the drill string 236, for the return of waste material to the surface. A number of upper and lower grooves or circulation ports 122, 124 are formed through the upper section 114 to allow fluid flow, e.g. for the cementing operation around the pipe hanger 50. The lower grooves 122 form fluid channels through the radially annular shoulder 116 and the upper channels 124 form fluid channels through the upper threaded end of the pipe part 110 for the passage of fluids around the holding and sealing unit 180.

Gjenger 126 er utformet på den øvre seksjonens 114 utvendige omkrets under ringskulderen 116 for inngrep med gjengeskulderringen 128 rundt rørhengeren 50. Skulderringen 12 8 har en nedadvendt, nedad avsmalnende, konisk flate 132 som hviler i anlegg mot en oppadvendt, nedad avsmalnende, konisk bæreskulder 80 på hus-setet 70. Rørhengeren 50 lander således på hus-setet 70 ved inngrep mellom rørhenger-skulderringens 128 konusflate 132 og hus-setets bæreskulder 80, hvorved hus-setet 70 må overta den resulterende foringsrør- og trykkbelastning. Threads 126 are formed on the outer circumference of the upper section 114 below the ring shoulder 116 for engagement with the threaded shoulder ring 128 around the pipe hanger 50. The shoulder ring 128 has a downwardly facing, downwardly tapering, conical surface 132 which rests in abutment against an upwardly facing, downwardly tapering, conical bearing shoulder 80 on the housing seat 70. The pipe hanger 50 thus lands on the housing seat 70 by engagement between the cone surface 132 of the pipe hanger shoulder ring 128 and the housing seat's bearing shoulder 80, whereby the housing seat 70 must take over the resulting casing and pressure load.

Brønner som har et arbeidstrykk i området 15 000 psi Wells that have a working pressure in the range of 15,000 psi

skaper unike belastninger på brønnhodebæreflåtene. Ikke bare må brønnhodet bærer tyngden av foringsrørhengerne med deres opplagrete foringsrør og ett eller flere produksjonsrørhengere med; deres opplagrete produksjonsrør, men brønnhodet må også creates unique stresses on the wellhead carrier rafts. Not only must the wellhead carry the weight of the casing trailers with their stored casing and one or more production tubing trailers; their stockpiled production pipe, but the wellhead must too

tåle å oppta arbeidstrykket på 15 000 psi. Brønnhodet må således bære både tyngden av foringsrøret og produksjonsrøret samt trykkbelastningen. Et brønnhode beregnet på 15 000 psi arbeidstrykk må ha tilstrekkelig understøttelse og bæreflate eller opplagerareal over hele brønnhode-konstruksjonen, slik at belastningen ikke i vesentlig grad overstiger flytegrensen under vertikal trykkbelastning av materialet i brønnhodebære-flåtene. Selv om der ved lavere arbeidstrykk benyttes materialer med en flytegrense på minimum 70 000 psi (4900 kp/cm<2>), brukes normalt et materiale med en høyere flytegrense på minimum withstand the working pressure of 15,000 psi. The wellhead must thus bear both the weight of the casing and the production pipe as well as the pressure load. A wellhead designed for 15,000 psi working pressure must have sufficient support and bearing surface or bearing area over the entire wellhead construction, so that the load does not significantly exceed the yield strength under vertical pressure loading of the material in the wellhead support rafts. Although materials with a minimum yield strength of 70,000 psi (4,900 kp/cm<2>) are used at lower working pressures, normally a material with a higher yield strength of minimum

i in

85 000 psi (5950 kp/cm<2>) for 15 000 psi brønnhoder. Regner man forsiktig med en vertikal trykkspenning på 90 000 psi (6300 kp/cm<2>) på brønnhodet, vil brønnhodet ifølge foreliggende oppfinnelse bære en belastning på over 6 000 000 Ibs (2 721 600 kg), ettersom opplagerarealet er i området 65 til 70 kvadrat-tomme (419 til 452 cm<2>). Et slikt opplagerareal må være gjennomført over hele konstruksjonen slik at belastningen ikke overskrider 25 % av materialets flytegrense under vertikal trykkbelastning. Opplagerarealet mellom den nederste rørhenger 50 og hus-setet 70, samt mellom hus-setet 70 og bære-tannsegmentene 66 på brønnhodet 24 må være tilstrekkelig til å bære slike belastninger uten i vesentlig grad å overskride deres material-flytegrense under vertikal trykkbelastning, dvs. over 25 % av flytegrensen. En slik konstruksjon er blitt oppnådd ved brønnhodesystemet ifølge foreliggende oppfinnelse. 85,000 psi (5950 kp/cm<2>) for 15,000 psi wellheads. If one carefully assumes a vertical compressive stress of 90,000 psi (6300 kp/cm<2>) on the wellhead, the wellhead according to the present invention will carry a load of over 6,000,000 Ibs (2,721,600 kg), as the bearing area is in the region of 65 to 70 square inches (419 to 452 cm<2>). Such a bearing area must be implemented over the entire construction so that the load does not exceed 25% of the material's yield strength under vertical pressure loading. The bearing area between the lowermost pipe hanger 50 and the housing seat 70, as well as between the housing seat 70 and the bearing tooth segments 66 on the wellhead 24 must be sufficient to carry such loads without significantly exceeding their material yield strength under vertical pressure loading, i.e. above 25% of the yield strength. Such a construction has been achieved with the wellhead system according to the present invention.

For å sikre tilstrekkelige opplagerareal mellom rørhenger 50 og setet 70, er rørhenger-skulderringen 128 fastskrudd til den radielle ringformete skulder 116 som rager ut fra rørhenger-delens 110 øvre seksjon 114. Skulderringen 128 danner en 360° konisk flate 132 for anlegg mot hus-setets 70 bæreskulder 80, slik at der oppnås en fullstendig kontakt mellom skulderen 80 og konusflaten 132. Uten skulderringen 128 hindrer rillene eller sirkuleringsportene 122 gjennom skulderen 116 et 360° opplagerareal mellom hengeren 50 og hus-setet 70. Anlegget mellom bæreskulderen 80 og konusflaten 132 danner et rikelig opplagerareal som bestemmes av brønnhodets innvendige diameter på 17 9/16 tommer (446 mm) og hus-setets 70 innvendige diameter på 16,06 tommer (408 mm). Opplagerarealet mellom skulderen 80 og flaten 132 er følgelig ca. 70 kvadrat tommer (452 cm<2>) slik at opplagerarealet kan bære mer enn 6 000 000 Ibs belastning. In order to ensure sufficient bearing area between the pipe hanger 50 and the seat 70, the pipe hanger shoulder ring 128 is screwed to the radial annular shoulder 116 which projects from the upper section 114 of the pipe hanger part 110. The shoulder ring 128 forms a 360° conical surface 132 for contact with the housing the bearing shoulder 80 of the seat 70, so that a complete contact is achieved between the shoulder 80 and the cone surface 132. Without the shoulder ring 128, the grooves or circulation ports 122 through the shoulder 116 prevent a 360° bearing area between the hanger 50 and the housing seat 70. The connection between the bearing shoulder 80 and the cone surface 132 provides an ample bearing area determined by the wellhead inside diameter of 17 9/16 inches (446 mm) and the housing seat 70 inside diameter of 16.06 inches (408 mm). The bearing area between the shoulder 80 and the surface 132 is therefore approx. 70 square inches (452 cm<2>) so that the bearing area can support more than 6,000,000 Ibs of load.

Brønnhodets 24 og hus-setets 70 innvendige og utvendige tannsegmenter 66, 76 er også konstruert for å gi tilstrekkelig opplagerareal til å bære den forventete, ovenfor beskrevne belastning. Som tidligere nevnt, omfatter tannsegmentene 66, The inner and outer tooth segments 66, 76 of the wellhead 24 and the housing seat 70 are also designed to provide sufficient bearing area to carry the expected load described above. As previously mentioned, the tooth segments 66 comprise

76 seks tanngrupper 82, 88 som er utformet på brønnhodet 24 og hus-setet 70. Hver gruppe 82, 88 omfatter seks tenner 66, 76 som opptar belastningen. Tannsegmentenes 66, 76 opplagerareal er større enn opplagerarealet mellom skulderen 80 og konusflaten 132. Antall tenner bestemmes av tapet av opplagerareal som følge av de seks mellomrom 86, 87 som opptar de motsvarende grupper 82, 88 under sammenstilling. 76 six tooth groups 82, 88 which are designed on the wellhead 24 and the housing seat 70. Each group 82, 88 comprises six teeth 66, 76 which take up the load. The bearing area of the tooth segments 66, 76 is greater than the bearing area between the shoulder 80 and the cone surface 132. The number of teeth is determined by the loss of bearing area as a result of the six spaces 86, 87 which occupy the corresponding groups 82, 88 during assembly.

Som vist på fig. 2C har den radielle ringformete skulder eller ansats 116 som rager ut fra rørhengerdelens 110 øvre seksjon 114 en oppadvendt, nedad og utad hellende konisk kamflate 136 med et ringformet spor 138 som strekker seg oppad ved bunnen. Et ringformet kammer 142 strekker seg fra øvre side av sporet 138 til en ringformet vertikal tetningsflate 140|, som strekker seg fra sporet 138 til gjengenes 118 nedre ende. Skulderen 116 er beliggende under det ringformete låséspor 68 i brønnhodehuset 46 etter at hengeren 50 er anbrakt i brønnhodet 24. Kamflatens 136 nedre ringformete kant avsluttes like over sporets 68 nedre ende. As shown in fig. 2C, the radial annular shoulder or shoulder 116 projecting from the upper section 114 of the pipe hanger portion 110 has an upwardly facing, downwardly and outwardly sloping conical cam surface 136 with an annular groove 138 extending upwardly at the bottom. An annular chamber 142 extends from the upper side of the groove 138 to an annular vertical sealing surface 140|, which extends from the groove 138 to the lower end of the threads 118. The shoulder 116 is located below the annular locking groove 68 in the wellhead housing 46 after the hanger 50 has been placed in the wellhead 24. The lower annular edge of the cam surface 136 ends just above the lower end of the groove 68.

Foringsrørhengeren 50 omfatter en låsering 144 som er anordnet på den radielle ringformete skulder 116. Låseringen 144, kan være en delt ring som er innrettet til å ekspanderes i brønnhodesporet 68 for inngrep med brønnhodehuset 46 for å holde nede og låse rørhengeren 50 i brønnhodet 24. Brønnhode-sporet 68 har en vertikal bunnvegg 146 med en oppad avsmalnende vegg og en nedad avsmalnende vegg. Låseringen 144 har en vertikal ytterflate 148 med en oppad avsmalnende flate med samme utstrekning som sporets 68 oppad avsmalnende vegg og en nedad avsmalnende flate som er parallell med sporets 68 nedad avsmalnende vegg, hvorved-ringens 144 vertikale flate 148, ved utvidelse av låseringen 144, danner inngrep med sporets 68 vertikale vegg 146. Videre omfatter låseringen 144 en nedadvendt , innad og oppad avsmalnende nedre kamflate 152 i anlegg mot den radielle ringskulders 116 oppadvendte kamflate 136, en innadragende ringformet flens 154 som er opptatt i ringsporet 138 i inntrukket stilling, og et oppad- og innadvendt kamhode 156j som er innrettet for anlegg mot holde- og tetningsenheten 180 som skal beskrives i det følgende. Mellom kamhodet 156 og forhøyningen 154 strekker seg en avsmalnende flate 158 parallelt med veggen i kammeret 142. The casing hanger 50 comprises a locking ring 144 which is arranged on the radial annular shoulder 116. The locking ring 144 may be a split ring which is arranged to expand in the wellhead groove 68 for engagement with the wellhead housing 46 to hold down and lock the casing hanger 50 in the wellhead 24. The wellhead slot 68 has a vertical bottom wall 146 with an upwardly tapered wall and a downwardly tapered wall. The locking ring 144 has a vertical outer surface 148 with an upwardly tapering surface of the same extent as the upwardly tapering wall of the slot 68 and a downwardly tapering surface which is parallel to the downwardly tapering wall of the slot 68, whereby the vertical surface 148 of the ring 144, upon expansion of the locking ring 144, forms an engagement with the vertical wall 146 of the groove 68. Furthermore, the locking ring 144 comprises a downward-facing, inwardly and upwardly tapering lower cam surface 152 in contact with the upward-facing cam surface 136 of the radial ring shoulder 116, an indenting annular flange 154 which is engaged in the ring groove 138 in the retracted position, and an upward and inward-facing cam head 156j which is arranged for contact with the holding and sealing unit 180 which will be described in the following. Between the comb head 156 and the elevation 154, a tapering surface 158 extends parallel to the wall of the chamber 142.

Den innadragende ringformete flens 154 er opptatt i sporet 138 i foringsrørhengeren 50 for å hindre låseringen 144 fra å trekkes ut av sporet 138 når rørhengeren 50 nedføres i brønnen. Under nedsenking av rørhengeren 50 må låseringen 144 passere flere trange diametere såsom i sikringsventilen 40. Sikringsventilen 40 omfatter ofte en smultringformet gummitetning som ikke kan trekkes helt tilbake slik at rørhengeren 50 må presses gjennom denne gummitetning. Dersom den ringformete forhøyning 154 ikke var opptatt i sporet 138, kunne låseringen 144 henge seg opp i en slik trang diameter og slepe langs den utvendige overflate. Dette ville kunne trekke låseringen 144 ut av sporet 138 og tillate den å gli oppad rundt rørhengeren 50 inntil låseringen 144 kommer i kontakt med tetningsringen 110. Dette ville ikke bare hindre aktivisering av nedholder-aktuatorinnretningen 212, men vil også hindre aktivisering av tetningsinnretningen 210. Det ringformete kammer 142 gir en klaring slik at sporet 138 kan oppta ringforhøyningen 154. Denne profil danner også en avsats som holder låseringen 144 fri for en slik oppadrettet bevegelse når belastningen plasseres på låseringen 144. The indenting annular flange 154 is engaged in the groove 138 in the casing hanger 50 to prevent the locking ring 144 from being pulled out of the groove 138 when the casing hanger 50 is lowered into the well. During the immersion of the pipe hanger 50, the locking ring 144 must pass several narrow diameters such as in the safety valve 40. The safety valve 40 often includes a doughnut-shaped rubber seal which cannot be retracted completely so that the pipe hanger 50 must be pressed through this rubber seal. If the annular elevation 154 was not engaged in the groove 138, the locking ring 144 could hang up in such a narrow diameter and drag along the outer surface. This would pull the locking ring 144 out of the groove 138 and allow it to slide upwards around the pipe hanger 50 until the locking ring 144 contacts the sealing ring 110. This would not only prevent activation of the hold-down actuator device 212, but would also prevent activation of the sealing device 210. The annular chamber 142 provides a clearance so that the groove 138 can occupy the ring elevation 154. This profile also forms a ledge which keeps the locking ring 144 free from such upward movement when the load is placed on the locking ring 144.

