NO170169B

NO170169B - seal assembly

Info

Publication number: NO170169B
Application number: NO881085A
Authority: NO
Inventors: Mark L Wyatt
Original assignee: Arrow Oil Tools Inc
Priority date: 1987-03-11
Filing date: 1988-03-11
Publication date: 1992-06-09
Also published as: NO881085D0; GB2202283B; NO881085L; GB8805085D0; CN88101275A; NO170169C; CN1006729B; GB2202283A

Description

Foreliggende oppfinnelse angår en tetningsmontasje The present invention relates to a sealing assembly

beregnet for anvendelse i et tetningssystem for anvendelse i forbindelse med klargjørings- og utvinningsprosesser i olje- og gassbrenner og vedrører, nærmere bestemt, et tetningssystem, bestående av en rekke tetningselement-stabler som er adskilt av faste låseringer, og innbefattende tetningselementer som kan motstå kjemisk påvirkning i høytrykks-miljøer. intended for use in a sealing system for use in connection with preparation and extraction processes in oil and gas burners and relates, more specifically, to a sealing system, consisting of a series of sealing element stacks that are separated by fixed locking rings, and including sealing elements that can withstand chemical impact in high-pressure environments.

Nærmere bestemt angår oppfinnelsen en tetningsmontasje som angitt i ingressen til det etterfølgende krav 1. More specifically, the invention relates to a sealing assembly as stated in the preamble to the subsequent claim 1.

Tetningssystemer er av vital betydning for klargjørings- og utvinningsprosessene i olje- og gassbrønner. Tetningssystemet kan imidlertid beskadiges under påvirkning av ekstreme temperaturer og trykk, hvorved systemets virkemåte og helhet forringes. En slik funksjonssvikt kan forverres av etsende kjemikalier, f.eks. hydrogensulfid og metan, som ofte påtreffes i visse brønner. Slike miljøforhold er vanlig forekommende i forbindelse med borings- og klargjøringsprosesser som gjennomføres i dype brønner som behøves for utvinning av dyptliggende mineralforekom-ster. For vellykket klargjøring av slike dype brønner kreves tetningssystemer som tåler både de skadelige innvirkninger fra brønnmiljøet og de fysiske belastninger i tilknytning til klargjørings- og utvinningsprosessene. Sealing systems are of vital importance to the preparation and recovery processes in oil and gas wells. However, the sealing system can be damaged under the influence of extreme temperatures and pressure, whereby the system's functioning and integrity deteriorate. Such a malfunction can be aggravated by corrosive chemicals, e.g. hydrogen sulphide and methane, which are often encountered in certain wells. Such environmental conditions are commonly encountered in connection with drilling and preparation processes carried out in deep wells which are needed for the extraction of deep-lying mineral deposits. For the successful preparation of such deep wells, sealing systems are required that can withstand both the harmful effects of the well environment and the physical stresses associated with the preparation and extraction processes.

