NO335678B1 - Pakningssammenstilling for svingeledd og fremgangsmåte for å øke dens levetid. - Google Patents

Pakningssammenstilling for svingeledd og fremgangsmåte for å øke dens levetid. Download PDF

Info

Publication number
NO335678B1
NO335678B1 NO20041507A NO20041507A NO335678B1 NO 335678 B1 NO335678 B1 NO 335678B1 NO 20041507 A NO20041507 A NO 20041507A NO 20041507 A NO20041507 A NO 20041507A NO 335678 B1 NO335678 B1 NO 335678B1
Authority
NO
Norway
Prior art keywords
pressure
assembly
stated
several
gaskets
Prior art date
Application number
NO20041507A
Other languages
English (en)
Other versions
NO20041507L (no
Inventor
Wesley C Morrow
Jeffrey J Dinkel
Michael J Kubinski
Original Assignee
Nat Oilwell Lp
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 Nat Oilwell Lp filed Critical Nat Oilwell Lp
Publication of NO20041507L publication Critical patent/NO20041507L/no
Publication of NO335678B1 publication Critical patent/NO335678B1/no

Links

Classifications

    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E21EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21BEARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B17/00Drilling rods or pipes; Flexible drill strings; Kellies; Drill collars; Sucker rods; Cables; Casings; Tubings
    • E21B17/02Couplings; joints
    • E21B17/04Couplings; joints between rod or the like and bit or between rod and rod or the like
    • E21B17/05Swivel joints
    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E21EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21BEARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B33/00Sealing or packing boreholes or wells
    • E21B33/02Surface sealing or packing
    • E21B33/08Wipers; Oil savers
    • E21B33/085Rotatable packing means, e.g. rotating blow-out preventers
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16LPIPES; JOINTS OR FITTINGS FOR PIPES; SUPPORTS FOR PIPES, CABLES OR PROTECTIVE TUBING; MEANS FOR THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16L17/00Joints with packing adapted to sealing by fluid pressure
    • F16L17/10Joints with packing adapted to sealing by fluid pressure the packing being sealed by the pressure of a fluid other than the fluid in or surrounding the pipe
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16LPIPES; JOINTS OR FITTINGS FOR PIPES; SUPPORTS FOR PIPES, CABLES OR PROTECTIVE TUBING; MEANS FOR THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16L27/00Adjustable joints, Joints allowing movement
    • F16L27/08Adjustable joints, Joints allowing movement allowing adjustment or movement only about the axis of one pipe
    • F16L27/0804Adjustable joints, Joints allowing movement allowing adjustment or movement only about the axis of one pipe the fluid passing axially from one joint element to another
    • F16L27/0808Adjustable joints, Joints allowing movement allowing adjustment or movement only about the axis of one pipe the fluid passing axially from one joint element to another the joint elements extending coaxially for some distance from their point of separation
    • F16L27/0812Adjustable joints, Joints allowing movement allowing adjustment or movement only about the axis of one pipe the fluid passing axially from one joint element to another the joint elements extending coaxially for some distance from their point of separation with slide bearings
    • F16L27/0816Adjustable joints, Joints allowing movement allowing adjustment or movement only about the axis of one pipe the fluid passing axially from one joint element to another the joint elements extending coaxially for some distance from their point of separation with slide bearings having radial sealing

Landscapes

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

Abstract

Fremgangsmåter og apparater for å frembringe øket pakningsliv for en pakningssammenstilling for svingeledd ved å nedsette den effektive trykkforskjell over en gitt roterbar pakning. Denne trykkforskjell nedsettes ved å tilføre et trykksatt fluid til lavtrykkssiden av pakningen ved en forut bestemt andel av driftstrykket for svingeleddets pakningssammenstilling. En foretrukket pakningssammenstilling for svingeledd utnytter et trykkrør og en pakningsboks som er stivt festet til hver sin strømningskanal, slik at mistilpasning og dynamisk utstrømning blir kompensert for i gapet mellom trykkrøret og pakningsboksen. En reguleringsanordning overvåker og regulerer det trykksatte fluid som avgis til sammenstillingen.

