NO811468L - Broenntetningssystem. - Google Patents

Description

Foreliggende oppfinnelse angår et system for utforming

av en fluidtett tetning eller sperre i et ringrom som dannes mellom rørelementer som er anordnet i et brønnhull.

US-patent 4.12 7.168 viser en pakning med et antall rett-avkortede, koniske, fjærende metall-tetningsringer for blokkering av fluidstrømning i et ringrom mellom en produksjons-rør-streng og en forings-rørstreng. US-patent 4.178.992 viser en metall-tetningsplugg for avtetning av boringen i en produksjons-rørstreng. Bade US-patent 4.12 7.168 og 4.178.992, omtaler for-delene ved metall mot metall-tetninger i forhold til konven-sjonelle elastomer-tetninger under visse forhold f.eks..høyI^S-konsentrasjon eller brønnfluider med høy temperatur.

US-patent 3.531.236 viser et brønntetningssystem som er særlig egnet for bruk i meget dype brønner, f.eks. 6.000 m eller mer. US-patent 4.106.565 viser en pakning med elastomer-tetningselementer for utforming av en fluidsperre i et ringrom som dannes av konsentriske produksjons- og forings-rørstrenger.<p>akningen ifølge US-patent 4.106.565 er særlig egnet for bruk i brønntetningssystemet ifølge US-patent 3.531.236. Både US-patent .3. 531 .236 og 4.106.565 er i alle henseende opptatt i foreliggende søknad ved henvisning.

Foreliggende oppfinnelse angår et brønntetningssystem for blokkering av fluidstrømning gjennom et ringrom som delvis avgrenses av utsiden av en første rørformet innretning og innsiden av en annen rørformet innretning når den første rørformede innretning er anordnet i den andre rørformede innretning, om-fattende en produksjons-brønnpakning som er festet til den første rørformede innretning, et antall pakningsringer som bæres på utsiden av den første rørformede innretning, en metall-tetningsring som bæres på utsiden av den første rørformede innretning, samt organer for komprimering og radiell ekspandering av metall-tetningsringen for anlegg mot innsiden av den andre rørformede innretning når den første rørformede innretning er anordnet i denne.

Et formål med foreliggende oppfinnelse er å danne en

metall mot metall-tetning mellom utsiden av en produksjons-rørstreng og innsiden av en forings-rørstreng som er anordnet i et brønnhull. Flere sekundære elastomer mot metall-tetninger er også dannet for å støtte den primære metall mot metall-tetning.

Et annet formål med oppfinnelsen er å tilveiebringe et antall støtteringer for styring av metall-tetningsringens kompresjon og radielle ekspansjon samt for å hindre uønsket ekstrudering av metall-tetningsringen.

Et ytterligere formål med foreliggende oppfinnelse er å tilveiebringe et brønntetningssystem med metall mot metall-tetninger og elastomer mot metall-tetninger som alle kan opprettes ved nedsenking av en produksjons-rørstreng i en mottags-anordning i en forings-rørstreng. De forskjellige tetninger opprettes ved at produksjons-rørstrengens vekt nedsettes på mottagsanordningen uten behov for ytterligere manipulering av produksjonsrøret.

Et ytterligere formål med foreliggende oppfinnelse er å tilveiebringe en beskyttende sylinder som dekker elas.tomer-pakningsringer og metall-tetningsringer som bæres på produksjons-rørstrengens utside.Beskyttelsessylinderen hindrer at pakningsringene ødelegges mens produksjons-rørstrengen nedsenkes gjen-, nom boringen i en forings-rørstreng.Beskyttelsessylinderen er også anordnet som et hjelpemiddel ved nedsetting av en produksjonsbrønnpakning som utgjør en del av produksjons-rørstrengen.

Andre formål og fordeler ved foreliggende oppfinnelse vil fremgå av følgende beskrivelse i sammenheng med tegningen og kravene. Figur IA og Ib er riss, delvis i snitt og delvis i oppriss, som viser en produksjonsbrønnpakning festet til en første rør-formet innretning. Figur lc er et riss, delvis i snitt og delvis i oppriss, som viser et antall pakningsringer og en metall-tetningsring som bæres på utsiden av den første rørformede innretning.

Figur Id er et riss, delvis i snitt og delvis i oppriss,

som viser en føringshylse som er forskyvbart anordnet på enden av den første rørformede innretning motsatt produksjonsbrønn-pakningen.

Figur 2A og 2b er skjematiske riss, i snitt med deler fjernet, som viser en produksjons-rørstreng anordnet i en forings-rørstreng med brønntetningssystemet ifølge foreliggende oppfinnelse anordnet for blokkering av fluidstrømning gjennom ringrommet mellom produksjons-rørstrengen og forings-rørstrengen. Figur 3 er et skjematisk riss som viser et parti av et horisontalt snitt langs linjen 3-3 på fig. 2B. Figur 4 er et skjematisk riss som viser metall-tetningsringen ifølge foreliggende oppfinnelse i dens avlastede stilling mellom utsiden av en første rørformet innretning og dekket av en beskyttende sylinderanordning. Figur 5 er et skjematisk snitt i større målestokk av støtteringene og metall-tetningsringen ifølge foreliggende oppfinnelse i deres komprimerte og radielt ekspanderte stilling. Figur 6 er et skjematisk snitt i større målestokk av støtteringene og metall-tetningsringen ifølge foreliggende oppfinnelse i deres avlastede stilling. Figur 7 er et snitt i større målestokk som viser den andre støttering ifølge foreliggende oppfinnelse i dens komprimerte stilling.

