NO346310B1 - Tetningssammenstilling for en nedihullsanordning - Google Patents
Tetningssammenstilling for en nedihullsanordningInfo
- Publication number
- NO346310B1 NO346310B1 NO20141471A NO20141471A NO346310B1 NO 346310 B1 NO346310 B1 NO 346310B1 NO 20141471 A NO20141471 A NO 20141471A NO 20141471 A NO20141471 A NO 20141471A NO 346310 B1 NO346310 B1 NO 346310B1
- Authority
- NO
- Norway
- Prior art keywords
- sealing
- component
- sleeve
- sealing component
- lip
- Prior art date
Links
- 238000007789 sealing Methods 0.000 title claims description 140
- 238000003780 insertion Methods 0.000 claims description 16
- 230000037431 insertion Effects 0.000 claims description 16
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 11
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 6
- CWYNVVGOOAEACU-UHFFFAOYSA-N Fe2+ Chemical compound [Fe+2] CWYNVVGOOAEACU-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 229910001092 metal group alloy Inorganic materials 0.000 claims 1
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 6
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 4
- 230000014509 gene expression Effects 0.000 description 4
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 4
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 4
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 3
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 3
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 3
- 229910000975 Carbon steel Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010962 carbon steel Substances 0.000 description 2
- 229910001026 inconel Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 2
- 229910000623 nickel–chromium alloy Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000008569 process Effects 0.000 description 2
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 description 2
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 1
- 230000000712 assembly Effects 0.000 description 1
- 238000000429 assembly Methods 0.000 description 1
- 238000002788 crimping Methods 0.000 description 1
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 description 1
- 238000005553 drilling Methods 0.000 description 1
- 238000011900 installation process Methods 0.000 description 1
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 1
- 230000002028 premature Effects 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 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
-
- 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
- E21B33/047—Casing heads; Suspending casings or tubings in well heads for plural tubing strings
-
- 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
- E21B43/00—Methods or apparatus for obtaining oil, gas, water, soluble or meltable materials or a slurry of minerals from wells
- E21B43/12—Methods or apparatus for controlling the flow of the obtained fluid to or in wells
- E21B43/121—Lifting well fluids
- E21B43/128—Adaptation of pump systems with down-hole electric drives
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
- F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
- F04D13/00—Pumping installations or systems
- F04D13/02—Units comprising pumps and their driving means
- F04D13/06—Units comprising pumps and their driving means the pump being electrically driven
- F04D13/0693—Details or arrangements of the wiring
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
- F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
- F04D13/00—Pumping installations or systems
- F04D13/02—Units comprising pumps and their driving means
- F04D13/06—Units comprising pumps and their driving means the pump being electrically driven
- F04D13/08—Units comprising pumps and their driving means the pump being electrically driven for submerged use
- F04D13/10—Units comprising pumps and their driving means the pump being electrically driven for submerged use adapted for use in mining bore holes
-
- 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
-
- 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
- F16L—PIPES; JOINTS OR FITTINGS FOR PIPES; SUPPORTS FOR PIPES, CABLES OR PROTECTIVE TUBING; MEANS FOR THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16L15/00—Screw-threaded joints; Forms of screw-threads for such joints
- F16L15/001—Screw-threaded joints; Forms of screw-threads for such joints with conical threads
- F16L15/004—Screw-threaded joints; Forms of screw-threads for such joints with conical threads with axial sealings having at least one plastically deformable sealing surface
-
- 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
- F16L—PIPES; JOINTS OR FITTINGS FOR PIPES; SUPPORTS FOR PIPES, CABLES OR PROTECTIVE TUBING; MEANS FOR THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16L15/00—Screw-threaded joints; Forms of screw-threads for such joints
- F16L15/006—Screw-threaded joints; Forms of screw-threads for such joints with straight threads
- F16L15/009—Screw-threaded joints; Forms of screw-threads for such joints with straight threads with axial sealings having at least one plastically deformable sealing surface
-
- 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
- F16L—PIPES; JOINTS OR FITTINGS FOR PIPES; SUPPORTS FOR PIPES, CABLES OR PROTECTIVE TUBING; MEANS FOR THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16L15/00—Screw-threaded joints; Forms of screw-threads for such joints
- F16L15/04—Screw-threaded joints; Forms of screw-threads for such joints with additional sealings
-
- 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
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mining & Mineral Resources (AREA)
- Geology (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Fluid Mechanics (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Geochemistry & Mineralogy (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Gasket Seals (AREA)
- Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)
- Cable Accessories (AREA)
- Electrical Discharge Machining, Electrochemical Machining, And Combined Machining (AREA)
Description
TETNINGSSAMMENSTILLING FOR EN NEDIHULLSANORDNING
Den foreliggende oppfinnelse angår en tetningssammenstilling for en nedihullsanordning. Oppfinnelsen er især, men ikke utelukkende, egnet for tetning av en hylse og hylsesenger av en elektrisk nedsenkbar pumpe [ESP],
I nedihullsprosesser slik som brønnboring og komplettering, settes et antall komponenter sammen for å tildanne en nedihullsanordning eller -redskap. Disse enkeltkomponenter må typisk tettes mot hverandre slik at produksjonsfluidene følger den korrekte strømningsvei enten inne i og/eller utenfor anordningen. Slike tetninger tildannes vanligvis under anvendelse av fleksible O-ringer eller pakninger som er tildannet av gummi- eller plastmaterialer. I disse nedihullsomgivelser kan imidlertid de ekstreme trykk og temperaturer som oppleves, føre til akselerert slitasje og for tidlig svikt av slike tetninger.
