RU2731483C1 - Metal sealing assembly for sealing annular space in well - Google Patents

Metal sealing assembly for sealing annular space in well Download PDF

Info

Publication number
RU2731483C1
RU2731483C1 RU2019131613A RU2019131613A RU2731483C1 RU 2731483 C1 RU2731483 C1 RU 2731483C1 RU 2019131613 A RU2019131613 A RU 2019131613A RU 2019131613 A RU2019131613 A RU 2019131613A RU 2731483 C1 RU2731483 C1 RU 2731483C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
sealing
sealing element
well
metal
cone
Prior art date
Application number
RU2019131613A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Андрей Валентинович Пивков
Борис Олегович Щербин
Дмитрий Васильевич Матяс
Виктор Юрьевич Шарохин
Original Assignee
Общество с ограниченной ответственностью "Газпром 335"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Общество с ограниченной ответственностью "Газпром 335" filed Critical Общество с ограниченной ответственностью "Газпром 335"
Priority to RU2019131613A priority Critical patent/RU2731483C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2731483C1 publication Critical patent/RU2731483C1/en

Links

Images

Classifications

    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E21EARTH DRILLING; MINING
    • E21BEARTH DRILLING, e.g. DEEP DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B33/00Sealing or packing boreholes or wells
    • E21B33/10Sealing or packing boreholes or wells in the borehole
    • E21B33/12Packers; Plugs

Abstract

FIELD: mining.
SUBSTANCE: invention relates to metal sealing assembly for sealing annular space in well. Metal sealing assembly for sealing annular space in the well comprises a metal sealing element which is made in the form of a hollow cylinder and consists of a base; inner tubular part and outer annular edge, case inducing, sealing ledges on sealing element, sealing surface of housing of casing string suspension is in form of truncated cone diverging to bottom of well, fixing ring. Metal sealing element and inducing housing includes upper and lower sections. Upper part of inner surface of annular edge of sealing element is made in form of combination of two truncated cones. Upper part of one cone is narrowed to the top of the well, the lower part of the other cone expands to the top of the well. Solution angle is selected within range of 0–10°. Upper part of the outer surface of the inducing housing is made in the form of a combination of two truncated cones, the upper and lower parts of which narrow to the bottom of the well. Upper cone solution angle is selected within 0–10°. Radius of circle, along which mating the upper and lower parts of surface of pressing housing, is equal to radius of cylinder formed by upper part of inner surface of outer edge of metal sealing element at stage of pre-sealing.
EFFECT: technical result is higher reliability of sealing of annular space.
1 cl, 5 dwg

Description

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ИЗОБРЕТЕНИЕTECHNICAL FIELD OF THE INVENTION

Изобретение относится к устройству, используемому при эксплуатации морских и наземных скважин, а именно к конструкции затрубного уплотнения, предназначенного для герметизации межтрубного пространства между корпусом подвески обсадной колонны и корпусом колонной головки колонны кондуктора. Предлагаемый металлический уплотнительный узел может найти широкое применение при строительстве, как морских, так и наземных скважин в химической, нефтедобывающей, энергетической и других отраслях промышленности.The invention relates to a device used in the operation of offshore and onshore wells, in particular to the design of an annular seal designed to seal the annular space between the casing suspension body and the casing head body of the conductor string. The proposed metal sealing unit can be widely used in the construction of both offshore and onshore wells in the chemical, oil, energy and other industries.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИLEVEL OF TECHNOLOGY

Для герметизации межтрубного (кольцевого) пространства между корпусом подвески обсадной колонны и корпусом колонной головки колонны кондуктора используются уплотнения различных видов, предназначенные для предотвращения или уменьшения утечки жидкости или газа через зазоры между деталями.To seal the annular space between the casing hanger body and the casing head body, seals of various types are used to prevent or reduce liquid or gas leakage through gaps between parts.

В тексте настоящего описания под начальным состоянием понимается состояние металлического уплотнительного узла от завершения спуска в межтрубное пространство до приложения осевого усилия при установке.In the text of the present description, the initial state refers to the state of the metal seal assembly from the completion of the run into the annular space to the application of axial force during installation.