Holde- og tetningsenheten 180 er vist i fig. 2B og 2C, i inngrep med nedføringsverktøy 200 og aktivisert i nedholdingsposisjon. Holde- og tetningsenheten 180 omfatter et stasjonært element 184 som er dreibart montert på et dreieelement eller en pakningsmutter 182 ved hjelp av en holderinnretning 186. Pakningsmutteren 182 har en ringformet del med en nedre tapp 188 og en riflet øvre ende 198 med oppadragende ansatser 202. Mutterens 182 innvendige diameterflate omfatter gjenger 204 i inngrep med rørhengerdelens 110 utvendige gjenger 118. The holding and sealing unit 180 is shown in fig. 2B and 2C, engaged with lowering tool 200 and activated in the hold position. The holding and sealing unit 180 comprises a stationary element 184 which is rotatably mounted on a turning element or a packing nut 182 by means of a holding device 186. The packing nut 182 has an annular part with a lower pin 188 and a knurled upper end 198 with upwardly projecting projections 202. The inner diameter surface of the nut 182 includes threads 204 in engagement with the outer threads 118 of the pipe hanger part 110.

Det stasjonære element 184 har en ringformet del 216 og innbefatter en tetningsinnretning 210 for tetning mellom brønnhodets 24 innvendige boringsvegg 61 og rørhengerens 50 utvendige tetningsflate 140, og en nedholder-aktuatorinnretning 212 for manøvrering av låseringen 144 i nedholdingsinngrep med sporet 68 i brønnhodet 24. Ringdelen 216 er et helt og sammenhengende metallelement og innbefatter et øvre drivparti 218, et mellomliggende Z-parti 220 og et nedre kamparti 222. The stationary element 184 has an annular part 216 and includes a sealing device 210 for sealing between the wellhead 24 internal bore wall 61 and the pipe hanger 50 external sealing surface 140, and a hold-down actuator device 212 for maneuvering the locking ring 144 into hold-down engagement with the slot 68 in the wellhead 24. The ring part 216 is a complete and continuous metal element and includes an upper drive portion 218, an intermediate Z portion 220 and a lower cam portion 222.

Det øvre drivparti 218 omfatter en øvre forsenkning 190 som dreibart opptar pakningsmutterens 182 nedre tapp 188. Holderinnretningen 186 omfatter inner- og ytterbaner i forsenkningen 190 som opptar koniske holderruller eller -kuler 196. Holderinnretningen 186 bærer ingen belastning og brukes ikke for ioverføring av dreiemoment eller trykkraft fra pakningsmutteren 182 til det stasjonære element 184. En lagerinnretning 205 er anordnet over tetningsinnretningen 210 og innbefatter lagerringer 206, 208 som er anordnet mellom bunnen av forsenkningen 190 og den nedre ende av tappen 188. Lagerringene 206, 208 har en lav friksjonskoeffisient som tillater forskyvbart inngrep mellom disse ved aktivisering av nedholder-aktuatorinnretningen 212 og tetningsinnretningen 210. Lagerinnretningen 205' anvendes således til å overføre trykkbelastning fra pakningsmutteren 182 til det stasjonære element 184. Holder-kulene 196 virker bare til dreibart å fastholde det stasjonære element 184 på pakningsmutteren 182. The upper drive part 218 comprises an upper recess 190 which rotatably accommodates the lower pin 188 of the packing nut 182. The holder device 186 comprises inner and outer tracks in the recess 190 which accommodate conical holder rollers or balls 196. The holder device 186 carries no load and is not used for the transmission of torque or compressive force from the packing nut 182 to the stationary element 184. A bearing device 205 is arranged above the sealing device 210 and includes bearing rings 206, 208 which are arranged between the bottom of the recess 190 and the lower end of the pin 188. The bearing rings 206, 208 have a low coefficient of friction which allows displaceable engagement between these upon activation of the hold-down actuator device 212 and the sealing device 210. The bearing device 205' is thus used to transfer pressure load from the packing nut 182 to the stationary element 184. The holder balls 196 only act to rotatably retain the stationary element 184 on the packing nut 182.

Nedholder-aktuatorinnretningen 212 omfatter det nedre kamparti 222 som har en nedad- og utadvendt kamflate 224 (vist i fig. 2C) som er innrettet til å ligge an mot låseringens 144 kamhode 156, og det øvre drivparti 218 og mellomliggende Z-parti 220 for overføring av trykkbelastning fra pakningsmutteren 182 til det nedre kamparti 222. The hold-down actuator device 212 comprises the lower cam part 222 which has a downward and outward facing cam surface 224 (shown in Fig. 2C) which is arranged to rest against the cam head 156 of the locking ring 144, and the upper drive part 218 and intermediate Z-part 220 for transfer of pressure load from the packing nut 182 to the lower cam part 222.

Tetningsinnretningen 210 omfatter et Z-parti 220 og elastomere støttetetninger 330, 332 som skal beskrives nærmere i det følgende i forbindelse med fig. 4, og øvre drivparti 218 og nedre kamparti 222 for sammentrykking av mellomliggende Z-parti 220. Tetningsinnretningen 210 er en kombinert metallisk primaertetning og elastomer sekundærtetning. Fordelen med å ha en metallisk tetning (dvs. en tetning basert på metall mot metall) som primærtetning er at den ikke vil ha noen tendens til å nedbrytes slik som en elastomer tetning. The sealing device 210 comprises a Z-part 220 and elastomeric support seals 330, 332 which will be described in more detail below in connection with fig. 4, and upper drive part 218 and lower cam part 222 for compression of intermediate Z part 220. The sealing device 210 is a combined metallic primary seal and elastomeric secondary seal. The advantage of having a metallic seal (ie a seal based on metal to metal) as the primary seal is that it will have no tendency to degrade like an elastomer seal.

Holde- og tetningsenheten 180 nedsenkes i brønnen på rørhengeren 50 ved hjelp av et nedføringsverktøy 200. Nedfø-ringsverktøyet 200 innbefatter en dor 230 som utgjør verktøyets 200 hoveddel, en kopingsdel eller hylse 240, et skjørt eller en ytterhylse 250, og en monteringsmutter 260. Doren 230 innbefatter, en øvre tapp-ende 232 med innvendige gjenger 234 for tilkopling til den nederste rørseksjon i et borerør 236 som strekker seg til overflaten 18 og en nedre muffeende 238 som også har innvendige gjenger. Over muffeenden 238 er et ringformet sporparti 242 med innsnevret diameter. Et annet parti 248 med innsnevret diameter er beliggende over sporpartiet 242 og danner en ringformet forhøyning 252. Under den øvre tapp-ende 232 og over det innsnevrete diameterparti 248 er et tredje parti 254 med innsnevret diameter (vist i fig. 2A) som har en mindre diameter enn partienes 242 og 248 diameter. The holding and sealing unit 180 is lowered into the well on the pipe hanger 50 using a lowering tool 200. The lowering tool 200 includes a mandrel 230 which forms the main part of the tool 200, a cup part or sleeve 240, a skirt or an outer sleeve 250, and a mounting nut 260. The mandrel 230 includes, an upper pin end 232 with internal threads 234 for connection to the lower pipe section of a drill pipe 236 extending to the surface 18 and a lower socket end 238 which also has internal threads. Above the socket end 238 is an annular groove portion 242 with a narrowed diameter. Another portion 248 of narrowed diameter is located above the groove portion 242 and forms an annular elevation 252. Below the upper pin end 232 and above the narrowed diameter portion 248 is a third portion 254 of narrowed diameter (shown in Fig. 2A) having a smaller diameter than the diameter of parts 242 and 248.

Koplingsdelen eller hylsen 240 omfatter en boring 246 som er dimensjonert til å opptas teleskopisk over den ringformete forhøyning 252 og muffeende 238. Koplingsdelen 240 er teleskopisk opptatt i ringrommet som dannes av doren 230 og skjørtet 250. Forhøyningen 252 omfatter ringformete tetningsspor 258, 262 som opptar O-ringer henholdsvis 264, 266, for tetningsinngrep med boringens 246 innvendige diameterflate. Koplingsdelens 240 toppende omfatter en innadvendt, radiell ringformet flens 268 som danner en glidepasning med det reduserte diameter-partiet 248. Den nedre ende av koplingsdelen 240 har et innsnevret diameterparti 270 som forskyvbart opptas i rørhenge-rens 50 boring 272. Det innsnevrete diameterparti 270 danner en nedadvendt ringformet skulder eller ansats 274 som ligger an mot rørhengerens 50 øvre ende 276 ved anbringelse av nedførings-verktøyet 200, holde- og tetningsenheten 180 på rørhengeren 50 The coupling part or sleeve 240 comprises a bore 246 which is dimensioned to be received telescopically over the annular elevation 252 and socket end 238. The coupling part 240 is telescopically received in the annular space formed by the mandrel 230 and the skirt 250. The elevation 252 comprises annular sealing grooves 258, 262 which occupy O-rings 264, 266, respectively, for sealing engagement with the bore 246 inner diameter surface. The top end of the coupling part 240 comprises an inward-facing, radial ring-shaped flange 268 which forms a sliding fit with the reduced diameter part 248. The lower end of the coupling part 240 has a narrowed diameter part 270 which is displaceably received in the bore 272 of the pipe hanger cleaner 50. The narrowed diameter part 270 forms a downward-facing annular shoulder or shoulder 274 which rests against the upper end 276 of the pipe hanger 50 when placing the lowering tool 200, the holding and sealing unit 180 on the pipe hanger 50

i brønnhodet 24. Det innsnevrete diameterparti 270 har et antall omkretsmessig fordelte slisser eller vinduer 278 som forskyvbart opptar segmenter eller knaster 280 som har et antall tenner 282 innrettet til å opptas i sporene 120 i rørhengeren 50 for tilkopling av nedføringsverktøyet 200 i rørhengeren 50. Knastene 280 har et øvre utspring 284 som er opptatt i et ringformet spor 286 rundt vinduenes 278 øvre innvendige omkrets. Over vinduene 278 er et antall tetningsspor 288, 290 som opptar 0-ringer 292, 294 for tettende anlegg mot tetnings-boringen 272 i rørhengeren 50. Nær den øvre ende av koplingsdelen 240 er et låseringspor 296 som opptar en låsering 298 som anvendes ved montering av nedføringsverktøy 200 som forklart i det følgende. Knastene 280 faller tilbake i sporpartiet 242 etter at den nedre muffeende 238 er beveget til nedre stilling, som vist, ved anvendelse av dreiemoment på verktøyet 200 for ansetting av holde- og tetningsenheten 180. in the wellhead 24. The narrowed diameter portion 270 has a number of circumferentially distributed slots or windows 278 which displaceably receive segments or lugs 280 which have a number of teeth 282 arranged to be received in the grooves 120 in the pipe hanger 50 for connection of the lowering tool 200 in the pipe hanger 50. The lugs 280 has an upper protrusion 284 which is engaged in an annular groove 286 around the windows 278 upper inner circumference. Above the windows 278 are a number of sealing grooves 288, 290 which accommodate O-rings 292, 294 for sealing against the sealing bore 272 in the pipe hanger 50. Near the upper end of the coupling part 240 is a locking ring groove 296 which accommodates a locking ring 298 which is used during assembly of lowering tool 200 as explained below. The cams 280 fall back into the slot portion 242 after the lower sleeve end 238 is moved to the lower position, as shown, by applying torque to the tool 200 for applying the holding and sealing unit 180.

Skjørtet eller ytterhylsen 250 omfatter en stort sett rørformet del med et øvre innadvendt radielt parti 300, et midtparti 302, et overgangsparti 304 og et nedre aktuatorparti 306. Partiene 300, 302, 304 og 306 er sammenhengende og dimensjonert for teleskopisk å oppta den øvre ende 276 av rørhengeren 50, koplingsdelen 240 og doren 230. Det nedre aktuatorparti 306 har en riflet nedre ende 308 i inngrep med den øvre riflete ende 198 på pakningsmutteren 182, hvorved dreiemoment kan overføres fra nedføringsverktøyet 200 til holde- og tetningsenheten 180. Aktuatorpartiets 306 innvendige diameter er tilstrekkelig stor til å gi klaring til den utvendige diameter av rørhengerens 50 gjenger 118. The skirt or outer sleeve 250 comprises a generally tubular portion with an upper inward facing radial portion 300, a center portion 302, a transition portion 304 and a lower actuator portion 306. The portions 300, 302, 304 and 306 are continuous and dimensioned to telescopically occupy the upper end 276 of the pipe hanger 50, the coupling part 240 and the mandrel 230. The lower actuator part 306 has a knurled lower end 308 in engagement with the upper knurled end 198 of the packing nut 182, whereby torque can be transferred from the lowering tool 200 to the holding and sealing unit 180. The actuator part 306's internal diameter is sufficiently large to provide clearance to the outside diameter of the pipe hanger's 50 threads 118.

Midtpartiet 302 opptar forskyvbart koplingsdelen 240. Partiet 302 innbefatter et innvendig ringformet spor 310 som er innrettet til å oppta låseringen 298 som er montert på koplingsdelen 240 ved frakoping av nedføringsverktøyet 200 fra holde-og tetningsenheten 180 og rørhengeren 50 som beskrevet i det følgende. Partiet 302 har et antall gjengeboringer 312 som strekker seg fra dets ytre omkrets til sporet 310 hvorved bolter (ikke vist) kan innskrus i sporet 310 for å hindre låseringen 298 fra inngrep med sporet 310 under omstilling av nedføringsverktøyet 200 på en annen rørhenger. Låseringen 298 har en øvre kamflate 316 for inngrep med boltenes ender. Såsnart koplingsdelen 240 er opptatt i det øvre parti av det ringformete areal som dannes av ytterhylsen 250 og doren 230, hvorved låseringen 298 er over ringsporet 310, kan koplingsdelen 240 ikke fjernes uten at låseringen 298 kryper inn i sporet 310. For å fjerne koplingsdelen 240 ved omstilling av nedfø-ringsverktøyet 200, blir således boltene innskrudd i boringene 310 for å stenge sporet 310 og hindre sporene 310 fra å oppta og gripe låseringen 298. Derved kan koplingsdelen 240 beveges nedad på doren 230 inntil skulderen 269 ligger an mot utspringet 252 for tilkopling av en annen rørhenger. The central part 302 displaceably accommodates the coupling part 240. The part 302 includes an internal annular groove 310 which is adapted to receive the locking ring 298 which is mounted on the coupling part 240 when disconnecting the lowering tool 200 from the holding and sealing unit 180 and the pipe hanger 50 as described below. The part 302 has a number of threaded bores 312 extending from its outer circumference to the groove 310 whereby bolts (not shown) can be screwed into the groove 310 to prevent the locking ring 298 from engaging with the groove 310 during repositioning of the lowering tool 200 on another pipe hanger. The locking ring 298 has an upper cam surface 316 for engagement with the ends of the bolts. As soon as the coupling part 240 is occupied in the upper part of the annular area formed by the outer sleeve 250 and the mandrel 230, whereby the locking ring 298 is above the ring groove 310, the coupling part 240 cannot be removed without the locking ring 298 creeping into the groove 310. To remove the coupling part 240 when adjusting the lowering tool 200, the bolts are thus screwed into the bores 310 to close the slot 310 and prevent the slots 310 from taking up and gripping the locking ring 298. Thereby the coupling part 240 can be moved downwards on the mandrel 230 until the shoulder 269 rests against the projection 252 for connection of another pipe hanger.

