NO20120342A1

NO20120342A1 - Nedlasingsslepering for fôringsrorhenger

Info

Publication number: NO20120342A1
Application number: NO20120342A
Authority: NO
Inventors: Chad Eric Yates; David L Ford
Original assignee: Vetco Gray Inc
Priority date: 2011-03-24
Filing date: 2012-03-22
Publication date: 2012-09-25
Also published as: GB2489327B; GB201205078D0; SG184684A1; BR102012006605A2; US8851183B2; US20120241162A1; CN102691486B; AU2012201735B2; CN102691486A; GB2489327A; MY163733A; AU2012201735A1

Description

[0001]Denne søknad krever prioritet fra og fordelen av US provisorisk søknad nr. 61/467184, innlevert 24. mars, 2011, som samtidig er under behandling, og med tittelen "Casing Hanger Lockdown Slip Ring", hvilken søknad er herved innlemmet med referanse.

BAKGRUNN FOR OPPFINNELSEN

1. Område for oppfinnelsen

[0002]Den foreliggende oppfinnelse angår generelt brønnhode-foringsrørhengere (oppheng) og, spesielt, en foringsrørhenger-nedlåsningsslepering som konverterer aksiale laster til radiale laster.

2. Kort beskrivelse av relatert teknikk

[0003]Tetninger er benyttet mellom indre og ytre brønnhode-rørdeler for holde innvendig brønntrykk. Den indre brønnhodedel kan være en rørhenger som opp-lagrer en streng av rør som strekker seg inn i brønnen for strømninger av produk-sjonsfluid. Rørhengeren lander i en ytre brønnhodedel, som kan være et brønn-hodehus, et juletre (ventiltre) eller et rørhode. En tetning eller pakning (eng. packoff) tetter mellom rørhengeren og den ytre brønnhodedel. Alternativt kan den indre brønnhodedel være en foringsrørhenger lokalisert i et brønnhode og festet til en streng av foringsrør som strekker seg inn i brønnen. En tetning eller pakning tetter mellom foringsrørhengeren og brønnhodehuset.

[0004]En mangfoldighet av tetninger med denne opprinnelse har blitt anvendt i den tidligere kjente teknikk. Tidligere kjente tetninger innbefatter elastomer og delvis metall og elastomerringer. Tidligere kjente tetningsringer laget fullstendig av metall for å danne metall-til-metall-tetninger er også anvendt. Tetninger kan settes ved et setteverktøy, eller de kan settes i samsvar med vekten av strengen til foringsrøret eller røret. En type av tidligere kjent metall-til-metall-tetning har indre og ytre vegger atskilt ved et konisk spor. En aktueringsring er skjøvet inn i sporet for å deformere de indre og ytre vegger fra hverandre til tetningsinngrep med de indre og ytre brønnhodedeler. Aktiveringsringen er en massiv kileformet del. Deformasjonen av de indre og ytre vegger overskrider flytstyrken til materialet av tetningsringen og gjør deformasjonen permanent.

[0005]Varmevekst mellom foringsrøret og røret og brønnhodet kan skje, spesielt med brønnhodet lokalisert ved overflaten istedenfor sjøbunnen. Brønnfluidet som strømmer oppover gjennom røret varmer opp strengen av rør, og til en mindre grad det omgivende foringsrør. Temperaturøkningen kan bevirke at rørhengeren og/eller foringsrørhengeren beveger seg aksialt en liten mengde i forhold til den ytre brønnhodedel eller hverandre. Under oppvarmingstransienten, kan rørhengeren og/eller foringsrørhengeren også bevege seg radialt på grunn av temperaturforskjeller mellom komponenter og de forskjellige grader av varmeekspansjon hvorfra komponentmaterialene er konstruert. Hvis tetningen har blitt satt som et resultat av en kilevirkning hvor en aksial forskyvning av aktiverings-ringer innbefatter en radial bevegelse av tetningen mot dens sampassende overflater, så kan tetningskrefter reduseres hvis det er bevegelse i den aksiale retning på grunn av trykk eller varmevirkninger. En reduksjon i aksial kraft på aktiveringsringen resulterer i en reduksjon i de radiale innover- og utoverkrefter på de indre og ytre vegger av tetningsringen, som kan bevirke at tetningen lekker. Et tap av radial belastning mellom tetningen og den sampassende overflate på grunn av varmetransienter kan også bevirke at tetningen lekker.

[0006]Tidligere kjente apparater som forsøker å overvinne problemene bevirket ved aksial bevegelse av foringsrørhengeren eller rørhengeren innbefatter

nedlåsningstetninger. Nedlåsningstetninger krever formasjon av et spor i landingsovergangen eller brønnhodet under fremstillingsprosessen. Etter at brønnhodet og landingsovergangen er posisjonert innen brønnboringen, er nedlåsningstetningen kjørt til stedet av landingsovergangen hvor en ring av nedlåsningstetningen enten ekspanderer eller trekker seg sammen i sporet formet i henholdsvis brønnhodet eller landingsovergangen. Dessverre fylles ofte sporet med rester (avfall) før inn-kjøring av nedlåsningstetningen. Avfallet forhindrer inngrep av ringen og således er resultatet ingen nedlåsningsfordeler av nedlåsningen.

