NO178707B - Tetningsanordning for å tette mellom to koaksiale rör - Google Patents

Description

Foreliggende oppfinnelse angår en tetningsanordning for å tette mellom to koaksiale rør, så som et foringsrørhode og en foringsrørhenger, ifølge innledningen til krav 1.

Kjente utførelser av tetningsanordninger innenfor dette fagområde finnes beskrevet blant annet i følgende publikasjoner GB 2 111 140, US 3 543 847, US 3 561 527, US 3 871 449,

US 3 897 823, US 4 460 042, US 4 488 740 og US 4 550 782.

Publikasjonen US 4 488 740 viser især en tetningsanordning som er innrettet til å senkes ned i ringrommet mellom hengerens og foringsrørhodets koaksiale sylinderflater og som omfatter et legeme som er anordnet til å tette det ringformede mellomrommet når tetningsanordningen aktiviseres. Rundt innsiden av legemet er det anordnet ribber for å danne metall-mot-metalltetning mot hengernes ytre flate. Et elastomerisk tetningselement er anordnet i en utsparing på legemets utside, for tettende anlegg mot foringsrørhodet når tetningsanordningen aktiviseres ved at den beveges nedover i forhold til hengeren og foringsrør-hodet .

GB 2 111 140 og US 3 897 823 viser liknende tetningsanordninger, og spesielt foringsrørhengere med koniske ytre flater som smalner oppover hhv nedover. Generelt vil tetnings-legemets form være bestemmende for formen av hengerens ytre flate.

Det som især kjennetegner tetningsanordningen ifølge US 4 488 740 er at den omfatter indre og ytre elastomere tetningsringer som holdes i ringformede utsparinger mellom nærliggende ben i et Z-formet metallegeme, på hhv indre og ytre sider, hvis øvre og nedre ender er forbundet med øvre og nedre metallegemer. Forbindelsen mellom det Z-formede legemes ben og metallegemene er fleksibel for å tillate vertikal kompresjon når legemet presses ned mot det nedre legeme, idet både de fleksible forbindelsers kanter og tetningsringen mellom legemets ben dermed utvides slik at det dannes kontakt metall mot metall og etter-givende tetninger.

De foran beskrevne kjente utførelser har imidlertid ulemper. Bl.a. foregår kraftoverføringen til setteverktøyet gjennom en gjenget forbindelse. Et dreiemoment må tilføres set-teverktøyet for at dette skal -kunne løfte og senke det øvre legeme, for derved å kunne aktivere eller deaktivere tetningsanordningen. Videre kan det Z-formede legeme deles ved en eller flere av de fleksible forbindelser under forsøk på å trekke anordningen tilbake.

Det er foreliggende oppfinnelses mål å frembringe en tetningsanordning av ovennevnte type, som kan aktiveres mekanisk ved vektbelastning og som kan trekkes tilbake uten at den deles, og især en tetningsanordning som har en slik konstruksjon at det kreves liten nedadgående kraft for å installere den. Videre er anordningens tetningsflater beskyttet med utførelsen ifølge oppfinnelsen. Både den rene metalltetningen og de fleksible tetninger trykksettes nedenfra såvel som ovenfra.

Disse og andre mål oppnås med tetningsanordningen ifølge foreliggende oppfinnelse, slik den er definert med de i kravene anførte trekk.

