NO344341B1 - Selvaktiviserende ringtetning og fremgangsmåte for å danne en ringtetning - Google Patents
Selvaktiviserende ringtetning og fremgangsmåte for å danne en ringtetning Download PDFInfo
- Publication number
- NO344341B1 NO344341B1 NO20100607A NO20100607A NO344341B1 NO 344341 B1 NO344341 B1 NO 344341B1 NO 20100607 A NO20100607 A NO 20100607A NO 20100607 A NO20100607 A NO 20100607A NO 344341 B1 NO344341 B1 NO 344341B1
- Authority
- NO
- Norway
- Prior art keywords
- base
- sealing
- annular
- protrusions
- seal
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 8
- 238000007789 sealing Methods 0.000 claims description 124
- 239000012530 fluid Substances 0.000 claims description 17
- 230000000694 effects Effects 0.000 claims description 5
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 2
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 239000013536 elastomeric material Substances 0.000 claims 2
- 230000006835 compression Effects 0.000 claims 1
- 238000007906 compression Methods 0.000 claims 1
- 230000005489 elastic deformation Effects 0.000 claims 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 69
- 239000000725 suspension Substances 0.000 description 20
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 6
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 4
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 4
- BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N Silver Chemical compound [Ag] BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000012141 concentrate Substances 0.000 description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 2
- 229910052709 silver Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000004332 silver Substances 0.000 description 2
- 239000002023 wood Substances 0.000 description 2
- 229910000990 Ni alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000005452 bending Methods 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 230000008602 contraction Effects 0.000 description 1
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 1
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 1
- 238000005553 drilling Methods 0.000 description 1
- 229910000701 elgiloys (Co-Cr-Ni Alloy) Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 1
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 1
- 238000011900 installation process Methods 0.000 description 1
- 239000000314 lubricant Substances 0.000 description 1
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 1
- 239000007769 metal material Substances 0.000 description 1
- 238000004181 pedogenesis Methods 0.000 description 1
- 238000007747 plating Methods 0.000 description 1
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 1
- 239000003566 sealing material Substances 0.000 description 1
- 239000007779 soft material Substances 0.000 description 1
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
- E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
- E21B33/00—Sealing or packing boreholes or wells
- E21B33/10—Sealing or packing boreholes or wells in the borehole
- E21B33/12—Packers; Plugs
- E21B33/1208—Packers; Plugs characterised by the construction of the sealing or packing means
- E21B33/1212—Packers; Plugs characterised by the construction of the sealing or packing means including a metal-to-metal seal element
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
- E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
- E21B33/00—Sealing or packing boreholes or wells
- E21B33/02—Surface sealing or packing
- E21B33/03—Well heads; Setting-up thereof
- E21B33/04—Casing heads; Suspending casings or tubings in well heads
- E21B33/043—Casing heads; Suspending casings or tubings in well heads specially adapted for underwater well heads
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
- E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
- E21B33/00—Sealing or packing boreholes or wells
- E21B33/10—Sealing or packing boreholes or wells in the borehole
- E21B33/12—Packers; Plugs
- E21B33/128—Packers; Plugs with a member expanded radially by axial pressure
- E21B33/1285—Packers; Plugs with a member expanded radially by axial pressure by fluid pressure
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
- E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
- E21B2200/00—Special features related to earth drilling for obtaining oil, gas or water
- E21B2200/01—Sealings characterised by their shape
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16J—PISTONS; CYLINDERS; SEALINGS
- F16J15/00—Sealings
- F16J15/02—Sealings between relatively-stationary surfaces
- F16J15/06—Sealings between relatively-stationary surfaces with solid packing compressed between sealing surfaces
- F16J15/08—Sealings between relatively-stationary surfaces with solid packing compressed between sealing surfaces with exclusively metal packing
- F16J15/0887—Sealings between relatively-stationary surfaces with solid packing compressed between sealing surfaces with exclusively metal packing the sealing effect being obtained by elastic deformation of the packing
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)
- Mechanical Sealing (AREA)
- Earth Drilling (AREA)
- Transition And Organic Metals Composition Catalysts For Addition Polymerization (AREA)
Description
BAKGRUNN
[0001] En brønn i stand til å produsere olje eller gass vil få et lederørshus (conductor housing) festet til en streng av lederør, der lederøret går en kort lengde inn i brønnen. Et brønnhodehus blir så landet i ledehuset og festet til en ytre eller første streng av fôringsrør. Den første fôringsrørstrengen går gjennom lederøret til et større dyp inn i brønnen. Avhengig av de spesifikke forholdene i de geologiske lagene over målsonen (typisk enten en olje- eller gassproduksjonssone eller en fluidinjeksjonssone) vil én eller flere ytterligere fôringsrørstrenger bli ført gjennom den ytre fôringsrørstrengen til økende dyp inntil brønnen er utfôret til sitt endelige dyp. De ytre fôringsrørstrengene er understøttet i den øvre enden av sine egne fôringsrøroppheng som er landet i og støttes av brønnhodehuset. Mellom hvert fôringsrøroppheng og brønnhodehuset blir en fôringsrøroppheng-tetningsenhet satt for å isolere hvert ringrom mellom fôringsrørstrenger. Den siste, og innerste, fôringsrørstrengen, produksjonsfôringsrøret, strekker seg inn i brønnen til det endelige dypet.