I tillegg anvender eksisterende tetningsprosesser typisk rotasjonsinnsetting, der én eller flere av en tetningssammenstillings tetningskomponenter roteres i posisjon. Denne teknikken er ikke egnet for anvendelse når en ESP eller lignende redskap henger fra tetningssammenstillingen. Den er heller ikke egnet for anvendelse med tetningskomponenter som har flerfoldige boringer som går gjennom dem, på grunn av behovet for å sikre samsvarende innjustering av boringene i hver komponent av tetningssammenstillingen. US4009893A og US3437149A kan være nyttig for forståelsen av oppfinnelsen og dens forhold til teknikkens stilling.
Det er derfor et mål ved den foreliggende oppfinnelse å fjerne eller minske én eller begge disse ulemper med eksisterende tetningssammenstillinger i nedihullsanordninger. Dette mål kan oppnås ved de trekk som er definert av de selvstendige kravene. Ytterligere forbedringer er karakterisert av de avhengige kravene.
Ifølge et første aspekt tilveiebringes det en tetningssammenstilling for en nedihullsanordning, idet tetningssammenstillingen omfatter:
en første tetningskomponent som har en lengdeakse og en fordypning som har en første tetningsflate;
en andre tetningskomponent som er tilpasset til å mottas inne i den første tetningskomponent og som har et aksialt fremspringende leppeelement som har en andre tetningsflate;
hvor den andre tetningsflate, når den andre tetningskomponent settes aksialt inn i den første tetningskomponent, ligger ved en første vinkel i forhold til en lengdeakse, og den første tetningsflate er tilpasset til å trykke leppeelementet i en radial retning under innsettingen, slik at den andre tetningsflate beveger seg til en andre vinkel i forhold til lengdeaksen.
Den første vinkel kan være i det vesentlige null, hvor den andre tetningsflate er i det vesentlige parallell med lengdeaksen.
Den første tetningsflate kan ligge ved den andre vinkel i forhold til lengdeaksen, slik at den andre tetningsflate er på linje med den første tetningsflate etter innsettingen av den andre tetningskomponent i den første tetningskomponent.
Den første tetningsflate kan være tilpasset til å trykke leppeelementet i en innoverrettet radial retning. Alternativt kan den første tetningsflate være tilpasset til å trykke leppeelementet i en innoverrettet radial retning.
Sammenstillingen kan videre omfatte et drivelement som har en drivende som er tilpasset til å drive den andre tetningskomponent aksialt inn i den første tetningskomponent. Den første tetningskomponent har en første ende som er tilpasset til å motta den andre tetningskomponent, og den første ende og drivende kan ha gjensidig inngripende gjengede deler, hvor rotasjon av drivelementet i forhold til den første tetningskomponent fører til aksial bevegelse av drivelementet og andre tetningskomponent inn i den første tetningskomponent. Drivelementet kan rotere i forhold til den andre tetningskomponent under den aksiale bevegelse.
Leppeelementet kan være ringformet. Leppeelementet kan være tildannet av et underskår eller en fordypning radialt tilgrensende leppeelementet. Underskåret kan være radialt innad eller utad i forhold til leppeelementet. Leppeelementet kan tildanne et utliggerfeste med den andre tetningskomponent. Fordypningen eller underskåret kan være tilveiebrakt i en ytterflate av den andre tetningskomponent, radialt plassert side om side mellom den andre tetningskomponents legeme og leppeelementet, idet det tilveiebringes fritt radialt rom til at leppeelementet kan bøyes radialt innad inn i fordypningen under innsetting av den andre tetningskomponent i den første.
Leppeelementet kan ha en ytterflate som innbefatter en stoppflate som springer frem radialt utad derfra, og fordypningen kan ha en første støtteflate som springer frem radialt innad derfra for å gå i inngrep med stoppflaten.
Leppeelementet kan ha en fri ende som har en endeflate som, når den andre komponent er satt inn i den første komponent, ligger ved en skjev vinkel i forhold til lengdeaksen, og fordypningen kan ha en andre støtteflate som springer frem radialt innad derfra for å gå i inngrep med endeflaten.
Valgfritt har den første tetningskomponent et konisk nett mellom de første og andre støtteflater, anordnet ved en skjev vinkel i forhold til sammenstillingens akse, hvilket driver leppeelementet i en radial retning idet den første og den andre komponent beveges aksialt sammen.
Den radiale bevegelse av leppeelementets fri ende som drives av den aksiale bevegelse av i det minste én av de første og andre komponenter mot den annen, endrer vinkelen på leppeelementets fri ende, og typisk beveger endeflaten ved spissen av leppeelementets fri ende seg fra et ikke-parallelt arrangement i forhold til den andre støtteflate og inn i et parallelt arrangement i forhold til den andre støtteflate. Typisk er den fri endeflate ikke-parallell med den andre støtteflate når den andre tetningsflate er anordnet i den første vinkel, og valgfritt når den andre tetningsflate settes inn i den første tetningskomponent, når den andre tetningsflate er i den første vinkel. Typisk er endeflaten og andre støtteflater parallelle når i kontakt, etter at leppeelementet har gått i inngrep med det koniske nett, og har blitt drevet radialt [innad eller utad]. Således endres vinkelen mellom endeflaten og den andre støtteflate under innsetting. Den andre støtteflate kan ha en skråkant ved den ende av den andre støtteflate som ligger nærmest lengdeaksen.