Figur 8 er et snitt i større målestokk som viser den

andre støttering ifølge foreliggende oppfinnelse i dens avlastede stilling.

Tegningene, særlig fig. IA til og med lD, viser en første rørformet innretning lo med gjennomgående boring 11.Produk-sjonsbrønnpakning 12 er festet til og bæres på utsiden av den første rørinnretning 10.Produksjonsbrønnpakningen 12 innbefatter en kilebærer 13 som er festet rundt rørinnretningen 10 ved hjelp av en bruddpinne 14.Kilebæreren 13 ligger an mot en brystning 15 som er utformet på utsiden av den første rørinnretning lo. Et antall kiler 16 henger ned fra kilebæreren 13 og holdes rundt utsiden av den første rørinnretning 10 ved hjelp av bruddbånd 17. En kilekonus 18 er festet til utsiden av den første rørinnretning 10 ved hjelp av brudd-pinner 19 nær og i berøring med kilene 16. Kilekonusen 18

har en overflate 18a som skråner innad mot den første rørinn-retning 10 og forskyvbart ligger an mot en motsvarende overflate på kilene 16.Kilekonusen 18 og kilene 16 er anordnet i et innbyrdes forskyvbart forhold slik at når pinnen 19 brytes kan kilekonusen 18 forskyves lengdeveis mot brystningen 15.Brystningen 15 hindrer langsgående bevegelse av kilebæreren 13 og kilene 16. Overflaten 18a styrer således kilene 16 radielt utad fra den første rørinnretning lo når kilekonusen 18 beveges mot brystningen 15.

Elastomer-tetningselementer 20 er anordnet rundt utsiden av den første rørinnretning. Tetningselementene 20 er ring-formede deler som er utformet av fjærende, gummiaktig materiale. Hvert element 20kan være utformet av samme elastomer-materiale eller hvert element 20 kan ha separate egenskaper avhengig av forskjellige brønnforhold. Tetningselementene 20 er inne-sluttet mellom en første støttesko 21 som ligger an mot kilekonusen 18 og en andre støttesko 22. Hver støttesko er generelt en sirkulær ring konstruert av deformerbart materiale såsom messing eller en kombinasjon av messing og teflon. Støtte-skoene er konstruert til å ekspandere radielt og ligge an mot den indre overflate på en annen rørformet innretning for å hindre ekstrudering av tetningselementene 20.

En innvendig kilebærer 23 er anordnet på utsiden av den første rørinnretning 10 nær og i anlegg mot den andre støttesko 22. Et antall innvendige kiler 24 er opptatt i utsparinger 25

i den innvendige kilebærer 23. De innvendige kiler 24 har tenner 26 i anlegg mot utsiden av den første rørinnretning 10. Tennene 26 er formet slik at den innvendige kilebærer 23 kan beveges i lengderetningen mot brystningen 15 og hindre bevegelse av kilebæreren 23 i lengderetningen bort fra brystningen 15. Bruddpiriner 2 7 er anordnet for å hindre bevegelse av den innvendige kilebærer 23 i den ene eller andre retning inntil pinnene 2 7 er brutt.

Produksjons-brønnpakningen 12 kan således bringes i inngrep med innsiden av en annen rørformet innretning ved å holde den innvendige kilebærer 23 fiksert i forhold til en annen rørformet innretning såsom et foringsrør 82a. Den første rør-innretning 10 kan utsettes for en kraft som forårsaker langsgående bevegelse av brystningen 15 på den første rørinnretning lO mot den innvendige kileholder 23 som vil ekspandere kilene 16 og tetningselementene 20 radielt.Kilene 16 har på sin utside tenner 28 for inngrep med innsiden av den andre rørinn-retning for å hindre bevegelse av produksjons-brønnpakningen 12 i retning motsatt den første rørinnretnings lo bevegelse.Tetningselementene 20 sammen med den første støttesko 28 og andre støttesko 22 komprimeres og ekspanderes radielt for å danne en fluidtett tetning med innsiden av den andre rørinnret-ning. pe innvendige kiler 24 holder tetningselementene 20 og kilene 16 i deres ekspanderte stilling som hindrer bevegelse av den innvendige kileholder 23 bort fra brystningen 15.

Som best vist i fig. lc er et antall pakningsringer 30 anordnet på utsiden av den første rørinnretning 10 i lengdemessig avstand fra produksjons-brønnpakningen 12.<p>aknings-ringene 30er vist som en rekke chevronringer som vender i motsatte retninger. pakningsringene 30 omfatter fortrinnsvis enKTR-tetningsenhet.KTRer et registrert varemerke tilhørendeOtisEngineering Corporation, US-registreringsnr. 1.108.002.

