RU2707619C1 - Metal-to-metal-type seal in column head for underwater wells - Google Patents
Metal-to-metal-type seal in column head for underwater wells Download PDFInfo
- Publication number
- RU2707619C1 RU2707619C1 RU2019115486A RU2019115486A RU2707619C1 RU 2707619 C1 RU2707619 C1 RU 2707619C1 RU 2019115486 A RU2019115486 A RU 2019115486A RU 2019115486 A RU2019115486 A RU 2019115486A RU 2707619 C1 RU2707619 C1 RU 2707619C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- suspension
- sealing
- conductor
- metal
- relative
- Prior art date
Links
- 238000007789 sealing Methods 0.000 claims abstract description 83
- 239000000725 suspension Substances 0.000 claims abstract description 42
- 239000004020 conductor Substances 0.000 claims abstract description 36
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims abstract description 21
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 7
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 claims abstract description 4
- 239000000565 sealant Substances 0.000 claims description 17
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims description 6
- 238000007599 discharging Methods 0.000 claims description 3
- 238000000034 method Methods 0.000 abstract description 6
- 230000003993 interaction Effects 0.000 abstract description 4
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 3
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 1
- 238000005056 compaction Methods 0.000 description 1
- 238000005553 drilling Methods 0.000 description 1
- 238000011900 installation process Methods 0.000 description 1
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 1
- 238000003825 pressing Methods 0.000 description 1
Images
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
- E21B33/02—Surface sealing or packing
- E21B33/03—Well heads; Setting-up thereof
- E21B33/035—Well heads; Setting-up thereof specially adapted for underwater installations
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
- E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
- E21B33/00—Sealing or packing boreholes or wells
- E21B33/02—Surface sealing or packing
- E21B33/03—Well heads; Setting-up thereof
- E21B33/04—Casing heads; Suspending casings or tubings in well heads
- E21B33/043—Casing heads; Suspending casings or tubings in well heads specially adapted for underwater well heads
Landscapes
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Geology (AREA)
- Mining & Mineral Resources (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Fluid Mechanics (AREA)
- General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Geochemistry & Mineralogy (AREA)
- Gasket Seals (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к уплотнителю, используемому для герметизации кольцевых зазоров между кондуктором и установленной в нем подвеской технической колонны труб при эксплуатации подводных скважин и выполненному с трехступенчатыми кольцевыми уплотнениями типа металл-металл.The invention relates to a sealant used to seal annular gaps between the conductor and the suspension of the technical pipe string installed in it during the operation of subsea wells and made with three-stage metal-metal ring seals.
Известна колонная головка, содержащая цилиндрический корпус, крышку, патрубки, клиновую подвеску в виде разрезанной втулки, эластичные нижнюю и верхнюю манжеты и кольцевое металлическое уплотнение, RU №2146000 C1, Е21В 33/04, 27.02.2000.Known column head containing a cylindrical body, a cover, nozzles, a wedge-shaped suspension in the form of a cut sleeve, elastic lower and upper cuffs and an annular metal seal, RU No. 2146000 C1, ЕВВ 33/04, 02.27.2000.
Известны устройства герметизации межколонного пространства подводных скважин, включающие комбинированные уплотнения, US 2013/0000920 A1 Е21В 33/035, Е21В 33/00, Е21В 33/128, 03.01.2013.Known devices for sealing the annular space of subsea wells, including combined seals, US 2013/0000920 A1 ЕВВ 33/035, ЕВВ 33/00, Е21В 33/128, 01/03/2013.