På tegningen benyttes ens henvisningstall for like deler, idet figur IA og IB viser halve vertikale delsnitt av øvre og nedre del av en henger, tetningsanordning og setteverktøy ifølge foreliggende oppfinnelse, under senking med setteverktøyet 1 et foringsrørhodes boring for å anbringe en bærering på hengeren på setet rundt hodet, og hvor tetningsanordningen holdes av setteverktøyet i en stilling over ringrommet mellom forings-rørhodets boring og en ytre flate på foringsrørhengeren, figur 2 viser et vertikalt snitt lik figur IB, men etter ytterligere senking av setteverktøyet fra stillingen på figur IB, for å anordne hengerens hovedlegeme på setet i foringsrørhodets boring, og bevege en støttering som understøttes av bæreringen, inn i en støttestilling i et spor i foringsrørhodets boring nedenfor setet, figur 3 viser et tverrsnitt av foringsrørhodet og hengeren langs den stiplede linje 3-3 på figur 2, figur 4 er et halvt vertikalt snitt lik figur 2, men etter rotasjon av sette-verktøyets spindel som er forbundet til en borestrengs nedre ende for å frigjøre forbindelsen mellom en hylse på setteverktøyet og. hengerens hovedlegeme og for å frigjøre understøttelsen av et rørlegeme på setteverktøyet som bæres av spindel fra hylsen, figur 5 er et forstørret vertikalt delsnitt av tetningsanordningen og rørlegemets nedre ende etter senking av konstruksjonen ned i ringrommet mellom foringsrørets boring og hengerens ytre flate, til en stilling hvor ribbene på den indre veggs innside og flensene på utsiden tettende ligger an mot hhv hengerens og utside foringsrørhodets boring, figur 5A viser et forstørret vertikalt delsnitt av rørlegemets tapp- og sporforbindelse med tetningsanordningen, sett langs linje 5A-5A på figur 5, figur 6 viser ytterligere et forstørret vertikalt delsnitt av set-teverktøyet s rørlegeme og tetningsanordningen, tilsvarende figur 5, men etter ytterligere nedsenking av tetningsanordningen som følge av vekt eller fluid trykk, eller begge deler, til en helt nedsenket stilling på hengeren, hvor en medført låsering er anordnet motstående et låsespor rundt hengeren, figur 7 viser et forstørret vertikalt delsnitt tilsvarende figur 6, men etter rotasjon og senking av setteverktøyets rørlegeme for å senke en låsehylse på tetningsanordningen til en stilling hvor låseringen holdes i hengerens spor for å låse tetningsanordningen i forhold til hengeren, og å fastkile en tannring på tetningsanordningen inn i en stilling i inngrep med sporene omkring boringen for å holde hengeren og tetningsanordningen nede i forhold til hodet, figur 7A er et ytterligere forstørret vertikalt delsnitt av tapp-og sporforbindelsen mellom rørlegemet og tetningsanordningen, tilsvarende figur 5A, men sett langs linjen 7A-7A på figur 7, figur 8 viser et vertikalt delsnitt lik figur 7, men etter løfting av setteverktøyets rørlegeme for å frigjøre legemets forbindelse med tetningsanordningen, figur 8A viser et ytterligere forstørret vertikalt delsnitt av tapp- og sporforbindelsen, tilsvarende figur 5A og 7A, men sett langs linjen 8-8A på figur 8, figur 9 viser et detaljert delsnitt av tetningsanordningens nedre ende på figur 1-8, under nedsenking til stillingen på figur 5, figur 10 viser et snitt lik figur 9, men etter senking av tetningsanordningen til stillingen på figur 7, og figur 11-13 viser detalj snitt av en tetningsanordning fremstilt i henhold til en alternativ utførelse som inntar tetningsanordningens respektive stillinger som er vist på figur 1-10.

I den først beskrevne utførelse av oppfinnelsen vist på figur 1-10 omfatter et foringsrørhode 20 en boring 21 og et oppadvendt sete 22 omkring boringen, som vist på figur 1. Som ovenfor beskrevet er foringsrørhodet normalt installert på havbunnen med sin nedre ende forbundet med et ytterste foringsrør 23 som strekker seg fra foringsrørhodet ned i brønnboringen. Foringsrørhodets nedre ende er tilpasset for forbindelse med et ikke vist ventiltre som er forbundet med et stigerør som strekker seg til overflaten, gjennom hvilket det beskrevne utstyr kan heves og senkes under boringen og kompletteringen av brønnen.

En foringsrørhenger 24 er innrettet til å senkes ned til anlegg mot setet 22 omkring boringen 21 i foringsrørhodet, og et ytre foringsrør 25 er forbundet med dets nedre ende for opphenging i det ytterste foringsrør 23. Som vist, omfatter foringsrørhengeren 24 et rørformet hovedlegeme 26 med en gjennomgående boring 27 som danner en øvre fortsettelse av det ytre foringsrør 25 og en skulder 28 omkring for plassering på setet 22. En ytre, konisk avsmalnende flate 29 på foringsrør-hengeren over dens skulder 28 er anordnet i avstand fra boringen 21 for å danne et ringrom AS, og perifere spor 30 er utformet i avstand fra hverandre langs hengerens hovedlegeme for å danne åpninger som, når hengeren er plassert på hodets sete, vil forbinde ringrommet mellom det ytterste foringsrør 23 og det ytre foringsrør 25 med ringrommet AS. En mutter 31 er med gjenger forbundet over en del av hovedlegemet med mindre diameter, og skulderen 28 er utformet på mutterens nedre ende.

Hengeren senkes i foringsrørhodet ved hjelp av et setteverktøy 32 med en spindel 33 som ved sin øvre ende med gjenger er forbundet med den nedre ende av en borestreng DS (se figur IA) og et rørlegeme 36A som holdes av spindelen for å rotere med denne ved hjelp av en flens 37A ved sin øvre ende, for ■ å avgrense et ringrom 37 mellom dem. Setteverktøyet omfatter også en hylse 34 som holdes av spindelen for vertikal bevegelse i forhold til denne og som er støttet mot et sete 25A omkring boringen 27 og en hylse 35 som med gjenger er forbundet med festehylsen 34, hvor de øvre ender av hylsene mottas i ringrommet 37, som beskrevet nedenfor. Hylsen 35 er forbundet med rørlegemet for rotasjon med dette, slik at spindelen kan rotere for å bevege hylsen 35 mellom en første nedre posisjon (figur IA og 2) hvor hylsen 34 og dermed spindelen- er forbundet med hengeren og rørlegemet og hvor dermed også spindelen er understøttet av hengeren, og en annen øvre posisjon (figur 4, 5, 7, 8) hvor forbindelsen mellom hylsen og hengeren og understøttelsen av rørlegemet fra hylsen 35 (figur 4, 5) er frigjort.