<p>akningsringene 30 er festet til utsiden av den første rørinnretning 10 ved hjelp av et antall c-ringer 31. Den første rørinnretnings 10 utvendige diameter 32 nær pakningsringene 30 er mindre enn den første rørinnretnings 10 utvendige diameter nær produksjons-brønnpakningen 12. Denne overgang i utvendig diameter danner en skrå brystning 33 mellom pakningen 12 og. pakningsringene 30 på den første rørinnretnings lo utside. En støttehylse 34 er anordnet på det utvendige diameterparti

32. Én ende av støttehylsen 34 ligger an mot skrå-brystningen 33 og den andre ende ligger an mot pakningsringene 30. Støtte-hylsen 34 beveges ikke i forhold til den første rørinnretning 10 mens den første rørinnretning 10 innføres i og bringes i inngrep med innsiden av den andre rørinnretning. Som det senere skal forklares nærmere omfatter den mindre utvendige diameter 32 og brystningen 33 et parti av innretningen for å fastholde beskyttelsessylinderen 60fra bevegelse i forhold.til den første rørinnretning lo.

Metall-tetningsring 40er anordnet på utsiden av den første rørinnretning 10 i lengdemessig avstand fra pakningsringene 30. Metall-tetningsringen 40 er fortrinnsvis fremstilt av bly. Et antall støtteringenheter 41 er anordnet rundt utsiden av den første rørinnretning lo ved begge ender av metall-tetningsringen 40. Støtteringenhetene 41 skal senere beskrives nærmere. En distansering 35 er festet til utsiden av den første rørinnretning 10mellom pakningsringene 30 og metall-tetningsringen 40. Distanseringens 35 primære oppgave er å danne en brystning 36 for komprimering og radiell ekspansjon av metall-tetningsringen 40. Den andre ende 3 7 av distanseringen 3 5 danner støtte for pakningsringene 30.

Med henblikk på enkel fremstilling og montering er distanseringen 3 5 generelt sylindrisk og forskyvbar over den utvendige diameter 32. En låsering 38 er anordnet i et spor i ytterdiameteren 32 for å holde distanseringen 35 og metall-tetningsringen 40 i riktig stilling.Brystningen 36 kan om ønskelig utføres som en del av den første rørinnretnings lo utside.

Beskyttelsessylinderen 60 er løsbart festet til støtte-hylsen 34 ved hjelp av én bruddskrue 61. Som tidligere nevnt ligger støttehylsen 34 an mot skråskulderen 33 og beveges ikke i forhold til den første rørinnretning lo når den monteres i en annen rørinnretning. Den innvendige diameter og lengden av beskyttelseshylsen 60velges med sikte på å dekke både pakningsringene 30og metall-tetningsringen 40for å hindre skade på disse under montering av den første rørinnretning 10.

Som det fremgår av fig. lDhar et parti 63 av den første rørinnretning lo mindre utvendig diameter 62 enn den utvendige diameter 32. Endringen i ytterdiameter danner en brystning 64. partiet 63 er utformet nær enden 65 av den første rørinnretning 10 motsatt produksjons-brønnpakningen 12. En styrehylse 70 er forskyvbart opplagret over enden 65.Innerdiameterpartiet 71 til styrehylsen 70 passer til ytterdiameteren 32. Innerdiameter-partiet 72 i styrehylsen 70 passer til ytterdiameteren 62. Overgangen fra innerdiameter 71 til innerdiameter 72 danner en brystning 73 på styrehylsen 70 som vender mot brystningen 64

på den første rørinnretning lo. En eller flere langsgående slisser 66 er utformet gjennom ytterdiameteren 62 mellom brystningen 64 og enden 65 av den første rørinnretning 10. Knaster 74 er festet til styrehylsen 70 og strekker seg inn i en til-støtende sliss 66. Under normal drift bestemmes lengden av den langsgående bevegelse av styrehylsen 70 i forhold til den første rørinnretning 10 av lengden av slissen 66. Dersom knasten 74 skulle bli skadet eller avkuttet vil brystningen 64 som ligger an mot brystningen 73 begrense den første rørinn-retnings 10langsgående bevegelse i en retning i forhold til styrehylsen 70.

Metall-tetningsringen 40 er festet til utsiden av den første rørinnretning lo mellom distanseringen 35 og styrehylsen 70. Om ønskelig kan styrehylsen 70 ligge direkte an mot enden av metall-tetningsringen 40. Men med sikte på enkel montering samt for å hindre eventuell skjevhet under innføring av den første rørinnretning lo i en annen rørinnretning, innføres bruddpinnen 76 gjennom endepartiet 75 på styrehylsen 70for å feste styrehylsen 70 til utsiden av den første rørinnretning 10. Under komprimering og radiell ekspansjon av metall-tetningsringen 40brytes pinnen 76 hvorved styrehylsen 70kan overføre kraft til sin tilstøtende støtteringenhet 41. Endepartiet 75 og styrehylsen 70er i ett stykke bortsett fra hullet eller hullene for innføring av bruddpinnene 76.

