NO821649L - Ringformet tetningsanordning. - Google Patents
Ringformet tetningsanordning.Info
- Publication number
- NO821649L NO821649L NO821649A NO821649A NO821649L NO 821649 L NO821649 L NO 821649L NO 821649 A NO821649 A NO 821649A NO 821649 A NO821649 A NO 821649A NO 821649 L NO821649 L NO 821649L
- Authority
- NO
- Norway
- Prior art keywords
- ring
- sealing device
- annular
- band
- axially
- Prior art date
Links
- 238000007789 sealing Methods 0.000 title claims description 82
- 238000001125 extrusion Methods 0.000 claims description 20
- 238000003780 insertion Methods 0.000 claims description 12
- 230000037431 insertion Effects 0.000 claims description 12
- 210000001331 nose Anatomy 0.000 claims description 11
- 239000013536 elastomeric material Substances 0.000 claims description 9
- 230000006835 compression Effects 0.000 claims description 8
- 238000007906 compression Methods 0.000 claims description 8
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 5
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 claims 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 4
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 3
- 210000003128 head Anatomy 0.000 description 3
- 239000000463 material Substances 0.000 description 3
- 239000011324 bead Substances 0.000 description 2
- 239000011162 core material Substances 0.000 description 2
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 2
- 230000000750 progressive effect Effects 0.000 description 2
- 239000000725 suspension Substances 0.000 description 2
- 241001494479 Pecora Species 0.000 description 1
- 229920000122 acrylonitrile butadiene styrene Polymers 0.000 description 1
- 230000009471 action Effects 0.000 description 1
- 230000004888 barrier function Effects 0.000 description 1
- 230000008602 contraction Effects 0.000 description 1
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 1
- 239000000835 fiber Substances 0.000 description 1
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 1
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 1
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 1
- 238000012856 packing Methods 0.000 description 1
- 229920001084 poly(chloroprene) Polymers 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- 230000002441 reversible effect Effects 0.000 description 1
- 239000004753 textile Substances 0.000 description 1
- 230000008719 thickening Effects 0.000 description 1
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16J—PISTONS; CYLINDERS; SEALINGS
- F16J15/00—Sealings
- F16J15/16—Sealings between relatively-moving surfaces
- F16J15/166—Sealings between relatively-moving surfaces with means to prevent the extrusion of the packing
-
- 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
-
- 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
- E21B33/10—Sealing or packing boreholes or wells in the borehole
- E21B33/12—Packers; Plugs
- E21B33/1208—Packers; Plugs characterised by the construction of the sealing or packing means
- E21B33/1216—Anti-extrusion means, e.g. means to prevent cold flow of rubber packing
-
- 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
- E21B2200/00—Special features related to earth drilling for obtaining oil, gas or water
- E21B2200/01—Sealings characterised by their shape
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Geology (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Mining & Mineral Resources (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Fluid Mechanics (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Geochemistry & Mineralogy (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Gasket Seals (AREA)
- Centrifugal Separators (AREA)
- Connector Housings Or Holding Contact Members (AREA)
Description
I mange tilfeller foreligger det behov for å kunne tette mellom to kondesntriske runde konstruksjonselementer, eksempelvis mellom et rør og en boring i et hus hvor røret er anordnet, eller mellom to koaksiale rør hvor det ene omgir det andre, slik at det mellom rørene forefinnes et ringformet sylinderrom. Noen ganger blir hele eller mesteparten av en tetningsanordning for tilveiebringelse av en tetning ført inn i ringrommet sammen med et av rørene, og tetningsanordningen bringes så til virkning etter at rørene har fått den ønskede relativ stilling. Andre ganger blir hele eller mesteparten av tetningsanordningen ført separat inn i ringrommet, etter at rørene er plassert, og blir deretter bragt til virkning.
