NO311308B1 - Tetningsapparat for anvendelse i et underjordisk borehull samt en fremgangsmåte for tetting i et borehull - Google Patents

Tetningsapparat for anvendelse i et underjordisk borehull samt en fremgangsmåte for tetting i et borehull Download PDF

Info

Publication number
NO311308B1
NO311308B1 NO19942818A NO942818A NO311308B1 NO 311308 B1 NO311308 B1 NO 311308B1 NO 19942818 A NO19942818 A NO 19942818A NO 942818 A NO942818 A NO 942818A NO 311308 B1 NO311308 B1 NO 311308B1
Authority
NO
Norway
Prior art keywords
sealing
metal
ring
borehole
elastic material
Prior art date
Application number
NO19942818A
Other languages
English (en)
Other versions
NO942818L (no
NO942818D0 (no
Inventor
George James Melenyzer
John Lindley Baugh
Original Assignee
Baker Hughes Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Baker Hughes Inc filed Critical Baker Hughes Inc
Publication of NO942818D0 publication Critical patent/NO942818D0/no
Publication of NO942818L publication Critical patent/NO942818L/no
Publication of NO311308B1 publication Critical patent/NO311308B1/no

Links

Classifications

    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B33/00—Sealing or packing boreholes or wells
    • E21B33/10—Sealing or packing boreholes or wells in the borehole
    • E21B33/12—Packers; Plugs
    • E21B33/1208—Packers; Plugs characterised by the construction of the sealing or packing means
    • E21B33/1212—Packers; Plugs characterised by the construction of the sealing or packing means including a metal-to-metal seal element
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B33/00—Sealing or packing boreholes or wells
    • E21B33/10—Sealing or packing boreholes or wells in the borehole
    • E21B33/12—Packers; Plugs
    • E21B33/1208—Packers; Plugs characterised by the construction of the sealing or packing means
    • E21B33/1216—Anti-extrusion means, e.g. means to prevent cold flow of rubber packing
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B33/00—Sealing or packing boreholes or wells
    • E21B33/10—Sealing or packing boreholes or wells in the borehole
    • E21B33/12—Packers; Plugs
    • E21B33/128—Packers; Plugs with a member expanded radially by axial pressure

Landscapes

  • Geology (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mining & Mineral Resources (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Fluid Mechanics (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Geochemistry & Mineralogy (AREA)
  • Gasket Seals (AREA)
  • Sealing Devices (AREA)
  • Earth Drilling (AREA)
  • Mechanical Sealing (AREA)