Известна система уплотнений подводной бурильной установки, US 7073591 В2, E21B 33/043, 11.07.2006; US 6520263 В2, Е21В 33/035, 18.02.2003.A known sealing system of an underwater drilling rig, US 7073591 B2,
Известна подвеска насосно-компрессорных труб устьевой арматуры с уплотнением металл-металл, установленная в корпусе трубной головки, состоящая из корпуса, уплотнений, имеющая уплотнения затрубного пространства в виде опорного, стопорного колец и металлической манжеты с конической внутренней и цилиндрической наружной поверхностями, RU №2171358 С2, Е21В 33/04, 27.07.2001.Known suspension of tubing of wellhead valves with metal-to-metal seals installed in the housing of the pipe head, consisting of a housing, seals, having annulus seals in the form of support, retaining rings and metal cuffs with conical inner and cylindrical outer surfaces, RU No. 2171358 C2,
Известно устройство для герметизации межколонного пространства устья нефтегазодобывающей скважины между кондуктором и эксплуатационной колонной, RU №2249093 C1, Е21В 33/04, 27.03.2005.A device is known for sealing the annulus of the mouth of an oil and gas producing well between a conductor and a production string, RU No. 2290393 C1,
Известен комбинированный уплотнитель, содержащий корпус, толкатель (устройство передачи усилия), уплотнения металлические и полимерные, опорное кольцо, US 2013/0000920 A1 Е21В 33/035, Е21В 33/00, Е21В 33/128, 03.01.2013.Known combined sealant containing a housing, a pusher (force transmission device), metal and polymer seals, support ring, US 2013/0000920 A1 EV 33/035,
В известных устройствах признаков, тождественных заявляемому изобретению, не обнаружено.In the known devices, features identical to the claimed invention were not found.
Ближайший аналог для заявляемого изобретения - не найден.The closest analogue to the claimed invention is not found.
В основу настоящего изобретения положено решение задачи, позволяющей повысить надежность герметизации кондуктора и подвески технической колонны труб, обеспечить надежный и усиленный режим эксплуатации уплотнителя в подводных скважинах и упростить технологические операции.The present invention is based on the solution of the problem, which allows to increase the reliability of sealing of the conductor and suspension of the technical pipe string, to provide a reliable and enhanced mode of operation of the seal in subsea wells and to simplify technological operations.
Технический результат настоящего изобретения заключается в надежности герметизации кольцевых зазоров между кондуктором и подвеской технической колонны труб за счет выполнения уплотнителя с трехступенчатыми кольцевыми уплотнениями типа металл-металл, конструктивных особенностей геометрии конусных поверхностей и их размещения друг к другу, несущих наружные и внутренние уплотняющие пояски, в выполнении толкателя, обеспечивающего надежную фиксацию уплотнения на кондукторе и подвеске технической колонны труб за счет формы и размеров фиксирующих колец и канавок под них, и в упрощении монтажных работ при установке уплотнения за счет срезного элемента.The technical result of the present invention is the reliability of sealing the annular gaps between the conductor and the suspension of the technical pipe string by performing a gasket with three-stage metal-metal ring seals, design features of the geometry of the conical surfaces and their placement to each other, bearing external and internal sealing belts, in the execution of the pusher, which provides reliable fixation of the seal on the conductor and suspension of the technical pipe string due to the shape and size fixing rings and grooves under them, and to simplify installation work when installing the seal due to shear element.
Согласно изобретению уплотнитель типа металл-металл в колонной головке для подводных скважин обеспечивает герметизацию кольцевых зазоров между кондуктором и установленной в нем подвеской технической колонны труб.According to the invention, a metal-metal seal in a subsea casing head provides sealing of annular gaps between the conductor and the suspension of the technical pipe string installed therein.
Уплотнитель выполнен с трехступенчатыми кольцевыми уплотнениями типа металл-металл.The sealant is made with three-stage O-rings of the metal-metal type.
Уплотнитель имеет корпус, толкатель со срезным транспортным элементом, с фиксирующими кольцами, не меньше двух, с замком, выполненным с возможностью перемещения вниз.The sealant has a housing, a pusher with a shear transport element, with locking rings, not less than two, with a lock made to move down.
При этом корпус содержит наружные уплотняющие элементы, включающие нижний, средний и верхний уплотняющие пояски, сопряженные с кондуктором, совместно образуя первую лабиринтную систему, и внутренние уплотняющие элементы, включающие нижний, средний и верхний уплотняющие пояски, сопряженные с подвеской технической колонны труб, совместно образуя вторую лабиринтную систему.In this case, the housing contains external sealing elements, including the lower, middle and upper sealing belts, conjugated with the conductor, together forming the first labyrinth system, and internal sealing elements, including the lower, middle and upper sealing belts, conjugated with the suspension of the technical pipe string, together forming the second labyrinth system.
Причем уплотняющие пояски внутренних уплотняющих элементов имеют возможность контакта с опорной поверхностью подвески технической колонны труб, выполненной под углом равным не больше 10 градусам относительно оси скважины.Moreover, the sealing belts of the internal sealing elements have the possibility of contact with the supporting surface of the suspension of the technical pipe string, made at an angle equal to not more than 10 degrees relative to the axis of the well.