Overgangspartiet 304 går over i aktuatorpartiet 306 og midtpartiet 302 for å kompensere for diameterendringen. Strømningsåpninger 318 er utformet i overgangspartiet 304 slik at sement kan;strømme tilbake gjennom ytterhylsen 250 og inn i ringrommet 134. The transition part 304 transitions into the actuator part 306 and the middle part 302 to compensate for the diameter change. Flow openings 318 are designed in the transition portion 304 so that cement can flow back through the outer sleeve 250 and into the annulus 134.

Det øvre radielle partiets 300 ringformete innside er riflet for å danne en riflekopling 320 med doren 230 for overføring av dreiemoment. The annular inside of the upper radial portion 300 is knurled to form a knurled coupling 320 with the mandrel 230 for transmitting torque.

Som vist på fig. 2A og 2B har monteringsmutteren 260 innvendige gjenger 234 for skrueforbindelse ved 322 med gjengene 235 på dorens 230 innsnevrete diameterparti 354. Den nedre endeflate på monteringsmutteren 260 hviler mot øvre ende av ytterhylsen 250 for å holde ytterhylsen 250 på doren 230. As shown in fig. 2A and 2B, the mounting nut 260 has internal threads 234 for screw connection at 322 with the threads 235 of the mandrel 230 narrowed diameter portion 354. The lower end surface of the mounting nut 260 rests against the upper end of the outer sleeve 250 to hold the outer sleeve 250 on the mandrel 230.

Ved drift er pakningsmutteren 182 bare delvis innskrudd på gjengene 118 ved toppen av rørhengeren 50 slik at doren 230 er montert i nedføringsposisjon på rørhengeren 50. I nedførings-posisjonen liggger den ringformete forhøyning 252 an mot skulderen 269 som dannes av koplingsdelens 240 radielle vinkelflens 268. Den utvendige rørformete overflate på muffeenden 238 ligger inntil og i inngrep med knastenes 280 innside, hvorved tennene 282 trykkes inn i sporene 120 i rørhengeren 50 for derved å hindre at nedføringsverktøyet 200 løsner fra rørhengeren 50 når de nedsenkes i brønnen på borerøret 236. Nedføringsverktøyets 200 nedføringsposisjon er ikke vist i figurene. During operation, the packing nut 182 is only partially screwed onto the threads 118 at the top of the pipe hanger 50 so that the mandrel 230 is mounted in the lowering position on the pipe hanger 50. In the lowering position, the annular elevation 252 rests against the shoulder 269 which is formed by the radial angle flange 268 of the coupling part 240. The outer tubular surface of the socket end 238 lies close to and engages the inside of the cams 280, whereby the teeth 282 are pressed into the grooves 120 in the pipe hanger 50 to thereby prevent the lowering tool 200 from detaching from the pipe hanger 50 when they are lowered into the well on the drill pipe 236. The lowering tool 200 lowering position is not shown in the figures.

Når flaten 132 på rørhengerens 50 skulderring 128 er landet på hus-setets 70 bæreskuldre 80 i brønnhodet 24, sementeres overflate-foringsrøret 44 på plass i borehullet 42. Etter at sementeringsoperasjonen er fullført, dreies nedførings-verktøyet 200 og dreiemoment overføres til holde- og tetningsenheten 180 for å bringe holde- og tetningsenheten 180 i nedholdingsposisjonen vist i fig. 2B og 2C. Omdreining av borerøret 236 ved overflaten 18 bringer doren 230 til å dreie, hvilket dreier ytterhylsen 250 ved hjelp av riflekoplingen 320. Dreiemomentet fra ytterhylsen 250 blir så overført til pakningsmutteren 182 ved rifleforbindelsen til ansatsene 202 på mutteren 182 og nedre ende 308 av hylsen 250. Pakningsmutteren 182 plasserer en aksiell belastning på holde- og tetningsenheten 180, som bringer nedholder-aktuatorinnretningens 212 kamparti 222 i anlegg mot kamhodet 156 på låseringen 144. Kamvirkningen ekspanderer låseringen 144 inn i brønnhodesporet 68 for inngrep med brønnhodehuset 4 6 for å holde og låse rørhengeren 50 i brønnhodet 24 som vist i fig. 2. Tetningsinnretningen 210 er ennå ikke aktivisert for tetning mellom øvre ringrom 134 og nedre ringrom 130. Låseringen 144 krever bare en forutbestemt kantbelastning for aktivisering og har derfor When the surface 132 of the pipe hanger 50's shoulder ring 128 has landed on the housing seat 70's bearing shoulders 80 in the wellhead 24, the surface casing 44 is cemented in place in the borehole 42. After the cementing operation is completed, the lowering tool 200 is rotated and torque is transferred to the holding and the sealing unit 180 to bring the holding and sealing unit 180 into the holding position shown in fig. 2B and 2C. Rotation of the drill pipe 236 at the surface 18 causes the mandrel 230 to rotate, which rotates the outer sleeve 250 by means of the rifle coupling 320. The torque from the outer sleeve 250 is then transferred to the packing nut 182 at the rifle connection of the lugs 202 on the nut 182 and the lower end 308 of the sleeve 250. The packing nut 182 places an axial load on the retainer and seal assembly 180, which brings the cam portion 222 of the retainer-actuator device 212 into contact with the cam head 156 of the lock ring 144. The cam action expands the lock ring 144 into the wellhead groove 68 for engagement with the wellhead housing 46 to hold and lock the pipe hanger. 50 in the wellhead 24 as shown in fig. 2. The sealing device 210 has not yet been activated for sealing between the upper annular space 134 and the lower annular space 130. The locking ring 144 only requires a predetermined edge load for activation and therefore has

en forutbestemt kontraksjonsspenning. Tetningsinnretningens 210 tverrsnitt er konstruert for å sikre at tetningsinnretningen 210 ikke skal sammentrykkes for tidlig når låseringen 144 aktiviseres ved påtrykk av nedholder-aktuatorinnretningen 212. Den a predetermined contraction tension. The cross-section of the sealing device 210 is designed to ensure that the sealing device 210 is not to be compressed prematurely when the locking ring 144 is activated by pressure of the hold-down actuator device 212.

nødvendige belastning for sammentrykning av tetningsinnretningen 210 er vesentlig større enn den som er nødvendig for å ekspandere og aktivisere låseringen 144. Doren 230 beveges nedad sammen med<1>skjørtet 250 ved aktiviseringen av holde- og tetningsenheten 180. Denne nedadbevegelse av doren 230 frigjør knastene 280. required load for compression of the sealing device 210 is significantly greater than that required to expand and activate the locking ring 144. The mandrel 230 is moved downwards together with the<1>skirt 250 upon activation of the holding and sealing unit 180. This downward movement of the mandrel 230 releases the cams 280.

, For beskrivelse av tetningsinnretningen 210 henvises til fig. 4 og 4A som viser tetningsinnretningen 210 i henholdsvis nedførings- og nedholdingsposisjonen og tetningsposisjonen. Tetningsinnretningen 210 omfatter et Z-parti 220 av metall, , For a description of the sealing device 210, reference is made to fig. 4 and 4A which show the sealing device 210 in the lowering and holding position and the sealing position, respectively. The sealing device 210 comprises a Z-part 220 made of metal,

øvre og nedre elastomerelementer henholdsvis 330 og 332, og øvre drivparti 218 og nedre kamparti 222 for sammentrykning av Z-partiet 220 og elastomerelementene 330, 332. Det ringformete Z-pårti 220 av metall innbefatter et antall ringformete ledd 334 i 336, 338 som er sammenkoplet ved hjelp av metallkoplings-ringer 340, 342 og forbundet med et øvre drivparti 218 ved hjelp av en øvre metallkoplingsring 344 og med det nedre kamparti 222 ved hjelp av en nedre metallkoplingsring 346. upper and lower elastomer elements 330 and 332, respectively, and upper drive portion 218 and lower cam portion 222 for compressing the Z portion 220 and the elastomer elements 330, 332. The annular metal Z-portion 220 includes a number of annular links 334 in 336, 338 which are interconnected by means of metal coupling rings 340, 342 and connected to an upper drive part 218 by means of an upper metal coupling ring 344 and to the lower cam part 222 by means of a lower metal coupling ring 346.

Leddene 334, 336, 338 danner sammen med koplingsringene 340, 342, 344 og 246, et positivt forbindelsesledd fra bunn til topp mellom det nedre kamparti 222 og øvre drivparti 218. The links 334, 336, 338 form, together with the coupling rings 340, 342, 344 and 246, a positive connecting link from bottom to top between the lower cam part 222 and the upper drive part 218.

Dette positive forbindelsesledd beveger leddene 334, 336 og 338 til en mer skråstilt frakoplet stilling i forhold til brønnhodet 24 og rørhengeren 50 ved tilbaketrekking og fråkopling av tetningsinnretningen 210 og aktuatorinnretningen 212 fra brønnhodet 24. Videre danner dette positive forbindelsesledd en metallforbindelse som strekker seg fra drivpartiet 218 til det nedre kamparti 222 for å tillate anvendelse av en positiv oppadrettet belastning på det nedre kamparti 222 ved fråkopling. Var det ikke for fordelen ved denne tilbaketrekking, ville koplingsringene 340, 342, 344 og 346 kanskje ikke vært nødven-dige. This positive connecting link moves the links 334, 336 and 338 to a more inclined disconnected position in relation to the wellhead 24 and the pipe hanger 50 by withdrawing and disconnecting the sealing device 210 and the actuator device 212 from the wellhead 24. Furthermore, this positive connecting link forms a metal connection that extends from the drive part 218 to the lower cam portion 222 to permit the application of a positive upward load to the lower cam portion 222 upon disengagement. Were it not for the advantage of this retraction, the coupling rings 340, 342, 344 and 346 might not have been necessary.

Koplingsringene 344, 346 nær henholdsvis drivpartiet 218 og kampartiet 322 må ha en minimum lengde for å sikre tetningsinngrep for ringleddene 334 og 338. Dersom koplingsringene 344, 346 er for korte, vil man få utilstrekkelig bøyning til at leddene 334 og 338 kan kontakte overflatene henholdsvis 61, The coupling rings 344, 346 near the drive part 218 and the cam part 322, respectively, must have a minimum length to ensure sealing engagement for the ring joints 334 and 338. If the coupling rings 344, 346 are too short, there will be insufficient bending for the joints 334 and 338 to contact the surfaces respectively 61,

140. Fordi drivpartiet 318 og kantpartiet 222 er kraftigere og større enn koplingsringene 344, 346 vil de forholdsvis kraftige partier 218, 222 ikke bøyes så meget at leddene 334, 338 kommer i tetningsinngrep. Det er følgelig vesentlig at koplingsringene 340, 346 tillater slik bøyning. Koplingsringene 340, 342, 344 og 346 danner et lokalt anleggspunkt med høy spenning gjennom Z-metallpartiet 220. 140. Because the drive part 318 and the edge part 222 are stronger and larger than the coupling rings 344, 346, the relatively strong parts 218, 222 will not bend so much that the joints 334, 338 come into sealing engagement. It is therefore essential that the coupling rings 340, 346 allow such bending. The coupling rings 340, 342, 344 and 346 form a local contact point with high voltage through the Z-metal part 220.

Z-metallpaartiet 220 er laget av meget bløtt duktilt stål, som f.eks. syrefast. Et slikt metall vil ha en flytegrense på ca. 40 000 psi (2800 kp/cm<2>). Denne flytegrense er mindre enn halvparten av flytegrensen på ca. 85 000 (5900 kp/cm<2>) til materialet i brønnhodet 24 og rørhengeren 50. Ved Z-metallpar-tiets 220 tetningsinngrep deformeres Z-partiet 220 plastisk mens brønnhodets 24 overflate 61 og rørhengerens 50 overflate 140 deformeres elastisk. Ved eventuelle uregelmessigheter i overflatene 61, 140, vil duktiliteten i det ringformete Z-partiets 222 materiale tillate materialet i deformeres eller flyte inn i forhøyningene og fordypningene i overflatenes 61, 140 uregelmessigheter for å oppnå en sterkt sammenpresset metalltetning. Z-metallpartiet 220 er således innrettet for å innpreges til tetningsanlegg med veggene 61, 140 i henholdsvis brønnhodet 24 og rørhengeren 50, ved aktivisering. The Z-metal part 220 is made of very soft ductile steel, such as e.g. acid resistant. Such a metal will have a yield strength of approx. 40,000 psi (2800 kp/cm<2>). This yield strength is less than half of the yield strength of approx. 85,000 (5900 kp/cm<2>) to the material in the wellhead 24 and the pipe hanger 50. When the Z-metal part 220 seals, the Z-part 220 deforms plastically, while the surface 61 of the wellhead 24 and the surface 140 of the pipe hanger 50 deform elastically. In case of any irregularities in the surfaces 61, 140, the ductility of the material of the annular Z portion 222 will allow the material to deform or flow into the elevations and recesses in the irregularities of the surfaces 61, 140 to achieve a strongly compressed metal seal. The Z-metal part 220 is thus designed to be impressed into the sealing system with the walls 61, 140 in the wellhead 24 and the pipe hanger 50, respectively, upon activation.