Brønnpaknings- eller -tetningssystemer, basert på anvendelse av elastiske, ringformede tetningselementer, er omtalt i flere tidligere patentskrifter. Det er utviklet ulike konstruksjoner som skal tåle påkjenninger fra forskjellige brønnmiljøer. De hittil kjente tetningssystemer har imidlertid ikke vist seg fullt ut egnet for bruk i brønner med høye temperaturer og trykk, og i omgivelser hvori tetningselementene utsettes for etsende fluider. For å avhjelpe disse mangler er forskjellige elastomer-materialer forsøkt anvendt i tetningssystemer som blir utsatt for slike ugunstige miljøer. Av de vanligst benyttede elastomer-materialer kan nevnes polytetrafluoretylen og perfluorelastomer som begge markedsføres av DuPont under varemerkene henholdsvis "Teflon" og "Kalrez". Tetningsdeler av Teflon har vært brukt som tetnings- eller pakningselementer både i underjordiske oljebrønner og for opprettelse av tetningsforbindelse med sylindriske deler i andre tilfeller. Grunnet iboende høy grad av permanent formendring, kaldflyting og bestandighet mot høye temperaturer og etsende kjemikalier er Teflon meget egnet for bruk i visse, aggressive miljøer. Kalrez kjennetegnes ved stor varmestabilitet og kjemisk bestandighet, men Kalrez-elementer har større fleksibilitet, hvilket medfører øket materialflyting. Well packing or sealing systems, based on the use of elastic, ring-shaped sealing elements, are discussed in several previous patent documents. Different constructions have been developed to withstand stresses from different well environments. However, the previously known sealing systems have not proven to be fully suitable for use in wells with high temperatures and pressures, and in environments where the sealing elements are exposed to corrosive fluids. In order to remedy these shortcomings, various elastomer materials have been tried to be used in sealing systems which are exposed to such unfavorable environments. Of the most commonly used elastomer materials, mention can be made of polytetrafluoroethylene and perfluoroelastomers, both of which are marketed by DuPont under the trademarks "Teflon" and "Kalrez" respectively. Sealing parts made of Teflon have been used as sealing or packing elements both in underground oil wells and for creating a sealing connection with cylindrical parts in other cases. Due to its inherent high degree of permanent shape change, cold flow and resistance to high temperatures and corrosive chemicals, Teflon is very suitable for use in certain, aggressive environments. Kalrez is characterized by great heat stability and chemical resistance, but Kalrez elements have greater flexibility, which results in increased material flow.

I et av disse systemer benyttes en rekke ringformede tetningsmontasjer, adskilt av stive meHomstykker, som bringes i tettende anlegg mot en pakningsanordning. Hver tetningsmontasje omfatter minst én Kalrez-tetning og én Teflon-tetning. In one of these systems, a number of ring-shaped sealing assemblies are used, separated by rigid meHom pieces, which are brought into sealing contact against a sealing device. Each seal assembly includes at least one Kalrez seal and one Teflon seal.

For å minske uttrekkingen av slike elastomer-tetningsdeler, blir polymer-tetningsdeler av polyfenolensulfid (av varemerke Ryton, fra Phillips Petroleum) montert på motsatte sider av de to innerste tetningselementer. De enkelte tetningsmontasjer er imidlertid adskilt fra hverandre gjennom glidbare meHomstykker, og følgelig vil trykkreftene som utvikles av den første tetningsmontasje, overføres til etterfølgende tetningsmontasjer, med derav følgende beskadigelse av hele tetningssystemet. Da de ikke er isolert mot hverandre, kan således sammenbrudd av en enkelt tetningsmontasje resultere i at de øvrige tetningselementer beskadiges, slik at tetningsintegriteten går tapt. To reduce the pull-out of such elastomeric sealing parts, polymer sealing parts of polyphenol sulphide (trademark Ryton, from Phillips Petroleum) are mounted on opposite sides of the two innermost sealing elements. However, the individual sealing assemblies are separated from each other by sliding meHom pieces, and consequently the pressure forces developed by the first sealing assembly will be transferred to subsequent sealing assemblies, with consequent damage to the entire sealing system. As they are not insulated from each other, the breakdown of a single sealing assembly can thus result in the other sealing elements being damaged, so that the sealing integrity is lost.

I et annet, kommersielt tilgjengelig tetningssystem inngår tetningsmontasjer, bestående av et Kalrez-tetningselement, et Teflon-tetningselement og et Ryton-tetningselement, som er flankert av metall-avstandsringer. Det anvendes C-ringer av metall som er fastgjort til inner-rørledningen, for å adskille grippen av motsatt plasserte tetningsmontasjer. På samme måte som ved de førnevnte montasjer vil imidlertid det påførte trykk overføres fra den ene tetningsmontasje til den nærmestliggende. Under belastning vil dessuten Kalrez-tetningen utstrekkes over metall-avstandsringene, hvorved det utvikles ekstreme friksjons-krefter som kan medføre fastkiling, slik at opphenting av systemet mislykkes. Videre kan elastomer-tetningselementet ødelegges på grunn av utstrekkingen, slik at gjenanvendelse utelukkes. Another commercially available sealing system includes sealing assemblies consisting of a Kalrez sealing element, a Teflon sealing element and a Ryton sealing element flanked by metal spacer rings. C-rings made of metal are used, which are attached to the inner pipeline, to separate the grip of oppositely placed sealing assemblies. In the same way as with the aforementioned assemblies, however, the applied pressure will be transferred from one sealing assembly to the nearest one. Under load, the Kalrez seal will also be stretched over the metal spacer rings, whereby extreme frictional forces are developed which can result in wedging, so that retrieval of the system fails. Furthermore, the elastomer sealing element can be destroyed due to the stretching, so that re-use is excluded.