Description

OPPFINNELSENS BAKGRUNN
Foreliggende oppfinnelse gjelder generelt fremgangsmåter og apparater for å frembringe høytrykks-fluidkommunikasjon mellom generelt koaksiale kanaler som kan dreies i forhold til hverandre, og særlig i forbindelse med trykkrørsanordninger av den art som brukes i roterbare utboringssvingeledd.
Roterbare utboringssvingeledd omfatter generelt et trykkrør som befinner seg i tettende inngrep med et sett av omkretspakninger som inneholdes inne i et pakningshus. Ofte forblir trykkrøret stillestående mens pakningene og pakningshuset roterer. Pakningsanordninger for svingeledd har vanligvis inkludert en rekke forsterkede, elastomeriske pakninger av chevron-type som er innbyrdes atskilt av en rekke av-støttende oppbakkingsringer. Generelt vil en pakning være utsatt for fullt hydraulisk trykk på den ene side, samt atmosfæretrykk på den motsatte side. Disse pakninger har da en tendens til å fungere ved redundans, hvor det totale differensialtrykk fra slam virker på en pakning inntil denne pakning svikter, og derpå den neste pakning i sammenstillingen gjør tjeneste som primærpakning.
De roterende komponenter i svingeleddet er ofte utsatt for en viss grad av radial feilinnretting i forhold til hverandre, eller dynamisk utstrømning, på grunn av visse toleranser og iboende driftstilstander. Dynamisk utstrømning mellom trykkrøret og pakningshuset er normalt blitt kompensert for ved hjelp av pakningsekstruderings-gapet mellom de to roterende komponenter, da de fleste vanlige svingeleddkonstruksjoner har både trykkrør og pakningshus radialt fastlagt i forhold til sine respektive monteringer. Visse tidligere kjente svingeleddkonstruksjoner har forsøkt å kompensere for potensiell utstrømning og forskyvningsproblemer med å gjøre det mulig for trykkrøret og pakningshuset å svinge seg i forhold til hverandre.
US 6,007,105 beskriver en tetningssammenstilling for en svivel eller svingeledd og som er egnet til å frembringe forseglet høytrykksfluidkommunikasjon mellom relativt roterbare og generelt koaksiale rørledninger.
GB 694230 angir en trykkrørssammenstilling for svingeledd.
Vanlig utboringsteknologi har øket det ønskede driftstrykk på roterbare sammenstillinger av avtettede svingeledd til meget høyere trykknivåer. Mange vanlige svingeleddkonstruksjoner har da gitt mindre enn ønskelige tetningsliv eller oppvist annen utilfredsstillende atferd under disse høytrykksforhold.
Det foreligger således et behov innenfor fagområdet for fremgangsmåter og apparater i forbindelse med svingbare pakningsanordninger og som er i stand til å motstå høye trykk for lengre tidsperioder.
Utførelser i henhold til foreliggende oppfinnelse er derfor rettet på fremgangsmåter og apparater for sammenstillinger av svingeledd og som søker å overvinne de begrensninger som foreligger i den kjente teknikk.
Hovedtrekkene ved oppfinnelsen fremgår av de selvstendige patentkrav. Ytterligere trekk ved oppfinnelsen er angitt i de uselvstendige krav.
SAMMENFATTET OVERSIKT OVER DE FORETRUKNE UTFØRELSER
Det er følgelig her angitt fremgangsmåter og apparater for å øke tetningslivet for en avtettet svingeleddanordning ved å nedsette trykkforskjellen over en gitt dreibar pakning. Den effektive trykkforskjell ved å tilføre et trykksatt fluid på lavtrykksiden av pakningen med en forutbestemt andel av driftstrykket på svingeleddets tetningsanordning. En foretrukket tetningsanordning for svingeledd utnytter et trykkrør og en pakningsboks som er stivt festet til sine respektive strømningskanaler. Det blir kompensert for radial mistilpasning og dynamisk utstrømning ved et paknings-ekstruderingsskap mellom trykkrøret og de metalliske oppbakningsflater.
En foretrukket utførelse omfatter en avtetningsanordning for svingeledd og med et trykkrær stivt montert på en dreibar kanal samt en pakningsboks stivt montert på en stillestående kanal. Pakningsboksen befinner seg i inngrep med trykkrøret på en slik måte at et sirkulerende fluid strømmer gjennom trykkrøret og pakningsboksen med et forhøyet trykk. Flere pakninger inneholdes i pakningsboksen og er anordnet for å danne tetning mot vaskerøret, idet pakningsboksen danner flere ringformede volumer som er fastlagt av tetningsgrensesnittene mellom trykkrøret, pakningsboksen og to tilstøtende pakninger. Én eller flere trykkåpninger avgir overskuddsfluid til én eller flere av de flere ringformede volumer. En trykkreguleringsinnretning er anordnet for å tilføre trykksatt fluid til trykkåpningene ved en forut bestemt andel av det forhøyde trykk i det sirkulerende fluid.
En alternativ utførelse omfatter en fremgangsmåte for å øke levetiden for en pakningsanordning for svingeledd og har da flere pakninger inne i en pakningsboks og er da anordnet for å danne tetning mot et trykkrør ved å overvåke det indre trykk i svingeleddets tetningsanordning, hvor da pakningsboksen er stivt forbundet med en stasjonær strømningskanal og trykkrøret stivt forbundet med en dreibar kanal, og tilfører da et trykksatt fluid ved en første andel av svingeleddspakningens indre trykk til et første ringformet volum mellom tilstøtende pakninger, og tilfører også et trykksatt fluid ved en annen andel av svingeleddpakningens indre trykk til et andre ringformet volum mellom tilstøtende pakninger.