Description

Foreliggende oppfinnelse angår generelt metall-til-metall-tetninger for bruk i olje- og gassborehull, og spesielt metall-til-metall-tetninger som føres inn i borehullet og festes mot borehulloverflatene.
Kompletteringsoperasjoner i borehull krever ofte fremstilling av gasstette tetninger av høy kvalitet, som skal ha lang driftstid. Tetninger som omfatter elastomere komponenter er til slutt utsatt for ødeleggelse etter forlenget eksponering for korroderende fluider og høye temperaturer. Når de elastomere komponentene aktiveres, er det også sannsynlig at de strømmer langs med ekstrusjonsveier dersom de ikke kontrolleres.
US 4 719 971 omtaler en metall-til-metall-tetning til bruk i brønnhode-systemer for tetting av ringrommet mellom en brønnhodeforingsrørhenger og den omgivende sylindriske veggen til et brønnhode. Tetningsanordningen omfatter en tetningsring bestående av metallepper og elastomerer som, når tetningsanordningen aktiveres av en kilering, vil gå i inngrep med brønnhodet.
US 4 790 572 omtaler en tetningssammenstilling for tetting mellom en foringsrørhenger og et brønnhode. Oppfinnelsen angår generelt tetningssammen-stillinger lokalisert mellom en foringsrørhenger og et brønnhode, etter sementering er tetningen posisjonert i det ringformede rommet mellom foringsrørhengeren og brønnhodet.
Når tetningsinnretninger ifølge teknikkens stand senkes ned i olje- og gassborehull, utsettes dessuten elastomere komponenter for aksiale krefter fra fluider i brønnen, som noen ganger forårsaker fjerning, eller "avskrubbing" av den elastomere komponenten, for derved alvorlig å svekke tetningens virkning.
Metallkomponenter kan anvendes for å oppnå gasstette tetninger, men de er generelt egnet for helt andre primitive omgivelser enn borehull. Et problem med metalltetningskomponenter er at de, på samme måte som elastomere komponenter, til slutt vil bli nedbrutt etter forlenget eksponering for korroderende fluider.
Det er et formål med foreliggende oppfinnelse å tilveiebringe en metall-til-metall-tetning for anvendelse for tetning mot et rett borerør anbrakt i et borehull.
Det er et annet formål med foreliggende oppfinnelse å tilveiebringe en bore-hulltetning som kombinerer fordelene med elastomere og metall-til-metall-tetninger.
Det er enda et formål med foreliggende oppfinnelse å tilveiebringe en bore-hulltetning som omfatter både metall-til-metall- og elastomere tetningsdeler som arbeider i kombinasjon for å tilveiebringe en gasstett tetning av høy kvalitet i et borehull.
Det er enda et formål med foreliggende oppfinnelse å tilveiebringe et tetningsapparat for anvendelse i et borehull med en tetningsoverflate som omfatter en rekke utvidede deler som avgrenser metalltetningspunkter som kommer i kontakt med en borehulloverflate under en tetningsarbeidsmåte.
Det er enda et formål med foreliggende oppfinnelse å tilveiebringe et tetningsapparat for anvendelse i et borehull med en tetningsoverflate som omfatter en rekke utvidede deler som avgrenser metalltetningspunkter som kommer i kontakt med en borehulloverflate under en tetningsarbeidsmåte, idet nevnte tetningsapparat dessuten omfatter et sjikt av elastisk materiale anbrakt over tetningsoverflaten, hvori de utvidede delene tilveiebringer en skjelettstruktur for sjiktet av elastisk materiale, for å hindre avskrubbing av sjiktet av elastisk materiale under en bevegelsesarbeidsmåte.
Disse og andre formål oppnås ved et tetningsapparat for anvendelse i et underjordisk borehull ifølge det selvstendige krav 1.
Videre oppnås målet med oppfinnelsen ved en fremgangsmåte for tetting i et borehull ifølge det selvstendige krav 15.
Et tetningsapparat er omtalt for anvendelse i et underjordisk borehull hvori det er anbrakt et borehullrør. Borehullrøret avgrenser en borehulloverflate. Forseglingen omfatter en rekke komponenter som samarbeider. Det foreligger et transportrør, som kan plasseres inne i borehullet på et valgt sted i forhold til borehulloverflaten. Det foreligger en tetningsring som er anbrakt rundt minst en del av transportrøret. Tetningsringen har en første overflate nær transportrøret og en andre overflate som er i fjernere avstand fra transportrøret. Den andre overflaten avgrenser en tetningsoverflate, og den omfatter et flertall deler, idet utvalgte slike av flertallet av deler i tetningsringen strekker seg radialt fra transportrøret i minst én radial dimensjon. De valgte delene avgrenser minst ett metalltetningspunkt for selektiv og tettende kontakt med borehulloverflaten.
Tetningsapparatet kan opereres på en rekke måter, inkludert en bevegelsesarbeidsmåte og en tetningsarbeidsmåte. I bevegelsesarbeidsmåten holdes tetningsringen i en radialt redusert stilling, ute av kontakt med borehulloverflaten. I tetningsarbeidsmåten er metalltetningspunktet i tetningsringen i tettende metall-til-metall-kontakt med borehulloverflaten, for således å tilveiebringe en væsketett tetning ved et valgt sted mellom transportrøret og borehull-røret. Tetningsapparatet omfatter videre en aktivatordel, som kan aktiviseres selektivt og på avstand, for å presse tetningsringen mellom bevegelses- og tetningsarbeidsmåtene.
Den indre overflaten av borehullrøret mot hvilken tetningen arbeider, og den første overflaten av tetningsringen omfatter en indre overflate som er nær en ytre overflate av transportrøret, idet den andre overflaten av tetningsringen omfatter en ytre overflate som står i tettende kontakt med den indre overflaten av borehullrøret under tetningsarbeidsmåten.
Den indre overflaten av tetningsringen avgrenser minst delvis også en klaring som foreligger mellom tetningsringen og transportrøret. Aktivatoren omfatter en kilekomponent som drives inn i dette hulrommet for selektivt radialt å ekspandere tetningsringen mellom den radialreduserte bevegelsesarbeidsmåten og den radialekspanderte tetningsarbeidsmåten. Tetningsringen ekspanderes fortrinnsvis radialt i form ved formasjon av kilevirkningen av aktivatordelen.
Metalltetningspunktet i tetningsringen omfatter minst én periferisk tetnings-kant, som generelt har et triangelformet tverrsnitt, og som presses til kontakt med borehulloverflaten under tetningsarbeidsmåten. Tetningsapparatet omfatter fortrinnsvis også et sjikt av elastisk materiale anbrakt over minst en del av tetningsringens tetningsoverflate. Sjiktet av elastisk materiale har en indre overflate som er i kontakt med tetningsringens tetningsoverflate. Utvalgte av flertallet av deler av tetningsringen strekker seg radialt utover og inn i sjiktet av elastisk materiale, og er i gripekontakt med dette. Disse radialt utvidede delene hindrer sjiktet av elastisk materiale fra avskrubbing under bevegelsesarbeidsmåten. Sjiktet av elastisk materiale omfatter en ytre overflate av i det vesentlige jevn radial dimensjon, som står i tettende kontakt med borehulloverflaten under tetningsarbeidsmåten, som supplement for tetningskontakten mellom metalltetningspunktet og borehulloverflaten. Det elastiske materiale ytterligere for å hindre innesperring av borehullfluider mellom valgte metalltetningspunkter under tetningsarbeidsmåten, mens tetningspunktene også tjener til å hindre ekstrusjon av sjiktet av elastisk materiale.
Delene av tetningsringens tetningsoverflate som avgrenser de utvidede delene, strekker seg fortrinnsvis inn i sjiktet av elastisk materiale, og tilveiebringer en skjelettstruktur (dvs. et strukturelt rammeverk) for sjiktet av elastisk materiale, for å hindre avskrubbing av sjiktet av elastisk materiale under bevegelsesarbeidsmåten. Rekken av utvidede deler er orientert i valgte vinkler i forhold til tetningsringen for å motvirke retningskrefter som virker på sjiktet av elastisk materiale under bevegelsesarbeidsmåten. Rekken av utvidede deler omfatter fortrinnsvis minst én utvidet del som er orientert generelt utover og nedover fra tetningsringens tetningsoverflate for å motvirke aksiale krefter oppover som virker på sjiktet av elastisk materiale under bevegelsesarbeidsmåten, og minst én utvidet del som er orientert generelt utover og oppover fra tetningsringens tetningsoverflate for å motvirke aksiale krefter nedover som virker på sjiktet av elastisk materiale under bevegelsesarbeidsmåten.
Som konstatert ovenfor, avgrenser tetningsringens indre overflate minst delvis et hulrom mellom tetningsringen og transportrøret, som generelt har et triangelformet tverrsnitt. Aktivatordelen avsluttes med en kiledel som også generelt har et triangelformet tverrsnitt, og som strekker seg i en valgt avstand inn i hulrommet under bevegelsesarbeidsmåten, men som presses dypere inn i hulrommet under tetningsarbeidsmåten. Tetningsringen er fremstilt av et utvalgt materiale som gir etter for å ekspandere en valgt avstand i forhold til arbeidsrøret, som respons på innføring av kiledelen i hulrommet. Aktivatordelen omfatter en aktivatormansjett som i omkretsen kommer i kontakt med transportrøret, idet kileringen koples til den nedre enden av aktivatormansjetten, og innretninger for på-føring av en valgt aksial kraft på aktivatormansjetten. En låsemekanisme foreligger også i den foretrukne utførelsesformen som bare tillater bevegelse av aktivatormansjetten nedover i forhold til transportrøret for å hindre metall-til-metall-tetningen ifølge foreliggende oppfinnelse fra tilfeldig å miste kontakten i tetningsfremgangsmåten.