Поверхности, образованные вершинами уплотняющих поясков внутренних уплотняющих элементов и поверхности, образованные вершинами уплотняющих поясков наружных уплотняющих элементов, имеют с осью скважины углы одинакового диапазона.The surfaces formed by the vertices of the sealing belts of the inner sealing elements and the surfaces formed by the vertices of the sealing belts of the outer sealing elements have angles of the same range with the axis of the well.
Также корпус содержит контактные поверхности, которые расположены одна относительно другой под углом.The housing also contains contact surfaces that are located relative to each other at an angle.
Толкатель содержит контактные поверхности, одна из которых выполнена с канавкой для выпуска воды, расположенные одна относительно другой под углом, равным углу расположения контактных поверхностей корпуса или меньше него.The pusher contains contact surfaces, one of which is made with a groove for discharging water, located one relative to the other at an angle equal to or less than the angle of contact surfaces of the housing.
Эти контактные поверхности имеют большую активную площадь при воздействии на них давления жидкости.These contact surfaces have a large active area when exposed to liquid pressure.
Эти контактные поверхности имеют возможность фиксации кондуктора относительно подвески технической колонны труб от осевого смещения относительно друг друга, посредством фиксирующих колец.These contact surfaces have the ability to fix the conductor relative to the suspension of the technical pipe string from axial displacement relative to each other, by means of fixing rings.
Одно из фиксирующих колец имеет возможность взаимодействия с подвеской технической колонны труб, а другое имеет возможность взаимодействия с кондуктором.One of the locking rings has the ability to interact with the suspension of the technical pipe string, and the other has the ability to interact with the conductor.
При этом каждое из фиксирующих колец имеет мелкомодульные зубчатые профили, а канавки на подвеске технической колонны труб и на кондукторе, соответственно, мелкомодульные зубья.In addition, each of the retaining rings has fine modular gear profiles, and the grooves on the suspension of the technical pipe string and conductor, respectively, fine modular teeth.
Причем ширина фиксирующих колец меньше ширины канавок с мелкомодульными зубьями и мелкомодульные зубчатые профили имеют возможность фиксирования на мелкомодульных зубьях, а фиксирующие кольца имеют возможность взаимодействия с замком.Moreover, the width of the retaining rings is less than the width of the grooves with small module teeth and the small module gear profiles can be fixed on the small module teeth, and the locking rings have the ability to interact with the lock.
Заявителем не выявлены источники, содержащие информацию о технических решениях, идентичных настоящему изобретению, что позволяет сделать вывод о его соответствии критерию «новизна».The applicant has not identified sources containing information about technical solutions identical to the present invention, which allows us to conclude that it meets the criterion of "novelty."
За счет реализации отличительных признаков изобретения (в совокупности с признаками, указанными в ограничительной части формулы) достигаются важные новые свойства объекта.Due to the implementation of the distinguishing features of the invention (in conjunction with the features indicated in the restrictive part of the formula), important new properties of the object are achieved.
Выполнение уплотнителя с трехступенчатыми кольцевыми уплотнениями типа металл-металл, наличие наружных и внутренних уплотняющих элементов, несущих наружные и внутренние уплотняющие пояски, соответственно, а также конструктивных особенностей выполнения геометрии конусных поверхностей наружных и внутренних уплотняющих элементов и размещения их относительно друг друга позволяют повысить надежность герметизации кондуктора и подвески технической колонны труб и обеспечить усиленный режим эксплуатации уплотнителя в подводных скважинах.The implementation of the sealant with three-stage ring seals of the metal-metal type, the presence of external and internal sealing elements bearing the external and internal sealing belts, respectively, as well as structural features of the geometry of the conical surfaces of the external and internal sealing elements and their placement relative to each other can improve the reliability of sealing conductor and suspension of the technical pipe string and provide enhanced mode of operation of the seal in subsea wells x.
Выполнение толкателя, фиксирующих колец (их формы, размеров и канавок под них) обеспечивает надежную фиксацию уплотнения на кондукторе и подвеске технической колонны труб, обеспечивая надежную эксплуатацию уплотнителя в подводных скважинах.The implementation of the pusher, the fixing rings (their shape, size and grooves under them) provides reliable fixation of the seal on the conductor and suspension of the technical pipe string, ensuring reliable operation of the seal in subsea wells.