Foreliggende oppfinnelse omfatter således en kombinasjon av trekk og fordeler som gjør det mulig å forlenge den utnyttbare levetid for et svingeledds pakningsanordning ved å regulere trykkforskjellen over de roterbare pakninger. Disse og forskjellige andre særtrekk og fordeler ved foreliggende oppfinnelse vil fremgå klart for fagkyndige på området etter gjennomlesing av den følgende detaljerte beskrivelse av foretrukne utførelser av oppfinnelsen og under henvisning til de vedføyde tegninger.
KORT BESKRIVELSE AV TEGNINGENE
For å oppnå en mer detaljert forståelse av de foretrukne utførelser, skal det henvises til de vedføyde tegninger, hvorpå: fig. 1 viser en del av et snitt gjennom en pakningsanordning for et svingeledd,
fig. 2 viser delvis i snitt en skisse av en tetningsanordning for et svingeledd og utstyrt med en trykkreguleringsinnretning,
fig. 3 er en skjematisk skisse som angir en utførelse av en trykkregulerings-anordning, og
fig. 4 er en skjematisk skisse som angir en alternativ utførelse av trykk-reguleringsinnretningen.
DETALJERT BESKRIVELSE AV DE FORETRUKNE UTFØRELSER
I den følgende beskrivelse vil like deler bli markert gjennom hele fremstillingen og på alle tegninger med samme henvisningstall. Tegningsfigurene er ikke nødvendig-vis utført i korrekt skala. Disse trekk ved oppfinnelsen kan være vist i overdrevet måle-stokk eller i en noe skjematisk form, mens visse detaljert ved vanlige konstruksjons-elementer ikke vil være vist for å oppnå forbedret oversikt og klarhet. Foreliggende oppfinnelse er gjenstand for utførelse av forskjellige former. På tegningene vil det da bli vist og her beskrevet i detalj visse spesifikke utførelser av foreliggende oppfinnelse i den forståelse at den foreliggende fremstilling er å betrakte som angitte eksempler på oppfinnelsens grunnprinsipper, og på ingen måte er ment å angi noen begrensning av denne oppfinnelse som er anskueliggjort og beskrevet her. Det må fullt ut erkjennes at de forskjellige omtaler av de utførelser som vil bli betraktet nedenfor vil kunne anvendes separat eller i en hvilken som helst egnet kombinasjon for å frembringe de ønskede resultater.
Forskjellig utførelser av foreliggende oppfinnelse angir spesielt et antall forskjellige fremgangsmåter og utstyr for å opprette tetning mellom en roterbar strøm-ningskanal og en ikke-roterbar kanal. Oppfinnelsesbegrepene vil bli omtalt i sammenheng med en tetningsanordning for et svingeledd, men bruken av slike begreper i sammenheng med foreliggende oppfinnelse er på ingen måte begrenset til tetnings-anordninger for svingeledd og kan også finne anvendelser i forbindelse med andre anvendelser av roterbart utstyr, både innenfor oljefelt-teknologien og andre tungt belastede utførelser for høyt trykk som de angitte begreper i forbindelse med foreliggende oppfinnelse kan anvendes.
I sammenheng med den følgende fremstilling bør uttrykkene "stivt" eller "hovedsakelig stillestående" blir tolket til å bety et innbyrdes forhold hvorved to sammen-koplede komponenter er generelt fastlagt i forhold til hverandre. Det bør forstås at på grunn av fremstilling, sammenstilling eller andre konstruksjonsdetaljer vil de to komponenter kunne ha en viss relativ bevegelse i forhold til hverandre. De trykkverdier som er angitt her er trykkverdier i forhold til omgivelsestrykket, slik at 0 Pa (0 psi) bør anses å innebære omgivelsestrykk.
Fig. 1 viser i delvis snitt en utførelse av en trykkrørsammenstilling 10 som omfatter en dreibar strømningskanal 11 og en stillestående kanal 12. En mutter 28 er forbundet med den roterbare strømningskanal 11 og fastholder et trykkrør 14 i stivt inngrep med den roterbare kanal. Trykkrøret 14 strekker seg fra den roterbare kanal 11 frem til et pakningsarrangement med roterende svingeleddspakninger 16A-D som inneholdes i en pakningsboks 18 som er festet til den stasjonære strømningskanal 12. Pakningsboksen 18 er stivt festet til den stillestående kanal 12 ved hjelp av en gjenge-forbindelse 22.
De dreibare svingeleddspakninger 16A-D og avstandsstykkene 24 er anordnet i boksen 18. Dreibare svivelpakninger 16A-D er fortrinnsvis utført i et ettergivende bøyelig pakningsmateriale, slik som fiberforsterket nitril. Avstandsstykkene 24 er fortrinnsvis fremstilt fra hovedsakelig stivt materiale, slik som stållegeringer, og gjør tjeneste som stive støtter for pakningene. Roterbare svingeleddspakninger 16A-D er vanligvis ensrettede pakninger utført for å motstå trykk i bare en viss retning, slik som pakninger av chevron-type. Andre pakningsutførelser kan brukes i den utstrekning disse pakninger ikke krever et forhøyet hydraulisk trykk over arbeidstrykket for trykk- rørsammenstillingen eller er utført med en spesiell konfigurasjon som pumper fluid tvers over den avtetningsflate som gjør tjeneste som smøremiddel.