[0007]Nedlåsningstetningen krever en betydelig økning i produksjonskostnader. Dette er delvis på grunn av økte kostnader for å modifisere det elementære brønnhodet eller landingsovergangen for å innbefatte låseringsporet. I tillegg nødvendiggjør bruken av disse anordninger bruk av spesialisert verktøy og andre komponenter for riktig å lande og koble nedlåsningstetningen. Videre krever tidligere kjente nedlåsningstetninger noe klaring mellom landingsovergangen og nedlåsningsapparatet til nedlåsningstetningen. Denne klaring tillater nedlåsningstetningen å lande i det passende sted i forhold til brønnhodet og landings overgangen idet det også tilveiebringes nødvendig rom for nedlåsningspartiet til tetningen for å oppta brønnhodet eller landingsovergangen. Klaringen kan også tillate landingsovergangen å flyttes før nedlåsningsanordningen korrekt opptar og tilbakeholder bevegelse av landingsovergangen. I slike tilfeller kan landingsovergangen flytte seg aksialt og bevirke at tetningen svikter. Det er således et behov for en nedlåsningstetning som overvinner problemene med den tidligere kjente teknikk som beskrevet ovenfor.

SAMMENFATNING AV OPPFINNELSEN

[0008]Disse og andre problemer er generelt løst eller omgått, og tekniske fordeler er generelt oppnådd, ved foretrukne utførelser av den foreliggende oppfinnelse som tilveiebringer en foringsrørhenger-nedlåsningsslepering og en fremgangsmåte for å benytte denne.

[0009]I henhold til en utførelse av den foreliggende oppfinnelse er en undervanns-brønnhodesammenstilling omtalt. Undervannsbrønnhodesammenstillingen innbefatter et undervannsbrønnhode som danner en boring med en skulder. Undervannsbrønnhodesammenstillingen innbefatter videre en foringsrørhenger landet på skulderen innen boringen til undervannsbrønnhodet og som danner et ringrom mellom undervannsbrønnhodet og foringsrørhengeren. En foringsrør-henger-tetningsring er anbrakt innen ringrommet. Tetningsringen er koblet med en indre overflate av brønnhodet og koblet med en ytre diameteroverflate av forings-rørhengeren slik at tetningsringen forhindrer strømning gjennom ringrommet. En nedlåsningsslepering er festet til en nedre ende av tetningsringen slik at, når tetningsringen er aktivert, opptar nedlåsningssleperingen et vesentlig glatt indre diameteroverflateparti av brønnhodet og et vesentlig glatt ytre diameteroverflateparti av foringsrørhengeren for å begrense oppoveraksial bevegelse av foringsrør-hengeren.

[0010]I henhold til en annen utførelse av den foreliggende oppfinnelse er en tetning for tetting av et ringrom mellom indre og ytre rørdeler, hvori den indre rørdel er landet i en boring til den ytre rørdel, omtalt. Tetningen innbefatter en tetningsring tilpasset for å lande i ringrommet og tilpasset for å ekspandere radialt ved aktivering for å oppta en indre diameteroverflate av den ytre rørdel og en ytre diameteroverflate av den indre rørdel. Tetningen innbefatter videre en nedlås ningsslepering festet til en nedre ende av tetningsringen slik at, når aktivert, kan nedlåsningssleperingen oppta en indre diameteroverflate av den ytre rørdel og en ytre diameteroverflate av den indre rørdel for å begrense oppoveraksial bevegelse av den indre rørdel. Nedlåsningssleperingen har en hals på en øvre ende av nedlåsningssleperingen, og halsen har et spor på en ytre diameter av halsen. Tetningsringen har et nedre ben på en nedre ende av tetningsringen, og det nedre ben har en fordypning på en indre diameter av det nedre ben. En holdering som omfatter en splittring er satt inn mellom halsen til nedlåsningssleperingen og det nedre ben til tetningsringen slik at holderingen er delvis innen sporet og delvis innen fordypningen, og fester nedlåsningssleperingen til tetningsringen.

[0011]I henhold til enda en annen utførelse av den foreliggende oppfinnelse er en fremgangsmåte for tetting av en foringsrørhenger til et brønnhode omtalt. Fremgangsmåten starter ved å lande foringsrørhengeren på en skulder i brønnhodet. Deretter fester fremgangsmåten en nedlåsningsslepering til en nedre ende av foringsrørhengertetningen og lander foringsrørhengertetningen i et ringrom mellom foringsrørhengeren og brønnhodet. Foringsrørhengertetningen er så aktivert ved å utøve en nedoveraksial kraft på foringsrørhengertetningen for å komprimere tetningen og nedlåsningssleperingen mot en skulder til foringsrørhengeren. Den nedoveraksiale kraft bevirker at nedlåsningssleperingen opptar en vesentlig glatt indre diameteroverflate av brønnhodet og en vesentlig glatt ytre diamteroverflate av foringsrørhengeren for å begrense oppoveraksial bevegelse av foringsrør-hengeren.

[0012]En fordel med en foretrukket utførelse er at de omtalte utførelser tilveiebringer en nedlåsningstetning som tetter en foringsrørhenger til et brønnhode uten behovet for dannelse av et spor i enten foringsrørhengeren eller brønnhodet. I tillegg krever ikke de omtalte utførelser klaring mellom foringsrørhengeren og nedlåsningspartiet til tetningen for å koble. De omtalte utførelse kan således tilveiebringe nedlåsningsegenskap som forhindrer aksial bevegelse av foringsrør-hengeren bevirket av høye trykk og varmeekspansjon.

KORT BESKRIVELSE AV TEGNINGENE

[0013]Slik at måten som egenskapene, fordelene og målene med oppfinnelsen, så vel som andre vil fremkomme, er oppnådd, og kan forstås i mer detalj, skal mer spesiell beskrivelse av oppfinnelsen som kort oppsummert ovenfor gjøres med referanse til utførelser av denne som er illustrert i de vedføyde tegninger som danner en del av denne oppfinnelse. Det skal imidlertid bemerkes at tegningene illustrerer kun en foretrukket utførelse av oppfinnelsen og skal derfor ikke anses som begrensende for dens omfang da oppfinnelsen kan gi adgang til andre like effektive utførelser.

[0014]Figur 1 er en skjematisk fremstilling av en foringsrørhenger-nedlåsningsslepering landet på plass innen et ringrom mellom en foringsrørhenger og et brønnhode.

