NO336610B1 - Ringromstetningssammenstilling omfattende et ytre og et indre element og en fremgangsmåte for å danne en tetning mellom elementene. - Google Patents

Ringromstetningssammenstilling omfattende et ytre og et indre element og en fremgangsmåte for å danne en tetning mellom elementene. Download PDF

Info

Publication number
NO336610B1
NO336610B1 NO20044566A NO20044566A NO336610B1 NO 336610 B1 NO336610 B1 NO 336610B1 NO 20044566 A NO20044566 A NO 20044566A NO 20044566 A NO20044566 A NO 20044566A NO 336610 B1 NO336610 B1 NO 336610B1
Authority
NO
Norway
Prior art keywords
seal
sealing
metal
assembly
temperature
Prior art date
Application number
NO20044566A
Other languages
English (en)
Other versions
NO20044566L (no
Inventor
Lionel J Milberger
Larry E Reimert
Original Assignee
Dril Quip 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 Dril Quip Inc filed Critical Dril Quip Inc
Publication of NO20044566L publication Critical patent/NO20044566L/no
Publication of NO336610B1 publication Critical patent/NO336610B1/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
    • E21B33/00Sealing or packing boreholes or wells
    • E21B33/02Surface sealing or packing
    • E21B33/03Well heads; Setting-up thereof
    • E21B33/035Well heads; Setting-up thereof specially adapted for underwater installations
    • 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
    • E21B33/03Well heads; Setting-up thereof
    • E21B33/04Casing heads; Suspending casings or tubings in well heads
    • 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
    • E21B33/10Sealing or packing boreholes or wells in the borehole
    • E21B33/12Packers; Plugs
    • E21B33/1208Packers; Plugs characterised by the construction of the sealing or packing means
    • E21B33/1212Packers; Plugs characterised by the construction of the sealing or packing means including a metal-to-metal seal element
    • 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
    • E21B33/10Sealing or packing boreholes or wells in the borehole
    • E21B33/12Packers; Plugs
    • E21B33/1208Packers; Plugs characterised by the construction of the sealing or packing means
    • E21B33/1216Anti-extrusion means, e.g. means to prevent cold flow of rubber packing
    • 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
    • E21B2200/00Special features related to earth drilling for obtaining oil, gas or water
    • E21B2200/01Sealings characterised by their shape

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)
  • Shaping Of Tube Ends By Bending Or Straightening (AREA)
  • Excavating Of Shafts Or Tunnels (AREA)

