NO163646B - Broenn-tetningsenhet. - Google Patents

Description

Foreliggende oppfinnelse angår en brønn-tetningsenhet som angitt i ingressen til det etterfølgende krav 1.

Brønn-tetningsenheter som innebærer høytrykks, sterkt korroderende brønnfluider ved avtetting av ringrommet mellom indre og ytre konsentriske brønnelementer, må ikke bare tåle brønnfluidenes korrosjonsvirkninger, men må også kunne motvirke bevegelse av tetningsringen fra dens ønskete stilling under nedføringen av enheten i brønnen samt også etter at den er blitt anspent og aktivisert.

En kjent tetning i slikt miljø er vist i US patent

nr. 4 043 391, der tetningsringen anspennes ved bevegelse over på et større diameterparti på den del den er montert på og tetningsringen omfatter skruefjærer ved sine fire hjørner for å hindre at de utpresses.

I US søknad nr. 324 125 er vist en brønnhodetetning innbefattende en elastisk ring med et konkavt ytterparti med øvre og nedre metallringdeksler som holdes i tetningsanlegg mot sine respektive tetningsflater i avhengighet av fluidtrykk som utøves på den elastiske rings konkave overflate.

Selv om begge de ovennevnte tetninger er blitt anvendt for

å danne en ønsket ringtetning, kan den andre tetningsenhet ikke aktiviseres i et borehull og den første tetningsenhet beskytter ikke mot korroderende fluider.

En annen kjent brønn-tetning er vist i US patent

nr. 3 797 864. Denne tetning omfatter en elastisk pakningsring som er plassert mellom øvre og nedre støtteringer og aktiviseres ved aksiell belastning for å bringe pakningsringen og leppene på støtteringene til å bevege seg radielt utad og innad til inngrep med motsatte overflater av ringrommet.

Et formål med foreliggende oppfinnelse er å tilveiebringe en forbedret brønn-tetningsenhet som har lang levetid i et korroderende miljø.

Et annet formål er å tilveiebringe en forbedret brønn-tetningsenhet som ikke vil bli utsatt for at tetningsringen beveger seg ut av sin tetningsposisjon.

Et ytterligere formål er å tilveiebringe en forbedret brønn-tetningsenhet som lett aktiviseres, som unngår tetnings-utpressingsproblemer og som lett kan trekkes tilbake.

Et annet formål er å tilveiebringe en forbedret brønn-tetningsenhet som aktiviseres radielt istedenfor ved aksiell belastning.

Disse formål oppnås ifølge oppfinnelsen ved de nye og særegne trekk som er angitt i karakteristikken til det etter-følgende krav 1. Fordelaktige utføringsformer av oppfinnelsen fremgår av de øvrige, etterfølgende krav.

Oppfinnelsen skal i det følgende forklares nærmere i sammenheng med tegningene, hvor: Figur 1 er et utsnitt av et brønnhus med den forbedrete tetningsenhet ifølge foreliggende oppfinnelse vist delvis i snitt og med sitt nedføringsverktøy. Figur 2 er et utsnitt av tetningsenheten i uanspent tilstand eller nedføringstilstand. Figur 3 er et riss lik figur 2, som viser tetningsenheten i anspent stilling. Figur 4 er et snitt i større målestokk av tetningsringenheten i anspent stilling.

En forbedret tetningsenhet 10 ifølge foreliggende oppfinnelse er nedført i et brønnhus 12 på et nedføringsverktøy 14. Tetningsenheten 10 er anbrakt på og forbundet med et røroppheng 16 som på kjent måte er opplagret i huset 12. Tetningsenhetens

10 rørformete hoveddel 18 danner inngrep med røropphenget 16

via sperrepalkoplingen R (fjærbelastete gjengesegmenter) og har sin utvendige, nedadvendte ansats 20 i anlegg mot røropphengets 16 øvre overflate 22.

Tetningsenheten 10 omfatter en rørformet hoveddel 18 som har en oppadvendt utvendig ansats 24, utvendig overflate 26, innad og oppad avsmalnende overflate 28, en øvre overflate 30 som har mindre diameter enn overflaten 26, en støttering 32 som omgir og er løsbart forbundet med overflaten 26 ved hjelp av en bruddpinne 34, en tetningsringenhet 36 over ringen 32 og en anspenningshylse 38 over tetningsringenheten 36. I uanspent stilling eller nedføringsstilling som vist skjematisk i figur 2, hvor nedføringsverktøyet 14 for klarhets skyld er fj ernet, er støtteringen 32 plassert rundt overflaten 26 og strekker seg oppad til bunnen av den avsmalnende eller koniske overflate 28 i anlegg mot tetningsringenheten 36. Anspenningshylsen 38 ligger an mot øvre ende av tetningsringenheten og omgir overflaten 30. En konisk splittring 40 er plassert i et spor 42 i hylsen 38 og i et spor 44 i hoveddelen 18. Splittringen 40 og bruddpinnen holder hylsen 38, tetningsenheten 36 og støtteringen 32 i stilling under nedføring. Om ønskelig kan en pinne eller pinner i støtteringen, som glir i en slisse på utsiden av hoveddelen 18, anvendes som hjelp til å holde elementene i stilling på hoveddelen 18 under nedføring. Hylsen 38 har et innvendig spor 46 over sporet 42 av grunner som er angitt i det følgende.