Gjengeforbindelsen 22 mellom den stasjonære strømningskanal 12 og pakningsboksen 18 forbinder boksen 18 stivt med kanalen 12 og trykker sammen pakningene 16A-D og avstandsstykkene 24. Sammentrykningen av pakningene 16A-D energiserer og utvider pakningene til å danne avtetningsforbindelse med trykkrøret 14. Pakningen 26, som fortrinnsvis er en pakning av O-ringtype blir trykket sammen mellom det øverste avstandsstykke 24 og den stillestående strømningskanal 12 og danner avtetning mot det indre trykk i den stasjonære strømningskanal 12. Så snart pakningsboksen 18 er installert, vil fluidtrykket inne i den stillestående kanal 12 avtettet ved hjelp av en statisk pakning 26 og roterende pakninger 16A-D.
Trykkrøret 14 holdes på plass ved hjelp av holdemutteren 28 som tilslutter kanalen 11 ved hjelp av gjengeforbindelsen 30. Holdemutteren 28 fastholder også på plass en holdering 32 som bærer pakningen 34 og 36 så vel som smekkringen 28. Holdemutteren 28 trykker sammen pakningen 34 slik at den energiseres og ekspan-derer pakningen mot trykkrøret 14. Holderingen 32 trykker sammen pakningen 36 mot den roterbare kanal 11 og danner derved en statisk avtetning. Pakningene 34 og 36 bidrar til å isolere det forhøyede indre trykk i svingeleddet fra det ytre atmosfæretrykk. Pakningene 34 og 36 er av samme art som pakningene henholdsvis 16A-D og 26 som er beskrevet ovenfor. Smekkringen 38 bibeholder de relative aksiale posisjoner for trykkrøret 14 og holderingen 32 underinstallasjonsprosessen. Den radiale klaring mellom trykkrøret 14 og mutteren 28 er avgrenset slik at trykkrøret holdes hovedsakelig stasjonært i forhold til strømningskanalen 11. Den foretrukne radiale klaring mellom trykkrør 14 og mutter 18 ligger typisk mellom 0,508 mm (0,020 tommer) og 0,635 mm (0,025 tommer) langs diameteren.
På grunn av at trykkrøret 14 og de roterbare svingeleddspakninger 16A-D i pakningsboksen 18 begge er hovedsakelig stillestående i forhold til sine relative respektive kanaler, vil enhver potensiell dynamisk utstrømning mellom de roterende og ikke-roterende komponenter bli kompensert for i det radiale gap mellom trykkrøret og avstandsstykkene. Det radiale gap definerer det ekstruderingsgap hvorover pakningen 16A-D tjener til å opprettholde det indre trykk i sammenstillingen. Innerdiameteren i boksen 18 og avstandsstykkene 24 er derfor fortrinnsvis dimensjonert slik at de tillater en viss grad av radial forskyvning eller utstrømning mellom kanalene samtidig som de opprettholder et ekstruderingsskap som pakningene 16A-D kan virke over. I de fore trukne utførelser er dette ekstruderingsskap mellom 0,254 mm (0,010 tommer) og 0,381 mm (0,015 tommer), samt fortrinnsvis omtrent 0,33 mm (0,013 tommer).
Adferden av de roterende pakninger 16A-D er også i høy grad påvirket av trykkforskjellen tvers over hver pakning. Trykkporter 20A-C er anordnet slik at trykkforskjellen over pakningene 16A-D kan reguleres. Trykkporter 20A-C gir hydraulisk tilgang til ringromsvolumene mellom tilstøtende pakninger 16A-D. De ringformede trykkvolumer er fastlagt ved tetningsgrensesnittene mellom to tilstøtende pakninger, f.eks. 16A og 16B, samt trykkrøret 14 og pakningsboksen 18.
I de foretrukne utførelser brukes trykkporter 20A-C for å sprøyte inn trykksatt fluid i de ringformede volumer mellom pakningene 16A-D. Dette trykksatte fluid blir fortrinnsvis sprøytet inn ved et trykk over omgivelsestrykket, men under det indre trykk i svingeleddet 10. I andre utførelser blir trykket mellom hver pakning 16A-D regulert på en slik måte at hver av pakningene erfarer hovedsakelig samme trykkforskjell. Det trykksatte fluid blir ikke ført inn ved et trykk høyere enn svingeleddets indre trykk, hvilket da ville forårsake det injiserte fluid til å bli revet tvers over tetningsflaten. En slik over-trykksetning av fluid for det formål å smøre og energisere tetningsflaten er da et viktig trekk i visse tidligere kjente anvendelser som søker å bruke hydrodynamiske avtetningselementer. Fig. 2 er en generell skjematisk tegning som anskueliggjør en foretrukket svingeledd-tetningsanordning 10 som er sammenkoplet med en trykkregulerings-anordning 40. Trykkreguleringsanordningen 40 overvåker det indre trykk i svingeleddsammenstillingen 10 over en ledning 42, og tilfører i samsvar med forut fastlagte driftsparametere trykksatt hydraulisk fluid gjennom reguleringsledningene 44, 46 og 48 til trykkporter 20A-C. I visse utførelser kan reguleringsanordningen 40 overvåke de resulterende trykkforskjeller over pakningene 16A-D for det formål å frembringe tidlig påvisning av lekkasje og potensiell pakningssvikt. Reguleringsledningene 44, 46, 48 kan også omfatte en sperreventil 49 for å hindre fluid fra å strømme fra svingeleddsammenstillingen 10 til reguleringsanordningen 40. Sperreventiler 49 opprettholder et volum av hydraulisk fluid i sammenstillingen 10 for å tjene som en pakningssmøring i tilfelle tap av trykk fra reguleringsanordningen 40 og for å hindre for høye trykk fra å vandre oppover i reguleringsledningen frem til reguleringsanordningen. Fig. 3 viser en utførelse av reguleringsanordningen 40 som anvender flere trykkreduseringssylindere 54, 56, 58 for å regulere trykket mellom de roterende pakninger 16A-D. Det indre fluidtrykk fra svingeleddsammenstillingen 10 blir fordelt på de trykkreduserende sylindere 54, 56, 58 ved hjelp av manifolden 52. Hver av sylindrane 54, 56, 58 har sin hydrauliske trykkinngang fra manifolden 52 og frembringer et hydraulisk utgangstrykk med en viss forut bestemt prosentandel av inn-gangstrykket.