Description

OPPFINNELSESOMRÅDET
Den foreliggende oppfinnelse vedrører et brønnhodesystem med en ringroms-tetningssammenstilling egnet for bruk mellom et undervannsbrønnhodehus og en foringsrørhenger.
BAKGRUNN FOR OPPFINNELSEN
I et undervannsbrønnhodesystem kan en ringromstetning tette ringrommet mellom brønnhodehuset og den YD av foringsrørhengeren. Denne tetning (eller tetningssammenstilling) drives vanligvis inn ved hjelp av et driwerktøy som også driver og bringer foringsrørhengeren til anlegg. Driwerktøyet kan manipuleres slik at tetningen fikseres og deretter kan testes, typisk fra et trykk over til et trykk ved eller under arbeids-trykket i brønnhodesystemet.
Ringromstetningssammenstillinger har virket bra i undervannsbrønnhode-systemer ved normale temperaturer på 121 °C eller lavere. Det er imidlertid blitt ønskelig å få slike tetninger til å virke ved forhøyet temperatur på 177°C eller mer, dvs. under produksjonsoperasjoner ved høy temperatur. Slike tetninger er vanskelig å konstruere ved bruk av vanlige elastomerer for tetningsintegritet. Ved å bruke en «helmetall» konstruksjon for ringromstetningssammenstillingen elimineres de uønskede aspekter av elastomeren, som for eksempel termiske ekspansjonsegenskaper, hydrostatiske sammentrykningsegenskaper høytemperatur-nedbrytningsegenskaper og nedbrytning i nærvær av bore-produksjonsfluider. Helmetallegenskapene trenges spesielt under produksjonsoperasjoner (i motsetning til borefasen) hvor høye temperaturer kan være tilstede nede i brønnhullet i lange tidsperioder.
US 4,790,572 omhandler en konisk eller skrående kile-tetningssammenstilling for en foringsrørhenger.
US 3,472,520 besrkiveren pakningskonstruksjon.
US 4,757,860 vedrører brønnhodeutstyr.
US 5,511,620 angir et metall-mot-metall-borehulltetningsapparat og en fremgangsmåte for tetting i et borehull.
Ulempene ved den tidligere kjente teknikk ble overvunnet ved den foreliggende oppfinnelse og en forbedret tetningssammenstilling for bruk i et undervannsbrønnhode-system er omhandlet i det følgende.
OPPSUMMERING AV OPPFINNELSEN
Tetningssammenstillingen ifølge denne oppfinnelse kan anvendes for tetning med forskjellige oljefeltsutstyr, som for eksempel tetning av en foringsrørhenger til en sylindrisk boring i et undervannsbrønnhodehus. Oppfinnelsen kan også anvendes for tetning mellom hvilke som helst to utstyrsdeler, hvorav en inneholder en skrånende overflate og den andre del har en sylindrisk indre eller ytre overflate for tetning med tetningssammenstillingen.
Tetningssammenstillingen kan således anvendes for tetning mellom et ytre element og et indre element, idet ett av disse elementer har en skrånende overflate for å bevege en tetningssammenstilling radialt til en fiksert posisjon i respons til aksial bevegelse av tetningssammenstillingen i forhold til den skrå overflate. Tetningssammenstillingen inkluderer en tetningsdel av metall («hovedtetningsdel») som inkluderer én eller flere radialt forløpende fingere, en «ytterligere tetningsdel» av metall ytterligere tetningsdel for selektivt inngrep med hovedtetningsdelen av metall, og en høy-temperatur-tetningsring i rommet mellom én av metallfingrene og den ytterligere tetningsdel, slik at høytemperatur-tetningen kan anbringes aksialt mellom hovedtetningsdelen av metall og den ytterligere tetningsdel av metall. I en foretrukket utførelsesform inkluderer den ytterligere tetningsdel en ytterligere radialt forløpende finger, slik at tetningssammenstillingen understøttes aksialt mellom én av metallfingrene og den ytterligere finger.
Ifølge fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen dannes en tetning mellom et ytre element og et indre element ved å tilveiebringe tetningssammenstillingen som har en hovedtetningsdel av metall med én eller flere radialt forløpende fingere, tilveiebringelse av en ytterligere tetningsdel for selektivt inngrep med hovedtetningsdelen av metall, og aksialt anbringe en høytemperatur-tetning mellom hovedtetningsdelen av metall og den ytterligere tetningsdel av metall.
Deretter kan tetningssammenstillingen posisjoneres mellom det ytre element og det indre element, og en kileanordning kan beveges i forhold til tetningssammen stillingen for radialt å bevege tetningssammenstillingen til en fiksert posisjon, slik at høytemperatur-tetningen besørger tetning med én av det ytre element og det indre element.
Høytemperatur-tetningsringen kan være tildannet fra en materialgruppe som inkluderer én eller flere av tinn, en tinnlegering, bly, en blylegering, indium, indiumlegering, støpejern, og et metall som er bløtere enn en tetningsdel av metall. Denne «endelige» høytemperatur-tetningsring kan alternativt være tildannet fra en gruppe som inkluderer én eller flere av PEEK (polyeter-eterketon) plastmateriale, et teflon plastmateriale, og et «grafhoil» grafittmateriale.
Det er et ytterligere trekk ved oppfinnelsen at en lavtemperatur-tetningsring kan posisjoneres på én av hovedtetningsdelen av metall og den ytterligere tetningsdel av metall. Minst én av lavtemperatur-tetningsringene kan være tildannet fra et gummi- eller elastomert materiale som er relativt elastisk, slik at det initialt dannes en tetning som foretrukket trekker den endelige tetning mot den fikserte posisjon. Lavtemperatur-tetningsringen kan følgelig ha en initial tetningsdiameter for tettende inngrep før tetnings-inngrepet av høytemperatur-tetningsringen, hvor en lavtemperatur-tetningsring har en elastisitet som er signifikant større enn elastisiteten av høytemperatur-tetningsringen. Lavtemperatur-tetningen kan være plassert mellom en øvre metallfinger rettet på skrå nedover og en nedre finger rettet på skrå nedover.
