NO324763B1

NO324763B1 - A seal

Info

Publication number: NO324763B1
Application number: NO20063285A
Authority: NO
Inventors: Tom Henning Bode
Original assignee: Peak Well Solutions As
Priority date: 2006-07-14
Filing date: 2006-07-14
Publication date: 2007-12-10
Also published as: EP2041392A4; EP2041392A1; WO2008020759A1; NO20063285A; US20100187763A1; EP2041392B1; CA2656827A1; EP2041392B8; TNSN08524A1; BRPI0713246A2; DK2041392T3; MX2009000011A

Abstract

Foreliggende oppfinnelse vedrører en anordning for gjentagende mekanisk utløsning av forskjellige typer brønnutstyr, idet anordningen omfatter et fjærelement (4) og et strengelementet (1). Oppfinnelsen er særpreget ved at anordningen omfatter en dreiehylse (7), der det mellom streng-elementet (1) og dreiehylsen (7) er anordnet dreieflater (1', 1 "; 2', 2"), der det ene settet med dreie-flater (V, 1 ") har samme stigning og det andre settet med dreieflater (2', 2") har en annen stigning, der anordningen er innrettet til å fremtvinge en relativ dreiebevegelse mellom strengelementet (1) og dreiehylsen (7) som forutsetning for en aksial bevegelse, der graden av dreiehylsens (7) dreiebevegelse er avhengig av kraften som er påført anordningen, fjærens (4) stivhet og dreieflatenes stigning (1', 1 "; T, 2"), idet anordningen er innrettet til å frigjøre sin opplagrede energi når dreiehylsen (7) har dreid såpass mye at dreiehylsens (7) anleggsflate (3") ikke lenger har aksialt anlegg mot en endestykkets (6) anleggsflate (3'), hvorpå dreiehylsen (5) og strengelementet (1) vil forskyve seg i forhold til ende-stykket (6) og dermed tillater fjæren (4) å utløse sin opplagrede energi.The present invention relates to a device for repeated mechanical release of different types of well equipment, the device comprising a spring element (4) and a string element (1). The invention is characterized in that the device comprises a pivot sleeve (7), where pivot surfaces (1 ', 1 "; 2', 2") are arranged between the string element (1) and the pivot sleeve (7), where one set of pivots surfaces (V, 1 ") have the same pitch and the second set of pivots (2 ', 2") has a different pitch, the device being arranged to force a relative pivotal movement between the string element (1) and the pivot sleeve (7) which prerequisite for an axial movement, where the degree of rotational movement of the pivot sleeve (7) depends on the force applied to the device, the stiffness of the spring (4) and the pitch of the pivot surfaces (1 ', 1 "; T, 2"), the device being adapted to release its stored energy when the pivot sleeve (7) has rotated so much that the abutment surface (3 ") of the pivot sleeve (7) no longer has an axial abutment against an abutment surface (3 ') of an end piece (6), whereupon the pivot sleeve (5) and the string element (1) will shift relative to the end piece (6) and thus allow the spring (4) to release its stored energy.

Description

Foreliggende oppfinnelse vedrører et tetningsorgan for bruk under tøffe forhold, så som sterkt varierende trykkforhold, sterkt varierende temperaturforhold og et kjemisk belastende miljøforhold. I tillegg skal tetningsorganet ifølge foreliggende oppfinnelse oppfylle krav om pålitelig og vedlikeholdsfri funksjon over lang tid. The present invention relates to a sealing device for use under harsh conditions, such as strongly varying pressure conditions, strongly varying temperature conditions and a chemically stressful environmental condition. In addition, the sealing device according to the present invention must meet requirements for reliable and maintenance-free function over a long period of time.

I oljeindustrien anvendes en lang rekke tetningsorganer under alle trinn i prosessene som bevirker til å føre olje og gass fra et underjordisk reservoar, opp til overflaten og frem til sluttbruker. Foreliggende oppfinnelse vedrører spesielt tetningsorganer for bruk nede i grunnen, men fordelene ved tetningsorganene ifølge foreliggende oppfinnelse vil også kunne finne anvendelse i andre sammenhenger der det er behov for robuste tetningsorganer. In the oil industry, a wide range of sealing devices are used during all stages of the processes that lead oil and gas from an underground reservoir, up to the surface and on to the end user. The present invention relates in particular to sealing means for use down in the ground, but the advantages of the sealing means according to the present invention will also be able to find application in other contexts where there is a need for robust sealing means.