[0002] Etter at boring og installasjon av fôringsrørstrengene er ferdig, må brønnen kompletteres for produksjon av produksjonsfluidene. Produksjonsfluidene strømmer typisk fra jordformasjonen gjennom perforeringer dannet i produksjonsfôringsrøret i produksjonssonen. En streng av produksjonsrør er ført til produksjonssonen inne i produksjonsfôringsrøret og danner en trykkregulert kanal som brønnfluidene blir produsert gjennom. Et eller annet sted ovenfor produksjonssonen tetter en pakning av rommet mellom produksjonsfôringsrøret og produksjonsrøret for å sikre at brønnfluidene strømmer gjennom produksjonsrøret til overflaten. Produksjonsrøret støttes av en produksjonsrøropphengsenhet som lander og låser ovenfor produksjonsfôringsrøropphenget. En produksjonsrøroppheng-tetningsenhet er satt for å isolere ringrommet mellom produksjonsrøret og produksjonsfôringsrøret.
[0003] Ved brønnhodet er forskjellige anordninger av produksjonsstyringsventiler anordnet i en enhet generelt kjent som et tre montert på brønnhodehuset. Treet har én eller flere produksjonsboringer som inneholder aktiverte ventiler og går til respektive utløp for produksjonsfluid.
[0004] For eksempel kan et tre med anordningen av
produksjonsstyringsventiler forskjøvet fra produksjonsrøret, gjerne kalt horisontale trær, bli anvendt. Én type horisontalt tre er et Spool Tree vist og beskrevet i US-patentet 5,544,707. Et horisontalt tre blir også låst og forseglet på brønnhodehuset. I horisontale trær løser og forsegler imidlertid produksjonsrøropphenget i treets boring. Med produksjonsventilene forskjøvet fra produksjonsrøret kan produksjonsrøropphenget og produksjonsrøret fjernes fra treet uten at det er nødvendig å fjerne det horisontale treet fra brønnhodehuset.
[0005] Produksjonsrøropphengsenheten låser og tetter av i det horisontale treet en kan bore gjennom i stedet for i brønnhodehuset. Imidlertid vil ikke ringrommet der produksjonsrøroppheng-tetningsenheten befinner seg alltid holde seg konstant ettersom trykk og termisk ekspansjon samt eksterne krefter virker på elementene som avgrenser ringrommet. Videre kan asymmetrisk geometri i komponentene som danner boringen eller stammen forårsake asymmetriske nedbøyninger etter hvert som laster blir påført på komponentene.
Produksjonsrøroppheng-tetningsenheten bør være elastisk i radiell retning for å følge disse bevegelsene av tetningsflatene og opprettholde tilstrekkelige kontakttrykk med tetningsflatene for å opprettholde en forsegling under alle forhold.
[0006] Patentsøknad US 4529211 A beskriver en ringtetning beregnet til bruk i rørforbindelser.
OPPSUMMERING
[0007] Foreliggende oppfinnelse tilveiebringer en ringtetningsenhet for å danne en selvaktivisert forsegling mellom to ringflater som angitt i det selvstendige krav 1. Videre tilveiebringes en fremgangsmåte for å danne en ringtetning som angitt i det selvstendige krav 13. Ytterligere trekk ved oppfinnelsen er angitt i de uselvstendige krav.
KORT BESKRIVELSE AV TEGNINGENE
[0008] For en mer detaljert beskrivelse av utførelsesformene vil det nå bli henvist til de følgende vedlagte figurene:
[0009] Figur 1A er en tverrsnittskisse av et horisontalt tre med et produksjonsrøroppheng installert;
[0010] Figur 1B er en forstørret tverrsnittsskisse av det horisontale treet i figur 1A;
[0011] Figur 2A er en snittskisse av et eksempel på tetningsenhet;
[0012] Figur 2B er en snittskisse av en alternativ tetningsenhet;
[0013] Figur 2C er en snittskisse av en alternativ tetningsenhet;
[0014] Figur 2D er en snittskisse av en alternativ tetningsenhet;
[0015] Figur 2E er en snittskisse av en alternativ tetningsenhet;
[0016] Figur 3A er et utsnitt av en tetningsenhet anordnet mellom to rørstrukturer umiddelbart den før beveget til en satt tilstand; og
[0017] Figur 3B er et utsnitt av utførelsen av oppfinnelsen vist i figur 3A, med tetningsenheten i satt tilstand.
DETALJERT BESKRIVELSE AV UTFØRELSESFORMENE
[0018] I tegningene og beskrivelsen som følger er like deler merket med de samme referansenummer. Figurene er ikke nødvendigvis målrette. Enkelte særtrekk ved oppfinnelsen kan være vist i overdreven størrelse eller i en noe skjematisk form, og enkelte detaljer ved tradisjonelle elementer kan være utelatt for å bedre oversikten og spare plass. Foreliggende oppfinnelse er mottakelig for forskjellige utførelsesformer. Konkrete utførelsesformer er beskrevet i detalj og er vist i tegningene, men det er underforstått at redegjørelsen her er å anse som en eksemplifisering av oppfinnelsens prinsipper og ikke er ment å begrense oppfinnelsen til det som er illustrert og beskrevet her. En må være fullt klar over at de forskjellige særtrekkene i utførelsesformene omtalt nedenfor kan anvendes alene eller i en hvilken som helst passende kombinasjon for å produsere ønskede resultater. Bruken av hvilke som helst former av uttrykkene “forbinde”, “gripe inn i” “koble”, “feste” eller hvilke som helst andre uttrykk som beskriver en vekselvirkning mellom elementer er ikke ment for å begrense vekselvirkningen til direkte vekselvirkning mellom elementene, men kan også omfatte indirekte vekselvirkning mellom de beskrevne elementene. De forskjellige trekkene angitt over, så vel som andre trekk og egenskaper beskrevet nærmere nedenfor, vil tydeliggjøres for fagmannen ved lesning av den følgende detaljerte beskrivelsen av utførelsesformene, og gjennom henvisning til de vedlagte tegningene.