[0015]Figur 2 er en skjematisk fremstilling av en alternativ nedlåsningsslepering.

[0016] Figur 3 er en skjematisk fremstilling av nedlåsningssleperingen i fig. 2 aktivert innen et ringrom mellom et brønnhode og en foringsrørhenger.

[0017]Figur 4 er en skjematisk fremstilling av en alternativ nedlåsningsslepering.

[0018] Figur 5 er en skjematisk fremstilling av nedlåsningssleperingen i fig. 4 aktivert innen et ringrom mellom et brønnhode og en foringsrørhenger.

DETALJERT BESKRIVELSE AV DEN FORETRUKNE UTFØRELSE

[0019]Den foreliggende oppfinnelse vil nå beskrives mer fullstendig heretter med referanse til de vedføyde tegninger som illustrerer utførelser av oppfinnelsen. Denne oppfinnelse kan imidlertid legemliggjøres i mange forskjellige former og skal ikke fortolkes som begrenset til de illustrerte utførelser fremlagt heri. Isteden er disse utførelser fremskaffet slik at denne omtale vil være gjennomgående og fullstendig, og vil fullstendig dekke omfanget av oppfinnelsen for de som er faglært på området. Like numre refererer gjennomgående til like elementer, og den merkede angivelse, hvis benyttet, indikerer like elementer i alternative utførelser.

[0020]I den følgende omtale er mange spesifikke detaljer fremlagt for å tilveiebringe en gjennomgående forståelse for den foreliggende oppfinnelse. Det vil imidlertid være åpenbart for de som er faglært på området at den foreliggende oppfinnelse kan praktiseres uten slike spesifikke detaljer. I tillegg, for flesteparten, har detaljer angående brønnboring, kjøreoperasjoner og lignende blitt utelatt så mye som slike detaljer ikke anses nødvendig for å oppnå en fullstendig forståelse av den foreliggende oppfinnelse, og anses for å være innen kunnskapene til personer faglært innen den relevante teknikk.

[0021]Med referanse til fig. 1 er en foringsrørhenger 11 med en akse 14 vist anbrakt innen et undervannsbrønnhode 13. Foringsrørhenger 11 vil generelt lande på en skulder 12 formet i brønnhodet 13 for å danne et ringrom 15 mellom forings-rørhenger 11 og brønnhodet 13.1 den illustrerte utførelse kontakter et parti av en utvendig overflate av foringsrørhenger 11 et parti til en indre overflate av brønn-hodet 13 ved en skulder 12. En person med normal fagkunnskap vil forstå at foringsrørhenger 11 og brønnhodet 13 kan være enhver indre og ytre rørdel slik at den indre rørdel kan passe innen en boring til den ytre rørdel.

[0022]En foringsrørhenger-tetningsring 17 er satt inn mellom foringsrørhenger 11 og brønnhodet 13. Foringsrørhengertetning 17 fyller vesentlig ringrom 15 mellom foringsrørhenger 11 og brønnhodet 13, tetningsringrom 15 og setting av forings-rørhenger 11 til brønnhodet 13. Foringsrørhenger-tetningsring 17 haren aktivert og en ikke-aktivert posisjon. Når den er i den aktiverte posisjon, som beskrevet i mer detalj med hensyn til fig. 3 og 5, vil foringsrørhenger-tetningsring 17 tette ringrommet ved å oppta både den indre diameteroverflate av brønnhodet 13 og den ytre diameteroverflate av foringsrørhenger 11. Når den er i den ikke-aktiverte posisjon, som vist i fig. 2 og 4, kan foringsrørhenger-tetningsring 17 være kjørt inn i brønnboringen for å lande i ringrom 15 mellom foringsrørhenger 11 og brønn-hodet 13, eller trukket fra ringrom 15 mellom foringsrørhenger 11 og brønnhodet 13.1 den illustrerte utførelse innbefatter foringsrørhenger-tetningsring 17 en aktiveringsring 19, en tetningsring 21, en nedlåsningsslepering 13 og en låsering 25.

[0023]I den illustrerte utførelse kobler nedlåsningsslepering 23 til en nedre ende av tetningsring 21 og danner et ringformet fremspring som kan innbefatte en konus 18 på en ytre diameter ved en nedre ende som vist i fig. 1. Nedlåsningsslepering 23 har en rampeformet overflate 20 på sin indre diameter tilpasset for å grense mot en utvendig konet overflate 16 til foringsrørhenger 11 slik at oppoveraksial bevegelse av foringsrørhenger 11 vil oppta nedlåsningsslepering 23. Helningen av rampeformet overflate 20 kan fortrinnsvis passe sammen med helningen av utvendig konet overflate 16 til foringsrørhenger 11.1 den illustrerte utførelse kan helningen omfatte en vinkel på omkring 20 grader fra vertikalen; en fagmann vil imidlertid forstå at enhver passende vinkel kan benyttes. I den illustrerte utførelse beveger ikke nedlåsningsslepering 26 seg aksialt i forhold til tetningsring 21. Nedlåsningssleperingen 23 kan imidlertid bevege seg radialt i forhold til tetningsring 21. Overflatene til konus 18 og rampeformet overflate 20 kan ha forskjellige friksjonsfaktorer slik at rampeformet overflate 20 mer sann-synlig vil gli enn konus 18. Dette kan oppnås på enhver passende måte slik ved å anvende et flettverk eller tenner på overflaten av konus 18, ved å benytte en varietet av friksjonsgripebelegg eller lignende. En fagmann på området vil forstå at både overflaten til konus 18 og den rampeformede overflate 20 kan innbefatte friksjonsbelegg, flettverk og lignende.