Det øvre, mellomliggende, og nedre ringledd 334, 336, 338 har alle rombeformet tverrsnitt. Ettersom leddene 334, 336, 338 har stort sett samme tverrsnitt, vil en beskrivelse av leddet 336 tjene som beskrivelse for leddene 334, 338. Ringleddet 336 omfatter stort sett parallelle, ringformete over- og undersider henholdsvis 348, 350, med oversiden 348 generelt oppadvendt og undersiden 350 generelt nedadvendt, stort sett parallelle, ringformete inn- og utsider henholdsvis 352, 254, med utsiden 352 radielt utadvendt og innsiden 354 radielt innadvendt, og parallelle, indre og ytre ringformete tetningskontakt-kantflater henholdsvis 356, 358. Ringleddene 334, 338 har tilsvarende over- og undersider, inn- og utsider og indre og ytre tetningskontakt-kantflater. The upper, intermediate and lower ring joints 334, 336, 338 all have diamond-shaped cross-sections. As the joints 334, 336, 338 have largely the same cross-section, a description of the joint 336 will serve as a description for the joints 334, 338. The ring joint 336 comprises largely parallel, ring-shaped upper and lower sides 348, 350 respectively, with the upper side 348 generally facing upwards and underside 350 generally downwardly facing, generally parallel, annular inner and outer faces 352, 254, respectively, with outer face 352 facing radially outward and inner face 354 facing radially inward, and parallel, inner and outer annular seal contact edge surfaces 356, 358, respectively. Ring links 334, 338 have corresponding top and bottom sides, inside and outside sides and inner and outer sealing contact edge surfaces.

I nedholdingsposisjonen er tetningskontakt-kantflåtene på leddene 334, 336, 338 deformert stort sett parallelt med boringsveggen 61 i brønnhodehuset 46 og ytterveggen 140 på rørhengeren 50. Den øvre koplingsring 344 strekker seg fra det øvre drivpartiets 218 nedre ende 364 til det øvre leddets 334 overside 335 for å danne en ringkanal 366. Metallkoplingsringen 340 strekker seg fra det øvre leddets 334 underside 337 til mellomleddets 336 overside 348 for å danne ringkanal 368 og metallkoplingsringen 342 strekker seg fra mellomleddets 336 underside 350 til det nedre leddets 338 overside 339 for å In the hold position, the sealing contact edge rafts on the links 334, 336, 338 are deformed largely parallel to the bore wall 61 in the wellhead housing 46 and the outer wall 140 of the pipe hanger 50. The upper coupling ring 344 extends from the lower end 364 of the upper drive part 218 to the upper side of the upper link 334 335 to form an annular channel 366. The metal coupling ring 340 extends from the lower side 337 of the upper link 334 to the upper side 348 of the intermediate link 336 to form the annular channel 368 and the metal coupling ring 342 extends from the lower side 350 of the intermediate link 336 to the upper side 339 of the lower link 338 to

danne ringkanalen 370. Den nedre koplingsring 346 strekker seg fra det nedre leddets 338 underside 341 til det nedre kampartiets 222 øvre ende 372 for å danne ringkanalen 374. Ringkanalene 336, 338, 370 og 372 mellom tilstøtende forhøyninger bidrar til å bøye Z-partiet 220 ved forutbestemte steder, nemlig ved koplingsringene 340, 342, 344 og 346. Drivpartiets 218 nedre ende 364 er stort sett parallell med det øvre leddets 334 overside 335 og kampartiets 222 øvre ende 372 er stort sett parallelt med det nedre leddets 338 underside 341. I nedførings-og nedholdingsposisjonene har de ytre og indre tetningskontakt-kantflater samme diameter som ytter- og innerdiameteren til henholdsvis det øvre drivpartiet 218 og nedre kamparti 222. forming the annular channel 370. The lower connecting ring 346 extends from the lower side 341 of the lower link 338 to the upper end 372 of the lower cam portion 222 to form the annular channel 374. The annular channels 336, 338, 370 and 372 between adjacent elevations help to bend the Z-portion 220 at predetermined locations, namely at the coupling rings 340, 342, 344 and 346. The lower end 364 of the drive part 218 is generally parallel to the upper side 335 of the upper joint 334 and the upper end 372 of the cam part 222 is generally parallel to the lower side 341 of the lower joint 338. the lowering and holding positions, the outer and inner sealing contact edge surfaces have the same diameter as the outer and inner diameter of the upper drive part 218 and lower cam part 222, respectively.

De øvre og nedre elastomerelementer 330, 332 har en form som tilsvarer formen til de ringformete spor 376, 378 som dannes av leddene 334, 336, 338 og er forbundet med leddene 334, 336, 338. De øvre og nedre elastomerelementer 330, 332 har ytre og indre ringformete vertikale tetningsflater henholdsvis 380, 382, som er innrettet, for tettende inngrep med boringsveggen 61 og ytterveggen 140 i tetningsposisjon. De øvre og nedre forhøyninger som dannes av tetningsflåtene 380, 382 er avfaset for:å tillate deformasjon av elementene 330, 332 til tetningsposisjon under sammentrykking. Elastomerelementene 330, 332 er også avfaset for å tillate en forutbestemt deformasjon av elementene 330, 332 mellom leddene 334, 336, 338. Selv om elastomerelementenes 330, 332 tverrsnitt er stort sett det samme, kan det indre elastomerelement 332 være avfaset eller trimmet mer enn det ytre elastomerelement 330 for å unngå eventuelt for tidlig utpressing eller ekstrudering av elementene 330, 332 før leddene 334, 336, 338 oppretter en utpressingshindrende tetning mot boringsveggen 61 i brønnhodet 24 og rørhenge-rens 50 tetningsflate 140. The upper and lower elastomeric members 330, 332 have a shape corresponding to the shape of the annular grooves 376, 378 formed by the joints 334, 336, 338 and connected to the joints 334, 336, 338. The upper and lower elastomeric members 330, 332 have outer and inner annular vertical sealing surfaces 380, 382 respectively, which are arranged for sealing engagement with bore wall 61 and outer wall 140 in sealing position. The upper and lower elevations formed by the sealing rafts 380, 382 are chamfered to allow deformation of the members 330, 332 into the sealing position during compression. The elastomeric members 330, 332 are also chamfered to allow a predetermined deformation of the members 330, 332 between the joints 334, 336, 338. Although the cross-sections of the elastomeric members 330, 332 are substantially the same, the inner elastomeric member 332 may be chamfered or trimmed more than the outer elastomer element 330 in order to avoid possible premature extrusion or extrusion of the elements 330, 332 before the joints 334, 336, 338 creates an extrusion-preventing seal against the bore wall 61 in the wellhead 24 and the sealing surface 140 of the pipe hanger 50.

Tetningsinnretningen 210 omfatter fortrinnsvis minst tre ledd. Dette antall foretrekkes fordi det gir et utpressingshindrende ledd for hver side av elastomerelementene 330, 332. Dessuten oppnår man med de tre ledd 334, 336, 338 en symmetrisk konstruksjon. Tetningsinnretningen 210 kan imidlertid omfatte ett eller flere ledd, og kan gjerne omfatte en rekke ledd som slutter om et flertall av elastomerelementer. Flatene 364 og 372 på henholdsvis drivpartiet 218 og det nedre kamparti 222 er fortrinnsvis avsmalnende i samme retning som de tilstøtende ledd, såsom leddene 334 og 338 vist i den foretrukne konstruksjon. The sealing device 210 preferably comprises at least three joints. This number is preferred because it provides an extrusion-preventing link for each side of the elastomer elements 330, 332. Moreover, with the three links 334, 336, 338, a symmetrical construction is achieved. The sealing device 210 may, however, comprise one or more links, and may preferably comprise a number of links ending in a plurality of elastomer elements. The faces 364 and 372 of the drive portion 218 and the lower cam portion 222, respectively, are preferably tapered in the same direction as the adjacent joints, such as the joints 334 and 338 shown in the preferred construction.

Leddenes 334, 336, 338 rombeformete tverrsnitt gjør at midtpartiene 334, 336, 338 kan være meget stive. Med et tykt midtparti vil de tynnere arealer ved leddenes 334, 336, 338 endepartier bli det areal som vil gi etter eller bøyes, såsom arealet nær koplingsringene 340, 342, 344, 346. Det er ikke ønskelig at leddene 334, 336, 338 bøyes eller gir etter ved sitt midtparti. Imidlertid fremkommer det viste, spesielle rombeformete tverrsnitt bare fordi det er enklere å fremstille en slik form. Leddene 334, 336 og 338 kunne være kontinuerlig konveks eller elipsoide-formet. Denne form kunne betegnes stumpsfærisk. Dette gir et utstikkende midtparti. Dersom leddenes 334, 336, 338 tverrsnitt var av samme tykkelse, kunne leddene 334, 336, 338 få en tendens til å bøyes eller bues ved sitt midtparti. Selv om leddene 334, 336, 338 fortrinnsvis har et utvidet midtparti for kontroll av bøyepunktet ved kantflatene for en forutbestemt plastisk deformasjon samt for å sikre at der ikke oppstår forvridning ved midten av leddene 334, 336, 338, kan leddene 334, 336, 338 være stumpkjegeleformete metallringer med et tverrsnitt av konstant tykkelse istedenfor stumpsfæriske ringer. The diamond-shaped cross-section of the joints 334, 336, 338 means that the middle parts 334, 336, 338 can be very rigid. With a thick middle part, the thinner areas at the end parts of the joints 334, 336, 338 will become the area that will yield or bend, such as the area near the coupling rings 340, 342, 344, 346. It is not desirable that the joints 334, 336, 338 bend or gives way at its midsection. However, the special diamond-shaped cross-section shown appears only because it is easier to produce such a shape. The joints 334, 336 and 338 could be continuously convex or ellipsoid-shaped. This shape could be termed obtuse spherical. This gives a protruding middle part. If the cross sections of the joints 334, 336, 338 were of the same thickness, the joints 334, 336, 338 could have a tendency to bend or bow at their middle part. Although the joints 334, 336, 338 preferably have an extended central portion to control the bending point at the edge surfaces for a predetermined plastic deformation and to ensure that distortion does not occur at the center of the joints 334, 336, 338, the joints 334, 336, 338 can be truncated cone-shaped metal rings with a cross-section of constant thickness instead of truncated spherical rings.

Ser man på fig. 4 og 4A viser fig. 4A tetningsinnretningen 210 i tetningsposisjonen. Tetningsinnretningen 210 sammentrykkes når nedholder-aktuatorinnretningen 212 når grensen for sin bevegelse mot låseringen 144 og pakningsmutteren 182 fortsetter sin nedadbevegelse på rørhengerens 50 gjenger 118 som vist i fig. 2B og 2C. Looking at fig. 4 and 4A show fig. 4A the sealing device 210 in the sealing position. The sealing device 210 is compressed when the hold-down actuator device 212 reaches the limit of its movement against the locking ring 144 and the packing nut 182 continues its downward movement on the pipe hanger 50 threads 118 as shown in fig. 2B and 2C.

Den metalliske tetningsinnretning 210 blir serie-aktivisert fra bunn til topp. Med andre ord blir det laveste ringledd 338 bøyet og deformert først ved sammentrykking av tetningsinnretningen 210 og dette ledd er det første som innleder tetningskontakt med flaten 61 og flaten 140. Denne serieaktivisering foretrekkes for å begrense slepingen av de øvre ringleddene 334, 336 nedover flatene 61, 140 ved aktivisering dersom de øvre ledd 334, 336 skulle komme i tetningsanlegg før det nedre ledd 338. Fortrinnsvis virker en balansert kraft på det øvre ringledd 334. The metallic sealing device 210 is serially activated from bottom to top. In other words, the lowest ring link 338 is bent and deformed first by compression of the sealing device 210 and this link is the first to initiate sealing contact with the surface 61 and the surface 140. This series activation is preferred to limit the drag of the upper ring links 334, 336 down the surfaces 61 , 140 upon activation if the upper links 334, 336 were to enter the sealing system before the lower link 338. Preferably, a balanced force acts on the upper ring link 334.

Elastomerelementene 330, 332 danner den innledende tetning. Elastomertetningene 330, 332 ligger an mot flatene 61, 140 før kantflåtene på leddene 334, 336, 338 kommer i anlegg mot flatene 61, 140. Elastomertetningene 330, 332 vil ikke bli presset ut forbi kantflatene ved en innledende trykkansetting på noen få tusen psi, dvs. 3000 psi (210 kp/cm<2>) av tetningsinnretningen 210. Leddene 334, 336, 338 danner en støtte for elementene 330 og 332, en utpressingshindrende innretning for slike elementer og virker som en holder for slike elementer. Derfor er det ønskelig at kantflatene på leddene 334, 336, 338 kommer til anlegg mot flatene 61, 140 før elastomerelementene 330 og 332 presses ut forbi de tilstøtende kantflater. Det er ikke ønskelig at slik utpressing forbi kantflatene finner sted før kantflatene kommer i tetningsanlegg, ettersom eventuelt elastomermateriale mellom kantflatene og flatene 60, 140 kan virke ugunstig inn på leddenes 334, 336, 338 tetningsinngrep. Som vist og beskrevet er derfor volumet av élastomermaterialet i elementene 330 og 332 beregnet og forutbestemt, slik at kantflatene kontakter flatene 60, 141 før eventuell utpressing av elementene 330, 332. The elastomer elements 330, 332 form the initial seal. The elastomer seals 330, 332 abut against the surfaces 61, 140 before the edge fins on the joints 334, 336, 338 come into contact with the surfaces 61, 140. The elastomer seals 330, 332 will not be pushed out past the edge surfaces at an initial pressure application of a few thousand psi, ie 3000 psi (210 kp/cm<2>) of the sealing device 210. The links 334, 336, 338 form a support for the elements 330 and 332, an anti-extrusion device for such elements and act as a holder for such elements. Therefore, it is desirable that the edge surfaces of the joints 334, 336, 338 come into contact with the surfaces 61, 140 before the elastomer elements 330 and 332 are pushed out past the adjacent edge surfaces. It is not desirable that such extrusion past the edge surfaces takes place before the edge surfaces enter the sealing system, as any elastomer material between the edge surfaces and the surfaces 60, 140 may adversely affect the sealing engagement of the joints 334, 336, 338. As shown and described, the volume of the elastomer material in the elements 330 and 332 is therefore calculated and predetermined, so that the edge surfaces contact the surfaces 60, 141 before any extrusion of the elements 330, 332.

