NO339186B1 - Tetningssystem - Google Patents

Tetningssystem Download PDF

Info

Publication number
NO339186B1
NO339186B1 NO20130153A NO20130153A NO339186B1 NO 339186 B1 NO339186 B1 NO 339186B1 NO 20130153 A NO20130153 A NO 20130153A NO 20130153 A NO20130153 A NO 20130153A NO 339186 B1 NO339186 B1 NO 339186B1
Authority
NO
Norway
Prior art keywords
sealing ring
sealing
ring
circumference
actuation
Prior art date
Application number
NO20130153A
Other languages
English (en)
Other versions
NO20130153A1 (no
Inventor
Lars Timberlid Lundheim
Viktor Grennberg
Hongzhou Hu
Daniel Vik Skogen
Ernst Folke Leif Cederström
Original Assignee
Aker Subsea As
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
Priority claimed from NO20121545A external-priority patent/NO337515B1/no
Application filed by Aker Subsea As filed Critical Aker Subsea As
Priority to NO20130153A priority Critical patent/NO339186B1/no
Priority to PCT/NO2013/050154 priority patent/WO2014038956A1/en
Publication of NO20130153A1 publication Critical patent/NO20130153A1/no
Publication of NO339186B1 publication Critical patent/NO339186B1/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
    • E21B33/10Sealing or packing boreholes or wells in the borehole
    • E21B33/12Packers; Plugs
    • E21B33/128Packers; Plugs with a member expanded radially by axial pressure
    • 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)
  • Sealing Devices (AREA)
  • Glass Compositions (AREA)
  • Sealing Battery Cases Or Jackets (AREA)
  • Separation By Low-Temperature Treatments (AREA)