En tetningsanordning 40 er løsbart forbundet med rørlegemets 36A nedre ende for å senkes med dette fra den øvre stilling på figur IB når setteverktøyet, hengeren og tetningsanordningen senkes ned i foringsrørhodets boring til en nedre stilling vist på figur 5 hvor tetningsanordningen er beveget ned i ringrommet til en helt nedsenket stilling som vist på figur 6, for å etablere både metall mot metall tetning og elastisk tetning mellom hengerens flate og foringsrørhengerens boring. I denne stilling er tetningsanordningen innrettet til å kunne låses til hengeren og fastholdes mot foringsrørhodets oppadgående bevegelse, slik det beskrives i det etterfølgende.

Foringsrørhengeren omfatter i tillegg til sitt hovedlegeme 26, en bærering 41 som er anordnet omkring hovedlegemet nedenfor dettes skulder 28 og som er understøttet ved hjelp av en mutter 42 anordnet omkring den nedre ende av hovedlegemets spaltede del. Når bæreringen hviler på mutteren 42 er den anordnet konsentrisk i forhold til hengerens hovedlegeme ved hjelp av en oppad ragende flens 43 omkring mutteren. Bæreringen 41 har flere perifert anordnede åpninger eller vinduer 44, og utragende tannsegmenter 46 på en splittring 45 strekker seg gjennom vinduene og er understøttet av disse for bevegelse mellom den komprimerte stilling på figur 1 og den ekspanderte stilling på figur 2. Når ringen 45 er komprimert, kan tannsegmentene fritt beveges til en stilling motsatt sporene 47 omkring foringsrør-hodets boring nedenfor setet 22, og når den er ekspandert, griper de inn i sporene og understøttes således av hodet.

Splittringen 45 er av en slik utførelse at den normalt gjenvinner sin komprimerte stilling slik at når hengeren senkes i boringen i foringsrørhodet, ligger dens indre diameter an mot en sylindrisk flate 48 av kamflaten på hovedlegemet til hengeren nedenfor en nedadgående og innadrettet kamflate 49 på nedre enden av den forstørrede ytre diameterdelen 50 til hovedlegemet. Især er den øvre ende av den komprimerte festering nedenfor hovedlegemet til hengeren, og skulderen 28 av hovedlegemet er over den øvre ende åv bæreringen. Ettersom hengeren beveges nedover til stillingen på figur IB, vil en skulder 50A rundt den øvre ende av bæreringen plasseres på setet 22 av foringsrørhodet for å anordne ringen 45 med dens tannsegmenter 46 mot sporene 47 i foringsrørhodet.

Siden bæreringen og således støtteringen holdes mot videre bevegelse nedover, forårsaker vekten av borestrengen at kamflaten 49 på hovedlegemet glir over den øvre ende av ringen 45 og beveger den inn i låst stilling i sporet 47. Ettersom hengerens hovedlegeme beveges videre nedover for å plassere skulderen 28 på setet 22, vil delen 50 omkring hengerens hovedlegeme, som har forstørret diameter over kamflaten 49, beveges nedover inn i den indre diameter av ringen 45 for å holde den utover i låst stilling, og en skulder 52 ved øvre enden av delen 50 plasseres på øvre enden av ringen 45 for å overføre den nedadgående belastning på støtteringen til støtteflåtene av sporet 47. Samtidig vil skulderen 28 på hovedlegemet plasseres på setet for å overføre belastning direkte til hodet, og en skulder 53 på den nedre ende av hovedlegemet på hengeren radialt innenfor skulderen 28 vil beveges nedover for å hvile på øvre ende 54 av bæreringen for således også å overføre belastningen av hengeren gjennom bæreringen og støtte ringen mot sporene 47 i hodet.

Som tidligere beskrevet bæres hylsen 34 av setteverk-tøyets spindel for vertikal bevegelse forhold til denne. Ettersom hengeren senkes for plassering, er hylsen understøttet av spindelen slik at den henger ned fra denne, ved hjelp av en nedadvendt skulder 55 rundt hylsen som er støttet på en oppadvendt skulder 56 rundt spindelen. Således, med hylsen forbundet til hengeren, er hengeren understøttet av spindelen på set-teverktøyet for nedsenkning til stillingen vist på figur IB hvor bæreringen plasseres på setet 22. Ettersom spindelen i set-teverktøyet fortsetter å bli senket, beveger hovedlegemet til hengeren seg nedover for å bli plassert på setet og på den øvre ende av bæreringen, og spindelen blir senket i forhold til hylsen som vist på figur 2. På dette tidspunkt er imidlertid tetningsanordningen 40 fremdeles i en løftet stilling i forhold til ringrommet AS.