Leddene 334, 336, 338 er konstruert tilstrekkelig tynne til at de deformeres til tetningsinngrep med en trykkansetting på noen få hundre kp/cm<2>. Koplingsringene 340, 342, 346 danner spenningspunkter eller svekkete områder rundt det ringformete Z-parti 220 slik at bøyningen av Z-partiet 220 lokaliseres til forutbestemte punkter for å bringe Z-partiets 220 indre og ytre kantflater til korrekt tetningsinngrep mot boringsveggen 61 og ytterveggen 140. Ved aktivisering preges kantflatene mot boringsveggen 61 og ytterveggen 140 for å danne en metallisk tetning mellom brønnhodet 24 og rørhengeren 50, hvorved det øvre ringrom 134 avtettes fra det nedre ringrom 130 i brønnen. Tetningsinnretningen 210 er konstruert for å sikre at der ikke er noen fluidkanal eller lekkasjebane mellom flatene 61 og 140. The joints 334, 336, 338 are constructed sufficiently thin that they deform into sealing engagement with a pressure application of a few hundred kp/cm<2>. The coupling rings 340, 342, 346 form stress points or weakened areas around the annular Z-part 220 so that the bending of the Z-part 220 is localized to predetermined points to bring the inner and outer edge surfaces of the Z-part 220 into correct sealing engagement against the bore wall 61 and the outer wall 140 Upon activation, the edge surfaces are pressed against the bore wall 61 and the outer wall 140 to form a metallic seal between the wellhead 24 and the pipe hanger 50, whereby the upper annulus 134 is sealed from the lower annulus 130 in the well. The sealing device 210 is designed to ensure that there is no fluid channel or leakage path between the surfaces 61 and 140.

I tetningsposisjonen bøyer det nedre ledd 338 ved koplingsringen 346 hvorved det nedre leddets 338 utside 343 beveges nedad til inngrep med øvre ende 372 av nedre kamparti 222. Avsmalningen av det nedre kampartiets 222 overflate 372 danner en innledende deformasjonsvinkel for det nedre ringledd 338. Flaten 372 sikrer også at leddet 338 ikke vil bli horisontalt-liggende slik at leddet 338 hindres i å løsgjøres ved fjerning av tetningsinnretningen 210. Når drivpartiets 218 nedre ende 364 beveges nedad, bøyes det øvre ledd 334 ved koplingsringen 344 slik at det øvre leddets 334 innside 333 kommer til inngrep med nedre ende 364 når nedre ende 364 komprimerer Z-partiet 220. Mellomleddet 336 beveges fra sin skråstilling til en mer horisontal stilling. Elastomerelementene 330, 332 komprimeres mellom leddene 334, 336, 338 og danner tettende inngrep med boringsveggen 61 og ytterveggen 140. Leddenes 334, 336, 338 kantflater danner rundtløpende tetningskontakt med rørhengerens 50 yttervegg 140 ved 380, 382 og 384 og leddenes 334, 336, 338 ytterkanter danner rundtløpende tetningskontakt med brønnhodets 24 boringsvegg 61 ved 386, 388 og 390. Tetningsinnretningen 210 danner således en seks-punkt rundtløpende metallisk tetningskontakt. De indre og ytre kantflåters tetningskontakt gjør at leddene 334, 336, 338 virker som utpressingshindrende ringer for elastomerelementene 330, 332. Elastomerelementene 330, 332 virker som støtte- eller hjelpetetninger for metalltet-ningene. In the sealing position, the lower link 338 bends at the coupling ring 346 whereby the outer side 343 of the lower link 338 is moved downwards into engagement with the upper end 372 of the lower cam portion 222. The taper of the lower cam portion 222's surface 372 forms an initial deformation angle for the lower ring link 338. The surface 372 also ensures that the joint 338 will not become horizontal so that the joint 338 is prevented from loosening when the sealing device 210 is removed. When the lower end 364 of the drive part 218 is moved downwards, the upper joint 334 is bent at the coupling ring 344 so that the inside 333 of the upper joint 334 comes into engagement with lower end 364 when lower end 364 compresses Z portion 220. Intermediate link 336 is moved from its inclined position to a more horizontal position. The elastomer elements 330, 332 are compressed between the joints 334, 336, 338 and form a sealing engagement with the bore wall 61 and the outer wall 140. The edge surfaces of the joints 334, 336, 338 form circumferential sealing contact with the outer wall 140 of the pipe hanger 50 at 380, 382 and 384 and the joints 334, 336, 338 outer edges form a circumferential sealing contact with the bore wall 61 of the wellhead 24 at 386, 388 and 390. The sealing device 210 thus forms a six-point circumferential metallic sealing contact. The sealing contact of the inner and outer edge rafts means that the joints 334, 336, 338 act as extrusion-preventing rings for the elastomer elements 330, 332. The elastomer elements 330, 332 act as support or auxiliary seals for the metal seals.

Når leddene 334, 336, 338 beveges fra deres skråstilling til en mer horisontal stilling ved aktivisering, beveges hver ende eller hver indre og ytre kantflate på leddene 334, 336, 338 til inngrep med boringsvéggene 61 og 140. Det er ikke meningen at leddene 334, 336, 338 skal bli horisontale. Det er vesentlig at leddenes 334, 336 og 338 indre og ytre kantflater blir spent mellom brønnhodets 24 boringsvegg 61 og rørhengerens 50 yttervegg 140. Den indre og ytre kantflate på hvert ledd reagerer på hverandres lagerbelastning. Når f.eks. leddets 336 indre kantflate 356 hviler mot rørhengerveggen 140 vil dette anlegg forårsake en reaksjonskraft på den ytre kantflate 358, som bevirker at den ytre kantflate 358 beveges mot boringsveggen 61. Hvis hvert ledd ikke hadde en motstående kantflate, ville leddet fortsette å bevege seg nedad inntil dets sideflate støtte mot et tilliggende ledd istedenfor å bevege seg til tetningsinngrep mot enten veggen 61 eller 140. Denne kontakt mot enten den ytre eller indre kantflate gjør det nødvendig å hindre utbuling eller bøyning i leddets midtparti. Det rombeformete tverrsnitt krever derfor at leddets midtparti skal være stivt, slik at det ikke kan bøye seg eller gi etter. Dersom man lot leddene 334, 336, 338 komme i horisontal stilling, ville dessuten toleransen mellom brønnhodets 24 innvendige diameter og rørhengerens 50 utvendige diameter bli kritiske. Når leddene 334, 336, 338 ikke er horisontale, men skråstilt, blir det også lettere å frigjøre Z-partiet 220 ved uttrekking av tetningsinnretningen 210. Drivpartiets 218 flate 364 og flaten 372 på det nedre kantparti 222 er avsmalnende for å hindre henholdsvis leddet 334 og 338 fra å innta horisontal stilling. When the links 334, 336, 338 are moved from their inclined position to a more horizontal position upon activation, each end or each inner and outer edge surface of the links 334, 336, 338 is moved into engagement with the bore walls 61 and 140. It is not intended that the links 334 , 336, 338 should become horizontal. It is essential that the inner and outer edge surfaces of the joints 334, 336 and 338 are tensioned between the bore wall 61 of the wellhead 24 and the outer wall 140 of the pipe hanger 50. The inner and outer edge surfaces of each joint react to each other's bearing load. When e.g. the inner edge surface 356 of the joint 336 rests against the pipe hanger wall 140, this installation will cause a reaction force on the outer edge surface 358, which causes the outer edge surface 358 to move against the bore wall 61. If each joint did not have an opposing edge surface, the joint would continue to move downward until its side surface supports against an adjacent joint instead of moving into sealing engagement against either wall 61 or 140. This contact against either the outer or inner edge surface makes it necessary to prevent bulging or bending in the middle part of the joint. The diamond-shaped cross-section therefore requires that the middle part of the joint must be rigid, so that it cannot bend or yield. If the joints 334, 336, 338 were allowed to come into a horizontal position, the tolerance between the inside diameter of the wellhead 24 and the outside diameter of the pipe hanger 50 would also become critical. When the joints 334, 336, 338 are not horizontal, but inclined, it also becomes easier to release the Z part 220 by pulling out the sealing device 210. The surface 364 of the drive part 218 and the surface 372 on the lower edge part 222 are tapered to prevent the joint 334, respectively and 338 from assuming a horizontal position.

Det skal forstås at elastomertetningene 330, 332 ikke vil være nødvendige dersom leddenes 334, 336, 338 kantflater ligger tilstrekkelig an mot flaten 61 på brønnhodet 24 og flaten 140 på rørhengeren 50 til at hydraulikktrykk kan oppstå i ringrommet 134. Elementene 330 og 332 kan således sløyfes ved visse anvendelser der det vil være et tomrom mellom leddene 334, 336 og 338. Videre skal det forstås at elementene 330 og 332 kan erstattes av et avstandselement som tillater en forutbestemt grad av sammentrykking eller deformasjon av leddene 334, 336, 338. Som vist i foreliggende utføringsform, blir elastomerelementene 330 og 332 et slikt avstandselement. Dessuten er foreliggende oppfinnelse ikke begrenset til et elastomermateriale. Elementene 330 og 332 kan være laget av andre fjærende materialer såsom Grafoil, et rent grafittpakningsmateriale fremstilt av DuPont. Grafoil kan spesielt anvendes der ildfasthet er ønskelig. "Grafoil" er beskrevet i publikasjonene: "Grafoil - Ribbon-Pack, Universal Flexible Graphite Packing for Pumps and Valves" av F.W. Russel (Precision Products) Ltd., Great Runmow, Essex, England og "Grafoil Brand Packing" av It should be understood that the elastomer seals 330, 332 will not be necessary if the edge surfaces of the joints 334, 336, 338 lie sufficiently against the surface 61 of the wellhead 24 and the surface 140 of the pipe hanger 50 so that hydraulic pressure can occur in the annulus 134. The elements 330 and 332 can thus is looped in certain applications where there will be a void between the links 334, 336 and 338. Furthermore, it should be understood that the elements 330 and 332 can be replaced by a spacer element which allows a predetermined degree of compression or deformation of the links 334, 336, 338. As shown in the present embodiment, the elastomer elements 330 and 332 become such a spacer element. Moreover, the present invention is not limited to an elastomeric material. Elements 330 and 332 may be made of other resilient materials such as Grafoil, a pure graphite packing material manufactured by DuPont. Grafoil can especially be used where fire resistance is desired. "Grafoil" is described in the publications: "Grafoil - Ribbon-Pack, Universal Flexible Graphite Packing for Pumps and Valves" by F.W. Russel (Precision Products) Ltd., Great Runmow, Essex, England and "Grafoil Brand Packing" by

Crane Packing Company, Morton Grove, Illinois. Det henvises herved til disse publikasjoner. Crane Packing Company, Morton Grove, Illinois. Reference is hereby made to these publications.

Det skal også forståes at dersom en metallisk tetning ikke er ønskelig kan kanalene 366, 368, 370 og 374 anvendes for å føre elastomermateriale til flatene 61 og 140 for å danne en primær elastomertetning istedenfor en primær metalltetning som beskrevet i forbindelse med den foretrukne utføringsform. It should also be understood that if a metallic seal is not desired, the channels 366, 368, 370 and 374 can be used to convey elastomeric material to the surfaces 61 and 140 to form a primary elastomeric seal instead of a primary metal seal as described in connection with the preferred embodiment.

Dersom elastomertetningene 330, 332 er primærtetningene, blir ringleddene 334, 336, 338 primærstøtten for elastomertetningene 330, 332. Disse ledd blir aktiviserte støtteringer for elementene 330, 332. I et slikt tilfelle vil støttetetningene ikke bli trukket ned i stilling. If the elastomer seals 330, 332 are the primary seals, the ring joints 334, 336, 338 become the primary support for the elastomer seals 330, 332. These joints become activated support rings for the elements 330, 332. In such a case, the support seals will not be pulled down into position.

Anordningen ifølge foreliggende oppfinnelse er konstruert for 15 000 psi (1050 kp/cm<2>) arbeidstrykk og det er derfor et formål med oppfinnelsen å oppnå en kompresjon på 20 000 psi (1400 kp/cm<2>) kompresjon på tetningsinnretningen 210, hvorved tetningsinnretningen 210 for-aktiviseres høyere enn det forventete arbeidstrykk. The device according to the present invention is designed for 15,000 psi (1050 kp/cm<2>) working pressure and it is therefore an object of the invention to achieve a compression of 20,000 psi (1400 kp/cm<2>) compression on the sealing device 210, whereby the sealing device 210 is pre-activated higher than the expected working pressure.

For å oppnå en kompresjon på 20 000 psi på tetningsinnretningen 210, blir den aktivisert ved en kombinasjon av dreiemoment og hydraulisk trykk. Innledningsvis påføres borerøret 236 et dreiemoment på ca. 10 000 ft.-lbs (1383 kgm) ved overflaten 18. Tenger benyttes for å dreie borerøret 236 for å overføre dreiemomentet til nedføringsverktøyet 200 og deretter trykk-kraft til tetningsinnretningen 210. Borerøret 236 dreier doren 230 som i sin tur dreier ytterhylsen 250 ved hjelp av riflekoplingen 320. Ytterhylsen 250 driver pakningsmutteren 182 ved hjelp av riflekoplingen til knastene 198, 308. Pakningsmutteren 182 hviler mot drivpartiet 218 ved overføring av trykk-kraft gjennom lagerinnretningen 205. Ettersom nedholder-aktuatorinnretningen 212 tidligere har nådd grensen for sin nedadbevegelse mot låseringen 144 under bevegelse til nedholdingsposisjon, blir tetningsinnretningen 210 og særlig Z-partiet 220 sammen-trykket mellom drivpartiet 218 og det nedre kamparti 222. To achieve a compression of 20,000 psi on the sealing device 210, it is actuated by a combination of torque and hydraulic pressure. Initially, a torque of approx. 10,000 ft.-lbs (1383 kgm) at surface 18. Tongs are used to rotate the drill pipe 236 to transfer the torque to the lowering tool 200 and then pressure to the sealing device 210. The drill pipe 236 rotates the mandrel 230 which in turn rotates the outer sleeve 250 at with the help of the rifle coupling 320. The outer sleeve 250 drives the packing nut 182 with the help of the rifle coupling to the cams 198, 308. The packing nut 182 rests against the drive part 218 during the transfer of pressure force through the bearing device 205. As the hold-down actuator device 212 has previously reached the limit of its downward movement against the locking ring 144 during movement to the holding position, the sealing device 210 and in particular the Z part 220 is compressed between the drive part 218 and the lower cam part 222.

Dette dreiemoment forårsaker en aksialkraft på ca. 150 000 Ibs (68 100 kp). This torque causes an axial force of approx. 150,000 Ibs (68,100 kp).