Ved komplettering av olje- og gassbrønner anvendes såkalte sementeringsventiler under sementeringsarbeidet. Sementeringsventilene danner del av produksjonsrøret og er innrettet slik at de kan åpnes og lukkes etter behov under sementeringsarbeidet. Sementeringsventiler er utsatt for sterke og varierende belastninger så som store trykkforskjeller, høye temperaturer og/eller store temperatursvingninger, sterke fysiske belastninger samt et svært tøft kjemisk miljø. When completing oil and gas wells, so-called cementing valves are used during the cementing work. The cementing valves form part of the production pipe and are arranged so that they can be opened and closed as needed during the cementing work. Cementing valves are exposed to strong and varying loads such as large pressure differences, high temperatures and/or large temperature fluctuations, strong physical loads and a very harsh chemical environment.

En type sementeringsventiler omfatter en indre hylse som kan skyves frem og tilbake for å henholdsvis lukke og åpne radielle ventilåpninger eller -porter i et basisrør, idet en åpen sementeringsventil danner kommunikasjon mellom produksjonsrørets innside og utside. Basisrøret skrus inn som en del av produksjonsrøret slik at sementeringsventilen utgjøren rørseksjon av produksjonsrøret. One type of cementing valve comprises an inner sleeve that can be pushed back and forth to respectively close and open radial valve openings or ports in a base pipe, an open cementing valve forming communication between the inside and outside of the production pipe. The base pipe is screwed in as part of the production pipe so that the cementing valve forms the pipe section of the production pipe.

NO 317034, meddelt Baker Hughes Inc., beskriver eh pakning med et settestempel satt på pakningskroppen. Pakningen monteres hydraulisk forut for behandling eller sementering. Pakningen er utstyrt med en glidemuffeventil som er åpen under innføring. Etter at pakningen er satt, frigjøres setteverktøyet fra ventilen. Ventilen kan deretter manøvreres ved håndtering av rørstrengen. Rørstrengen kan løsgjøres og gjeninnkoples i pakningskroppen for å avgjøre hvorvidt ventilen er stengt, ved måling av trykkforholdene ved overflaten. NO 317034 viser videre pakninger som tetter mellom glidemuffeventilen og basisrøret det er anordnet i, idet pakningene skal sørge for at ventilelementet er tett når glidemuffeventilen befinner seg i lukket stilling. NO 317034, issued to Baker Hughes Inc., describes a gasket with a set stamp placed on the gasket body. The gasket is installed hydraulically prior to treatment or cementing. The gasket is equipped with a sliding sleeve valve that is open during insertion. After the gasket is set, the setting tool is released from the valve. The valve can then be maneuvered by handling the pipe string. The pipe string can be detached and reconnected to the gasket body to determine whether the valve is closed, by measuring the pressure conditions at the surface. NO 317034 further shows gaskets that seal between the sliding sleeve valve and the base pipe in which it is arranged, as the gaskets must ensure that the valve element is tight when the sliding sleeve valve is in the closed position.

For å sørge for at sementeringsventilen er tett når den indre hylse befinner seg sin lukkende posisjon, er det anordnet ringformede tetningsorganer mellom utsiden av den indre hylsen og innsiden av basisrøret. Disse ringformede tetningsorganer ligger gjerne i omkringliggende spor som er frest ut eller på annen måte anordnet i hylsen. Selv om tetningsorganet som på dette vis omringer hylsen er av et meget robust og motstandsdyktig slag, har det vist seg at de høye differensielle trykk som oppstår ved sementeringsventilene, bidrar til å strekke og deformere tetningsorganene på en slik måte at tetningsorganene blir dratt ut av sitt spor, kommer i klem mellom hylsen og ventilportene i basisrøret, og dermed kappes helt eller delvis når sementeringsventilen åpnes eller lukkes. Dette fører igjen til at tetningsevnen til tetningsorganene reduseres betraktelig, idet de i visse tilfeller også kan vaskes helt ut gjennom ventilportene. To ensure that the cementing valve is tight when the inner sleeve is in its closed position, annular sealing means are arranged between the outside of the inner sleeve and the inside of the base tube. These ring-shaped sealing members are usually located in surrounding grooves that are milled out or otherwise arranged in the sleeve. Although the sealing member which surrounds the sleeve in this way is of a very robust and resistant type, it has been shown that the high differential pressures that occur at the cementing valves contribute to stretching and deforming the sealing members in such a way that the sealing members are pulled out of their groove, gets pinched between the sleeve and the valve ports in the base pipe, and is thus completely or partially cut off when the cementing valve is opened or closed. This in turn leads to the sealing ability of the sealing members being considerably reduced, as in certain cases they can also be completely washed out through the valve ports.