[0024]Ettersom foringsrørhenger 11 beveger seg oppover aksialt i forhold til brønnhodet 13, vil utvendig overflateprofil 16 til foringsrørhenger 11 først støte mot og så utøve en oppoveraksial kraft på foringsrørhengertetning 17 gjennom den tilstøtende rampeformede overflate 20 til nedlåsningsslepering 23. Den oppover-aksiale kraft på nedlåsningsslepering 23 vil bevirke at nedlåsningsslepering 23 beveger seg radialt utover, og opptar konus 18 med den indre diameter av brønn-hodet 13 som en reaksjon. På grunn av den økte friksjonsgripekraft bevirket av de forskjellige friksjonskrefter mellom konus 18 og den rampeformede overflate 20, kan foringsrørhengertetning 17 ikke bevege seg aksialt i samsvar med oppoveraksial bevegelse av foringsrørhenger 11. Som en konsekvens vil oppoveraksial bevegelse av foringsrørhenger 11 begrenses på grunn av inngrepet av foringsrør-hengertetning 17 med foringsrørhenger 11.

[0025]Som vist i fig. 2 kan en alternativ utførelse av nedlåsningsslepering 23 omfatte to ringformede ringer, en koblingsring 27 og en slepering 29. Koblingsring 29 har et fremspring 31 ved en øvre ende som danner et holdespor eller spor 33 i en ytre diameteroverflate av fremspring 31. Spor 33 kan være et ringformet spor eller alternativt kan spor 33 strekke seg kun delvis rundt den ytre omkrets av fremspring 31. Koblingsring 37 danner også en ringformet oppovervendende skulder 35. Oppovervendende skulder 35 strekker seg fra en ytre diameter av koblingsring 27 til et fundament av fremspring 31 slik at spor 33 vender mot et område aksialt over oppovervendende skulder 35.1 den illustrerte utførelse har oppovervendende skulder 35 en bredde som er omtrent halvparten av bredden til et tverrsnitt av koblingsring 27.

[0026]En nedre ende av koblingsring 27 har et tilnærmet trekantformet tverrsnitt med en vesentlig vertikal overflate som danner den ytre diameter av koblingsring

27 som strekker seg fra den nedre ende til oppovervendende skulder 35, og en

rampeformet overflate 37 som strekker seg fra den nedre ende av koblingsring 27 til en nedovervendende skulder 39 aksialt under fremspring 31. En nedre ende av den utvendige diameteroverflate til koblingsring 27 kan innbefatte flettverk 73 som er tilpasset for å oppta den indre diameteroverflate av brønnhodet 13 som vist i fig.

3. Flettverk 73 kan omfatte gripetenner eller lignende. Med referanse til fig. 2

strekker nedovervendende skulder 39 seg fra en indre diameter av koblingsring 27 til et fundament av rampeformet overflate 37. En sleperingbegrenser 41 kan stikke frem fra et parti til rampeformet overflate 37 for å danne henholdsvis ringformede øvre og nedre koblingsringkanaler 43, 45.1 den illustrerte utførelse er sleperingbegrenser 41 posisjonert omtrent halvveis mellom en nedre ende av koblingsring 27 og nedovervendende skulder 39.

[0027]Slepering 29 omfatter en vesentlig kileformet gjenstand med en indre diameter som er vesentlig vertikal, og en ytre diameter omfattende en rampeformet overflate 47 tilpasset for å passe sammen med rampeformet overflate 37 til koblingsring 27. En nedre ende av den indre diameteroverflate kan innbefatte flettverk 71 tilpasset for å oppta en utvendig diameteroverflate av foringsrørhenger 11 eller alternativt utvendig overflateprofil 16 til foringsrørhenger 11. Flettverk 71 kan omfatte gripetenner eller lignende. En sleperingfordypning 49 er formet i rampeformet overflate 47 og strekker seg innover fra rampeformet overflate 47. Sleperingfordypning 49 er en ringformet fordypning tilpasset for å motta sleperingbegrenser 41.1 den illustrerte utførelse er en høyde av sleperingfordypning 49 større enn en høyde av slepebegrenser 41, som tillater sleperingbegrenser 41 å bevege seg aksialt innen sleperingfordypning 49. Som vist kan slepering 29 gli aksialt i forhold til koblingsring 27 gjennom sleperingfordypning 49. Slepebegrenser 41 vil begrense aksial bevegelse av slepering 29 gjennom kontakt med en oppovervendende skulder 51 til sleperingfordypning 49 og en nedovervendende skulder 53 til sleperingfordypning 49. Slepering 29 kan feste til koblingsring 27 med en skjærelement, slik som skjærholdebolt 55. Skjærholdebolt 55 vil forhindre aksial bevegelse av slepering 29 i forhold til koblingsring 27 under kjøring av foringsrørhenger 17.

[0028]I den illustrerte utførelse omfatter tetningsring 21 en ringformet del med et omtrentlig U-formet tversnitt 57 med tetningsringben 59, 61 og et nedre ben 63. Nedre ben 63 strekker seg forbi fremspring 31 til koblingsring 29 nær til oppovervendende skulder 35 til koblingsring 27.1 den illustrerte utførelse danner nedre ben 63 en holdefordypning 65 nær til og vendende mot spor 33. En holdering 67 kan være satt inn mellom nedre ben 63 og tetningsring 21 og fremspring 31 til koblingsring 27 slik at holdering 67 vesentlig fyller spor 33. Et parti av holdering 67 vil strekke seg inn i holderfordypning 65 og bevirke at koblingsring 27 beveger seg aksialt i samsvar med aksial bevegelse av tetningsring 21. Når således posisjonert er bredden av det kombinerte fremspring 31 til koblingsring 27 og nedre ben 63 til tetningsring 21 omtrent ekvivalent med en bredde av tetningsring 21 over fundamentet til U-formet tverrsnitt 57. Holdering 67 kan være enhver passende ring slik som en splittring eller lignende.