Vanlig bruk av noen av de vanlige tetningsanordninger som benyttes for å tilveiebringe ringtetninger, vil ofte være beheftet med i det minste noen av de etterfølgende problemer: tetningselementene ødelegges av det trykk de utsettes for under innsettingen eller bruken,
metalltetningsringer skjærer seg inn i de flater som de skal tette mot,
innføring og/eller uttaging er vanskelig som følge av at et eller flere elementer i tetningsanordningen utøver en mot-
stand mot i det minste en av de deler som skal tettes,
for utprøving av hvorvidt tetningsanordningen er tilfreds-stillende, vil det være nødvendig å utsette tetningen for en kompresjonsbelastning som er større enn tetningen egentlig skal kunne tåle,
tetningsanordningen vil ofte ha et smalt driftstemperatur-
område som følge av forskjeller i ekspansjon/kontraktsjon mellom et eller flere av tetningselementene og et eller begge rør eller lignende,
et eller begge rør eller lignende må ha eg anslag eller en skulder med en brå øking eller redusering av innvendig eller utvendig diameter, og
tetningsanordningen vil i noen tilfeller være vanskelig eller umulig å plassere riktig, fordi de to rørene ikke er
nøyaktig konsentrisk plassert, eller et eller begge rør ikke er helt sirkulære,- eller en eller begge rør overflater er mer eller mindre oppruet, over det hele eller lokalt.
Den nye tetningsanordning ifølge oppfinnelsen tar sikte på
å overvinne disse ulemper.
For å oppnå en tetning mellom en indre del og en ytre del, hvilke deler er i hovedsaken konsentriske, slik at det dannes et ringrom mellom dem, klemmes en elastomer tetningsring aksialt mellom to avskrådde anti-utpressingsringer som hver har en bøybar leppe. Mellom denne tetningsenhet og boringen i den ytre del foreligger det en første radiell innførings-klaring, og mellom tetningsenheten og innerdelens ytre omkrets-flate foreligger det en andre innføringsklaring. Når de to deler og tetningsenheten er bragt til de ønskede relative stillinger etableres tetningen ved at det foretas en aksial sammenpressing av enheten, tilstrekkelig til å bevirke en vesentlig utretting av begge anti-utpressingsringer, hvorved samtidig deres lepper bøyes til kontakt med en av delene, mens deres motliggende kanter presses til kontakt med den andre av de nevnte deler.. Når den elastomere tetningsring sammentrykkes aksialt vil den ekspandere radielt innover og utover til ettergivende tetningssamvirke med to deler.
Oppfinnelsen skal forklares nærmere under henvisning til tegningene som viser foretrukne utførelseseksempler.
På tegningene viser:
Fig. 1 et utsnitt av to rør eller lignende med en mellom
disse elementer anbragt tetningsanordning ifølge oppfinnelsen, idet tetningsanordningen er vist i ubelastet tilstand,
fig. 2 viser et utsnitt som i fig. 1, med tetningsanordningen
i belastet tilstand,
fig. 3, 4 og 5 viser utsnitt i større målestokk, og viser
tetningsanordningen henholdsvis i ubelastet tilstand,
delvist belastet og helt belastet,
fig. 6 viser et utsnitt som i fig. 1, men av en annen utførelses
ifølge oppfinnelsen,
fig. 7 viser et utsnitt som i fig. 2, men av den nevnte andre
utførelse, og
fig. 8, 9 og 10 viser utsnitt i større målestokk, tilsvarende
fig. 3-5, men av den nevnte andre utførelse.
I fig. 1-5 er det vist en del som er betegnet med henvisnings-tallet 10. Denne del representerer her en ytterdel og det kan eksempelvis dreie seg om et rør, et foringsrørhode, en sidevegg i en trykkbeholder eller lignende, idet denne del har en om-løpende og radielt innoverrettet innvendig overflate 12, eksempelvis den innvendige omkretsflaten i en boring, en utsparing, et hulrom, et brønnhull, en fatning eller lignende. Delen 14 er en radielt sett indre del, eksempelvis et rør,
et lukkeelement, et lukedeksel, en indre del i et brønnhode eller lignende, idet denne del har en omløpende og radielt utadrettet ytterflate 16 som strekker seg rundt delen 14.
Typisk er begge flater 12 og 16 krummet sirkelsylindrisk. Flaten 16 på innerdelen 14 er i hovedsaken konsentrisk og koaksialt plassert i ytterdelen 10 slik at det dannes et ringrom 18 mellom de to flater 12 og 16.