I en viss utførelse harf.eks. svingeleddsammenstillingen 10 et indre trykk på 27,579 MPa (4000 psi). Manifolden 52 fordeler fluid ved trykket 27,579 MPa (4000 psi) på de forskjellige reduseringssylindere 54, 56 og 58. Sylinder 54 er valgt til å frembringe et fluidtrykk som er 0,75 ganger svingeleddets indre trykk. Sylinderen 54 frembringer derfor et fluidtrykk på 20,684 MPa (3000 psi) gjennom en slange 44 og en port 20A til det ringformede volum mellom pakningen 16A og pakningen 16B. Sylinderen 56 frembringer et fluidtrykk som er 0,5 ganger svingeleddets indre trykk, og avgir således et fluidtrykk på 13,79 MPa (2000 psi) gjennom slangen 46 og porten 20B til det ringformede trykk mellom pakningen 16B og pakningen 16C. Sylinder 58 avgir et fluidtrykk som er 0,25 ganger svingeleddets indre trykk, og avgir således et fluidtrykk på 6,895 MPa (1000 psi) gjennom slangen 48 og porten 20C til det ringformede volum mellom pakningene 16C og 16D.
Svingeleddets indre trykk er således 27,579 MPa (4000 psi), mens trykket i det ringformede volum mellom pakningene 16A og 16B er 20,684 MPa (3000 psi), og trykket i det ringformede volum mellom pakningene 16B og 16C er 13,79 MPa (2000 psi), samt trykket i det ringformede volum mellom pakningene 16C og 16D er 6,895 MPa (1000 psi), mens det ytre trykk da er 0 Pa (0 psi). I det bestemte eksempel som er angitt, ser således hver dreibar svingeleddspakning 16A-D en trykkforskjell på bare 6,895 MPa (1000 psi). Dette kan sammenlignes med størstedelen av tidligere kjente anordninger hvor en viss pakning er utsatt for det totale indre svingeleddstrykk på sin ene side og atmosfæretrykket på den andre side, hvilket i dette tilfelle vil si en trykkforskjell på 27,579 MPa (4000 psi).
Fig. 4 viser en alternativ utførelse av en reguleringsanordning 40 som utnytter elektronisk reguleringsutstyr 60 til å styre hydrauliske pumper 64, 66, 68 som tilfører fluid til trykkportene. Reguleringsutstyret 60 mottar data via ledning 42 fra en trykk-omformer, eller en annen tilsvarende innretning, som da måler svingeleddets indre trykk. Reguleringsutstyret 60 aktiverer så pumpene 64, 66 og 68 etter ønske. Disse pumper trekker fluid fra et reservoar 62 og fører dette trykksatte fluid inn i det ringformede volum mellom tilstøtende dreibare pakninger. I en viss utførelse kan reguleringsutstyret 60 tilføre et slikt trykk at trykket i hvert ringformet volum er like stort, og trykkforskjellen over hver pakning, bortsett fra den pakning som er utsatt for omgivelsestrykket, er utbalansert. Reguleringsutstyret 60 kan også brukes til å regulere det indre trykk slik som beskrevet ovenfor, eller på en slik måte at trykkforskjellen over hver pakning er den samme.
Reguleringsutstyret 60 kan også være innrettet for å motta, ved hjelp av signal-ledninger 70, trykkinformasjon fra trykkomformere eller andre innretninger, som da er i stand til å avlese trykket inne i hver av de ringformede trykkområder. Disse ytterligere avlesninger vil da kunne brukes til å avføle trykkfluktuasjoner og gi varsel om forventede pakningssvikt. I det tilfelle en slik pakningssvikt skulle opptre, vil reguleringsutstyret 60 kunne aktivere pumper for å justere trykkforskjellen over de fremdeles virksomme pakninger.
Skjønt de ovenfor beskrevne utførelser vil kunne bidra til å redusere trykkforskjellen over de enkelte pakninger 16A-D i forbindelse med svingeleddet, er det å foretrekke at pakningene velges slik at de er i stand til å motstå det totale driftstrykk i tilfelle svikt eller midlertidig driftsutfall av de foreliggende trykkreguleringsanordninger 40 eller 60. På grunn av at de foretrukne utførelser utnytter standard paknings-konfigurasjoner som ikke krever hydrodynamisk pakningsenergisering, vil disse ut-førelser fortsatt kunne fungere, skjønt med en redusert driftslevetid, nemlig uten den reduserte trykkforskjell som er frembrakt av reguleringsanordningen 40 eller 60.
De utførelser som er angitt her er bare anskueliggjørende og utgjør ingen begrensning av oppfinnelsens omfangsramme eller de anvendte detaljer i oppfinnel-sesgjenstanden, slik som dette fremgår av patentkravene. Det vil erkjennes at mange andre modifikasjoner og forbedringer av det som er fremstilt her og som samtidig faller innenfor patentkravene, kan utføres uten å avvike fra oppfinnelsens omfangsramme eller de oppfinnelsesbegreper som er angitt her, slik som det fremgår av kravene. På grunn av at mange varierende og forskjellige utførelser kan frembringes innenfor omfanget av det foreliggende oppfinnelsesbegrep ifølge kravene, og som da vil kunne omfatte tilsvarende oppbygningsstruktur eller materialer som senere vil bli tiltenkt, samt på grunn av at mange modifikasjoner kan utføres i de utførelser som er detalj-beskrevet her i samsvar med patentbestemmelsenes beskrivelsesfordringer og patentkravene, er det å forstå at de detaljer som er angitt her er å betraktes som anskuelig-gjørende og ikke som begrensninger.