En annen svakhet ved konvensjonelle tetningsorganer er at de er utsatt for såkalt utvasking. Når ventilen åpnes, d.v.s. hylsen skyves i forhold til basisrøret, og tetningen eksponeres av ventilporten, vil en heftig væskestrømning over den eksponerte tetningen kunne føre til at tetningen helt eller delvis slites ned og dermed helt eller delvis miste sin tettende virkning; Another weakness of conventional sealing means is that they are susceptible to so-called leaching. When the valve is opened, i.e. the sleeve is pushed in relation to the base pipe, and the seal is exposed by the valve port, a strong flow of liquid over the exposed seal could cause the seal to be completely or partially worn down and thus completely or partially lose its sealing effect;

Det er et begrenset utvalg av materialer som egner seg til bruk for tetninger av dette slaget. En måte å anordne tetningsringen i tetningssporet, er å varmeutvide tetningsringen før den tres over hylsen og in i tetningssporet. Når tetningsringen avkjøles, vil den stramme seg på plass i tetningssporet. Denne metoden begrenser imidlertid materialvalget med tanke på styrke og motstandsdyktighet i forhold til temperatur-, kjemikalie-, og trykktoleranse. There is a limited selection of materials that are suitable for use for seals of this kind. One way to arrange the sealing ring in the sealing groove is to thermally expand the sealing ring before it is threaded over the sleeve and into the sealing groove. As the sealing ring cools, it will tighten into place in the sealing groove. However, this method limits the choice of material in terms of strength and resistance in relation to temperature, chemical and pressure tolerance.

Noen av de kjemikalier tetningen kan utsettes for nede i brønnen omfatter maursyre, saltsyre, saltholdige løsninger, sure gasser så som H2S etc. Det er et kjent problem at høye temperaturer kan gjøre tetningene sprø. Videre kan gass trenge inn i tetningsmaterialet og danne gassbobler som fører til at tetningen "blåses opp". Avhengig av sammensetningen av boreslammet og materialet til tetninger, kan tetninger løse seg opp i boreslam. Kombinasjonen av disse faktorene, som noen ganger også opptrer samtidig, gjør valget at tetningsmateriale vanskelig. Når tetningen i tillegg må ha bestemte mekaniske egenskaper for å muliggjøre montering, begrenses utvalget ytterligere. Some of the chemicals the seal can be exposed to down the well include formic acid, hydrochloric acid, saline solutions, acidic gases such as H2S etc. It is a known problem that high temperatures can make the seals brittle. Furthermore, gas can penetrate the sealing material and form gas bubbles which cause the seal to "blow up". Depending on the composition of the drilling mud and the material of the seals, seals can dissolve in the drilling mud. The combination of these factors, which sometimes also occur simultaneously, makes the choice of sealing material difficult. When the seal must also have certain mechanical properties to enable assembly, the selection is further limited.

Konvensjonelle tetninger omfatter gjerne Teflon. Teflon har en tendens til å utvide seg og bli bløtere ved høye temperaturer, men vil trekke seg tilbake igjen når temperaturen faller. For å unngå termisk ekspansjon har man blant annet anvendt et materiale som kalles Devlon V. Devlon V er mekanisk sterkere enn Teflon og vil tåle høyere differansetrykk en for eksempel Teflon. Selv om Devlon V også ekspanderer ved opphøyde temperaturer, ekspanderer den ikke i samme grad som Teflon. Devlon V har et smeltepunkt på 216 °C. Dersom tetningene skal brukes i miljøer med enda høyere temperaturer, finnes et materiale som kalles Peek som tåler opp til 333 °C. Dersom Teflon eller Peek anvendes i miljøer med H2S, vil tetningene svelle og bli sprø over tid. Da finnes andre materialer som kan brukes, men dette vil kunne gå på bekostning av andre egenskaper. Pris er også en faktor som naturligvis spiller inn: Devlon V er vesentlig dyrere enn Teflon og Peek er vesentlig dyrere enn Devlon V etc. Conventional seals often include Teflon. Teflon tends to expand and become softer at high temperatures, but will contract again when the temperature drops. To avoid thermal expansion, a material called Devlon V has been used, among other things. Devlon V is mechanically stronger than Teflon and will withstand higher differential pressures than, for example, Teflon. Although Devlon V also expands at elevated temperatures, it does not expand to the same extent as Teflon. Devlon V has a melting point of 216 °C. If the seals are to be used in environments with even higher temperatures, there is a material called Peek that can withstand up to 333 °C. If Teflon or Peek is used in environments with H2S, the seals will swell and become brittle over time. Then there are other materials that can be used, but this could be at the expense of other properties. Price is also a factor that naturally comes into play: Devlon V is significantly more expensive than Teflon and Peek is significantly more expensive than Devlon V etc.