I en foretrukket utførelsesform inkluderer det indre element skråningen på sin ytre diameter for å danne en kilering. Én eller flere ringformede ujevnheter kan være anordnet på tetningsdelen radialt motsatt nevnte én eller flere metallfingere. I det minste én av metallfingrene kan være en kontinuerlig omkretsmetall-ring med en ende for tettende inngrep med én av det ytre element og det indre element. I en ytterligere utførelsesform kan et flertall av metallfingrene hver ha en tettende ende.
Det ytre element kan være et undervannsbrønnhodehus, med den skrånende overflate på den ytre diameter av en foringsrørhenger som danner det indre element. Én eller flere av metallfingrene kan inkludere en myk spiss i form av et sveiset innlegg for pålitelig tetning i den fikserte posisjon.
Ved fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen kan en lavtemperatur-tetning initialt fikseres ved å utøve en påsatt vekt på tetningssammenstillingen, lukking av en ut blåsningssikring (BOP) omkring en løpende streng og deretter trykksette strupe- og drepeledninger (choke and kill lines) for å bevege tetningssammenstillingen til en fiksert posisjon. Lavtemperatur-tetningen kan miste sin virkning etter fiksering av høytemperatur-tetningen. I en undervannsomgivelse kan tetningssammenstillingen således drives inn i en brønn på et innføringsverktøy med en foringsrørhenger som det indre element.
Disse og andre trekk og fordeler ved den foreliggende oppfinnelse vil fremgå av den etterfølgende beskrivelse hvori det henvises til figurene i de vedføyde tegninger.
KORT BESKRIVELSE AV TEGNINGENE
Fig. 1 illustrerer en egnet tetningssammenstilling ifølge den foreliggende oppfinnelse for tetning mellom et brønnhodehus og en foringsrørhenger, og Fig. 2 avbilder en alternativ tetningssammenstilling ifølge den foreliggende oppfinnelse.
DETALJERT BESKRIVELSE AV DE FORETRUKNE UTFØRELSESFORMER
Tetningssammenstillingen inkluderer en tetningsmodul med to tetningsdeler. Denne konstruksjon tillater at en rekke forskjellige lavtemperatur fullstendige sirkulære elastomere tetningselementer lett kan installeres på tetningsdelen, slik at en økonomisk konstruksjon av en fullstendig tetningssammenstilling tillates. Denne elastomere tetning kan anvendes som en temporær trekktetning anvendt under installasjon, som forklart i det følgende. Et tetningselement av metall installeres mellom to aksialt adskilte fingere eller stoppere, én på hver av tetningsdelene. Tetningsdelene inkluderer generelt radialt forløpende ribber eller fingere for å føre det elastomere tetningselement ned i brønn-hullet og eventuelt hjelpe til med metall-til-metall tetning. De to tetningsdeler inkluderer foretrukket en gjenge for å skru de to halvdeler av de to tetningsdeler sammen. Andre festemetoder kan anvendes, som for eksempel sammenskruing av de to deler. Gjenging av de to tetningsdeler foretrekkes imidlertid etter som denne billige produksjonsmetoden tillater lett utskifting på feltet av en valgt endelig tetningsring, som forklart i det følgende.
Fig. 1 illustrerer en tetningssammenstilling 10 for tetning med den indre overflate 14 av et brønnhodehus 12 og med den ytre overflate 18 på foringsrørhengeren 16.
Tetningssammenstillingen 10 inkluderer en øvre hovedtetningsdel eller bærer 20 som omfatter en metalldel som inkluderer den øvre finger 30, og en ytterligere nedre metalldel 22 som for denne utførelsesform inkluderer en midtre finger 32 og en nedre finger 34. En endelig, for eksempel høytemperatur, tetning 36 er vist mellom fingeren 30, den hylseformede nedre ytterligere tetningsdel 22, og fingeren 32, mens en initial, for eksempel lavtemperatur, elastomer trekktetning 38 er posisjonert mellom den midtre finger 32 og den nedre finger 34. Tetningssammenstillingen som vist i fig. 1 inkluderer fingere hvori fingerender tettende er i inngrep med brønnhodehuset 12, mens tetningssammenstillingen 50 som vist i fig. 2 har fingere som ikke er bestemt for tettende inngrep med brønnhodehuset.
Fig. 1 og 2 illustrerer at den første øvre hovedtetningsdel 20 inkluderer øvre gjenger 62 for gjenget inngrep med det øvre tetningsdelanleggselement 54. Som vist i fig. 1 og 2 har kileringen 66 beveget seg nedover i forhold til anleggselementet 64, for skjæring av skjærbolten 68. En nedoverrettet kraft som utøves på tetningssammenstillingen fra et trekkverktøy eller fikseringsverktøy, og som fluidtrykk kan utøves på fra oversiden for fiksere tetningen, kan således også virke på den øvre overflate av anleggselementet 64 og overføre den nedoverrettede kraft til belastningsskulderen 72 på foringsrørhengeren 16. Låseringen 74, som foretrukket er i form av en C-ring, kan anvendes for aksialt å forbinde tetningssammenstillingen til foringsrørhengeren når først tetningen er blitt fullstendig fiksert.
Den ytterligere tetningsdel 22 tetter til foringsrørhengeren med en serie av ringformede ujevnheter 40, 42, 44 og 46 på sin ID. Foringsrørhengeren kan konvensjonelt ha en svak avskråning på sin YD for å tilveiebringe energisering av tetningssammenstillingen. Gapene mellom seriene av fingere 30, 32 og 34 rommer den initiale lavtemperatur-trekktetning 38 og den endelig tetning 36, idet endene av fingrene eventuelt også tilveiebringer en metall-til-metall tetning mellom tetningsdelene og brønnhode-huset. Disse ringformede tetningsujevnheter er foretrukket anordnet på den ytterligere tetningsdel for pålitelig fluidtett tetning med foringsrørhengeren, eller med det ytre element eller et indre element anordnet radialt motsatt det element som tettes med den endelige tetningsring.
Radielle lange fingere 30, 32 og 34 kommer i kontakt med brønnhodehuset og hjelper til med metall-til-metall tetting. Ytterligere kan én eller flere av fingrene anvende myke spisser på YD av fingeren eller fingrene for å tillate at disse lettere kan bevege seg inn i ujevnheter på brønnhodehuset. Lignende myke spisser kan anordnes på eller kan erstatte ujevnhetene 40, 42, 44 og/eller 46. Disse myke spisser kan fremstilles i form av et sveiset innlegg før maskinbearbeiding og kan samvirke med den metalliske tetningsoverflate av brønnhodehuset eller foringsrørhengeren for pålitelig å forsegle ujevnheter. Tetningssammenstillingen kan inkludere en trekkseksjon som omhandlet i US 10/003.875 inngitt 31. oktober 2001 og som er innlemmet som referanse heri, og som inkluderer ytterligere informasjon vedrørende tetningssammenstillingen. I den konstruksjon som er vist i fig. 2 er noen av fingrene kortere og bare den initiale tetning og den endelige tetning er i kontakt med og tetter med brønnhodehuset.