Claims (16)

1. Pakningssammenstilling (10) for svingeledd, omfattende: et trykkrør (14) som er stivt festet til en roterbar strømningskanal (11), en pakningsboks (18) som er stivt festet til en stasjonær strømningskanal (12) og anordnet i inngrep med det angitte trykkrør (14), hvor sirkulerende fluid strømmer gjennom trykkrøret (14) og pakningsboksen (18) ved et forhøyet trykk som er større enn omgivelsestrykket, flere pakninger (16A, 16B, 16C, 16D) inne i pakningsboksen (18) og som er anordnet for avtetting mot trykkrøret (14) og pakningsboksen (18), flere ringformede volumer som er avgrenset av tetningsgrensesnittene mellom trykkrøret (14), pakningsboksen (18) og to tilstøtende pakninger (16A, 16B, 16C, 16D), og en reguleringsanordning (40) innrettet for å frembringe et trykksatt fluid til ett eller flere av de angitte flere ringformede volumer med en forut-fastlagt andel av det forhøyde trykk i det sirkulerende fluid, ogkarakterisert ved: flere avstandsstykker (24) anordnet inne i pakningsboksen (18).
2. Sammenstilling som angitt i krav 1, hvor de flere avstandsstykker (24) er vekselsvis anordnet med de angitte flere pakninger (16A, 16B, 16C, 16D) inne i pakningsboksen (18).
3. Sammenstilling som angitt i krav 1 eller 2, hvor et radialt gap er dannet mellom trykkrøret (14) og avstandsstykkene (24), og de angitte flere pakninger (16A, 16B, 16C, 16D) virker tvers over dette radiale gap.
4. Sammenstilling som angitt i krav 3, hvor enhver forskyvning mellom trykkrøret (14) og pakningsboksen (18) kompenseres for i det radiale gap.
5. Sammenstilling som angitt i ethvert av krav 1-4, hvor avstandsstykkene (24) er fremstilt fra et stivt materiale, mens pakningene (16A, 16B, 16C, 16D) er fremstilt fra et ettergivende materiale.
6. Sammenstilling som angitt i ethvert av krav 1-5, videre omfattende flere trykkporter (20A, 20B, 20C) som gir fluidtilgang til ett eller flere av de angitte flere ringformede volumer, hvor den angitte reguleringsanordning (40) avgir trykksatt fluid til de ringformede volumer gjennom trykkportene (20A, 20B, 20C).
7. Sammenstilling som angitt i ethvert av krav 1-6, hvor det trykksatte fluid som er avgitt av reguleringsanordningen (40), tilføres ved et trykk som ligger mellom omgivelsestrykket og det forhøyde trykk i det sirkulerende fluid.
8. Sammenstilling som angitt i ethvert av krav 1-7, hvor hver av de angitte flere pakninger (16A, 16B, 16C, 16D) utsettes for en hovedsakelig like stor eller samme trykkforskjell eller differensialtrykk.
9. Sammenstilling som angitt i ethvert av krav 1-8, hvor de flere ringformede volumer holdes under samme trykk.
10. Sammenstilling som angitt i ethvert av krav 1-9, videre omfattende sperreventiler (49) lagt inn mellom de ringformede volumer og den angitte reguleringsanordning (40).
11. Fremgangsmåte for å øke levetiden for en pakningssammenstilling (10) for svingeledd og med flere pakninger (16A, 16B, 16C, 16D) innrettet for å danne tetning mot et trykkrør (14), ogkarakterisert vedat flere avstandsstykker (24) for pakningssammenstillingen (10) anordnes inne i en pakningsboks (18), og hvor frem-gangsmåten omfatter følgende trinn: overvåkning av det indre trykk i svingeleddets pakningssammenstilling (10) ved hjelp av en reguleringsanordning (40), idet pakningsboksen (18) monteres stivt på en stillestående strømningskanal (12), og trykkrøret (14) monteres stivt på en roterbar kanal (11), frembringelse av et trykksatt fluid ved et trykknivå tilsvarende en første andel av det indre trykk i svingeleddets pakningssammenstilling (10) i et første ringformet volum mellom inntilliggende pakninger (16A, 16B, 16C, 16D), og opprettelse av et trykksatt fluid ved et trykknivå tilsvarende en andre andel av det indre trykk i svingeleddets pakningssammenstilling (10) i et andre ringformet volum mellom inntilliggende pakninger (16A, 16B, 16C, 16D).
12. Fremgangsmåte som angitt i krav 11, hvor trykkene i henholdsvis det første og det andre ringformede volum er hovedsakelig like store.
13. Fremgangsmåte som angitt i krav 11, hvor trykket i det første og det andre ringformede volum ligger mellom det indre trykk i svingeleddets pakningssammenstilling (10) og det omgivende trykk.
14. Fremgangsmåte som angitt i krav 11, hvor forskjellen i trykk mellom det første og det andre ringformede volum er lik forskjellen i trykk mellom det første ringformede volum og det indre trykk i svingeleddets pakningssammenstilling (10).
15. Fremgangsmåte som angitt i krav 11, videre omfattende trinnet med å overvåke trykket inne i det første og det andre ringformede volum.
16. Fremgangsmåte som angitt i krav 15, videre omfattende trinnet med å justere trykket inne i det andre ringformede volum som respons på en forandring av trykket i det første ringformede volum.
NO20041507A 2003-04-15 2004-04-13 Pakningssammenstilling for svingeledd og fremgangsmåte for å øke dens levetid. NO335678B1 (no)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US10/413,766 US6923254B2 (en) 2003-04-15 2003-04-15 Washpipe apparatus