Videre er der fra US patentskrift 4 406 469 kjent en tetningsmontasje av den innledningsvis angitte art. Heller ikke denne kjente tetningsmontasje er imidlertid istand til å hindre utpressing av tetningsmaterialet under sterk belastning. Som ytterligere eksempler på kjente tetningsmontasjer eller -anordninger kan nevnes GB patentsøknad 2 098 676, samt US patentskrifter 4 082 300, 4 234 197, 4 433 847 og 4 473 231. Heller ikke disse kjente konstruksjoner bidrar til å løse ovennevnte problem. Furthermore, from US patent 4,406,469, a sealing assembly of the type indicated at the outset is known. Neither is this known sealing assembly, however, capable of preventing extrusion of the sealing material under heavy load. GB patent application 2 098 676, as well as US patent documents 4 082 300, 4 234 197, 4 433 847 and 4 473 231 can be mentioned as further examples of known sealing assemblies or devices. Nor do these known constructions contribute to solving the above-mentioned problem.

Tetningsmontasjen ifølge foreliggende oppfinnelse derimot er istand til effektivt å motstå høye trykk og temperaturer under opprettholdelse av full tetningsintegritet. Dette oppnås ifølge oppfinnelsen ved de nye og særegne trekk som er angitt i karakteristikken til det etterfølgende krav 1. The seal assembly according to the present invention, on the other hand, is able to effectively withstand high pressures and temperatures while maintaining full seal integrity. This is achieved according to the invention by the new and distinctive features which are stated in the characteristic of the subsequent claim 1.

Den fordel som i første rekke oppnås ved tetningsmontasjen ifølge oppfinnelsen i forhold til de tidligere kjente, er således at den i vesenlig større grad hindrer utpressing (ekstrudering) av tetningsmaterialet, som følge av trådduk-tetningselementet samt inngrepsforholdet mellom metall-avstandsholderen og Kalrez-tetningen. Metallduk-tetningen vil bli sammentrykket på en måte som virker til å opprettholde teflon-tetningens tetningsegenskaper samtidig som skadelig material-utpressing forhindres. Likeledes vil avstandholderens og Kalrez-tetningens divergerende vinkler virke til at både The advantage that is primarily achieved by the seal assembly according to the invention compared to the previously known ones, is thus that it prevents extrusion (extrusion) of the sealing material to a significantly greater extent, as a result of the wire cloth sealing element and the engagement relationship between the metal spacer and the Kalrez seal . The metal cloth seal will be compressed in a way that acts to maintain the Teflon seal's sealing properties while preventing harmful material extrusion. Likewise, the divergent angles of the spacer and the Kalrez seal will act to both

teflon- og Kalrez-tetningene danner tettende inngrep med rørledningene uten å bevirke skadelig utpressing. the teflon and Kalrez seals form a sealing engagement with the pipelines without causing harmful extrusion.