Når Z-partiet 220 sammentrykkes mellom drivpartiet 218 og det nedre kamparti 222, blir elastomerelementene 330, 332 komprimert mellom leddene 334, 336, 338 idet leddene 334, 336, 338 beveges til en mer horisontal stilling. Når denne kompri-mering opptrer, begynner elastomerelementene 330, 332 å fullstendig fylle sporene som dannes mellom leddene 334, 336, 338 som opptar elastomerelementene 330, 332. Mengden av elastomermateriale i elastomerelementene 330, 332 er forutbestemt, slik at når leddene 334, 336, 338 beveges til en mer horisontal stilling, oppnår leddene 334, 336, 338 tilstrekkelig kontakt med boringsveggen 61 i brønnhodet 24 og den ytre boringsvegg 140 i rørhengeren 50 til å virke som en utpressingshindrende metallinnretning som hindrer utpressing av elastomertetningene 330, 332. Særlig vil de innvendige ringformete kontaktflater 382, 384 hindre utpressing av innvendig elastomerelement 332 og de ringformete kontaktflater 386, 388 hindrer utpressing av utvendig elastomerelement 330. Følgelig oppnås en ,innledende utpressingshindrende tetning ved hjelp av leddene 334, 336, 338 før elastomerelementene 330, 332 kan presses ut forbi sine tilgrensende ringformete tetningskontaktflater. Det er vesentlig at elastomerelementene 330, 332 har de riktige volum av elastomermateriale og den riktige form, slik at ved sammentrykking av tetningsinnretningen 210 oppnås utpressingshindrende metallkontakt før utpressing av elastomerelementene 330i, 332 forbi kontaktflatene 382, 384, 386 og 388. When the Z portion 220 is compressed between the drive portion 218 and the lower cam portion 222, the elastomer elements 330, 332 are compressed between the joints 334, 336, 338 as the joints 334, 336, 338 are moved to a more horizontal position. When this compression occurs, the elastomer elements 330, 332 begin to completely fill the grooves formed between the joints 334, 336, 338 which accommodate the elastomer elements 330, 332. The amount of elastomer material in the elastomer elements 330, 332 is predetermined, so that when the joints 334, 336 , 338 is moved to a more horizontal position, the joints 334, 336, 338 achieve sufficient contact with the bore wall 61 in the wellhead 24 and the outer bore wall 140 in the pipe hanger 50 to act as an extrusion-preventing metal device that prevents extrusion of the elastomer seals 330, 332. the internal annular contact surfaces 382, 384 prevent extrusion of internal elastomer element 332 and the annular contact surfaces 386, 388 prevent extrusion of external elastomer element 330. Accordingly, an initial extrusion-preventing seal is achieved by means of joints 334, 336, 338 before elastomer elements 330, 332 can be pressed out past its adjacent annular sealing contact surfaces. It is essential that the elastomer elements 330, 332 have the correct volume of elastomer material and the correct shape, so that by compressing the sealing device 210, extrusion-preventing metal contact is achieved before extrusion of the elastomer elements 330i, 332 past the contact surfaces 382, 384, 386 and 388.

Den spesielle hensikt med det innledende dreiemoment er å ansette elastomer-støttetetningene 330, 332, og det er ikke å opprette en metallisk tetning mellom flatene 61, 140 på henholdsvis brønnhodet 24 og rørhengeren 50. Det innledende dreiemoment kan ikke fullstendig aktivisere den metalliske tetningsinnretning 210 på grunn av friksjonstap i stigerøret, sikringsventilstabelen, selve borerøret, og mer bestemt, på grunn av forskjellige gjengebelastninger såsom ved gjengene 118. Slike friksjonstap begrenser kompresjonsbelastningen som kan påføres tetningsinnretningen 210 ved hjelp av borerøret 23 6. The particular purpose of the initial torque is to engage the elastomer support seals 330, 332, and it is not to create a metallic seal between the surfaces 61, 140 of the wellhead 24 and the tubing hanger 50, respectively. The initial torque cannot fully activate the metallic sealing device 210 due to friction losses in the riser, the safety valve stack, the drill pipe itself, and more specifically, due to various thread loads such as at the threads 118. Such friction losses limit the compression load that can be applied to the sealing device 210 by means of the drill pipe 23 6.

For å oppnå den ønskete kompresjonsansetting av tetningsinnretningen 210, kombineres hydraulisk trykk med dreiemomentet for å ansette de metalliske tetninger i tetningsinnretningen 210. I fig. 2A og 2B er utblåsnings-sikringsventilen 40 skjematisk vist og omfatter avstengere 34 med drepeledning 38 i kommunikasjon med ringrommet 134 under sikringsventilavstengerne 34. Konvensjonelt ligger drepeledningen 38 under den nederste avstenger. Skulle strupeledningen 36 av én eller annen grunn være den nederste ledning i sikringsventilen 40, blir hydraulisk trykk tilført gjennom strupeledningen 36. In order to achieve the desired compression fit of the sealing device 210, hydraulic pressure is combined with the torque to engage the metallic seals in the sealing device 210. In fig. 2A and 2B, the exhaust safety valve 40 is shown schematically and comprises shut-off valves 34 with shut-off line 38 in communication with the annulus 134 below the safety valve shut-off valves 34. Conventionally, the shut-off line 38 is located below the bottom shut-off valve. Should the throttle line 36 for one reason or another be the lowest line in the safety valve 40, hydraulic pressure is supplied through the throttle line 36.

Ved anvendelse av trykk gjennom drepeledningen 38 og inn i ringrommet 134 er det nødvendig å avtette ringrommet 134. Bemerk i fig. 2A at drepeledningen 38 er vist i fase med avstengerne 34, men i virkeligheten er fremstilt 90° ute av fase. Derved lukker røravstengerne 34 for avtetting rundt borerøret 236, O-ringtetningene 264, 266 tetter mellom doren 230 og hylsen 240, O-ringtetningene 292, 294 mellom hylsen 240 og innerflaten 272 i rørhengeren 50, og som ovenfor omtalt, danner tetningsinnretningen 210 den innledende tetning tvers over ringrommet 134. Hydraulisk trykk kan således tilføres gjennom drepeledningen 38 og inn i ringrommet 134. When applying pressure through the kill line 38 and into the annulus 134, it is necessary to seal the annulus 134. Note in fig. 2A that the kill wire 38 is shown in phase with the shut-off switches 34, but in reality is produced 90° out of phase. Thereby, the pipe stoppers 34 close for sealing around the drill pipe 236, the O-ring seals 264, 266 seal between the mandrel 230 and the sleeve 240, the O-ring seals 292, 294 between the sleeve 240 and the inner surface 272 of the pipe hanger 50, and as discussed above, the sealing device 210 forms the initial seal across the annulus 134. Hydraulic pressure can thus be supplied through the kill line 38 and into the annulus 134.

På grunn av korketrekker-virkningen som skyldes anvendelsen av dreiemoment på en borestreng, såsom borestrengen 236, anses et dreiemoment på 10 000 ft-lbs (1383 kgm) generelt å være det høyeste dreiemoment som kan overføres gjennom en borerørstreng i en undervannssituasjon. Ved foreliggende oppfinnelse vil et dreiemoment på 10 000 ft-lbs på borerøret 236 opprette en tetning over ringrommet 134 som kan motstå et hydraulikktrykk på noen få tusen psi. Denne tetning for et forholdsvis lavt trykk vil så tillate at ringrommet 134 settes under trykk for ytterligere sammentrykking av tetningsinnretningen 210 som i sin tur øker tetningsinngrepet i ringrommet 134 for å motstå ytterligere hydraulisk trykk. Det ringformete Z-metallparti 220 med ringleddene 334, 336, 338 er slik konstruert at ringene 334, 336, 338 er tilstrekkelig tynne til å opprette en metallisk tetning i samvirke med elastomertetningene 330, 332 for å tåle et hydraulisk trykk på noen få tusen psi ved anvendelse av et dreiemoment på 10 000 ft-lb. Due to the corkscrew effect resulting from the application of torque to a drill string, such as drill string 236, a torque of 10,000 ft-lbs (1383 kgm) is generally considered to be the highest torque that can be transmitted through a drill string in a subsea situation. In the present invention, a torque of 10,000 ft-lbs on the drill pipe 236 will create a seal over the annulus 134 that can withstand a hydraulic pressure of a few thousand psi. This seal for a relatively low pressure will then allow the annulus 134 to be pressurized for further compression by the sealing device 210 which in turn increases the sealing engagement in the annulus 134 to resist further hydraulic pressure. The annular Z-metal portion 220 with the ring joints 334, 336, 338 is constructed so that the rings 334, 336, 338 are sufficiently thin to create a metallic seal in cooperation with the elastomer seals 330, 332 to withstand a hydraulic pressure of a few thousand psi when applying a torque of 10,000 ft-lb.

Ved anvendelse av trykk på tetningsinnretningen 210 er de effektive trykkarealer diameteren til nedføringsverktøy-tétningen 264 minus diameteren til borerøret 236 og i tillehgg til dette det ringformete tetningsareal til tetningsinnretningen 2lO. Ettersom det ringformete tetningsareal er fastlagt for et brønnhode og en rørhenger av bestemt størrelse, er den hoved-variable ved bestemmelse av trykkansettings-kraften forskjellen i trykkareal mellom nedføringsverktøytetningen 2 64 og borerøret 236. Denne forskjell kan således varieres for å tillate en forutbestemt trykkansettingskraft på tetningsinnretningen 210. Forskjellen i diameter kan variere, f.eks. fra mellom 5 tommer (127 mm) og 10 tommer (254 mm). When applying pressure to the sealing device 210, the effective pressure areas are the diameter of the downhole tool seal 264 minus the diameter of the drill pipe 236 and, in addition, the annular sealing area of the sealing device 210. As the annular seal area is determined for a wellhead and a pipe hanger of a certain size, the main variable in determining the pressure application force is the difference in pressure area between the lowering tool seal 2 64 and the drill pipe 236. This difference can thus be varied to allow a predetermined pressure application force of the sealing device 210. The difference in diameter can vary, e.g. from between 5 inches (127 mm) and 10 inches (254 mm).

Det hydrauliske trykkets spesielle oppgave er å tilveie-bringe en aksialkraft som er i stand til å indusere 20 000 psi (1400 kp/cm<2>) i tetningsinnretningen 210 uten å overskride de trykkgrenser som apparatet i brønnhodesystemet er konstruert for. Oppgaven til dreiemomentet på mutteren 18 2 etter at hydraulikktrykk er påført, er å få mutteren 182 til å følge tetningsinnretningens 210 bevegelse når den beveges nedad under kraftpåvirkningen og hindre at den gir etter når hydraulikk-kraften avlastes. Det er vesentlig at et høyt dreiemoment, fJeks. 10 000 ft. Ibs (1383 kgm) opprettholdes i borerøret 236 slik at pakningsmutteren 182 følger tetningsinnretningen 210 da mutteren 182 ellers kunne hindre tetningsinnretningens 210 nedadbevegelse. Denne fremgangsmåte gjentas med gradvis og kontinuerlig å øke det hydrauliske trykk inntil pakningsmutteren 182 er dreiet et tilstrekkelig antall omdreininger til å sikre at en trykkansetting på 20 000 psi (1400 kp/cm<2>) er oppnådd ved tetningsinnretningen 210. The special task of the hydraulic pressure is to provide an axial force capable of inducing 20,000 psi (1400 kp/cm<2>) in the sealing device 210 without exceeding the pressure limits for which the apparatus in the wellhead system is designed. The task of the torque on the nut 18 2 after hydraulic pressure is applied is to cause the nut 182 to follow the movement of the sealing device 210 when it is moved downwards under the influence of force and to prevent it from yielding when the hydraulic force is relieved. It is essential that a high torque, e.g. 10,000 ft. Ibs (1383 kgm) is maintained in the drill pipe 236 so that the packing nut 182 follows the sealing device 210 as the nut 182 could otherwise prevent the sealing device 210's downward movement. This procedure is repeated by gradually and continuously increasing the hydraulic pressure until the packing nut 182 has been turned a sufficient number of revolutions to ensure that a pressure application of 20,000 psi (1400 kp/cm<2>) is achieved at the sealing device 210.

Nedføringsverktøyet 200 er et kombinasjonsverktøy for ansetting av dreiemoment på holde- og tetningsenheten 180 samt for å medvirke til å påføre hydraulisk trykk på holde- og tetningsenheten 180. Omdreiningen av borerøret 236 for overføring av dreiemoment via nedføringsverktøyet 200 til holde- og tetningsenheten 180 tillater et innledende tetningsinngrep av tetningsinnretningen 210 i ringrommet 134 mellom The lowering tool 200 is a combination tool for applying torque to the holding and sealing unit 180 as well as helping to apply hydraulic pressure to the holding and sealing unit 180. The rotation of the drill pipe 236 to transfer torque via the lowering tool 200 to the holding and sealing unit 180 allows a initial sealing engagement of the sealing device 210 in the annular space 134 between

brønnhodet 24 og rørhengeren 50 hvorved hydraulikktrykket så the wellhead 24 and the pipe hanger 50 whereby the hydraulic pressure so

kan påføres ringrommet 134 for ytterligere ansetting av tettingsinnretningen 210. Når hydraulisk trykk gradvis og kontinuerlig øker i ringrommet 134 gjennom drepeledningen 38, sammenpresses tetningsinnretningen 210 til sterkere tetningsinngrep mot flaten 61 i brønnhodet 24 og flaten 140 i rørhengeren 50. Når dette tetningsinngrep øker, vil tetningsinnretningen 210 tette mot et enda større ringromtrykk. Trykket gjennom drepeledningen 38 kan således gradvis økes inntil tetningsinnretningen 210 har en trykkansetting på ca. 20 000 psi (1400 kp/cm<2>). Det hydrauliske trykk som virker gjennom drepeledningen 38 og ringrommet 134 overskrider ikke systemets konstruksjons-grenser. Alle systemer har et standard arbeidstrykk som en operatør ikke må overskride. Systemet ifølge foreliggende oppfinnelse er konstruert for arbeidstrykk på 15 000 psi (1050 kp/cm<2>) og derfor kan hydraulikktrykket i ringrommet 134 for full aktivisering av tetningsinnretningen 210 ikke overskride 15 000 psi selv om en trykkansetting på 20 000 psi er ønskelig. En trykkansetting av tetningsinnretningen 210 på 20 000 psi oppnås uten å anvende et hydraulikktrykk som overskrider 15 000 psi. can be applied to the annulus 134 for further engagement of the sealing device 210. When hydraulic pressure gradually and continuously increases in the annulus 134 through the kill line 38, the sealing device 210 is compressed into stronger sealing engagement against the surface 61 in the wellhead 24 and the surface 140 in the pipe hanger 50. When this sealing engagement increases, the sealing device 210 seal against an even greater annulus pressure. The pressure through the kill line 38 can thus be gradually increased until the sealing device 210 has a pressure setting of approx. 20,000 psi (1400 kp/cm<2>). The hydraulic pressure acting through the kill line 38 and the annulus 134 does not exceed the system's design limits. All systems have a standard working pressure that an operator must not exceed. The system according to the present invention is designed for a working pressure of 15,000 psi (1050 kp/cm<2>) and therefore the hydraulic pressure in the annulus 134 for full activation of the sealing device 210 cannot exceed 15,000 psi even if a pressure setting of 20,000 psi is desirable. A pressurization of the sealing device 210 of 20,000 psi is achieved without applying a hydraulic pressure in excess of 15,000 psi.