Tetningene må være fleksible nok til at de kan tres over sementeringsventilhylsen og ned i et dertil anordnet spor. Dersom kravene til tetningens mekaniske styrke er spesielt stor, vil tetningen av det foretrukne tetningsmaterialet være for hard til å tre over hylsen. The seals must be flexible enough that they can be threaded over the cementing valve sleeve and down into a groove provided for that purpose. If the requirements for the seal's mechanical strength are particularly high, the seal of the preferred sealing material will be too hard to pass over the sleeve.

Med de begrensninger som finnes med hensyn til mekanisk oppbygning og materialvalg, tåler dagens konvensjonelle tetningssystemer ikke et større differensialt rykk enn ca 100 bar. I til legg f øre r de forskjellige ugunstige brønnforholdene nevnt ovenfor til at dagens konvensjonelle tetningssystemer raskt taper seg og at ovennevnte differansetrykktoleranse på ca 100 bar raskt forringes til uakseptabelt lave nivåer. With the limitations that exist with regard to mechanical structure and material selection, today's conventional sealing systems cannot withstand a greater differential thrust than approx. 100 bar. In addition, the various unfavorable well conditions mentioned above mean that today's conventional sealing systems quickly lose weight and that the above-mentioned differential pressure tolerance of approx. 100 bar quickly deteriorates to unacceptably low levels.

Det er derfor et formål med foreliggende oppfinnelse å tilveiebringe et tetningsorgan som i mye mindre grad enn de ovennevnte konvensjonelle tetningsorganer er beheftet med nevnte ulemper. Ifølge foreliggende oppfinnelse oppnås dette formål ved et tetningsorgan som er særpreget ved de trekk som fremkommer i de selvstendige krav 1. Ytterligere fordelaktige trekk og utførelser fremkommer av de uselvstendige krav. It is therefore an object of the present invention to provide a sealing device which, to a much lesser extent than the above-mentioned conventional sealing devices, is affected by the aforementioned disadvantages. According to the present invention, this purpose is achieved by a sealing device which is characterized by the features that appear in the independent claims 1. Further advantageous features and designs emerge from the non-independent claims.

I det følgende gis en detaljert beskrivelse av en fordelaktig utførelsesform under henvisning til det vedføyde figurer, der In the following, a detailed description of an advantageous embodiment is given with reference to the attached figures, there

Fig. 1 viser et konvensjonelt tetnihgssystem, Fig. 1 shows a conventional sealing system,

Fig. 2 og 3 viser langsgående utsnitt av en sementeringsventil forsynt med tetningsanordningen ifølge foreliggende oppfinnelse, og Fig. 4 og 5 viser mer detaljert tetningsanordningen ifølge foreliggende oppfinnelse. Fig. 1 viser et konvensjonelt tetningssystem i forbindelse med en hylse 20 i en sementeringsventil. En tetning i form av en O-ring 21 er anbrakt i et spor 22 som omslutter hylsen 20. Sporet 22 i hylsen 20 er stort nok til å romme ytterligere ringer 23, 24 som har til oppgave å beskytte O-ringen 21, men disse ytterligere ringene 23, 24 bidrar ikke til å støtte og holde o-ringen på plass ved radielt utoverrettede krefter. Ringene 23, 24 er i likhet med O-ringen 21 fortrinnsvis tilvirket av teflon og må i likhet med O-ringen 21 som regel varmes opp dg tres over hylsen 20 for å få dem på plass. Fig. 2 and 3 show longitudinal sections of a cementing valve provided with the sealing device according to the present invention, and Fig. 4 and 5 show the sealing device according to the present invention in more detail. Fig. 1 shows a conventional sealing system in connection with a sleeve 20 in a cementing valve. A seal in the form of an O-ring 21 is placed in a groove 22 which encloses the sleeve 20. The groove 22 in the sleeve 20 is large enough to accommodate further rings 23, 24 which have the task of protecting the O-ring 21, but these further rings 23, 24 do not contribute to supporting and holding the o-ring in place by radially outwardly directed forces. The rings 23, 24, like the O-ring 21, are preferably made of Teflon and, like the O-ring 21, must usually be heated and threaded over the sleeve 20 to get them in place.

