NO863724L - Pakning. - Google Patents

Description

Oppfinnelsen gjelder en metallpakning av det slaget som er angitt i innledningen til patentkrav 1, for bruk i rør, særlig for å gi toveis tetning mot metall i tilfeller hvor en regner med tilbakeslag av væske under trykk. Oppfinnelsen omfatter også bruken av flere slike pakninger samlet i en holder, som en pakningssammenstilling, slik at hele sammenstillingen kan monteres og fjernes samtidig. En slik sammenstilling er særlig egnet ved rørforbindelser i olje- og gassindustrien.

Forskjellige metallpakninger beregnet for bruk mot metall i rør har vært lenge kjent. Det kan henvises til US-patentskrift 4.471.965, 2.405.152 og 3.455.562, fransk patentskrift 1.356.218 og britisk patentsøknad 2.000.234A.

Ingen av disse pakningene er imidlertid effektive med hensyn til å gi tetning for en strøm i to retninger i tilfelle væskestrømmen i røret vendes. Dessuten har ingen av disse patentskriftene vist en metallpakning som kunne settes inn og taes ut uten å ripe eller skrape opp den teningsflata som pakninga skulle støte mot. Heller ikke har disse patentskriftene vist en sammenstilling av pakninger som kan monteres eller fjernes samtidig. Bruken av en slik sammenstilling er særlig fordelaktig ved montering og fjerning av flere pakninger som brukes i rørforbindelser hvor ei rekke kanaler (individuelle rørledninger) ender ved et felles forbindelsespunkt, f.eks. under vann ved et undervanns brønnsystem.

Hovedformålet ved oppfinnelsen er å skape en pakning av det nevnte slaget, som har bedre bruksegenskaper enn de pakningene som er kjent, f.eks. fra de nevnte referansene.

Dette kan oppnås med en pakning som er utformet i samvar med den karakteriserende delen av patentkrav 1.

Ytterligere fordelaktige trekk ved oppfinnelsen er angitt i underkravene.

Ved den utførelsesformen som har to par toveis pakningselementer, finnes et nytteområde med større diameter enn pakningselementene, for opptak i en holder, slik at en samling av slike pakninger kan holdes som en enhet. Holderen selv er forsynt med en omkrets-pakning av metall, som også ruller når den settes inn i en sylinder i inngrepspasning, for å energisere pakningen i nær kontakt med en sylindervegg. Denne siste pakningen omfatter et par halvsylindriske pakningselement med buet ytterflater og åpninger som er åpen for væske som presser pakningselementene i nærmere kontakt mot den sylindriske veggen som reaksjon på væsketrykk. En sammenstilling som omfatter flere toveis ringpakninger og en toveis omkretspakning kan således settes inn som en enhet mellom kanalender som omfatter flere strømbaner, f.eks. slik det er tilfelle ved sammenkoblingen av en undervannsbrønn med et produksjonstre.

Det vil være klart for fagfolk, at rulleeffekten mellom pakningselementene og den sylindriske veggen tillater innføring og uttrekking av toveis pakninger uten skraping eller riping og tillater dermed at pakningen brukes mer enn en gang uten ytterligere maskinering av pakningen eller den sylindriske flata.

Eksempel:

Fig. 1 viser et tverrsnitt av en ring med et par pakningselement hvor hvert pakningselement er utformet i samsvar med oppfinnelsen,

fig. 2 viser den toveis pakningen i fig. 1 i området innsirklet med pila 2 i større målestokk,

fig. 3 viser pakningen i fig. 2, hvor rulleeffekten som oppstår ved innsetting i en sylindrisk boring er illustrert,

fig. 4 viser et par slike toveis pakninger i et arrangement hvor konseptet med tetning i begge retninger er illustrert sammen med omkretstetning,

fig. 5 viser et perspekt ivr iss av en holder for flere toveis pakninger i en sammenstilling, slik at flere kanaler kan tettes eller pakninger fjernes samtidig, mens

fig. 6 og fig. 7 illustrerer pakningen i samsvar med oppfinnelsen som en del av et aggregat eller sammenstilling som er innsatt i en kanal.

Ved det snittrisset som er vist i fig. 2, er det illustrert en metallpakning 10 beregnet for anlegg mot metall, som dannes av en ring med ei boring 12 med samme diameter som røret eller strømningsbanen som skal tettes. Ringen omfatter en hoveddel 14, med et utvidet midtparti 16 som skal motstå ytre trykk, og et par pakningselementer 20 og 22 ved endene. Begge parene av pakningselementer er utformet i ett med hoveddelen 14 og tilvirket slik at de er elastiske (ettergivende). Det første eller ytre pakningselementet 24 i et par omfatter en relativt tynnvegget buet halvsylinder med buet ytterflate 26 og et sentralt hulrom 30 som vender mot strømningsbanens indre.