De første og andre tetningskomponenter kan være tildannet av et ikke-jernholdig metall. Metallet kan være stål. Stålet kan være rustfritt stål eller karbonstål. Alternativt kan de første og andre tetningskomponenter være tildannet av en legering. Legeringen kan være en nikkel-krom-legering. Ett bestemt eksempel kan omfatte Inconel.
Den første tetningskomponent kan være en hylse for en elektrisk nedsenkbar pumpe, og den andre tetningskomponent kan være en hylsehenger.
Ifølge et andre aspekt tilveiebringes det en elektrisk nedsenkbar pumpe, som omfatter:
en hylse som har en lengdeakse og en fordypning som har en første tetningsflate; en hylsehenger som er tilpasset til å mottas inne i hylsen og som har et aksialt fremspringende leppeelement som har en andre tetningsflate;
hvor den andre tetningsflate, når hengeren settes aksialt inn i hylsen, ligger ved en første vinkel i forhold til lengdeaksen, og den første tetningsflate er tilpasset til å trykke leppeelementet i en radial retning under aksial bevegelse av hylsehengeren inn i hylsen, slik at den andre tetningsflate beveger seg til en andre vinkel i forhold til lengdeaksen.
Ifølge et tredje aspekt tilveiebringes det en fremgangsmåte for tildanning av en tetning for en nedihullsanordning, idet fremgangsmåten omfatter:
tildanning av en første tetningskomponent som har en lengdeakse og en fordypning som inneholder en første tetningsflate;
tildanning av en andre tetningskomponent som er tilpasset til å mottas inne i den første tetningskomponent, idet den andre tetningskomponent har et aksialt fremspringende leppeelement som har en andre tetningsflate som ligger ved en første vinkel i forhold til lengdeaksen;
aksial innsetting av den andre tetningskomponent inn i den første tetningskomponent, hvorpå den første tetningsflate trykker leppeelementet i en radial retning, slik at den andre tetningsflate beveger seg til en andre vinkel i forhold til lengdeaksen.
Den første vinkel kan være i det vesentlige null, hvor den andre tetningsflate er i det vesentlige parallell med lengdeaksen.
Den første tetningsflate kan ligge ved den andre vinkel i forhold til lengdeaksen, slik at den andre tetningsflate er på linje med den første tetningsflate etter innsettingen av den andre tetningskomponent i den første tetningskomponent.
Den første tetningsflate kan være tilpasset til å trykke leppeelementet i en innoverrettet radial retning. Alternativt kan den første tetningsflate være tilpasset til å trykke leppeelementet i en innoverrettet radial retning.
Innsettingstrinnet kan omfatte å drive den andre tetningskomponent inn i den første tetningskomponent med et drivelement som har en drivende. Den første tetningskomponent har en første ende som er tilpasset til å motta den andre tetningskomponent, og den første ende og drivende kan ha gjensidig inngripende gjengede deler, hvor rotasjon av drivelementet i forhold til den første tetningskomponent fører til aksial bevegelse av drivelementet og andre tetningskomponent inn i den første tetningskomponent. Drivelementet kan rotere i forhold til det andre tetningselement under den aksiale bevegelse.
Trinnet av tildanning av den andre tetningskomponent kan innbefatte tildanning av leppeelementet ved å utføre et underskår i den andre tetningskomponents ytterflate.
De ulike aspekter kan utføres alene eller i kombinasjon med ett eller flere av de øvrige aspekter, hvilket vil stå klart for fagfolk innenfor de relevante disipliner. De forskjellige aspekter kan valgfritt tilveiebringes i kombinasjon med ett eller flere av de valgfrie trekk ifølge de øvrige aspekter. I tillegg kan valgfrie trekk som beskrives i forbindelse med ett aspekt, kan typisk kombineres alene eller sammen med andre trekk i forskjellige aspekter.
Forskjellige aspekter vil nå bli beskrevet i detalj under henvisning til de medfølgende figurer. Ytterligere øvrige aspekter, trekk og fordeler ved den foreliggende oppfinnelse fremgår tydelig av hele beskrivelsen av samme, herunder figurene, som illustrerer et antall eksempler på aspekter og implementeringer. Oppfinnelsen er også egnet for andre og forskjellige eksempler og aspekter, og dens atskillige detaljer kan modifiseres på en rekke måter uten at det awikes fra den foreliggende oppfinnelsens omfang og ånd. Således skal tegningene og beskrivelsene betraktes som værende av en illustrerende natur, og ikke som værende innskrenkende. Videre er den heri anvendte terminologi og fraseologi kun anvendt for beskrivende formål, og skal ikke fortolkes som værende begrensende for omfanget. Uttrykksmåter slik som "innbefatter", "omfatter", "har", "inneholder" eller "involverer" og variasjoner derav, er ment å være brede og å omfatte den deretter angitte gjenstand, ekvivalenter og ytterligere gjenstander som ikke er angitt, og skal ikke utelukke andre additiver, komponenter, enheter eller trinn. Uttrykket "omfatter" betraktes likeledes synonymt med uttrykkene "innbefatter" eller "inneholder" for anvendelige juridiske formål.
En hvilken som helst drøftelse av dokumenter, handlinger, materialer, anordninger, gjenstander og lignende er innbefattet i spesifikasjonen utelukkende med henblikk på å tilveiebringe en kontekst for den foreliggende oppfinnelse. Det antydes eller fremholdes ikke at et hvilket som helst eller alle disse emner utgjorde del av grunnlaget for den kjente teknikk eller var generell allmenn viten på feltet som er relevant for den foreliggende oppfinnelse.