Предварительная герметизация - это процесс установки металлического уплотнительного узла, при котором происходит приложение усилия веса бурильной колонны. При этом возникает контактное давление между уплотнительным элементом и ответными уплотнительными поверхностями корпуса колонной головки колонны кондуктора и корпуса подвески обсадной колонны, достаточное для возможности работы гидравлической системы инструмента для установки уплотнения.Pre-sealing is the process of installing a metal seal assembly that applies a force to the weight of the drill string. In this case, a contact pressure arises between the sealing element and the corresponding sealing surfaces of the casing head of the casing string and the casing of the casing string, sufficient for the hydraulic system of the tool for installing the seal to operate.

Активация - это процесс перехода металлического уплотнительного узла под действием усилия инструмента в состояние, при котором между уплотнительным элементом и ответными уплотнительными поверхностями корпуса колонной головки колонны кондуктора и корпуса подвески обсадной колонны создано расчетное контактное давление. При этом должна быть обеспечена жесткая фиксация металлического уплотнительного узла между соответствующими корпусами.Activation is the process of transition of a metal seal assembly under the action of the tool force into a state in which a design contact pressure is created between the sealing element and the counter sealing surfaces of the casing head body of the conductor string and the casing hanger body. In this case, a rigid fixation of the metal sealing unit between the corresponding bodies must be ensured.

Известно затрубное уплотнение металл по металлу для системы подводных колонных головок, выбранное в качестве прототипа (US 5174376, опубликовано 29.12.1992), включающее металлический уплотнительный элемент, корпус вдавливающий, уплотнительные выступы уплотнительного элемента, уплотнительную поверхность корпуса подвески обсадной колонны, имеющего форму усеченного конуса, расширяющегося к низу скважины.Known annular metal-to-metal seal for a system of subsea casing heads, selected as a prototype (US 5174376, published on December 29, 1992), including a metal sealing element, an indentation body, sealing protrusions of a sealing element, a sealing surface of a casing suspension housing having the shape of a truncated cone expanding to the bottom of the well.

Недостатками технического решения является:The disadvantages of the technical solution are:

- для предварительной герметизации при большом радиальном зазоре между металлическим уплотнительным элементом и уплотнительной поверхностью корпуса колонной головки колонны кондуктора требуется сила, которая может превышать весовое усилие бурильной колонны;- for preliminary sealing with a large radial clearance between the metal sealing element and the sealing surface of the casing of the casing string head, a force is required that can exceed the weight force of the drill string;

- на этапе активации происходит чрезмерное пластическое деформирование верхнего уплотнительного выступа уплотнительного элемента, которая может приводить к разрушению этого выступа.- during the activation stage, excessive plastic deformation of the upper sealing lip of the sealing element occurs, which can lead to the destruction of this lip.

РАСКРЫТИЕ СУЩНОСТИ ИЗОБРЕТЕНИЕDISCLOSURE OF THE INVENTION

Техническим результатом изобретения является повышение надежности герметизации межтрубного пространства при одновременном обеспечении посредством большого радиального зазора защиты уплотнительной поверхности колонны кондуктора от загрязнений и механических повреждений в процессе монтажа элементов системы подводных колонных головок за счет сниженного усилия предварительной герметизации и отсутствия чрезмерного деформирования верхнего внешнего уплотнительного выступа уплотнительного элемента.The technical result of the invention is to increase the reliability of sealing the annular space while ensuring, by means of a large radial clearance, protection of the sealing surface of the conductor string from contamination and mechanical damage during the installation of elements of the system of subsea column heads due to the reduced pre-sealing force and the absence of excessive deformation of the upper outer sealing lip of the sealing element ...