[0019] Figurene 1A-B, 2A og 3A-B illustrerer en utførelsesform av en tetningsenhet 10 anvendt i forbindelse med et horisontalt tre 14. Figurene 1A-B viser en tetningsenhet 10 anordnet i den gjennomgående boringen 12 i treet 14 som del av et produksjonsrøroppheng 16 som støtter produksjonsrøret. Den nedre terminalenden av treet 14 er koblet og forseglet til et brønnhodehus (ikke vist). Den øvre terminalenden av treet 14 er koblet og forseglet til en utblåsningssikring (BOP) (ikke vist). Treet 14 omfatter tversgående boringer som åpner inn i den gjennomgående boringen 12, omfattende et produksjonsutløp 18 i kontakt med en produksjonsboring 20 i produksjonsrøropphenget 16. Når den er i posisjon, låser en produksjonsrøroppheng-låseenhet 22 produksjonsrøropphenget 16 i posisjon inne i treet 14.
[0020] Som vist omfatter produksjonsrøropphenget 16 to tetningsenheter 10, én nedenfor produksjonsutløpet 18 og én ovenfor. Tetningsenhetene 10 er ringtetninger og isolerer således kontakten mellom produksjonsutløpet 18 og produksjonsboringen 20 fra ringrommet rundt produksjonsrøropphenget 16 både over og under tetningsenhetene 10. Som best kan sees i figur 2A omfatter tetningsenheten 10 en base 24 som har en hovedsakelig sylindrisk form.
Baseandelen 24 omfatter tetningsbånd 26 som er opphevet fra resten av baseoverflaten 28 for å gripe inn i og tette av mot en overflate med en presspasning. Utformingen av og materialet i baseandelen 24 er innrettet slik at baseandelen 24 kan lagre elastisk energi ved ekspansjon eller kontraksjon av tetningsenheten 10, som er forklart nærmere nedenfor. Tetningsbåndene 26 konsentrerer kontakttrykk inn i bånd for å konsentrere kontakttrykket for å bevirke til forseglingen mot produksjonsrøropphenget 16. Basen 24 støtter også eventuelle aksielle laster som blir påført på tetningsenheten 10 som følge av en trykkforskjell mellom den ene enden av tetningen og den andre. Fra basen 24 strekker det seg to utspringere 30, som begge står ut fra basen 24 og så dreier i motsatte retninger. Utspringerne 30 har et konisk tverrsnittsprofil slik at de kan lagre elastisk energi når endene av utspringerne 30 bøyes, som forklart nærmere nedenfor. Utspringerne 30 er også konstruert for å ha tilstrekkelig styrke til å motstå plastisk deformasjon når fluidtrykk blir påført på den ene enden eller begge endene av tetningsenheten 10. Følgelig danner kontakten mellom basen 24 og utspringerne 30 et elastisk og delvis plastisk “hengsel” for å ta opp relativ bevegelse mellom endene av utspringerne 30 og basen 24.
[0021] Tetningsenheten 10 kan være tilvirket av et hvilket som helst passende tetningsmateriale med elastisk oppførsel, så som metall. For eksempel kan tetningsenheten 10 være tilvirket av en nikkellegering 718. Videre kan tetningsenheten 10 være forsølvet. Forsølvingspletteringen tjener som smøremiddel for installasjonsprosesser beskrevet nedenfor og, siden sølv er et forholdsvis mykt materiale, er i stand til deformere og fylle ut overflateujevnheter i tetningsflatene.
[0022] Som vist kan tetningsenheten eventuelt også omfatte elastomere tetningselementer 32 for å tjene som reservetetninger for forseglingen dannet av tetningsbåndene 26. Som et eksempel kan de elastomere tetningselementene 32 være i form av O-ringer anordnet i spor på basen 24. Tetningsenheten 10 omfatter videre minst én trykkutluftingsport 34 som strekker seg gjennom basen 24 mellom utspringerne 30. Trykkutluftingsporten 34 muliggjør balansering av trykket over basen 24 under installasjon og setting av tetningsenheten 10.
[0023] Installasjons- og setteprosessen vil nå bli beskrevet. Som forklart tidligere blir produksjonsopphenget 16 senket inn i treet 14 når det er installert. Som vist i figurene 1A-B og 3A-B blir tetningsenhetene 10 installert på utsiden av produksjonsrøropphenget 16. For installasjon glis tetningsenhetene 10 opp på utsiden av produksjonsrøropphenget 16 før produksjonsrøret blir festet. Den innledende utvendige diameteren til produksjonsrøropphenget 16 er dimensjonert slik at det er en klaring mellom tetningsenheten 10 og opphenget 16. Imidlertid øker den utvendige diameteren til produksjonsrøropphenget 16 typisk gradvis over en gitt lengde i en konus før området hvor tetningsenhetene 10 til slutt skal ende opp. Som følge av den gradvise økningen i utvendig diameter griper tetningsenheten 10 inn i opphenget 16 og blir så ekspandert etter hvert som tetningsenheten 10 vandrer videre over opphenget 16. Når den er i den endelige installasjonsposisjonen, blir tetningsenheten 10 ekspandert tilstrekkelig til at tetningsbåndene 26 tetter av mot utsiden av opphenget 16 med en presspasning. Dersom de er med danner de alternative tetningselementene 32 også en forsegling mot utsiden av opphenget 16. For å holde tetningsenhetene på plass illustrerer figurene 3A og B stoppringer 36 på hver side av hver tetningsenhet 10 som holdes på plass ved hjelp av spenneringer 38. Stopperingene 36 tjener til å holde tetningsenhetene 10 på plass og til å ta opp i hvert fall noe av den aksielle lasten som påføres på tetningsenhetene 10 under setteprosessen. Noe av den aksielle lasten kan også bli tatt opp av friksjonen mellom basedelen 24 og produksjonsrøropphenget 16. Det må forstås at andre mekanismer for å holde tetningsenhetene kan anvendes så lenge aksiell bevegelse langs produksjonsrøropphenget 16 begrenses, så som løsningen vist i figurene 1A og B.