I dette skrift skal det når en sammensetning, et element eller en gruppe av elementer innledes med overgangsuttrykket "som omfatter", forstås at vi også betrakter den samme sammensetning, det samme element eller den samme gruppe av elementer med overgangsuttrykk som "i det vesentlige bestående av", "bestående av", "valgt fra gruppen bestående av", "herunder" eller "er" som innleder oppregningen av sammensetningen, elementet eller gruppen av elementer, og motsatt.
Alle tallverdier i den foreliggende skrift skal forstås som værende modifisert med "cirka". Alle entallsformer av elementer eller hvilke som helst andre heri beskrevne komponenter skal forstås som å innbefatte flertallsformer derav, og motsatt. Henvisninger til retningsmessige og posisjonsmessige beskrivelser slik som øvre og nedre, og retninger, f.eks. "opp", "ned" osv. skal av den kompetente leser fortolkes i sammenhengen av de beskrevne eksempler, og skal ikke fortolkes som værende begrensende for oppfinnelsen ved den bokstavelige fortolkning av uttrykket, men skal i stedet forstås som av fagmannen. Nærmere bestemt skal posisjonsmessige henvisninger i forhold til brønnen, slik som "opp", fortolkes som å vise til en retning mot overflaten, og "ned" skal fortolkes som å vise til en retning bort fra overflaten, uansett om brønnen som det vises til, er en konvensjonell vertikal brønn eller en deviert brønn.
I de vedlagte tegninger:
Figur 1 er et lengdesnitt som viser komponentene til en tetningssammenstilling for en nedihullsanordning;
Figur 2 og 2a viser komponentene i figur 1 i en mellomliggende installasjonsfase; og Figur 3 og 3a viser komponentene i figur 1 i et endelig, tettet arrangement etter installasjon.
I eksempelet i fig. 1 er nedihullsanordningen med hvilken den foreliggende oppfinnelse anvendes, en elektrisk nedsenkbar pumpe [ESP], Det skal imidlertid være klart at oppfinnelsen ikke er begrenset til anvendelse med denne spesifikke anordning, og den kan alternativt anvendes med forskjellige nedihullsanordninger.
Idet det nå vises til tegningene, viser figurene lengdesnitt under installasjonen av en tetningssammenstilling en nedihullsanordning, som i dette tilfelle er en ESP. En generelt sylinderformet hylse 10 huser motoren til en ESP [ikke vist], som typisk er utplassert inne i hylsen 10 slik at hylsen 10 omgir motorens ytterflate. Et ringrom er tildannet mellom en innvendig overflate 12 av hylsen 10 og en ytterflate av motoren, idet fluid derved akselereres forbi motoravsnittet og bidrar til å avkjøle motoren.
Hylsen 10 har en første, eller øvre, ende 14. Den innvendige overflate 12 ved denne første ende 14 er tilveiebrakt med en fordypning 16 som strekker seg på langs fra den første ende 14 langs en del av hylsen 10. Fordypningen 16 avsmalnes innad mot hylsen 10's lengdeakse L. Fordypningen 16's dybde i forhold til den innvendige overflate 12 er med andre ord størst ved den første ende 14, idet dybden deretter reduseres gradvis i lengderetningen. Fordypningen 16 innbefatter en gjenget del 18 ved den første ende 14. Som best fremgår av figur 2a, ender fordypningen 16's innoverrettede ende med første og andre støtteflater 30,32 som er tildannet ved brå reduksjoner i fordypningen 16's dybde. Den første støtteflate 30 vender mot hylsens første ende 14 og er i det vesentlige perpendikulær på lengdeaksen L. Den andre støtteflate 32 er ved en skjev vinkel i forhold til lengdeaksen L, og har en skråkant 36 ved den ende av flaten 32 som er nærmest lengdeaksen L. Mellom de første og andre støtteflater 30,32 avsmalner fordypningen 16's dybde igjen innad mot lengdeaksen L, idet det tildannes en tetningsflate 34 som ligger ved en skjev vinkel i forhold til aksen L.
En hylsehenger 20 er tilveiebrakt med henblikk på å forbinde hylsen 10 med assosierte produksjonsrør [ikke vist], Hylsehengeren 20 har et generelt sylinderformet legeme 22 med første og andre boringer 24,26 som strekker seg på langs gjennom legemet 22. Den første boring 24 kan ha en større diameter enn den andre boring. Den første boring 24 kan være tilpasset til å motta øvre og nedre lengder av produksjonsrør [ikke vist], Produksjonsrørene kan mottas i den første boring 24 ved å tilveiebringe en gjenget innvendig flate ved en hvilken som helst ende av den første boring 24, slik at de respektive rørlengder kan skrus inn i en hvilken som helst ende av den første boring 24. Den andre boring 26 kan være tilpasset til å motta en nettkabel [ikke vist] som går fra overflaten til ESP-en. Både hylsen 10 og hylsehengeren 20 kan være tildannet av et metall. Både hylsen 10 og hylsehengeren 20 er typisk tildannet av stål. I andre eksempler kan hylsen 10 og hylsehengeren 20 være tildannet av et rustfritt stål eller karbonstål.