Выполнение на толкателе срезного транспортного элемента упрощает технологические операции проведения монтажных работ при установке уплотнения.The execution of the shear transport element on the pusher simplifies the technological operations of the installation work when installing the seal.
Заявителю не известны какие-либо публикации, которые содержали бы сведения о влиянии отличительных признаков изобретения на достигаемый технический результат. В связи с этим, по мнению заявителя, можно сделать вывод о соответствии заявляемого технического решения критерию «изобретательский уровень».The applicant is not aware of any publications that would contain information on the influence of the distinguishing features of the invention on the achieved technical result. In this regard, according to the applicant, it can be concluded that the claimed technical solution meets the criterion of "inventive step".
Сущность изобретения поясняется чертежами, где изображены:The invention is illustrated by drawings, which depict:
на фиг. 1 - Уплотнитель типа металл-металл в колонной головке для подводных скважин, процесс спуска уплотнителя, разрез;in FIG. 1 - Seal type metal-metal in the casing head for subsea wells, the process of lowering the seal, section;
на фиг. 2 - Уплотнитель типа металл-металл в колонной головке для подводных скважин, Узел А на фиг. 1;in FIG. 2 - Metal-to-metal sealant in a casing head for subsea wells, Node A in FIG. one;
на фиг. 3 - Уплотнитель типа металл-металл в колонной головке для подводных скважин, Узел Б на фиг. 1;in FIG. 3 - Metal-to-metal sealant in a casing head for subsea wells, Node B in FIG. one;
на фиг. 4 - Уплотнитель типа металл-металл в колонной головке для подводных скважин, процесс установки уплотнителя, разрез;in FIG. 4 - Sealant type metal-metal in the casing head for subsea wells, the installation process of the sealant, section;
на фиг. 5 - Уплотнитель типа металл-металл в колонной головке для подводных скважин, процесс уплотнения, разрез;in FIG. 5 - Sealant type metal-metal in the casing head for subsea wells, the compaction process, section;
на фиг. 6 - Уплотнитель типа металл-металл в колонной головке для подводных скважин, процесс фиксации уплотнителя, разрез.in FIG. 6 - Seal type metal-metal in the casing head for subsea wells, the process of fixing the seal, section.
На фиг. 1-6 изображено:In FIG. 1-6 depicted:
Кондуктор - 1.Conductor - 1.
Подвеска технической колонны труб - 2,Suspension of the technical pipe string - 2,
опорная поверхность (подвески 2) - 3,supporting surface (suspension 2) - 3,
угол наклона (поверхности 3 относительно оси скважины) - 4.the angle of inclination (
Корпус - 5.Case - 5.
Наружные уплотняющие элементы (корпуса 5, сопряженные с кондуктором 1) - 6,External sealing elements (
нижний уплотняющий поясок (элементов 6) - 7,lower sealing girdle (elements 6) - 7,
средний уплотняющий поясок (элементов 6) - 8,the middle sealing girdle (elements 6) - 8,
верхний уплотняющий поясок (элементов 6) - 9.upper sealing girdle (elements 6) - 9.
Внутренние уплотняющие элементы (корпуса 5, сопряженные с подвеской 2) - 10,Internal sealing elements (
нижний уплотняющий поясок (элементов 10) - 11,lower sealing girdle (elements 10) - 11,
средний уплотняющий поясок (элементов 10) - 12,the middle sealing belt (elements 10) - 12,
верхний уплотняющий поясок (элементов 10) - 13.the upper sealing girdle (elements 10) - 13.
Контактная поверхность (корпуса 5) - 14.Contact surface (housing 5) - 14.
Контактная поверхность (корпуса 5) - 15.Contact surface (housing 5) - 15.
Угол (между поверхностями 14 и 15) - 16.The angle (between
Толкатель - 17,Pusher - 17,
срезной транспортный элемент (на толкателе 17) - 18.shear transport element (on the pusher 17) - 18.
Контактная поверхность (толкателя 17) - 19.Contact surface (pusher 17) - 19.
Контактная поверхность (толкателя 17) - 20,Contact surface (pusher 17) - 20,
канавка для отвода воды (на поверхности 20) - 21.groove for water drainage (on surface 20) - 21.