Kalrez- og Teflon-tetningselementene vil opprettholde anordningens tetningsintegritet også i kjemisk korrosive miljøer med høy temperatur. Tetningselementet av sammenknyttet trådduk forhindrer uttrekking av elastomer-tetningsdelene over metallav-standsringene, og gir en høyere kompresjonsgrad enn metall-avstandsr ingene. Videre er Kalrez-elementets konkave side og den konvekse side av den nedre metallavstandsring ikke fullstendig sammenpasset, og Kalrez-ringen kan derfor deformeres uten å uttrekkes over avstandsringene. Grunnet den totale isolering av de enkelte, overtallige tetningsstabler vil dessuten stablene være beskyttet mot eventuelt skadelige trykkrefter fra den første tetningsstabel under opptakelse av trykk. The Kalrez and Teflon sealing elements will maintain the device's sealing integrity even in high temperature chemically corrosive environments. The interlocking wire cloth sealing element prevents pullout of the elastomer sealing parts over the metal spacers, and provides a higher degree of compression than the metal spacers. Furthermore, the concave side of the Kalrez element and the convex side of the lower metal spacer ring are not completely matched, and the Kalrez ring can therefore be deformed without being pulled out over the spacer rings. Due to the total insulation of the individual, redundant sealing stacks, the stacks will also be protected against potentially harmful pressure forces from the first sealing stack during pressure absorption.

Oppfinnelsen er nærmere beskrevet i det etterfølgende under henvisning til den medfølgende tegning, hvori: Figur 1 viser et perspektivriss, delvis i snitt, av tetningssystemet ifølge oppfinnelsen, innmontert i en brønnrørled-ning, Figur 2 viser et forstørret delsnitt av tetningssystemet ifølge oppfinnelsen. The invention is described in more detail below with reference to the accompanying drawing, in which: Figure 1 shows a perspective view, partially in section, of the sealing system according to the invention, fitted in a well pipeline, Figure 2 shows an enlarged partial section of the sealing system according to the invention.

Det er i figur 1 vist en foretrukket utførelsesform av tetningsmontasjen 10 ifølge oppfinnelsen, for selektiv avtetting av den ringformede kanal mellom en innerrørledning 12 med påmontert tetningsmontasje 10, og en ytterrørledning 14 som er innført i et brønnhull. Tetningsmontasjen 10 vil generelt benyttes under klargjøring eller overhaling av en olje- og gassbrønn, og er innrettet for å opprettholde tetningsintegriteten i kjemisk aggressive brønnmiljøer med høye trykk og temperaturer. Figure 1 shows a preferred embodiment of the sealing assembly 10 according to the invention, for selective sealing of the annular channel between an inner pipeline 12 with an attached sealing assembly 10, and an outer pipeline 14 which is inserted into a wellbore. The seal assembly 10 will generally be used during preparation or overhaul of an oil and gas well, and is designed to maintain seal integrity in chemically aggressive well environments with high pressures and temperatures.

Som det fremgår av figur 1, omfatter tetningsmontasjen 10 et antall tetningsstabler 16 som er innmontert i et ringformet spor 18 som er anordnet i innerrøret 12 og avgrenset av anslagsflater 20. Tetningsstablene 16 strekker seg i langsgående retning i sporet 18 i innerrøret 12, for opprettelse av en stor tetningsflate. I en foretrukket versjon ifølge oppfinnelsen omfatter tetningsmontasjen 10 seks langsgående tetningsstabler 16, men montasjen 10 kan omfatte flere eller færre tetningsstabler 16, i avhengighet av den tiltenkte anvendelse av montasjen 10. Videre kan de enkelte tetningsstabler 16 være identisk orientert eller, som foretrukket, det halve antall tetningsstabler 16 kan være orientert i én retning mens de øvrige tetningsstabler 16 er orientert i den motsatte retning. Ved komprimering av tetningsmontasjen 10 vil det derved utvikles motsatt rettede trykkrefter som sikrer fullstendig tettende inngrep. As can be seen from Figure 1, the sealing assembly 10 comprises a number of sealing stacks 16 which are fitted into an annular groove 18 which is arranged in the inner tube 12 and bounded by abutment surfaces 20. The sealing stacks 16 extend in the longitudinal direction in the groove 18 in the inner tube 12, for creating of a large sealing surface. In a preferred version according to the invention, the sealing assembly 10 comprises six longitudinal sealing stacks 16, but the assembly 10 can comprise more or fewer sealing stacks 16, depending on the intended use of the assembly 10. Furthermore, the individual sealing stacks 16 can be identically oriented or, as preferred, the half the number of sealing stacks 16 can be oriented in one direction, while the other sealing stacks 16 are oriented in the opposite direction. When compressing the sealing assembly 10, oppositely directed pressure forces will thereby develop which ensure a complete sealing engagement.