Publications (2)

Publication Number Publication Date
NO20041507L NO20041507L (no) 2004-10-18
NO335678B1 true NO335678B1 (no) 2015-01-19

Family

ID=32908305

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
NO20041507A NO335678B1 (no) 2003-04-15 2004-04-13 Pakningssammenstilling for svingeledd og fremgangsmåte for å øke dens levetid.

Country Status (4)

Country Link
US (1) US6923254B2 (no)
EP (1) EP1469243A1 (no)
CA (1) CA2462798A1 (no)
NO (1) NO335678B1 (no)

Families Citing this family (36)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB0408753D0 (en) * 2004-04-20 2004-05-26 Quip Ltd P Sealing device
US20070007002A1 (en) * 2005-07-05 2007-01-11 Skf Usa, Inc., A Delaware Corporation Washpipe seal
US7213660B2 (en) * 2005-07-05 2007-05-08 Skf Usa Inc. Washpipe seal
CA2585669A1 (en) * 2006-04-27 2007-10-27 National-Oilwell, L.P. Apparatus for interconnecting and sealing between fixed and rotating conduits and method of installing same
NO339467B1 (no) * 2006-04-27 2016-12-12 Nat Oilwell Varco Lp Tetningsenhet samt fremgangsmåte for å installere en trykkrørenhet
US7487848B2 (en) * 2006-04-28 2009-02-10 Varco I/P, Inc. Multi-seal for top drive shaft
US7401664B2 (en) * 2006-04-28 2008-07-22 Varco I/P Top drive systems
US7472762B2 (en) * 2006-12-06 2009-01-06 Varco I/P, Inc. Top drive oil flow path seals
US20080230274A1 (en) 2007-02-22 2008-09-25 Svein Stubstad Top drive washpipe system
US7748445B2 (en) 2007-03-02 2010-07-06 National Oilwell Varco, L.P. Top drive with shaft seal isolation
DE102007015640A1 (de) * 2007-03-31 2008-10-02 Zf Friedrichshafen Ag Drehdurchführung, insbesondere für einen Torsionsschwingungsdämpfer in einem Antriebsstrang eines Fahrzeugs
WO2009086323A1 (en) * 2007-12-20 2009-07-09 Transocean Sedco Forex Ventures Limited Telescopic joint mini control panel
US20090159271A1 (en) * 2007-12-21 2009-06-25 Bastiaan De Jong Top drive systems for wellbore & drilling operations
US8573599B2 (en) * 2008-01-15 2013-11-05 Stoneage, Inc. Unitary high pressure slip seal cartridge
US8225858B2 (en) * 2008-10-03 2012-07-24 Martin William D Lubricating washpipe system and method
GB2480164B (en) * 2009-02-16 2013-06-12 Rotaflow Fv Ltd A swivel joint
DE102010025154B4 (de) * 2010-06-25 2012-03-15 Montanhydraulik Gmbh Dichtungsanordnung
GB201021266D0 (en) * 2010-12-14 2011-01-26 Crane John Uk Ltd Seals
CN102230361B (zh) * 2011-06-22 2014-04-16 山河智能装备股份有限公司 一种智能型旋转接头
US9010410B2 (en) 2011-11-08 2015-04-21 Max Jerald Story Top drive systems and methods
CN102518801B (zh) * 2011-12-15 2015-06-17 中国石油集团西部钻探工程有限公司 石油钻机专用水龙头冲管复合密封装置
WO2013170178A2 (en) * 2012-05-11 2013-11-14 National Oilwell Varco, L.P. System and method for monitoring seals between a stationary conduit and a rotating conduit
WO2014036526A2 (en) * 2012-08-31 2014-03-06 Premiere, Inc. Multi-purpose fluid conducting swivel assembly
US10415321B2 (en) * 2015-06-10 2019-09-17 Nabors Industries, Inc. Washpipe seal assembly
US10627026B2 (en) 2015-12-10 2020-04-21 3SC Global, LLC Fittings, components, and associated tools
US10563770B2 (en) * 2016-05-05 2020-02-18 National Oilwell Varco, L.P. Washpipe assemblies for a power swivel
USD846980S1 (en) 2016-12-08 2019-04-30 3SC Global, LLC Union nut
USD817751S1 (en) 2016-12-08 2018-05-15 3SC Global, LLC Union nut
US10712227B2 (en) * 2017-02-14 2020-07-14 Nabors Drilling Technologies Usa, Inc. Washpipe life prediction
US10538978B1 (en) * 2017-07-21 2020-01-21 Clark Seals, Ltd. Washpipe seal assembly
US20220057030A1 (en) * 2018-09-27 2022-02-24 Haviland Holdings Pty Ltd Swivel bearing assembly
GB2580718B (en) * 2019-01-17 2023-02-08 Ntdrill Holdings Llc Rotating control device with multiple seal cartridge
US10851832B2 (en) * 2019-04-30 2020-12-01 Caterpillar Inc. Rotary gearbox
US11002120B1 (en) 2020-02-28 2021-05-11 Halliburton Energy Services, Inc. Dynamic packing seal compression system for pumps
CN111853241A (zh) * 2020-07-28 2020-10-30 河南华中科翔石油机械有限公司 一种用于钻机水龙头的冲管密封超高压封盘根
US11814912B2 (en) * 2022-01-27 2023-11-14 National Oilwell Varco, L.P. Washpipe seal assembly