Tetningsringenheten 36 omfatter en elastisk ring 48 som

har metall-endedeksler 50 og 52 på sine øvre og nedre ender som vist, og som fortrinnsvis er festet til disse. Endedekslene 50 og 52 har et midtparti 54 med ben 56 som strekker seg henholdsvis oppad og nedad, i retning mot den elastiske ringens 48 midtpunkt. Ringens 48 indre midtparti 58 er konveks og strekker seg innad til lett anlegg mot eller i liten avstand fra overflaten 30 i ringens uspente stilling. Ringen 48 er fortrinnsvis laget av et elastomer materiale, som for eksempel en nitril gummi som selges av B.F. Goodrich Company under varemerket HYCAR, og metallendekapslene er et tynt syrefast stål av type 316.

Under nedføring er tetningsenheten 10 opplagret på nedføringsverktøyet 14 ved hjelp av pinner 60 og 62. Når enheten 10 er landet dreies nedføringsverktøyet 14 for tiltrek-ning av koplingen R hvoretter det nedsenkes slik at pinnen 64 kommer i inngrep med hylsen 30 og fører den nedad til den i figur 3 viste stilling. Ved denne nedadbevegelse brister pinnen 34 og tetningsringenheten 36 føres ned på den ytre overflate 26. Tetningsringenhetens 36 nedadbevegelse beveger den radielt utad på den koniske overflate 28 og over på overflaten 26 med større diameter. Denne nedadbevegelse bevirker således den radielle aktivisering av tetningsringenheten 36 slik at den beveges til sin tetningsstilling mellom overflaten 26 og husets 12 innvendige overflate. I denne stilling er der metallisk tetningskontakt mellom endedekslenes 50 og 52 ben 56 og tetningsflåtene i huset 12 og hoveddelen 18, ettersom ringens 48 innvendige midtparti 58 komprimeres radielt utad, hvilket skaper en innvendig kraft på endedekslenes ytre ben, utad mot deres tilhørende tetningsflate. Denne kraft sikrer at de indre ben også holdes i tetningsanlegg mot overflaten 26. Selv om denne tetning aktiviseres ved aksiell bevegelse, som

kan være en vekt ansatt som vist, en settskrue eller annen påvirkning, skaper den den radielle aktivisering av ringen 48 som sikrer tetning og krever ingen aksiell belastning for å opprettholde tetning etter at den er blitt aktivisert. Under anspenningshyIsens 38 anspenningsbevegelse vil konisiteten i sporet 42 føre splittringen 40 inn i sporet 44 inntil hylsen 38 beveges nedad slik at sporet 46 kommer rett overfor sporet 44 der smekkringen 40 beveges inn i sporet 46 og låser hylsen 38 mot oppadbevegelse for derved å fastholde tetningsenheten 10 i dens anspente stilling. I denne anspente stilling kan ringen 48 fritt ekspandere aksielt, men begrenses mot radiell bevegelse av overflaten 26 og husets 18 innvendige overflate.

Den forbedrete tetningsenhet tilveiebringer en brønn-tetning med lang levetid, som er egnet for bruk i korroderende miljø og som aktiviseres radielt slik at en anspenningsbelastning ved hjelp av gjenger eller vekt ikke er nødvendig for å opprettholde tetningen. Heller ikke krever denne enhet anvendelse og opprettholdelse av et fluid under trykk for å opprettholde tetningen. Der skjer ingen utpresning av den elastiske ring på grunn av brønntrykk da den er helt omkapslet ved sine ender ved hjelp av endedekslene som frembringer den metalliske tetning. Dersom det blir nødvendig å trekke tetningsenheten opp fra borehullet kan dette lett gjøres ved å løfte enheten oppad, idet metall-endedekslene da sikrer at påfølgende oppadbevegelse gjennom borehullet ikke fører til at en del av tetningen trekkes av og at tetningsenheten henger seg opp eller at en del av tetningen faller ned i brønnen.

Claims (2)

1. Brønn-tetningsenhet (10) for tetning mellom innsiden av et hus (12) og utsiden av en rørformet hoveddel (18) som har en første utvendig overflate (30) , en andre utvendig overflate (26) med større diameter enn den første utvendige overflate (30) og en konisk avsmalnende overflate (28) mellom den første og andre overflate (26, 30), omfattende en tetningsringenhet (36), midler (38, 14, 64) for å bevege tetningsringenheten (36) aksielt fra den stilling der den omgir rør-hovedelens (18) første overflate (30) , over den koniske overflate (28) og til dens anspente stilling der den omgir den andre overflate (26), hvilken tetningsringenhet (36) har en elastisk ring (48) med tilstrekkelig elastisitet og volum til å ekspandere utad når den beveges til nevnte anspente stilling for å tette mot husets (12) innvendige overflate, karakterisert ved at tetningsringenhetens (36) elastiske ring (48) har øvre og nedre plane overflater, en innvendig konveks overflate (58) og en utvendig plan overflate og ringformete metall-endedeksler (50, 52) som har plane partier (54) bundet til den elastiske ringens (48) øvre og nedre plane overflater, indre ben (56b) som avsmalner med den elastiske ringens (48) konvekse innvendige overflate (58) og ytre ben (56a) på den elastiske ringens (48) plane utvendige overflate, idet den elastiske ringens (48) innvendige overflate (58) ligger nær, men i avstand fra den rørformete hoveddelens (18) første overflate (30) når tetningsringenheten (48) omslutter den første overflate (30) og når tetningsringenheten (36) omslutter den andre overflate (26) er endedekslenes (50, 52) utvendige ben (56a) i metallisk tetningsinngrep med husets (12) innvendige overflate og de innvendige ben (56b) er i metallisk tetningsinngrep med den andre overflate (26) .

2. Brønn-tetningsenhet (10) ifølge krav 1, karakterisert ved at den elastiske ring (48) er en elastomer og at endedekslene (50, 52) er av syrefast stål.