En rekke forskjellige maskinbearbeidede eller støtte faste sirkulære ringformede initale trekktetningselementer, som for eksempel gummi-, elastomere og/eller plastmateriale tetningselementer kan lett installeres inn i den delte tetningssammenstilling ved å strekke tetningselementet svakt. Det initale strekktetningselement tetter til YD av tetningsdelen mellom fingrene og til ID av det ytre element som er den sylindriske vegg som danner den gjennomgående boring i brønnhodehuset. I en foretrukket utførelses-form er den initale tetning lokalisert under den endelige tetning, slik at den initale tetning, når den først er i tettende inngrep og med fluidtrykket utøvet ovenfra, utøver en trekkvirkning på den endelige tetning for å trekke denne mot den fikserte posisjon.
Karakteristikkene av den endelige tetning som muliggjør at dette element kan være en pålitelig, bestandig, høytemperatur-tetning er også de karakteristikker som gjør det vanskelig å tilveiebringe forseglingsmaterialet i den ønskede konfigurasjon mellom et par av fingere, som for eksempel fingrene 30 og 32 vist i fig. 1. Utvalgte materialer for det endelige tetningselement inkluderer (1) et forholdsvis bløtt stål, som for eksempel AIS11005 i en myk tilstand, som for eksempel 96 NHN; (2) tinn eller en tinnlegering; (3) PEEK (polyeter-eterketon) plastmateriale, enten rent eller gylt med glass eller grafitt; (4) teflon plastmateriale, enten rent eller fylt med glass eller grafitt; og (5) «grafhoil» grafittmateriale. Ifølge den foreliggende oppfinnelse kan den hylseformede ytterligere tetningsdel 22 hvorpå det er fingere 32 og 34 beveges oppover i forhold til det sirkulære endelige tetningselement 36. Med det sirkulære endelige tetningselement 36 under-støttet på den ringformede finger 32 kan hovedtetningsdelen 20 senkes og gjenger 24 utnyttes for pålitelig å posisjonere tetningselementet 36 mellom fingrene 30 og 32, og om ønsket også å utøve en selektiv aksial sammentrykkende kraft på tetningselementet for å oppnå en ønsket ytre tetningsoverflate på tetningselementet ved den valgte radiale posisjon i forhold til hovedtetningselementet.
Under installering er det ønskelig å ha egenskapene av den initale trekktetning disponible for initalt å oppnå en fluidtett tetning til brønnhodet og den YD av foringsrør-hengeren. Det er vanlig å innstille tetningssammenstillingen (ved hjelp av driwerktøyet) ved først å påsette en vekt (for å oppnå en initial tetning med en elastomer tetning), lukke BOP'en omkring borerøret og deretter å sende ned trykk i strupe- og drepe-ledningene. Dette fluidtrykk vil bevirke at en kraft utøves på tetningssammenstillingen og bevege denne på plass for å oppnå en tetning. For at dette fluidtrykk skal utvikle den ønskede kraft utvikler tetningssammenstillingen en inital tetning mellom foringsrør-hengeren og veggen av brønnhodehuset ved bruk av det lavtemperatur-trekktetnings-element.
Den forbedrede tetningssammenstilling inkluderer en inital trekktetning, som vanligvis er et lavtemperatur-elastomert tetningselement, for å oppnå en initial tetning slik at fluidtrykk utøvet over tetningssammenstillingen vil utvikle en kraft som bevirker at tetningselementet beveger seg på plass og «fikserer» det helmetall tetningselement. Når først denne initiale tetning er etablert vil fluidtrykk på oversiden av den initiale tetning trekke tetningselementet ned, slik at den mengde mekanisk kraft som eventuelt må utøves på toppen av tetningssammenstillingen reduseres. En signifikant del av fikseringskraften nødvendig for å fiksere den endelige tetning utøves ved at den initiale tetning trekker den endelige tetning på plass.
Etter at en initial tetning lar fluidtrykket utøve en nedoverrettet kraft vil den endelige tetning bli presset nedover av fluidtrykket for å oppnå fullstendig fiksering av den ringformede tetningssammenstilling. Etter at tetningsfikseringen er fullstendig er den initiale tetning ikke lenger nødvendig og det er akseptabelt at denne gjøres uvirksom etter at fikseringen er fullstendig.
En trekkvirkning (hvor den initiale tetning er lavere enn metalltetningen) sammen-lignet med en «skyvevirkning» (hvor den initiale tetning befinner seg over den endelige tetning) er foretrukket. Et tetningssammenstillingselement som «skyver» den endelige tetning på plass og som befinner seg over tetningen er også tatt i betraktning.
Den initiale tetning inkluderer foretrukket en ytre leppe som vender seg oppover for å hjelpe til med å oppnå en initial tetning. Videre, når verktøyet drives inn i brønnen har den initiale tetning en YD som er mindre enn ID av undervannsbrønnhodet. Når foringsrørhengeren er kommet til anlegg og vekt settes ned beveges ID av den initiale tetning utover ved hjelp av en konvensjonell svak avskråning på den YD av foringsrør-hengeren for å tillate leppen på den initiale tetning å komme til tettende inngrep med undervanns-brønnhodehuset.