Videre innbefatter tetningsmontasjen 10 minst én låsering 22 som er fast forankret til innerrøret 12. Låseringene 22 er innmontert i ringformede spor som er anordnet i innerrøret 12 for å forebygge bevegelse av ringene 22 ved komprimering av tetningsstablene 16. Som vist i figur 1, er låseringene 22 anordnet mellom ensartet orienterte, innbyrdes tilgrensende tetningsstabler 16, for å beskytte tetningsstablene 16 mot eventuelt skadelige trykkrefter som utvikles av den første eller ytterste tetningsstabel 16 under opptakelse av trykk. Grunnet isoleringen av de enkelte tetningsstabler 16 unngås dessuten utstrekking av tetningsmontasjen 10 med derav følgende fastkiling i tetningskanalen. Da de ytterste tetningsstabler opptar den største del av trykkraften, er det imidlertid ikke anordnet noen låsering 22 mellom de to innerste og motsatt orienterte tetningsstabler, og derved oppnås reduserte produksjonsomkostninger og større frihet i lengderetningen. Det bør imidlertid bemerkes at en låsering 22 kan være montert mellom hvert par tilgrensende tetningsstabler 16, eller at bare de ytterste tetningsstabler 16 kan være isolert mot de øvrige tetningsstabler 16, i avhengighet av den tiltenkte, spesielle anvendelse av tetningsmontasjen 10. Det vil ihvertfall være anordnet minst én låsering 22, for isolering av den første tetningsstabel 16 som utsettes for de største trykkreftene. Furthermore, the sealing assembly 10 includes at least one locking ring 22 which is firmly anchored to the inner tube 12. The locking rings 22 are fitted in annular grooves arranged in the inner tube 12 to prevent movement of the rings 22 during compression of the sealing stacks 16. As shown in Figure 1, the locking rings are 22 arranged between uniformly oriented, mutually adjacent sealing stacks 16, in order to protect the sealing stacks 16 against potentially harmful pressure forces which are developed by the first or outermost sealing stack 16 during absorption of pressure. Due to the insulation of the individual sealing stacks 16, stretching of the sealing assembly 10 with the resulting wedging in the sealing channel is also avoided. As the outermost sealing stacks take up the largest part of the compressive force, however, no locking ring 22 is arranged between the two innermost and oppositely oriented sealing stacks, thereby achieving reduced production costs and greater freedom in the longitudinal direction. However, it should be noted that a locking ring 22 can be mounted between each pair of adjacent sealing stacks 16, or that only the outermost sealing stacks 16 can be isolated from the other sealing stacks 16, depending on the intended, special application of the sealing assembly 10. It will in any case be arranged at least one locking ring 22, for isolating the first sealing stack 16 which is exposed to the greatest compressive forces.