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2394800A (en) 1941-06-02 1946-02-12 Nat Supply Co Rotary swivel
US2459472A (en) 1945-03-23 1949-01-18 Emsco Derrick & Equip Co Rotary swivel
US2608385A (en) 1947-06-23 1952-08-26 Locomotive Finished Material C Lubrication for rotary hydraulic swivels
GB694230A (en) 1951-01-26 1953-07-15 Nat Supply Co Improvements in wash pipe mounting for swivels
US3752507A (en) * 1971-10-01 1973-08-14 Exxon Production Research Co Swivel
US4557489A (en) * 1984-03-23 1985-12-10 Borg-Warner Corporation Pressure balanced seal
US4807890A (en) * 1985-10-15 1989-02-28 Esco Elevators, Inc. Sealing combination
US6007105A (en) * 1997-02-07 1999-12-28 Kalsi Engineering, Inc. Swivel seal assembly
CA2450432C (en) * 2001-06-12 2007-12-04 Utex Industries, Inc. Packing assembly for rotary drilling swivels

Also Published As

Publication number Publication date
US6923254B2 (en) 2005-08-02
US20040207159A1 (en) 2004-10-21
CA2462798A1 (en) 2004-10-15
NO20041507L (no) 2004-10-18
EP1469243A1 (en) 2004-10-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
NO335678B1 (no) Pakningssammenstilling for svingeledd og fremgangsmåte for å øke dens levetid.
USRE38249E1 (en) Rotating blowout preventer and method
US7779903B2 (en) Solid rubber packer for a rotating control device
US4143881A (en) Lubricant cooled rotary drill head seal
US4143880A (en) Reverse pressure activated rotary drill head seal
US6007105A (en) Swivel seal assembly
US7044217B2 (en) Stuffing box for progressing cavity pump drive
CA2629278C (en) Stuffing box for progressing cavity pump drive
NO862074L (no) Tetningsanordning for dreiekobling.
JPS6252292A (ja) 流動装置
CA2702994A1 (en) Piston pump
US8720543B2 (en) Device for passive pressure sealing
NO315760B1 (no) Overvåkingssystem for en höytrykksfluidström- koplingsinnretning
US10077623B2 (en) Valve with balanced blind seal ring
NO315480B1 (no) Tetningsinnretning
US11236575B2 (en) Rotating control device with multiple seal cartridge
US8297623B2 (en) Swivel device
DK201700022A1 (en) Pressurizing rotating control devices
GB2410042A (en) A shielded hydraulic actuator for a drilling tool
CN109237043A (zh) 一种钻机的供水或供气系统用双保险的旋转密封装置
CN116557568A (zh) 具有高压补偿阀座的球阀
JP2007211742A (ja) ポンプの軸封装置
NO871905L (no) Dreibar roerledningsskjoet.

Legal Events

Date Code Title Description
MM1K Lapsed by not paying the annual fees