Description

Tetningssystem
Den foreliggende oppfinnelsen gjelder et tetningssystem i samsvar med innledningen av patentkrav 1. Den gjelder særlig et tetningssystem som tilpasser seg variasjoner i dimensjoner til de rørformete elementene den tetter mot.
Bakgrunn
I det tekniske feltet havbunnsbrønnerfor produksjon av hydrokarboner fremviser mange komponenter en rørformet form, slik som rørhengere, ventiltrerørstus-ser og brønnhoder. Komponentene er tunge og store og er konstruert for å tåle store mekaniske krefter, slik som fra ekstern påvirkning og brønntrykk. Til tross for deres store størrelser må noen seksjoner oppta funksjonelle komponenter i begrensede rom. Foreksempel ved koaksial sammenkobling av to trykkholden-de rørformete elementer må man anordne høytrykkstetninger mellom dem for å tilveiebringe en trykkbarriere for mulig brønntrykk.
Denne oppgaven har eksistert lenge innen området havbunns hydrokarbon-produksjon og forskjellige løsninger er blitt presentert. Noen tetninger er ring-tetninger med et U-formet tverrsnitt. Det er kjent å presse et kileelement mellom beina til U-formen for å presse "beina" til tetningskontakt med de motstående tetningsflatene til respektive side av et ringrom inne i hvilket ringtetningen er anordnet. Det er også kjent å la et tilstedeværende trykk øke tetningskontakt-kraften, slik som med det U-formete tverrsnittet.
Patentpublikasjon US51743376 beskriver en metalltetning som er innrettet for tetning mellom koaksiale rørformete elementer. En kilering blir presset inn mellom "beina" til en V- eller U-formet tetningsring, for slik å presse beina inn i tetningskontakt med den indre flaten til det ytre rørformete elementet og den ytre flaten til det indre rørformete elementet.
Løsninger som ringtetningen med et U-formet tverrsnitt er i stand til å tilpasse seg til noen, dog små, variasjoner i avstanden mellom en indre og ytre tetningsflate. Slike variasjoner vil typisk oppstå på grunn av varierende trykk inne i de rørformete elementene, varierende temperatur, eller eksterne krefter. Patentpublikasjon US8104769 beskriver en tetningsring (20) som er innrettet til å vri seg om sitt eget tverrsnitt for å øke eller å redusere den radiale avstanden mellom sine tetningsflater. Tetningsringen er anordnet i ringrommet mellom et indre og ytre element. Aksialt mellom tetningsringen er det anordnet en fjær-utstøter (22) (spring ejector) som påfører en aksial kraft på tetningsringen. Den aksiale kompresjonen gjør at tetningsringen vrir seg. Når kompresjonskraften blir fjernet, sikrer fjærutstøteren at tetningsringen blir støtet utfra sin tetningsposisjon, det vil si den vrir seg tilbake til sin originale posisjon eller hvile-posisjon.
En annen løsning er beskrevet i patentpublikasjon US4384730. Denne tetnings-ringen (10) fremviser en skråstilt flate som vender mot en skråstilt flate til det indre rørformete elementet, mot hvilket det tetter. Det er en 5-graders feilinnstil-ling mellom de to motvendte, skråstilte flatene, som resulterer i en deformasjon av tetningsringen når den blir komprimert mellom den skråstilte flaten til det indre rørformete elementet og en nedre skulder til det ytre rørformete elementet. Ved kompresjon inn i tetningsmodusen bærer tetningsringen belastningen fra en rørhenger.
Patentsøknadspublikasjon US20120285676 beskriver en tetningssammenstilling som haren indre (24) og en ytre (32) tetningsring som glir mot hverandre på motstående skråstilte flater (konete flater). En fjærsammenstilling påfører en aksial kraft på den indre tetningsringen. Når den beveges fra den ikke-tettende modusen og til tetningsmodus, blir den ytre tetningsringen presset inn i ringrommet mellom det indre og ytre rørformete elementet. Denne bevegelsen kompri-merer fjærsammenstillingen. Man bør bemerke at dersom den radiale avstanden til ringrommet øker, reduseres strekket i den ytre tetningsringen. Videre, ettersom to tetningsringer blir benyttet, må tetningssammenstillingen tette langs tre mulige lekkasjeveier. Dette er mellom de to tetningsringene i tillegg til mellom respektive tetningsring og det indre og ytre rørformete elementet. Omkretsen og følgelig strekkreftene eller kompresjonskreftene i den indre tetningsringen forblir konstant.
Patentpublikasjon US7861789 viser en kiletetning (jf- Fig. 4). En tetningsring (55) har en metalltetning (57) av et annet metall på seg. Tetningsringen blir presset aksialt inn i et tetningsinngrep med indre og ytre koaksialt anordnete flater. Fingre (59) presser tetningsringen inn i tetningsmodus når en drivring beveger den øvre enden av fingrene mot en konet flate (71).
Det finnes følgelig et stort mangfold metalltetninger som er innrettet for tetting av ringrommet mellom to koaksialt anordnete rørformete elementer. Tetningssammenstillingene i den kjente teknikk kan imidlertid ikke tilpasse seg store variasjoner i radiell avstand i ringrommet. Det vil si, det er kjent å presse en tetningsring inn til tetningsfunksjon, men en slik kraft blir ikke bibeholdt dersom tetningsringen behøver å tette en økende radiell avstand til ringrommet, ei heller er slik kraft ettergivende dersom tetningsringen behøver å tillate denne radielle avstanden å bli mindre. Følgelig, dersom variasjoner i den radielle avstanden mellom koaksialt anordnete flater mellom hvilke tetningsringen skal tette blir for store, er tetningssammenstillingene ved den kjente teknikk ikke i stand til å bibeholde deres tetningsfunksjon. Et formål ved den foreliggende oppfinnelsen er å tilveiebringe en tetningssammenstilling som vil tilveiebringe en tetningsfunksjon over et stort område av slik avstandsvariasjon.
Internasjonal patentsøknadspublikasjon WO2012045168 A1 beskriver en brønnboringspakning (wellbore packer) som er innrettet til å tette mot en brønnvegg. Sammenstillingen fremviser en deformerbar pakning som blir holdt på plass av backup-ringer som hindrer ekstrudering av pakningene.
Oppfinnelsen
I samsvar med den foreliggende oppfinnelsen er det tilveiebrakt et tetningssystem omfattende en tetningsring som omfatter metall. Tetningsringen tetter mellom et indre rørformet element som har en ytre flate og et koaksialt anordnet ytre rørformet element som har en indre flate. Den indre flaten eller den ytre flaten har en skråstilt elementflate mot hvilken tetningsringen glir når den beveger seg i en aksial retning, og således endrer sin omkrets. En aktiveringsanordning påfører en aktueringskraft på tetningsringen og presser slik en skråstilt tetningsringflate til tetningsringen mot den skråstilte elementflaten. I samsvar med den foreliggende oppfinnelsen bibeholder aktiveringsanordningen nevnte aktueringskraft langs en funksjonsbane til tetningsringen mellom en indre tetningsposisjon og en ytre tetningsposisjon. Videre, når tetningsringen er mellom den indre og ytre tetningsposisjoner, som et resultat av radiell ekspansjon eller radiell reduksjon av den indre flaten eller den ytre flaten, hvilken enn som er motsatt av den skråstilte elementflaten; - aktiveringsanordningen beveger tetningsringen langs den skråstilte elementflaten i en første retning, når den radielle avstanden mellom den indre flaten og den ytre flaten øker, og øker slik forskjellen mellom omkretsen til tetningsringen og den originale omkretsen til tetningsringen;
og
- aktiveringsanordningen blir komprimert i en aksial retning av tetningsringen, når den radielle avstanden mellom den indre flaten og den ytre flaten minker, idet tetningsringen blir presset mot den skråstilte elementflaten av radiell kraft fra den indre flaten eller den ytre flaten, som resulterer i en bevegelse av tetningsringen langs den skråstilte elementflaten i en andre retning som er motsatt av den første retningen, og reduserer slik avstanden mellom omkretsen til tetningsringen og den originale omkretsen til tetningsringen.
Den skråstilte elementflaten er en del av den indre flaten eller den ytre flaten som er konet, slik at når tetningsringen beveger seg langs den vil omkretsen til tetningsringen forandre seg. Den indre flaten og den ytre flaten er koaksialt anordnet.
Den nevnte radielle ekspansjonen eller reduksjonen til den indre flaten eller den ytre flaten betyr en økning eller reduksjon av diameteren til den indre eller ytre flaten.
Begrepet original omkrets til tetningsringen skal forstås som omkretsen til tetningsringen når den ikke er utsatt for strekk- eller kompresjonskrefter. Det samme gjelder for en original omkrets til en senterring, en øvre ring eller en fjærring, som vil bli beskrevet nedenfor.
Funksjonsbanen til tetningsringen er gangen eller veien som den beveger seg langs den skråstilte elementflaten, langs hvilken den er i stand til å bibeholde tetningsfunksjon mot den indre flaten og den ytre flaten. Funksjonsbanen strekker seg mellom en indre tetningsposisjon og en ytre tetningsposisjon, hvorved tetningsringen fremviser mindre omkrets i den indre tetningsposisjonen enn i den ytre tetningsposisjonen. Aktueringskraften kan variere langs funksjonsbanen. Den skal imidlertid være innenfor tilstrekkelige nedre og øvre terskler, slik at tetningsfunksjonen til tetningsringen er bibeholdt langs funksjonsbanen.