Lengden av styrehylsen 70er slik valgt at den strekker seg over enden 65 av den første rørinnretning 10. Et parti av enden av styrehylsen 70er avskåret fra å danne en styreflate 77. Styrehylsen 70hindrer således at innsnevringer eller brystninger i en annen rørinnretning kommer i berøring med enden 65 og bringer den første rørinnretning lo på linje med den andre rørinnretning.Beskyttelsessylinderen 60 kan forskyves over styrehylsens 70utside. Et vesentlig trekk ved foreliggende oppfinnelse er at beskyttelseshylsens 60ytterdiameter er større enn styrehylsens 70 ytterdiameter. Styrehylsen 70 kan således beveges i lengderetningen gjennom en innsnevring på den andre rørinnretnings innvendige diameter mens samme innsnevring hindrer lengdemessig bevegelse av beskyttelsessylinderen 60.

Om ønskelig er o-ringer 78 anordnet på utsiden av styrehylsen 70 for anlegg mot beskyttelsessylinderens 60 innvendige diameter.0-ringene 78 hindrer at sand eller andre små partik-ler strømmer forbi metall-tetningsringen 40 og pakningsringene 30 mens den første rørinnretning 10 monteres i en andre rør-innretning.

En skjematisk gjengivelse av en brønn som innbefatter brønn-tetningssystemet ifølge foreliggende oppfinnelse er generelt vist i fig. 2A og 2B. Gjenger 80 er vist utformet på enden av den første rørinnretning 10 nær produksjons-brønnpakningen 12. Ved hjelp av gjengene 80 kan den første rørinnretning 10 bringes i inngrep med og utgjøre en del av en rørstreng 81.

Rørstrenger benyttes ofte til å oppta strømmen av forma-sjonsfluider fra et undergrunnsreservoar (ikke vist) til brønn-overflaten (ikke vist).Rørstrengen 81 hindrer at formasjons-fluider som kan være sterkt korroderende og/eller meget varme bringes i direkte berøring med forings-rørstrengen 82. Vanligvis er et lag betong innstøpt mellom et foringsrørs utside og brønnhullets innside. Fjerning av en forings-rørstreng er derfor meget vanskelig og kostbar. Brønntetningssystemet ifølge foreliggende oppfinnelse fører formasjonsfluid gjennom boringen 11 i den første rørinnretning 10 og boringen 83 i produksjons-rørstrengen 81.

Forings-rørsystemet vist i fig. 2A og 2B omfatter to seksjoner 82a og 82b. Denne type forings-rørsystem er nærmere forklart i US-patent 3.531.236. Om ønskelig kan betong benyttes for å feste forings-rørseksjonen 82b på plass i forhold til forings-rørseksjonen 82a. Alternativt er det kjent forskjellige røropphengsystemer som kan anvendes for forankring av forings-rørseksjonen 82b i seksjonen 82a. Betong er ikke vist i fig.

2B for å anskueliggjøre at brønntetningssystemet ifølge foreliggende oppfinnelse kan danne en tilfredsstillende tetning i foringsrøret 82 uten betong mellom seksjonene 82a og 82b.

Fig. 3 viser et typisk horisontal-tverrsnitt. Et betonglag 84 er anordnet mellom forings-rørseksjonens 82a utside og jordformasjonen 85. Et ytterligere betonglag 86 er vist mellom forings-rørseksjonen 82a og forings-rørseksjonen 82b.

Brønntetningssystemet ifølge foreliggende oppfinnelse kan anvendes i hvilket som helst forings-rørsystem som har en første innsnevring eller brystning 87, en andre innsnevring eller brystning 88, og et mellomliggende innvendig diameterparti 89. Innerdiameteren 89 har fortrinnsvis en glatt overflate for dannelse av en fluidtett tetning med pakningsringene 30 og metall-tetningsringen 40.

Styrehylsens 70 ytterdiameter er valgt slik at den kan forskyves i lengderetningen forbi innsnevringen som utgjøres av den andre brystning 88 og hvilé på innsnevringen som dannes av den første brystning 87.Beskyttelsessylinderens 60 ytterdiameter er valgt for å danne inngrep og hvile på den andre brystning 88.<p>akningsringenes 30 ytterdiameter kan danne inngrep med innerdiameteren 89. Fortrinnsvis er pakningsringenes 30 ytterdiameter større enn innerdiameteren 89. Støtteringenhetene 41 er valgt for styring av kompresjon og radial ekspansjon av metall-tetningsringen 40 for å danne en fluidtett tetning mellom den første rørinnretnings lo utside og innerdiameteren 89.

Som tidligere angitt kan den første rørinnretning lo og tetningssystemet som er opplagret på denne danne en fluidtett sperre med innsiden av hvilken som helst annen rørinnretning som har en passende dimensjonert første brystning ekvivalent til brystningen 87, en andre brystning ekvivalent med brystningen 88 og den mellomliggende innerdiameter 89. Videre kunne forskjellige velkjente hydraulisk ansatte pakninger erstatte produksjon-brønnpakningen 12.