[0029]Aktiveringsring 19 omfatter en ring med en aksial nedre ende noe større enn sporet dannet mellom tetningsringben 59, 61 til tetningsring 61. Aktiveringsring 19 har en øvre ende tilpasset for å være frigjørbart koblet til et setteverktøy slik at setteverktøyet kan kjøre foringsrørhengertetning 17 til stedet vist i fig. 1, og så operere aktiveringsring 19 for å aktivere foringsrørhengertetning 17.

[0030] Som beskrevet i mer detalj nedenfor vil et setteverktøy anvende en aksial kraft på aktiveringsring 17 og tvinge aktiveringsring 19 aksialt inn i tetningsring 21

og tilveiebringe en testtilpasning som vil presse tetningsringben 61, 59 til tetningsring 21 inn i tilstøtende flettverk 67 og 69 (fig. 1 og fig. 3). Dette vil tette ringrom 15 mellom foringsrørhenger 11 og brønnhodet 13 ved tetningsring 21. En fagmann på området vil forstå at aktiveringsringen 19 kan aktiveres ved et setteverktøy eller lignende.

[0031]Nå med referanse til fig. 3, er en foringsrørhengertetning 17 kjørt for å lande og anbringes som vist i en typisk kjøreoperasjon. Under innkjøring i ringrom 15, er elementene til foringsrørhengertetning 17 illustrert i fig. 2. En aksial kraft er så anvendt for å aktivere ring 19, slik som med et setteverktøy. Aktiveringsring 19 beveger seg nedover aksialt som reaksjon slik at en ende av aktiveringsring 19 anvender en tilsvarende nedoveraksial kraft på øvre overflater av tetningsringben 59, 61. Fortsatt anvendelse av nedoveraksial kraft på aktiveringsring 19 skyver en nedre ende av slepering 29 inn i kontakt med utvendig overflateprofil 16 til foringsrørhenger 11 nær sted 12 i fig. 1. Med referanse til fig. 3 er nedlåsningsslepering 23 så komprimert mellom tetningsring 21 og den utvendige overflate av foringsrørhenger 11 ved oppovervendende skulder 16 ved aktiveringsring 19 som bevirker at skjærbolt 15 skjærer. Koblingsring 27 vil så bevege seg aksialt nedover gjennom slepefordypning 49. Eventuelt kan en nedre overflate av slepeholder 41 lande mot oppovervendende skulder 51 til slepering 29 som vist i fig. 3.

[0032]Nedoverbevegelse av koblingsring 27 gjennom slepefordypning 49 bevirker at slepering 29 beveger seg radialt inn i inngrep med foringsrørhenger 11 som reaksjon. Ettersom slepering 29 beveger seg radialt inn i foringsrørhenger 11, vil flettverk 71 gripe overflaten av foringsrørhenger 11 og holde slepering 29 i inngrep med foringsrørhenger 11. Likeledes vil flettverk 73 oppta en indre diameteroverflate av brønnhodet 13 og holde koblingsring 27 i inngrep med brønnhodet 13.

[0033]Videre aksial nedoverbevegelse av aktiveringsring 19 bevirker at en ende av aktiveringsring 19 innføres i sporet formet av tetningsringben 59, 61. Ettersom enden av aktiveringsring 19 innføres i sporet vil tetningsringben 59, 61 deformere seg radialt inn i inngrep med henholdsvis flettverk 67, 69. Den indre diameteroverflate av tetningsringben 59 vil så deformeres av flettverk 67 til foringsrør-henger 11, og den ytre diameteroverflate av tetningsringben 61 vil deformeres av flettverk 69 til brønnhodet 13 og danne en tetning til ringrom 15.

[0034]Under undervannsoperasjon av brønnhodet 13 kan varmeekspansjon av foringsrør opphengt fra foringsrørhenger 11, eller fluidtrykk innen ringrom 15 under foringsrørhengertetning 17 plassere en oppoveraksial belastning på foringsrør-henger 11. Ettersom foringsrørhenger 11 forsøker å bevege seg aksialt oppover i forhold til brønnhodehus 13 i samsvar med en slik last, vil foringsrørhengertetning 17 motvirke denne bevegelse på den følgende måte. Ettersom foringsrørhenger-tetning 11 beveger seg oppover, vil slepering 29 bevege seg oppover som resultat av det gripende inngrepet av flettverk 71 med den utvendige overflate av foringsrørhenger 11. Dette vil bevirke at slepering 29 glir ytterligere opp de sampassende rampeformede overflater 47 og 37 i forhold til koblingsring 27. Som vist i fig. 3 vil denne bevegelse bevirke at slepering 29 beveger seg radialt innover som resulterer i en økning av bredden av foringsrørhengertetning 17 ved slepering 19 og koblingsring 27. Slepering 29 og koblingsring 27 vil nå være radialt tilstøtende innen ringrom 15 som vist i fig. 3. Denne radiale bevegelse vil tettere gripe foringsrørhenger 11 til brønnhodet 13 gjennom foringsrørhengertetning 17. Fortsatt oppoverbevegelse av slepering 29 er forhindret når oppovervendende skulder 51 til slepering 29 lander på slepebegrenser 41, og derved forhindrer ytterligere aksial oppoverbevegelse av foringsrørhenger 11 og øker styrken av tetningen innen ringrom 15.

[0035]Nå med referanse til fig. 4 er det der vist en annen alternativ foringsrør-hengertetning 17'. Foringsrørhengertetning 17' innbefatter komponentene til foringsrørhengertetning 17 i fig. 2, modifisert som beskrevet nedenfor. Som vist i fig. 4 innbefatter foringsrørhengertetning 17' aktiveringsring 19, tetningsring 21 og låsering 25 i fig. 2. Aktiveringsring 19, tetningsring 21 og låsering 25 i fig. 4 er posisjonert og operert som beskrevet ovenfor med hensyn til fig. 2 og fig. 3.