Når trykk utøves fra oversiden mot den fikserte tetningssammenstilling tilveiebringer høytemperatur-tetningen 36 som understøttes på fingeren 32 pålitelig tettende inngrep med brønnhodet. Fingeren 32 kan også om ønsket tilveiebringe metall-til-metall tetningsinngrep med brønnhodet. Det kan antas at den initiale tetning 38 ikke lenger er virksom og fingeren 34 kan eventuelt tilveiebringe ytterligere metall-til-metall tetningsinngrep med brønnhodet. Når trykk utøves fra undersiden vil trykket lekke forbi fingeren 34, forbi den initiale tetning 38 og den midtre finger 32, og trykktetting oppnås på nytt av tetningselementet 36, som i dette tilfelle understøttes på den øvre finger 30, som eventuelt også kan være i metall-til-metall tetningsinngrep med brønnhodet. Tetningselementet 36 tetter også mellom YD av den ytterligere tetningsdel 22 og ID av tetningselementet 36 og tilveiebringer således en tetning for å hindre fluidlekkasje langs gjengene 24. I alternative utførelsesformer kan det anordnes et separat tetningselement mellom hovedtetningsdelen 20 og den ytterligere tetningsdel 22.
I utførelsesformen i fig. 2 kan alle komponenter bortsett fra fingrene forbli som vist i fig. 1. De fleste om ikke alle fingere er radielt «kortere» og er således ikke bestemt for pålitelig tetningsinngrep med brønnhodet 12. I noen situasjoner kan endene av fingrene komme i kontakt med brønnhodet, men utførelsesformen i fig. 2 er ikke basert på noe tetningsinngrep mellom endene av fingrene og tetningsoverflaten på brønnhodehuset 12. Endene av den øvre finger 52 er således beliggende i god avstand fra den tettende overflate 14, og dette gjelder også den midtre finger 54. Den nedre finger 56 kan komme i kontakt med brønnhodehuset, men den tilveiebringer ikke tetningsinngrep og dens radielle lengde er av betydning bare for å tilveiebringe god understøttelse for det initiale tetningselement 38. Utførelsesformen i fig. 2 tillater at den ytre overflate av den endelige tetning 36 kommer til å ligge radialt i avstand utenfor en ende av de fingere som understøtter den endelige tetning 36.
I en foretrukket utførelsesform kan høytemperatur-tetningen som omhandlet ovenfor tildannes fra én av en gruppe bestående av tinn, en tinnlegering, bly, en blylegering, indium, en indiumlegering, støpejern, plastmateriale og én av et metall og en elastomer med en hovedsakelig lavere elastisitet eller som er mykere enn metallfingrene. I en foretrukket utførelsesform, som vist i fig. 2, inkluderer tetningsringen et flertall spor i aksial avstand fra hverandre, idet hvert spor effektivt resulterer i en tettende overflate over og under sporet. Størrelsen av hvert spor i den endelige tetning kan velges for å konsentrere utøvede tetningskrefter over et ønsket areal, mens det også sørges forflere aksialt adskilte tettende overflater. En lavtemperatur-tetning tildannet fra et gummi- eller plastmateriale kan anordnes i aksial avstand mellom en øvre metallribbe og en nedre metallribbe, hvor den øvre metallribbe kan være anordnet på skrå nedover og den nedre metallribbe kan være anordnet på skrå oppover.
Mens tetningssammenstillingen som beskrevet i det foregående er særlig velegnet for tetning mellom et undervannsbrønnhode som det ytre element og en foringsrørhenger som det indre element, kan tetningssammenstillingen også anvendes mellom forskjellige andre elementer og indre elementer, hvor én av de ytre og indre elementer har en avsmalnende overflate for å bevege tetningssammenstillingen radielt til en fiksert posisjon. Én eller flere lavtemperatur-tetninger er foretrukket anordnet, og én eller flere av disse lavtemperatur-tetninger kan ha en initial tetningsdiameter for tetning mellom det ytre element og det indre element før høytemperatur-tetningsringen kommer til tetning mellom disse elementer. Lavtemperatur-tetningen har foretrukket en elastisitet som er signifikant større enn elastisiteten av høytemperatur-tetningsringen. I en foretrukket utførelsesform er minst én av metallfingrene på hovedtetningsdelen av metall en kontinuerlig omkretsmetalltetningsring med en ende for tettende inngrep med en av det ytre element og det indre element. I andre utførelsesformer kan lavtemperatur-tetningen elimineres og en egnet mekanisk kraft, som for eksempel en nedsatt vekt, kan utøves på tetningssammenstillingen for å bevege tetningssammenstillingen fra en initial ufiksert posisjon til en endelig fiksert posisjon. Ved enda en ytterligere utførelsesform kan et flertall av metallfingrene hver ha en tettende ende. Én eller flere av de tettende ender kan være tildannet av et forholdsvis bløtt metallinnlegg.
De fagkyndige vil forstå at hver av metallfingrene hovedsakelig virker som en aksial stopper, slik at én av høytemperatur-tetningsringene og/eller lavtemperatur-tetningsringene kan understøttes på tetningssammenstillingen av en finger over tetningsringen og en finger under tetningsringen. Høytemperatur-tetningsringen kan således anordnes til å ligge mellom én av metallfingrene på hovedtetningsdelen 20 av metall og den ytterligere finger av metall på den ytterligere tetningsdel ved å posisjonere tetningsringene på én av tetningsdelene før det selektive inngrep mellom hovedtetningsdelen av metall og den ytterligere tetningsdel. De viste fingere behøver ikke danne en kontinuerlig tetning med det ytre element, for eksempel boreveggen i undervannsbrønn-huset. Selv om en tetningsring av metall og en eventuell tettende ende på en finger kan anordnes kan det også på tetningssammenstillingen anordnes to eller flere høy-temperatur-tetningsringer av metall og én eller flere lavtemperatur-tetningsringer. Antallet av tetningsfingere vil foretrukket være en større enn antallet av tetningsringer av metall installert mellom fingrene for å lette fremstillingen av tetningssammenstillingen. Fluidtrykk kan økes over lavtemperatur-tetningen for å utøve en initial fikseringskraft på toppen av tetningssammenstillingen. Lavtemperatur-tetningen kan bli uvirksom etter fiksering av høytemperatur-tetningen.
Mens foretrukne utførelsesformer av den foreliggende oppfinnelse er illustrert i detalj er det klart at andre modifikasjoner om tilpasninger av de foretrukne utførelses-former vil forekomme for de fagkyndige. Det skal imidlertid uttrykkelig forstås at slike modifikasjoner og tilpasninger er innenfor idéen og rammen for den foreliggende oppfinnelse som angitt i det etterfølgende patentkrav.