I ringrommet 18 er det plassert en tetningsanordning 20 som
er utformet i samsvar med foreliggende oppfinnelse. Tetningsanordningen 20 samles på den indre del 14 ved hjelp av egnede midler. I dette utførelseseksempel er ytterflaten 16 på delen 14, som kan være en opphengkjerne i et brønn-
hode, forsynt med et nedre omløpende spor 22 med rektangulært tverrsnitt, og med et lignende øvre spor 24. For dannelse av en skulder 26 på delen 14 er en første sneppring 27 satt på plass i sporet 22. Sneppringen ekspanderes således først, føres over delen 14 og tillates så å strekke seg sammen og gå
på plass i sporet 22. Deretter føres et nedre holdebånd 28
over delen 14 helt til båndets aksialt nedoverrettede ringskulder 30 kommer til hvile mot skulderen 26, som vist i fig. 1. Dette bånd 28 har også en aksialt oppadrettet ringskulder 32 som virker som øvre endeflate for båndet. Mellom båndendene er båndet 28 forsynt med flere inntrykninger eller utsparinger 34 som er jevnt fordelt over båndomkretsen og åpner utover. I utførelseseksempelet har hver av disse utsparinger 34 stumpkonisk form (bare en utsparing av eksempelvis fire er vist). Disse utsparinger 34 er således forsynt med en overflate 36 som er orientert slik at den kan virke som styre og sentreringsflate.
Flaten 16 på delen 14 er videre, i et nivå mellom sporene 22
og 24, forsynt med et bredt omløpende spor 38 som er plassert slik at det i hovedsaken flukter med de nevnte utsparinger eller åpninger 34.
Tetningsanordningen 20 føres så over delen 14 helt til den
kommer til hvile mot den nevnte øvre båndende 32.
Deretter blir et øvre holdebånd 40 ført innover delen 14 og
bragt til hvile mot tetningsanordningen 20, hvoretter en andre øvre sneppring 42 sneppes inn i sporet 24. På dette trinn vil den øvre endeflate 44 på det øvre holdebånd 40 enten ligge an mot den nedadrettede ringskulder 46 som dannes av den øvre sneppring 42, eller ligge i en liten aksial avstand under denne.
Når tetningsanordningen 20 er satt på plass på denne måten og fremdeles befinner seg i ubelastet eller avslappet tilstand,
kan den indre del 40 føres inn i boringen 13 i den ytre del 10. På dette tidspunkt har delene 28, 20 og 40 respektive inner-diametre som er i det minste litt større enn ytterdiameteren til flaten 16, og de har respektive ytterdiametre som er i hvert fall litt mindre enn innerdiameteren til flaten 20. Sneppring- . ene 27 og 42 vil i montert tilstand rage radielt utover bare omtrent over halvparten av bredden til ringrommet 18.
Når således delen 14 med tetningsenheten 48 (som består av delen 27, 28, 20 og 40, 42) føres inn i boringen 13 vil det forefinnes en innføringsklaring 50. Denne innføringsklaring kompenserer for tolererbare irregulariteter i flaten 12 i boringen 13.
Den ytre del 10 er forsynt med midler for påvirkning av tetningsenheten 20. I dette utførelseseksempelet innbefatter disse midler flere settskruer 52, hver av dem identiske med den ene som er vist, og disse settskruene er jevnt fordelt over omkretsen, i samsvar med plasseringen av åpningene 34. Det er ikke uvanlig å anordne settskruer i komponenter i et brønnhode, f.eks. i et foringsrørhode, og anordningen og plasseringen av settskruene 52 er derfor ikke vist i detalj. For hver settskrue 52 er delen 10 forsynt med en horisontal, radielt rettet passasje 54. I hver passasje er det plassert en settskrue, med neseenden 5 6 vendende innover. De ikke viste partier av settskruen er tettende montert i en plugg som passer inn i den radielt sett ytre ende av passasjen 54. Et stammeavsnitt av settskruenstrekker seg radielt videre utover, forbi pluggen,
og er forsynt med en nøkkelangrepsflate slik at man kan dreie settskruen og derved bevege den innover eller utover. Det er ikke uvanlig for settskruer av denne type å ha en mekanisk meka-nisme mellom stammen og nesedelen, slik at rotasjonsbevegelsen ikke overføres til nesedelen.Npr stammen roteres vil altså settskruens nese bevege seg tilsvarende radielt innover eller utover, men uten å rotere.
