NO303354B1

NO303354B1 - Br÷nnhodekonstruksjon

Info

Publication number: NO303354B1
Application number: NO903665A
Authority: NO
Inventors: Edward J Szymczak
Original assignee: Cooper Cameron Corp
Priority date: 1989-08-22
Filing date: 1990-08-21
Publication date: 1998-06-29
Also published as: CA2016750C; AU629338B2; NO903665L; EP0414339A1; CA2016750A1; JP2838107B2; DE69025676T2; AU5492390A; DE69025676D1; US5039140A; JPH0390794A; ATE135085T1; NO903665D0; EP0414339B1

Description

Foreliggende oppfinnelse angår en brønnhodekonstruksjon omfattende et brønnhodehus med en gjennomgående, sentral boring, en øvre forsenkning som har en større diameter enn den sentrale boringens diameter og som danner en oppadvendt anleggsflate og en under anleggsflaten beliggende, innvendig tetningsflate som har større diameter enn den sentrale boringens diameter og innbefatter et første avsmalnende flateparti som strekker seg nedad og innad fra anleggsflaten, og et sylindrisk flateparti som er parallelt med aksen til den sentrale boring, en første tetningsring som har en sentral boring med hovedsakelig den samme diameter som diameteren til brønnhodehusets sentrale boring, en utvendig flens som har en radial dimensjon for anlegg mot anleggsflaten og som strekker seg over denne, en øvre og nedre tetningsleppe, hvorav den nedre har et rør-formet parti med en flate som strekker seg aksielt med aksen til tetningsringens boring og har mindre diameter enn diameteren til det sylindriske flateparti, slik at det rørformete parti, når det er anbrakt i brønnhodehuset, strekker seg aksielt med huset for å beskytte en vesentlig del av det sylindriske flateparti, idet den øvre tetningsleppe har en ytterkontur for tetting mot innsiden av konstruksjonen som skal tilkoples over brønnhodehuset; samt en andre tetningsring som har en sentral boring med hovedsakelig samme diameter som diameteren til brønnhodehusets sentrale boring, en utvendig flens som har en radial dimensjon for anlegg mot brønnhodehusforsenkningens anleggsflate og som strekker seg over denne, samt en øvre og nedre tetningsleppe, hvorav den nedre har et rørformet parti med en flate som strekker seg aksielt med aksen til tetningsringens boring og har mindre diameter enn diameteren til det sylindriske flateparti.

En brønnhodekonstruksjon av i alt vesentlig ovennevnte art er kjent fra EP 117 417. Som ytterligere eksempler på teknikkens stand kan nevnes NO 163 917 og 164 940, samt US 3 062 565 og 3 507 506.

En har erfart problemer ved tetningen av rørformete elementer, såsom en

utblåsingssikring, et produksjonstre eller en sideutløpsventil, mot et brønnhodehus under boring og deretter ved fullføring av brønnen. Det er vanlig at metallpaknin-ger eller tetningsringer har blitt brukt, hvilke gir avsmalnende overflater på det ytre av ringen for tetning mot avsmalnende overflater til skjøtelementene. Slike avsmalnende tetningsflater krever normalt i det minste en liten kilevirkning mellom ringen og tetningsflatene til skjøtelementene for riktig tetning mellom de to skjøt-

elementene.

Under forsøk på plassering av sylindriske tetningsflater har overflatene ofte blitt ødelagt under boreoperasjonene og dette forhindrer en effektiv tetning når produksjonstreet senere er installert på brønnhodehuset.

Et formål med den foreliggende oppfinnelse er å tilveiebringe en forbedret brønnhodeskjøt mellom et brønnhodehus og en utblåsningssikring, et produk-sjonsrør eller en sideutløpsventil, som har enten en kileformet tetning eller en presspasningstetning.

Et annet formål med den foreliggende oppfinnelse er å tilveiebringe en forbedret tetningsring for tetning mellom en brønnhodeskjøt som beskytter tilliggende tetningsflater hos skjøtelementene.

Et ytterligere formål med den foreliggende oppfinnelse er å tilveiebringe en forbedret tetningsring for tetning mellom en produksjonsbrønnhodeskjøt basert på presspasning.