Hylsehengeren 20 har typisk en øvre del 21 som har en første ytre diameter Dl, og en nedre del 23 som har en andre ytre diameter D2 som er mindre enn Dl. Mellom de øvre og nedre deler 21,23 er en mellomliggende del 25. Idet det igjen vises til især figur 2a, har den mellomliggende del 25 en fordypning 40 som strekker seg periferisk omkring hengeren 20's ytterflate. En del av fordypningen 40 er tildannet av et underskår 42 som strekker seg i aksialretningen mot den øvre del 21. Dette underskår 42 er anordnet radialt inne i en deformerbar ringformet leppe 44 som omgir underskåret 42 og springer aksialt frem over fordypningen 40 mot den nedre del 23. Leppen 44 har en ytterflate 45 hvis diameter D3 er mindre enn Dl, idet det derved tildannes en stoppflate 48 hvor leppen 44 forenes med den øvre del 21. Diameteren D3 kan typisk bli mindre i aksialretningen mot en fri ende av leppen 44, hvorved ytterflaten 45 avsmalnes innad mot lengdeaksen L. Leppen 44's fri ende har en skjev endeflate 50.
Hengeren 20 installeres i hylsen 10 ved å sette hengeren 20's nedre del 23 inn i hylsen 10's første ende 14. Hengeren 20 trykkes deretter aksialt inn i hylsen 10, slik at hengeren 20's øvre del 21 med større diameter går i inngrep med fordypningen 16 inne i hylsen 10, idet den i figur 2 og 2a viste posisjon nås. Hengeren 20 kan trykkes ytterligere inn i hylsen ved hjelp av en løftemutter eller spin-krage [spin collar] 60. Spin-kragen 60 har en nedre inngrepsflate 62 og en ytre gjenget del 64 tilgrensende den nedre inngrepsdel 62. Når hengeren 20 befinner seg i hylsen som vist i figur 2, senkes spin-kragen 60 mot hylsen 10. Kragen 60 roteres deretter, slik at den ytre gjengede del 64 går i inngrep med hylsefordypningen 16's gjengede del 18. Idet kragen 60 roteres i forhold til den rotasjonsmessig festede hylse 10, begynner den å bevege seg aksialt i pilen A's retning inn i hylsen 10. Når den gjør dette, trykker den nedre inngrepsflate 62 på toppen av hengeren 20 og tvinger hengeren 20 aksialt ytterligere inn i hylsen 10. Det er ingen kobling mellom kragen 60 og hengeren 20, så hengeren 20 vil gli aksialt inn i hylsen 10, typisk uten å rotere, mens kragen 60 roterer.
Den utvendige diameter D2 av hengeren 20's nedre del 23 er litt mindre enn diameteren til hylsens indre overflate 12, slik at et lite ringformet mellomrom er til stede mellom den nedre del 23 og hylsen 10. Som best fremgår av figur 2a og 3a, idet kragen 60 trykker hengeren 20 ytterligere inn i hylsen 10, kommer leppen 44's ytterflate 45 i kontakt med den skjeve tetningsflate 34 tildannet av det koniske nett mellom støtteflatene 36 og 32 ved hylsefordypningen 16's indre ende. Som det fremgår av figur 3a, krymper kontakt mellom leppen 44 og den skjeve tetningsflate 34 leppen 44 radialt innad mot lengdeaksen L, idet hengeren 20 beveger seg aksialt inn i hylsen 10. Idet leppen 44 når enden av fordypningen 16, går stoppflate 48 og endeflate 50 i inngrep med de respektive støtteflater 30,32 ved enden av fordypningen 16. Dette inngrep av de respektive flater begrenser hvor langt hengeren 20 kan strekke seg aksialt inn i hylsen 10. Når den er i den i figur 3 og 3a viste fullt innsatte posisjon, er hengeren 20 sikret på plass av kragen 60, slik at oppadrettet aksial bevegelse ut av hylsen 10 hindres.
Med hengeren 20 fullt satt inn i hylsen 10, sikrer krympingen av hengerleppen 44 mot tetningsflate n 34 ved enden av fordypningen 16, at et hvilket som helst fluid som tvinger seg vei inn i det ringformede mellomrom mellom hylsen 10's indre overflate 12 og den nedre hengerdel 23's ytterflate, ikke kan passere den mellomliggende hengerdel 25. Idet hengeren 20 nå er aksialt festet i forhold til hylsen 10 ved hjelp av kragen 60, vil hvilket som helst fluid som kommer inn i den ringformede fordypning 40 i hengeren 20's ytterflate, føre til en oppbygging av trykk inne i fordypningen 40. Dette trykk vil anvendes på leppen 44's indre overflate via underskåret 42 og en del av leppeendeflaten 50 som eksponeres på grunn av skråkanten 36 i enden av den andre støtteflate 32. Følgelig kan hvilket som helst fluid som lekker inn i fordypningen 40 mellom hengeren 20 og hylsen 10, ikke passere mellom leppen 44 og tetningsflaten 34.
Selv om leppen 44 krympes radialt, forblir den innenfor sin elastisitetsgrense, slik at det ikke er noen plastisk deformasjon av leppen 44. På denne måte kan tetningen oppnås ved gjentatt anvendelsen av hengeren 20.
Som beskrevet ovenfor tilveiebringer eksempelet i fig. 1 en tetningssammenstilling for en nedihullsanordning, hvor tetningssammenstillingen tilveiebringer en fluidtett metall-mot-metall-tetning mellom første og andre tetningskomponenter uten anvendelsen av noen som helst ytterligere tetninger, pakninger eller lignende. Videre kan eksempelet i fig. 1 innbefatte et drivelement som er uavhengig av den andre tetningskomponent. Som et resultat kan drivelementet rotere uavhengig av den andre tetningskomponent, slik at den andre tetningskomponent ikke roterer idet drivelementet driver den inn i den første tetningskomponent. Den andre tetningskomponent glir derfor i aksialretningen kun inn i den første tetningskomponent, hvoretter deres respektive tetningsflater møtes og tetningen tildannes. Den foreliggende oppfinnelse kan således anvende relativt store andre tetningskomponenter som generelt er vanskeligere å rotere i posisjon, og kan også anvende andre tetningskomponenter som har flerfoldige boringer som ikke kan anvendes i installasjonsprosesser som anvender rotasjonsmessig innsetting.