Технический результат достигается следующим образом. Металлический уплотнительный узел для герметизации межтрубного пространства в скважине включает:The technical result is achieved as follows. The metal seal assembly for sealing the annular space in the well includes:

металлический уплотнительный элемент, выполненный в виде полого цилиндра и состоящий из основания; внутренней трубчатой части и наружной кольцевой кромки,a metal sealing element made in the form of a hollow cylinder and consisting of a base; inner tubular part and outer annular edge,

корпус вдавливающий,pressing body,

герметизирующие выступы на уплотнительном элементе,sealing lips on the sealing element,

уплотнительная поверхность корпуса подвески обсадной колонны имеет форму усеченного конуса, расширяющегося к низу скважины,the sealing surface of the casing hanger body has the shape of a truncated cone expanding towards the bottom of the well,

фиксирующее кольцо,fixing ring,

по изобретению,according to the invention,

металлический уплотнительный элемент и корпус вдавливающий включают верхние и нижние участки,metal sealing element and pressing body include upper and lower sections,

верхняя часть внутренней поверхности кольцевой кромки уплотнительного элемента выполнена в виде комбинации двух усеченных конусов,the upper part of the inner surface of the annular edge of the sealing element is made in the form of a combination of two truncated cones,

верхняя часть одного конуса сужается к верху скважины,the top of one cone tapers towards the top of the well,

нижняя часть другого конуса расширяется к верху скважины,the bottom of the other cone expands towards the top of the well,

при этом угол раствора а выбирается в диапазоне 0°-10°,in this case, the opening angle a is selected in the range 0 ° -10 °,

верхняя часть внешней поверхности корпуса вдавливающего выполнена в виде комбинации двух усеченных конусов, верхняя и нижняя части которых сужаются к низу скважины,the upper part of the outer surface of the pressing body is made in the form of a combination of two truncated cones, the upper and lower parts of which taper towards the bottom of the well,

при этом угол раствора β верхнего конуса выбирается в диапазоне 0°-10°,in this case, the opening angle β of the upper cone is selected in the range 0 ° -10 °,

радиус окружности R, по которой сопрягаются верхняя и нижняя части поверхности корпуса вдавливающего равен радиусу цилиндра, образуемого верхней частью внутренней поверхности внешней кромки металлического уплотнительного элемента на этапе предварительной герметизации.the radius of the circle R, along which the upper and lower parts of the surface of the pressing body are mated, is equal to the radius of the cylinder formed by the upper part of the inner surface of the outer edge of the metal sealing element at the stage of preliminary sealing.

Величина длины образующей конической поверхности верхней части внутренней поверхности кольцевой кромки металлического уплотнительного элемента находится между значениями расстояния от верхнего торца кольцевой кромки металлического уплотнительного элемента до верхнего и нижнего внешних герметизирующих выступов уплотнительного элемента соответственно.The length of the generatrix of the conical surface of the upper part of the inner surface of the annular edge of the metal sealing element is between the values of the distance from the upper end of the annular edge of the metal sealing element to the upper and lower outer sealing protrusions of the sealing element, respectively.

Фиксирующее кольцо обеспечивает механическую связь между металлическим уплотнительным элементом и корпусом вдавливающим.The retaining ring provides a mechanical connection between the metal sealing element and the pressing body.

Сущность изобретения поясняется чертежами, где:The essence of the invention is illustrated by drawings, where:

на фиг. 1 - представлен общий вид металлического уплотнительного узла для герметизации межтрубного пространства в скважине в начальном состоянии (разрез);in fig. 1 is a general view of a metal sealing unit for sealing the annular space in the well in the initial state (section);

на фиг. 2 - представлен металлический уплотнительный узел для герметизации межтрубного пространства в скважине в состоянии предварительной активации (разрез);in fig. 2 - shows a metal seal assembly for sealing the annular space in the well in a pre-activated state (section);

на фиг. 3 - представлен металлический уплотнительный узел для герметизации межтрубного пространства в скважине в активированном состоянии (разрез);in fig. 3 - shows a metal seal assembly for sealing the annular space in the well in the activated state (section);

на фиг. 4 - представлен уплотнительный элемент (разрез);in fig. 4 - the sealing element is shown (section);

на фиг. 5 - представлена нижняя часть корпуса вдавливающего;in fig. 5 - shows the lower part of the pressing body;

На чертежах выполнены следующие обозначения:The drawings have the following designations:

1 - корпус колонной головки колонны кондуктора;1 - casing of the column head of the conductor column;

2 - металлический уплотнительный элемент;2 - metal sealing element;

3 - корпус вдавливающий;3 - pressing body;

4 - корпус подвески обсадной колонны;4 - casing suspension body;

5 - уплотнительная поверхность корпуса подвески обсадной колонны;5 - sealing surface of the casing suspension body;

6 - опорный заплечник корпуса подвески обсадной колонны;6 - support shoulder of the casing suspension body;

7 - верхний внешний герметизирующий выступ уплотнительного элемента;7 - upper outer sealing lip of the sealing element;

8 - нижний внешний герметизирующий выступ уплотнительного элемента;8 - lower outer sealing lip of the sealing element;

9 - внутренние герметизирующие выступы уплотнительного элемента;9 - internal sealing protrusions of the sealing element;

10 - кольцевая кромка уплотнительного элемента;10 - annular edge of the sealing element;

11 - верхняя часть внутренней поверхности кольцевой кромки уплотнительного элемента;11 - upper part of the inner surface of the annular edge of the sealing element;

12 - нижняя часть внутренней поверхности кольцевой кромки уплотнительного элемента;12 - the lower part of the inner surface of the annular edge of the sealing element;

13 - верхняя часть внешней поверхности корпуса вдавливающего;13 - upper part of the outer surface of the pressing body;

14 - нижняя часть внешней поверхности корпуса вдавливающего;14 - the lower part of the outer surface of the pressing body;

15 - фиксирующее кольцо.15 - fixing ring.

ОСУЩЕСТВЛЕНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯCARRYING OUT THE INVENTION

Металлический уплотнительный узел для герметизации межтрубного пространства в скважине включает:The metal seal assembly for sealing the annular space in the well includes:

металлический уплотнительный элемент 2, выполненный в виде полого цилиндра и состоящий из основания, внутренней трубчатой части и наружной кольцевой кромки,metal sealing element 2, made in the form of a hollow cylinder and consisting of a base, an inner tubular part and an outer annular edge,

корпус вдавливающий 3,pressing body 3,

герметизирующие выступы на уплотнительном элементе,sealing lips on the sealing element,

уплотнительная поверхность 5 корпуса подвески обсадной колонны имеет форму усеченного конуса, расширяющегося к низу скважины,the sealing surface 5 of the casing hanger body has the shape of a truncated cone expanding towards the bottom of the well,

фиксирующее кольцо.fixing ring.

Металлический уплотнительный элемент 2 включает верхний 11 и нижний 12 участки.The metal sealing element 2 includes an upper 11 and a lower 12 portions.

Корпус вдавливающий 3 включает верхний 13 и нижний 14 участки.Pressing body 3 includes upper 13 and lower 14 sections.

Верхняя часть внутренней поверхности 11 кольцевой кромки уплотнительного элемента выполнена в виде комбинации двух усеченных конусов,The upper part of the inner surface 11 of the annular edge of the sealing element is made in the form of a combination of two truncated cones,

верхняя часть одного конуса 11 сужается к верху скважины,the top of one cone 11 tapers towards the top of the well,

нижняя часть другого конуса 12 расширяется к верху скважины,the lower part of the other cone 12 expands towards the top of the well,

при этом угол раствора α выбирается в диапазоне 0°-10°,in this case, the opening angle α is selected in the range 0 ° -10 °,

верхняя часть внешней поверхности 13 корпуса вдавливающего выполнена в виде комбинации двух усеченных конусов, верхняя 13 и нижняя 14 части которых сужаются к низу скважины,the upper part of the outer surface 13 of the pressure body is made in the form of a combination of two truncated cones, the upper 13 and lower 14 parts of which taper towards the bottom of the well,

при этом угол раствора β верхнего конуса выбирается в диапазоне 0°-10°,in this case, the opening angle β of the upper cone is selected in the range 0 ° -10 °,

радиус окружности R (фиг. 5), по которой сопрягаются верхняя и нижняя части поверхности корпуса вдавливающего равен радиусу цилиндра (на рисунках не представлен), образуемого верхней частью внутренней поверхности внешней кольцевой кромки 10 металлического уплотнительного элемента на этапе предварительной герметизации.the radius of the circle R (Fig. 5), along which the upper and lower parts of the surface of the pressing body are mated, is equal to the radius of the cylinder (not shown in the figures) formed by the upper part of the inner surface of the outer annular edge 10 of the metal sealing element at the stage of preliminary sealing.