De ovennevnte og andre formål og fordeler med den foreliggende oppfinnelse skal beskrives i det etterfølgende og forklares med henvisning til tegningene hvor: Figur 1 viser i snitt et brønnhode under boring og illustrerer tetningen mellom huset og utblåsningssikringen og tetningsringen som tilveiebringer tetningen og beskytter de sylindriske tetningsflatene til skjøtelementene. Figur 2 viser i snitt et brønnhode etter fullføring og illustrerer tetningen mellom huset og produksjonstreet og tetningsringen som tilveiebringer en tetning med presspasning mot de sylindriske tetningsflatene til skjøtelementene. Figur 3 viser i snitt et brønnhodehus som har et sideutløp påmontert en ventil og som har den forbedrete tetningsskjøten i henhold til den foreliggende oppfinnelse for tetning mellom huset og ventilen som vist på figur 2.

Som vist på figur 1, består skjøten 10 av to elementer som har innrettete boringer. Det nedre elementet er et brønnhodehus 12 som har en sentral boring 14 og det øvre elementet er en utblåsningssikring 16 som har en sentral boring 18 innrettet med den sentrale boringen 14 til huset 12. Den øvre enden av huset 12 er festet til den nedre enden av utblåsningssikringen 16 ved hjelp av egnete klemmeinnretninger (ikke vist).

Den øvre enden av huset 12 innbefatter en ytre skjøtflate 28 som strekker seg normalt på aksen til den sentrale boringen 14 og avsluttes i en indre utsparing 30 som avgrenses av en sirkulær anleggsflate 32 og oppadvendt flate 34. En avsmalnende tetningsflate 36 strekker seg fra en indre ende av flaten 34 og avsmalner nedover og innover mot aksen til den sentrale boringen 14. En liten avfasing er utformet mellom flatene 34 og 36 som vist. En sylindrisk flate 38 strekker seg aksialt bort fra den indre enden til tetningsflaten 36 og har en diameter som er større enn diameteren til den sentrale boringen 14. Den avsmalnende flate 39 forbinder den nedre enden av flaten 38 og den øvre enden til boringen 14.

Den nedre enden av utblåsningssikringen 16 innbefatter en ytre skjøtflate 40 som strekker seg normalt på aksen til den sentrale boringen 18 og avsluttes i en indre utsparing 42 som avgrenses av en sirkulær anleggsflate 44 og en klemflate 46. En avsmalnende tettende flate 48 strekker seg fra den indre enden av flaten 46 og avsmalner oppover og innover mot aksen til den sentrale boringen 18. En liten avfasing er anordnet mellom flatene 46 og 48 som vist. En sylindrisk flate 50 strekker seg aksialt bort fra den indre enden til flaten 48 og har en diameter som er større enn diameteren til den sentrale boringen 18. En avsmalnende flate 51 forbinder den øvre enden av flaten 50 med den nedre enden til boringen 18.

Tetningsringen 52 har generelt rørform og innbefatter en sentral boring 54 som har hovedsakelig den samme diameteren som de sentrale boringer 14 og 18, en ytre flens 56 som har en størrelse tilpasset til å være opptatt i utsparingene 30 og 42 og å være i inngrep med flatene 34 og 46. De ytre flatene til ringen 52 innbefatter avsmalnende tettende flater 58 og 60 som strekker seg oppover og nedover fra flensen 56, og begge avsmalner innover. De avsmalnende flatene 58 og 60 har den samme avsmalingsvinkel eller avtakingsvinkel som de avsmalnende flatene 36 og 48 på enden av huset 12 og utblåsningssikringen 16, men de haren litt større diameter slik at når flensen 56 til ringen 52 blir klemt mellom flatene 34 og 46, blir de avsmalnende flatene 58 og 60 tvunget inn i et tett forseglende inngrep med flatene 48 og 36 slik at man unngår eventuelle tetningsproblemer som følge av skrammer i de tettende flatene eller andre små deformasjoner i flatene. Utløsnings- eller underskjæringspartiene 59 og 61 er anordnet mellom endene av flaten 58 og 60 og de radiale flatene til flensen 56. Den øvre og nedre ende av ringen 52 strekker seg aksialt forbi endene av flatene 58 og 60 for å danne beskyttelseskanter 62 og 64 for å beskytte en vesentlig del av den sylindriske flaten 50 i utblåsningssikringen 16 og den sylindriske flaten 38 i huset 12. Kante-nes 62 og 64 ender som ligger lengst fra hverandre er anordnet nær endene til flatene 50 og 38 slik at under boring og kjøringen av utstyr gjennom boringene 14 og 18 skjer det ingen skraping eller annen ødeleggelse på flatene 50 og 38.