Selv om tetningsflaten i fig. 1 i fordypningen ligger ved en skjev vinkel i forhold til lengdeaksen av hylsen, er oppfinnelsen ikke begrenset til dette arrangement. Eksempelvis kan tetningsflaten i stedet være i det vesentlige parallell med lengdeaksen og tilveiebrakt med én eller flere innad strekkende ribber eller fremspring som tvinger leppen mot lengdeaksen.
Selv om de første og andre tetningskomponenter i eksempelet i fig. 1 er tildannet av stål, kan de alternativt være tildannet av en legering. Eksempelvis kan de være tildannet av en nikkel-krom-legering, slik som de som fremstilles av Special Metals Corporation i New Hartford, USA under varemerket "Inconel".
Claims (20)
1. Tetningssammenstilling for en nedihullsanordning, idet tetningssammenstillingen omfatter:
en første tetningskomponent [10] som har en lengdeakse [L] og en fordypning [16] som har en første tetningsflate;
en andre tetningskomponent [20] som er tilpasset til å mottas inne i den første tetningskomponent [10] og som har et aksialt fremspringende leppeelement [44] som har en andre tetningsflate;
hvor den andre tetningsflate, når den andre tetningskomponent [20] settes aksialt inn i den første tetningskomponent [10], ligger ved en første vinkel i forhold til en lengdeakse, og den første tetningsflate er tilpasset til å trykke leppeelementet [44] i en radial retning under innsettingen, slik at den andre tetningsflate beveger seg til en andre vinkel i forhold til lengdeaksen
karakteriser ved at
den første tetningskomponent [10] omfatter en hylse for en elektrisk nedsenkbar pumpe, og den andre tetningskomponent [20] omfatter en hylsehenger som er tilpasset til å mottas inne i hylsen, og tetningssammenstilling innbefatter et drivelement [60] som har en drivende for å drive hylsehengeren inn i hylsen; hylsen har en første ende som er tilpasset til å motta hylsehengeren, og den første ende og drivende av drivelementet [60] har gjensidig inngripende gjengede deler [18,64], hvor rotasjon av drivelementet [60] i forhold til hylsen fører til aksial bevegelse av drivelementet [60] og hylsehengeren inn i den første tetningskomponent [10], og hvor drivelementet [60] er tilpasset til å rotere i forhold til den andre tetningskomponent [20] under den aksiale bevegelse av drivelementet [60] og den andre tetningskomponent [20] inn i den første tetningskomponent [10],
2. Tetningssammenstilling ifølge krav 1, hvor den første tetningsflate ligger ved den andre vinkel i forhold til lengdeaksen, slik at den andre tetningsflate er på linje med den første tetningsflate etter innsettingen av den andre tetningskomponent [20] i den første tetningskomponent [10],
3. Tetningssammenstilling ifølge et hvilket som helst av kravene 1-2, hvor den første tetningsflate trykker leppeelementet [44] i en innoverrettet radial retning.
4. Tetningssammenstilling ifølge et hvilket som helst av kravene 1-3, hvor hylsehengeren beveger seg aksialt og roterer ikke i forhold til hylsen under innsetting.
5. Tetningssammenstilling ifølge et hvilket som helst av kravene 1-4, hvor leppeelementet [44] er ringformet.
6. Tetningssammenstilling ifølge et hvilket som helst av kravene 1-5, hvor leppeelementet [44] er anordnet radialt tilgrensende et underskår [42] på den andre tetningskomponent [20],
7. Tetningssammenstilling ifølge krav 6, hvor underskåret [42] er radialt inne i leppeelementet [44], idet det etterlates en radial avstand mellom leppeelementet [44] og en del av den andre tetningskomponent [20],
8. Tetningssammenstilling ifølge et hvilket som helst krav, hvor leppeelementet [44] har en ytterflate som innbefatter en stoppflate [48] som springer frem radialt utad derfra, og fordypningen har en første støtteflate [30] som springer radialt innad derfra for å gå i inngrep med stoppflaten [48],
9. Tetningssammenstilling ifølge krav 8, hvor leppeelementet [44] har en fri ende som har en endeflate [50] som, når den andre komponent [20] er satt inn i den første komponent [10], ligger ved en skjev vinkel i forhold til lengdeaksen [L], og fordypningen har en andre støtteflate [32] som springer frem radialt innad derfra for å gå i inngrep med endeflaten [50],
10. Tetningssammenstilling ifølge krav 9, hvor den radiale bevegelse av leppeelementets [44] fri ende drives av den aksiale bevegelse av i det minste én av de første og andre komponenter [10, 20] mot den annen, hvilket endrer vinkelen av leppeelementets [44] fri ende i forhold til sammenstillingen akse [1],
11. Tetningselement ifølge krav 9 eller 10, hvor endeflaten [50] ved spissen av leppeelementets [44] fri ende beveger seg fra et ikke-parallelt arrangement i forhold til den andre støtteflate [32] og inn i et parallelt arrangement i forhold til den andre støtteflate [32] under innsetting av den andre komponent [20] i den første komponent [10],
12. Tetningssammenstilling ifølge et hvilket som helst av kravene 9-11, hvor den andre støtteflate [32] har en skråkant ved enden av den andre støtteflate [32] nærmest lengdeaksen [L],
13. Tetningssammenstilling ifølge et hvilket som helst av kravene 1-12, hvor de første og andre tetningskomponenter [10, 20] er tildannet av et ikke jernholdig metall eller en ikke-jernholdig metallegering.