Ytterligere formål, trekk og fordeler vil fremgår av den skrevne beskrivelse som følger.
De nye trekkene som anses karakteristiske for oppfinnelsen angis i de medfølgende kravene. Oppfinnelsen selv vil imidlertid, så vel som den foretrukne anvendelsesmåten, ytterligere formål og fordeler med denne, best forstås ved henvisning til den følgende detaljerte beskrivelse av en illustrerende utførelses-form, sett i sammenheng med de medfølgende tegningene, hvori: Fig. 1 viser et fjerdedels lengdesnitt av den foretrukne utførelses-formen av tetningsapparatet ifølge foreliggende oppfinnelse i en bevegelsesarbeidsmåte, anbrakt konsentrisk inne i et borehullrør;
fig. 2 viser et fjerdedels lengdesnitt av den foretrukne utførelsesformen av tetningsapparatet ifølge foreliggende oppfinnelse i en tetningsarbeidsmåte, i tettende kontakt med en indre overflate av et borehullrør;
fig. 3a viser et partielt lengdesnitt av en stamme ifølge teknikkens stand, hvorpå det er anbrakt et ytre elastomert sjikt;
fig. 3b viser et partielt lengdesnitt av en stamme ifølge teknikkens stand, med et elastomert ytre sjikt som er avskrubbet fra stammen som svar på aksiale krefter som er påført på dette;
fig. 4 viser et partielt lengdesnitt av det foretrukne tetningsapparatet ifølge foreliggende oppfinnelse i en stilling mellom bevegelses- og tetningsarbeidsmåtene;
fig. 5 viser et delvis lengdesnitt av den foretrukne utførelsesformen av tetningsapparatet ifølge foreliggende oppfinnelse i en tetningsarbeidsmåte;
fig. 6 viser et partielt lengdesnitt av en alternativ utførelsesform av tetningsapparatet ifølge foreliggende oppfinnelse i en tetningsarbeidsmåte;
fig. 7 viser et fragmentarisk lengdesnitt av tetningsapparatet ifølge foreliggende oppfinnelse, som avbilder aktivatorbindingen som tillater en overføring av aksial kraft i bare én retning, som tjener til å låse tetningsapparatet i tetningsarbeidsmåten i tettende kontakt med borehulloverflaten; og
fig. 8 viser et forenklet, aksielt lengdesnitt av det foretrukne tetningsapparatet ifølge foreliggende oppfinnelse, som avilder den geometriske konfigurasjonen av tetningsringens tetningsoverflate, som skal leses med henvisning til tabeller 1 og 2, som gir aktuelle dimensjoner for den foretrukne utførelsesformen.
Fig. 1 viser et fjerdedels lengdesnitt av den foretrukne utførelsesformen av tetningsapparatet 11 ifølge oppfinnelsen i en bevegelsesarbeidsmåte, hvilket apparat er anbrakt konsentrisk inne i borehullrøret 13. Transportrøret 17 er fortrinnsvis koplet til den kraftoverførende mansjetten 18 som er en del av en rørformet arbeidsstreng (ikke vist) som anvendes for å senke transportrøret 17 til et valgt sted inne i borehullet 25 i forhold til røret 13.
Tetningsapparatet 11 i den foretrukne utførelsesformen av foreliggende oppfinnelse som vises på fig. 1, omfatter tetningsring 19 som er periferisk anbrakt rundt minst en del av den ytre overflaten 29 av transportrøret 17. Som det fremgår av fig. 1, omfatter tetningsringen 19 den indre overflate 31 og den ytre overflate 33, idet den indre overflate 31 omfatter øvre del 35 og nedre del 37, der den øvre delen 35 minst delvis avgrenser et ringformet hulrom 39 som strekker seg periferisk rundt den ytre overflaten 29 av transportrøret 17 og tetningsringen 19, og som generelt har et triangelformet tverrsnitt. Den indre overflaten 31 av tetningsringen 19 omfatter videre den nedre delen 37 som periferisk er i kontakt med den ytre overflaten 29 av transportrøret 17.
Som det fremgår av fig. 1, strekker aktivatordelen 21 seg nedover i det ringformede hulrommet 39 og fyller det fullstendig. Aktivatordelen 21 omfatter en konisk kilering 41, kraftoverførende mansjett 18 og aktivatorbinding 43. I den foretrukne utførelsesformen er kileringen 43 og den kraftoverførende mansjetten 18 koplet ved hjelp av ytre gjenger 45 på den øvre enden av kileringen 41, og med indre gjenger 47 med den nedre enden av den kraftoverførende mansjetten 18. Aktivatorbindingen 43 omfatter videre en sperrering 49 og støttering 51. Sperreringen 49 er ringformet og omfatter en indre overflate på hvilken det er anbrakt sperretenner 53 som vender innover, som er fremstilt i "ned"-stilling. Disse innadvendende sperretennene 53 er tilpasset for å komme i kontakt med utadvendende sperretenner 55 som er anbrakt periferisk langs en del av den ytre overflaten 29 av transportrøret 17, og som er fremstilt i "opp"-stilling. Sperretenner 55 er tilpasset til bare å tillate nedadgående bevegelse av sperreringen 51, og å motsette seg oppadgående bevegelse av sperreringen 49 i forhold til transport-røret 17.
Fig. 2 viser et fjerdedels lengdesnitt av den foretrukne utførelsesformen av tetningsapparatet 11 ifølge oppfinnelsen i en tetningsfremgangsmåte, i tettende kontakt med borehulloverflaten 15 av røret 13. Slik det vises der, vil nedadgående bevegelse av den kraftoverførende mansjetten 18 forårsake kileringen 41 til å presses nedover i det ringformede hulrommet 39, som pålegger en radialkraft på tetningsringen 19 og får det materiale som danner tetningsringen 19 til å deformeres ved å ekspanderes radialt utover og i kontakt med borehulloverflaten 15 av røret 13. Nedadgående bevegelse av den kraftoverførende mansjetten 18 får også sperreringen 49 til å bevege seg nedover langs den ytre overflaten 29 av transportrøret 17. Som konstatert ovenfor, sikrer orienteringen av sperretennene 53, 55 at bevegelsen av sperreringen 49 er begrenset til én retning, nemlig nedover, i forhold til transportrøret 17.
Tetningsringen 19 hindres fra å bevege seg nedover som svar på nedover-flytting av den kraftoverførende mansjetten 18 ved påvirkning av støttedelen 57, som er festet i en fast stilling i forhold til transportrøret 17 med en gjenget kopling 63 og foreningen av den indre skulder 59 på støttedelen 57 og den ytre skulder 61 på transportrøret 17.
Den potensielle lekkasjevei ved kontaktflaten mellom den kraftoverførende mansjetten 18 og transportrøret 17 tettes ved operasjon av O-ringtetningen 65, som er anbrakt i O-ring-hulrommet 67 ved den ytre overflaten 29 av transportrøret 17, som virker til å tilveiebringe en dynamisk, gasstett tetning med den indre overflaten 69 av den kraftoverførende mansjetten 18.
Som vist i fig. 2 omfatter tetningsringen 19 et sjikt av elastisk materiale 71, som i den foretrukne utførelsesformen er et elastomert sjikt som er dannet på, eller ved hjelp av konvensjonelle midler, bundet til den ytre overflaten 33 av tetningsringen 19.
Fig. 3a og 3b viser partielle lengdesnitt av en stamme ifølge teknikkens stand, hvorpå det er anbrakt et elastomert ytre sjikt, idet fig. 3b viser avskrubbing av det elastomere sjiktet fra stammen som svar på aksiale krefter som er påført dette. Fig. 3a er et forenklet bilde av en konstruksjon som er vanlig i utstyr for borehull-komplettering, i hvilken et elastomert bånd 72 er bundet til en ytre overflate av stammen 73 ved hjelp av klebemiddel 75 (som ikke er synlig verken på fig. 3a eller 3b). Under bevegelsesfremgangsmåter vil stammen 73 bli senket ned i et borehull hvori det er anbrakt fluider. Fluidstrøm inne i brønnen i kombinasjon med det trykkdifferensiale som skapes ved tilstopping av en del av borehullet av stammen 73, vil skape aksial kraft 77 som kan fjerne det elastomere båndet 72 fra stammen 73, hvilket resulterer i "avskrubbing" av det elastomere båndet 72. Tap eller forflytning av det elastomere båndet 72 kan naturligvis skade operasjonen av et borehullverktøy alvorlig, hvilken f.eks. kan være avhengig av det elastomere båndet 72 for å gi en tettende kontakt med andre borehullkomponenter.
Tetningsapparatet 11 ifølge foreliggende oppfinnelse er beregnet på å unngå avskrubbing av et sjikt av elastisk materiale 71, men fungerer også for å tilveiebringe en tetning som kombinerer mange av de attraktive trekkene av metall-til-metall-tetninger og elastomere tetninger, slik det nå skal beskrives med henvisning til fig. 4 og 5.
Fig. 4 viser et partialt lengdesnitt av det foretrukne tetningsapparatet 11 ifølge foreliggende oppfinnelse i en stilling som ligger mellom bevegelses- og tetnings-arbeidsmåtene som er avbildet i fig. 1 og 2. Fig. 5 viser et partielt lengdesnitt av den foretrukne utførelsesformen av tetningsapparatet 11 ifølge foreliggende oppfinnelse i en tetningsarbeidsmåte, i gasstett og væsketett tettende kontakt med borehulloverflaten 15 til røret 13. Som vist omfatter kileringen 41 en indre overflate 83 som glidbart kommer i kontakt med den ytre overflaten 29 til transportrøret 17. Den potensielle lekkasjeveien ved kontaktflaten mellom den indre overflaten 83 og den ytre overflaten 29 er tettet mot lekkasje ved operasjon av O-ringtetningen 81, som er anbrakt i O-ring-hulrommet 79, som er dannet i transportrøret 17 på den ytre overflaten 29.