I den første utførelsen, som vist i fig. 1 og 3, er settskruene 52 trukket tilstrekkelig tilbake når innerdelen 14 med tetningsenheten 48 føres inn i boringen 13, slik at settskruene neser 5 6 ikke rager inn i ringrommet 18, og således ligger helt inne i de respektive passasjer 54. Hver nesedel 56 har en for-overrettet styreflate 58, her i form av en stumpkonisk flate som er koaksial med lengdeaksen til den respektive settskrue.
.Det vil si at hver nese har retning mot den felles lengdeakse
for de to deler 10 og 14.
Et eller annet sted, eksempelvis under snittnivået i fig. 1, forefinnes midler for opprettholdelse av en etablert innbyrdes stilling mellom delene 10 og 14 i lengderetningen. Eksempelvis kan den ytre del 10 ha en oppadrettet innvendig skulder hvori-mot en nedadrettet utvendig skulder på den indre del kan få anlegg når den indre del senkes ned i boringen 13. Man kan bestemme den innbyrdes stilling slik at settskruens nese 56
kan gå inn i åpningen 34, men er eksentrisk i forhold til åpningen, dvs. at styreflaten 58 er forskjøvet i forhold til styreflaten 36. Det vil si at åpningene 34 vil ligge for lavt til at nesen 56 kan gå fritt inn i dem. Hva som skjer får man best forståelsen av ved å se på fig. 1 og 3, deretter fig. 4 og så
på fig. 2 og 5.
(Fig. 3 viser i en større målestokk en del av det som er vist i fig. 1, og fig. 5 viser i større målestokk'det som er vist i fig. 2. Det er således en progressjon fra den ubelastede tilstand som er vist i fig. 1 og 3, gjennom den delvist belast-
ede tetningstilstand i fig. 4 og til den helt ut belastede tilstand som er vist i fig. 2 og 5).
Når settskruene 52 føres innover vil styreflatene 58 på de respektive neser 56 få kontakt med styreflatene 36 i de respektive åpninger 34 på en eksentrisk måte. Når settskruene føres innover vil således styrevirkningen som skyldes samvirket mellom flatene, bevirke at det nedre holdebånd 28 presses aksialt oppover proporsjonalt med innføringen av settskruene 52. Denne oppadrettede bevegelse av det nedre holdebånd kan bare skje med en samtidig redusering av den aksiale avstand mellom den øvre ende 42 av det nedre holdebånd og den nedadrettede skulder 46
på den øvre sneppring 42. Denne aksialt avstand kan kortes inn på tre måter. For det første vil eventuelle aksiale avstander mellom komponentene 28, 20, 24 og 42 elimineres. For det andre er det en dødgang som bevisst opptas ved rotasjonsbevegelsen av
delene i tetningsanordningen 20. Nærmere om dette nedenfor. For det tredje er en aksialt sett sentral del av tetningsanordningen 20 beregnet til å kunne komprimeres elastisk aksialt og ekspanderes såvel radielt innover som utover, slik det også vil bli forklart nærmere nedenfor. På denne måten blir ringrommet 18 mellom ytre og indre del avstengt på en effektiv og tett måte ved hjelp av tetningsanordningen 20, hvorved det tilveiebringes et nedre rom 6 0 som vil være trykksperret mot et øvre rom 62.
Tetningsanordningen 20 består av en stabel med tre lag, idet denne tre-lags stabel dannes av en elastomer tetningsring 64 som er klemt aksialt mellom en nedre anti-utpressingsring 66 og en øvre anti-utpressingsring 68.
Detaljer ved tetningsanordningen skal nå beskrives under henvisning til fig. 3, 4 og 5.