14. Tetningssammenstilling ifølge et hvilket som helst av de foregående krav, hvor leppeelementet [44] deformeres innenfor dets elastiske grenser og overskrider ikke deformasjonen utover dets elastiske grenser.
15. Elektrisk nedsenkbar pumpe, som omfatter en tetningssammenstilling ifølge et hvilket som helst av de foregående krav.
16. Fremgangsmåte for tildanning av en tetning for en nedihullsanordning, idet fremgangsmåten omfatter:
tildanning av en første tetningskomponent [10] som har en lengdeakse [L] og en fordypning som inneholder en første tetningsflate;
tildanning av en andre tetningskomponent [20] som er tilpasset til å mottas inne i den første tetningskomponent [10], idet den andre tetningskomponent [20] har et aksialt fremspringende leppeelement [44] som har en andre tetningsflate som ligger ved en første vinkel i forhold til lengdeaksen [L];
aksial innsetting av den andre tetningskomponent (20) inn i den første tetningskomponent (10), hvorpå den første tetningsflate trykker leppeelementet (44) i en radial retning, slik at den andre tetningsflate beveger seg til en andre vinkel i forhold til lengdeaksen (L), karakterisert ved at
den første tetningskomponent (10) omfatter en hylse for en elektrisk nedsenkbar pumpe, og den andre tetningskomponent (20) omfatter en hylsehenger som er tilpasset til å mottas inne i hylsen, og tetningssammenstilling innbefatter et drivelement (60) som har en drivende for å drive hylsehengeren inn i hylsen; hylsen har en første ende som er tilpasset til å motta hylsehengeren, og den første ende og drivende av drivelementet (60) har gjensidig inngripende gjengede deler (18,64), hvor rotasjon av drivelementet (60) i forhold til hylsen fører til aksial bevegelse av drivelementet (60) og hylsehengeren inn i den første tetningskomponent (10), og hvor drivelementet (60) er tilpasset til å rotere i forhold til den andre tetningskomponent (20) under den aksiale bevegelse av drivelementet (60) og den andre tetningskomponent (20) inn i den første tetningskomponent (10).
17. Fremgangsmåte ifølge krav 16, hvor den første tetningsflate ligger ved den andre vinkel i forhold til lengdeaksen (L), slik at den andre tetningsflate er på linje med den første tetningsflate etter innsettingen av den andre tetningskomponent (20) i den første tetningskomponent (10).
18. Fremgangsmåte ifølge et hvilket som helst av kravene 16 til 17, hvor den første tetningsflate trykker leppeelementet (44) i en innoverrettet radial retning.
19. Fremgangsmåte ifølge et hvilket som helst av kravene 16-17, hvor det andre tetningselement (20) rotere ikke i forhold til den første tetningskomponent (10) under innsetting.
20. Fremgangsmåte ifølge et hvilket som helst av kravene 16-19, hvor leppeelementet (44) deformeres innenfor dets elastiske grenser og overskrider ikke deformasjonen utover dets elastiske grenser.
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
GBGB1210852.8A GB201210852D0 (en) | 2012-06-19 | 2012-06-19 | Seal assembly for a downhole device |
PCT/GB2013/051592 WO2013190291A2 (en) | 2012-06-19 | 2013-06-19 | Seal assembly for a downhole device |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
NO20141471A1 NO20141471A1 (no) | 2014-12-10 |
NO346310B1 true NO346310B1 (no) | 2022-05-30 |
Family
ID=46641153
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
NO20141471A NO346310B1 (no) | 2012-06-19 | 2013-06-19 | Tetningssammenstilling for en nedihullsanordning |
Country Status (4)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US9850732B2 (no) |
GB (2) | GB201210852D0 (no) |
NO (1) | NO346310B1 (no) |
WO (1) | WO2013190291A2 (no) |
Families Citing this family (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20160040509A1 (en) * | 2014-08-05 | 2016-02-11 | Baker Hughes Incorporated | Electro-Mechanical-Hydraulic Instrument Bus |
US11025059B2 (en) | 2016-10-31 | 2021-06-01 | Baker Hughes Oilfield Operations Llc | Switch systems for controlling conduction of multi-phase current |
US10439393B2 (en) | 2016-10-31 | 2019-10-08 | General Electric Company | Switch systems for controlling conduction of multi-phase current |
DE202017004987U1 (de) * | 2017-09-26 | 2019-01-03 | Volkmann Gmbh | Modulverbindung, modularer Behälter und Dichtungselement dafür |
US11994242B2 (en) * | 2021-10-08 | 2024-05-28 | Little Chief Industries, Inc. | Coupling seal for pipe liners |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3437149A (en) * | 1967-05-31 | 1969-04-08 | Shaffer Tool Works | Cable feed-through means and method for well head constructions |
US4009893A (en) * | 1974-09-27 | 1977-03-01 | Mannesmannrohren-Werke Ag | Tubing or casing joint |
Family Cites Families (17)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US2746486A (en) * | 1952-01-23 | 1956-05-22 | Gratzmuller Jean Louis | Fluid-tight assembly |