Claims (14)

1. Sammenstilling omfattende: et ytre element (14), et indre element (16), og en tetningssammenstilling (10) som tetter mellom det ytre element (14) og det indre element (16) og som omfatter: en tetningsdel (22) av metall som inkluderer én eller flere radielt for-løpende stoppere (32, 34, 54, 56); og en ytterligere del (20) for inngrep med tetningsdelen (22) av metall; karakterisert vedat tetningssammenstillingen (10) videre omfatter: en høytemperatur-tetningsring (36) for tettende inngrep med én av det ytre element (14) og det indre element (16) som er i et ringformet spor definert av én av nevnte én eller flere stoppere (32, 34, 54, 56) og en endeoverflate (30, 52) på den ytterligere del (20), slik at høytemperatur-tetningsringen (36) kan posisjoneres aksielt mellom tetningsdelen (22) av metall og den ytterligere del (20) under montering eller sammensetting av tetningssammenstillingen (10); og idet én av nevnte tetningssammenstilling (10) og en skrå overflate på én av det ytre element (14) og det indre element (16), er aksielt bevegelige i forhold til den andre av tetningssammenstillingen (10) og den skrå overflate for å bevege tetningssammenstillingen (10) radielt til en fiksert posisjon.
2. Sammenstilling ifølge krav 1, hvor høytemperatur-tetningsringen (36) omfatter en tetningsring tildannet fra en materialgruppe som inkluderer én eller flere av: tinn, en tinnlegering, bly, en blylegering, indium, en indiumlegering, støpejern, et metall som er bløtere enn tetningsdelen av metall, et PEEK (polyeter-eterketon) plastmateriale, et teflonplastmateriale, og et grafhoil grafittmateriale.
3. Sammenstilling ifølge krav 1 eller krav 2, videre omfattende: én eller flere lavtemperatur-tetninger (38) posisjonert på én av nevnte tetningsdel (22) av metall og den ytterligere del (20).
4. Sammenstilling ifølge ethvert av de foregående krav, videre omfattende: minst én av nevnte én eller flere lavtemperatur-tetninger (38) har en initial tetningsdiameter, idet lavtemperatur-tetningen (38) har en elastisitet signifikant større enn elastisiteten av høytemperatur-tetingsringen (36).
5. Sammenstilling ifølge ethvert av de foregående krav, hvor det indre element (16) inkluderer den avskrånende overflate på sin ytre diameter (18).
6. Sammenstilling ifølge ethvert av de foregående krav, hvor minst én av nevnte én eller flere stoppere (32, 34, 54, 56) er en kontinuerlig omkretsmetallring med en ende for tettende inngrep med én av det ytre element (14) og det indre element (16).
7. Sammenstilling ifølge ethvert av de foregående krav, hvor nevnte én eller flere stoppere (32, 34, 54, 56) på tetningsdelen (22) av metall er én eller flere radialt forløpende fingre.
8. Sammenstilling ifølge krav 7, videre omfattende: én eller flere ringformede ujevnheter (40, 42, 44, 46) på tetningsdelen (22) av metall radielt motsatt nevnte én eller flere metallfingre (32, 34, 54, 56).
9. Sammenstilling ifølge ethvert av de foregående krav, hvor den ytterligere del (20) er egnet for selektivt inngrep med tetningsdelen (22) av metall ved hjelp av gjenger (24).
10. Fremgangsmåte for å danne en tetning mellom et ytre element (14) og et indre element (16), omfattende følgende trinn: å tilveiebringe en tetningssammenstilling (10) med en tetningsdel (22) av metall som inkluderer én eller flere radielt forløpende metallfingre (32, 34, 54, 56); å tilveiebringe en ytterligere del (20) for inngrep med tetningsdelen (22) av metall; å anordne eller posisjonere en høytemperatur-tetningsring (36) aksielt mellom tetningsdelen (22) av metall og det ytterligere del (20) under montering eller sammensetting av tetningssammenstillingen (10); karakterisert vedat fremgangsmåten videre omfatter trinn med: å tilveiebringe en ytterligere ringformet tetning i aksial avstand tilstøtende den minst ene metallfinger (32, 34, 54, 56) på tetningsdelen (22) av metall; å posisjonere deretter tetningssammenstillingen (10) mellom det ytre element (14) og det indre element (16); og å bevege én av tetningssammenstillingen (10) og en skrå overflate aksialt i respons til fluidtrykk over nevnte ytterligere ringformede tetning (38) i forhold til tetningssammenstillingen (10) og den skrå overflaten for å utøve en fikseringskraft for å fiksere den ytterligere ringformede tetning (38) før fiksering av høytemperatur-tetningsringen (36), slik at tetningssammenstillingen (10) tetter mellom det ytre element (14) og det indre element (16).
11. Fremgangsmåte ifølge krav 10, videre omfattende trinn med: å understøtte tetningsdelen (22) av metall mellom én av nevnte én eller flere fingre (32, 34, 54, 56) og en ytterligere finger (30) på den ytterligere del (20).
12. Fremgangsmåte ifølge krav 10 eller krav 11, videre omfattende trinn med: å tilveiebringe en lavtemperatur-tetning (38) aksialt i avstand mellom to av metallfingrene (32, 34, 54, 56).
13. Fremgangsmåte ifølge ethvert av krav 10-12, hvor lavtemperatur-tetningen (38) fikseres ved å utøve en nedsatt vekt mot tetningssammenstillingen (10), idet en utblåsningssikring (BOP) lukkes omkring en løpende streng, og strupe- og drepeledninger trykksettes.
14. Fremgangsmåte ifølge ethvert av krav 10-13, videre omfattende trinn med: å øke fluidtrykk over lavtemperatur-tetningen (38) for å utøve en fikserende kraft på toppen av tetningssammenstillingen (10).
NO20044566A 2002-04-12 2004-10-22 Ringromstetningssammenstilling omfattende et ytre og et indre element og en fremgangsmåte for å danne en tetning mellom elementene. NO336610B1 (no)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US37239902P 2002-04-12 2002-04-12
US10/411,543 US6969070B2 (en) 2002-04-12 2003-04-10 Split carrier annulus seal assembly for wellhead systems
PCT/US2003/011418 WO2003087523A2 (en) 2002-04-12 2003-04-11 Split carrier annulus seal assembly for wellhead systems