Når hydraulikktrykket gradvis økes i ringrommet 134 for å oppnå en kompresjon- eller trykkansetting på tetningsinnretningen 210 på 20 000 psi, vil pakningsmutteren 182, som følge av den kontinuerlige påvirkning av dreiemomentet på 10 000 ft-lb (1383 kgm) på borerøret 236, som overføres til skjørtet 250, følge tetningsinnretningen 210 nedad i ringrommet 134 på gjengene 204. Ved avlasting av hydraulikktrykket gjennom drepeledningen 38 og ringrommet 134, hindrer pakningsmutteren 182 avslapning av 20 000 psi-trykkansettingen på tetningsinnretningen 210 som følge av gjengenes 204 inngrep med rørhengeren 50. As the hydraulic pressure is gradually increased in the annulus 134 to achieve a compression or pressure application on the sealing device 210 of 20,000 psi, the packing nut 182, as a result of the continuous action of the torque of 10,000 ft-lb (1383 kgm) on the drill pipe 236, which is transferred to the skirt 250, following the sealing device 210 downwards in the annulus 134 on the threads 204. When relieving the hydraulic pressure through the kill line 38 and the annulus 134, the packing nut 182 prevents relaxation of the 20,000 psi pressure set on the sealing device 210 as a result of the engagement of the threads 204 with the pipe hanger 50.

Det er vesentlig at elastomertetningene 330, 332 aktiviseres til tetningsinngrep etter ansetting av det innledende dreiemoment ved hjelp av borerøret 236. Hvis elastomerelementene 330, 332 ikke er i inngrep, vil det hydrauliske trykk som tilføres gjennom drepeledningen 38 tapes gjennom tetningsinnretningen 210 til det nedre ringrom 130. Imidlertid trenger tetningen ved hjelp av elastomerelementene 330, 332.bare være tilstrekkelig til å tette mot en liten tilvekst i hydraulikktrykk gjennom drepeledningen 38 såsom 500 psi (35 kp/cm<2>). Etter at den innledende tetning er oppnådd vil øking av hydraulisk trykk ytterligere sammentrykke Z-partiet 220 og elastomerelementene 330, 332 for øking av den metalliske og elastomere tetningskontakt mot veggen 61, 140. Slik øket tetningskontakt vil tillate kontinuerlig øking i hydraulikktrykk gjennom drepeledningen 38 for ytterligere aktivisering av tetningsinnretningen 210. It is essential that the elastomer seals 330, 332 are activated to seal engagement after application of the initial torque by means of the drill pipe 236. If the elastomer elements 330, 332 are not engaged, the hydraulic pressure supplied through the kill line 38 will be lost through the sealing device 210 to the lower annulus 130. However, the seal by means of the elastomer elements 330, 332 need only be sufficient to seal against a small increase in hydraulic pressure through the kill line 38 such as 500 psi (35 kp/cm<2>). After the initial seal is achieved, increasing hydraulic pressure will further compress the Z-portion 220 and the elastomer elements 330, 332 to increase the metallic and elastomeric sealing contact against the wall 61, 140. Such increased sealing contact will allow a continuous increase in hydraulic pressure through the kill line 38 for further activation of the sealing device 210.

Den ovenfor beskrevne tetnings-aktuatorinnretning er en forenkling av tidligere kjente aktuatoranordninger. Tidligere kjente aktuatorer leder trykk gjennom borerøret for å aktivisere et innvendig åpnende stempelsystem. En pil (dart) avtetter enden av borerørboringen for tilføring av trykk gjennom stempelsystemet som i sin tur setter tetningen under trykk. The sealing actuator device described above is a simplification of previously known actuator devices. Prior art actuators direct pressure through the drill pipe to activate an internally opening piston system. A dart seals the end of the drill pipe bore to apply pressure through the piston system which in turn pressurizes the seal.

Selv om et slikt tidligere aktuatorsystem kunne tilpasses foreliggende oppfinnelse, har arrangementet ifølge foreliggende oppfinnelse vesentlige fordeler i forhold til den kjente teknikk. Although such an earlier actuator system could be adapted to the present invention, the arrangement according to the present invention has significant advantages compared to the known technique.

Det kan være nødvendig å øke det innledende dreiemoment It may be necessary to increase the initial torque

som borestrengen 236 utsettes for etter at sikringsventilavstengerne 34 er lukket. Selv om avstengernes 34 gummikontakt mot borerøret 236 ikke skaper det friskjonstap som en metallisk kontakt ville skape, vil et visst ytterligere friksjonstap opptre. Følgelig kan om mulig ytterligere dreiemoment påføres borestrengen 236 over det opprinnelige dreiemoment for å overvinne slikt friksjonstap. Imidlertid vil borerøret 236 dreie med avstengerne 34 i stengt stilling. Ringrommet mellom stigerøret og borerøret 236 inneholder brønnfluider som vil bevirke at brønnfluider er beliggende mellom røravstengerne 34 og borerøret 236 ved stenging av sikringsventilen 40. Det antas således at dreiemomentet på 10 000 ft-lb ikke vil bli vesentlig forminsket. Dersom friksjonen mellom røravstengerne 34 og borerøret 236, som følge av den spesielle anvendelse, må reduseres, kan en spesiell rørseksjon, ikke vist, seriekoples i borerøret 236 hvorved røravstengerne 34 danner inngrep med et stasjonært rørelement gjennom hvilket et rotasjonselement passerer for å overføre dreiemoment forbi avstengerne 34. En slik spesiell rørseksjon vil innbefatte dreietetninger mellom to which the drill string 236 is exposed after the safety valve shut-off valves 34 are closed. Even if the rubber contact of the stoppers 34 against the drill pipe 236 does not create the friction loss that a metallic contact would create, a certain additional friction loss will occur. Consequently, if possible, additional torque may be applied to the drill string 236 above the initial torque to overcome such frictional loss. However, the drill pipe 236 will rotate with the shut-off valves 34 in the closed position. The annulus between the riser and the drill pipe 236 contains well fluids which will cause well fluids to be located between the pipe stoppers 34 and the drill pipe 236 when the safety valve 40 is closed. It is thus assumed that the torque of 10,000 ft-lb will not be significantly reduced. If, as a result of the particular application, the friction between the pipe stoppers 34 and the drill pipe 236 must be reduced, a special pipe section, not shown, can be connected in series in the drill pipe 236 whereby the pipe stoppers 34 form an engagement with a stationary pipe element through which a rotary element passes to transmit torque past the stoppers 34. Such a special pipe section will include rotary seals between

det stasjonære element og det roterende innerelement for å hindre gjennomstrømning av fluid. the stationary element and the rotating inner element to prevent the flow of fluid.

I fig. 5A. 5B og 5C er vist den fullstendige sammensetning av brønnhodet 24 med 16 tommer (406 mm) rørhenger 24, 13 3/8 tommer (340 mm) rørhenger 50, 9 5/8 tommer (245 mm) rørhenger 400, og 7 tommer (178 mm) rørhenger 410. Rørhengeren 50 er vist i fig. 5B i nedholdings- og tetningsposisjon beskrevet i fig. 1-4 med nedholder- og tetningsenheten 180 aktivisert i nedholdings- og tetningsposisjonen. 9 5/8 tommer rørhengeren er vist understøttet ved 402 ved toppen av rørhengeren 50. Rørhengeren 400 innbefatter også en nedholder- og tetningsenhet 404 som kan sammenliknes med enheten 180 i rørhengeren 50. 7 tommer rørhengeren 410 er vist understøttet ved 412 på toppen av 9 5/8 tommer rørhengeren 400. Rørhengeren 410 omfatter en nedholder- og tetningsenhet 414 som kan sammenliknes med enheten 180. Fig. 5A og 5B viser nedholderspor i brønnhodet 24, nemlig nedholderspor 68 for rørhenger 50, nedholderspor 406 for rørhenger 400, og nedholderspor 416 for rørhenger 410. In fig. 5A. 5B and 5C are shown the complete assembly of wellhead 24 with 16 inch (406 mm) pipe hanger 24, 13 3/8 inch (340 mm) pipe hanger 50, 9 5/8 inch (245 mm) pipe hanger 400, and 7 inch (178 mm) pipe hanger 410. The pipe hanger 50 is shown in fig. 5B in the holding and sealing position described in fig. 1-4 with the hold down and seal unit 180 activated in the hold down and seal position. The 9 5/8 inch pipe hanger is shown supported at 402 at the top of the pipe hanger 50. The pipe hanger 400 also includes a hold down and seal assembly 404 which can be compared to the assembly 180 of the pipe hanger 50. The 7 inch pipe hanger 410 is shown supported at 412 on top of 9 5/8 inch pipe hanger 400. Pipe hanger 410 includes a hold-down and sealing unit 414 that can be compared to unit 180. Figs. 5A and 5B show hold-down grooves in the wellhead 24, namely hold-down grooves 68 for pipe hangers 50, hold-down grooves 406 for pipe hangers 400, and hold-down grooves 416 for pipe hanger 410.

Rørhengerne 400 og 410 krever ikke en skulderring såsom skulderringen 128 for rørhengeren 50. Ettersom rørhengerne 400, 410 bærer en liten belastning, er størrelsen på det kontaktbæreareal som kreves for rørhengeren 50 ikke nødvendig for rørhengerne 400, 410. Rørhengeren 50 krever et hundre prosent kontaktareal som ikke er nødvendig for rørhengerne 400, 410. Videre er skuldrene på rørhengerne 400, 410 firkantet og utjevnes på toppen av bærehengeren. The pipe hangers 400 and 410 do not require a shoulder ring such as the shoulder ring 128 of the pipe hanger 50. Since the pipe hangers 400, 410 carry a small load, the size of the contact bearing area required for the pipe hanger 50 is not necessary for the pipe hangers 400, 410. The pipe hanger 50 requires one hundred percent contact area which is not necessary for the pipe hangers 400, 410. Furthermore, the shoulders of the pipe hangers 400, 410 are square and are leveled at the top of the carrier hanger.

Fig. 5C viser en alternativ utføringsform av den løsbare rørhenger-bæreseteinnretning eller bunnstykke-hus-setet 70, vist i fig. 2C. I fig. 5C er vist et modifisert bunnstykke-hus-sete 420 for nedsenking i boringen 60 og tilkopling til tannsegmentene 66 i brønnhodet 24. Fig. 5C shows an alternative embodiment of the detachable pipe hanger carrier seat device or bottom piece housing seat 70, shown in fig. 2C. In fig. 5C shows a modified bottom-piece-housing-seat 420 for immersion in the bore 60 and connection to the tooth segments 66 in the wellhead 24.

I visse områder er der formasjoner under 20 tommer (508 mm) foringsrøret som ikke kan ta trykket av tyngden av det slam som benyttes for å holde bunnhulltrykket. For å hindre brudd i denne formasjon på grunn av tyngden av slammet, blir det nødvendig å nedføre en 16 tommer (406 mm) foringsrørstreng gjennom denne formasjon før boring av hullet for 13 3/8 tommer foringsrøret. Det modifiserte hus-setet 420 bærer 16 tommer foringsrøret. Hus-setet 420 virker således både som en bæreskulder for rørhengeren 50 og som en rørhenger for 16 In certain areas, there are formations below 20 inches (508 mm) of casing that cannot take the pressure of the weight of the mud used to maintain bottom hole pressure. To prevent fracturing of this formation due to the weight of the mud, it will be necessary to run a 16 inch (406 mm) casing string through this formation prior to drilling the hole for the 13 3/8 inch casing. The modified housing seat 420 carries 16 inches of casing. The housing seat 420 thus acts both as a carrying shoulder for the pipe hanger 50 and as a pipe hanger for 16

tommer foringsrøret 422. inch casing 422.

Hus-setet 420 omfatter en solid rørformet ring 424 og en pakningsring 426. Den solide rørformete ring 424 omfatter ytre ta<i>nnsegmenter 428 som er stort sett lik tannsegmentene 76 som ble beskrevet i forbindelse med hus-setet 70. Ringen 424 har også et oppadvendt og avmalnende konisk sete eller bæreskulder 430 som er innrettet for inngrep med pakningsringen 426. The housing seat 420 comprises a solid tubular ring 424 and a packing ring 426. The solid tubular ring 424 comprises outer teeth segments 428 which are generally similar to the tooth segments 76 that were described in connection with the housing seat 70. The ring 424 also has an upwardly facing and tapering conical seat or bearing shoulder 430 which is adapted to engage the packing ring 426.

Ringen 424 omfatter også et antall kiler 432, stort sett lik kilene 92 vist i fig. 2C, for låsing av hus-setet 24 i brønnhode-huset 46. Ringen 424 er anordnet med en muffeende 434 for gjlengeinngrep med den øvre rørseksjon i 16 tommer foringsrør-strengen 422. The ring 424 also comprises a number of wedges 432, largely similar to the wedges 92 shown in fig. 2C, for locking the housing seat 24 in the wellhead housing 46. The ring 424 is provided with a socket end 434 for key engagement with the upper section of tubing in the 16 inch casing string 422.