Fig. 5 t.o.m. 8 viser i større målestokk skjematiske snitt av støtteringenhetene 41 og deler av metall-tetningsringen 40. En støtteringenhet 41 ligger an mot hver ende av metall-tetningsringen 40. For klarhetens skyld er bare støtteringenheten 41 som bæres på utsiden av den første rørinnretning 10 mellom metall-tetningsringen 40 og brystningen 36. En identisk støtte-ringenhet ligger an mot den andre ende av metall-tetningsringen 40.Brystningen 36 kan utformes som en del av den første rør-innretning 10 som vist i fig. 5 og 6 eller den kan utgjøre en del av distanseringen 35 som vist i fig. lc.

Den nødvendige kraft for komprimering og radiell ekspandering av metall-tetningsringen 40 fremskaffes ved at styrehylsen 70forskyves i lengderetningen mot brystningen 36 over partiet 63 på den første rørinnretning lo. Fig. 6 viser støtte-ringenheten 41 i dens avlastede stilling. Enheten 41 omfatter et antall støtteringer anordnet rundt utsiden av den første rørinnretning lo mellom brystningen 36 og metall-tetningsringen 40. Støtteringene er fortrinnsvis valgt med en hardhet som er større enn metall-tetningsringen 40. En skråflate 91 dannes på siden av den første støttering 92 umiddelbart nær metall-tetningsringen 40. Hver ende av metall-tetningsringen 40 er utformet med en flate 93.Flatens 93 vinkel er fortrinnsvis supplementvinkel til skråflatens 91 vinkel. Den andre side av den første støttering 92 er generelt vinkelrett på utsiden av den første rørinnretning 10 og ligger an mot en motsvarende, normal flate 94 på den andre støttering 95. En konveks flate 96 er utformet på den andre støttering 95 motsatt den normale flate 94. En tredje støttering 97 har en konkav flate 98 som vender mot den konvekse flate 96. Motsatt den konkave flate 98 har den tredje støttering 97 en konveks flate 99 som vender mot en fjerde støttering 100. En konkav flate loi på den fjerde støttering 100 vender mot den konvekse flate 99 på den tredje støttering 97. Den fjerde støttering 100ligger an mot brystningen 36. Det skal bemerkes at den fjerde støttering 100i enheten 41 på den. andre ende av metall-ringen 40.ligger an mot styrehylsen 70. Den andre støttering 95 har fortrinnsvis en gjennomgående diagonalsplitt 102. Som best vist i fig. 7 og 8 kan den andre støtterings 95 ender beveges i forhold til hverandre på grunn av splitten 102. Den andre støtte-ringens 95 ytterdiameter vil således øke og ekspandere når støttering-tetningsenheten 41 komprimeres. Når den andre støtteringen 95 avlastes som vist i fig. 8, er dens ytterdiameter mindre enn dens ytterdiameter når støtteringen 95 er komprimert som vist i fig. 7.Diagonalsplitten 102 muliggjør radiell ekspansjon av støtteringen 95 uten at det dannes en spalte mellom støtteringens 95 ender.

Radiene til støtteringenhetens 41 konkave flater er fortrinnsvis mindre enn radiene til de konvekse flater. Idet det spesielt henvises til den konkave flate loi dannes en bue lola mellom to stort sett plane flater lolb og 101c. Dersom flatene 101b og lolc ble forlenget ville de skjære hverandre stort sett i en vinkel på 76°. Hver konkav flate danner fortrinnsvis en spiss vinkel. Fig. 4 viser de konvekse flater på tetnings-enheten 41 med innbyrdes rett vinkel. En rett vinkel ville dannes ved forlengelse av flatesidene 96 og 99. Når tetnings-ringenheten 41 er avlastet vil topp-punktet til de imaginære vinkler befinne seg i avstand fra hverandre som best vist i fig. 6.

Når brystningen 36 beveges mot styringshylsen 70 komprimeres metall-tetningsringen 40 mellom skråflåtene 91. Metall-tetningsringen 40er utført av et metall, f.eks. bly, som lett kan deformeres for anlegg både.mot ytterdiameteren 32 til den første rørinnretning lo og innerdiameteren 89 til den andre rørinnretning 82b.

Ettersom krumningen (eller den spisse vinkel) til flaten 101 er forskjøvet fra flaten 99, vil siden lolc på den fjerde støttering 100 gli langs den tredje støttering 97 innover mot ytterdiameteren 32. Flaten 99 vil også søke å deformere siden lOlc, slik at en del av den fjerde støttering 100 kommer til anlegg mot innerdiameteren 89 som vist i fig. 5. Den fjerde

støttering 100 og dens konkave flate loi samvirker således

med den konvekse flate 99 for å feste den tredje støttering 97 mot den første rørinnretning 10.

Når den tredje støttering 97 er festet samvirker flatene

98 og 96 for å skyve den andre støttering 95 radielt utad inntil den kommer til fast anlegg mot innerdiameteren 89. Splitten 102 tillater radiell ekspansjon av den andre støtte-ring 95. En del av den normale flate 94 på den andre støtte-ring 95 danner således en sperre som hindrer uønsket ekstrudering av metall-tetningsringen 40 når den komprimeres og ekspan-derer radielt.