I fig. 3-5 er bare den nedre del av tetningsanordningen vist, idet tetningsanordningen er symmetrisk om planet CL, fra dette plan og opp til den nedre endeflaten 70 på det øvre holdebånd 40 og fra planet og ned til den øvre endeflate 32 på det nedre holdebånd 28.
Av fig. 3 gpr det frem at den elastomere tetningsring 64 er
en ring fremstilt av et hvilket som helst egnet elastomert materiale, dvs. materialer som benyttes for ringtetninger i det samme miljø som foreliggende tetningsanordning er beregnet brukt i. Som eksempel på egnede materialer kan nevnesneopren, gummiaktig ABS-plast og lignende med eller uten innleirede innvendige sjelettmaterialer, såsom lag av vevet eller ikke-vevet tekstilmateriale, tilfeldig fordelte fibre, metalltråd-duker og lignende.
Ringen 64 har i hovedsaken et rektangulært tverrsnitt, i et snitt i lengderetningen. Som vist er den her noe tykkere på
midten som følge av en vulstfortykkelse 72 og avtrapninger 74
ved øvre og nedre ytterhjørner. Ringlegemet blir således litt slankere og litt kortere ved hjørnene sammenlignet med en ring med helt rektangulær-tverrsnittsform. Hver avtrapping danner i realiteten et omløpende spor ved det respektive hjørne, hvilket spor har en i hovedsaken konveks profil istedet for konkav, slik tilfellet er for de fleste spor. Anti-utpressingsringen 66 har i et langsgående snitt en form som kan sammen-lignes med den nedre del av en ishockey-kølle. I snitt nar således ringen en i hovedsaken radielt forløpende hoveddel 76 som er skråstilt i forhold til en tynnere leppe 78. Leppen 78 går i hovedsaken aksialt ut i fra hoved delens ytterparti.
De to ringene 66 og 68 er utformet som enhetlige legemer, og ringpartiene 76 og 78 er begge ringformet.
I den ubelastede tilstand som er vist i fig. 1 og 3 foreligger det innføringsklaring mellom ringen 64 og ringene 66, 68 i forhold til boringsveggen 12. Denne klaring foreligger også i vulstområdet 62 på ringen 64.
Tverrsnittsprofilen til ringen 66 er slik at innsiden av ring-leppen har et overgangsområde 82 som hovedsakelig følger og opptas i avsatssportet 74, idet det forefinnes et lite hul-
rom 84 mellom tetningsringen 64 og ringen 66, som vist i fig.
3. Dette lille hulrom 84 befinner seg i nærheten av den aksialt-sett ytre enden av den radielt sett ytre sideveggflate 86 på tetningsringen 64.
Selv om i denne ubelastede utgangsstilling tetningsringens 64
i hovedsaken sylindrisk krummede, radielt sett indre flate 80 ligger relativt tett an mot den radielt sett ytre flate 16
på delen 14, er de radielt sett indre hjørner i anti-utpress-ingsringlegemet 76 begge beliggende med en radiell avstand i fra den nevnte flate 16. Som følge av at anti-utpressings-ringelegemet er skråstilt i den ubelastede tilstand vil den radielt sett indre omkretssidevegg 90 på antinutpressings-
ringen ha større klaring fra flaten 16 ved det aksialt sett ytre hjørne 92 enn ved det aksialt indre hjørne 94, men selv ved 94 foreligger tilstrekkelig innføringsklaring.
I den ubelastede tilstand vil det radielt sett indre og aksialt sett ytre hjørne være det eneste sted hvor anti-utpressingsringen ligger an mot den respektive hosliggende endeflate på henholdsvis holdebåndet 28 eller 40. Anlegget vil være i form av et sirkulært linjeanlegg, se punktet P, hvilket sirkulære linjeanlegg har en radiell avstand fra veggen 16
på delen 14. Ved 96 dannes det derved et ringformet hulrom,
med kileformet tverrsnitt. I tetningsanordningens 20 ubelastede tilstand finnes det fire ytterligere hulrom, to i forbindelse med hver anti-utpressingsring. Hvert av disse hulrom er ringformet og skyldes den koniske eller tallerkenlignende utform-ing av ringlegemene 76. For hver ring 66, 68 ser man at et av disse hulrom 9 8 befinner seg mellom den radielt sett indre del av ringlegemets aksialt sett indre flate 100 og den motliggende endeflaten 88 på tetningsringen 64. Hulrommene 96 og 98 står i forbindelse med hverandre gjennom den klaring som forefinnes ved 94. For hver ring 66, 68 er det andre av de nevnte hulrom 102 plassert mellom ringlegemets aksialt sett ytre flate 104 og den hosliggende endeflate på det respektive holdehånd 28 eller 40. Det skal her bemerkes at flaten 104
har en mindre radiell utstrekning enn ringrommet 18.