[0036]Som vist i fig. 4 innbefatter også foringsrørhengertetning 17' nedlåsningsslepering 23'. Nedlåsningsslepering 23' kobler til en nedre ende av tetningsring 21. Nedlåsningsslepering 23' kan omfatte to ringformede ringer, en koblingsring 27' og en slepering 29'. Koblingsring 27' har et fremspring 31" ved en øvre ende som danner et holdespor eller spor 33' i en ytre diameteroverflate av fremspring 31". Spor 33' kan være et ringformet spor eller alternativt kan spor 33' strekke seg kun delvis rundt den ytre omkrets av fremspring 31'. Koblingsring 27' danner også en ringformet oppovervendende skulder 35'. Oppovervendende skulder 35' strekker seg fra en ytre diameter av koblingsring 27' til et fundament av fremspring 31'. I den illustrerte utførelse har oppovervendende skulder 35' en bredde som er omtrent halvparten av bredden av et tverrsnitt til koblingsring 27'.

[0037]En nedre ende av koblingsring 27' har et omtrentlig trekantformet tverrsnitt med en vesentlig vertikal overflate som danner den indre diameter av koblingsring 27'. Den vesentlig vertikale overflate strekker seg fra den nedre ende til en topp av fremspring 31". Den nedre ende av koblingsring 27' har en rampeformet overflate 37, som strekker seg fra den nedre ende av koblingsring 27' til en nedovervendende skulder 39' aksialt under oppovervendende skulder 35'. En nedre ende av den utvendig diameteroverflate av koblingsring 27' kan innbefatte flettverk 73' som er tilpasset til å oppta den indre diameteroverflate av brønnhodet 13 som vist i fig. 5. Flettverk 73' kan omfatte gripetenner eller lignende. Med referanse til fig. 4 strekker nedovervendende skulder 39' seg fra en ytre diameter av koblingsring 27' til et fundament av rampeformet overflate 37'. En sleperingbegrenser 41' kan stikke frem fra et parti av rampeformet overflate 37' for å danne henholdsvis øvre og nedre koblingsringkanaler 43', 45'. I den illustrerte utførelse er slepering begrenser 41' posisjonert omtrent halvveis mellom en nedre ende av koblingsring 27' og nedovervendende skulder 39'.

[0038]Slepering 29' omfatter en vensentlig kileformet gjenstand med en øvre diameter som er vesentlig vertikal, og en indre diameter omfattende en rampeformet overflate 47' tilpasset for å passe sammen med rampeformet overflate 37' til koblingsring 27'. En nedre ende av den indre diameteroverflate kan innbefatte flettverk 71' tilpasset for å oppta en utvendig diameteroverflate av foringsrørhenger 11 eller, alternativt en oppovervendende skulder 16 til forings-rørhenger 11. Flettverk 71' kan omfatte gripetenner eller lignende. En sleperingfordypning 49' er formet i rampeformet overflate 47' og strekker seg innover fra rampeformet overflate 47'. Sleperingfordypning 49' er en ringformet fordypning tilpasset for å motta sleperingbegrenser 41'. Som vist kan slepering 29' gli aksialt i forhold til koblingsring 27' gjennom sleperingfordypning 49'. Slepebegrenser 41' vil begrense aksial bevegelse av slepering 29' gjennom kontakt med oppovervendende skulder 51" til sleperingfordypning 49' og nedovervendende skulder 53' til sleperingfordypning 49'. Slepering 29' kan feste til koblingsring 27' med et skjærelement, slik som skjærholdebolt 55'. Skjærholdebolt 55' vil forhindre aksial bevegelse av slepering 29' i forhold til koblingsring 27' under kjøring av foringsrør-henger 17'.

[0039]I den illustrerte utførelse strekker nedre ben 63 til tetningsring 21 seg forbi

fremspring 31' til koblingsring 29' nær til oppovervendende skulder 35' til koblingsring 27'. Som beskrevet ovenfor danner nedre ben 63 en holderfordypning 65 nær til og vendende mot spor 33'. En holdering 67 kan være satt inn mellom nedre ben 63 til tetningsring 21 og fremspring 31' til koblingsring 27' slik at holdering 67

vesentlig fyller spor 33'. Et parti av holdering 67 vil strekke seg inn i holderfordypning 65 og bevirke at koblingsring 27 beveger seg aksialt i samsvar med aksial bevegelse av tetningsring 21.

[0040]Nå med referanse til fig. 5 er foringsrørhengertetning 17' kjørt for å lande og sette som vist. Under kjøring inn i ringrom 15 er elementene til foringsrørhenger-tetning 17' som illustrert i fig. 4. En aksial kraft er så anvendt for å aktivere ring 19, slik som med et setteverktøy. Aktiveringsring 19 beveger seg aksialt nedover som reaksjon slik at en ende av aktiveringsring 19 kontakter øvre overflate av tetningsringben 59, 61. Fortsatt anvendelse av nedoveraksial kraft for å aktivere ring 19 skyver en nedre ende av slepering 29' i kontakt med utvendig overflateprofil 16 til foringsrørhenger 11 nær skulder 12 i fig. 1. Som vist i fig. 3 er så nedlåsningsslepering 23' komprimert mellom tetningsring 21 og utvendig overflateprofil 16 til foringsrørhenger 11 ved aktiveringsring 19 som bevirker skjærbolt 55 å skjære. Koblingsring 27' vil så bevege seg aksialt nedover gjennom slepefordypning 49' som reaksjon, og eventuelt lander ved en nedre overflate av slepeholder41' mot oppovervendende skulder 51' til slepering 29'.