Det andre eller indre pakningselementet 32 i paret 20 er hovedsakelig en rett, skråttstilt vegg 34 med buet kant ved 36 og som sammen med sentraldelen 16 avgrenser et hulrom 40 som er åpent i motsatt retning i forhold til hulrommet 30, dvs. mot midten av ringen, slik at den blir aktivert ved inntrengning av væske som strømmer i motsatt retning i forhold til væska som strømmer inn i det første hulrommet 30. Elementet 32 er også elastisk (ettergivende).

Som det går fram av figurene er det andre paret pakningselementer 22 identisk, men vendt slik at det virker i motsatt retning.

Elementet som skal tettes, enten det er enden av en kanal eller et rør, er selv forsynt med ei sylindrisk flate vist med en utboring 42 ved enden, med litt mindre diameter enn den ytre diameteren til pakningselementene ved deres ytterflater 26 og 36, slik at når elementene er innsatt i utboringen dannes en inngrepspasning og pakningselementene gir etter (energiseres). Som vist i forstørrelsen av paret 20 i fig. 2 og 3, foregår det en svak innover rettet avbøyning (rulling) av pakningselementene i de retningene som er vist med pilene 44 og 46. Som vist i fig. 3, er utboringa 44 forsynt med ei konisk føringsflate 50 for å lette innsettingen. Mengden av rullende bøyning av elementene er forsterket i fig. 3, for å illustrere energiseringen av pakningselementene, men som vist forblir åpningene 30 og 40 åpne overfor væske under trykk, slik at de kan påvirkes av denne. Pakningselementene kan innsettes i og trekkes ut av utboringa uten å skade noen av flatene og dette skyldes nedbøyningen og rullingen.

Fig. 4 viser en skjematisk illustrasjon av ei rekke pakninger samlet i en holder 52 som vist i fig.5. Holderen 52 er et par plater 54 og 56 med ei rekke boringer 60 som i antall og størrelse tilsvarer kanalene/rørledningene og holdes sammen på hensiktsmessig måte, f.eks. med skruer 62. Utformingen av holderen er vist klarere i fig. 4, hvor det for enkelhets skyld bare er vist to pakninger 10 og to kanaler. Fig. 4 er altså skjematisk og må betraktes sammen med fig. 5 for å forstå hvordan holderen virker.

To toveis pakninger 10 holdes fast i holderen 52 (platene 54 og 56), og blir satt i inn i to kanalplater eller terminaler 64 og 66.

For å holde de toveis pakningene 10 i holderen 52 er hver pakning forsynt med et sentralt plassert omkretsspor 70 vendt radialt, hvor det er innsatt en splittring 72. Denne splittringen 72 samvirker med to avtrapninger 74 utformet i omkretsen til hver boring 60 i platene 54 og 56, som når de føyes sammen danner et spor for splittringen 72, og holder dermed hver pakning på plass på platene 54 og 56. Disse platene 54 og 56 er også forsynt med et par avtrapninger 76 ved den ytre omkretsen, som når platene er satt sammen danner et spor for opptak av en radialt innoverrettet ringflens 80 på ei omkretspakning 82.

Denne omkretspakninga 82 omfatter i tillegg til flensen 80 et par pakningselement 24a som tilsvarer det ytre pakningselementet 24 som e: beskrevet ovenfor, og en andre, radialt utoverrettet flens 84 som er beregnet for opptak mellom et par avtrapninger 86 i kanalplatene 64 og 66, som når de er føyd sammen danner et spor. Omkretspakningen 80 holdes derfor på plass av holderen og kanalplatene 68 og 66. Disse pakningselementene 24a samvirker med omkretsspor 90 i kanalplatene og er vendt i motsatt retninger, slik at når pakningssammenstillingen føres mellom to kanalplater vil den ytre omkretsen være tettet mot lekkasje i begge retninger. Disse pakningselementene 24a kan også gi etter og rulle i sporene 90 på samme måten som pakningselementene 24 i sporet 42. For å fullføre beskrivelsen av fig. 4 og 5, skal det nevnes at hver plate 64 og 66 er forsynt med utboringer 42 og føringsflater 50 som beskrevet foran.

Under vanlige forhold, når kanalplatene føres sammen blir det skapt tetning mot lekkasje av væske under trykk i kanalene. Dette er vist med de heltrukne pilene 92. Dersom det skulle oppstå vakuum i en kanal eller det skulle skje en lekkasje ved en pakning 10 ville trykket mellom pakningene forsøke å strømme inn i den andre kanalen. Denne strømmen er gjengitt med strekete piler 94. Denne strømmen stoppes imidlertid av de andre pakningselementene 32 som virker i motsatt retning i forhold til de første pakningselementene 24, og tetter kanalen i dette tilfellet.