Den øvre del av ringen 424 omfatter en forsenkning 438 for The upper part of the ring 424 comprises a recess 438 for

å oppta pakningsringens 426 tappende 440. Pakningsringen 426 omfatter utvendige gjenger for gjengeinngrep med de innvendige gjenger i forsenkningen 438 i ringen 424 for gjengeforbindelse ved 442. Pakningsringen 426 omfatter en oppadvendt bæreskulder 450 for inngrep med den nedadvendte skulder 132 på rørhengeren 50. O-ringtetninger 444 og 446 er opptatt i 0-ringspor rundt øvre ende av pakningsringen 426 for tetningsinngrep med boringsveggen 61 i brønnhodet 24. Pakningsringen 426 omfatter også 0-ringer 452, 454 opptatt i O-ringspor over gjengen 442 på tappen 440 for tetningsinngrep med veggen i forsenkningen 438 i ringen 424. En teståpning 456 er utformet mellom O-ringene 452,, 454 for testing av pakningsringen 426. to accommodate the sealing ring 426's tapping 440. The sealing ring 426 comprises external threads for threaded engagement with the internal threads in the recess 438 in the ring 424 for threaded connection at 442. The sealing ring 426 comprises an upwardly facing bearing shoulder 450 for engagement with the downwardly facing shoulder 132 of the pipe hanger 50. O-ring seals 444 and 446 are engaged in 0-ring grooves around the upper end of the packing ring 426 for sealing engagement with the bore wall 61 in the wellhead 24. The packing ring 426 also includes 0-rings 452, 454 engaged in O-ring grooves above the thread 442 on the pin 440 for sealing engagement with the wall in the recess 438 in the ring 424. A test opening 456 is formed between the O-rings 452, 454 for testing the sealing ring 426.

Ettersom 16 tommer foringsrørstrengen 422 må sementeres, har hus-setet 424 riller eller kanaler 435 vist med brutte linjer på fig. 5C. Kanalene 435 omfatter de vanlige slisser, såsom slisser 86, 87 i hus-setet 70 og brønnhodet 24 vist i fig. 3, og en rekke rundt omkretsen fordelte slisser gjennom den kontinuerlige ringflens 85 som er rettet inn over slissene 86, 87. Slissene i flensen 85 er trangere enn slissene 86, 87 for å hindre at setet 420 passerer gjennom brønnhodet 24. Pakningsringen 426 er anordnet for etter sementeringen å Since the 16 inch casing string 422 must be cemented, the housing seat 424 has grooves or channels 435 shown in broken lines in FIG. 5C. The channels 435 comprise the usual slots, such as slots 86, 87 in the housing seat 70 and the wellhead 24 shown in fig. 3, and a series of circumferentially distributed slots through the continuous ring flange 85 which is aligned over the slots 86, 87. The slots in the flange 85 are narrower than the slots 86, 87 to prevent the seat 420 from passing through the wellhead 24. The packing ring 426 is arranged for after the cementation to

avtette ringrommet 134. For å teste pakningsringen 426 stenges sik<i>ringsventilens avstengere og nedføringsverktøyet avtettes seal the annulus 134. To test the sealing ring 426, close the shut-off valves of the safety valve and seal the lowering tool

under teståpningen 456 og ringrommet 134 settes under trykk. Dersom der er en lekkasje mellom brønnhodehuset 46 og pakningsringen 426 eller mellom pakningsringen og forsenkningen 438, below the test opening 456 and the annulus 134 are pressurized. If there is a leak between the wellhead housing 46 and the sealing ring 426 or between the sealing ring and the recess 438,

vil det bli mulig å sette ringrommet 134 under trykk. Dessuten vil der være et øket hydraulisk strømningsvolum inn i ringrommet 134 fra drepeledningen 38. Det er ikke nødvendig at pakningsringen 426 oppretter en høytrykkstetning, ettersom de fleste trykk på dette stadium av brønnens komplettering vil være i området mindre enn 5000 psi (350 kp/cm<2>). it will be possible to put the annulus 134 under pressure. Also, there will be an increased hydraulic flow volume into the annulus 134 from the kill line 38. It is not necessary for the packing ring 426 to create a high pressure seal, as most pressures at this stage of the well completion will be in the range of less than 5000 psi (350 kp/cm <2>).

Det skal forstås at en forskjellig utføringsform vil innbefatte utførelse av hus-setet 70 og rørhengeren 50 i ett stykke, hvorved setet 70 og rørhengeren 50 kan nedsenkes og anordnes i brønnhodet 24 ved en enkelt tur ned i brønnen. Rørhengeren 50 kan f.eks. innbefatte tannsegmenter for direkte inngrep med brønnhode-tannsegmentene 66. It should be understood that a different embodiment will include making the housing seat 70 and the pipe hanger 50 in one piece, whereby the seat 70 and the pipe hanger 50 can be lowered and arranged in the wellhead 24 in a single trip down the well. The pipe hanger 50 can e.g. including tooth segments for direct engagement with the wellhead tooth segments 66.

En annen forskjellig utføringsform kunne gå ut på at hus-setets 24 rørring 424 var forlenget, hvorved tetningsinnretningen 210 og/eller aktuator-nedholderinnretningen 212 kunne plasseres direkte på hus-setet 420 og mellom setet 24 og brønnhodet 24 Another different embodiment could mean that the housing seat 24 tube ring 424 was extended, whereby the sealing device 210 and/or the actuator holding device 212 could be placed directly on the housing seat 420 and between the seat 24 and the wellhead 24

for avtetting og/eller nedholdingsinngrep med brønnhodet 24. I dette tilfelle ville pakningsringen 426 ikke lenger være nødvendig. for sealing and/or hold-down engagement with the wellhead 24. In this case, the sealing ring 426 would no longer be necessary.

Claims (7)

1. Anordning omfattende en holde- og tetningsenhet (180) for anbringelse i et brønnhode (24) for en brønn, mellom et brønnhode-hus (46) og en rørhenger (50, 400, 410) som bæres på et bæreelement (70) eller en foringsrørhenger (420) i brønnhode-huset, hvilken holde- og tetningsenhet har et øvre drivparti (218), et midtre tetningsparti (220), og et nedre kamparti (222), hvilket øvre drivparti er montert på rørhengeren (50, 400, 410) og innrettet for aksiell bevegelse i forhold til denne, hvilket nedre kamparti samvirker med et låseelement (144)) som er anordnet på en skulder (116) på rørhengeren, idet der også er anordnet et aktiviseringsorgan (182, 250) for påføring av en aksiell kraft på det øvre drivparti (218) og sammentrykking av det midtre tetningsparti (220) mellom det øvre drivparti og nedre kamparti, karakterisert ved at det midtre tetningsparti (220) omfatter et antall stumpkjegleformete metallringer (334, 336, 338) som har indre og ytre kantflater og er innbyrdes forbundet for å danne en enhetlig stabel av slike ringer, hvilken enhetlig ringstabel har en øvre kant som er enhetlig forbundet med en nedre omkretskant (364) på det øvre drivparti (218) og en nedre kant som er enhetlig forbundet med en øvre omkretskant (372) på det nedre kamparti (222), idet det midtre tetningspartis metallringer, ved aktivisering av holde- og tetningsenheten (180) deformeres til eh større kjeglevinkel slik at deres indre og ytre kanter beveges til metallisk tetningsinngrep med rørhengeren (50, 400, 410) og brønnhode-husets boringsvegg (61).1. Device comprising a holding and sealing unit (180) for placement in a wellhead (24) for a well, between a wellhead housing (46) and a pipe hanger (50, 400, 410) which is carried on a support element (70) or a casing hanger (420) in the wellhead housing, which holding and sealing unit has an upper drive part (218), a middle seal part (220), and a lower comb part (222), which upper drive part is mounted on the pipe hanger (50, 400 , 410) and arranged for axial movement in relation to this, which lower cam part cooperates with a locking element (144)) which is arranged on a shoulder (116) of the pipe hanger, there being also arranged an activation means (182, 250) for application of an axial force on the upper driving part (218) and compression of the middle sealing part (220) between the upper driving part and lower cam part, characterized in that the middle sealing part (220) comprises a number of frustoconical metal rings (334, 336, 338) which have inner and outer edge surfaces and are interconnected for to form a unitary stack of such rings, which unitary ring stack has an upper edge integrally connected to a lower peripheral edge (364) of the upper drive portion (218) and a lower edge integrally connected to an upper peripheral edge (372) of the lower comb part (222), the middle sealing part's metal rings, upon activation of the holding and sealing unit (180) is deformed to a larger cone angle so that their inner and outer edges are moved into metallic sealing engagement with the pipe hanger (50, 400, 410) and wellhead -the house's bore wall (61). 2; Anordning ifølge krav 1, karakterisert v & d at den stumpkjegleformete avsmalning av hver metallring (334, 336, 338) forløper i en retning motsatt den stumpkjegleformete avsmalning av nabo-metallringene, idet metallringene, det øvre drivparti (218) og nedre kamparti (222) alle har en utvendig dimensjon som er mindre enn diameteren til boringen (61) i brønnhode-huset, og idet metallringene har sentrale partier som yter motstand mot bøyning ved sammentrykning av det midtre tetningsparti (220). 2; Device according to claim 1, characterized in that the frustoconical taper of each metal ring (334, 336, 338) runs in a direction opposite to the frustoconical taper of the neighboring metal rings, the metal rings, the upper drive part (218) and the lower comb part (222 ) all have an external dimension which is smaller than the diameter of the bore (61) in the wellhead housing, and as the metal rings have central parts which resist bending when the central sealing part (220) is compressed. 3. Anordning ifølge krav 1, karakterisert ved at det midtre tetningsparti (220) omfatter ringformete ledd (340, 342) som forbinder nabo-metallringer (334, 336, 338). 3. Device according to claim 1, characterized in that the middle sealing part (220) comprises annular links (340, 342) which connect neighboring metal rings (334, 336, 338). 4. Anordning ifølge krav 3, karakterisert ved at andre ringformete ledd (344, 346) forbinder ende-metallringene (334, 338) i ringstabelen med det tilstøtende øvre drivparti (218) og nedre kamparti (222) hvorved alle nevnte ledd danner en positiv forbindelse mellom det øvre drivparti og nedre kamparti. 4. Device according to claim 3, characterized in that other annular links (344, 346) connect the end metal rings (334, 338) in the ring stack with the adjacent upper drive part (218) and lower cam part (222) whereby all said links form a positive connection between the upper drive part and lower cam part. 5. Anordning ifølge krav 4, karakterisert ved at de ringformete ledd (340, 342, 344, 346) har en bredde som tillater leddene å bøyes og tillater kantflatene på metallringene (334, 336, 338) å ligge an mot rørhengerens (50, 400, 410) vegg og brønnhode-husets boringsvegg (61). 5. Device according to claim 4, characterized in that the annular joints (340, 342, 344, 346) have a width that allows the joints to be bent and allows the edge surfaces of the metal rings (334, 336, 338) to rest against the pipe hanger's (50, 400, 410) wall and the borehole wall (61) of the wellhead housing. 6. Anordning ifølge krav 3, karakterisert ved at hvert av de ringformete ledd (340, 342) og tilstø-tende metallringer (334, 336, 338) danner et middel for å oppta et ringformet fjærende element (330, 332) for å opprette en elastomer tetning mellom rørhengeren (50, 400, 410) og boringsveggen (61) i brønnhode-huset. 6. Device according to claim 3, characterized in that each of the annular joints (340, 342) and adjacent metal rings (334, 336, 338) form a means for receiving an annular spring element (330, 332) to create an elastomeric seal between the pipe hanger (50, 400, 410) and the bore wall (61) in the wellhead housing. 7. Anordning ifølge krav 1, karakterisert ved at det øvre drivparti (218) og nedre kamparti (222) begge har en stumpkjegleformet overflate (364, 372) som vender mot tilstøtende metallringer (334, 338) på ringstabelens ender, og at ende-metallringene (334, 338) har stumpkjegleformete avsmalninger som avsmalner i samme retning som, men med mindre kjeglevinkler enn, hver stumpkjegleformete overflate (364, 372) på det øvre drivparti og nedre kamparti.7. Device according to claim 1, characterized in that the upper drive part (218) and lower cam part (222) both have a frustoconical surface (364, 372) which faces adjacent metal rings (334, 338) on the ends of the ring stack, and that end- the metal rings (334, 338) have frustoconical tapers that taper in the same direction as, but with smaller cone angles than, each frustoconical surface (364, 372) on the upper drive portion and lower cam portion.
NO86861592A 1982-02-16 1986-04-23 DEVICE INCLUDING A HOLDING AND SEALING UNIT FOR FITTING IN A BROWN HEAD. NO160942C (en)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US06/348,735 US4615544A (en) 1982-02-16 1982-02-16 Subsea wellhead system
US06/350,374 US4488740A (en) 1982-02-19 1982-02-19 Breech block hanger support
NO830501A NO160943C (en) 1982-02-16 1983-02-15 SUSPENSION DEVICE FOR AN UNDERWATER BROENNHEDE.

Publications (3)

Publication Number Publication Date
NO861592L NO861592L (en) 1983-08-17
NO160942B true NO160942B (en) 1989-03-06
NO160942C NO160942C (en) 1989-06-14

Family

ID=40328849

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
NO86861592A NO160942C (en) 1982-02-16 1986-04-23 DEVICE INCLUDING A HOLDING AND SEALING UNIT FOR FITTING IN A BROWN HEAD.

Country Status (1)

Country Link
NO (1) NO160942C (en)

Also Published As

Publication number Publication date
NO861592L (en) 1983-08-17
NO160942C (en) 1989-06-14

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4540053A (en) Breech block hanger support well completion method
US4615544A (en) Subsea wellhead system
CN108386146B (en) Casing head and annulus sealing device running tool for deep water drilling and use method thereof
RU2521238C2 (en) Anchor and hydraulic setting device in assembly
US3543847A (en) Casing hanger apparatus
US4815770A (en) Subsea casing hanger packoff assembly
NO20172023A1 (en) Extension pipe hanger, set tool, and method
US3915226A (en) Double collet release mechanism
US5524710A (en) Hanger assembly
NO772642L (en) FIRE PREPARATION SYSTEM AND PROGRESS FOR FIRE PREPARATION
US7455105B1 (en) Apparatus and method for installing coiled tubing in a well
NO325410B1 (en) Stroke indicator and method for specifying a stroke in expansion system with rudder-shaped feed
NO334416B1 (en) Apparatus and method for pressure testing of an underwater wellhead assembly
WO2007136793A1 (en) Rapid makeup riser connector
NO853150L (en) ROUTE PIPE HANGING SYSTEM.
NO20110972A1 (en) Relaxing, undersea connector
US3837684A (en) Subsea casing hanger pack-off apparatus and method
US7040412B2 (en) Adjustable hanger system and method
US3459259A (en) Mudline suspension system
NO892760L (en) SAFETY VALVE TESTING DEVICE.
GB2114631A (en) Breech block hanger support
US4420045A (en) Drill pipe tester and safety valve
NO20111067A1 (en) Full diameter compression sealing method
GB2085052A (en) Screw operated emergency relief and safety valve
EP3680448A1 (en) Improved hang off ram preventer