Угол (между поверхностями 19 и 20) - 22.The angle (between
Фиксирующее кольцо (с возможностью взаимодействия с подвеской технической колонны труб 2) - 23,The fixing ring (with the possibility of interaction with the suspension of the technical pipe string 2) - 23,
мелкомодульные зубчатые профили (кольца 23) - 24,finely modular gear profiles (rings 23) - 24,
канавка (кольца 23) - 25,groove (rings 23) - 25,
мелкомодульные зубья (канавки 25) - 26.fine-grained teeth (grooves 25) - 26.
Ширина (канавки 25) - 27,Width (grooves 25) - 27,
ширина (кольца 23) - 28.width (rings 23) - 28.
Фиксирующее кольцо (с возможностью взаимодействия с кондуктором 1) - 29,The fixing ring (with the possibility of interaction with the conductor 1) - 29,
мелкомодульные зубчатые профили (кольца 29) - 30,finely modular gear profiles (rings 29) - 30,
канавка (кольца 29) - 31,groove (rings 29) - 31,
мелкомодульные зубья (канавки 31) - 32.fine-grained teeth (grooves 31) - 32.
Ширина (канавки 31) - 33,Width (grooves 31) - 33,
ширина (кольца 29) - 34.width (rings 29) - 34.
Замок (с возможностью взаимодействия с фиксирующими кольцами 23, 29) - 35.The lock (with the possibility of interaction with the locking rings 23, 29) - 35.
Уплотнитель типа металл-металл в колонной головке для подводных скважин обеспечивает герметизацию кольцевых зазоров между кондуктором 1 и установленной в нем подвеской технической колонны труб 2.A metal-metal sealant in a casing head for subsea wells provides sealing of annular gaps between the
Уплотнитель выполнен с трехступенчатыми кольцевыми уплотнениями типа металл-металл и имеет корпус 5, толкатель 17 со срезным транспортным элементом 18, не меньше двух фиксирующих колец 23 29, замок 35 с возможностью перемещения вниз.The sealant is made with three-stage O-rings of the metal-metal type and has a
При этом корпус 5 содержит наружные уплотняющие элементы 6, включающие нижний 7, средний 8 и верхний 9 уплотняющие пояски.In this case, the
Нижний 7, средний 8 и верхний 9 уплотняющие пояски сопряжены с кондуктором 1, совместно образуя первую лабиринтную систему.The lower 7, middle 8 and upper 9 sealing belts are paired with the
При этом корпус 5 содержит внутренние уплотняющие элементы 10, включающие нижний 11, средний 12 и верхний 13 уплотняющие пояски.In this case, the
Нижний 11, средний 12 и верхний 13 уплотняющие пояски сопряжены с подвеской технической колонны труб 2, совместно образуя вторую лабиринтную систему.The lower 11, middle 12 and upper 13 sealing belts are interfaced with the suspension of the
Причем уплотняющие пояски 11, 12, 13 внутренних уплотняющих элементов 10 имеют возможность контакта с опорной поверхностью 3 подвески технической колонны труб 2, выполненной под углом 4 равным не больше 10 градусам относительно оси скважины.Moreover, the sealing
Поверхности, образованные вершинами уплотняющих поясков 11, 12, 13 внутренних уплотняющих элементов 10 и поверхности, образованные вершинами 7, 8, 9 наружных уплотняющих элементов 6, имеют с осью скважины углы одинакового диапазона «X».The surfaces formed by the vertices of the sealing
Также корпус 5 содержит контактные поверхности 14, 15, которые расположены одна относительно другой под углом 16 и имеют большую активную площадь при воздействии на них давления жидкостиThe
Толкатель 17 содержит контактные поверхности 19, 20, одна из которых выполнена с канавкой 21 для выпуска воды.The
Контактные поверхности 19, 20 расположены одна относительно другой под углом 22, равным углу 16 расположения контактных поверхностей 14, 15 корпуса 5 или меньше него.The contact surfaces 19, 20 are located one relative to the other at an
Толкатель 17 имеет возможность фиксации кондуктора 1 относительно подвески технической колонны труб 2 от осевого смещения относительно друг друга, посредством фиксирующих колец 23, 29.The
Одно из фиксирующих колец 23 имеет возможность взаимодействия с подвеской технической колонны труб 2, а другое фиксирующее кольцо 29 имеет возможность взаимодействия с кондуктором 1.One of the locking rings 23 has the ability to interact with the suspension of the
При этом каждое из фиксирующих колец 23, 29 имеет мелкомодульные зубчатые профили 24, 30, а канавки 25, 31 на подвеске технической колонны труб 2 и на кондукторе 1, соответственно, мелкомодульные зубья 26, 32.Moreover, each of the retaining rings 23, 29 has fine-grained gear profiles 24, 30, and
Причем ширина 28, 34 фиксирующих колец 23, 29 меньше ширины 27, 33 канавок 25, 31 с мелкомодульными зубьями 26, 32.Moreover, the
И мелкомодульные зубчатые профили 24, 30 имеют возможность фиксирования на мелкомодульных зубьях 26, 32, а фиксирующие кольца 23, 29 имеют возможность взаимодействия с замком 35.And the fine-grained gear profiles 24, 30 have the ability to fix on the fine-
Работа с уплотнителемWork with a sealant
Уплотнитель спускают в скважину на инструменте для его установки.The sealant is lowered into the well on the tool for its installation.