Det skulle være klart for fagfolk at en betydelig adskillelse av kanalplatene kan godtas uten lekkasje mellom kanalene eller ut gjennom omkretspakningen på grunn av naturen til disse pakningene.

Fig. 6 og 7 viser ei sammenstilling av flere pakninger plassert mellom to kanaldeler med det passende antall metallpakninger 10 og med den tilsvarende omklretspakning 82 holdt fast av holderen 52. Kanaldelene er utformet slik at de danner reserve for metallpakningen 10 og omkretspakningen 82 slik det er beskrevet i forbindelse med fig. 4. Disse figurene viser et eksempel på måten som kanaldelene føres sammen, tettes og forbindes. Pakningene blir først innsatt i en av kanaldelene, såsom 64. Deretter blir den andre kanaldelen brakt i stilling for opptak av den andre enden av pakningene og når de to kanaldelene 64 og 66 er ført sammen blir klemm-mekanismen 100 aktivert. Klemm-mekanismen er plassert på kanaldelen 66 og omfatter hydraulisk sylinder 102 som beveger en kamring 104 som presser gripelabber 106 inn i et profil (spor) 118 på kanaldelen 64 slik at de to kanaldelene holdes løsbart sammen. Det skal bemerkes at ved de utførelsesformene av kanaldelene 64 og 66 som er vist i fig. 6 og fig. 7 er avtrapningene 86 i platene i fig. 4 utelatt og erstattet med en bevegelig lås 112 for å låse flensen 84 til omkretspakningen 82. Denne låsen virker på tilsvarende måte som avtrapningene 86. På denne måten blir de enkelte kanlene, som ender ved de respektive endeflater, issolert fra hverandre og, i tilfelle av svikt ved noen av kanlene, vil pakningselementene for de andre kanalene forbli tette mot lekkasje, slik det er beskrevet foran. I visse tilfeller kan det være tilstrekkelig at et par pakningselementer, såsom 20 eller 22, kan brukes med andre pakningstyper, hvor utformingen av elementene som skal tettes mot hverandre forutsetter en slik forandring.

Som nevnt ovenfor kan disse pakningselementene fjernes og gjeninnsettes for reparasjon og vedlikehold uten ødleggelse av veggene som pakningselementene støter mot.

Som et eksempel på en typisk pakning utformet i samsvar med oppfinnelsen for en 76 mm kanal, var lengden av ringene omtrent 81 mm, den utvendige diameteren på de to pakningselementene ved hver ende var omtrent 101,6 mm for å danne inngrep med den sylindriske boringa på omtrent 101,47 mm slik at det dannes presspasning mellom de to pakningselementene. Den utvendige diameteren til ringen i den utvidete delene 16 var omtrent 108 mm og metallpakningen var fremstilt av et materiale med lav flytestyrke, såsom materiale av typen 80K nr. 4130

i

Claims (5)

1. Metallpakning med en sylindrisk ring (14) med gjennomgående boring (12) og tetningselementer (20, 22) ved omkretsen, med et første tetningselement (24) av et fleksibelt materiale, som kan føres inn i en sylindrisk boring med presspasning og på denne måten danne trykkanlegg, karakterisert ved at det første pakningselementet en buet ytterflate (26) og er åpen mot en første strømningsbane for væsketrykk slik at væsketrykket påvirker dette elementet mot den sylinderformete veggen, og at det finnes et andre tetningselement (32) av fleksibelt materiale, som også danner trykkanlegg mot den sylinderformete veggen, idet det har ei flate (40) som vender bort fra den første strømningsretningen for trykkvæske og kan påtrykkes av væske som strømmer i motsatt retning, slik at pakningen skaper tetning i begge retninger.

2. Pakning i samsvar med krav 1, karakterisert ved at det første og andre pakningselementet (24, 32) er buet for å rulle mot den sylindriske flata når pakningselementene føres i inngrep.

3. Pakning i samsvar med patentkrav 1 eller 2, karakterisert ved at det finnes to par pakningselementer (20, 22) ved omkretsen av ringen (14).

4. Pakning i samsvar med et av patentkravene 1-3, karakterisert ved at pakningselementene og ringen er utformet i ett stykke.

5. Pakning i samsvar med patentkrav 3, karakterisert ved at ringen (14) omfatter en hoveddel (16) som er utvidet i forhold til pakningselementene, idet den ved omkretsen er forsynt med et organ (70) for forankring til en holder (52)