Et vesentlig trekk ved den foreliggende oppfinnelsen er at aktiveringsanordningen gjør at tetningsringen innretter seg til en økende eller reduserende radiell avstand til ringrommet i hvilken den tetter, nemlig avstanden mellom den indre flaten til det ytre rørformete elementet og den ytre flaten til det indre rørformete elementet. Mange løsninger ved kjent teknikk simpelthen skyver tetningsringen inn i tetningsmodus, uten å ta høyde for variasjon av ringromsdimensjonen. Kompresjon av tetningsringen i løsningen i samsvar med den foreliggende oppfinnelsen, som et resultat av at den radielle avstanden mellom den indre og ytre flaten blir redusert, gjør at tetningsringomkretsen beveger seg mot sin hviletilstand / originale tilstand.
I samsvar med en utførelsesform av oppfinnelsen kan aktiveringsanordningen omfatte en endeløs fjærring med en skråstilt ringglideflate som støter mot en motstående glideflate. I et tilfelle hvor den radiale avstanden mellom den indre flaten og den ytre flaten øker, vil den endeløse tetningsringen så gli på den motstående glideflaten i en slik retning at omkretsen til fjærringen endrer seg mot den originale omkretsen til fjærringen. Videre, i et tilfelle hvor den radielle avstanden mellom den indre flaten og den ytre flaten blir mindre, glir den ende-løse fjærringen på den motstående glideflaten i en slik retning at omkretsen til fjærringen endrer seg vekk fra den originale omkretsen til fjærringen.
Når tetningssystemet i samsvar med oppfinnelsen blir aktivert, blir aktiveringsanordningen aksialt komprimert, og tilveiebringer slik aktueringskraften på tetningsringen. I utførelsesformen introdusert ovenfor, omfattende den endeløse fjærringen, kan fjærringen bli beveget fra en hviletilstand eller original tilstand før tetningssystemet blir aktivert, til en strukket eller komprimert tilstand hvor den er aktivert. I denne utførelsesformen er det disse strekkreftene eller kompresjonskreftene i den endeløse fjærringen som tilveiebringer aktueringskraften på tetningsringen.
Aktiveringsanordningen kan til og med omfatte et flertall endeløse fjærringer som er koaksialt anordnet i forhold til hverandre. Tilstøtende fjærringer kan da være innrettet til å gli mot hverandre langs deres skråstilte glideflater og motstående glideflater på en slik måte at omkretsen til tilstøtende fjærringer endrer seg i motsatte retninger. Det vil si, dersom omkretsen til én fjærring øker blir omkretsen til dens ene eller to tilstøtende ring(er) redusert, og omvendt.
Tetningsringen omfatter en aktueringsflate som er innrettet til å motta nevnte aktueringskraft fra aktiveringsanordningen. Aktueringsflaten kan være skråstilt i forhold til den aksiale og radielle retningen, hvorved en fjærring eller en mellomliggende ring som er anordnet mellom aktiveringsanordningen og tetningsringen, kan støte mot aktueringsflaten til tetningsringen med en skråstilt aktueringskraftflate, og slik overføre nevnte aktueringskraft mellom to motstående, skråstilte flater. Helningen til aktueringsflaten til tetningsringen vil bidra til å tilveiebringe en vridebevegelse i tetningsringen idet den beveger seg langs den skråstilte elementflaten.
Aktueringsflaten, sammen med en motsatt tetningsringflate, som er innrettet til å tette mot den indre flaten og den ytre flaten, danner fortrinnsvis en spiss i tverrsnittet gjennom tetningsringen. Spissen kan være ved en aksial og radiell ende-del av nevnte tverrsnitt og nærmere aktiveringsanordningen enn det den skråstilte tetningsringflaten til tetningsringen er. I de beskrevne utførelseseksemple-ne nedenfor er tetningsringen forsynt med kun en slik spiss og spissen er anordnet nær enten den indre flaten eller den ytre flaten.
I samsvar med en utførelsesform av tetningssystemet i samsvar med den foreliggende oppfinnelsen, - aktiveringsanordningen vrir, ved hjelp av aktiveringskraften, tetningsringen i en første vrideretning og beveger således en kontaktlinje mellom den skråstilte elementflaten og den skråstilte tetningsringflaten i en slik retning at forskjellen mellom vridningsvinkelen til tetningsringen og den originale vridningsvinkelen til tetningsringen øker, når den radielle avstanden mellom den indre flaten og den ytre flaten øker; og - aktiveringsanordningen blir komprimert i en aksial retning ved hjelp av tetningsringen idet tetningsringen blir presset mot den skråstilte elementflaten ved radiell kraft fra den indre og ytre flaten, som resulterer i en vridebevegelse av tetningsringen i en andre vrideretning som er motsatt av den første vrideretningen, og slik blir forskjellen mellom vridningsvinkelen til tetningsringen og den originale vridningsvinkelen til tetningsringen redusert, når den radielle avstanden mellom den indre flaten og den ytre flaten minker.
Den ovenfor nevnte helningen til aktueringsflaten til tetningsringen og/eller øvre skråstilte aktueringsflate sikrer fordelaktig både vridning av tetningsringen og en endring av omkretsen til tetningsringen.
En kiletetning er fordelaktig anordnet koaksialt i forhold til tetningsringen og på den aksiale siden av tetningsringen som er motsatt av aktiveringsanordningen. En kiletetningsaktueringskraft blir da overført fra tetningsringen på kiletetningen. I en slik utførelsesform kan kiletetningen være innrettet til å gli på en skråstilt kiletetningsflate som er anordnet på den samme indre flaten eller ytre flaten som den skråstilte elementflaten.
Eksempel på utførelsesform
Idet oppfinnelsen er blitt beskrevet i generelle ordelag ovenfor vil et mer detaljert og ikke-begrensende eksempel bli beskrevet i det følgende med henvisning til tegningene, i hvilke
Fig. 1 er et tverrsnittsriss av en havbunns innvendig ventiltrehette (ITC), som illustrerer en mulig anvendelse av tetningsanordningen i samsvar med den foreliggende oppfinnelsen; Fig. 2 er et forstørret tverrsnittsriss av en del av ITC-en i Fig. 1, dog med dens låsering i en låst stilling; Fig. 3 er et forstørret tverrsnittsriss gjennom en del av tetningsringen som er del av tetningssystemet; Fig. 4 er et tverrsnittsriss gjennom hele tetningsringen; Fig. 5 er et prinsipp-tverrsnittsriss gjennom en del av tetningssystemet i samsvar med oppfinnelsen i en ikke-aktivert modus, og viser deler av de indre og ytre rørformete elementene, tetningsringen og aktiveringsanordningen; Fig. 6 er et tverrsnittsriss tilsvarende Fig. 5, men som viser tetningssystemet i en aktivert modus; Fig. 7 er et tverrsnittsriss tilsvarende Fig. 6, men med en økt avstand mellom de indre og ytre rørformete elementene; Fig. 8 er et tverrsnittsriss tilsvarende Fig. 7, men som viser en situasjon hvor et brønntrykk utøver en kraft på tetningsringen; Fig. 9 er en prinsippskisse av utførelsen vist i de foregående tegningene; Fig. 10 er en prinsippskisse av en annen utførelsesform av tetningssystemet i samsvar med oppfinnelsen; Fig. 11 er et prinsipp-toppriss av en tetningsring i en hvile- eller originalkonfigurasjon; Fig. 12 er et prinsippriss tilsvarende Fig. 11, som illustrerer tetningsringen i en utvidet konfigurasjon; Fig. 13 er et prinsipp-tverrsnittsriss av en del av en tetningsring som støter mot en skråstilt elementflate; Fig. 14 er et riss som korresponderer med Fig. 13, og viser tetningsringen i en vridd posisjon; Fig. 15 er et tverrsnittsriss av et tetningssystem i samsvar med oppfinnelsen, som har en kiletetning anordnet aksialt på tetningsringen; Fig. 16 til Fig. 20 er forstørrete tverrsnittsriss gjennom alternative utførelses- former av tetningsringen; Fig. 21 til Fig. 23 er prinsipp-tverrsnittsriss gjennom enda en alternativ utførel-sesform i en ikke-aktivert tilstand, hvorved tetningsringen er delt inn i en tetningsringdel og en tetningstoppering; Fig. 24 er et forstørret tverrsnittsriss gjennom tetningsringdelen til utførelses- formen vist i Fig. 21 til Fig. 23; og Fig. 25 er et tverrsnittsriss gjennom hele tetningsringdelen til tetningsringdelen
vist i Fig. 24.