Величина длины образующей конической поверхности верхней части внутренней поверхности 11 кольцевой кромки металлического уплотнительного элемента находится между значениями расстояния от верхнего торца кольцевой кромки 10 металлического уплотнительного элемента до верхнего и нижнего внешних герметизирующих выступов 7 уплотнительного элемента соответственно.The length of the generatrix of the conical surface of the upper part of the inner surface 11 of the annular edge of the metal sealing element is between the values of the distance from the upper end of the annular edge 10 of the metal sealing element to the upper and lower outer sealing protrusions 7 of the sealing element, respectively.

Фиксирующее кольцо 15 обеспечивает механическую связь между металлическим уплотнительным элементом 2 и корпусом вдавливающим 3.The fixing ring 15 provides a mechanical connection between the metal sealing element 2 and the pressing body 3.

Установку металлического уплотнительного узла осуществляют следующим образом. Металлический уплотнительный узел спускают в подводную скважину (фиг. 1). К корпусу вдавливающему 3 прикладывается осевая нагрузка.The installation of the metal seal assembly is carried out as follows. The metal seal assembly is lowered into a subsea well (Fig. 1). An axial load is applied to the pressing body 3.

На этапе предварительной герметизации (фиг. 2) осевая нагрузка обеспечивается весом бурильной колонны, а на этапе активации установки создается инструментом для установки уплотнения.At the stage of preliminary sealing (Fig. 2), the axial load is provided by the weight of the drill string, and at the stage of activation of the installation, it is created by the tool for installing the seal.

При внедрении корпуса вдавливающего 3 в уплотнительный элемент 2 происходит отгибание его кольцевой кромки 10 в направлении корпуса 1 колонной головки колонны кондуктора.When the body of pressing 3 is introduced into the sealing element 2, its annular edge 10 is bent towards the body 1 of the column head of the conductor column.

Также под воздействием осевой нагрузки происходит вдавливание уплотнительного элемента 2 в коническую поверхность 5 корпуса подвески обсадной колонны.Also, under the influence of the axial load, the sealing element 2 is pressed into the conical surface 5 of the casing suspension body.

При определенной величине осевого усилия (усилием предварительной герметизации), возникает контакт между верхним внешним герметизирующим выступом 7 уплотнительного элемента и поверхностью корпуса 1 колонной головки колонны кондуктора, и одной или несколькими герметизирующими внутренними выступами 9 уплотнительного элемента и конической поверхностью 5 корпуса подвески обсадной колонны.At a certain value of the axial force (pre-sealing force), contact occurs between the upper outer sealing lip 7 of the sealing element and the surface of the casing 1 of the casing string head, and one or more sealing inner lips 9 of the sealing element and the conical surface 5 of the casing suspension body.

При этом возникает предварительная герметизация межтрубного пространства, что позволяет создать гидравлическое давление в пространстве над металлическим уплотнительным узлом, необходимое для работы инструмента при его установке.In this case, a preliminary sealing of the annular space occurs, which makes it possible to create hydraulic pressure in the space above the metal sealing unit, which is necessary for the operation of the tool during its installation.