Som det fremgår av figur 2, omfatter de enkelte tetningsstabler 16 et antall ringformede tetningselementer som er anordnet lagvis i rekkefølge. De to ytterste tetningselementer 24 og 26 i tetningsstabelen 16 består av stive metall-avstandsholdere som er anordnet nærmest låseringene 22 som er anbragt mellom tetningsstablene 16. Ved utførelsesformen ifølge figur 1 vil avstandsholderen 26 selvsagt befinne seg i anlegg mot de avgrensende anslagsflater 20 i sporet 18, mens avstandsholderne 24 ligger an mot hverandre dersom ingen låsering 22 er anordnet mellom de innerste, motsatt orienterte tetningsstabler 16. Som vist i figur 2, har metall-avstandsholderen 26 en stort sett rektangulær tverrsnittsform. Den annen avstandshoIder 24 har derimot en stort sett plan ytterflate 28 som kan samvirke med den tilgrensende låsering 22, og en stort sett konveks innerflate 30 som kan samvirke med det tilgrensende tetningselement, som beskrevet i det etterfølgende. As can be seen from Figure 2, the individual sealing stacks 16 comprise a number of ring-shaped sealing elements which are arranged in layers in sequence. The two outermost sealing elements 24 and 26 in the sealing stack 16 consist of rigid metal spacers which are arranged closest to the locking rings 22 which are arranged between the sealing stacks 16. In the embodiment according to Figure 1, the spacer 26 will of course be in contact with the delimiting abutment surfaces 20 in the groove 18 , while the spacers 24 rest against each other if no locking ring 22 is arranged between the innermost, oppositely oriented sealing stacks 16. As shown in Figure 2, the metal spacer 26 has a largely rectangular cross-sectional shape. The second spacer 24, on the other hand, has a mostly flat outer surface 28 which can interact with the adjacent locking ring 22, and a mostly convex inner surface 30 which can interact with the adjacent sealing element, as described in the following.

I tilgrensning til avstandshoIderens 24 konvekse flateparti 30 er det anordnet et perfluorelastomer-tetningselement 32 med stort sett vinkelformet tverrsnitt. Tetningselementet 32 er fremstilt av en elastomer bestående av kopolymeriseringsreak-sjonsproduktet av tetrafluoretylen og perfluoretere. Elastomer-materialet som er meget bestandig overfor kjemisk påvirkning og fluidinnvirkning under høye, rådende temperaturer, leveres under varmerket "Kalrez" fra DuPont & Co. Et eksempel på slikt elastomermateriale er beskrevet og definert i US-patentskrift 3.682.872, hvortil det henvises. Elastomertetningselementet 32 innbefatter et ytre (eller øvre, som vist i figur 2) stort sett konkavt flateparti 34 og et indre (eller nedre) stort sett konvekst flateparti 36, som begge har stort sett identiske kurveformer. Tetningselementets 32 konkave flateparti 34 kan oppta eller sammenpasses med avstandshoIderens 24 konvekse flateparti 30. Vinkelen som normalt avgrenses av tetningselementets 32 konkave flateparti 34, er imidlertid som regel større enn vinkelen som avgrenses av avstandsholderens 24 konvekse flateparti 30, og det konkave flateparti 34 vil derved divergere fra det konvekse flateparti 30 når tetningsstabelen 16 befinner seg i sin normale hvilestilling. Det sammenpassende inngrep av avstandsholderens 24 konvekse flateparti 30 i det konkave flateparti 34 øker, når tetningsstabelen 16 komprimeres. Derved elimineres utstrekkingen av Kalrez-tetningselementet 32 over avstandsholderen 24 som følge av "tilbakeflytings11-rommet som opprettes mellom Kalrez-tetningselementet 32 og avstandsholderen 24. Adjacent to the convex surface portion 30 of the spacer 24, a perfluoroelastomer sealing element 32 with a largely angular cross-section is arranged. The sealing element 32 is made of an elastomer consisting of the copolymerization reaction product of tetrafluoroethylene and perfluoroethers. The elastomer material, which is highly resistant to chemical and fluid effects under high, prevailing temperatures, is supplied under the trademark "Kalrez" from DuPont & Co. An example of such elastomeric material is described and defined in US patent 3,682,872, to which reference is made. The elastomer sealing element 32 includes an outer (or upper, as shown in Figure 2) generally concave surface portion 34 and an inner (or lower) generally convex surface portion 36, both of which have substantially identical curve shapes. The concave surface portion 34 of the sealing element 32 can occupy or be matched with the convex surface portion 30 of the spacer 24. The angle normally delimited by the concave surface portion 34 of the sealing element 32 is, however, as a rule greater than the angle defined by the convex surface portion 30 of the spacer 24, and the concave surface portion 34 will thereby diverge from the convex surface portion 30 when the sealing stack 16 is in its normal resting position. The matching engagement of the convex surface portion 30 of the spacer 24 in the concave surface portion 34 increases when the sealing stack 16 is compressed. Thereby, the extension of the Kalrez sealing element 32 over the spacer 24 is eliminated as a result of the "return flow space" created between the Kalrez sealing element 32 and the spacer 24.