Kileringen 41 omfatter videre ytre overflate 85, som glidbart kommer i kontakt med den indre overflaten 31 til tetningsringen 19. Den potensielle lekkasjeveien ved kontaktflaten mellom den indre overflaten 31 og den ytre overflaten 85 er tettet mot fluidlekkasje ved operasjon av O-ringtetningen 87, som er anbrakt i O-ringhulrommet 89 som er dannet i tetningsringen 19 på den indre overflaten 31. O-ringtetningen 87 tilveiebringer en gasstett og fluidtett, dynamisk tetning ved den glidende kontaktflaten mellom overflatene.
Som det fremgår av fig. 4, er kileringens 41 indre overflate 83 parallell med transportrørets 17 sentrale lengdeakse. I motsetning til dette, er kileringens 41 ytre overflate 85 anbrakt i en vinkel fra transportrørets 17 sentrale lengdeakse. Som vist sikret avsmalningen av kileringen 41, som avgrenses av helningen av den ytre overflaten 85, at kileringens 41 øvre deler vil ha større radial dimensjon enn kileringens 41 nedre deler. I den foretrukne utførelsesformen av foreliggende oppfinnelse, omfatter kileringen 41 en ytre overflate 85 som er anbrakt med tre (3) graders helning fra transportrørets 17 sentrale lengdeakse.
Slik det fremgår av fig. 4, omfatter tetningsringen 19 hevede deler 91, 93, 95, 97, 99, 101 og 103 som strekker seg radialt utover fra tetningsringens 19 legemsdel 105 med flere radiale dimensjoner, og som avgrenser en rekke utvidelsesdeler som strekker seg fra legemsdelen 105 og som tjener en rekke funksjoner inkludert: virker i en metall-til-metall-tetningskontakt med borehulloverflaten 15, tilveiebringer elastiske støttetetninger som supplementerer tetningsvirkningen av metall-til-metall-tetningene, hindrer oppfanging av korroderende eller andre borehullsfluider mellom valgte metalltetningspunkter, og å tilveiebringe et skjelett-rammeverk for et sjikt av elastisk materiale 71 som strekker seg over det meste av den ytre "tetnings"-overflaten 33 på tetningsringen 19 og som hindrer "avskrubbing" av sjiktet av elastisk materiale 71 på grunn av aksiale krefter som påføres på sjiktet av elastisk materiale 71 under bevegelsesfrem-gangsmåten. Som vist i fig. 4, avgrenser sjiktet av elastisk materiale 71 en i det vesentlige jevn tetningsoverflate 107, som har generelt sylindrisk form, som fullstendig dekker de hevede delene 91, 93, 95, 97, 99, 101 og 103.
De hevede delenes 91, 93, 95, 97, 99, 101, 103 og sjiktet av det elastisk materialets 72 funksjoner, kan best forklares med henvisning til fig. 5 og 6, som i partielt lengdesnitt viser to utførelsesformer av tetningsapparatet 11 ifølge foreliggende oppfinnelse, der de virker som tetningsfremgangsmåter. Den utførelses-form som er vist på fig. 5 er den foretrukne utførelsesformen ifølge oppfinnelsen, mens den utførelsesform som er vist på fig. 6 er en alternativ utførelsesform av oppfinnelsen. Forskjellene mellom disse utførelsesformene forklares enkelt med henvisning til fig. 5 og 6. Som vist i fig. 5, består metalltetningspunkter 109, 111 og 113 av et materiale som er mykere enn det materiale som danner borehulloverflaten 15 i røret 13. De ytre delene (dvs. "tuppene") av metalltetningspunktene 109, 111 og 113 er avstumpet eller litt deformert etter å ha vært i kontakt med rørets 13 borehulloverflate 15. Selv om de er avstumpet, tilveiebringer de fortsatt et null ekstrusjonsgap og en gasstett tetning mellom tetningsring 19 og rørets 13 borehulloverflate 15. I motsetning til dette består metalltetningspunktene 115, 117 og 119 i utørelsesformen på fig. 6, av et materiale som er hardere enn det som danner borehulloverflate 15 til den rørformede del 13; metalltetningspunktene 115, 117 og 119 vil derfor i virkeligheten penetrere materialet som danner borehulls-overflaten 15 til den rørformede delen 13, og også tilveiebringe en null ekstrusjonsåpning for en gasstett tetning.
I den foretrukne utførelsen i fig. 5 er metalltetningspunktene 109, 111, 113 formet av 1020-stål, som har en kjent, industriell standardisert elastisitetsmodul og Poisson-forhold; idet den rørformede del 13 består av en polert tetningsboring som er formet av 4140-stål. I den alternative utførelsen i fig. 6 bør metalltetningspunktene 115, 117, 119 være laget av et hardere stål. Selvfølgelig kan tetningsapparatet 11 ifølge den fremlagte oppfinnelse også fungere for å tilveiebringe et metall-til-metall-tetningsinngrep med konvensjonelle brønnrørseksjoner, slik som rør- og foringsstrenger.
Ved igjen å gå tilbake til fig. 5, vil samarbeidet mellom metallet og de elastiske tetningskomponentene beskrives detaljert. Denne beskrivelsen er like an-vendelig for utførelsen i fig. 6. De prinsipielle funksjonene til tetningsring 19, med lag av elastisk materiale anbrakt derpå, innbefatter å tilveiebringe en høykvalitets-, gasstett, metall-til-metall-tetning mellom tetningsring 19 og borehulloverflaten 15 til den rørformede del 13, og å tilveiebringe en elastisk back up-tetning mellom laget av elastisk materiale 71 og borehulloverflaten 15 til rørdel 13, og å hindre ekstru-sjonen av partier til laget av det elastisk materiale 71 fra mellom valgte metalltetningspunkter, og å hindre akkumuleringen eller oppsamlingen av korroderende eller andre borehullsfluider rundt eller mellom valgte metall-tetningspunkter.
Som vist i fig. 5, ettersom kilering 41 kiles nedover i ringformet hulrom 39, presses tykkere partier av kilering 41 mellom transportrøret 17 og tetningsring 19 (som begge er stasjonære). Tetningsring 19 holdes i en fast posisjon i forhold til både transportrør 17 og rørformet del 13 ved operasjon av støttedel 57. Kilering 41 vil påføre en kraft til tetningsring 19 som innbefatter både aksielle og radielle kraftkomponenter. Kraft fremskaffes til kilering 41 ved konvensjonelle midler, slik som påføring av vekten av en bore- eller overhalingsrigg på en arbeidsstreng som inkluderer kraftoverførende mansjett 18. Den aksiale kraftkomponent som tilveiebringes av kileringen 41 tjener til å overvinne friksjonsmotstanden mot innføring av kileringen 41 i det ringformede hulrommet 39. Den radiale kraftkomponenten (som er en sinusfunksjon av den aksiale kraftkomponenten, og som avhenger av helningsvinkelen for kileringens 41 ytre overflate) tjener til å arbeide mot det materiale som omfatter tetningsringen 19, og forårsaker deformering av tetningsringen 19 ved å ekspandere tetningsringen 19 radialt utad mellom den radialt reduserte stillingen ved bevegelsesarbeidsmåten og den radialt ekspanderte stillingen for tetningsarbeidsmåten.
I den foretrukne utførelsesformen av foreliggende oppfinnelse er transport-røret 17 fremstilt av 4140-stål, som har kjent elastisitetsmodul og Poisson-forhold av industristandard, i form av en sylinder med en ytre diameter på 17,8 cm og en indre diameter på 15,9 cm. I den foretrukne utførelsesformen er tetningsringen 19 også fremstilt av 1020-stål (dimensjonene av den foretrukne tetningsringen 19 ifølge foreliggende oppfinnelse skal beskrives mer detaljert nedenfor med henvisning til fig. 8). Transportrøret 17 vil ikke falle sammen eller gi etter som svar på radial kraft påført tetningsringen 19 ved operasjon av kileringen 41. I stedet vil transportrøret 17 utgjøre en fast støtte for kileringen 41.
Tetningsringen 19 vil derfor ekspandere radialt utover som svar på den radiale komponenten av den aksialkraft som påføres ved operasjon av kileringen 41. Resultatet av denne operasjonen er at metalltetningspunktene 109, 111 og 113 vil bli presset radialt utover i kontakt med rørets 13 borehulloverflate 15. I den foretrukne utførelsesformen vil metalltetningspunktene 109, 111, 113, siden de er dannet av et materiale som er sammenlignbart i hardhet med borehulloverflaten 15, bli avstumpet og deformert, og kan faktisk strekke seg litt inn i borehulloverflaten og allikevel gi en gasstett, ekstrusjonsresistent metall-til-metall-tetning ved rørets 13 borehulloverflate 15.
Når tetningsringen 19 og sjiktet av elastisk materiale 71 presses radialt utover, utstøtes borehullfluidet, inkludert korroderende fluider, som ellers ville ha vært innfanget mellom tetningspunktene 109, 111 og 113, forflyttes enten oppover eller nedover i forhold til tetningsringen 19.
Sjiktet av elastisk materiale 71, som i den foretrukne utførelsesformen omfatter et elastomert bånd, vil selv komme i tettende kontakt med rørets 13 borehulloverflate 15, for å tilveiebringe en støttetetning for de tetninger som tilveiebringes av metalltetningspunktene 109, 111 og 113. Tetningsvirkningen av sjiktet av elastisk materiale 71 kan være ganske god, forutsatt at temperaturene i borehullet nær tetningsapparatet 11 er under 232°C. Temperaturer over 232°C vil snart ødelegge tetningsfunksjonen til sjiktet av elastisk materiale 71, hvilket fortrinnsvis er fremstilt av et elastomert materiale. Termoplastiske eller andre materialer kan imidlertid også anvendes for å fremstille sjiktet av elastisk materiale 71, som har enda høyere arbeidstemperaturområder, og som således er anvend-bare i borehullområder som har temperaturer som overstiger 232°C.