Fig. 1 illustrerer en innvendig ventiltrehette (ITC) 100 som er innrettet til å bli installert i rørstussen (spool) til et havbunns ventiltre (ikke vist i Fig. 1). ITC-en 100 er forsynt med et tetningssystem 1 i samsvar med oppfinnelsen, som vil bli beskrevet ytterligere nedenfor. For å låse ITC-en 100 til de innvendige låseprofilene til ventiltre-rørstussen, omfatter ITC-en 100 en låsering 103 som blir aktuert i den radielt utoverrettede retningen ved hjelp av en aktueringshylse 105. Denne fremgangsmåten for å låse et indre rørformet element til boringen av et ytre element er godt kjent for fagmannen på området. Det skal forstås at ITC-en 100 og ventiltrerørstussen (XT spool) kun er eksempler på indre og ytre rørformete elementer mellom hvilke tetningssystemet 1 i samsvar med oppfinnelsen kan tette. Det skal imidlertid bemerkes at tetningssystemet 1 i samsvar med oppfinnelsen er særlig nyttig innen området havbunnsbrønner, som involverer et flertall rørformete metallkomponenter mellom hvilke pålitelig tetning behøves. Fig. 2 er et segment av den høyre delen av tverrsnittet i Fig. 1, imidlertid med låseringen 103 i den låste posisjonen (radielt ytre posisjon). I Fig. 2 er en aktiveringsanordning 2, her i form av en fjærsammenstilling, og en tetningsring 3 antydet, som begge er deler av tetningssystemet 1 i samsvar med den foreliggende oppfinnelsen. Aktiveringsanordningen 2 tilveiebringer en aktueringskraft på tetningsringen 3 og er i stand til å gjøre slik langs en varierende aksial avstand. Det vil si, tetningsringen 3 er innrettet til å bevege seg en viss aksial avstand og aktiveringsanordningen 2 vil følge den aksiale bevegelsen til tetningsringen 3 og fremvise en aktueringskraft gjennom hele denne avstanden. Det skal forstås av en fagmann på området at aktiveringsanordningen 2 kan være av en annen type enn den vist i eksempelutførelsesformen. Aktiveringsanordningen kan for eksempel være en stabel med tallerkenfjærer (Belleville washers). Aktiveringsanordningen 2 vist heri er imidlertid fordelaktig idet den tilveiebringer en tilstrekkelig, men ikke for vidtgående aktueringskraft langs en hensiktsmessig aksial avstand uten behov for utilbørlig aksial plass for å få plass til aktiveringsanordningen.
Tetningsringen 3 strekker seg rundt det indre rørformete elementet 105 som i denne utførelsesformen er aktueringshylsen.
Over tetningsringen 3 er det anordnet en kiletetning 31. Kiletetningen 31 er anordnet rundt og omgir en skråstilt kiletetningsflate 33 til det indre rørformete elementet, som i denne utførelsesformen er aktueringshylsen 105 til ITC-en 100. Som vi bli beskrevet ytterligere nedenfor, tetningsringen 3 er innrettet til å bevege seg i en hovedsakelig aksial retning i ringrommet 19. Ettersom kiletetningen 31 lander på toppen av tetningsringen 3 er kiletetningen 31 innrettet til å bevege seg sammen med tetningsringen 3. Fig. 3 er et forstørret tverrsnittsriss gjennom en del av tetningsringen 3, tilsvarende den høyre delen av tverrsnittet gjennom hele tetningsringen i Fig. 4. Fig. 5 er en forstørret tverrsnittsseksjon som viser tetningsringen 3 anordnet i ringrommet 19 mellom et indre rørformet element 105 og et ytre rørformet element 107. I denne utførelsesformen er det indre rørformete elementet aktueringshylsen til ITC-en og det ytre rørformete elementet 107 er en rørstuss (spool) til et ventiltre. Ringrommet 19 er mellom en indre flate 7 til det ytre rør-formete elementet 107 og en ytre flate 5 til det indre rørformete elementet 105.
I denne utførelsesformen er den ytre flaten 5 til det indre rørformete elementet 105 forsynt med en skråstilt elementflate 9. Tetningsringen 3 omfatter en skråstilt tetningsringflate 11 som støter mot og vender mot den skråstilte elementflaten 9. Den skråstilte tetningsringflaten 11 og den skråstilte elementflaten 9 danner sammen et tetningsinngrep når tetningsringen 3 er aktivert.
På en ende av tverrsnittsseksjonen mellom en del av tetningsringen 3 som er motsatt av den skråstilte tetningsringflaten 11, som vist i Fig. 3 og Fig. 5, fremviser tetningsringen 3 en motsatt tetningsflate 13. Den motsatte tetningsring flaten 13 er innrettet til å danne et tetningsinngrep med den indre flaten 7 til det ytre rørformete elementet 107.
Under tetningsringen 3 er det anordnet en aktiveringsanordning 2 som nå vil bli beskrevet. Formålet med aktiveringsanordningen 2 er å tilveiebringe en aktueringskraft på tetningsringen. Dersom den radielle avstanden D (Fig. 5) mellom den indre flaten 7 og den ytre flaten 5 (til det ytre og indre rørformete elementet 107, 105, henholdsvis) forandrer seg, vil også tetningsringen 3 endre sin posisjon og/eller orientering, og således tilpasse seg slik forandring. Aktueringskraften til aktiveringsanordningen 2 tilveiebringer denne forandringen dersom nevnte radielle avstand D til ringrommet 19 øker.
I denne utførelsesformen har aktiveringsanordningen 2 en senterring 201 med
en øvre skråstilt flate 207 og en nedre skråstilt flate 209. En øvre ring 203 og en nedre ring 205 støter an mot den øvre og nedre skråstilte flaten 207, 209, henholdsvis. Den øvre og nedre ringen 203, 205 er innrettet til å gli på den øvre og nedre skråstilte flaten 207, 209 med deres respektive motstående glidende flater 213, 215.
Det henvises igjen til Fig. 1 og Fig. 2, når aktueringshylsen 105 blir beveget nedover, blir aktiveringsanordningen 2 aksialt komprimert mellom låseringen 103 og tetningsringen 3. Under denne komprimeringen blir senterringen 201 elastisk komprimert idet den blir presset radielt innover av den øvre og nedre ringen 203, 205 som glir på den øvre og nedre skråstilte flaten 207, 209. Motsatt av dette, den øvre og nedre ringen 203, 205 blir elastisk utvidet. Som et resultat blir den aksiale utvidelsen av aktiveringsanordningen 2 redusert. Aktiveringsanordningen 2 bibeholder en betydelig kraft på tetningsringen 3, og skyver den oppover mot den skråstilte elementflaten 9. Fig. 6 viser aktiveringsanordningen 2 i en komprimert tilstand.
Det skal forstås av en fagmann på området at typen aktiveringsanordning ikke
er essensielt for funksjonen til tetningsringen 3. Følgelig kan andre anordninger som er i stand til å forspenne tetningsringen 3 gjennom den nødvendige aksialt varierende avstanden være anvendbare. Aktiveringsanordningen 2 vist i denne
utførelsesformen er imidlertid vist seg å oppfylle denne tekniske oppgaven på en pålitelig og tilfredsstillende måte. Fordeler ved en slik utførelsesform av aktiveringsanordningen 2 er at den bibeholder en hensiktsmessig aktueringskraft på tetningsringen 3 langs en tilstrekkelig funksjonsbane, og at den behøver et begrenset aksialt og radialt rom.
I tillegg til å forspenne den skråstilte tetningsringflaten 22 mot den skråstilte elementflaten 9, forspenner aktiveringsanordningen 2 også den motsatte tetningsringflaten 13 mot den indre flaten 7 (det vil si den innovervendte flaten til det ytre rørformete elementet 107 i denne utførelsesformen). En aktueringskraftflate 211 er i denne utførelsesformen skråstilt og anordnet på den øvre ringen 203. Aktueringskraftflaten støter mot en motvendt aktueringsflate 15 til tetningsringen 15. På grunn av skråstillingen til aktueringsflaten 211 så vel som posisjonen til inngrepet mellom aktueringskraftflaten 211 og aktueringsflaten 15 til tetningsringen 3, tilveiebringer denne kontakten en vridebevegelse av tetningsringen 3, i tillegg til en aksial bevegelse av tetningsringen 3, når den radielle avstanden D mellom den ytre flaten 5 til det indre rørformete elementet 105 og den indre flaten 7 til det ytre rørformete elementet 107 forandrer seg. Dette vil bli beskrevet ytterligere nedenfor. Vridebevegelsen kan være om en kontaktlinje 23 (angitt i Fig. 13 og Fig. 14) ved hvilken den skråstilte tetningsringflaten 11 til tetningsringen 3 kontakter den skråstilte elementflaten 9. Følgelig strekker kontaktlinjen 23 seg periferisk rundt tetningsringen 3, parallelt med en periferisk akse til tetningsringen 3. Når tetningsringen 3 beveger seg langs den skråstilte elementflaten 9, vil også kontaktlinjen 23 bevege seg langs den skråstilte elementflaten.
I det følgende vil forskjellige situasjoner bli beskrevet med henvisning til Fig. 5 til
Fig. 8.
Fig. 5 viser tetningssystemet 1 i samsvar med den foreliggende oppfinnelsen i en ikke-aktivert tilstand. Tetningsringen 3 hviler fritt mellom den skråstilte elementflaten 9 over den og aktiveringsanordningen 2 under den. Aktueringsanordningen 2 er i en ikke-komprimert tilstand. Følgelig er det et fritt rom radielt innenfor senterringen 201 slik at den kan bevege seg radielt innover.
Tilsvarende er det et rom på den radielle utsiden av den øvre og nedre ringen 203, 205, slik at de kan bevege seg radielt utover.
Fig. 6 viser en situasjon hvor tetningssystemet 1 er blitt aktuert. Aktiveringsanordningen 2 er blitt aksialt komprimert slik at den påfører en aktueringskraft på tetningsringen 3. Mer presist, aktueringskraften blir påført på aktueringsflaten 15 til tetningsringen 3 fra aktueringskraftflaten 211 til den øvre ringen 203. Senterringen 201 er blitt beveget radielt til kontakt med den ytre flaten 5 til det indre rørformete elementet 105. Den øvre og nedre ringen 203, 205 har beveget seg noe radielt utover og har fortsatt mulighet til å bevege seg ytterligere. På grunn av kraften som påføres på aktueringsflaten 15 til tetnings-ringen 3 av aktiveringsanordningen 2, er tetningsringen 3 i tetningskontakt med den skråstilte elementflaten 9, så vel som den indre flaten 7.
Det skal bemerkes at i stedet for å ha aktueringskraftflaten 211 på den øvre ringen 203 til aktiveringsanordningen 2, kan man også anordne for eksempel en mellomliggende ring mellom aktiveringsanordningen 2 og tetningsringen 3 for overføring av aktueringskraften fra aktiveringsanordningen 2 til tetningsringen 3. Aktiveringsanordningen 2 kan også omfatte flere eller færre fjærringer 201, 203, 205 enn hva som er vist i utførelsesformen vist her.