Foreliggende oppfinnelse tilveiebringer et tetningsorgan 10 (ref. fig. 2 til 5) som omfatter en tetning 1, for eksempel i form av en tetningsring, som holdes på plass av støtteringer 2. Støtteringene 2 fungerer som formtilpassede kiler som både bidrar til å klemme rundt tetningen 1 og som selv kiles eller klemmes fast av ytre låseringer 3. De ytre låseringer 3 er igjen utformet slik at de passer inn i egnede låsespor 6 i hylsen 7. Hylsen 7 omfatter et gjenget parti 8 samt eventuelt et utsparret parti 9 som bidrar til å redusere hylsens diameter 11. Ved sammenstilling av tetningsorganet 10 tres først én ytre låsering 3 inn over det utsparrede partiet av hylsen 7, slik at denne ytre låseringen 3 går til anlegg og inngrep med låsesporet 6. Så tres en støttering 2 inn over det utsparrede partiet av hylsen 7, slik at støtteringen 2 går til anlegg og inngrep med den ytre låseringen 3. Så tres tetningsringen 1 over det utsparrede partiet av hylsen 7, slik at tetningsringen 1 går til anlegg og inngrep med låsesporet 6. Deretter følger den andre støtteringen 2 og den andre låseringen 3, før en låsemutter 5 omfattende egnede låsespor 6 skrus over hylsens 7 gjengede parti 8 og strammes opp tilstrekkelig til å holde låseringene 3, støtteringene 2 og tetningen 1 på plass, og eventuelt påføre tetningsringen 1 et forutbestemt press/forspenning/trykk. Tetningsorganet 10 ifølge foreliggende oppfinnelse er innrettet slik at et påført differensialtrykk vil bevirke til at tetningen 1, støtteringene 2 og låseringene 3 låser seg inn i hverandre og dermed beskytter mot utvasking. The present invention provides a sealing device 10 (ref. fig. 2 to 5) which comprises a seal 1, for example in the form of a sealing ring, which is held in place by support rings 2. The support rings 2 function as form-fitting wedges which both help to squeeze around the seal 1 and which itself is wedged or clamped by outer locking rings 3. The outer locking rings 3 are again designed so that they fit into suitable locking grooves 6 in the sleeve 7. The sleeve 7 comprises a threaded part 8 and possibly a recessed part 9 which contributes to to reduce the diameter of the sleeve 11. When assembling the sealing member 10, one outer locking ring 3 is first threaded over the recessed part of the sleeve 7, so that this outer locking ring 3 engages and engages with the locking groove 6. Then a support ring 2 is threaded over the recessed part of the sleeve 7, so that the support ring 2 goes into contact and engages with the outer locking ring 3. Then the sealing ring 1 is threaded over the recessed part of the sleeve 7, so that the sealing ring 1 goes into contact and engagement with the locking groove 6. The second support ring 2 and the second locking ring 3 then follow, before a locking nut 5 comprising suitable locking grooves 6 is screwed over the threaded part 8 of the sleeve 7 and tightened sufficiently to hold the locking rings 3, the supporting rings 2 and the seal 1 in place, and possibly applying a predetermined pressure/preload/pressure to the sealing ring 1. The sealing member 10 according to the present invention is arranged so that an applied differential pressure will cause the seal 1, the support rings 2 and the locking rings 3 to lock into each other and thus protect against washing out.

Tetningsorganet 10 ifølge foreliggende oppfinnelse gir mye større frihet i materialvalg til tetningen 1.1 og med at støtteringene 2 og låseringene 3 er innrettet til å ta opp mange av de mekaniske belastninger og da tetningen 1 i seg selv kan settes på plass uten at den trenger å varmeutvides på forhånd eller tres med kraft over hylsen 1 og ned i et tetningsspor, kan materialer velges for tetningen 1 som i mye større grad har gode tetnings-, varme-, kjemikalie-, trykk-og slite-egenskaper. Materialet som støtteringene 2 er tilviket av kan også tilpasses bruken og materialét som tetningen 1 er dannet av, og kan også tilvirkes av samme materiale som tetningen 1. Låseringene 3 vil fortrinnsvis være tilvirket av samme materiale som hylsen 7, men kan også tilvirkes av et annet materiale, for eksempel et materiale som har egenskaper som kan sies å ligge i mellom det materialet som hylsen 7 er tilvirket av og materialet støtteringene 2 er tilvirket av med tanke på hardhet, seighet, ekspansjonsevne osv. Låsemutteren 5 er gjerne tilvirket av samme eller tilsvarende materiale som hylsen 7. The sealing device 10 according to the present invention provides much greater freedom in the choice of material for the seal 1.1 and with the fact that the support rings 2 and the locking rings 3 are designed to take up many of the mechanical loads and that the seal 1 itself can be put in place without it having to be thermally expanded in advance or threaded with force over the sleeve 1 and down into a sealing groove, materials can be selected for the seal 1 which have to a much greater extent good sealing, heat, chemical, pressure and wear properties. The material from which the support rings 2 are made can also be adapted to the use and the material from which the seal 1 is formed, and can also be made from the same material as the seal 1. The locking rings 3 will preferably be made from the same material as the sleeve 7, but can also be made from a other material, for example a material that has properties that can be said to lie between the material from which the sleeve 7 is made and the material from which the support rings 2 are made in terms of hardness, toughness, expansion capacity, etc. The lock nut 5 is preferably made from the same or similar material as the sleeve 7.