Далее под действием осевого усилия, создаваемого инструментом, происходит внедрение корпуса вдавливающего 3 в металлический уплотнительный элемент 2 и происходит движение металлического уплотнительного элемента 2 до контакта с опорным заплечником 6 корпуса подвески обсадной колонны, который ограничивает осевое перемещение металлического уплотнительного элемента 2. В процессе этого движения между внутренними герметизирующими выступами 9 металлического уплотнительного элемента и уплотнительными поверхностями корпуса 1 колонной головки колонны кондуктора и корпуса 4 подвески обсадной колонны, достигается расчетное контактное давление и далее происходит закрепление металлического уплотнительного узла в корпусе 1 колонной головки колонны кондуктора и корпусе 4 подвески обсадной колонны с помощью фиксирующего кольца 15. С этого момента уплотнение считается активированным (фиг. 3).Further, under the action of the axial force created by the tool, the pressing body 3 is introduced into the metal sealing element 2 and the metal sealing element 2 moves until it contacts the support shoulder 6 of the casing suspension body, which limits the axial movement of the metal sealing element 2. During this movement between the inner sealing lips 9 of the metal sealing element and the sealing surfaces of the casing 1 of the casing string head and the casing suspension casing 4, the design contact pressure is achieved and then the metal sealing assembly is fixed in the casing 1 of the casing string head and the casing 4 of the casing string using retaining ring 15. From this moment, the seal is considered activated (Fig. 3).

Фиксирующее кольцо 15 в межтрубном пространстве аналогично устройству прототипа (патент US 005174376).The fixing ring 15 in the annular space is similar to the prototype device (US patent 005174376).

Технический результат обеспечивается тем, что в процессе предварительной герметизации уплотнения и возникающем при этом деформировании кольцевой кромки 10 уплотнительного элемента, область передачи усилия от корпуса вдавливающего 3 к уплотнительному элементу 2 (зона контакта корпуса уплотнения 3 и уплотнительный элемент 2) сохраняется в верхней части кольцевой кромки 10 уплотнительный элемент за счет того, что верхняя часть внутренней поверхности кольцевой кромки 11 уплотнительного элемента сужается к верху скважины (имеет «обратный наклон») и путем соответствующего выбора угла наклона и длины этого участка в зависимости от величины радиального зазора между уплотнительным элементом 2 и корпусом 1 колонной головки колонны кондуктора. Характер этого наклона сохраняется до завершения этапа предварительной герметизации.The technical result is provided by the fact that in the process of preliminary sealing of the seal and the resulting deformation of the annular edge 10 of the sealing element, the area of force transfer from the pressing body 3 to the sealing element 2 (the contact area of the seal housing 3 and the sealing element 2) is retained in the upper part of the annular edge 10 sealing element due to the fact that the upper part of the inner surface of the annular edge 11 of the sealing element narrows towards the top of the well (has a "reverse slope") and by appropriately choosing the angle of inclination and length of this section depending on the value of the radial clearance between the sealing element 2 and the body 1 column head of conductor column. This slope is maintained until the pre-sealing stage is completed.

Передача усилия от корпуса вдавливающего 3 к кольцевой кромке 10 уплотнительного элемента в ее верхней части обеспечивает максимально возможное плечо силы, создающей изгибающий момент в основании кольцевой кромки 10 уплотнительного элемента. Тем самым обеспечивается снижение усилия предварительной активации по сравнению с прототипом, так как в его конструкции область контакта корпуса вдавливающего 3 и кольцевой кромки 10 уплотнительного элемента смещается к низу скважины при отгибании кольцевой кромки 10 уплотнительного элемента в процессе установки металлического уплотнительного узла.The transfer of force from the body of the pressing 3 to the annular edge 10 of the sealing element in its upper part provides the maximum possible shoulder of the force that creates a bending moment at the base of the annular edge 10 of the sealing element. This ensures a decrease in the pre-activation force in comparison with the prototype, since in its design the contact area of the casing of the pressing 3 and the annular edge 10 of the sealing element is displaced to the bottom of the well when the annular edge 10 of the sealing element is bent during the installation of the metal sealing unit.

После этапа предварительной герметизации контактирующие поверхности, а именно верхняя часть внешней поверхности 13 корпуса уплотнения и верхняя часть внутренней поверхности кольцевой кромки 11 уплотнительного элемента становятся практически параллельными. В процессе активации при движении корпуса вдавливающего 3 в металлическом уплотнительном элементе 2 не происходит чрезмерного деформирования верхнего внешнего герметизирующего выступа 7 уплотнительного элемента.After the preliminary sealing step, the contacting surfaces, namely the upper part of the outer surface 13 of the seal housing and the upper part of the inner surface of the annular edge 11 of the sealing element, become substantially parallel. During activation, when the body of the pressing 3 moves in the metal sealing element 2, no excessive deformation of the upper outer sealing lip 7 of the sealing element occurs.