I tilgrensning til Kalrez-tetningselementet 32 er det anordnet et tetningselement 38 bestående av polymer av tetrafluoretylen, som leveres under varemerket "Teflon" fra DuPont & Co. Teflon-tetningselementet 38 er meget egnet for dette anvendelsesformål, idet det består av et fleksibelt materiale med en høy grad av permanent formendring og kaldflyting, og samtidig er meget bestandig overfor høye temperaturer og etsende kjemikalier. Teflon-tetningselementet 38 har et stort sett vinkelformet tverrsnitt med et ytre (eller øvre) konkavt flateparti 40 og et indre (eller nedre) konvekst flateparti 42. Teflon-tetningselementets 38 konkave flateparti 40 er innrettet for å oppta og sammenpasses med Kalrez-elementets 32 konvekse flateparti 36. Adjacent to the Kalrez sealing element 32 is a sealing element 38 consisting of polymer of tetrafluoroethylene, which is supplied under the trademark "Teflon" from DuPont & Co. The Teflon sealing element 38 is very suitable for this purpose of application, as it consists of a flexible material with a high degree of permanent shape change and cold flow, and at the same time is very resistant to high temperatures and corrosive chemicals. The Teflon sealing element 38 has a generally angular cross-section with an outer (or upper) concave surface portion 40 and an inner (or lower) convex surface portion 42. The Teflon sealing element 38 concave surface portion 40 is adapted to receive and mate with the Kalrez element 32 convex surface portion 36.

Endelig er det, i tilgrensning til Teflon-tetningselementet 38 og i anlegg mot avstandsholderen 26, anordnet et mellomlig-gende, knyttet trådduks-tetningselement 44 som vil minske utstrekkingen både av Teflon-tetningselementet 38 og av Kalrez-elementet 32. Det sammentrykkbare, knyttede trådduks-tetningselement 44 omfatter et første, plant flateparti 46 som kan bringes i anlegg mot den rektangulære avstandsholder 26, og et andre, stort sett konkavt flateparti 48. Tetningselementets 44 konkave flateparti 48 er innrettet for sammenpasset opptakelse av Teflon-tetningselementets 38 konvekse flateparti 42. I den foretrukne utførelsesform ifølge oppfinnelsen er tetningselementet 44 fremstilt av en metallduk som, ved komprimering av tetningsstabelen 16, vil sammentrykkes til et stort sett massivt og avstøttende tetningselement. Finally, in proximity to the Teflon sealing element 38 and in contact with the spacer 26, there is arranged an intermediate, knotted wire cloth sealing element 44 which will reduce the extension of both the Teflon sealing element 38 and the Kalrez element 32. The compressible, knotted wire cloth sealing element 44 comprises a first, planar surface portion 46 which can be brought into contact with the rectangular spacer 26, and a second, largely concave surface portion 48. The concave surface portion 48 of the sealing element 44 is designed for matched reception of the convex surface portion 42 of the Teflon sealing element 38 In the preferred embodiment according to the invention, the sealing element 44 is made of a metal sheet which, upon compression of the sealing stack 16, will be compressed into a largely massive and resilient sealing element.