Når boring og annet arbeid i brønnen er fullført, blir utblåsningssikringen 16 fjernet og produksjonstreet 66 installert på den øvre enden av huset 12 som vist på figur 2. Produksjonstreet 66 innbefatter en sentral boring 68 og har den samme nedre endeutforming som utblåsningssikringen 16 innbefattende ytre skjøt-flater 70, indre utsparing 72 avgrenset ved den sylindriske flate 74 og klemflate 76, avsmalnende flate 78 som ender i en sylindrisk tettende flate 80. Produksjonstreet 66 er festet til huset 12 ved hjelp av egnete klemmeinnretninger (ikke vist).

Tetningsringen 84 er anbrakt i tettende inngrep mellom huset 12 og produksjonstreet 66 som vist på figur 2. Tetningsringen 84 har generelt rørform og innbefatter en sentral boring 86 som har hovedsakelig den samme diameteren som de sentrale boringer 14 og 68, en ytre flens 88 som har en størrelse tilpasset til å opptas i utsparingene 30 og 72 og å være i inngrep med flatene 34 og 76. De ytre flatene til ringen 84 innbefatter sylindriske flater 90 og 92 som strekker seg oppover og nedover fra flensen 88 og som har en diameter som er mindre enn diameteren til de indre endene til de avsmalnende flatene 78 og 36. Utvidelser 94 og 96 strekker seg utover fra enden av de sylindriske flatene 90 og 92 og har maksimale diametre som er litt mindre enn diametrene til de sylindriske flatene 80 og 38 og kantene 98 og 100 strekker seg fra utvidelsene 94 og 96 og de er utformet slik at de har ringformete ytre utbulinger, eller fremspring, 102 og 104 og ender 106 og 108 som er buet innover som vist. De tettende flater 110 og 112 er plane flater på det ytre av fremspringene 102 og 104 som har presspasning med de sylindriske flater 80 og 38 og har en ikke-belastet form som bringer flatene 110 og 112 parallelt med flatene 80 og 38 når de ligger tettende an mot disse. Som det fremgår av tegningen, strekker de ytre endene 106 og 108 seg nesten til endene av de sylindriske flatene 80 og 38.

Som vist på figur 3 kan brønnhodehuset 12 ha en sideåpning eller boring 114 med styreventil 116 festet til siden av huset 12 med dens sentrale boring 118 innrettet på linje med boringen 114 i huset 12. Huset 12 innbefatter en utsparing 120 som omgir den ytre enden av boringen 114 og i hvilken styreventilen 116 er festet ved hjelp av egnete festeinnretninger, såsom bolter 115 og muttere 117. Huset 12 er formet rundt den ytre enden av boringen 114 slik at den innbefatter en avsmalnende flate 122 og en sylindrisk flate 124 som har en større diameter enn boringen 114. Styreventilen 116 strekker seg rundt den indre enden av dens sentrale boring 118 slik at den innbefatter en avsmalnende flate 126 og en sylindrisk flate 128 som har en større diameter enn boringen 118. Tetningsringen 130 er i hovedsak identisk med tetningsringen 84, vist på figur 2 og virker slik at den tetter mot de sylindriske flatene 124 og 128. En bør imidlertid merke seg at huset 12 og ventilen 116 begge innbefatter avsmalnende flater 122 og 126 som kan brukes til å oppnå en sikker tetning ved bruk av en pakning i stedet for en tetningsring 130 som er identisk med tetningsringen 52 og som vil gi presspasning som tilveiebrin-ges ved de avsmalnende flatene til tetningsringen 52 med litt større diameter enn de avsmalnende flatene som er i inngrep med tetningsringens avsmalnende flater.