Как только нижний уплотняющий поясок 11 внутренних уплотняющих элементов 10 коснется опорной поверхности 3 на подвеске технической колонны труб 2 (фиг. 1), появится сила перпендикулярная оси скважины растягивающая его.As soon as the
При этом нижний поясок 7 наружных уплотняющих элементов 6 начнет приближаться к поверхности кондуктора 1 и при определенном осевом усилии произойдет срез транспортного срезного элемента 18 на толкателе 17.In this case, the
Толкатель 17 своей контактной поверхностью 20 (фиг. 4) начнет воздействовать на контактную поверхность 15 корпуса 5, предавая осевую нагрузку, и, одновременно, создавая перпендикулярную оси скважины силу, которая начнет разворачивать контактную поверхность 15 и прижимать верхний уплотняющий поясок 9 наружных уплотняющих элементов 6 к поверхности кондуктора 1.The
Одновременно вокруг толкателя 17, его контактной поверхности 19, начнет разворачиваться контактная поверхность 14 корпуса 5 и верхний уплотняющий поясок 13 приблизится к опорной поверхности 3 подвески технической колонны труб 2.At the same time around the
После контакта уплотняющих поясков 11, 12, 13 с опорной поверхностью 3, а верхнего уплотняющего пояска 9 с кондуктором 1 (фиг. 5) точки приложения силы от осевого движения толкателя 17 окажутся между нижним 11 и верхним 13 уплотняющими поясками (в зоне среднего 12 уплотняющего пояска) и между нижним 7 и верхним 9 уплотняющими поясками (в зоне среднего уплотняющего пояска 8), создавая окончательное напряжение для уплотнения.After the contact of the sealing
Канавка 21 в процессе перемещения толкателя 17 позволит выпустить воду из под него, что необходимо для продолжения движения толкателя 17 к забою, а при подъеме давления жидкости над уплотнением, в процессе работы уплотнения, пропустит ее к контактным поверхностям 15 и 19, с большой активной площадью, корпуса 5 и толкателя 17, соответственно, что создаст дополнительную силу прижима всех уплотняющих поясков.The
При достижении определенной осевой нагрузки от инструмента на уплотнение срабатывает замок 35, который при перемещении вниз воздействует на фиксирующие кольца 23 и 29.Upon reaching a certain axial load from the tool on the seal, the
Фиксирующие кольца 23 и 29 зайдут в канавки 25 и 31, которые выполнены шире фиксирующих колец 23 и 29 и имеют возможность фиксирования на мелкомодульных зубьях 26 и 32 канавок 25 и 31 мелкомодульными зубчатыми профилями 24 и 30 (фиг. 6). При этом происходит компенсация допусков на изготовление осевых и радиальных размеров уплотнения и двух уплотняемых труб, а также осевая фиксация их относительно друг друга.The locking rings 23 and 29 will go into the
При подъеме инструмента на устье скважины происходит автоматическое отсоединение уплотнителя.When lifting the tool at the wellhead, the seal is automatically disconnected.