I fig. 4 er tetningsanordningen 20 gitt en begynnende aksial sammentrykking. Ringlegemet 76 er påvirket og har bøyet seg ettergivende fra den opprinnelige skråstilling og i retning mot en flat stilling. Når ringdelens 76 aksialt og radielt sett indre hjørne legger seg an mot flaten 16 på delen 14,
og den ettergivende leppes 78 frie ende 106 legger seg an mot flaten 12, vil en ytterligere aksial sammentrykking av tetningsanordningen bevirke at kontaktpunktet P presses radielt innover, mens leppen 7 8 yter progressiv ettergivende motstand og bøyes som følge av den progressive kontakt som flaten 108
får. Samtidig vil formen til den elastomere tetningsring 64 underkastes endringer: den klemmes aksialt mellom flatene 100 på de to anti-utpressingsringer og ekspanderer radielt såvel innover som utover, slik at den får tetningssamvirke med begge flater 12 og 16 og derved effektivt blokkerer ringrommet 18
og danner en sperre mellom de nevnte første og andre rom 60,
62 som danner seg på hver sin aksielle side av tetningsanordningen 20. Ikke alle aksiale legndeendringer opptas av den radielle ekspansjon. Noe opptas ved hel eller delvis ut-fylling av de ulike, tidligere nevnte hulrom, slik man kan se ved et studium av fig. 3, 4 og 5. Ringflytingen opptas som man vil forstå mellom anti-utpressingsringene 66, 68.
De stumpkoniske endeflater 110 på de frie leppeender 106
vil styre flytingen av elastomert materiale i en retning vekk fra tendens til utpressing mellom den respektive anti-utpressingsring og den ytre del 10. Ved den radielt sett indre kontaktflate mellom den respektive ailti-utpressingsring og den indre del hindres utpressing som følge av det tidligere samvirke mellom hjørnet 94 på anti-utpressingsringen og den indre del 14.
Av det forangående vil det gå frem at mens tetningsanordningen 20 i sin ubelastede tilstand har en innføringsklaring vil anti-utpressingsringene bevirke en lukking av ringrommet så snart den aksiale sammentrykking påbegynnes, og vil fange inn den elastomere tetning mellom dem slik at det elastomere materiale omfordeles på en i hovedsaken reversibel, styrt måte mellom de to antiutpressingsringer.
Når den aksiale belastning fjernes, eksempelvis ved at man skrur settskruene 52 ut igjen, vil den elastomere tetningsring 64 gå tilbake til sin ubelastede tilstand både med hensyn til stilling og form, og anti-utpressingsringene vil få en form som omtrent svarer til halvparten av den opprinnelige koniske form. Komponentene i tetningsanordningen 20 vil miste grepet mot flaten 12 og det tilveiebringes derved en klaring som til-later lett aksial uttrekking av anordningen 20 eller av anordningen 20 og delen 14 fra boringen 13.
Selv om bare en tetningsanordning 20 er vist sp er det klart at det kan anvendes flere etter hverandre i en stabel.