Fig. 7 viser en situasjon som ligner på den vist i Fig. 6. I Fig. 7 har imidlertid den radielle avstanden D (Fig. 5) øket. Dette kan for eksempel være på grunn av indre trykk, termisk ekspansjon eller fjerning av mekaniske krefter som tidligere virket på den ytre flaten til det ytre rørformete elementet 107 (XT-rørstussen i denne utførelsesformen). På grunn av dette større ringrommet 19, kan tetnings-ringen 3 bevege seg langs den skråstilte elementflaten 9 for å ekspandere radielt, og den kan også vri seg idet aktiveringsanordningen 2 påfører en kraft på den nedenfra («nedenfra» i forhold til tegningen i Fig. 7). Tverrsnittet vist i
tegningene i Fig. 5 til Fig. 8 roterer eller vrir seg i en retning mot klokken som et resultat av økt radiell dimensjon i ringrommet 19, som indikert med den kurvete pilen i Fig. 7. Som et resultat beveger den motsatte tetningsflaten 13 til tetnings-ringen seg etter (det vil si den følger) den indre flaten 7 til det ytre rørformete elementet 107 og sikrer fortsatt tetning.
Det skal bemerkes at i situasjonene vist i Fig. 6 og Fig. 7 (også Fig. 8) er omkretsen til tetningsringen 3 blitt økt ved å presse den til å bevege seg langs den skråstilte elementflaten 9. Følgelig, strekket i tetningsringen 3 vil sikre en hensiktsmessig kontaktkraft mellom den skråstilte tetningsringflaten 11 og den motstående elementflaten 9, som vil tilveiebringe en tetning mellom disse flatene.
I Fig. 8 tilsvarer situasjonen på mange måter til den i Fig. 7. Imidlertid påfører et betydelig trykk, slik som et brønntrykk, en ytterligere kraft på den nedre siden til tetningsringen 3. Denne ytterligere kraften gjør at tetningsringen 3 glir en ytterligere avstand langs den skråstilte elementflaten 9. Ettersom den motsatte tetningsringflaten 13 støter mot den indre flaten 7 til det ytre rørformete elementet 107, vrir tetningsringen 3 seg nå i den andre retningen (det vil si i retning med klokken i bildet vist i Fig. 8). For å begrense denne vridebevegelsen støter en øvre skulder 17 av tetningsringen 3 mot den indre flaten 7 ved en øvre del av tetningsringen 3. Den øvre skulderen 17 kan også fremvise en flate innrettet for tetting mot den indre flaten 7 til det ytre rørformete elementet.
Dersom den radielle avstanden D til ringrommet 19 blir mindre, vil tetnings-ringen 3 bli presset nedover av den skråstilte elementflaten 9, og således komprimere aktiveringsanordningen 2. Også, dersom trykket avtar vil også tetningsringen 3 bevege seg nedover langs den skråstilte elementflaten 9. I disse tilfellene vil tetningsringen 3 også vri seg i den motsatte retningen, mot sin originale konfigurasjon.
Følgelig, tetningssystemet 1 i samsvar med oppfinnelsen omfatter en tetningsring 3 anordnet mellom et indre rørformet element og et ytre rørformet element, som vil fortsette å fremvise tetningsfunksjon både under varierende trykkforhold, så vel som varierende størrelse på det indre og ytre rørformete elementet. Det vil si, når ringromsstørrelsen øker og/eller trykket øker, vil tetningsringen være i stand til å bevege seg langs den skråstilte elementflaten og vri seg, og slik tilpasse seg den nye ringromsstørrelsen. Tilsvarende, når ringromsstørrelsen blir mindre, er tetningsringen i stand til å beveg seg tilbake langs den skråstilte elementflaten og å vri seg i den motsatte retningen, og slik tilpasse seg den reduserte ringromsstørrelsen. Under disse bevegelsene til tetningsringen, det vil si endring av omkrets og konfigurasjon (ved vridning), fortsetter aktiveringsanordningen å fremvise en aktueringskraft på tetnings-ringen for å sikre en hensiktsmessig tetningsfunksjon mot både den indre og ytre flaten.
Aktiveringsanordningen 2 fungerer som en aksialt bevegende fjær som bibeholder aktueringskraft på tetningsringen 3 over en funksjonsbane til tetnings-ringen 3, langs hvilken tetningsringen 3 vil tilveiebringe tilstrekkelig tetningsfunksjon mot både den indre flaten 7 til det ytre rørformete elementet 107 og den ytre flaten 5 til det indre rørformete elementet 105. Når den radielle avstanden mellom den indre flaten 7 og den ytre flaten 5 øker, glir senterringen 201 på den motstående glideflaten 213 til den nedre ringen 205 i en slik retning at omkretsen Cr til senterringen 201 forandrer seg mot den originale omkretsen til senterringen Cro. Denne endringen kan enten være en endring mot mindre strekk eller en endring mot mindre kompresjon av senterringen 201. Videre, når den radielle avstanden mellom den indre flaten 7 og den ytre flaten 5 blir mindre, glir senterringen 201 på den motstående glideflaten 213 i en slik retning at omkretsen Cr til fjærringen 201 forandrer seg bort fra den originale omkretsen Cro til fjærringen 201.
Det henvises igjen til Fig. 3 som viser et forstørret tverrsnittsriss gjennom en del av tetningsringen 3 til et tetningssystem 1 i samsvar med oppfinnelsen. Den skråstilte tetningsringflaten 11, som er innrettet til å støte mot den skråstilte elementflaten 3, fremviser fordelaktig en buet form. Denne buete formen gjør tetningsringen 3 egnet for vridebevegelsen beskrevet ovenfor, mens den fortsatt bibeholder tetningsfunksjon. Den kurvete formen reduserer også risikoen for skade på de motstående tetningsflatene, slik som ved skraping, bulking eller deformasjon. Den buete formen til den skråstilte tetningsringflaten 11 resulterer i at kontaktlinjen 23, ved hvilken den skråstilte tetningsringflaten 11 er i kontakt med den skråstilte elementflaten 9, vil bevege seg når tetningsringen 3 vrir seg (jf. Fig. 13 og Fig. 14).
Som det fremgår av Fig. 3 fremviser den motsatte tetningsringflaten 13 også
fordelaktig en buet form. Dette er fordelaktig ettersom den radielle avstanden D varierer, som beskrevet ovenfor. Tetningsringen 3 er følgelig innrettet til å tette i forskjellige vridningsposisjoner, med både den skråstilte tetningsringflaten 11 og den motsatte tetningsringflaten 13.
Fig. 9 og Fig. 10 er prinsipptegninger som viser prinsippet til tetningssystemet 1
i samsvar med den foreliggende oppfinnelsen når den indre flaten 7 til det ytre rørformete elementet 107 omfatter den skråstilte elementflaten 9, i stedet for den ytre flaten 5 til det indre rørformete elementet, som vist i Fig. 1 til Fig. 8. Fig. 9 tilsvarer utførelsesformen vist med henvisning til Fig. 1 til Fig. 8, i hvilken den skråstilte elementflaten 9 er på det indre rørformete elementet 105, det vil si på den ytre flaten 5 til det indre rørformete elementet 105, som vender radielt utover. Fig. 10 viser en utførelsesform hvor den skråstilte elementflaten 9 er anordnet på den innover vendte indre flaten 7 til det ytre rørformete elementet 107. Tverrsnittet til en del av tetningsringen 3 er speilet slik at den skråstilte tetningsringflaten 11 vender mot den skråstilte elementflaten 9. Videre, når aktiveringsanordningen 2, er kun angitt med en pil, påfører aktueringskraften på tetnings-ringen 3, blir omkretsen C til tetningsringen 3 redusert elastisk. Dette er for-skjellig fra utførelsesformen vist i Fig. 1 til Fig. 8, hvorved omkretsen C ble øket. På grunn av reduksjonen av omkretsen C, vil tetningsringen 3 påføre en kraft på den innovervendte skråstilte elementflaten 9. Den motsatte tetningsringflaten 13 vil, på den annen side, bli presset radialt mot den ytre flaten 5 til det indre rørformete elementet 105.
Som beskrevet over, når tetningsringen 3 beveger seg i en aksial retning og glir langs den skråstilte elementflaten 9, vil dens omkrets C endre seg. Fig. 11 og
Fig. 12 viser prinsipielt en slik endring. Det skal bemerkes at disse tegningene kun er prinsippskisser for illustrasjon. I Fig. 11 er en tetningsring 3 vist i sin hvile- eller originale konfigurasjon Co, som angitt med den sirkelformete linjen som omringer tetningsringen 3. Fig. 12 illustrerer den samme tetningsringen 3 i en modus hvor den er blitt beveget langs den skråstilte elementflaten 9, slik som vist i Fig. 6 til Fig. 8. Som et resultat av bevegelsen er dens omkrets C blitt øket med en mengde på AC. Følgelig er dens omkrets C nå Co + AC. Det skal bemerkes at forskjellen mellom disse figurene er mye overdrevet for illustrasjonsformål.
Dersom den skråstilte elementflaten 9 er anordnet på den indre flaten 7 til det ytre rørformete elementet 107, slik som illustrert i Fig. 10, ville omkretsen C blitt redusert når aktiveringsanordningen 2 presser tetningsringen 3 langs den skråstilte elementflaten 9. Tetningsringen 3 ville da bli komprimert.