Ifølge foreliggende oppfinnelse er det et viktig trekk at tetningsorganet 10 tillates å ekspandere når trykk og temperaturer øker. Tetningsorganet 10 er innrettet slik at tetningen 1 får bedre støtte desto høyere trykk tetningsorganet 10 blir utsatt for. Ved høyere trykk vil støtteringene 2 trykke hardere rriot tetningen, idet tetningen 1 klemmes sammen og ekspanderer i radiell retning. Dette vil igjen bidra til å øke trykket fra tetningen 1 mot innsiden av basisrøret 11, noe som bidrar til å bedre tetningen. Imidlertid vil støtteringene 2 og utformingen mellom støtteringene 2 og tetningen 1 hindre tetningene i å bli presset, vasket eller sugd ut at sporet tetningen 1 ligger i og gjennom ventilåpningene 12 når tetningen 1 er eksponert for disse. I tillegg vil støtteringene 2 og utformingen mellom støtteringene 2 og tetningen 1 hindre tetningen 1 i å forskyves i forhold til eller vrenges ut av sporet som tetningen 1 ligger i. According to the present invention, it is an important feature that the sealing member 10 is allowed to expand when pressure and temperatures increase. The sealing member 10 is arranged so that the seal 1 gets better support the higher the pressure the sealing member 10 is exposed to. At higher pressure, the support rings 2 will press harder on the rriot seal, as the seal 1 is squeezed together and expands in the radial direction. This will in turn help to increase the pressure from the seal 1 towards the inside of the base pipe 11, which helps to improve the seal. However, the support rings 2 and the design between the support rings 2 and the seal 1 will prevent the seals from being pressed, washed or sucked out that the groove seal 1 lies in and through the valve openings 12 when the seal 1 is exposed to them. In addition, the support rings 2 and the design between the support rings 2 and the seal 1 will prevent the seal 1 from being displaced relative to or twisted out of the groove in which the seal 1 lies.

Ifølge en fordelaktig utførelse av foreliggende oppfinnelse er tetningen 1 og støtteringene 2 forsynt med not-og-fjær-konfigurasjon, for eksempel i form av forhøyninger 13 eller "vinger" på hver side i aksial retning av tetningen 1 som passer overens med tilsvarende spor i støtteringene 2 (se fig. 4 og 5), som bidrar til å holde tetningen 1 på riktig plass mellom støtteringene 2, både med tanke på å hindre utsuging og med tanke på å hindre at tetningen 1 vrir seg i forhold til støtteringene 2. Andre konfigurasjoner omfatter svalehalespor, U-formet spor, V-formet spor, dråpeformet spor etc, alt etter hva som anses for å være optimalt for hvert enkelt tilfelle. According to an advantageous embodiment of the present invention, the seal 1 and the support rings 2 are provided with a tongue-and-groove configuration, for example in the form of elevations 13 or "wings" on each side in the axial direction of the seal 1 which correspond to corresponding grooves in the support rings 2 (see fig. 4 and 5), which help to keep the seal 1 in the correct place between the support rings 2, both with a view to preventing suction and with a view to preventing the seal 1 from twisting in relation to the support rings 2. Other configurations include dovetail grooves, U-shaped grooves, V-shaped grooves, drop-shaped grooves, etc., depending on what is considered optimal for each individual case.

Ifølge en annen fordelaktig utførelse av foreliggende oppfinnelse er støtteringene 2 forsynt med en leppe som ligger delvis over tetningen 1 (ref. fig. 4 og 5). Støtteringene 2 kan eventuelt være utformet slik at støtteringene 2 delvis omslutter tetningen 1. Slike utforminger bidrar i enda større grad til at tetningen 1 holdes på plass mellom støtteringene 2. According to another advantageous embodiment of the present invention, the support rings 2 are provided with a lip which lies partially above the seal 1 (ref. fig. 4 and 5). The support rings 2 can optionally be designed so that the support rings 2 partially surround the seal 1. Such designs contribute to an even greater extent to the seal 1 being held in place between the support rings 2.