Borestrengen og dermed spindelen i setteverktøyet blir så rotert for å løfte låsehylsen 35 i forhold til hylsen 34 og å løsne forbindelsen av hylsen 35 med hengeren og støtten av rørlegemet i setteverktøyet fra låsehylsen, som vist på figur 4, hvormed tetningsanordningen kan bli beveget nedover med rør-legemet inn i ringrommet, som vist på figur 5. For dette formål er den øvre del 35A av hylsen 35 forbundet med hylsen 34 med gjenger 57, og den nedre del 35B av denne, som er roterbart forbundet med den øvre ende, glir vertikalt mellom knaster 58 på hylsen 34 som har en kileforbindelse med hengerens boring. I sin første nedre stilling i forhold til hylsen 34 som vist på figur IB og 2, er låsehylsen 35 forbundet med rørlegemet 36A og det ytre element 36B av spindel ved hjelp av kiler 59 for vertikal bevegelse, uten rotasjon i forhold til dette slik at rotasjon av rørlegemet gjennom spindelen og borestrengen vil få hylsen 35 til å bevege seg oppover i forhold til hylsen 34 fra stillingen som er vist på figur 2, til stillingen som er vist på figur 4.

Hylsen 35 løfter således sin nedre ende fra en splitt-rings 60 indre som er tannet for å passe inn i låsespor 61 omkring hengerens boring under knastene 58. Således er ringen 60 slik utført at den normalt gjenvinner sin komprimerte stilling som vist på figur 4, hvor den er trukket inn i hylsens 34 del med mindre diameter, nedenfor knastene. Samtidig løftes segmenter 62, som er montert for radial bevegelse i hylsens 35 hull 63, opp sammen med hylsen til en stilling motstående et spor 66 omkring hylsens 34 øvre ende. Når segmentene beveges utover i sporet, frigjør segmentene setteverktøyets rørlegeme 36A for nedad rettet bevegelse i forhold til setteverktøyet og således i forhold til hylsen 34 og hengeren. Det vil si at kilene 59 som er utformet på innsiden av rørlegemets ytre vegg som ble understøttet av låsesegmenter, etter senkning av spindelen fra stillingen på figur 1 til stillingen på figur 2, fritt kan beveges forbi låsesegmentenes ytre sider.

Segmentene 62 har en radial tykkelse som er større enn hylsens 35 tykkelse for å tillate radial bevegelse mellom de viste alternative stillinger. Når hylsen 35 er i sin nedre stilling, hvor den holder splittringen 60 i sporet 61 for å kople hylsen til hengeren, er segmentene anordnet under sporet 66 og rundt hylsens 34 ytre diameter for holdes i sine ytre stillinger og låse nedre del av rørlegemets kiler 59. Som tidligere nevnt består hylsen 35 av øvre og nedre i forhold til hverandre roterbare deler 35A og 35B, med gjengene 57 anordnet på den øvre del 35A sammen med segmentene 62 og med ben på den nedre del 35B som strekker seg nedover gjennom spor 70 mellom knastene 58. Som det også fremgår av tegning, er knastene 58 anordnet over den nedre ende av den del av hylsen 34 som har redusert diameter for å motta splittringen 60 for ekspansjon og kompresjon mellom dens låste og ulåste stillinger.

Tetningsringer 71 er anordnet omkring spindelens ytre diameter for å danne en glidetetning med hylsens 34 indre diameter ved relativ vertikal bevegelse mellom dem. Tetningsringer 72 er anordnet omkring den ytre diameter av den nedre ende av hylsen 34 for tetning mot boringen i hengeren over setet 25A. Når tetningsanordningen 40 senkes for tetning med boringen og hengeren, som beskrevet i forbindelse med figur 9 og 10, og avstengerne i ventiltreet (ikke vist) over foringsrørhodet er lukket omkring borestrengen fra hvilken spindelen i setteverktøy-et henger, vil følgelig testtrykk i hulrommet under avstengerne virke over den øvre ende av tetningsanordningen og tvinge den nedover. Da tetningen av avstengerne normalt vil hindre at borerøret senkes, kan en glideskjøt eller en vertikal dødgangs-forbindelse (ikke vist) være anordnet i spindelen 33 over flensen 37A slik at tetningsanordningen allikevel kan beveges nedover på grunn av trykkfluidet, til stillingen som er vist på figur 6.

Tetningsanordningen 40 omfatter et legeme 75 omfattende øvre og nedre sammenskrudde deler 75A og 75B. Den nedre del 75B omfatter en indre vegg 80 som er innrettet til å senkes ned i ringrommet AS for tetning mot foringsrørhodets boring og hengerens ringformede flate 29, og den øvre del 75A er løsbart forbundet med rørlegemets nedre ende i setteverktøyet. Med dette formål er et L-formet spor 76 anordnet på innsiden av den øvre dels 75A ende og en knast 77. er utformet på utsiden av en utsparing 78 i rørlegemets utside, nedenfor en nedad vendende skulder 79. Spor 80 anordnet på innsiden av legemets 36A ytre vegg for å lette strømmen av sementoverskudd forbi tetningsanordningen når denne er hevet og foringsrøret 25 sementeres i brønnhullet.

Som best vist på figur 5A, 7A og 8A, omfatter sporet 76 en første del 76A som strekker seg nedover fra den øvre ende av tetningsanordningens del 75A og en del 76B som strekker seg sideveis fra delen 76A mellom dens øvre og nedre ender. Især har delen 76B en høyde slik at den nøyaktig kan motta knasten 77, og med rørlegemet i den viste roterende stilling, er knasten 77 anordnet inne i sporets del 76B for å løfte eller senke tetningsanordningen med rørlegemet. Dette er naturligvis stillingen knasten inntar når tetningsanordningen senkes med spindelen inn i ringrommet, som vist på figur 5.