Støtteringenheten 41 på den andre ende av metall-tetningsringen 40 virker på samme måte som ovenfor beskrevet.

Virkemåtén er som følger.

Forings-rørstrengen 82 med en passende dimensjonert første innsnevring eller brystning 87, en annen innsnevring eller brystning. 88 og en mellomliggende tetnings flate eller innerdiameter 89 sementeres i en brønnboring ved hjelp av konven-sjonelle teknikker. Den første rørformede innretning 10 som bærer tetningssystemet ifølge foreliggende oppfinnelse festes til produksjons-rørstrengen 81 ved hjelp av gjengene 80 ved brønnoverflaten (ikke vist) og nedsettes ved hjelp av konvensjon-elt utstyr (Ikke vist) gjennom boringen i foringsrøret 82 inntil styrehylsen 70kommer til anlegg mot den første brystning 87.Beskyttelsessylinderen 60hindrer skader på pakningsringene 30 og metall-tetningsringen 40under nedsenkingsoperasjonen. Styreflaten 77 på enden av styrehylsen 70 bidrar til å rette produksjons-rørstrengen 81 og den første rørinnretning 10

forbi innsnevringer såsom den andre brystning 88 i boringen i foringsrøret 82. Som tidligere nevnt er ytterdiameteren til styrehylsen 70slik valgt at den kan skyves forbi den andre brystning 88 men ikke den første brystning 87.

Etter at styrehylsen 70er ført forbi den andre brystning 88, vil beskyttelsessylinderen 60komme til anlegg mot brystningen 88 for derved å hindre videre bevegelse av beskyttelsessylinderen 60. Når produksjons-rørstrengen 81 fortsatt nedsenkes, vil en kraft virke på skruen 61 til den brister og tillater den første rørinnretning 10 å forskyves i forhold til beskyttelsessylinderen 60. Vekten av rørstrengen 81 virker på bruddskruen 61 via skråbrystningen 33 som virker på støtte-hylsen 34.

Videre bevegelse av rørinnretningen 10 frilegger pakningsringene 30 og metall-tetningsringen 40 mot den andre rør-innretnings 82b innerdiameter 89.

Når styrehylsen 70hviler på den første brystning 87, samvirker knasten 74 og slissen 66 for å tillate begrenset bevegelse av den første rørinnretning lo i forhold til styrehylsen 70. Denne fortsatte bevegelse som forårsakes ved nedsetting av vekten av produksjons-rørstrengen 81 på brystningen 87 fører til kompresjon og radiell ekspansjon av metall-tetningsringen 40mellom brystningen 36 og styrehylsen 70 som tidligere beskrevet.

Lengden av beskyttelsessylinderen 60og beliggenheten av brystningen 15 på den første rørinnretning lo velges fortrinnsvis slik at en indre kilebærer 23 kommer til anlegg mot beskyttelsessylinderen 60 når metall-tetningsringen 40 begynner å komprimeres. Når således rørstrengen 81 nedsenkes for komprimering og radiell ekspandering av metall-tetningsringen 40 vil denne samme bevegelse bevirke at produksjons-brønnpakningen 12 kommer til inngrep med og danner en fluidtett tetning med innsiden av foringsrøret 82a ved at brystningen 15 beveges mot beskyttelsessylinderen 60.

Foreliggende oppfinnelse tilveiebringer tre separate tetninger mellom utsiden av den første rørinnretning 10 og innsiden av den andre rørinnretning 82.Tetningene er metall-tetningsringen 40, pakningsringene 30 og tetningselementet 20. Sistnevnte to tetninger er sekundære, elastomer mot metall-tetninger som støtter tetningsringens 40 metall mot metall-tetning.

Ovenstående beskrivelse gjelder bare én utføringsform av foreliggende oppfinnelse. Andre varianter, såsom bruk av en hydraulisk ansatt pakning for komprimering av pakningen 12 vil være innlysende for fagmenn på området etter lesning av ovenstående beskrivelse i sammenheng med tegningene og kravene. Slike varianter og modifikasjoner .ligger innenfor rammen av oppfinnelsen som angitt i kravene.

Claims (18)

1.B rønntetningssystem for blokkering av fluidstrøm.gjennom et ringrom som delvis avgrenses av utsiden av en første rør-formet innretning og innsiden av en annen rørformet innretning når den første rørinnretning er anordnet i den andre rør-innretning, karakterisert ved at den omfatter: a. en produksjonsbrønnpakning festet nær enden av den første rørinnretning; b. et antall pakningsringer anordnet på utsiden av den første rørinnretning; c. en metall-tetningsring anordnet på utsiden av den første rørinnretning; og d. organer for komprimering og radiell ekspandering av metall-tetningsringen for anlegg mot innsiden av den andre rørinnretning når den første rørinnretning er anordnet i denne.

2.B rønntetningssystem ifølge krav 1,' karakterisert ved at den første rørinnretning omfatter et parti av en produksjons-rørstreng og den andre rørinnretning omfatter et parti av en forings-rørstreng.

3.B rønntetningssystem ifølge krav 1, karakterisert ved at metall-tetningsringen omfatter bly.