I begge tilfellene blir omkretsen C til tetningsringen 3 forandret fra sin originale tilstand med en omkrets C lik Co til en ny omkrets som er enten komprimert eller utvidet til C = C + AC. Endringen i omkrets, AC, kan således være positiv eller negativ. Fig. 13 og Fig. 14 er forstørrete prinsipp tverrsnittsriss gjennom en del av tetningsringen 3 og den skråstilte elementflaten 9, og illustrerer vridning av tetningsringen 3. Fig. 13 illustrerer tetningsringen 3 i en tettingsmodus i hvilken den er blitt presset en avstand opp langs den skråstilte elementflaten 9. Sammenlignet med situasjonen i Fig. 13, i situasjonen vist i Fig. 14 har den radielle avstanden mellom den ytre flaten 5 og den indre flaten 7 (ikke vist i disse tegningene) til det ytre rørformete elementet 107 øket. Som et resultat har tetningsringen 3 beveget seg en ytterligere avstand langs den skråstilte elementflaten 9 og også vridd seg en vinkel tilsvarende den angitte vinkelen a (Fig. 14). Som kan forstås ved sammenligning av de to tegningene i Fig. 13 og Fig. 14, er den motsatte tetningsringflaten 13 betraktelig lengre til høyre i Fig.
14 enn i Fig. 13, som et resultat av en kombinasjon av endret omkrets C og vridningen tilsvarende den angitte vinkelen a. Man skal også bemerke at kontaktlinjen 23 har endret sin posisjon både på den skråstilte elementflaten 9 så vel som på den skråstilte tetningsringflaten 11. Noen trekk vist i Fig. 13 og
Fig. 14 er overdrevet for illustrasjonsformål.
Fig. 15 er et tverrsnittsriss av et tetningssystem 1 i samsvar med oppfinnelsen. I denne utførelsesformen omfatter tetningssystemet 1 ytterligere en kiletetning 31 som er anordnet koaksialt med tetningsringen 3. Videre, den er anordnet på den aksiale siden av tetningsringen 3 som er motsatt av aktiveringsanordningen 2. Som kan forstås av Fig. 15 er kiletetningen 31 anordnet på tetningsringen 3, slik at en kiletetningsaktueringskraft blir overført fra tetningsringen 3 på kiletetningen. Følgelig, når tetningsringen 3 blir beveget i den aksiale retningen, ved å gli opp eller ned langs den skråstilte elementflaten 9, vil kiletetningen 31 bevege seg sammen med den. Når kiletetningen 31 beveger seg i den aksiale retningen, glir den langs en skråstilt kiletetningsflate 33 på det indre rørformete elementet 105, det vil si på den ytre flaten 5 til det indre rørformete elementet 105. Det skal bemerkes imidlertid, at i et tilfelle hvor den skråstilte elementflaten 9 er anordnet på den indre flaten 7 til det ytre rørformete elementet 107 (jf. prinsippillustrasjonen til Fig. 10), ville den skråstilte kiletetningsflaten 33 også vært anordnet på den indre flaten 7.
Kiletetningen 31 kan fordelaktig være laget av en polymer. Videre kan den omfatte en trykkside (på den aksiale nedre siden i Fig. 15) som er laget av én type polymer, og en tetningsside (på den aksiale motsatte siden i forhold til trykksiden) som er laget av en annen polymer.
Kiletetningen 31 utgjør en ytterligere trykkbarriere og fungerer samtidig som tetningsringen 3. Videre kan kiletetningen 31 fungere til å hindre urenheter, slik som støv eller små partikler, fra å entre forbi kiletetningen og å bli komprimert mellom den skråstilte elementflaten 9 og den skråstilte tetningsringflaten 11.
Fig. 16 til Fig. 20 viser forstørrete tverrsnittsriss gjennom forskjellige alternative utførelsesformer av en tetningsring 3 som kan være del av andre utførelses-former av tetningssystemet i samsvar med oppfinnelsen. Alle de illustrerte tetningsringene 3 har en skråstilt tetningsringflate 11 innrettet til å tette mot den skråstilte elementflaten 9 (jf- Fig. 5). Felles for de alle er også at de har en aktueringsflate 15 som er innrettet til å være i inngrep med en aktiveringsanordning 2 og en motsatt tetningsringflate 13 som er innrettet til å tette mot den indre flaten til det ytre rørformete elementet 107 eller den ytre flaten 5 til det indre rørformete elementet 105, mot hvilken den skråstilte tetningsringflaten 11 ikke tetter. Videre, den aksiale posisjonen til den skråstilte tetningsringflaten 11 er forskjøvet i forhold til den aksiale posisjonen til den motsatte tetningsringflaten 13. Eller i det minste punktet med inngrep mellom den skråstilte tetningsringflaten 11 og en motstøtende skråstilt elementflate 9 er aksialt forskjøvet i forhold til punktet med inngrep mellom den motsatte tetningsringflaten 13 og en motstøtende indre flate 7 eller ytre flate 5. Denne aksiale forskyvningen fører til den ønskete varierende radielle avstanden mellom den skråstilte tetningsringflaten 11 og den motsatte tetningsringflaten 13 når tetningsringen 3 vrir seg.
Felles for alle utførelsesformene av en tetningsring 3 vist i Fig. 16 til Fig. 20 (så vel som den vist i Fig. 3) er at aktueringsflaten 15 fremviser en skråstilling og vender i en delvis radiell retning som er motsatt av den radielle retningen som den motsatte tetningsringflaten 13 vender i. Denne skråstillingen til aktueringsflaten 15 bidrar til å tilveiebringe rotasjonsbevegelsen til tetningsringen 3 når den tilpasser seg varierende avstander i ringrommet 19.
I de viste utførelsesformene danner aktueringsflaten 15 til tetningsringen 3, sammen med den motsatte tetningsringflaten 13, en spiss 21 i tverrsnittet gjennom tetningsringen 3. Spissen 21 er ved en aksial og radiell ende av tverrsnitts-formen og også nærmere aktiveringsanordningen enn den skråstilte tetningsringflaten 11 er. Videre, i utførelsesformene vist i Fig. 3 og Fig. 16 til Fig. 19 er det en vinkel på minst 20 grader mellom den hovedsakelige retningen til aktueringsflaten 15 og den hovedsakelige retningen til den motsatte tetningsringflaten 13. Denne vinkelen resulterer i en spisset spiss i et tverrsnitt av en del av tetningsringen.
Man skal også bemerke at punktet for inngrep mellom aktueringsflaten 15 til tetningsringen 3 og aktiveringsanordningen 2 (eller en mellomliggende ring som overfører aktueringskraften fra aktiveringsanordningen 2 til tetningsringen 3) er radielt forskjøvet mot den motsatte tetningsringflaten 13 i forhold til en aksial senterlinje mellom de radielt ytterste delene til tetningsringen 3 (med hensyn til de forstørrete tverrsnittene vist i Fig. 3 og Fig. 16 til Fig. 20). Dette trekket bidrar også til å tilveiebringe nevnte rotasjonsbevegelse.
Som vist med utførelsesformene illustrert i Fig. 17 og Fig. 19 kan den delen av tetningsringen 3 som fremviser den motsatte tetningsringflaten 13 og aktueringsflaten 15 ha en tynn form (det vil si denne delen av tverrsnittet til tetnings-ringen 3) som vil tillate noe bøyning av tetningsringen 3 om en periferisk akse som strekker seg parallelt med tetningsringen 3. Følgelig, for slike utførelses-former vil tetningsringen 3 tilpasse seg de varierende dimensjonene til ringrommet 19, som beskrevet ovenfor, ved bevegelse langs den skråstilte elementflaten 9, vridning av hele tetningsringtverrsnittet (slik som vist i Fig. 3), så vel som en viss grad av bøyning i tetningsringen 3. Denne bøyningen kan tillate en enda ytterligere variasjon av ringromsavstanden uten å miste tetningsevnen til tetningsringen 3.
I en mulig utførelsesform av tetningsringen 3, som vist i Fig. 18, er tetnings-ringen 3 ikke forsynt med den øvre skulderen 17 som er anordnet i de andre utførelsesformene for å begrense mengden av rotasjon.
Det skal bemerkes at de viste tverrsnittene av forskjellige utførelsesformer av tetningsringen 3, som vist i Fig. 3 og Fig. 16 til Fig. 20, kan anvendes både på en radielt innover- og utovervendt skråstilt elementflate 9, slik som beskrevet med henvisning til Fig. 9 og Fig. 10.
Fig. 21 er et prinsipp-tverrsnittsriss gjennom enda en alternativ utførelsesform av et tetningssystem V i samsvar med oppfinnelsen. I Fig. 21 er systemet vist i en ikke-aktivert tilstand. I denne utførelsesformen er tetningsringen 3 delt i en tetningsringdel 3a og en tetningsstoppering 3b. Virkemåten til dette tetningssystemet 1' er hovedsakelig tilsvarende funksjonen til tetningssystemet 1 beskrevet ovenfor. Tetningsringdelen 3a fremviser en skråstilt tetningsringflate 11, en motsatt tetningsringflate 13 og en aktueringsflate 15. Tetningsstoppringen 3b er anordnet direkte aksialt tilstøtende og anstøtende på tetningsringdelen 3a. Tetningsstopperingen 3b tjener til å begrense den aksiale bevegelsen til tetningsringdelen 3a. Uten tetningsstoppringen 3b kunne tetningsringdelen 3a også vært utsatt for vridning i «feil» retning, idet den skråstilte tetningsringflaten 11 kunne hatt mulighet til å gli en for lang avstand langs den skråstilte elementflaten 9. Følgelig, én av de radielt vendte sidene til tetningsstopperingen 3b er sammenlignbar med den øvre skulderen 17 vist i utførelsesformene ovenfor. Fig. 22 viser det samme tverrsnittet som Fig. 21, dog med tetningssystemet V i en aktivert tilstand. Fig. 23 er et tverrsnittsriss tilsvarende Fig. 22, dog i en tilstand hvor brønntrykk utøver en kraft på tetningsringdelen 3a. Fig. 24 er et forstørret tverrsnittsriss gjennom tetningsringdelen 3a til utførelses-formen vist i Fig. 21 til Fig. 23. Fig. 25 er et tverrsnittsriss gjennom hele tetningsringdelen 3a til tetningsringdelen vist i Fig. 24.
Både tetningsringen 3, og de indre og ytre rørformete elementene 105, 107 er fortrinnsvis av metall, slik det er vanlig i en havbunnsbrønnanvendelse.