Dersom det viser seg at tetningsanordningen ikke holder trykket når den er i den på figur 6 viste stilling, kan tetningsanordningen løftes fra hengeren ved å løfte setteverktøyet da knasten 77 fremdeles befinner seg i stilling i sporet 76B. I denne forbindelse og som tidligere nevnt, er setteverktøyets hylse 34 koplet fra hengeren slik at den er fri til å løftes med spindelen fra hengeren. Når så spindelen blir løftet i forhold til hylsen, griper spindelens skulder 56 hylsens skulder 55 for å løfte denne samtidig. Hvis tetningsanordningen holder trykket, kan spindelen og således rørlegemet roteres mot venstre (sett ovenfra), etter at sikringsavstengerne er trukket tilbake, for å bevege knasten 77 ut av delen 76B av sporet og inn i delen 76A som vist på figur 7A, idet spindelen kan beveges nedover for å senke den i forhold til tetningsanordningen for å låse tetningsanordningen til hengeren, og deretter oppover derfra for å tillate fjerning av setteverktøyet.

Som beskrevet smalner hengerens ytre flate 29 av over skulderen oppover og innover i en liten vinkel med omkring fire grader i forhold til vertikalretningen. Innsiden av den indre vegg i den nedre del 75B av tetningsanordningen er likeledes avsmalnet slik at den er i det vesentlige parallell med flaten 79 når tetningsanordningen senkes ned i ringrommet AS. De øvre og nedre flenser 81 og 82 strekker seg fra utsiden av veggen 80 med den øvre flens ragende oppover og utover og den nedre flens 82 ragende nedover og utover.

En utsparing 83 er anordnet i den nedre del av tetningsanordningens legeme over flensen 81 for å motta et ringformet tetningselement 84, og en utsparing 85 er anordnet under flensen 82 for å motta et ringformet tetningselement 86. Som vist på figur 9 fyller tetningselementene i det vesentlige ut sine fordypninger og deres ytre flater er i det vesentlige fluktende med de ytre sider av de øvre og nedre forstørrede ender av tetningsanordningens nedre del 75B ovenfor og nedenfor fordypnin-gene. Flensenes 81 og 82 ytre ender er på den annen side anordnet innover i en kort avstand. Når anordningen senkes ned i ringrommet slik at veggens 80 innside får kontakt med flaten 29 ved hengeren, er disse ytre flater uten kontakt med boringen i foringsrørhodet.

En første ribbe 87 er anordnet rundt innsiden av veggen 80 i det vesentlige mellom flensene 81 og 82, og annen og tredje ribbe 88 og 89 er utformet omkring innsiden av veggen 80 ovenfor og nedenfor ribben 87. Når tetningsanordningen beveges nedover og inn i hulrommet, presses ribben 87 utover slik at innerveggen 80 bøyer seg utover og tillater ribbene 88 og 89 å bevege seg til kontakt med flaten 29. Vedvarende senking av tetningsanordningen beveger flensenes 81 og 82 ytre ender og yttersiden av tetningsringene 84 og 86 til kontakt med boringen i foringsrørhodet, og tvinger ribbene 88 og 89 tettere mot hengerens flate 29. Til slutt bringes flensene 81 og 82 til å bøyes henholdsvis oppover og nedover omkring forbindelsen av deres indre ender med innerveggen 80 for å gi en meget tett, ren metallkontakt mellom flensenes 81 og 82 ytre ender i foringsrørhodets boring og mellom ribbene 88 og 89 og flaten 29 på hengeren og for å presse tetningsringene sammen i tettere anlegg mot foringsrørhodets boring.

Tetningsr inger 90 og 91 er anordnet i spor rundt innsiden av veggen 80 i en stilling for å beveges i tettende kontakt med flaten 29, som vist på figur 10, når innerveggen bøyes utover for å bringe innerveggens øvre og nedre ender til å bøye seg innover omkring ribbene 88 og 89. Således forårsaker tetningsanordningen en tett elastisk hjelpetetning med ren metalltetning både med boringen og foringsrørhengeren. På grunn av anordningen av flensene 81 og 82 og tetningsringene på innsiden av veggen 80, vil dessuten fluidtrykk ovenfor tetningsanordningen tvinge flensen 81 og ribben 88 til stadig tettere kontakt med boringen og hengeren, og fluidtrykk nedenfor tetningsanordningen vil tvinge flensen 82 og ribben 89 til stadig tettere kontakt med boringen og flaten 29 på hengeren. Dette er nyttig, ikke bare for å danne en god tetning, men også for å sikre at tetningsringene 84 og 86 ikke ekstruderes nedover og forbi flensen 81 eller oppover forbi flensen 82.

Et spor 100 er utformet rundt flaten 29 på hengeren nær dens øvre ende, og en splittlåsering 101 er anordnet på en skulder 102 rundt innsiden av legemet 75 på tetningsanordningen i en stilling motstående sporet når tetningsanordningen er beveget nedover så langt som mulig, som vist på figur 6. En skulder 103 er anordnet rundt den nedre ende av legemets øvre del 75A over ringen 101 for å ligge an mot en skulder 104 på den øvre ende av hengeren over låsesporet 100 for å begrense nedadgående bevegelse av tetningsanordningen.