Publications (2)

Publication Number Publication Date
NO20044566L NO20044566L (no) 2004-11-11
NO336610B1 true NO336610B1 (no) 2015-10-12

Family

ID=28794473

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
NO20044566A NO336610B1 (no) 2002-04-12 2004-10-22 Ringromstetningssammenstilling omfattende et ytre og et indre element og en fremgangsmåte for å danne en tetning mellom elementene.

Country Status (6)

Country Link
US (1) US6969070B2 (no)
EP (1) EP1497528B1 (no)
AU (1) AU2003226368A1 (no)
BR (1) BR0309198A (no)
NO (1) NO336610B1 (no)
WO (1) WO2003087523A2 (no)

Families Citing this family (20)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20080296845A1 (en) * 2007-05-31 2008-12-04 Baker Hughes Incorporated Downhole seal apparatus and method
BRPI0818017B1 (pt) * 2007-10-25 2018-09-25 Cameron Int Corp ferramenta de configuração de vedação anular e método para configurar uma vedação anular
WO2009067298A1 (en) 2007-11-21 2009-05-28 Cameron International Corporation Back pressure valve
US7740080B2 (en) * 2007-11-27 2010-06-22 Vetco Gray Inc. Pressure energized seal
US7905492B2 (en) * 2007-12-03 2011-03-15 Baker Hughes Incorporated Self-boosting wedge tubing-to-casing seal
US8944172B2 (en) * 2008-11-14 2015-02-03 Cameron International Corporation Method and system for hydraulically presetting a metal seal
US9151132B2 (en) * 2008-11-14 2015-10-06 Cameron International Corporation Method and system for setting a metal seal
NO332488B1 (no) * 2009-04-17 2012-10-01 Reelwell As Nedihulls pakningstetning
US8109340B2 (en) * 2009-06-27 2012-02-07 Baker Hughes Incorporated High-pressure/high temperature packer seal
US9140388B2 (en) * 2010-03-22 2015-09-22 Fmc Technologies, Inc. Bi-directional seal assembly
US8500127B2 (en) * 2010-07-27 2013-08-06 Vetco Gray Inc. Bi-directional metal-to-metal seal
WO2012047351A1 (en) * 2010-10-04 2012-04-12 Dril-Quip, Inc. Seal assembly and method
US9347291B2 (en) * 2010-11-01 2016-05-24 Dril-Quip, Inc. Wellhead seal assembly lockdown system
US20140183824A1 (en) * 2012-12-28 2014-07-03 Vetco Gray Inc. Seal with flexible nose for use with a lock-down ring on a hanger in a wellbore
US9725969B2 (en) 2014-07-08 2017-08-08 Cameron International Corporation Positive lock system
US9970252B2 (en) 2014-10-14 2018-05-15 Cameron International Corporation Dual lock system
US10190379B2 (en) * 2016-02-15 2019-01-29 Dril-Quip, Inc. Inner drilling riser tie-back connector seal
US10214987B2 (en) * 2016-08-31 2019-02-26 Baker Hughes, A Ge Company, Llc Downhole tool with integrated scale removal feature
US10900316B2 (en) * 2016-09-14 2021-01-26 Vetco Gray Inc. Wellhead seal with pressure energizing from below
US10605019B2 (en) * 2018-03-23 2020-03-31 Dril-Quip, Inc. Self-locking packer carrier