Ifølge en yterligere fordelaktig utførelse av foreliggende oppfinnelse er støtteringene 2 og låseringene 3 utformet slik at støtteringene 2 holdes på plass mellom låseringene 2, for eksempel ved at låseringene 3 omfatter kileformede lepper som rager delvis over støtteringene 2 og dermed hindre støtteringen 2 i å bule for mye eller sprette ut av sin tilordnede posisjon mellom låseringene 3 (ref. fig 4 og 5). According to a further advantageous embodiment of the present invention, the support rings 2 and the lock rings 3 are designed so that the support rings 2 are held in place between the lock rings 2, for example by the lock rings 3 comprising wedge-shaped lips that partially project above the support rings 2 and thus prevent the support ring 2 from bulging much or bounce out of its assigned position between the locking rings 3 (ref. fig. 4 and 5).

Ifølge en yterligere fordelaktig utførelse av foreliggende oppfinnelse vil tetningsorganet 10 fungere som en skrape mot innsiden av basisrøret 11, for derved å sørge for at tetningsflaten mellom tetningsorganet 10 og basisrøret 11 holder seg fritt for sement og andre uønskede partikler. I saltholdige miljøer kan salt krystallisere seg ut og legge seg rundt tetningen. I slike tilfeller vil tetningsorganet også fungere som en skrape, uten at tetningen i seg selv blir skåret opp eller tar skade av saltkrystallene. According to a further advantageous embodiment of the present invention, the sealing member 10 will act as a scraper against the inside of the base pipe 11, thereby ensuring that the sealing surface between the sealing member 10 and the base pipe 11 remains free of cement and other unwanted particles. In saline environments, salt can crystallize out and settle around the seal. In such cases, the sealing member will also function as a scraper, without the seal itself being cut open or damaged by the salt crystals.

Ifølge et enda ytterligere aspekt ved foreliggende oppfinnelse kan styrken og holdbarheten til tetningsorganet 10 bedres enda med ved å forsyne sementeringsventilen med ovale ventilporter 12 (ref. fig. 2- 4). Ved å gi According to an even further aspect of the present invention, the strength and durability of the sealing member 10 can be further improved by providing the cementing valve with oval valve ports 12 (ref. fig. 2-4). By giving

ventilporten 12 en oval utforming vil strekkfordelingen i basisrøret 11 bli bedre, noe som resulterer i vesentlig forbedret strekkstyrke. Den mest vesentlige fordelen ved å tilveiebinge ovale porter 12 er likevel at åpningen som tetningen 1 "ser" er betydelig mindre, slik at den har en mindre eller finere åpning å ekspandere ut i, selv om arealet til ventilporten i praksis blir bortimot dobbelt så stort som ved konvensjonelle runde porter. Det forstås at tetningsorganet 10 utsettes for størst mekanisk belastning mens sementeringsventilen åpnes eller lukkes og tetningsorganet 10 eksponeres for ventilportene 12.1 tillegg kan ventilporten 12 med fordel utformes som et skyteskår, slik at kanten tetningen 1 bøyer seg rundt blir mindre skarp. En gunstig avsmalningsvinkel har vist seg å være ca. 20°. I the valve port 12 an oval design, the tension distribution in the base tube 11 will be better, which results in significantly improved tensile strength. The most significant advantage of providing oval ports 12 is nevertheless that the opening that the seal 1 "sees" is significantly smaller, so that it has a smaller or finer opening to expand into, even if the area of the valve port in practice is almost twice as large as with conventional round gates. It is understood that the sealing member 10 is subjected to the greatest mechanical stress while the cementing valve is opened or closed and the sealing member 10 is exposed to the valve ports 12.1 In addition, the valve port 12 can advantageously be designed as a shooting notch, so that the edge around which the seal 1 bends becomes less sharp. A favorable taper angle has proven to be approx. 20°. IN

tillegg at innsiden av ventilporten 12 avrundes noe. addition, that the inside of the valve port 12 is somewhat rounded.

Tetningsorganet 10 ifølge foreliggende oppfinnelse kan tilpasses det miljøet og de belastninger som sementeringsventilen skal utsettes for, ved at støtteringenés 2 The sealing member 10 according to the present invention can be adapted to the environment and the loads to which the cementing valve is to be subjected, by the support rings 2

og tetningens 1 materialer og eventuelt også utforming tilpasses de enkelte brukstilfeller og bruksforhold. and the materials of the seal 1 and possibly also the design are adapted to the individual cases of use and conditions of use.