[0024] Nedoverrettet bevegelse av tetningsenheten 10 inne i treet 14 er vist i de to posisjonene i figurene 3A og B. I figur 3A beveger produksjonsrøropphenget 16 seg nedover inne i treet 14 med tetningsenheten 10 i en boring 42 med utvidet diameter, og nærmer seg en setteboring 40 med en konisk andel. I figur 3B har produksjonsrøropphenget 16 beveget seg så langt nedover at tetningsenheten 10 står i forseglende inngrep med boringen i treet 14 og således danner forseglende kontakt mot utsiden av produksjonsrøropphenget 16 og mot innsiden av treet 14. Som vist i figur 3B har produksjonsrøropphenget 16 blitt beveget nedover i forhold til treet 14 slik at tetningsenheten 10 er beveget inn i boringen 44 med redusert diameter, og dermed blir mekanisk satt av den koniske setteflaten 40. Mens tetningsenheten beveger seg fra posisjonen vist i figur 3A til posisjonen vist i figur 3B, blir utspringerne 30 komprimert etter hvert som de griper inn i den koniske setteboringen 40 og komprimeres ytterligere inntil de når den endelig satte posisjonen vist i figur 3B. Når de er satt, danner utspringerne 30 en forsegling mot boringen i treet 14 gjennom presspasningskontakt. Gjennom sin konstruksjon, selv om utspringerne bøyes, lagrer utspringerne 30 elastisk energi når endene av utspringerne 30 bøyes idet de griper inn i og forsegler mot den indre boringen i treet 14. Utspringerne 30 er også konstruert slik at de har tilstrekkelig styrke til å stå imot plastisk deformasjon når fluidtrykk blir påført på en av eller begge endene av tetningsenheten når produksjon av brønnfluider blir satt i gang. Som nevnt danner kontakten mellom basen 24 og de fleksible utspringerne 30 et elastisk og delvis plastisk “hengsel” for å ta opp relativ bevegelse mellom endene av utspringerne 30 og basen 24. Når de er satt på denne måten er tetningsenhetene “selvaktiviserende” ved at forseglingene er dannet basert på presspasningen til tetningsenheten 10 mellom produksjonsrøropphenget 16 og treet 14. Imidlertid realiseres ytterligere forseglingsevne som følge av utformingen av utspringerne 30 når fluidtrykk blir påført hver ende av tetningsenheten 10. Når fluidtrykk er påført, skaper fluidtrykket ytterligere kraft som øker forseglingsevnen til tetningsenheten 10. Et særtrekk ved tetningsenheten 10 er at tetningsenheten 10 er i stand til å skape en pålitelig forsegling mot fluidtrykk fra den ene av eller begge de aksielle retningene i boringen i treet 14.
[0025] Når den er satt, er tetningsenheten 10 i stand til å opprettholde forseglingen til tross for at ringrommet mellom treet 14 og produksjonsrøropphenget 16 ikke alltid holder seg konstant, for eksempel når trykk og termisk ekspansjon eller eksterne krefter virker på produksjonsrøropphenget 16 og treet 14. Videre kan eventuelle asymmetriske bøyninger forårsaket av den asymmetriske geometrien til treet 14 eller produksjonsrøropphenget 16 tas opp fordi tetningsenheten 10 er elastisk i radiell retning. På den måten kan tetningsenheten 10 opprettholde tilstrekkelig kontakttrykk mot tetningsflatene på treet 14 og produksjonsrøropphenget 16 for å opprettholde en forsegling under dynamiske forhold.
[0026] Videre, selv om det er beskrevet slik at basen 24 forsegler mot produksjonsrøropphenget 16 og utspringerne 30 mot treet 14, kan tetningsenheten også bli reversert slik at tetningsenheten 10 blir installert på produksjonsrøropphenget 16 og utspringerne 30 danner en forsegling mot opphenget 16 og basen 24 settes for å danne en forsegling mot treet 14.
[0027] Det må også forstås at selv om tetningsenheten 10 er beskrevet i forbindelse med setting av et produksjonsrøroppheng i en boring i et tre, tetningsenheten 10 er nyttig også i andre anvendelser, omfattende anvendelser utenfor olje- og gassbransjen. Tetningsenheten 10 kan således være nyttig i ethvert scenario der det er nødvendig med en forsegling mellom to overflater [0028] En annen utførelsesform 110 av tetningsenheten er vist i figur 2B. Som en kan se er tetningsenheten 110 tilsvarende tetningsenheten 10, men i stedet for én enkelt enhet omfatter tetningsenheten 110 stablede, enkeltrettede tetningsenheter der to tetningslegemer 25 med enkeltstående utspringer 30 er stablet slik at basen 24 faktisk er i to deler og utspringerne er anordnet i motsatte radielle retninger. Videre kan tetningsenheten 110 kun omfatte en enkeltrettet tetning der en base 24 med bare én enkelt utspringer 30 blir anvendt.