4.B rønntetningssystem ifølge krav 1, karakterisert ved at organene for komprimering og radiell ekspandering av metall-tetningsringen omfatter: a. en styrehylse som er forskyvbart anordnet over den. andre ende av den første rørinnretning; b. en brystning på utsiden av den første rørinnretning og metall-tetningsringen anordnet mellom styrehylsen og brystningen; og c. styrehylsens ytterdiameter dimensjonert for inngrep med en første innsnevring i den andre rørinnretning for å hindre langsgående bevegelse av styrehylsen gjennom den andre rørinnretning og komprimering av metall-tetningsringen mellom brystningen og styrehylsen.

5.B rønntetningssystem ifølge krav 4, karakterisert ved at det omfatter: a. et antall støtteringer anordnet rundt utsiden av den første rørinnretning mellom både styrehylsen og metall-tetningsringen og brystningen og metall-tetningsringen» b. støtteringene er valgt med en hardhet større enn metall-tetningsringen? c. en skråflate utformet på siden av hver første støttering umiddelbart nær hver ende av metall-tetningsringen; d. hver skråflate danner inngrep med en motsvarende flate på dens respektive ende av metall-tetningsringen; e. den andre ende av hver første støttering er stort sett normal på utsiden av den første rørinnretning og ligger an mot en motsvarende flate på den andre, tilstøtende støttering; f. hver andre støttering har en konveks flate motsatt dens normale flate; g. den konvekse flate på hver andre støttering i inngrep med en konkav flate på hver tilstøtende støttering; h. hver tredje støttering har en konveks flate motsatt sin konkave flate; i. en konkav flate på hver fjerde støttering vender mot den konvekse flate på hver tilgrensende tredje støttering og én flate på hver fjerde støttering normalt på utsiden av den første rørinnretning; j. den normale flate på en fjerde støttering i anlegg mot brystningen og den normale flate på den andre fjerde støttering i anlegg mot styrehylsen; og k. hver andre støttering er splittet for å tillate den andre støttering å ekspandere radielt når den komprimeres mellom den konkave flate på dens tilstøtende tredje støtte-ring og den normale flate på dens tilstøtende første støttering.

6. Brønntetningssystem ifølge krav 5, karakterisert ved at brystningen omfatter enden av en distansering som er anordnet på utsiden av den første rørinnretning •mellom pakningsringene og metall mot metall-tetningsringen.

7. Brønntetningssystem ifølge krav 1, karakterisert ved at den omfatter: a. en beskyttelsessylinder som er løsbart festet til utsiden av den første rørinnretning og omgir pakningsringene for å beskytte pakningsringene før innsetting av den første rørinnretning i den andre rørinnretning? og b. beskyttelsessylinderens ytterdiameter er dimensjonert for inngrep med en andre innsnevring i den andre rørinn-retning for frigjøring av beskyttelsessylinderen og fri-legging av pakningsringene mot innsiden av den andre rørinnretning mellom den første og andre innsnevring.

8.B rønntetningssystem ifølge krav 7, k a r a k t e r i sert ved at organer for å bringe produksjons-brønn-pakningen i inngrep med innsiden av den andre rørinnretning innbefatter beskyttelsessylinderen i anlegg mot den andre innsnevring.

9. Brønntetningssystem ifølge krav 8, karakterisert ved at: a. pakningsringene er utformet av elastomer-materiale? og b. pakningsringenes ytterdiameter er større enn innerdiameteren til den andre rørinnretning mellom dens første innsnevring og dens andre innsnevring.

10. Apparat for utforming av en metall mot metall-tetning mellom en første rørformet innretning som er forskyvbar i lengderetningen i en andre rørformet innretning, karakterisert ved at det omfatter: a. en metall-tetningsring anordnet på utsiden av den første rørinnretning; b. en styrehylse forskyvbart anordnet over en ende av den første rørinnretning; c. en brystning festet til utsiden av den første rørinnretning og metall-tetningsringen anordnet mellom styrehylsen og brystningen; d. styrehylsens ytterdiameter er dimensjonert for inngrep med en første innsnevring i den andre rørinnretning som begrenser lengdebevegelse av styrehylsen og tillater den første rørinnretning å forskyves i forhold til styre hylsen; e. et antall støtteringer anordnet rundt utsiden av den første rørinnretning mellom styrehylsen og en ende av metall-tetningsringen og brystningen og den andre ende av metall-tetningsringen; og f. organer, innbefattende støtteringene, for komprimering og radiell ekspandering av metall-tetningsringen når den første rørinnretning forskyves i forhold til styrehylsen.

11. Apparat ifølge krav lo, karakterisert ved at: a. metall-tetningsringens ytterdiameter er i avlastet til-stand mindre enn den andre rørinnretnings innerdiameter umiddelbart nær den første innsnevring; og b. støtteringene har en større hardhet enn metall-tetningsringen.