Uavhengig av det temperaturområde som forekommer i borehullet tjener tetningskontakten mellom metalltetningspunktene 109,111 og 113 også til å tilveiebringe en ekstrusjonsbarriere til deler 121, 123 av sjiktet av elastisk materiale 71 som er innfanget mellom tetningspunktene henholdsvis 109, 111 og 113. Når borehulltemperaturene således er høye, tjener delene 121, 123 primært som en mekanisme for evakuering av borehullfluider fra områder mellom tetningspunktene 109, 111 og 113. Når de temperaturer som forekommer i borehullet imidlertid er innenfor området av arbeidstemperaturen som er forbundet med det materiale som omfatter sjiktet av elastisk materialet 71, tjener delene 121, 123 som elastiske støttetetninger av elastomer type, og samarbeider med metall-til-metall-tetningene i metalltetningspunktene 109, 111 og 113 og rørets 13 borehulloverflate 15. Som vist i fig. 5, tilveiebringer tetningsapparatet 11 ifølge foreliggende oppfinnelse i et lavt temperaturområde tre metall-til-metall-tetninger og to elastiske tetninger.
Som forklart ovenfor i forbindelse med fig. 3a og 3b, skaper borehullfluider under bevegelsesarbeidsmåter aksiale krefter som virker på sjiktet av elastisk materiale 71, og som har en tendens til å forårsake at materialet skrubbes av. Konstruksjon og orientering av hevede deler 91, 93, 95, 97, 99, 101 og 103 (på fig. 4) avgrenser et strukturelt rammeverk på hvilket sjiktet av elastisk materiale 71 formes eller bindes, hvilket hindrer og motstår de aksialkrefter som ellers ville få sjiktet av elastisk materiale 71 til å skrubbes av fra tetningsringen 19.
Idet det vises til fig. 4, tilveiebringer f.eks. hevede deler 91, 103 en ledende kant for tetningsringen 19 som henholdsvis beskytter sjiktet av elastisk materiale 71 fra aksialkrefter som forekommer under forflytning nedover og oppover i borehullet. Den hevede delen 93 avgrenser en utvidet del som er orientert generelt utover og oppover fra tetningsringens 19 tetningsoverflate 33, hvilken strekker seg inn i sjiktet av elastisk materiale 71, og motvirker eller motstår aksialkrefter nedover som virker på sjiktet av elastisk materiale 71 under bevegelsesarbeidsmåten. I motsetning til dette avgrenser den hevede delen 101 en utvidet del som er orientert generelt utover og nedover fra tetningsringens 19 tettende overflate 33, hvilken strekker seg inn i sjiktet av elastisk materiale 71, og som motstår eller motvirker oppadgående aksialkrefter som virker på sjiktet av elastisk materiale 71.
På lignende måte strekker den hevede skulderen som avgrenses av den hevede delen 95 seg i sjiktet av elastisk materiale 71, og er orientert generelt utover og oppover fra tetningsringens 19 tettende overflate 33, for å motstå eller motvirke aksialkrefter nedover som virker på sjiktet av elastisk materiale 71. I motsetning til dette strekker den skulder som er avgrenset av den hevede delen 99 seg inn i sjiktet av elastisk materiale 71 og er orientert generelt utover og nedover fra tetningsringens 19 tettende overflate 33, og tjener til å motstå eller motvirke aksialkrefter oppover som virker på sjiktet av elastisk materiale 17 under bevegelsesarbeidsmåten.
Den hevede delen 97 avgrenser en utvidet del som er orientert direkte radialt utover, og som således er like motstandsdyktig mot aksialkrefter både oppover og nedover, og kan ikke anses som en retningsspesifikk utvidet del. På denne måten samarbeider hevede deler 91, 93, 95, 97, 99, 101 og 103 sammen for å minske muligheten for avskrubbing av sjiktet av elastisk materiale 71 fra tetningsringens 19 tetningsoverflate 33.
Fig. 8 viser et tverrsnitt av tetningsringen 19 i den foretrukne utførelses-formen av foreliggende oppfinnelse, og anvendes for å tilveiebringe en nøyaktig fysisk beskrivelse av de forskjellige komponentene som sammen omfatter tetningsringen 19. Fysiske dimensjoner, inkludert avstander og vinkler, er angitt på figuren, med enkle bokstaver for lengde- og breddedimensjoner og dobbelte bokstaver for vinkler. Bemerk at side-dimensjonslinjen på fig. 8 indikerer diameter av delen, med mindre spesielt annet er angitt. For eksempel indikerer bokstaven "L" den ytre diameter fra den ytterste radiale overflaten av tetningsringens 19 hevede del 103. Andre målinger, som f.eks. "I" indikerer avstanden mellom dimensjonslinjene som er anordnet som et overlegg på tverrsnittet av tetningsring 19. Lengde- og breddedimensjoner er oppført i Tabell 1, og vinkelmålinger er oppført i Tabell 2. Fig. 7 viser et fragmentarisk lengdesnitt av en del av tetningsapparatet 11 ifølge foreliggende oppfinnelse, som viser aktuatorbinding 43 som muliggjør en overføring av aksialkraft i bare én retning for å presse tetningsapparatet 11 i tettende kontakt med borehulloverflaten 15. Aktuatorbindingen 43 ble diskutert generelt ovenfor i forbindelse med fig. 2. Som vist i fig. 7 kommer ytre gjenger 131 i den øvre delen av kileringen 41 i kontakt med indre gjenger 133 i den laveste delen av den kraftoverførende mansjetten 18. Kilering 41 inkluderer en indre hellende overflate 135 som er i kontakt med sperreringens 49 ytre hellende overflate. Sperrering 49 inkluderer innadvendende sperretenner 53 som er i kontakt med utadvendende sperretenner 53 på transportrøret 17, når aksial kraft 31 påføres på den kraftoverførende mansjetten 18. I den foretrukne utførelsesformen omfatter støtteringen 51 en smekkring. O-ring 141 er anbrakt mellom støtteringen 51 og sperreringen 49 og fungerer som en gummiring for å holde støtteringen på plass.
Aktuatorbinding 43 ifølge oppfinnelsen virker for å låse kileringen 41 i en fast stilling i forhold til tetningsringen 19 så snart tetningsfremgangsmåten er oppnådd. Dette sikrer at metall-til-metall-tetningen som er oppnådd på grunn av tetningsapparatet 11 ifølge foreliggende oppfinnelse er aktivert permanent og holdes i tetningsfremgangsmåten for å hindre tilfeldig eller utilsiktet frigjøring av tetningskontakten mellom tetningsringen 19 og rørets 13 borehulloverflate 15.
Foreliggende oppfinnelse kan også kjennetegnes ved en fremgangsmåte for tetning i et borehull hvori er anbrakt et rør som avgrenser en borehulloverflate. Metoden omfatter trinnene å tilveiebringe et metalltransportrør med en sylindrisk ytre overflate, og tilveiebringe en metalltetningsring med minst én sirkelformet utvidet del av metall som strekker seg radialt utover fra metalltetningsringens ytre overflate. Metalltetningsringen skal også ha en indre overflate med kontur. Metalltetningsringen plasseres rundt metalltransportrøret slik at den indre overflaten med kontur minst delvis avgrenser et ringformet hulrom rundt metall-transportrøret. En konisk metallkilering er anordnet, som har en hellende ytre overflate. Den koniske metallkileringen plasseres rundt metalltransportrøret og anbringes minst delvis inne i det ringformede hulrommet mellom metalltransport-røret og metalltetningsringen.
Metalltransportrøret, metalltetningsringen og den koniske metallkileringen senkes ned i borehullet til et ønsket sted inne i den sentrale boringen av røret. Så påføres en aksial belastning på den koniske metallkileringen for å drive den mellom metalltransportrøret og metalltetningsringen, for således å få metalltetningsringen til å deformeres ved å ekspandere radialt utover. Minst én sirkelformet utvidet metalldel som er anordnet på den ytterste overflaten av metalltetningsringen presses i tettende metall-til-metall-kontakt med rørets borehulloverflate.
På denne måten tilstoppes det ringformede område som er avgrenset mellom transportrøret og rørdelen med en gasstett barriere som i det vesentlige helt består av metallkomponenter. Siden tetningsbarrieren består av metall, fortrinnsvis stål, kan metall-til-metall-tetningsapparatet ifølge foreliggende oppfinnelse tilveiebringe en tetning som kan motstå ekstremt høye trykkforskjeller, i motsetning til konvensjonelle tetninger som danner en ringformet barriere som i det minste delvis omfatter vesentlig elastomere komponenter.
Laboratorietester har avslørt at metall-til-metall-tetningsapparatet ifølge foreliggende oppfinnelse kan motstå trykkforskjeller på mellom 703 og 1125 kg/cm<2> ved ekstremt høye temperaturer. Det antas at metall-til-metall-tetningen ifølge foreliggende oppfinnelse kan tilveiebringe en gasstett barriere mot trykkforskjeller på 1406 kg/cm<2> eller mer. Det fremgår derfor at tetningsapparatet og metoden ifølge foreliggende oppfinnelse kan tilveiebringe en gasstett tetningskontakt av høy kvalitet som kan ha mange kommersielle anvendelser ved bore- og kompletteringsoperasjoner.