[0029] En annen utførelsesform 210 av tetningsenheten er vist i figur 2C. Som en kan se er tetningsenheten 210 tilsvarende tetningsenheten 10, men omfatter i tillegg ringfjærer 250 mellom basen 24 og hver utspringer 30. Fjærene danner en ytterligere kilde for elastisk energi for tetningsenheten 110. Fjærene er med på å motvirke ekspansjon av baseandelen 24 under installasjon og bidrar således til å presse tetningsbåndene 26 inn i forseglende kontakt med produksjonsrøropphenget 16. Fjærene bidrar også til å presse utspringerne 30 inn i inngrepskontakt mot innsiden av treet 14 under setting av tetningsenheten 210. Radiell last kan således bli overført gjennom fjærene 250 for å øke tetningskontakttrykket enten ved tetningsbåndene 26 eller utspringerne 30.
Fjærene kan være av et hvilket som helst passende korrosjonsbestandig materiale med høy styrke, så som ELGILOY<®>, som har et så høyt elastisk område som mulig, eller også av et ikke-metallisk materiale. Ringfjærene 250 kan være skruefjærer, spiralfjærer, bladfjærer eller ha en hvilken som helst annen passende utforming. Selv om det ikke er vist kan fjærene 250 også bli anvendt i tetningsenheten 110 vist i figur 2B.
[0030] En annen utførelsesform 310 av tetningsenheten er vist i figur 2D. Som en kan se er tetningsenheten 310 tilsvarende tetningsenheten 10, men omfatter en utvendig sekundær tetning 360 i tillegg til de elastomere tetningselementene 32. Den utvendige sekundære tetningen 360 tjener som en reservetetning mellom tetningsenheten 310 og innsiden av treet 14 når tetningsenheten 310 er satt. Med den utvendige sekundære tetningen 360, omfatter imidlertid tetningsenheten 310 ikke lenger en trykkutluftingsport 34. I tillegg trenger tetningsenheten 310 eventuelt ikke omfatte fjærene 250 som vist i figur 2C.
[0031] En annen utførelsesform 410 av tetningsenheten er vist i figur 2E.
Tetningsenheten 410 er tilsvarende tetningsenheten 10, men omfatter utvendige sekundære tetninger 470 i tillegg til de elastomere tetningselementene 32. De utvendige sekundære tetningene 470 tjener som reservetetninger mellom tetningsenheten 410 og innsiden av treet 14 når tetningsenheten 410 er satt.
Ettersom de utvendige sekundære tetningene 470 er anordnet på utspringerne 30, kan imidlertid tetningsenheten 410 fortsatt omfatte trykkutluftingsporten 34. I tillegg, selv om det ikke er vist, kan tetningsenheten 410 omfatte fjærene 250 som vist i figur 2C.
Claims (15)
1. Ringtetningsenhet (10) for å danne en selvaktivisert forsegling mellom to ringflater, k a r a k t e r i s e r t v e d at tetningsenheten omfatter:
en ringformet base (24) omfattende tetningsbånd (26), hvori tetningsbåndene (26) er radielt hevet med hensyn til den ringformede basen (24), og inkluderer tilnærmet sylindriske tetningsflater, slik at, før deformering er tverrsnittene av tetningsflatene i hovedsak flate, og hvori den ringformede basen (24) er elastisk deformerbar på grunn av inngrepskontakt med én av ringflatene for å bevirke en tetning mot ringflaten over tetningsbåndene; og
et par av spredt plasserte, tilnærmet sylindriske utspringere (30), der hver utspringer (30) forbundet til den ringformede basen (24) bare nær et aksialt midtparti av den ringformede basen (24), hver utspringer (30) strekker seg radielt ut fra forbindelsen med den ringformede basen (24) motsatt for tetningsbåndene (26), og hver utspringer (30) strekker seg ut i motsatte aksiale retninger vekk fra hverandre, og ikke direkte forbundet til hverandre, utspringerne (30) omfatter tetningsflater; utspringerne (30) er elastisk bøybare mot den ringformede basen (24) på grunn av inngrepskontakt med den andre ringflaten for å bevirke en tetning mot den andre ringflaten over en rekke nedbøyinger;
utspringerne (30) er anordnet til å danne et rom mellom den ringformede basen (24) og hver utspringer (30) slik at fluidtrykk inne i rommet er i stand til ytterligere å bevirke tetningene; og
den ringformede basen (24) og utspringerne (30) omfatter et ikkeelastomert materiale.
2. Tetningsenhet ifølge krav 1, der tetningsbåndene (26) på basen omfatter sekundære base-tetninger (32).
3. Tetningsenhet ifølge krav 1, videre omfattende ringformede spiralfjærer (250) beliggende mellom den ringformede basen (24) og hver av utspringerne (30) og anordnet for å tilveiebringe radiell motstandskraft mot komprimering av utspringerne (30) mot den ringformede basen (24).
4. Tetningsenhet ifølge krav 1, der den ringformede basen (24) og utspringerne (30) danner ett enkelt legeme.
5. Tetningsenhet ifølge krav 1, der den ringformede basen (24) og utspringerne (30) er dannet i flere enn ett legeme.
6. Tetningsenhet ifølge krav 1, der den ringformede basen (24) og utspringerne (30) er av metall.
7. Tetningsenhet ifølge krav 1, videre omfattende en sekundær utspringertetning (360, 470).
8. Tetningsenhet ifølge krav 7, der den sekundære utspringer-tetningen (360, 470) er anordnet mellom utspringerne (30).
9. Tetningsenhet ifølge krav 7, som videre innbefatter mer enn én sekundær utspringer-tetning (360,470), der den sekundære utspringer-tetningen omfatter en tetning på hver tetningsflate av utspringerne (30).