Det er også å merke seg at en forbedret tetning i henhold til den foreliggende oppfinnelse kunne anvende den avsmalnende ytre tetningsutformingen til tetningsringen 52 sammen med den ytre sylindriske utformingen til tetningsringen 84

i tilfellet hvor en av tetningsflatene er oppskrapet eller på annen måte ødelagt. Dette kunne utføres ved at den ene eller begge de ytre avsmalnende flatene som strekker seg fra flensen ble innlemmet. På grunn av pasningen til slike avsmalnende tetningsflater vil en kilevirkning til husets tettende overflate sørge for at en unngår problemer med slike oppskrapinger eller andre mindre overflateødeleggel-ser, og derved eliminere behovet for manuell sluttbehandling med polering av en slik flate.

Claims

1. Brønnhodekonstruksjon omfattende et brønnhodehus (12) med en gjennomgående, sentral boring (14), en øvre forsenkning som har en større diameter enn den sentrale boringens diameter og som danner en oppadvendt anleggsflate (32, 34) og en under anleggsflaten beliggende, innvendig tetningsflate som har

større diameter enn den sentrale boringens diameter og innbefatter et første avsmalnende flateparti (36) som strekker seg nedad og innad fra anleggsflaten, og et sylindrisk flateparti (38) som er parallelt med aksen til den sentrale boring, en første tetningsring (52) som har en sentral boring (54) med hovedsakelig den samme diameter som diameteren til brønnhodehusets sentrale boring, en utvendig flens (56) som har en radial dimensjon for anlegg mot anleggsflaten (32, 34) og som strekker seg over denne, en øvre og nedre tetningsleppe, hvorav den nedre har et rørformet parti (64) med en flate som strekker seg aksielt med aksen til tetningsringens (52) boring og har mindre diameter enn diameteren til det sylindriske flateparti (38), slik at det rørformete parti (64), når det er anbrakt i brønnhodehuset (12), strekker seg aksielt med huset for å beskytte en vesentlig del av det sylindriske flateparti (38), idet den øvre tetningsleppe har en ytterkontur fortetting mot innsiden av konstruksjonen (16) som skal tilkoples over brønnhode-huset; samt en andre tetningsring (84) som har en sentral boring (86) med hovedsakelig samme diameter som diameteren til brønnhodehusets sentrale boring (14), en utvendig flens (88) som har en radial dimensjon for anlegg mot brønn-hodehusforsenkningens anleggsflate (32, 34) og som strekker seg over denne, samt en øvre og nedre tetningsleppe, hvorav den nedre har et rørformet parti med en flate som strekker seg aksielt med aksen til tetningsringens boring og har mindre diameter enn diameteren til det sylindriske flateparti;karakterisertved at brønnhodehuset (12) har et andre avsmalnende flateparti som avsmalner nedad og innad fra den nedre ende av det sylindriske flateparti (38) og ender ved den sentrale boring, at den første tetningsringens (52) nedre tetningsleppe har en avsmalnende flate (60) som strekker seg fra den utvendige flens og er innrettet for anlegg mot det første avsmalnende flateparti (36), at den andre tetningsringens (84) nedre tetningsleppe har en utvendig tetningsflate (96) som strekker seg fra den utvendige flens og er innrettet for tettende anlegg mot det sylindriske flateparti (38), og at den første (52) og andre (84) tetningsring er utskiftbart mon-tert i brønnhodet for avtetting mot ulike øvre konstruksjoner.

2. Brønnhodekonstruksjon ifølge krav 1,karakterisert vedat den avsmalnende flate (60) på den første tetningsring (52) har en diameter som gir en presspasning med det første avsmalnende flateparti (36).

3. Brønnhodekonstruksjon ifølge krav 1 eller 2,karakterisert vedat den første tetningsringens (52) øvre leppe er et speilbilde av den nedre leppe.

4. Brønnhodekonstruksjon ifølge et av de foregående krav,karakterisert vedat den andre tetningsringens (84) nedre tetningsleppe har en utvendig avsmalnende tetningsflate (76) med en diameter som gir et presspasning-tetningsanlegg mot det første avsmalnende flateparti (36).

5. Brønnhodekonstruksjon ifølge et av de foregående krav,karakterisert vedat den andre tetningsringens (84) nedre tetningsleppe omfatter en avrundet utvendig flate (108) nær leppens nedre ende og med en diameter for tetningsanlegg mot det sylindriske flateparti (38).

6. Brønnhodekonstruksjon ifølge et av de foregående krav,karakterisert vedat den andre tetningsringens (84) øvre tetningsleppe er speilbildet av den nedre tetningsleppe.