Таким образом, предложенный металлический уплотнительный узел для герметизации межтрубного пространства в скважине позволяет повысить надежность герметизации межтрубного пространства при наличии большого радиального зазора между металлическим уплотнительным узлом и корпусом колонной головки колонны кондуктора, за счет сниженного усилия предварительной герметизации и отсутствия чрезмерного деформирования верхнего внешнего уплотнительной выступа уплотнительного элемента.Thus, the proposed metal sealing unit for sealing the annular space in the well improves the reliability of sealing the annular space in the presence of a large radial clearance between the metal packing unit and the casing of the casing string head, due to the reduced pre-sealing force and the absence of excessive deformation of the upper external sealing lip of the sealing element.

Модификации и улучшения вышеописанных вариантов осуществления понятны для специалистов в данной области техники. Вышеприведенное описание приведено исключительно в качестве примера, и не является ограничивающим.Modifications and improvements to the above described embodiments will be apparent to those skilled in the art. The above description is provided by way of example only and is not limiting.

Claims (16)

1. Металлический уплотнительный узел для герметизации межтрубного пространства в скважине, содержащий1. A metal seal assembly for sealing the annular space in the well, containing металлический уплотнительный элемент, выполненный в виде полого цилиндра и состоящий из основания; внутренней трубчатой части и наружной кольцевой кромки,a metal sealing element made in the form of a hollow cylinder and consisting of a base; inner tubular part and outer annular edge, корпус вдавливающий,pressing body, герметизирующие выступы на уплотнительном элементе,sealing lips on the sealing element, уплотнительная поверхность корпуса подвески обсадной колонны имеет форму усеченного конуса, расширяющегося к низу скважины,the sealing surface of the casing hanger body has the shape of a truncated cone expanding towards the bottom of the well, фиксирующее кольцо, fixing ring, отличающийся тем, чтоcharacterized in that металлический уплотнительный элемент и корпус вдавливающий включают верхние и нижние участки,metal sealing element and pressing body include upper and lower sections, верхняя часть внутренней поверхности кольцевой кромки уплотнительного элемента выполнена в виде комбинации двух усеченных конусов,the upper part of the inner surface of the annular edge of the sealing element is made in the form of a combination of two truncated cones, верхняя часть одного конуса сужается к верху скважины,the top of one cone tapers towards the top of the well, нижняя часть другого конуса расширяется к верху скважины,the bottom of the other cone expands towards the top of the well, при этом угол раствора α выбирается в диапазоне 0°-10°,in this case, the opening angle α is selected in the range 0 ° -10 °, верхняя часть внешней поверхности корпуса вдавливающего выполнена в виде комбинации двух усеченных конусов, верхняя и нижняя части которых сужаются к низу скважины,the upper part of the outer surface of the pressing body is made in the form of a combination of two truncated cones, the upper and lower parts of which taper towards the bottom of the well, при этом угол раствора β верхнего конуса выбирается в диапазоне 0°-10°,in this case, the opening angle β of the upper cone is selected in the range 0 ° -10 °, радиус окружности, по которой сопрягаются верхняя и нижняя части поверхности корпуса вдавливающего, равен радиусу цилиндра, образуемого верхней частью внутренней поверхности внешней кромки 10 металлического уплотнительного элемента на этапе предварительной герметизации.the radius of the circle along which the upper and lower parts of the surface of the pressing body are mated is equal to the radius of the cylinder formed by the upper part of the inner surface of the outer edge 10 of the metal sealing element at the stage of preliminary sealing. 2. Металлический уплотнительный узел по п. 1, отличающийся тем, что величина длины образующей конической поверхности верхней части внутренней поверхности кольцевой кромки металлического уплотнительного элемента находится между значениями расстояния от верхнего торца кольцевой кромки металлического уплотнительного элемента до верхнего и нижнего внешних герметизирующих выступов уплотнительного элемента соответственно.2. A metal sealing unit according to claim 1, characterized in that the length of the generatrix of the conical surface of the upper part of the inner surface of the annular edge of the metal sealing element is between the values of the distance from the upper end of the annular edge of the metal sealing element to the upper and lower external sealing protrusions of the sealing element, respectively ...
RU2019131613A 2019-10-07 2019-10-07 Metal sealing assembly for sealing annular space in well RU2731483C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2019131613A RU2731483C1 (en) 2019-10-07 2019-10-07 Metal sealing assembly for sealing annular space in well