10. Tetningsenhet ifølge krav 1, der utspringerne (30) er elastisk deformerbare i forhold til den ringformede basen (24) for å ta opp relativ bevegelse mellom ender av utspringerne (30) og den ringformede basen (24) og opprettholde en tetning mellom ringflater under dynamiske forhold.
11. Tetningsenhet ifølge krav 1, der basen (24) er hovedsakelig sylinderisk.
12. Tetningsenhet ifølge krav 1, som videre omfatter en port (34) som strekker seg gjennom basen (24) mellom utspringerne (30) for å tillate balansering av fluidtrykket over basen (24).
13. Fremgangsmåte for å danne en ringtetning mellom første og andre ringflater, k a r a k t e r i s e r t v e d at fremgangsmåten omfatter det å:
danne en tetning mellom den første ringflaten og tilnærmede sylindriske tetningsflater av en base (24) av en ringtetningsenhet (10) ved elastisk deformering av ringtetningsenheten (10) rundt den første ringflaten med en presspasning, hvori et tverrsnitt av de tilnærmet sylindriske tetningsflatene er hovedsakelig flatt før deformering og de tilnærmet sylindriske tetningsflatene hver omfatter et tetningsbånd (26) som er radielt hevet med hensyn til basen (24), og danne en tetning mellom ringtetningsenheten (10) og den andre ringflaten ved en presspasning ved radiell elastisk deformering av to utspringere (30) på grunn av nedbøyning fra den andre ringflaten, hver utspringer (30) forbundet til den ringformede basen (24) bare nær et midtparti av den ringformede basen (24), hver utspringer (30) strekker seg radielt ut fra forbindelsespunktet med basen (24) i ringtetningsenheten (10) motsatt for de hevede tetningsbåndene (26), og hver utspringer (30) strekker seg ut i motsatte aksiale retninger vekk fra hverandre, og ikke direkte forbundet til hverandre, utspringerne (30) er anordnet til å danne et rom mellom basen (24) og hver utspringer (30) slik at fluidtrykk inne i rommene er i stand til ytterligere å bevirke tetningene;
den ringformede basen (24) og utspringerne (30) omfatter et ikkeelastomert materiale.
14. Fremgangsmåte ifølge krav 13, hvori basen (24) er hovedsakelig sylindrisk.
15. Fremgangsmåte ifølge krav 13, hvori basen (24) er anordnet slik at fluid er i stand til å passere gjennom basen.
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US98550207P | 2007-11-05 | 2007-11-05 | |
PCT/US2008/082410 WO2009061768A2 (en) | 2007-11-05 | 2008-11-05 | Self-energizing annular seal |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
NO20100607L NO20100607L (no) | 2010-05-27 |
NO344341B1 true NO344341B1 (no) | 2019-11-04 |
Family
ID=40626415
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
NO20100607A NO344341B1 (no) | 2007-11-05 | 2010-04-27 | Selvaktiviserende ringtetning og fremgangsmåte for å danne en ringtetning |
Country Status (8)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US9376882B2 (no) |
CN (2) | CN101858203B (no) |
BR (2) | BRPI0820569A2 (no) |
GB (2) | GB2468254B (no) |
MX (2) | MX2010004748A (no) |
NO (1) | NO344341B1 (no) |
RU (1) | RU2436931C1 (no) |
WO (1) | WO2009061768A2 (no) |
Families Citing this family (16)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US8720586B2 (en) * | 2011-06-30 | 2014-05-13 | Vetco Gray Inc. | Hybrid seal |
US20130087977A1 (en) * | 2011-10-05 | 2013-04-11 | Gary L. Galle | Damage tolerant casing hanger seal |
US9057238B2 (en) * | 2012-05-18 | 2015-06-16 | Vetco Gray U.K. Limited | Tree cap wedge seal system and method to operate the same |
US9568103B2 (en) * | 2013-04-29 | 2017-02-14 | Baker Hughes Incorporated | Expandable high pressure and high temperature seal |
WO2015108512A1 (en) | 2014-01-15 | 2015-07-23 | Halliburton Energy Services, Inc. | Well diverter assembly with substantially pressure balanced annular seal device |
US9739108B2 (en) * | 2014-09-02 | 2017-08-22 | Onesubsea Ip Uk Limited | Seal delivery system |
US11428321B2 (en) | 2015-05-01 | 2022-08-30 | Saint-Gobain Performance Plastics Corporation | Seals |
GB2554401B (en) | 2016-09-26 | 2019-01-23 | Dyson Technology Ltd | Cleaning appliance |
NO344391B1 (en) * | 2017-04-12 | 2019-11-25 | Aker Solutions As | A wellhead arrangement and installation method |
US11795774B2 (en) | 2017-05-01 | 2023-10-24 | Fmc Technologies, Inc. | Sealing profile protector |
WO2019165030A1 (en) * | 2018-02-21 | 2019-08-29 | Vetco Gray, LLC | Ported u-cup annular wellhead hanger seal |
US10808845B2 (en) * | 2018-04-06 | 2020-10-20 | Thermal Engineering International (Usa) Inc. | Bi-directional self-energizing gaskets |