Claims (9)

1. Tetningssystem omfattende - en tetningsring (3) omfattende metall, som tetter mellom et indre rørformet element (105) som har en ytre flate (5) og et koaksialt anordnet ytre rørformet element (107) som har en indre flate (7), hvorved den indre flaten (7) eller ytre flaten (5) er forsynt med en skråstilt elementflate (9) mot hvilken tetningsringen (3) glir når den beveger seg i aksial retning, og således endrer sin omkrets (C); og - en aktiveringsanordning (2) som påfører en aktueringskraft på nevnte tetningsring, og slik presser en skråstilt tetningsringflate (11) til tetningsringen (3) mot den skråstilte elementflaten (9); karakterisert vedat aktiveringsanordningen (2) bibeholder nevnte aktueringskraft langs en funksjonsbane til tetningsringen (3) mellom en indre tetningsposisjon og en ytre tetningsposisjon, hvorved, når tetningsringen (3) er mellom den indre og ytre tetningsposisjoner, som et resultat av radiell ekspansjon eller radiell reduksjon av den indre flaten (7) eller den ytre flaten (5), hvilken enn som er motsatt av den skråstilte elementflaten (9), - aktiveringsanordningen (2) beveger tetningsringen (3) langs den skråstilte elementflaten (9) i en første retning, når den radielle avstanden mellom den indre flaten (7) og den ytre flaten (5) øker, og øker slik forskjellen mellom omkretsen (C) til tetningsringen og den originale omkretsen (Co) til tetningsringen; og - aktiveringsanordningen (2) blir komprimert i en aksial retning av tetningsringen (3), når den radielle avstanden mellom den indre flaten (7) og den ytre flaten (5) minker, idet tetningsringen blir presset mot den skråstilte elementflaten (9) av radiell kraft fra den indre flaten (7) eller den ytre flaten (5), som resulterer i en bevegelse av tetningsringen (3) langs den skråstilte elementflaten (9) i en andre retning som er motsatt av nevnte første retning, og reduserer slik forskjellen mellom omkretsen (C) til tetningsringen (3) og den originale omkretsen (Co) til tetningsringen (3).
2. Tetningssystem i samsvar med patentkrav 1,karakterisert vedat aktiveringsanordningen (2) omfatter en endeløs fjærring (201) med en skråstilt ringglideflate (209) som støter mot en motstående glideflate (213), hvorved - i tilfellet hvor den radielle avstanden mellom den indre flaten (7) og den ytre flaten (5) øker, glir den endeløse fjærringen (201) på den motstående glideflaten (213) i en slik retning at omkretsen (Cr) til fjærringen (201) forandrer seg mot den originale omkretsen til fjærringen (Cro); og at - i tilfellet hvor den radielle avstanden mellom den indre flaten (7) og den ytre flaten (5) minker, glir den endeløse fjærringen (201) på den motstående glideflaten (213) i en slik retning at omkretsen (Cr) til fjærringen (201) forandrer seg vekk fra den originale omkretsen til fjærringen (Cro).
3. Tetningssystem i samsvar med patentkrav 2,karakterisert vedat aktiveringsanordningen (2) omfatter et flertall endeløse fjærringer (201, 203, 205) som er koaksialt anordnet, hvorved tilstøtende fjærringer (201 ,203, 205) er innrettet til å gli mot hverandre langs deres motstående skråstilte glideflater og motsatte glideflater (207, 209, 213, 215) på en slik måte at omkretsen til tilstøtende fjærringer forandrer seg i motsatte retninger.
4. Tetningssystem i samsvar med patentkrav 2 eller 3,karakterisert vedat tetningsringen (3) omfatter en aktueringsflate (15) som er innrettet til å motta nevnte aktueringskraft fra aktiveringsanordningen (2).
5. Tetningssystem i samsvar med patentkrav 4,karakterisert vedat aktueringsflaten (15) er skråstilt i forhold til den aksiale og radielle retningen, hvorved en fjærring (203) eller en mellomliggende ring som er anordnet mellom aktueringsanordningen (2) og tetningsringen (3), støter mot aktueringsflaten (15) til tetningsringen (3) med en skråstilt aktueringskraftflate (211), og slik overfører nevnte aktueringskraft.
6. Tetningssystem i samsvar med patentkrav 4 eller 5,karakterisert vedat aktueringsflaten (15) sammen med en motsatt tetningsringflate (13) danner en spiss (21) i tverrsnittet gjennom tetningsringen (3), hvilken spiss (21) er ved en aksial og radiell ende til nevnte tverrsnitt og nærmere aktiveringsanordningen (2) enn det den skråstilte tetningsringflaten (11) er.
7. Tetningssystem i samsvar med et av de foregående patentkravene,karakterisertved at - aktiveringsanordningen (2) vrir, ved hjelp av aktiveringskraften, tetningsringen (3) i en første vrideretning og beveger således en kontaktlinje (23) mellom den skråstilte elementflaten (9) og den skråstilte tetningsringflaten (11) i en slik retning at forskjellen mellom vridningsvinkelen (a) til tetningsringen og den originale vridningsvinkelen (ao) til tetningsringen (3) øker, når den radielle avstanden mellom den indre flaten (7) og den ytre flaten (5) øker; og at - aktiveringsanordningen (2) blir komprimert i en aksial retning av tetningsringen (3) idet tetningsringen blir presset mot den skråstilte elementflaten (9) ved radiell kraft fra den indre og ytre flaten (5, 7), som resulterer i en vridebevegelse av tetningsringen (3) i en andre vrideretning motsatt av den første vrideretningen, og slik blir forskjellen mellom vridningsvinkelen (a) til tetningsringen (3) og den originale vridningsvinkelen (ao) til tetningsringen (3) redusert, når den radielle avstanden mellom den indre flaten (7) og den ytre flaten (5) minker.
8. Tetningssystem i samsvar med et av de foregående patentkravene,karakterisertved at en kiletetning (31) er anordnet koaksialt i forhold til tetningsringen (3) og på den aksiale siden av tetningsringen (3) som er motsatt av aktiveringsanordningen (2), hvorved en kiletetningsaktueringskraft er overført fra tetningsringen (3) på kiletetningen (31).
9. Tetningssystem i samsvar med patentkrav 8,karakterisert vedat kiletetningen (31) er innrettet til å gli på en skråstilt kiletetningsflate (33) som er anordnet på den samme indre flaten (7) eller ytre flaten (5) som den skråstilte elementflaten (9).
NO20130153A 2012-09-07 2013-01-29 Tetningssystem NO339186B1 (no)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
NO20130153A NO339186B1 (no) 2012-09-07 2013-01-29 Tetningssystem
PCT/NO2013/050154 WO2014038956A1 (en) 2012-09-07 2013-09-06 Seal assembly