US3730563A (en) * | 1971-02-22 | 1973-05-01 | Mc Donnell Douglas Corp | Lip seal fitting |
US4600054A (en) * | 1984-03-30 | 1986-07-15 | Equipment Renewal Company | Tubing hanger assembly |
US4690221A (en) * | 1986-07-03 | 1987-09-01 | Shell California Production Inc. | Well tubing hanger method and apparatus for use in well control |
MX174388B (es) | 1989-03-20 | 1994-05-12 | Gates Rubber Co | Miembro de conjunto acoplador de conducto de labio en voladizo |
US5137306A (en) * | 1990-02-26 | 1992-08-11 | The George-Ingraham Corp. | Multiple-duct conduit system with expansion chamber coupling |
US5193616A (en) * | 1991-08-06 | 1993-03-16 | Cooper Industries, Inc. | Tubing hanger seal assembly |
US5282652A (en) * | 1991-10-22 | 1994-02-01 | Werner Pipe Service, Inc. | Lined pipe joint and seal |
US5372388A (en) * | 1993-04-30 | 1994-12-13 | American Pipe & Plastics, Inc. | Integral multi-duct conduit section |
IT1264422B1 (it) | 1993-05-12 | 1996-09-23 | Agip Spa | Giunto per la connessione rapida a tenuta di tubazioni, particolarmente adatto per tubazioni petrolifere |
US5829524A (en) * | 1996-05-07 | 1998-11-03 | Baker Hughes Incorporated | High pressure casing patch |
US6530433B2 (en) * | 1999-12-08 | 2003-03-11 | Robbins & Myers Energy Systems, L.P. | Wellhead with ESP cable pack-off for low pressure applications |
US6688386B2 (en) * | 2002-01-18 | 2004-02-10 | Stream-Flo Industries Ltd. | Tubing hanger and adapter assembly |
US7069985B2 (en) * | 2003-06-17 | 2006-07-04 | Wood Group Esp, Inc. | Leakage resistant shroud hanger |
US8230928B2 (en) * | 2008-04-23 | 2012-07-31 | Aker Subsea Inc. | Low profile internal tree cap |
FR2937077B1 (fr) * | 2008-10-15 | 2010-10-22 | Vallourec Mannesmann Oil & Gas | Composant pour le forage et l'exploitation des puits d'hydrocarbures |
WO2010056648A1 (en) | 2008-11-14 | 2010-05-20 | Saudi Arabian Oil Company | Intake for shrouded electric submersible pump assembly |
-
2012
- 2012-06-19 GB GBGB1210852.8A patent/GB201210852D0/en not_active Ceased
-
2013
- 2013-06-19 US US14/405,610 patent/US9850732B2/en active Active
- 2013-06-19 NO NO20141471A patent/NO346310B1/no unknown
- 2013-06-19 GB GB1419995.4A patent/GB2519242C/en active Active
- 2013-06-19 WO PCT/GB2013/051592 patent/WO2013190291A2/en active Application Filing
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3437149A (en) * | 1967-05-31 | 1969-04-08 | Shaffer Tool Works | Cable feed-through means and method for well head constructions |
US4009893A (en) * | 1974-09-27 | 1977-03-01 | Mannesmannrohren-Werke Ag | Tubing or casing joint |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
GB2519242B (en) | 2016-04-13 |
US9850732B2 (en) | 2017-12-26 |
WO2013190291A2 (en) | 2013-12-27 |
GB201210852D0 (en) | 2012-08-01 |
NO20141471A1 (no) | 2014-12-10 |
US20150139832A1 (en) | 2015-05-21 |
WO2013190291A3 (en) | 2014-06-26 |
GB2519242C (en) | 2017-03-15 |
GB201419995D0 (en) | 2014-12-24 |
GB2519242A (en) | 2015-04-15 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
NO20141471A1 (no) | Tetningssammenstilling for en nedihullsanordning | |
US9534638B2 (en) | Retention means for a seal boot used in a universal joint in a downhole motor driveshaft assembly | |
US9663999B2 (en) | Isolated shearing mechanism for downhole tools | |
US9303466B2 (en) | Sucker rod centralizer | |
US9869142B2 (en) | Torque anchor for blocking the rotation of a production string of a well and pumping installation equipped with such a torque anchor | |
US20220235637A1 (en) | Pipe Connector | |
US20150259997A1 (en) | Torque Anchor to Prevent Rotation of Well Production Tubing, System for Pumping and Rotation Prevention, and Pumping Installation Equipped with Such a Torque Anchor | |
NO20130858A1 (no) | Koplingssammenstilling til rørgjennomgående befordrede nedsenkbare pumper | |
US20150176735A1 (en) | Labyrinth seal swage coupling for high temperature/pressure reinforced rubber hose and methods of attachment | |
US10837241B2 (en) | Apparatus for transmitting torque through a work string when in tension and allowing free rotation with no torque transmission when in compression | |
WO2018132915A1 (en) | Sucker rod centralizer | |
AU2021202556B2 (en) | Pipe connector | |
US9598924B2 (en) | Wellhead hanger with spacer to reduce break-out torque | |
US8714935B2 (en) | Method of running a down hole rotary pump | |
WO2016182564A1 (en) | Drive shaft assembly | |
CA2956692C (en) | Drilling component retention system and method | |
CA2960894A1 (en) | Artificial lift system and an associated method thereof | |
CN105484692A (zh) | 一种综合井口作业工具及其使用方法 | |
US20170167612A1 (en) | Split packing gland inserts and packing retainers for a stuffing box | |
RU200883U1 (ru) | Скважинный вертлюг | |
US20120160572A1 (en) | Vibration-Resistant Seal for Downhole Tool | |
CN104632092B (zh) | 一种油管 |