Claims (18)

1. Tetningsapparat (11) for anvendelse i et underjordisk borehull (25), hvori et borerør (13) er fjernt lokalisert ned i hullet, hvor borerøret avgrenser en nede i brønnen fjernt lokalisert borehulloverflate (15), av ukjent tilstand, idet tetningsapparatet (11) omfatter: et transportrør (17), som kan plasseres inne i det underjordiske borehullet på et valgt sted i forhold til borehulloverflaten, en tetningsring (19) anbrakt rundt minst en del av transportrøret, hvilken tetningsring har en første overflate (31) som er nær transportrøret, og en andre overflate (33), hvilken andre overflate er en tetningsoverflate med et flertall deler (91, 93, 97, 101), og hvor utvalgte av flertallet av deler i tetningsringen strekker seg radialt fra transportrøret i minst én radial dimensjon og avgrenser minst ett metalltetningspunkt (93, 97, 101) for selektiv tettende kontakt med borehulloverflaten, hvor tetningsapparatet kan opereres ifølge et flertall arbeidsmåter, inkludert: bevegelsesarbeidsmåte, der tetningsringen holdes i en radialt redusert stilling, ute av kontakt med borehulloverflaten, for transport nedover gjennom det underjordiske borehullet, tetningsarbeidsmåte hvor det minst ene metalltetningspunkt i tetningsringen er i tettende metall-til-metall-kontakt med borehulloverflaten, for å tilveiebringe en fluidtett tetning på et valgt sted mellom transportrøret og borehullrøret, en aktivatordel (21) som kan aktiveres selektivt og på avstand for å presse en konisk kilering (41), kileringen er selektivt og på avstand glidbart, innførbar mellom tetningsringen og transportrøret for selektivt å bevirke at kileringen presser tetningsringen mellom bevegelses- og tetnings-arbeidsmåtene, og et sjikt av elastisk materiale anbrakt over minst en del av tetningsringens tetningsoverflate, hvilket sjikt av elastisk materiale har en indre overflate i kontakt med nevnte flertall deler i tetningsringen, karakterisert ved at de valgte av flertallet av deler i tetningsringen strekker seg radialt utover og inn i sjiktet av elastisk materiale, og i gripende kontakt med dette, for å hindre at sjiktet av elastisk materiale skrubbes av under bevegelsesarbeidsmåten.
2. Tetningsapparat (11) ifølge krav 1, karakterisert ved at borehulloverflaten (15) omfatter en indre overflate i borerøret (13), den første overflaten i tetningsringen (19) omfatter en indre overflate som er nær en ytre overflate i transportrøret (17), og den andre overflaten i tetningsringen (19) omfatter en ytre overflate som tettende er i kontakt med den indre overflaten av borerøret (13) under tetningsarbeidsmåten.
3. Tetningsapparat (11) ifølge krav 1, karakterisert ved at tetningsringen (19) er radialt ekspandert i form av en deformasjons-kilevirkningen av kileringen (41), fra den radialt reduserte bevegelsesarbeidsmåten til den radialt ekspanderte tetningsarbeidsmåten.
4. Tetningsapparat (11) ifølge krav 1, karakterisert ved at kileringen (41) driver det i det minste ene metalltetningspunkt på tetningsringen (19) til inntrengende kontakt med borerørets (13) borehulloverflate under tetningsarbeidsmåten.
5. Tetningsapparat (11) ifølge krav 1, karakterisert ved at det minst ene metalltetningspunkt i tetningsringen (19) omfatter minst én periferisk tetningskule som generelt har triangulært tverrsnitt, som presses til å trenge inn i borehulloverflaten under tetningsarbeidsmåten ved påvirkning av aktivatordelen.
6. Tetningsapparat (11) ifølge krav 1, karakterisert ved at sjiktet av elastisk materiale omfatter et elastomert bånd som er formet på tetningsringen.
7. Tetningsapparat (11) ifølge krav 1, karakterisert ved at sjiktet av elastisk materiale omfatter en ytre overflate med i det vesentlige jevn radial dimensjon, som tettende kontakter borehulloverflaten under tetningsarbeidsmåten i tillegg til det minst ene metalltetningspunkt i tetningsringen.
8. Tetningsapparat (11) ifølge krav 6, karakterisert ved at borerøret er i kontakt med borehullfluider, og sjiktet av elastisk materiale hindrer oppfanging av borehullfluider mellom utvalgte av minst det ene metalltetningspunkt under tetningsarbeidsmåten.
9. Tetningsapparat (11) ifølge krav 1, karakterisert ved at flertallet av deler i tetningsringen strekker seg radialt fra transportrøret og avgrenser et flertall metalltetningspunkter for kontakt med borehulloverflaten under tetningsarbeidsmåten, et sjikt av elastisk materiale er anbrakt over tetningsringens tetningsoverflate og strekker seg mellom flertallet av metalltetningspunkter, og flertallet av metalltetningspunkter trenger inn i borehulloverflaten under tetningsarbeidsmåten, slik at hvert tilveiebringer en tetning, og sjiktet av elastisk materiale presses i tettende kontakt med borehulloverflaten og hindres fra ekstrusjon av metalltetningspunktene.
10. Tetningsapparat (11) ifølge krav 1, karakterisert ved at tetningsapparatet dessuten omfatter et sjikt av elastisk materiale som er anbrakt over minst en del av tetningsringens tetningsoverflate, og tetningsringens tetningsoverflate omfatter et flertall deler som avgrenser et flertall utvidede deler som strekker seg inn i sjiktet av elastisk materiale og tilveiebringer en skjelettstruktur for sjiktet av elastisk materiale for å hindre avskrubbing av sjiktet av elastisk materiale under bevegelsesarbeidsmåten.
11. Tetningsapparat (11) ifølge krav 10, karakterisert ved at flertallet av utvidede deler er orientert i selektive vinkler i forhold til tetningsringen for å motvirke retningskrefter som virker på sjiktet av elastisk materiale under bevegelsesarbeidsmåten.
12. Tetningsapparat (11) ifølge krav 10, karakterisert ved at flertallet av utvidede deler omfatter minst én utvidet del som er orientert generelt utover og nedover fra tetningsringens tetningsoverflate for å motvirke oppadgående aksiale krefter som virker på sjiktet av elastisk materiale under bevegelsesarbeidsmåten, og minst én utvidet del som er orientert generelt utover og oppover fra tetningsringens tetningsoverflate for å motvirke nedadgående aksiale krefter som virker på sjiktet av elastisk materiale under bevegelsesarbeidsmåten.
13. Tetningsapparat (11) ifølge krav 1, karakterisert ved at den første overflaten i tetningsringen minst delvis avgrenser et hulrom mellom tetningsringen og transportrøret, hvilket generelt har et triangelformet tverrsnitt, kileringen avsluttes ved en kiledel som generelt har triangelformet tverrsnitt, og som strekker seg en valgt avstand inn i hulrommet under bevegelsesarbeidsmåten, men som presses dypere inn i hulrommet under tetningsarbeidsmåten, og tetningsringen er fremstilt av et valgt materiale som kan ekspandere en valgt avstand i forhold til transportrøret som respons på innføring av kiledelen i hulrommet.
14. Tetningsapparat (11) ifølge krav 13, karakterisert ved at det videre omfatter: en aktivatorhylse som periferisk er i kontakt med transportrøret, og er koplet til kileringen og midler for påføring av en valgt aksialkraft på aktivatormansjetten.
15. Fremgangsmåte for tetting i et borehull (25) hvori det finnes fluid og hvori det er anbrakt et rør (13) som omfatter en sentral boring som avgrenser en borehulloverflate (15), idet fremgangsmåten omfatter: tilveiebringelse av et metalltransportrør (17) med en sylindrisk ytre overflate, tilveiebringelse av en metalltetningsring (19) med minst én sirkelformet, utvidet metalldel (91, 93, 97, 101) som strekker seg radialt utover fra en ytre overflate av metalltetningsringen og som har en indre overflate med kontur, metallringen plasseres rundt metalltransportrøret slik at den indre overflaten med kontur minst delvis avgrenser et ringformet hulrom rundt metalltransportrøret, tilveiebringelse av en konisk kilering (21) av metall som har en hellende ytre overflate, den koniske kileringen av metall plasseres rundt metalltransportrøret og minst en del av det anbringes i det ringformede hulrommet, metalltransportrøret, metalltetningsringen og den koniske kileringen av metall senkes til et ønsket fjernt sted av ukjent tilstand nede i brønnen innen borerøret inne i den sentrale boringen av røret, en aksial belastning påføres på den koniske kileringen av metall for å drive denne kileringen inn mellom metalltransportrøret og metalltetningsringen og få metalltetningsringen til å deformeres ved ekspandering radialt utover for å presse minst én sirkelformet utvidet metalldel inn i tettende metall-til-metall-kontakt med borehulloverflaten i røret, og hvori et ringformet område avgrenset mellom transportrøret og rørdelen tilstoppes av en gasstett barriere som består i det vesentlige helt av metallkomponenter, videre, karakterisert ved at det tilveiebringes et sjikt av elastisk materiale (107), sjiktet av elastisk materiale festes til den ytre overflaten av metalltetningsringen, og med minst en del av sjiktet av elastisk materiale tettes det mot borehulloverflaten i tillegg til den metall-til-metall-tettende kontakt mellom minst den ene, sirkelformede utvidede metalldel og borehulloverflaten.
16. Fremgangsmåte for tetting ifølge krav 15, karakterisert ved at minst den ene sirkelformede utvidede metalldel omfatter et flertall sirkelformede, utvidede metalldeler og videre omfatter: evakuering av fluidet fra området mellom flertallet av sirkelformede, utvidede metalldeler for å hindre innfanging av fluid mellom metalltetningsringen og borehulloverflaten.
17. Fremgangsmåte fortetting ifølge krav 16, karakterisert ved at det inneholdes minst en del av sjiktet av elastisk materiale mellom utvalgte av flertallet av sirkelformede, utvidede metalldeler, på en måte som hindrer ekstrusjon.
18. Fremgangsmåte for tetting ifølge krav 15, karakterisert ved at med den i det minste ene sirkelformede, utvidede metalldel motvirkes aksiale krefter på sjiktet av elastisk materiale for å hindre fjerning av sjiktet av elastisk materiale fra den ytre overflate av metalltetningsringen.
NO19942818A 1992-01-29 1994-07-28 Tetningsapparat for anvendelse i et underjordisk borehull samt en fremgangsmåte for tetting i et borehull NO311308B1 (no)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US07/827,411 US5333692A (en) 1992-01-29 1992-01-29 Straight bore metal-to-metal wellbore seal apparatus and method of sealing in a wellbore
PCT/US1993/000307 WO1993015304A1 (en) 1992-01-29 1993-01-26 Straight bore metal-to-metal wellbore seal apparatus and method of sealing in a wellbore