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
NO20121012 2012-09-07
NO20121545A NO337515B1 (no) 2012-09-07 2012-12-20 Tetningssammenstilling og tetningsring
NO20130153A NO339186B1 (no) 2012-09-07 2013-01-29 Tetningssystem

Publications (2)

Publication Number Publication Date
NO20130153A1 NO20130153A1 (no) 2014-07-30
NO339186B1 true NO339186B1 (no) 2016-11-14

Family

ID=50237443

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
NO20130153A NO339186B1 (no) 2012-09-07 2013-01-29 Tetningssystem

Country Status (2)

Country Link
NO (1) NO339186B1 (no)
WO (1) WO2014038956A1 (no)

Families Citing this family (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10113384B2 (en) * 2015-03-11 2018-10-30 Cameron International Corporation Multi-metal seal system
US10138702B2 (en) * 2016-09-12 2018-11-27 Cameron International Corporation Mineral extraction well seal
US10301895B2 (en) 2016-10-10 2019-05-28 Cameron International Corporation One-trip hydraulic tool and hanger
US10571027B2 (en) 2017-06-09 2020-02-25 Gryphon Oilfield Solutions, Llc Metal ring seal and improved profile selective system for downhole tools
GB201818114D0 (en) 2018-11-06 2018-12-19 Oil States Ind Uk Ltd Apparatus and method relating to managed pressure drilling
CN109519145B (zh) * 2018-11-15 2020-10-30 成都百胜野牛科技有限公司 一种流体分隔装置
CN109763789A (zh) * 2019-01-29 2019-05-17 上海霞为石油设备技术服务有限公司 一种环形密封总成装置
CN116134252A (zh) 2020-08-19 2023-05-16 美国圣戈班性能塑料公司 密封堆叠组件
CN116137883A (zh) 2020-08-21 2023-05-19 美国圣戈班性能塑料公司 用于密封堆叠组件的自动擦拭器

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20080061510A1 (en) * 2006-09-11 2008-03-13 Schlumberger Technology Corporation Forming a metal-to-metal seal in a well
WO2012045168A1 (en) * 2010-10-06 2012-04-12 Packers Plus Energy Services Inc. Wellbore packer back-up ring assembly, packer and method

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3567258A (en) * 1969-03-10 1971-03-02 Domer Scaramucci Seal assembly
US4384730A (en) * 1981-09-25 1983-05-24 W-K-M Wellhead Systems, Inc. Seal assembly
US5174376A (en) * 1990-12-21 1992-12-29 Fmc Corporation Metal-to-metal annulus packoff for a subsea wellhead system
US7810816B1 (en) * 2005-12-13 2010-10-12 Horace P. Halling Seal
US8104769B2 (en) * 2008-12-17 2012-01-31 Seal Science & Technology, Llc Bi-directional wellhead seal

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20080061510A1 (en) * 2006-09-11 2008-03-13 Schlumberger Technology Corporation Forming a metal-to-metal seal in a well
WO2012045168A1 (en) * 2010-10-06 2012-04-12 Packers Plus Energy Services Inc. Wellbore packer back-up ring assembly, packer and method

Also Published As

Publication number Publication date
NO20130153A1 (no) 2014-07-30
WO2014038956A1 (en) 2014-03-13

Similar Documents

Publication Publication Date Title
NO339186B1 (no) Tetningssystem
US9010725B2 (en) Valve vented redundant stem seal system
NO338793B1 (no) Pakning og system for bruk av pakningen og fremgangsmåte derav.
NO20121056A1 (no) Skadetolerant forsegling for fôringsrorhenger
NO20110016A1 (no) Metall-til-metalltetning for glatt boring
CN101715525A (zh) 具有可供能密封件的螺纹接头
NO338705B1 (no) Tetningssystem og fremgangsmåte
NO334206B1 (no) Tetningsanordning og fremgangsmåte for å danne en tetning, samt en ekspanderbar rørformet kopling og fremgangsmåte for å sammenkople ekspanderbare rør.
NO306172B1 (no) Foringsrörhengerenhet for brönn
NO341335B1 (no) Portventilsammenstilling med et aksialt, fleksibelt sete
EP3140579B1 (en) Tubular connecting arrangement and method of sealingly connecting tubulars
NO20121366A1 (no) Tetning med belgtype nesering og radialt drivbare laseringer
Polonsky et al. Design of packers for sealing of the inter-tube space in equipment used for recovery of oil and gas
CN105156063A (zh) 骨架式密封件及封隔器
CN109690160A (zh) 柔性阀杆波纹管组件
WO2016126242A1 (en) Metal-to-metal sealing arrangement for telescoping casing joint
NO20121545A1 (no) Tetningssammenstilling og tetningsring
NO345603B1 (no) Sammenstilling for å redusere et radialt mellomrom mellom radialt nærstående komponenter
US9945205B2 (en) Plugging device
EP3658309B1 (en) Expandable connection with metal-to-metal seal
WO2016171857A1 (en) Valve vented redundant stem seal system
CN205259993U (zh) 一种高压双级密封防喷井口盘根盒
CN105526376B (zh) 固定球阀动载密封型双阀座结构
US20230184050A1 (en) Bidirectional pressure-intensified seal
CN112253021A (zh) 一种尾管悬挂器及其防磨密封结构

Legal Events

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

Owner name: AKER SOLUTIONS AS, NO