[0041]Nedoverbevegelse av koblingsring 27' gjennom slepefordypning 49' bevirker at slepering 29' beveger seg radialt inn i inngrep med brønnhodet 13 som reaksjon. Ettersom slepering 29' beveger seg radialt innover brønnhodet 13, vil flettverk 71' gripe overflaten av brønnhodet 13 og holde slepering 29' i inngrep med brønnhodet 13. Likeledes vil flettverk 73' oppta en ytre diameteroverflate av foringsrørhenger 11 og holde koblingsring 29' i inngrep med brønnhodet 13.

[0042]Videre aksial nedoverbevegelse av aktiveringsring 19 bevirker at en ende av aktiveringsring 19 innføres i sporet formet av tetningsringben 59, 61. Ettersom enden av aktiveringsring 19 innføres i sporet, vil tetningsringben 59, 61 deformere seg radialt utover inn i inngrep med henholdsvis flettverk 67, 69. Den indre diameteroverflate av tetningsringben 59 vil så deformeres av flettverk 67 til forings-rørhenger 11, og den ytre diameteroverflate av tetningsringben 61 vil deformeres av flettverk 69 til brønnhodet 13 og danne en tetning til ringrom 15.

[0043]Under undervannsoperasjon av brønnhodet 13, kan varmeekspansjon av foringsrøret opphengt fra foringsrørhenger 11, eller fluidtrykk innen ringrom 15 under foringsrørhengertetning 17', medføre en oppoveraksial belastning på foringsrørhenger 11. Imidlertid vil den økte radiale bredde av foringsrørhenger-tetning 17' bevirket av bevegelsen av slepering 29' langs den rampeformede overflate 47', fungere som en friksjonstype lås, som påfører en radial kraft på foringsrørhenger 11. Som et resultat, ettersom foringsrørhenger 11 forsøker å bevege seg aksialt oppover i forhold til brønnhodehus 13 i samsvar med en slik last, vil friksjonslåsen bevirket av den radiale ekspansjon av foringsrørhenger-tetning 17' motvirke denne bevegelse og forhindre bevegelse av foringsrørhenger 11. Den ytterligere bredde av nedlåsningsslepering 23', bevirket ved bevegelsen av slepering 29' langs rampeformet overflate 47' under setting, øker den radiale kraft utøvet mellom brønnhodet 13 og foringsrørhenger 11. Dette vil så forhindre aksial oppoverbevegelse av foringsrørhenger 11.

[0044]Følgelig tilveiebringer den omtalte utførelse en metalltetning som kan lande og tette et ringrom mellom en foringsrørhenger og et brønnhode uten behovet for en landingsskulder eller klofordypning maskinert innen brønnhodet. Det er således ingen fare for at rester kan ha landet på skulderen eller fylt klofordypningen som vil forhindre setting av tetningen. I tillegg tilveiebringer de omtalte utførelser en metalltetning som øker i styrke ettersom trykkbelastning innen ringrommet under tetningen øker. Videre eliminerer metalltetningen omtalt heri behovet for at tetningen skal tillate noe aksial flytting før tetting; isteden forbelaster tetningen mot sin egen lastskulder og forhindrer forskyvning av foringsrørhengeren som oppstår i noe syklisk belastning, og tillater tetningen å operere for flere sykluser enn tidligere kjente utforminger.

[0045]Det skal forstås at den foreliggende oppfinnelse kan ha mange former og utførelser. Følgelig kan mange varianter gjøres innen det foregående uten å avvike fra ideen og omfanget av oppfinnelsen. Ved således å ha beskrevet den foreliggende oppfinnelse med referanse til visse av dens foretrukne utførelser, skal det bemerkes at de omtalte utførelser er illustrative enn begrensende i sin opprinnelse og at et stort område av varianter, modifikasjoner, forandringer og erstatninger er overveid i den foregående omtale og, i noen tilfeller, kan noen trekk i den foreliggende oppfinnelse anvendes uten en tilhørende bruk av de andre trekk. Mange slike varianter og modifikasjoner kan anses åpenbare og ønskelige for de som er faglært på området basert på en gjennomgang av den foregående beskrivelse av foretrukne utførelser. Følgelig er det passende at de vedføyde krav tolkes bredt og på en måte i overensstemmelse med omfanget av oppfinnelsen.

Claims

1. Undervannsbrønnhodesammenstilling, karakterisert vedat den omfatter: et undervannsbrønnhode (13) som danner en boring med en skulder (12); en foringsrørhenger (11) landet på skulderen (12) innen boringen av undervannsbrønnhodet (13) og som danner et ringrom (15) mellom undervanns-brønnhodet (13) og foringsrørhengeren (11); en foringsrørhenger-tetningsring (17) anbrakt innen ringrom (15), koblet med en indre diameteroverflate av brønnhodet (13) og koblet med en ytre diameteroverflate til foringsrørhenger (11) slik at tetningsring (17) forhindrer strømning gjennom ringrommet (15); og en nedlåsningsslepering (23) festet til en nedre ende av tetningsringen (17) slik at, når tetningsringen (17) er aktivert, opptar nedlåsningssleperingen (23) et vesentlig glatt indre diameteroverflateparti av brønnhodet (13) og et vesentlig glatt ytre diameteroverflateparti av foringsrørhenger (11) for å begrense aksial oppoverbevegelse av foringsrørhengeren (11).

2. Undervannsbrønnhodesammenstilling ifølge krav 1, karakterisert vedaten holdering (67) er satt inn mellom nedlåsningssleperingen (23) og tetningsringen (17) for å feste nedlåsningssleperingen (23) til tetningsringen (17).