Publications (3)

Publication Number Publication Date
NO942818D0 NO942818D0 (no) 1994-07-28
NO942818L NO942818L (no) 1994-09-13
NO311308B1 true NO311308B1 (no) 2001-11-12

Family

ID=25249154

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
NO19942818A NO311308B1 (no) 1992-01-29 1994-07-28 Tetningsapparat for anvendelse i et underjordisk borehull samt en fremgangsmåte for tetting i et borehull

Country Status (6)

Country Link
US (1) US5333692A (no)
AU (1) AU3472293A (no)
CA (1) CA2128543C (no)
GB (1) GB2279097B (no)
NO (1) NO311308B1 (no)
WO (1) WO1993015304A1 (no)

Families Citing this family (86)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CA2134762C (en) * 1993-03-04 1997-12-30 John Lindley Baugh Straight bore metal-to-metal wellbore seal apparatus and method of sealing in a wellbore
US5542475A (en) * 1994-12-01 1996-08-06 Cooper Cameron Corporation Blanking plug assembly
GB2299104B (en) * 1995-01-26 1998-07-22 Fmc Corp Tubing hangers
US5685369A (en) * 1996-05-01 1997-11-11 Abb Vetco Gray Inc. Metal seal well packer
US5829524A (en) * 1996-05-07 1998-11-03 Baker Hughes Incorporated High pressure casing patch
US6021850A (en) * 1997-10-03 2000-02-08 Baker Hughes Incorporated Downhole pipe expansion apparatus and method
US6029748A (en) * 1997-10-03 2000-02-29 Baker Hughes Incorporated Method and apparatus for top to bottom expansion of tubulars
US6073692A (en) * 1998-03-27 2000-06-13 Baker Hughes Incorporated Expanding mandrel inflatable packer
US6823937B1 (en) 1998-12-07 2004-11-30 Shell Oil Company Wellhead
US6745845B2 (en) * 1998-11-16 2004-06-08 Shell Oil Company Isolation of subterranean zones
US6575240B1 (en) 1998-12-07 2003-06-10 Shell Oil Company System and method for driving pipe
US7357188B1 (en) 1998-12-07 2008-04-15 Shell Oil Company Mono-diameter wellbore casing
US6712154B2 (en) * 1998-11-16 2004-03-30 Enventure Global Technology Isolation of subterranean zones
US6634431B2 (en) * 1998-11-16 2003-10-21 Robert Lance Cook Isolation of subterranean zones
GB2344606B (en) * 1998-12-07 2003-08-13 Shell Int Research Forming a wellbore casing by expansion of a tubular member
US6758278B2 (en) 1998-12-07 2004-07-06 Shell Oil Company Forming a wellbore casing while simultaneously drilling a wellbore
AU770359B2 (en) * 1999-02-26 2004-02-19 Shell Internationale Research Maatschappij B.V. Liner hanger
GB9907050D0 (en) 1999-03-26 1999-05-19 Sonomax Sft Inc System for fitting a hearing device in the ear
US6598677B1 (en) * 1999-05-20 2003-07-29 Baker Hughes Incorporated Hanging liners by pipe expansion
DK2020482T3 (da) 2001-05-18 2012-10-22 Dril Quip Inc Ophæng for foringsrør, driftsværktøj og fremgangsmåde
DK1712731T3 (da) 2001-05-18 2010-01-11 Dril Quip Inc Föringsophæng, löbeværktöj og fremgangsmåde
WO2004081346A2 (en) 2003-03-11 2004-09-23 Enventure Global Technology Apparatus for radially expanding and plastically deforming a tubular member
US6772844B2 (en) * 2001-10-30 2004-08-10 Smith International, Inc. High pressure sealing apparatus and method
US6705615B2 (en) 2001-10-31 2004-03-16 Dril-Quip, Inc. Sealing system and method
US6814143B2 (en) 2001-11-30 2004-11-09 Tiw Corporation Downhole tubular patch, tubular expander and method
US20050217869A1 (en) * 2002-04-05 2005-10-06 Baker Hughes Incorporated High pressure expandable packer
EP1985797B1 (en) 2002-04-12 2011-10-26 Enventure Global Technology Protective sleeve for threated connections for expandable liner hanger
AU2003233475A1 (en) 2002-04-15 2003-11-03 Enventure Global Technlogy Protective sleeve for threaded connections for expandable liner hanger
US7124829B2 (en) * 2002-08-08 2006-10-24 Tiw Corporation Tubular expansion fluid production assembly and method
EP1552271A1 (en) 2002-09-20 2005-07-13 Enventure Global Technology Pipe formability evaluation for expandable tubulars
US7886831B2 (en) 2003-01-22 2011-02-15 Enventure Global Technology, L.L.C. Apparatus for radially expanding and plastically deforming a tubular member
CA2523862C (en) 2003-04-17 2009-06-23 Enventure Global Technology Apparatus for radially expanding and plastically deforming a tubular member
US6962206B2 (en) * 2003-05-15 2005-11-08 Weatherford/Lamb, Inc. Packer with metal sealing element
US7712522B2 (en) 2003-09-05 2010-05-11 Enventure Global Technology, Llc Expansion cone and system
US7036581B2 (en) * 2004-02-06 2006-05-02 Allamon Interests Wellbore seal device
US7819185B2 (en) 2004-08-13 2010-10-26 Enventure Global Technology, Llc Expandable tubular
US20060042801A1 (en) * 2004-08-24 2006-03-02 Hackworth Matthew R Isolation device and method
US7387165B2 (en) * 2004-12-14 2008-06-17 Schlumberger Technology Corporation System for completing multiple well intervals
US8505632B2 (en) 2004-12-14 2013-08-13 Schlumberger Technology Corporation Method and apparatus for deploying and using self-locating downhole devices
US8132627B2 (en) 2007-05-12 2012-03-13 Tiw Corporation Downhole tubular expansion tool and method
US7845421B2 (en) * 2007-05-12 2010-12-07 Tiw Corporation Downhole tubular expansion tool and method
US20080296845A1 (en) * 2007-05-31 2008-12-04 Baker Hughes Incorporated Downhole seal apparatus and method
US7905492B2 (en) * 2007-12-03 2011-03-15 Baker Hughes Incorporated Self-boosting wedge tubing-to-casing seal
US7861791B2 (en) * 2008-05-12 2011-01-04 Halliburton Energy Services, Inc. High circulation rate packer and setting method for same
US8453729B2 (en) 2009-04-02 2013-06-04 Key Energy Services, Llc Hydraulic setting assembly
US8684096B2 (en) * 2009-04-02 2014-04-01 Key Energy Services, Llc Anchor assembly and method of installing anchors
US9303477B2 (en) 2009-04-02 2016-04-05 Michael J. Harris Methods and apparatus for cementing wells
US8109340B2 (en) * 2009-06-27 2012-02-07 Baker Hughes Incorporated High-pressure/high temperature packer seal
WO2012045168A1 (en) 2010-10-06 2012-04-12 Packers Plus Energy Services Inc. Wellbore packer back-up ring assembly, packer and method
US9382790B2 (en) 2010-12-29 2016-07-05 Schlumberger Technology Corporation Method and apparatus for completing a multi-stage well
EP2675990A2 (en) 2011-02-16 2013-12-25 Weatherford/Lamb, Inc. Anchoring seal
AU2012217607B2 (en) 2011-02-16 2015-11-26 Weatherford Technology Holdings, Llc Stage tool
US9528352B2 (en) * 2011-02-16 2016-12-27 Weatherford Technology Holdings, Llc Extrusion-resistant seals for expandable tubular assembly
US11215021B2 (en) 2011-02-16 2022-01-04 Weatherford Technology Holdings, Llc Anchoring and sealing tool
US20120205092A1 (en) 2011-02-16 2012-08-16 George Givens Anchoring and sealing tool
US8550178B2 (en) 2011-03-09 2013-10-08 Baker Hughes Incorporated Expandable isolation packer
US8479808B2 (en) 2011-06-01 2013-07-09 Baker Hughes Incorporated Downhole tools having radially expandable seat member
US8944171B2 (en) 2011-06-29 2015-02-03 Schlumberger Technology Corporation Method and apparatus for completing a multi-stage well
US9033041B2 (en) 2011-09-13 2015-05-19 Schlumberger Technology Corporation Completing a multi-stage well
US9752407B2 (en) 2011-09-13 2017-09-05 Schlumberger Technology Corporation Expandable downhole seat assembly
US10364629B2 (en) 2011-09-13 2019-07-30 Schlumberger Technology Corporation Downhole component having dissolvable components
US9534471B2 (en) 2011-09-30 2017-01-03 Schlumberger Technology Corporation Multizone treatment system
US9394752B2 (en) 2011-11-08 2016-07-19 Schlumberger Technology Corporation Completion method for stimulation of multiple intervals
US9238953B2 (en) 2011-11-08 2016-01-19 Schlumberger Technology Corporation Completion method for stimulation of multiple intervals
US8844637B2 (en) 2012-01-11 2014-09-30 Schlumberger Technology Corporation Treatment system for multiple zones
US9279306B2 (en) 2012-01-11 2016-03-08 Schlumberger Technology Corporation Performing multi-stage well operations
US9650851B2 (en) 2012-06-18 2017-05-16 Schlumberger Technology Corporation Autonomous untethered well object
US9988867B2 (en) 2013-02-01 2018-06-05 Schlumberger Technology Corporation Deploying an expandable downhole seat assembly
US9568103B2 (en) 2013-04-29 2017-02-14 Baker Hughes Incorporated Expandable high pressure and high temperature seal
US9540899B1 (en) 2013-05-20 2017-01-10 Baker Hughes Incorporated Downhole seal apparatus and method thereof
US9631468B2 (en) 2013-09-03 2017-04-25 Schlumberger Technology Corporation Well treatment
US9587477B2 (en) 2013-09-03 2017-03-07 Schlumberger Technology Corporation Well treatment with untethered and/or autonomous device
US10487625B2 (en) 2013-09-18 2019-11-26 Schlumberger Technology Corporation Segmented ring assembly
US9644452B2 (en) 2013-10-10 2017-05-09 Schlumberger Technology Corporation Segmented seat assembly
WO2016036371A1 (en) 2014-09-04 2016-03-10 Halliburton Energy Services, Inc. Wellbore isolation devices with solid sealing elements
US9810037B2 (en) 2014-10-29 2017-11-07 Weatherford Technology Holdings, Llc Shear thickening fluid controlled tool
US10180038B2 (en) 2015-05-06 2019-01-15 Weatherford Technology Holdings, Llc Force transferring member for use in a tool
WO2017082997A1 (en) * 2015-11-10 2017-05-18 Schlumberger Technology Corporation System and method for forming metal-to-metal seal
US10538988B2 (en) 2016-05-31 2020-01-21 Schlumberger Technology Corporation Expandable downhole seat assembly
US10309562B2 (en) 2017-07-18 2019-06-04 Freudenberg Oil & Gas, Llc Metal to metal wedge ring seal
US10760371B2 (en) * 2018-08-08 2020-09-01 Baker Hughes, A Ge Company, Llc System for limiting radial expansion of an expandable seal
US11933133B2 (en) 2019-10-20 2024-03-19 Schlumberger Technology Corporation Combined actuation of slips and packer sealing element
US11713643B2 (en) 2020-10-30 2023-08-01 Weatherford Technology Holdings, Llc Controlled deformation and shape recovery of packing elements
US11555364B2 (en) 2020-10-30 2023-01-17 Weatherford Technology Holdings, Llc High expansion anchoring system
US11959352B2 (en) 2020-10-30 2024-04-16 Weatherford Technology Holdings, Llc Retrievable high expansion bridge plug and packer with retractable anti-extrusion backup system
GB2605806B (en) 2021-04-13 2023-11-22 Metrol Tech Ltd Casing packer