GB2587527B (en) * | 2018-04-06 | 2022-06-01 | Vetco Gray Inc | Metal-to-metal annulus wellhead style seal with pressure energized from above and below |
CN115142809B (zh) * | 2021-03-31 | 2024-06-11 | 派格水下技术(广州)有限公司 | 用于钻井基盘的多井互连低压井口系统 |
US11377934B1 (en) * | 2021-04-08 | 2022-07-05 | Halliburton Energy Services, Inc. | Downhole tool with compliant metal-to-metal seal |
WO2023131683A1 (en) * | 2022-01-07 | 2023-07-13 | Welltec Oilfield Solutions Ag | Downhole expandable metal tubular |
Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4529211A (en) * | 1982-03-29 | 1985-07-16 | William Rodgers | Pipe joint and seal |
Family Cites Families (40)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US2754136A (en) * | 1955-07-12 | 1956-07-10 | Gray Tool Co | Pressure actuated seal between concentric pipes |
US2841429A (en) * | 1955-10-04 | 1958-07-01 | Parker Hannifin Corp | Sealing ring and joint |
US3378269A (en) * | 1965-01-27 | 1968-04-16 | Armco Steel Corp | Metal-to-metal seal devices |
US4131287A (en) * | 1977-07-11 | 1978-12-26 | Exxon Production Research Company | Annular seal |
US4178020A (en) * | 1977-12-15 | 1979-12-11 | Big-Inch Marine Systems, Inc. | Locking slip joint and method of use |
GB2163497B (en) * | 1984-08-22 | 1987-09-16 | Terence Peter Nicholson | Ring seals |
US4592558A (en) * | 1984-10-17 | 1986-06-03 | Hydril Company | Spring ring and hat ring seal |
ATE52591T1 (de) * | 1985-02-07 | 1990-05-15 | Grazioli Angel Jean Marie Jose | Zweirichtungsdichtung. |
US4787642A (en) * | 1987-04-27 | 1988-11-29 | Seaboard Wellhead, Inc. | X-shaped high pressure sealing structure |
FR2636402B1 (fr) * | 1988-09-09 | 1991-02-22 | Levivier Yves | Raccord pour tubes lisses |
US5076594A (en) * | 1988-11-10 | 1991-12-31 | Baugh Hollis A | Sealing connection between tubular members |
US5038865A (en) * | 1989-12-29 | 1991-08-13 | Cooper Industries, Inc. | Method of and apparatus for protecting downhole equipment |
US5044672A (en) * | 1990-03-22 | 1991-09-03 | Fmc Corporation | Metal-to-metal sealing pipe swivel joint |
US5156220A (en) * | 1990-08-27 | 1992-10-20 | Baker Hughes Incorporated | Well tool with sealing means |
US5129660A (en) * | 1991-02-25 | 1992-07-14 | Cooper Industries, Inc. | Seal assembly for a well housing hanger structure |
US5201835A (en) * | 1991-12-19 | 1993-04-13 | Abb Vetco Gray Inc. | Wellhead seal with protective rib |
US5246236A (en) * | 1992-01-21 | 1993-09-21 | Halliburton Company | Seal for long-time exposures in oil and gas well tools |
EP0572732B1 (en) * | 1992-06-01 | 1998-08-12 | Cooper Cameron Corporation | Wellhead |
US5997003A (en) * | 1993-04-26 | 1999-12-07 | Cooper Cameron Corporation | Annular sealing assembly and methods of sealing |
US5577472A (en) * | 1995-06-07 | 1996-11-26 | Cummins Engine Company, Inc. | Spring-energized cylinder head combustion seal assembly |
US5890535A (en) * | 1997-07-23 | 1999-04-06 | Abb Vetco Gray Inc. | Diverter flow line seal |
EG22483A (en) * | 1999-11-24 | 2003-02-26 | Shell Int Research | Sealing of openings through the wall of a well tubular |
US6510895B1 (en) * | 2000-11-06 | 2003-01-28 | Fmc Technologies | Energized sealing cartridge for annulus sealing between tubular well components |
GB2370296B (en) * | 2000-12-20 | 2002-11-06 | Fmc Corp | Wellhead system comprising a sliding sleeve seal |
US6561521B2 (en) * | 2001-03-27 | 2003-05-13 | Fmc Technologies, Inc. | Metal-to-metal seal with soft metal insert |
CN1407260A (zh) * | 2001-08-31 | 2003-04-02 | 拉尔夫·P·赫格勒 | 连接波纹管窝口与具有光滑内壁的管插座的密封圈 |
US6772844B2 (en) * | 2001-10-30 | 2004-08-10 | Smith International, Inc. | High pressure sealing apparatus and method |
CN2528924Y (zh) * | 2001-12-19 | 2003-01-01 | 饶文艺 | 电潜泵采油井井口装置 |
US20030209862A1 (en) * | 2002-05-10 | 2003-11-13 | Cooper Cameron Corporation | Metal end cap seal with annular protrusions |
US6843480B2 (en) * | 2002-08-07 | 2005-01-18 | Baker Hughes Incorporated | Seal ring for well completion tools |
US6962373B2 (en) * | 2002-12-06 | 2005-11-08 | Plastic Trends, Inc. | Pipe fitting with composite gasket assembly |
DE102006055298A1 (de) * | 2006-11-23 | 2008-06-05 | Elringklinger Ag | Dichtungsanordnung |
US7559366B2 (en) * | 2006-12-07 | 2009-07-14 | Vetco Gray Inc. | Flex-lock metal seal system for wellhead members |
WO2008088553A2 (en) * | 2007-01-17 | 2008-07-24 | Welldynamics, Inc. | Metal to metal seal for downhole tools |
US20080203672A1 (en) * | 2007-02-28 | 2008-08-28 | National Coupling Company, Inc. | Pressure-energized shaft seal |