Работа с уплотнителем поясняется на фиг. 1, фиг. 4, фиг 5, фиг. 6:Operation with the seal is illustrated in FIG. 1, FIG. 4, FIG. 5, FIG. 6:
Фиг. 1 - первое касание нижнего 11 уплотняющего пояска с опорной поверхностью 3 подвески технической колонны труб 2 в процессе спуска уплотнителя.FIG. 1 - the first touch of the lower 11 sealing girdle with the supporting
Фиг. 4 - срез срезного транспортного элемента 18 и касание толкателем 17, его поверхностью 20, поверхности 15 на корпусе 5.FIG. 4 - slice
Фиг. 5 - касание нижним 11, средним 12, верхним 13 уплотняющими поясками опорной поверхности 3 подвески технической колонны труб 2 и касание нижним 7 уплотняющим пояском поверхности кондуктора 1.FIG. 5 - touching the lower 11, middle 12, upper 13 sealing belts of the supporting
Фиг. 6 - касание всеми уплотняющими поясками 7, 8, 9, 11, 12, 13 поверхностей уплотнения, натяг посадки и фиксация фиксирующих колец 23 и 29 в канавках 25 и 31.FIG. 6 - touching all sealing
В случае аварийной ситуации в колонной головке вырастет давление жидкости над уплотнением. Жидкость будет пытаться пройти за уплотнение вниз к забою. Ее будет удерживать верхние уплотняющие пояски двух лабиринтовых систем. При этом жидкость через канавку для отвода воды на контактной поверхности толкателя поступит на контактные поверхности корпуса, имеющие большую активную площадь при воздействии на них давления жидкости.In the event of an emergency, the fluid pressure above the seal will increase in the column head. The fluid will try to pass over the seal down to the bottom. It will be held by the upper sealing belts of the two labyrinth systems. In this case, the liquid through the groove for water drainage on the contact surface of the pusher will enter the contact surfaces of the housing, which have a large active area when exposed to liquid pressure.
Эти контактные поверхности давлением будут стремиться прижаться к стенкам труб, и одновременно, еще сильнее, прижимая верхние и средние уплотняющие пояски наружных и внутренних уплотняющих элементов к стенкам труб, соответственно, подвески и кондуктора.These contact surfaces will tend to press against the pipe walls by pressure, and at the same time, even stronger, pressing the upper and middle sealing bands of the outer and inner sealing elements against the pipe walls, respectively, of the suspension and the conductor.
Между каждой парой уплотняющих поясков образована расширительная камера. По две камеры в каждой системе создают перепад давления, который разгружает каждый следующий поясок. Тем самым осуществляется поэтапное снижение давления и надежное уплотнение.An expansion chamber is formed between each pair of sealing belts. Two chambers in each system create a pressure drop that unloads each subsequent belt. Thus, a gradual decrease in pressure and reliable sealing are carried out.
Предложенный «Уплотнитель типа металл-металл в колонной головке для подводных скважин» может быть изготовлен промышленным способом, что подтверждают проектно-конструкторские и технологические проработки основных прочностных характеристик в конструктивных узлах, а испытания опытных образцов, изучение и обоснование эксплуатационных режимов предложенного технического решения обусловливает, по мнению заявителя, соответствие его критерию «промышленная применимость».The proposed "Metal-metal type sealant in a casing head for subsea wells" can be manufactured industrially, which is confirmed by the design and technological studies of the main strength characteristics in structural units, and testing of prototypes, studying and substantiating operational modes of the proposed technical solution determines according to the applicant, compliance with his criterion of "industrial applicability".