I tetningsmontasjen 10 ifølge oppfinnelsen inngår følgelig en rekke tetningselementer 24, 26, 32, 38 og 44 som samvirker på slik måte, at det under innvirkning av de fjærende krefter som utvikles når tetningsstablene komprimeres, opprettes en tett fluidforsegling. Tetningselementene har samvirkende sikk-sakk-flater som begunstiger det tettende inngrep mellom flatene. Hvis tetningsmontasjen 10 dessuten er anordnet slik at tre av tetningselementstablene 16 vender oppad og tre av stablene 16 vender nedad, med stabelgruppenes konkave flatepartier i motsatt beliggende stillinger, vil tetningsmontasjen 10 forankres med økende styrke ved trykkoverføring til hver ende av tetningsmon-tas jen 10. Tetningsmontasjen 10 av den viste og beskrevne konstruksjon vil i stor grad minske verktøyets fasthengingsten-dens, slik at tetningsmontasjen kan tilbakehentes uten større beskadigelse av tetningselementene. Ekstruderingen av Kalrez-tetningselementet 32 med derav følgende fastkiling av tetnings-montas jen 10 reduseres ved isolering av de enkelte tetningselementstabler 16 ved anvendelse av de faste låseringer 22 og på grunn av den samvirkende anleggsforbindelse mellom Kalrez-elementet 32 og den tilgrensende avstandsholder 24, som tillater Kalrez-materialet å flyte, men ikke forbi avstandsholderen 24. Trådduks-tetningselementet 44 vil i mindre grad minske ekstruderingen både av Kalrez-tetningen 32 og Teflon-tetningen 38. The sealing assembly 10 according to the invention therefore includes a number of sealing elements 24, 26, 32, 38 and 44 which cooperate in such a way that, under the influence of the resilient forces that develop when the sealing stacks are compressed, a tight fluid seal is created. The sealing elements have interacting zig-zag surfaces which favor the sealing engagement between the surfaces. If the sealing assembly 10 is also arranged so that three of the sealing element stacks 16 face upwards and three of the stacks 16 face downwards, with the concave surface parts of the stack groups in opposite positions, the sealing assembly 10 will be anchored with increasing strength by pressure transfer to each end of the sealing assembly 10. The sealing assembly 10 of the construction shown and described will greatly reduce the tendency of the tool to hang, so that the sealing assembly can be recovered without major damage to the sealing elements. The extrusion of the Kalrez sealing element 32 with the consequent wedging of the sealing assembly 10 is reduced by isolating the individual sealing element stacks 16 by using the fixed locking rings 22 and due to the cooperating installation connection between the Kalrez element 32 and the adjacent spacer 24, which allowing the Kalrez material to flow, but not past the spacer 24. The wire cloth seal element 44 will reduce the extrusion of both the Kalrez seal 32 and the Teflon seal 38 to a lesser extent.

Claims

Seal assembly for selective sealing of the annular channel between an inner pipe (12) carrying the seal assembly (10) and an outer pipe in a wellbore, comprising a number of longitudinal seal stacks (16), a first half of the seal stacks being oriented in a first direction and a the other half of the sealing stacks is oriented in a second, opposite direction, as each of the similarly oriented sealing stacks is separated from an adjacent sealing stack by means of a locking ring (22) which is firmly connected to the inner pipeline (12), and as the sealing stacks are compressible in the longitudinal direction in relation to the locking rings (22), and each of the sealing stacks (16) comprises three annular sealing elements (32, 38, 44) arranged between a pair of annular, rigid spacers (24, 26), at least one of the sealing elements (38) is designed from a polymer of tetrafluoroethylene, characterized in that: the sealing elements comprise a sealing element consisting of bonded metal fabric (44 ) located next to one of the spacers (26), a sealing element (38) made of a polymer of tetrafluoroethylene which is in stacking engagement with the wire cloth sealing element (44), as well as a sealing element (32) made of perfluoroelastomer which is in stacking engagement with the tetrafluoroethylene sealing element (38) and the second spacer (24), and that the wire cloth sealing element (44) has a planar surface (46) which rests against said one spacer (26) and a concave surface (48) which stack-like occupies a first convex surface (42) on the tetrafluoroethylene sealing element (38), the latter element (38) having a second, concave surface (40) which stack-like occupies a convex surface (36) on the perfluoroelastomer sealing element (32), the latter element (32) having a second, concave surface (34) which engages a convex surface (30) on the second spacer (24), so that the angle normally formed by the second concave surface (34) on the perfluoroelastomer sealing element (32) is normally greater one that angle formed by the convex surface (30) of the second spacer (24), whereby the convex surface of the elastomer sealing element (32) normally diverges in relation to the convex surface (30) of the spacer (26).