US7614447B2 (en) * | 2007-04-26 | 2009-11-10 | Vetco Gray Inc. | System, method, and apparatus for energizable metal seals in well heads |
PL2238380T3 (pl) * | 2008-02-04 | 2016-12-30 | Aktywowane kompozytowe uszczelnienie typu metal-metal | |
US8146670B2 (en) * | 2008-11-25 | 2012-04-03 | Vetco Gray Inc. | Bi-directional annulus seal |
US8393400B2 (en) * | 2009-11-25 | 2013-03-12 | Vetco Gray Inc. | Metal-to-metal seal with wiper element and wellhead system incorporating same |
US8622142B2 (en) * | 2010-01-27 | 2014-01-07 | Vetco Gray Inc. | Sealing wellhead members with bi-metallic annular seal |
-
2008
- 2008-11-05 BR BRPI0820569-8A patent/BRPI0820569A2/pt not_active Application Discontinuation
- 2008-11-05 CN CN201010189774.5A patent/CN101858203B/zh not_active Expired - Fee Related
- 2008-11-05 MX MX2010004748A patent/MX2010004748A/es active IP Right Grant
- 2008-11-05 MX MX2010004747A patent/MX2010004747A/es active IP Right Grant
- 2008-11-05 GB GB1010632A patent/GB2468254B/en active Active
- 2008-11-05 WO PCT/US2008/082410 patent/WO2009061768A2/en active Application Filing
- 2008-11-05 US US12/682,006 patent/US9376882B2/en active Active
- 2008-11-05 RU RU2010123047/03A patent/RU2436931C1/ru not_active IP Right Cessation
- 2008-11-05 GB GB1009167A patent/GB2468075B/en active Active
- 2008-11-05 CN CN200880114846.0A patent/CN101849081B/zh not_active Expired - Fee Related
- 2008-11-05 BR BRPI0823404-3A2A patent/BRPI0823404A2/pt not_active Application Discontinuation
-
2010
- 2010-04-27 NO NO20100607A patent/NO344341B1/no unknown
Patent Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4529211A (en) * | 1982-03-29 | 1985-07-16 | William Rodgers | Pipe joint and seal |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN101858203A (zh) | 2010-10-13 |
NO20100607L (no) | 2010-05-27 |
GB201009167D0 (en) | 2010-07-14 |
US9376882B2 (en) | 2016-06-28 |
GB2468254A (en) | 2010-09-01 |
MX2010004748A (es) | 2010-07-06 |
GB2468075B (en) | 2011-03-23 |
RU2436931C1 (ru) | 2011-12-20 |
WO2009061768A4 (en) | 2009-10-08 |
GB201010632D0 (en) | 2010-08-11 |
GB2468254B (en) | 2011-03-23 |
MX2010004747A (es) | 2010-07-06 |
WO2009061768A2 (en) | 2009-05-14 |
WO2009061768A3 (en) | 2009-08-13 |
CN101849081B (zh) | 2014-06-18 |
CN101849081A (zh) | 2010-09-29 |
CN101858203B (zh) | 2014-04-09 |
GB2468075A (en) | 2010-08-25 |
BRPI0823404A2 (pt) | 2013-07-30 |
US20100206575A1 (en) | 2010-08-19 |
BRPI0820569A2 (pt) | 2012-12-18 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
NO344341B1 (no) | Selvaktiviserende ringtetning og fremgangsmåte for å danne en ringtetning | |
AU606428B2 (en) | Subsea casing hanger packoff assembly | |
NO344329B1 (no) | Metall-til-metalltetning for glatt boring | |
NO340797B1 (no) | Tetningsmontasje for brønnhode og en brønnhodemontasje med slik tetning | |
CN103225486B (zh) | 双金属密封系统 | |
NO20121403A1 (no) | Laseenhet for fôringsrorshenger med konisk ring for laseenheten | |
US5224715A (en) | Supported-lip low interference metal stab seal | |
US20110048740A1 (en) | Securing a composite bridge plug | |
NO20201113A1 (en) | Wellhead seal energized by fluid pressure | |
NO338445B1 (no) | Forlengbart forlengelsesrørsoppheng | |
NO310156B1 (no) | Undervanns brönnhode og produksjonsrörhenger til bruk i et slikt brönnhode | |
NO20110926A1 (no) | Flatetetning av veketypen og bronnhodesystem som innbefatter den samme | |
EP2522806A2 (en) | Pressure energized interference fit seal | |
NO20141503A1 (no) | Belgventil og injeksjonsventil | |
US20090188678A1 (en) | Float collar and method | |
NO20111010A1 (no) | Profil for fôringsrorshenger for flere tettende landingsposisjoner. | |
WO2016126242A1 (en) | Metal-to-metal sealing arrangement for telescoping casing joint | |
US10947804B2 (en) | Metal-to-metal annulus wellhead style seal with pressure energized from above and below | |
NO20111067A1 (no) | Full diameter kompresjontetningsfremgangsmate | |
RU153332U1 (ru) | Уплотнительный узел пакера | |
CA2325105A1 (en) | Downhole packoff assembly | |
US9051809B2 (en) | Casing relief valve | |
US9200498B2 (en) | Flow control hanger and polished bore receptacle | |
EP2992174B1 (en) | A packer and associated methods, seal ring and fixing ring | |
AU2015394337A1 (en) | Ball and seat valve for high temperature and pressure applications |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
CHAD | Change of the owner's name or address (par. 44 patent law, par. patentforskriften) |
Owner name: ONESUBSEA IP UK LTD, GB |