12. Apparat ifølge krav 11, karakterisert ved at det omfatter: a. en første støttering umiddelbart nær hver ende av metall- tetningsringen, med en skråflate på en side i inngrep med den motsvarende flate på hver ende av metall-tetnings ringen ; b. hver første støttering har en.flate stort sett normal på utsiden av den første rørinnretning på siden motsatt skrå-flaten; c. en andre støttering har en stort sett normal flate i anlegg mot den stort sett normale flate på hver første støttering; d. hver andre støttering har en konveks flate på siden motsatt den stort sett normale flate; e. en tredje støttering har en konkav flate dimensjonert for inngrep med tilstøtende konvekse flate på den andre støtte-ring når metall-tetningsringen komprimeres; f. en konveks flate på hver tredje støttering motsatt dens konkave flate; g. en fjerde støttering har en konkav flate dimensjonert for inngrep med den konvekse flate på den tilstøtende tredje støttering når metall-tetningsringen komprimeres; h. hver fjerde støttering har en stort sett normal flate motsatt dens konkave flate; i. den normale flate på en støttering i anlegg mot brystningen og den normale flate på den andre støttering i anlegg mot styrehylsen; og j. en diagonalsplitt i hver andre støttering som tillater radiell ekspansjon av denne når metall-tetningsringen komprimeres.

13. Apparat ifølge krav 12, karakterisert ved at metall-tetningsringen er anordnet mellom skråflatene på hver første støttering og radielt ekspandert ved at den første rørinnretning beveger brystningen i lengderetningen mot styrehylsen.

14. Apparat ifølge krav 13, karakterisert ved at den tilstøtende konkaveb g konvekse flate på støtteringene er lengdemessig og radielt forskjøvet fra hverandre når metall-tetningsringen er avlastet.

15. Apparat ifølge krav 10, karakterisert ved at metall-tetningsringen omfatter bly.

16.B rønntetningssystem for blokkering av fluidkommunikasjon gjennom et ringrom som dannes ved å anordne en produksjons-rørstreng i en forings-rørstreng, karakterisert ved at det omfatter: a. foringsringen har en første brystning som rager inn i boringen i forings-rørstrengen; b. en annen brystning som rager inn i boringen i forings-rørstrengen og er anordnet i avstand over den første brystning ; c. forings-rørstrengens innerdiameter mellom den første og andre brystning har en glått overflate for tetning med elastomer-materiale; d. en styrehylse forskyvbart anordnet på enden av produksjons -r ør strengen ; e. styrehylsens ytterdiameter som er valgt for inngrep med den første brystning på forings-rørstrengen begrenser styrehylsens bevegelse gjennom forings-rørstrengens boring; f. en distansering festet til utsiden av produksjons- rørstrengen og i avstand over styrehylsen; g. en metall-tetningsring anordnet på utsiden av produksjons-rørstrengen mellom styrehylsen og distanseringen; h. organer for komprimering og radiell ekspandering av metall-tetningsringen omfatter styrehylsen og distanseringen; i. et antall pakningsringer anordnet på utsiden av produksjons-rørstrengen over distanseringen; j. pakningsringenes ytterdiameter er valgt for inngrep med forings-rørstrengens innerdiameter mellom den første og andre brystning; k. en beskyttelsessylinder som er løsbart festet til utsiden av produksjons-rørstrengen har en første stilling som dekker pakningsringene og en andre stilling som tillater pakningsringene å danne inngrep med forings-rørstrengens innerdiameter; og

1. beskyttelseshylsens ytterdiameter er valgt for inngrep med. den andre brystning og for omskifting av beskyttelseshylsen fra dens første stilling til dens andre stilling.

17.B rønntetningssystem ifølge krav 16, karakterisert ved at det omfatter: a. en produksjons-brønnpakning som bæres av produksjons-rørstrengen over pakningsringene; og b. pakningen ligger an mot beskyttelsessylinderen når sylind-eren er i sin andre stilling.

18.B rønntetningssystem ifølge krav 17, karakterisert ved at det omfatter: a. et antall støtteringer anordnet rundt utsiden av produksjons-rørstrengen mellom både styrehylsen'og metall-tetningsringen og distanseringen og metall-tetningsringen; b. støtteringene er valgt med en hardhet større enn metall-tetningsringen; c. en skråflate er utformet på siden av hver første støtte-ring umiddelbart nær hver ende av metall-tetningsringen; d. hver skråflate danner inngrep med en motsvarende flate ved dens respektive ende av metall-tetningsringen; e. den andre side av hver første støttering er stort sett normal på utsiden av produksjons-rørstrengen og ligger an mot den motsvarende flate på hver andre støttering nær denne; f. hver andre støttering har en konveks flate motsatt dens normale flate; g. den konvekse flate på hver andre støttering danner inngrep med den konkave flate på hver tredje støttering nær denne; h. hver tredje støttering har. en konveks flate motsatt dens konkave flate; i. de fjerde støtteringer har en konkav flate som vender mot den konvekse flate på hver tredje støttering og en flate normal på utsiden av produksjons-rørstrengen; j. den normale flate på en fjerde støttering ligger an mot distanseringen og den normale flate på den andre fjerde støttering ligger an mot styrehylsen; og k. hver andre støttering har en splitt som tillater den andre støttering å ekspandere radielt når den komprimeres mellom den konkave flate på dens tilstøtende tredje støttering og den normale flate på dens tilstøtende første støttering.