Den øvre del 75A har indre vertikale slisser 110 nær den gjengede forbindelse med den nedre dels 75B øvre ende. De nedre ender av en låsehylse eller et utløserlegeme 111 strekker seg nedover gjennom sporene for å danne en avsmalnende kant 112 ved siden av låseringens 101 øvre avsmalnende ytre kant. Ved senking av låsehylsen 111 til stillingen på figur 7 blir låseringen 101, som normalt er ekspandert i ulåst stilling, tvunget innover i sporet 100 for å låse tetningsanordningen i forhold til hengeren.

Når spindelens knast 77 er anordnet i sporet 76B for å understøtte tetningsanordningen fra spindelen som vist på figur 5A, holdes utløserlegemet eller låsehylsen 111 i stillingen som vist på figur 5 ved hjelp av den utad rettede ekspanderte låsering 101 med sin øvre ende 114 anordnet like nedenfor skulderen 79 rundt setteverktøyets rørlegeme. For å senke låsehylsen 111 til sin låsestilling blir spindelen og således rørlegemet rotert i forhold til tetningsanordningen for å bevege knasten 77 inn i sporets del 76A og således tillate rørlegemet å bli senket nedover samtidig som knasten 77 beveges nedover innenfor den nedre ende av spordelen 74A for å bevege hylsen 111 nedover fra dens stilling på figur 6 til sin låsestilling som vist på figur 7. Rørlegemet kan naturligvis roteres fritt i forhold til hylsene 34 og 35 såvel som i forhold til hengeren på grunn av at kilene 59, som er anordnet på denne, er nedenfor kilene på hylsen 35.

Spor 115 og 116 er dannet rundt innsiden av den del 75A av tetningsanordningen som er nedenfor sporet 76 og en skjærtapp 117 er montert på utsiden av spindelen for å kunne beveges inn i et av sporene avhengig av rørlegemets 36A relative vertikale stilling i forhold til tetningsanordningen. Når legemet er i stillingen som vist på figur 6, hvor det er holdt fast av knasten 77 mot vertikal bevegelse i forhold til tetningsanordningen, er skjærtappene 117 tvunget av fjærer 119 inn i det øvre spor 115. Imidlertid er den nedre side av skjærtappen smalnet av slik at når rørlegemet blir rotert og deretter senket for å bevege låsehylsen 111 nedover inn i låsestilling, blir skjærtappen 117 trukket tilbake og beveget nedover i en stilling inn i sporet 116. Hvis låseringen ikke er flyttet til låsestilling, vil skjærtappen tillate tetningsanordningen å bli løftet sammen méd setteverktøyet. På den annen side, hvis den har flyttet til låsestilling, vil løfting av setteverktøyet bryte skjærtappen 117 for å tillate setteverktøyet å bli trukket ut av tetningsanordningen og hengeren.

Hvis det er ønskelig å fjerne tetningsanordningen fra ringrommet AS, kan et passende verktøy senkes ned i foringsrør-hodets boring etter at setteverktøyet er trukket ut, for å gripe og løfte den øvre ende 114 av låsehylsen for å løfte den opp til stillingen vist på figur 6 hvor låseringen 101 fritt kan beveges utover til ekspandert stilling. På dette tidspunkt vil en oppadvendt skulder 118 omkring innsiden av hylsen 111 gripe en nedadvendt skulder 119 omkring den øvre del av tetningsanordningen overfor knasten 77, slik at tetningsanordningen løftes sammen med låsehylsen.

Flere horisontale spor 125 er anordnet rundt boringen i foringsrørhodet i det vesentlige overfor den øvre ende av tetningsanordningen når tetningsanordningen er i sin nederste stilling. En splittring 126 er anordnet rundt den øvre ende av legemets nedre del 75B og har tenner omkring yttersiden med i det vesentlige samme form og anordnet motstående sporene 125. Især er den øvre avsmalnede ende 127 av ringen 126 nedenfor en nedadvendt avsmalnende skulder 128 på yttersiden av låsehylsen 111 slik, at ved senkning av låsehylsen til sin låsestilling, blir ringen 126 tvunget utover for å gripe med tennene i sporene 125. Det er også viktig at det finnes tilstrekkelig mange spor 125 slik at tennene på ringen 126 tillates å festes i flere ulike vertikale stillinger mellom tetningsanordningen og boringen, slik at hengeren og tetningsanordningen holdes nede mot vertikal bevegelse i forhold til boringen til tross for vertikale toleranser.

Det antas at tennene på ringen ikke vil bli beveget helt inn i sporene 125, men isteden bare beveges et lite stykke inn i sporene for feste av deres spisser nær spissene mellom sporene. En gummiring 130 er anordnet mellom den nedre ende av ringen 126 og den øvre ende av legemets del 75B for å tillate tennene å gripe i sporene i tilfelle deres spisser står overfor hverandre, selv om dette er usannsynlig.

