NO162208B - Tetningsenhet fot avtetning av en ringformet utsparing. - Google Patents

Description

Oppfinnelsen angår en tetningsenhet for avtetning av en ringformet utsparing som angitt i ingressen til patentkrav 1 eller 2.

Fra GB patentsøknad 2 067 235 er det kjent en tetningsenhet for et brønnhodeelement, som omfatter et i et ringrom forskyvbart stempel som aktiviseres ved hjelp av et trykkmiddel. Stempelet sammentrykker derved flere tetningsringer. En sperrering som er anordnet i den indre rørdels omkretsspor låser det trykkmiddel-påvirkbare stempel i anspenningsstillingen, ved at den først, ved hjelp av en skulder på stempelet trykkes inn i et radialspor i den indre rørdel og deretter smekker inn i et ytre radialspor som er utformet i stempelets innervegg. En ulempe med denne konstruksjon ligger i at det låste stempel ikke,

eller bare vanskelig kan frigjøres, da det praktisk talt ikke foreligger noen tilgang til sperreringen.

Formålet med oppfinnelsen er å videreutvikle den kjente tetningsenhet, slik at et brønnhodeelement kan avtettes på en pålitelig måte og tetningen opprettholdes over lengre tid, idet det også skal være mulig uten vanskelighet å oppheve tetningen.

Dette formål oppnås ifølge en utføringsform med de karakteristiske trekk som er angitt i krav 1, ved en annen utføringsform med de karakteristiske trekk som er angitt i krav 2.

Ytterligere fordelaktige utføringsformer av oppfinnelsen fremgår av de uselvstendige krav som er knyttet til ovennevnte krav 1 og 2.

Oppfinnelsen skal i det følgende beskrives nærmere under henvisning til tegningene hvor: Fig. 1 er et riss, delvis i snitt, av den forbedrete tetningsenhet ifølge foreliggende oppfinnelse montert som en rørhengertetning i et brønnhode. Fig. 2 er et riss av tetningsenheten vist i fig. 1, men viser tetningsenheten i anspent stilling. Fig. 3 er et annet riss, delvis i snitt av en modifisert utførelsesform av den forbedrete tetningsenhet ifølge foreliggende oppfinnelse. Fig. 4 er et riss av tetningsenheten vist i fig. 3, vist i anspent stilling.

Tetningsenheten 10 vist i fig. 1 og 2 omfatter en normal-temperaturtetning og en høytemperaturtetning for avtetning mellom en rørhenger 12 og et brønnhodeelement 14. En utsparing 16 i brønnhodeelementet 14 utgjør rommet i hvilket tetningsenheten 10 er plassert for tetning mellom rørhengerens 12 utside og brønnhodeelementets 14 innside. Utsparingen 16 har et øvre parti 18 nær en nedadvendende ansats 20 og har en utvendig diameter som er mindre enn det nedre partiets 22 ytterdiameter. Gjenger 24 er utformet på brønnhodeelementet 14 for å oppta en belastningsring 26 og er innskrudd i dette for å danne det nedre anslag for tetningsenheten 10.

Tetningsenheten 10 omfatter en tetningsring 28, en varmebestandig tetningsring 30, en drivring 32, en ringfjær 34 som har et antall ringer som vist, et stempel 36 og en låseinn-retning 38. Tetningsringen 28. innbefatter en øvre og nedre leppe 40 med en spredering 42 mellom leppene 40 og i anlegg mot ansatsen 20' som vist. Når tetningsringen 3 0 er korrekt anspent, danner den en første tetning og tetningsringen 28 kan elimineres:, forutsatt at tetningsringen 30 har en passende ansats mot hvilken den kan ligge an i tetningsøyemed. Ringfjæren 34 danner fjærininretnin<g>e<n> mellom den trykkpåvirkbare ring 36

og tetningsringene 28 og 30, idet den presser tetningsringene mot anspent stiling. En 0-ring; 4'4 innvendig i øvre del av brønnhodeelementet 14. tetter rundt hengerens 12 utside over tetningsenheten 10. Tetningsringen 30 er anordnet i øvre del 18 av utsparingen 16 og ligger an mot nedre kant av tetningsringen 28. Drivringen 32 ligger an mot nedre kant av tetningsringen 30 og tvinges oppover av ringfjæren 34. Fjærkraften fra ringfjæren 34 bestemmes av belastningsringens 26 stilling i gjengene 24 som forspenner tetningsringene 28 og 30 med en trykkpåvirkbar innretning som f.eks. den trykkpåvirkbare ring eller stempelet 36 i nedre stilling.