3. Undervannsbrønnhodesammenstilling ifølge krav 1, karakterisert vedat nedlåsningssleperingen (23)omfatter: et ringformet fremspring med en konus (18) tilstøtende det glatte overflate-parti til den indre diameter av undervannsbrønnhodet (13); det ringformede fremspring har en rampeformet overflate (20) radialt motsatt konusen (18), den rampeformede overflate (20) er tilpasset for å grense mot en skulder (16) til den vesentlige glatte ytre diameter av foringsrørhengeren (11) slik at aksial oppoverbevegelse av foringsrørhengeren (11) vil bevirke at skulderen (16) opptar den rampeformede overflate (20) og forskyver det ring formede fremspring radialt utover slik at konusen (18) opptar den glatte overflate av den indre diameter av undervannsbrønnhodet (13); og hvor overflater av konusen (18) og den rampeformede overflate (20) til det ringformede fremspring danner flettverk tilpasset for å oppta de vesentlige glatte overflater av foringsrørhengeren (11) og undervannsbrønnhodet (13).

4. Undervannsbrønnhodesammenstilling ifølge krav 1, karakterisert vedat nedlåsningssleperingen (23)omfatter: en koblingsring (27) festet til en nedre ende av tetningsringen (21), koblingsringen (27) har en rampeformet overflate (37); en slepering (29) med en rampeformet overflate (47) som støter mot den rampeformede overflate (37) til koblingsringen (27), sleperingen (29) er holdt i en første posisjon i forhold til koblingsringen (27) ved et skjærelement (55); og sleperingen (29) er festet til koblingsringen (27) slik at aksial bevegelse av sleperingen (29) som bevirker skjær av skjæreelementet (55) vil bevirke at sleperingen (29) glir langs den rampeformede overflate (37) til koblingsringen (27) og øker den radiale bredde av nedlåsningssleperingen (23).

5. Undervannsbrønnhodesammenstilling ifølge krav 4, karakterisert vedat koblingsringens (27) rampeformede overflate (37) vender mot den ytre diameteroverflate av foringsrørhengeren (11).

6. Undervannsbrønnhodesammenstilling ifølge krav 4, karakterisert vedat koblingsringens (27) rampeformede overflate (37) vender mot den indre diameteroverflate av brønnhodet (13).

7. Undervannsbrønnhodesammenstilling ifølge krav 4, karakterisert vedat: den rampeformede overflate (37) til koblingsringen (27) vender nedover og utover; og den rampeformede overflate (47) til sleperingen (29) vender oppover og innover.

8. Undervannsbrønnhodesammenstilling ifølge krav 1, karakterisert vedat: koblingsringen (27) omfatter videre flettverk (73) på en overflate parallell til en akse av koblingsringen (27) motsatt den rampeformede overflate (37) slik at flettverkene (73) opptar i det minste én av den indre diameter av undervanns-brønnhodet (13) og den ytre diameter av foringsrørhengeren (11); og sleperingen (29) omfatter videre flettverk (71) på en overflate parallell til en akse av sleperingen (29) motsatt overflaten (47) glidende opptatt med koblingsringen (27) slik at flettverkene (71) opptar i det minste én av den ytre diameter av foringsrørhengeren (11) og den indre diameter av undervannsbrønnhodet (13).

9. Undervannsbrønnhodesammenstilling ifølge krav 2, karakterisert vedat den videre omfatter: en hals (31) på en øvre ende av nedlåsningssleperingen (23), halsen (31) har et spor (33) på en ytre diameter av halsen (31); et nedre ben (63) på en nedre ende av tetningsringen (21), det nedre ben (63) har en fordypning (65) på en indre diameter av det nedre ben (63); og hvor holderingen (67) omfatter en splittring satt inn mellom halsen (31) til nedlåsningssleperingen (23) og det nedre ben (63) til tetningsringen (21) slik at holderingen (67) er delvis innen spor (33) og delvis innen fordypningen (65) og fester nedlåsningssleperingen (23) til tetningsringen (21).

10. Fremgangsmåte for tetting av en foringsrørhenger (11) til et brønnhode (13), karakterisert vedat den omfatter: (a) landing av foringsrørhengeren (11) på en skulder i brønnhodet (13); (b) festing av en nedlåsningsslepering (23) til en nedre ende av en forings-rørhengertetning (17) og landing av foringsrørhengertetningen (17) i et ringrom mellom foringsrørhengeren (11) og brønnhodet (13); (c) aktivering av foringsrørhengertetningen (17) ved å anvende en aksial nedoverkraft på foringsrørhengertetningen (17) for å komprimere tetningen (17) og nedlåsningssleperingen (23) mot en skulder (16) til foringsrørhengeren (11); og (d) hvor den aksiale nedoverkraft bevirker at nedlåsningssleperingen (23) opptar en vesentlig glatt indre diameteroverflate av brønnhodet (13) og en vesentlig glatt ytre diameteroverflate av foringsrørhengeren (11) for å begrense aksial oppoverbevegelse av foringsrørhengeren (11).

11. Fremgangsmåte ifølge krav 10, karakterisert vedat den videre omfatter flettverk (71, 73) på de indre og ytre diametre av nedlåsningssleperingen (23), hvori, i tilfelle at foringsrør-hengeren (11) beveger seg aksialt oppover, omfatter trinn (d) flytting av nedlåsningssleperingen (23) til foringsrørhengertetningen (17) radialt inn i tettende inngrep med den indre diameteroverflate av brønnhodet (13) ved å koble flettverkene (71, 73) på de indre og ytre diameteroverflater av nedlåsningssleperingen (23) med foringsrørhengeren (11) og brønnhodet (13).

12. Fremgangsmåte ifølge krav 10, karakterisert vedat nedlåsningssleperingen (23) omfatter en koblingsring (27) og en slepering (29) som er bevegbar aksialt mellom sammentrukne og forlengede posisjoner; hvor trinn (a) omfatter festing av koblingsringen (27) og sleperingen (29) i den forlengede posisjon med et skjærelement (55); og hvor trinn (d) omfatter skjæring av skjærelementet (55) og å bevirke at koblingsringen (27) og sleperingen (29) beveger seg mot den sammentrukne posisjon.