Ifølge foreliggende oppfinnelse kan tetningsorganet 10 også ettermonteres på eksisterende utstyr som har behov for robuste og vedlikeholdsfrie tetninger. According to the present invention, the sealing member 10 can also be retrofitted to existing equipment that needs robust and maintenance-free seals.

Tester har vist at tetningsorganet 10 ifølge foreliggende oppfinnelse lett tåler differensialtrykk på 250 bar, mer en dobbelt så mye som dagens konvensjonelle tetningssystemer. Ved å velge andre materialer vil man ytterligere kunne ytterligere øke styrken atskillig. Tests have shown that the sealing member 10 according to the present invention easily withstands a differential pressure of 250 bar, more than twice as much as today's conventional sealing systems. By choosing other materials, you will be able to further increase the strength considerably.

Foreliggende oppfinnelse tilveiebringer et sterkere, vedlikeholdsfritt og holdbart tetningsorgan. Ved at støtteringene 2 og låseringene 3 er konfigurert slik at de kan oppta flere av de mekaniske kreftene som tetningen 1 utsettes for, ved at konfigurasjonen med støtteringer 2 og låseringer 3 sørger for at tetningen 1 holdes bedre på plass, og ved at tetningen 1 kan tres på hylsen 7 uten at tetningen 1 trenger å være fleksibel, åpnes det for at langt flere materialer kan anvendes for tetningen 1.1 tillegg er tetningsorganet 10 uansett konfigurert slik at styrken, levetiden og anvendeligheten øker radikalt i forhold til dagens konvensjonelle løsninger. The present invention provides a stronger, maintenance-free and durable sealing member. In that the support rings 2 and locking rings 3 are configured so that they can absorb more of the mechanical forces to which the seal 1 is exposed, in that the configuration with support rings 2 and locking rings 3 ensures that the seal 1 is better held in place, and in that the seal 1 can is threaded onto the sleeve 7 without the seal 1 needing to be flexible, it opens up the possibility that far more materials can be used for the seal 1. In addition, the sealing member 10 is configured in any case so that the strength, lifetime and applicability increase radically compared to today's conventional solutions.

Claims

1. Sealing device comprising a seal (1) which is stepped on a sleeve (7), where the sleeve (7) is located in a base tube (11) that includes valve ports (12) and where the sealing device must seal between the sleeve (7) and the base tube (11), characterized in that the seal (1) is held in place by support rings (2), where the support rings (2) are held in place by locking rings (3), where the locking rings (3) fit into an internal suitable locking groove (6) in the sleeve (7), where the sleeve (7) comprises a threaded part (8), a locking nut (5) comprising an outer suitable locking groove (6) is designed to be screwed over the threaded part (8) of the sleeve (7) and to be tightened sufficiently to hold the snap rings (3), support rings (2) and seal (1) in place outside the sleeve (7).

2. Sealing device according to claim 1, characterized in that the support rings (2) are arranged to function as form-fitting wedges which both help to clamp around the seal (1) and which are themselves wedged or clamped firmly by the outer locking rings (3).

3. Sealing device according to claim 2, characterized in that the form-fitting wedge design comprises a tongue-and-groove configuration, a dovetail groove, a U-shaped groove, a V-shaped groove, and/or a drop-shaped groove.

4. Sealing device according to one of the preceding claims, characterized in that the support rings (2) are made of the same or similar material as the seal (1).

5. Sealing device according to one of the preceding claims, characterized in that the locking rings (3) are made of the same or similar material as the sleeve (7).

6. Sealing device according to one of the preceding claims, characterized in that the locking nut (5) is made of the same or similar material as the sleeve (7).

7. Sealing device according to one of the preceding claims, characterized in that the inner locking groove (6) is either milled into the sleeve (7) or is screwed on or otherwise arranged on the outside of the sleeve (7).

8. Sealing device according to claim 7, characterized in that the inner locking groove (6), locking rings (3), support rings (2), the seal (1) and the locking nut (5) are all arranged so that they can be screwed onto the outside of the sleeve (7).

9.. Sealing device according to claim 7, characterized in that the inner locking groove (6), locking rings (3), support rings (2), the seal (1) and the locking nut (5) are all arranged so that they fit into a recess in the sleeve (7).

10. Sealing device according to any of the preceding claims, characterized in that the valve ports (12) are oval shaped in the longitudinal direction of the base pipe (11).

11. Sealing device according to claim 10, characterized in that the valve ports (12) are designed as shooting slots with a taper angle of approximately 20°.