Stempelet 36 påvirkes av trykkfluid som ledes gjennom en port 48 i brønnhodeelementet 14 til en stilling mellom stempelet 36 og en bunnring 50. Stempelet 36 har et øvre ringformet parti med tetninger for avtetning mellom brønnhodeelementets 14 innside i utsparingen 16 og utsiden av hengeren 12, et nedad-ragende halsparti 52 og en utadragende flens 54 som danner tre sider av en ringformet utsparing 56 i hvilken en delt låsering 58 sammentrykkes, med stempelet 36 i dets nedre stilling. Bunnringen 50 er ringformet og omfatter passende tetninger og

en ytre, oppadragende leppe 60 som danner utsiden av utsparingen 56 for å holde låseringen 58 i utsparingen 56.

En låseinnreting er anordnet for å holde stempelet 36 i anleggsstilling som vist i fig. 2 og beskrevet i det følgende. Når stempelet 36 beveges oppover som følge av fluidtrykk

gjennom porten 48, vil stempelets 36 oppadbevegelse føre låseringen 58 oppover fra dens stiling under leppen 60 og låseringen 58 beveger seg utover til avlastet stilling for derved å låse stempelet 36 i dets øvre stilling. I denne stilling ligger låseringen 58 an mot øvre ende av leppen 60 og den nedadvendte ansats 62 på stempelet 36.

Stempelets 36 oppadbevegelse vil videre sammentrykke ringfjæren 34 som tvinger drivringen 32 oppover slik at tetningsringen 30 anspennes og tvinges oppover mot tetningsringen 28 slik at sprederingen 42 tvinges videre inn i leppene 40 for å sikre at de begge tetter mot brønnelementets 14 innside og hengerens 12 utside. Kompresjonsbelastningen på tetningsringen 30 mellom tetningsringen 28 og drivringen 32 tvinger den til tettende anlegg mellom brønnhodeelementet 14 og hengeren 12.

Tetningsringen 28 og sprederingen 42 er fortrinnsvis laget av et syrefast stål av 300-serien med sølvbelegg. Tetningsringen 30 er laget av et passende materiale som vil opprettholde tetningen selv når temperaturen ved tetningsenheten 10 når en temperatur på 677°C. Et materiale som har slike egenskaper er et grafitt-pakningsmateriale som selges under varemerket "Grafoil" av Union Carbide Corporation (US patent nr. 3 404 061). Ringfjæren 34 er fortrinnsvis laget av et materiale som selges av International Nickel Company under varemerket "Inconel 718". Tetningsringene i stempelet 36 og bunnringen 50 er av et materiale som f.eks. selges av Parker Hannafin Company under varemerket "Molythane". Låseringen 58 er fortrinnsvis et 4140-stål.

En port 64 strekker seg gjennom brønnhodeelementet 14 og kommuniserer med utsparingen 16 i ansatsen 20. En port 66 strekker seg gjennom brønnhodet 14 for å kommunisere med en ringformet utsparing 68 i tetningsringen 28. En port 70 strekker seg gjennom brønnhodet 14 for å kommunisere med utsparingen 16 i området der ringfjæren 34 er beliggende.

Med tetningene anspent ved aktivisering av stempelet 36, avlastes trykket, forbindelsen som tilførrer trykk til porten 48 fjernes og en føler innføres gjennom porten 48 for å bestemme hvorvidt stempelet 36 har beveget seg tilstrekkelig til å frigjøre låseringen 58 som i sin låsestilling dekker indre ende av porten 48 slik at føleren ikke kan trenge inn i rommet mellom ansatsen 62 og enden av leppen 60. For å sikre at tetningsringen 28 tetter effektivt, tilføres trykk til porten 64 og porten 66 prøves for lekkasje. For å prøve hvorvidt tetningsringen 30 virker effektivt "tilføres trykk gjennom porten 66 og porten 70 kontrolleres for lekkasje.