Hengeren og tetningsanordningen blir først sammensatt på setteverktøyet som vist på figur IB for å tillate hengerens bærering å senkes på foringsrørhodets sete 22. Ettersom vekten mot setteverktøyet avtar, kan spindelen og således hylsen 34 beveges videre nedover for å ekspandere ringen 45 inn i sporet 47 i foringsrørhodets boring nedenfor dens sete 22 og å senke mutterens nedre skulder 53 mot den øvre ende av den allerede plasserte bærering. På denne måte beveges kilene 59 på den ytre vegg av setteverktøyets rørlegeme nedover fra stillingen vist på figur IB til stillingen på figur 2 for å gripe inn med og deretter senke segmentene 62, som i sin tur senker hylsene 35 og 34 slik at hengeren senkes. Dette forårsaker naturligvis at spindelens skulder 56 faller til under skulderen 55 på figur 2.

Etter at foringsrøret 25 er sementert i brønnhullet kan borestrengen og således setteverktøyet roteres mot høyre for å løfte hylsen 35 og derved løsne forbindelsen mellom hylsen 34 og hengeren, og videre å løsne rørlegemet fra stillingen på hylsen 35, som vist på figur 4. Nå kan legemet 36A beveges nedover for å senke tetningsanordningen 40 i ringrommet AS, som vist på figur 5, hvoretter ekstra vekt påført på setteverktøyet presser tetningsanordningen ytterligere nedover. Ventiltreets avstengere kan således lukkes for å tillate at trykkfluid tvinger tetningsanordningen ned til sin nederste stilling som vist på figur 6. I tillegg til å trykksette tetningsanordningen vil dette også gjøre tetningsanordningen i stand til å kunne trykktestes slik at den kan trekkes ut fra hengeren sammen med setteverktøyet dersom den ikke holder trykket.

Forutsatt at tetningsanordningen holder trykket i nederste stilling, kan borestrengen roteres mot venstre for å bevege knasten 77 til stillingen på figur 7A i forhold til tetningsanordningens spor 76, og rørlegemet kan deretter senkes ned i spordelens 76A nedre ende for å senke låsehylsen 111 og således låse tetningsanordningen til hengeren. Samtidig presses ringen 126 utover for å gripe med tennene inn i sporene 125 i foringsrørhodets boring for å holde hengeren og tetningsanordningen nede mot oppadgående bevegelse forhold til hodet. Forutsatt at hylsen er senket på denne måte, kan operatøren trekke setteverktøyet ut ved å løfte det, og således få knasten 77 til å bevege seg oppover gjennom spordelens 76A åpne øvre ende, som vist på figur 8A.

Slik det fremgår av figur 11-13 tilsvarer den viste tetningsanordning på mange måter tetningsanordningen på figur 1-10. Av denne grunn identifiseres mange av delene med de samme henvisningstall pluss 200.

Tetningsanordningen tilsvarer den tidligere beskrevne ved at den også omfatter et legeme 275 omfattende øvre 275A og nedre 275B deler som er gjengeforbundet med hverandre. Den nedre del 275B senkes i ringrommet for å tette mellom foringsrørhodets boring og ringflaten 229 omkring hengeren, og den øvre del 275A

kan koples løsbart til setteverktøyets rørlegeme 36A.

En ribbe 287 som har - nær hverandre anordnede ribbeseksjoner, er utformet langs innsiden av veggen 280 mellom skjæringspunktet mellom veggen 280 med flensene 281 og 282. Hhv øvre og nedre ribber 288 og 289 er utformet på innsiden av veggen 280 ovenfor og nedenfor ribben 287, hvor den øvre ribbe 288 befinner seg i det vesentlige på høyde med flensens 281 skjær-ingspunkt med veggen 280 og den nedre ribbe 289 befinner seg i det vesentlige på høyde med skjæringspunktet mellom flensen 282 og innerveggen 280.

Når tetningsanordningen senkes ned i ringrommet, som vist på figur 11, går ribben 289 i inngrep med flaten 229 på foringsrørhengerens hovedlegeme og etter hvert som vekten gradvis avtar mot setteverktøyet, glir den nedover flaten 229 for å tvinge flensens 282 ytre ende i kontakt med foringsrørhodets boring. Omtrent samtidig har ribben 287 beveget seg videre nedover for å få den del av veggen 280 som den er utformet på, til å bøye seg utover og derved bevege den sentrale del av tetningsringen 284 mot foringsrørhodets boring. Mot slutten av denne ytterligere nedadgående bevegelse av tetningsanordningen, beveger den øvre ribbe 288 seg til anlegg mot den avsmalnende flate 229, selv om den ytre ende av flensen 28, som er anordnet motstående ribben 228, på grunn av skråningen av den avsmalnende flate, ikke har fått kontakt med foringsrørhodets boring. En tetningsring 290 er anordnet i den ringformede fordypning mellom de midtre ribber 287. Den ytre flate av denne tetningsring, såvel som den ytre flate av den nedre del av tetningsringen 284 som rager frem fra flensene 281 og 282, har etablert en første kontakt med den avsmalnende flate 229 og foringsrørhodets boring.