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2019131613A RU2731483C1 (en) 2019-10-07 2019-10-07 Metal sealing assembly for sealing annular space in well

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2731483C1 true RU2731483C1 (en) 2020-09-03

Family

ID=72421786

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2019131613A RU2731483C1 (en) 2019-10-07 2019-10-07 Metal sealing assembly for sealing annular space in well

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2731483C1 (en)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU295867A1 (en) * Всесоюзный научно исследовательский институт буровой техники HYDRAULIC PACKER
SU829869A1 (en) * 1979-01-22 1981-05-15 Предприятие П/Я М-5616 Packer
SU1404636A1 (en) * 1985-08-19 1988-06-23 Северо-Кавказский Государственный Научно-Исследовательский И Проектный Институт Нефтяной Промышленности Packer
SU1530753A1 (en) * 1988-02-03 1989-12-23 Khmelevskij Viktor S Packer
US5174376A (en) * 1990-12-21 1992-12-29 Fmc Corporation Metal-to-metal annulus packoff for a subsea wellhead system

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU295867A1 (en) * Всесоюзный научно исследовательский институт буровой техники HYDRAULIC PACKER
SU173676A1 (en) * К. И. Лошкарев , С. С. Репин
SU829869A1 (en) * 1979-01-22 1981-05-15 Предприятие П/Я М-5616 Packer
SU1404636A1 (en) * 1985-08-19 1988-06-23 Северо-Кавказский Государственный Научно-Исследовательский И Проектный Институт Нефтяной Промышленности Packer
SU1530753A1 (en) * 1988-02-03 1989-12-23 Khmelevskij Viktor S Packer
US5174376A (en) * 1990-12-21 1992-12-29 Fmc Corporation Metal-to-metal annulus packoff for a subsea wellhead system

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US8622142B2 (en) Sealing wellhead members with bi-metallic annular seal
EP2009340B1 (en) Threaded joint with pressurizable seal
CN101849081B (en) Self-energizing annular seal
US9856710B2 (en) Tube arrangement to enhance sealing between tubular members
US6446717B1 (en) Core-containing sealing assembly
EP0495274B1 (en) Supported-lip low interference metal stab seal
GB2276647A (en) Casing hanger seal assembly
EP0501630A2 (en) Casing hanger seal assembly
WO2009000766A1 (en) Threaded joint with energizable seal
EP1373766A2 (en) Metal-to-metal seal with soft metal insert
US5662341A (en) Metal-to-metal seal assembly for oil and gas well production apparatus
EA036180B1 (en) Temperature activated zonal isolation packer device
US20220145712A1 (en) Expandable Liner Hanger
US5183268A (en) Metal-to-metal wellhead seal for rough casing
RU2731483C1 (en) Metal sealing assembly for sealing annular space in well
AU775890B2 (en) Metal-to-metal seal assembly for oil and gas production apparatus
RU2712865C1 (en) Non-metallic sealing element
CN110998060B (en) Packing seal and method of use
CN110847840A (en) Hanger locking device for high-end integrated wellhead and wellhead device
RU2719798C1 (en) Annular seal with metal-to-metal seal
RU2765454C1 (en) Seal assembly
RU2807055C9 (en) Improved well sealing
RU2807055C2 (en) Improved well sealing
EP0392470B1 (en) Plastic bore seal
CN217519207U (en) Be applied to reinforcing seal structure of RD type downhole tool