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3472520A (en) * 1966-02-01 1969-10-14 Erwin Burns Packer construction
US4757860A (en) * 1985-05-02 1988-07-19 Dril-Quip, Inc. Wellhead equipment
US4790572A (en) * 1987-12-28 1988-12-13 Vetco Gray Inc. Tapered wedge packoff assembly for a casing hanger
US5511620A (en) * 1992-01-29 1996-04-30 Baugh; John L. Straight Bore metal-to-metal wellbore seal apparatus and method of sealing in a wellbore

Family Cites Families (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2715441A (en) * 1951-05-24 1955-08-16 Dresser Ind Bridging plug
US4349205A (en) * 1981-05-19 1982-09-14 Combustion Engineering, Inc. Annulus sealing device with anti-extrusion rings
US4353560A (en) * 1981-12-07 1982-10-12 W-K-M Wellhead Systems, Inc. Metal seal assembly with deformable sealing ring
US4719971A (en) * 1986-08-18 1988-01-19 Vetco Gray Inc. Metal-to-metal/elastomeric pack-off assembly for subsea wellhead systems
US4880061A (en) * 1987-01-14 1989-11-14 Cameron Iron Works Usa, Inc. Tool for running structures in a well
US4781387A (en) * 1987-06-15 1988-11-01 Braugh Benton F Metal to metal subsea casing hanger 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
DE69219099D1 (de) * 1992-01-22 1997-05-22 Cooper Cameron Corp Aufhängevorrichtung
US5685369A (en) * 1996-05-01 1997-11-11 Abb Vetco Gray Inc. Metal seal well packer
US6203020B1 (en) * 1998-11-24 2001-03-20 Baker Hughes Incorporated Downhole packer with element extrusion-limiting device
US6176310B1 (en) * 1999-02-19 2001-01-23 Erc Industries, Inc. Assembly for sealing the annulus between concentric cylindrical surfaces
GB2355479B (en) * 1999-10-20 2003-08-27 Vetco Gray Inc Abb Casing packoff
AU4778501A (en) * 2000-03-24 2001-10-08 Fmc Corp Tubing hanger with annulus bore
US6561521B2 (en) * 2001-03-27 2003-05-13 Fmc Technologies, Inc. Metal-to-metal seal with soft metal insert

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3472520A (en) * 1966-02-01 1969-10-14 Erwin Burns Packer construction
US4757860A (en) * 1985-05-02 1988-07-19 Dril-Quip, Inc. Wellhead equipment
US4790572A (en) * 1987-12-28 1988-12-13 Vetco Gray Inc. Tapered wedge packoff assembly for a casing hanger
US5511620A (en) * 1992-01-29 1996-04-30 Baugh; John L. Straight Bore metal-to-metal wellbore seal apparatus and method of sealing in a wellbore

Also Published As

Publication number Publication date
BR0309198A (pt) 2007-01-30
EP1497528A2 (en) 2005-01-19
WO2003087523B1 (en) 2004-09-02
US6969070B2 (en) 2005-11-29
US20030193145A1 (en) 2003-10-16
WO2003087523A2 (en) 2003-10-23
AU2003226368A1 (en) 2003-10-27
AU2003226368A8 (en) 2003-10-27
WO2003087523A3 (en) 2004-07-29
NO20044566L (no) 2004-11-11
EP1497528B1 (en) 2008-07-16
EP1497528A4 (en) 2005-10-05

Similar Documents

Publication Publication Date Title
NO336610B1 (no) Ringromstetningssammenstilling omfattende et ytre og et indre element og en fremgangsmåte for å danne en tetning mellom elementene.
US6705615B2 (en) Sealing system and method
US6510895B1 (en) Energized sealing cartridge for annulus sealing between tubular well components
US8613324B2 (en) Single trip positive lock adjustable hanger landing shoulder device
CN101512099B (zh) 用于钻井眼的顶部驱动设备
US9702201B2 (en) Method and system for setting a metal seal
NO20130609A1 (no) Tetningssammenstilling og fremgangsmate
NO315813B1 (no) Kopling og fremgangsmåte for tilknytning av et stigerör til et undervannsbrönnhode
NO20110926A1 (no) Flatetetning av veketypen og bronnhodesystem som innbefatter den samme
EP0418056B1 (en) Metal seal casing patch
US9359849B2 (en) Method and system for hydraulically presetting a metal seal
US10053946B2 (en) Full bore compression sealing method
US8561710B2 (en) Seal system and method
NL8300568A (nl) Onderzees putkopsysteem.
CN102733770A (zh) 井口搭接件维修工具
US20190040709A1 (en) Test dart system and method
US9512692B2 (en) Retrievable horizontal spool tree sealing method and seal assembly
US10590727B1 (en) Hanger system
GB2038906A (en) Wellhead Connection Apparatus
WO2016109179A1 (en) Hanger system
NO160942B (no) Anordning omfattende en holde- og tetningsenhet for anbringelse i et broennhode.
NO301033B1 (no) Fremgangsmåte for isolering av en del av en produksjonsbrönn

Legal Events

Date Code Title Description
CHAD Change of the owner's name or address (par. 44 patent law, par. patentforskriften)

Owner name: DRIL-QUIP, US

MK1K Patent expired