Etter ytterligere nedadgående bevegelse av tetningsanordningen er ribben 288 beveget radialt utover for å bringe flensens 281 ytre ende til kontakt med foringsrørhodets boring. Samtidig vil den fortsatte radiale utadrettede bevegelse av ribben 289 få den nedre flens 282 til å vri seg oppover og innover, som vist på figur 13. Under den endelige nedadgående bevegelse av tetningsanordningen, beveger den nedre ribbe 289 seg mot en sylindrisk flate 229A rundt den rørformede henger og nedenfor den avsmalnende flate 229, slik at presset på den nedre flens 282 blir lettet når den øvre ribbe 288 fortsetter å bevege seg radialt utover for å få den øvre flens 281 til å bøye seg nedover. Som tilfellet er ved den ovenfor beskrevne utførelse, vil ribbene på innsiden av veggen 280 og de ytre ender på flensene 281 og 282 danne en ren metalltetning mellom rørhengeren og foringsrørhodets boring som er støttet av de elastiske tetninger.

Denne type tetningsanordning er antatt å være spesielt anvendelig for å opprettholde en tetning mellom hengeren og foringsrørhodets boring også i tilfeller hvor trykket i brønnen varierer opp og ned. Da flensene 281 og 282 er anordnet vertikalt adskilt fra hverandre, virker de således uavhengig med hensyn til oppadgående og nedadgående rettede trykkrefter. Videre er begge tetningsringer 284 og 290 fanget av flensenes ytre ender og mellomliggende ribber som danner rene metalltetninger i forhold til foringsrørhodets boring og foringsrørhengeren.

Som i den tidligere beskrevne utførelse av oppfinnelsen er et spor 300 anordnet rundt hovedlegemets ytre flate nær den øvre ende, og en splittlåsering 301 er festet på en skulder rundt innsiden av det nedre dellegemet av tetningsanordningen i en tilgjengelig stilling overfor sporet 300. En skulder 303 er anordnet rundt den nedre ende av tetningsanordningens dellegeme 275A rundt ringen 301 for anlegg av en skulder 304 på den øvre ende av hengeren over sporet 300 for å begrense den nedadgående bevegelse av tetningsanordningen for å plassere ringen 301 motstående sporet 300 når tetningsanordningen er beveget ned til sin endelige stilling.

Den øvre del av tetningsanordningen har vertikale spor anordnet på sin utside nær den gjengede forbindelse med den øvre ende av den nedre koplingsdel 275B. Den nedre ende av en aktuator eller låsehylse 311 strekker seg nedover gjennom sporene for å anordne de avsmalnende nedre ender 312 ved siden av en øvre og avsmalnende ytre kant av låseringen 301. Etter senking av låsehylsen vil den normalt ekspanderte låsering 301 presses inn i sporet 300 for å låse tetningsanordningen i forhold til hengeren.

Claims (5)

1. Tetningsanordning (40) for å tette mellom to koaksiale rør (20, 24), så som et foringsrørhode og en forings-rørhenger, hvor det indre rørets ytterside har en konisk flate (29), avsmalnende mot øvre ende, og hvor det er et ringformet mellomrom mellom det ytre (20) og det indre røret (24), omfattende et legeme (75), som er anordnet for å tette det ringformede mellomrommet når tetningsanordningen aktiveres, hvilket legeme (75) rundt sin innerside har en eller flere ribber (87, 88, 289) anordnet for å danne ren metalltetning mot den koniske flaten (29), og minst ett elastomerisk tetningselement (84, 284) anordnet i en, eller hver sin utsparing (83, 283) på legemets ytterside, for tettende anlegg mot det ytre røret (20) når tetningsanordningen aktiviseres ved nedadrettet bevegelse i forhold til rørene, KARAKTERISERT VED at legemet (75) omfatter en relativt tynn vegg, som forløper langs den koniske flaten (29), og at det på veggens ytterside er anordnet to flenser (82, 281), som rager utad og oppad hhv utad og nedad mot det ytre røret (20), for ren metalltetning mot det ytre røret (20) når tetningsanordningen aktiveres, og minst en elastomerisk tetningsring (90), som ligger i et spor utformet i veggens (80) innerside for tettende kontakt med den koniske flaten (29), og at hver utsparing (83, 283), som skal oppta et tetningselement (84, 284), er begrenset av minst en flens.

2. Anordning ifølge krav 1, KARAKTERISERT VED at tetningsringer (90, 91) er anordnet hhv ovenfor og nedenfor ribbene (88, 89).

3. Anordning ifølge krav 1, KARAKTERISERT VED at en ribbe (287) omfatter øvre og nedre ribbeseksjoner med et mellomliggende spor for en tetningsring (290).

4. Anordning ifølge krav 1, KARAKTERISERT VED at den øvre flens (81) rager utad og oppad og den nedre flens (82) rager utad og nedad, at et tetningselement (84) er anordnet ovenfor den øvre flens og at et tetningselement (86) er anordnet nedenfor den nedre flens.

5. Anordning ifølge krav 3, KARAKTERISERT VED at den øvre flens (281) rager utad og nedad og den nedre flens (282) rager utad og oppad, og at et tetningselement (284) er anordnet mellom flensene (281, 282).