Предложенное техническое решение позволяет повысить надежность герметизации кондуктора и подвески технической колонны труб, обеспечить надежный и усиленный режим эксплуатации уплотнителя в подводных скважинах и упростить технологические операции.The proposed technical solution improves the sealing reliability of the conductor and suspension of the technical pipe string, provides a reliable and enhanced operating mode of the seal in subsea wells and simplifies technological operations.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2019115486A RU2707619C1 (en) | 2019-05-21 | 2019-05-21 | Metal-to-metal-type seal in column head for underwater wells |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2019115486A RU2707619C1 (en) | 2019-05-21 | 2019-05-21 | Metal-to-metal-type seal in column head for underwater wells |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2707619C1 true RU2707619C1 (en) | 2019-11-28 |
Family
ID=68836541
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2019115486A RU2707619C1 (en) | 2019-05-21 | 2019-05-21 | Metal-to-metal-type seal in column head for underwater wells |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2707619C1 (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2744684C1 (en) * | 2020-09-24 | 2021-03-15 | Общество с ограниченной ответственностью "Газпром 335" | Annular seal with non-metallic seal |
RU2765454C1 (en) * | 2020-09-09 | 2022-01-31 | Акционерное общество "Нижегородский завод 70-летия Победы" | Seal assembly |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4781387A (en) * | 1987-06-15 | 1988-11-01 | Braugh Benton F | Metal to metal subsea casing hanger seal |
US4842061A (en) * | 1988-02-05 | 1989-06-27 | Vetco Gray Inc. | Casing hanger packoff with C-shaped metal seal |
RU2162929C2 (en) * | 1999-03-29 | 2001-02-10 | Воронежский механический завод | Suspension of tubing string of gusher valves for gas-dynamic investigation of prospecting wells |
RU2215217C2 (en) * | 1998-06-30 | 2003-10-27 | Шелл Интернэшнл Рисерч Маатсхаппий Б.В. | Sealing apparatus and method for sealing of surface by means of sealing ring |
US20130000920A1 (en) * | 2011-06-30 | 2013-01-03 | Vetco Gray Inc. | Hybrid Seal |
-
2019
- 2019-05-21 RU RU2019115486A patent/RU2707619C1/en active
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4781387A (en) * | 1987-06-15 | 1988-11-01 | Braugh Benton F | Metal to metal subsea casing hanger seal |
US4842061A (en) * | 1988-02-05 | 1989-06-27 | Vetco Gray Inc. | Casing hanger packoff with C-shaped metal seal |
RU2215217C2 (en) * | 1998-06-30 | 2003-10-27 | Шелл Интернэшнл Рисерч Маатсхаппий Б.В. | Sealing apparatus and method for sealing of surface by means of sealing ring |
RU2162929C2 (en) * | 1999-03-29 | 2001-02-10 | Воронежский механический завод | Suspension of tubing string of gusher valves for gas-dynamic investigation of prospecting wells |
US20130000920A1 (en) * | 2011-06-30 | 2013-01-03 | Vetco Gray Inc. | Hybrid Seal |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2765454C1 (en) * | 2020-09-09 | 2022-01-31 | Акционерное общество "Нижегородский завод 70-летия Победы" | Seal assembly |
RU2744684C1 (en) * | 2020-09-24 | 2021-03-15 | Общество с ограниченной ответственностью "Газпром 335" | Annular seal with non-metallic seal |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2707619C1 (en) | Metal-to-metal-type seal in column head for underwater wells | |
RU2691416C1 (en) | Combined casing sealant for underwater wells | |
US9376882B2 (en) | Self-energizing annular seal | |
NO20201113A1 (en) | Wellhead seal energized by fluid pressure | |
AU2010265875A1 (en) | High pressure/high temperature packer seal | |
US20100163253A1 (en) | Dual isolation mechanism of cementation port | |
CN102027189A (en) | Wellbore anchor and isolation system | |
GB2521951B (en) | Sliding sleeve well tool with metal-to-metal seal | |
RU2709585C1 (en) | Combined seal for column head in well on shelf | |
RU2695734C1 (en) | Reinforced well combined composite seal for conductor and technical pipe string | |
NO347795B1 (en) | Self-boosting expandable seal with cantilevered seal arm | |
RU2409736C1 (en) | Packer | |
CN104563955A (en) | Steel pipe hydraulic expansion type external casing packer | |
CN102865048A (en) | Seal assembly with inner and outer seal rings on legs | |
US9033056B2 (en) | Pressure activated down hole systems and methods | |
CN106089085A (en) | A kind of machinery vertical drilling tool | |
CN1006729B (en) | Seal system | |
US11713639B2 (en) | Pressure energized seal with groove profile | |
US20170226826A1 (en) | Seal system and method | |
RU47956U1 (en) | OPERATION COLUMN INSULATION SYSTEM | |
CN104847301A (en) | Open hole packer | |
RU2712865C1 (en) | Non-metallic sealing element | |
US20150075818A1 (en) | Pipe provided with a crimped metal element, and corresponding process | |
RU2386011C1 (en) | Hydra-mechanical packer | |
RU2719798C1 (en) | Annular seal with metal-to-metal seal |