Family Cites Families (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4588029A (en) * 1984-09-27 1986-05-13 Camco, Incorporated Expandable metal seal for a well tool
US4719971A (en) * 1986-08-18 1988-01-19 Vetco Gray Inc. Metal-to-metal/elastomeric pack-off assembly for subsea wellhead systems
US4787642A (en) * 1987-04-27 1988-11-29 Seaboard Wellhead, Inc. X-shaped high pressure sealing structure
US4749035A (en) * 1987-04-30 1988-06-07 Cameron Iron Works Usa, Inc. Tubing packer
US4751965A (en) * 1987-04-30 1988-06-21 Cameron Iron Works Usa, Inc. Wellhead seal assembly
US4791987A (en) * 1987-04-30 1988-12-20 Cameron Iron Works Usa, Inc. Wellhead seal
US4790572A (en) * 1987-12-28 1988-12-13 Vetco Gray Inc. Tapered wedge packoff assembly for a casing hanger
US4842061A (en) * 1988-02-05 1989-06-27 Vetco Gray Inc. Casing hanger packoff with C-shaped metal seal
US4823871A (en) * 1988-02-24 1989-04-25 Cameron Iron Works Usa, Inc. Hanger and seal assembly
US5076356A (en) * 1989-06-21 1991-12-31 Dril-Quip, Inc. Wellhead equipment
US5038865A (en) * 1989-12-29 1991-08-13 Cooper Industries, Inc. Method of and apparatus for protecting downhole equipment
US5095991A (en) * 1990-09-07 1992-03-17 Vetco Gray Inc. Device for inserting tubular members together
US5114158A (en) * 1990-11-19 1992-05-19 Le Tri C Packing assembly for oilfield equipment and method
US5174376A (en) * 1990-12-21 1992-12-29 Fmc Corporation Metal-to-metal annulus packoff for a subsea wellhead system

Also Published As

Publication number Publication date
WO1993015304A1 (en) 1993-08-05
GB2279097A (en) 1994-12-21
US5333692A (en) 1994-08-02
GB2279097B (en) 1997-02-26
CA2128543C (en) 2004-08-31
GB9415184D0 (en) 1994-09-28
CA2128543A1 (en) 1993-08-05
AU3472293A (en) 1993-09-01
NO942818L (no) 1994-09-13
NO942818D0 (no) 1994-07-28

Similar Documents

Publication Publication Date Title
NO311308B1 (no) Tetningsapparat for anvendelse i et underjordisk borehull samt en fremgangsmåte for tetting i et borehull
US5511620A (en) Straight Bore metal-to-metal wellbore seal apparatus and method of sealing in a wellbore
US5355961A (en) Metal and elastomer casing hanger seal
US6705615B2 (en) Sealing system and method
NO20141195A1 (no) Tetning med metalltettende element
US2148844A (en) Packing head for oil wells
US4082298A (en) Inflatable packer and valve mechanism therefor
US20090283279A1 (en) Zonal isolation system
US20080308283A1 (en) Annular Packer Device
NO334429B1 (no) Oppblåsbart pakningselement
NO20110926A1 (no) Flatetetning av veketypen og bronnhodesystem som innbefatter den samme
NO322912B1 (no) Anordning og fremgangsmate for pakningsmontering eller forankring av en innvendig rordel inne i et fôringsror
NO313563B1 (no) Oppblåsbar fôringsrörpakning samt fremgangsmåte for anvendelse av fôringsrörpakningen i et fôret borehull
US7971640B2 (en) Method and device for setting a bottom packer
US2606618A (en) Well packer
NO337331B1 (no) En arbeidsstreng og en fremgangsmåte for gruspakking
NO813322L (no) Hydraulisk slagverktoey
US20110056704A1 (en) Method and device for casing a bored well portion
CA2297652C (en) Packer
CA2171178A1 (en) Tool for maintaining wellbore penetration
US20080006403A1 (en) Pump-down pressure plug
US20120298349A1 (en) Packer for Sealing Against a Wellbore Wall
RU153332U1 (ru) Уплотнительный узел пакера
US9194213B2 (en) Packer
US2559315A (en) Packer assembly for overshots

Legal Events

Date Code Title Description
MK1K Patent expired