Eh modifisert form for den forbedrete tetningsenhet ifølge foreliggende oppfinnelse er vist i fig. 3. Den modifiserte tetningsenhet 110 er identisk med tetningsenheten 10 (og like deler har samme henvisningstall) bortsett fra at konstruksjonen av låseinnretningen 112 er forskjellig fra konstruksjonen av låseinnretningen 38. Låseinnretningen 112 omfatter et halsparti 114 på stempelet 116 som har utvendige tenner 118, låsesegmenter 122 som har innvendige tenner 120 for inngrep med tennene 118, og fjærer 124 som tvinger segmentene 122 innad. Hvert segment 122 har en innadragende leppe 12:6 i inngrep med en utsparing 128 mellom en leppe 130* og hoveddelen 132, av bunnringen 134. Tennene 118 og 12:0) har en' avsmalnende flate og en radial flate som vist slik at: a^tiV-isering av stempelet 116 bevirker relativ bevegelse mellom hc.lspa<rtiet 114! og segmentene 122 , idet segmentene 122 ved, kamvirkning skyves utad ved hjelp av den avsmalnende side? av" dé i innbyrdes inngrep stående tenner, inntil stempelets" 116 bevegelse stopper, hvoretter segmentene 122 beveges innad til den i fig. 4 viste stilling med de radielle flater i inngrep for å hindre tilbakebevegelse av stempelet 116 etter at trykket mot dette er blit avlastet. En lignende type låse- eller palinnretning brukes med en tetningsenhet for å fastholde tetningsringen i forskjellige ekspanderte stillinger som reaksjon på en kraft som påføres i retning nedover på denne. Tetningene i den modifiserte form anspennes som tidligere beskrevet i forbindelse med den i fig. 1. og 2 viste utførelsesform.

Claims (5)

1. Tetningsenhet for avtetning av en ringformet utsparing mellom innsiden av et brønnhodeelement og utsiden av et rørformet element, omfattende en i utsparingen anordnet, varmebestandig tetningsring, et i utsparingen anordnet, trykk-styrt stempel, idet tetningsringen ved hjelp av tilført trykkfluid gjennom det trykkpåvirkbare stempel er bevegbar til anspenningsstillingen, en sperrering som er anordnet i en fordypning for fastgjøring av det trykkpåvirkbare stempel i anspenningsstillingen, og en fjærinnretning mellom det trykkstyrte stempel og tetningsringen for å opprettholde en tetnings-kraft på tetningsringen etter aktivisering og låsing av det trykkstyr.te stempel, karakterisert ved at sperreringen (58^ ved ikke-aktivisert stempel (36) er anordnet i en ringformet fordypning som er utformet i en omkretsflate hos det trykkstyrte stempel (36) og innrettet til å overdekkes av en over fordypningen (56) bevegelig leppe (60) på en likeledes i utsparingen (16) anordnet bunnring (50), idet stemplet (36) med sin fordypning (56) er bevegelig bort fra leppen (60) til sin foran leppens (60) endeside beliggende anspenningsstilling, for frigjøring av sperreringen (58).

2. Tetningsenhet for avtetning av en ringformet utsparing mellom innsiden av et brønnhodeelement og utsiden av et rørformet element, omfattende en i utsparingen anordnet, varmebestandig tetningsring, et i utsparingen anordnet, trykk-styrt stempel, idet tetningsringen ved hjelp av tilført trykkfluid gjennom det trykkpåvirkbare stempel er bevegbar til anspenningsstillingen;, en sperrering som er anordnet i en fordypning for fastgjøring av det trykkpåvirkbare stempel i anspenningsstillingen), ogr en f jærinnretning mellom det trykkstyrte stempel og tetningsringen for å opprettholde en tetnings-kraft på tetningsringen etter aktivisering og låsing av det trykkstyrte stempel, karakterisert ved at sperreringen (112) oppviser et antall låseelementer (122) med tenner (120) som er forsynt med skrå og radiale flater og danner inngrep med motsvarende utformete tenner (118) hos stempelet (116) , idet tennene (120) til låsesegmentet (122) på stempelets (116) tenner (118) trykkpåvirkes av fjærer (124).

3. Tetningsenhet ifølge krav 1 eller 2, karakterisert ved at utsparingen (16) er beliggende i det indre av brønnhodeelementet (14).

4. Tetningsenhet ifølge krav 1 eller 2, karakterisert ved at den omfatter en andre tetningsring (28) som særlig er egnet for normale temperaturer og er anordnet nær den varmebestandige tetningsring (30) for fastgjøring samtidig med denne.

5. Tetningsenhet ifølge krav 4, karakterisert ved en spredering (42) som er innlagt mellom flenser på den andre tetningsring (28) og som sperrer en ende av utsparingen (16), idet den første tetningsring (30) av varmebestandig materiale ligger endevis an mot den andre tetningsring (28) ; og en i utsparingen (16) anordnet drivring (32) som ligger an mot den andre ende av den første tetningsring (30).