Bruk av anordningen 20 med den bøybare leppe, eksempelvis
i et brønnhode, gir flere fordeler sammenlignet med kjente tetningaanordninger som har utpressingsbegrensede detaljer:
a) Tetningselementene slites ikke i stykker eller ødelegges av trykkbelastningen, b) metall-metall-tetning gir full beskyttelse av tetnings-elementet uten skjæring, c) innkjøringsklaring kompenserer for irregulariteter i brønnhodet, foringsrøret eller andre rør og muliggjør
en lett installering,
d) uttrekkingsklaring vil foreligge når anti-utpressingsringene inntar en ikke belastet stilling, hvorved lett
uttrekkings muliggjøres,
e) hele prøvebelastningen kan opptas av settskruene i stedet for av opphenget, f) det er ikke lenger nødvendig å ha en skål eller skulder for pakningen, og g) det etableres en dynamisk tetning, dvs. en med lagret energi.
Den andre utførelse, som er vist i fig. 6-10, ligner meget på den første utførelse, som er vist i fig. 1-5. I det etterfølgende skal derfor oppmerksomheten forkuseres på de forskjeller som foreligger.
I fig. 6-10 skal det tilveiebringes en tetning i et ringrom A mellom yttersiden av et rør B og boringsveggen i en del C, hvori røret B er opptatt. Røret B henger i boringen i delen C ved hjelp av et sett av vanlige fangkiler D. En tetningsanordning E, utformet i samsvar med foreliggende oppfinnelse, føres inn i ringrommet A bak kilene D, helt til den kommer til hvile mot kilebeltet.
Tetningsanordningen E består av flere ringdeler, herunder
et nedre holdeelement F, et mellomliggende holdeelement G
og et øvre holdeelement H.
Det nedre og mellomste holdeelement er låst sammen ved I for
å muliggjøre en begrenset aksial-dødgangsbevegelse mellom dem, slik at man derved kan øke og minske lengden av den radielt innover åpne utsparing J i den nedre enden av boringen til mellomste holdeelement, mellom de motliggende skuldre H, L på flensen M på nedre holdeelement F og det mellomste holdeelement G.
Det øvre og mellomste holdeelement H og G holdes samlet ved hjelp av et holdebånd N som er festet rundt elementet G over holdeelementet H, med tilstrekkelig aksial avstand til å mulig-gjøre den aksiale dødgangsbevegelse mellom enten H og G som man kan erkjenne ved å sammenligne fig. 6 og 7. Denne bevegelse øker og minsker lengden av den radielt utover åpne utsparing 0 på den øvre enden av mellomelementet, mellom de motliggende skuldre Q, R på den rørformede flens S på det øvre holdeelement H og det mellomste holdeelement G. 1 hver av de nevnte utsparinger J, 0 er det lagt inn en resp-ektiv tetning som består av en elastomer tetningsring 64', 64", mellom to respektive anti-utpressingsringer 66', 68' henholdsvis 66", 68". Det sørges for lignende innføringsklaringer som i det første utførelseseksempel. Tetningsanordningene aktiveres ved å skru inn settskruene 3, idet disse virker på den skrå endeflaten U på det øverste holdeelement.
Når settskruene benyttes for aksial sammenskyving av anord ningen vil de to utsparinger J, 0 avkortes aksialt og derved aktiveres tetningene. De to viste tetningsanordninger kan ses på som speilbilder av hverandre i det viste lengdesnitt.
I samsvar hermed er bare den radielt sett ytre tetning 6 4', 66', 68' vist mer detaljert i tilstandstrinnfigurene 8, 9 og 10, og det som er vist der gjelder også for den andre tetning 64", 64"og 68".
Som det vil gå frem av fig. 8, 9 og 10 vil denne andre ut-førelse bringes til virkning omtrent på samme måten som den første utførelse. Oppmerksomheten rettes imidlertid mot gapet ved V, hvor det tilveiebringes et ekstra hulrom W som ' fylles med elastomert materiale fra ringen 64' når settskruene skrus inn.
Claims (8)
1. Tetningsanordning for tetting av et ringrom (18) mellom koaksiale, i hovedsaken sylindriske flater, karakterisert ved at den innbefatter en ring (64) av elastomert materiale som er lagt mellom to koaksiale anti-utpressingsringer (66, 68) av elastisk hårdt metall eller lignende, idet denne ringsamling i en fri tilstand har en omløpende klaring (50) mot i det minste en av de nevnte flater når den er plassert i ringrommet, i hvert fall før den har vært benyttet som tetning i ringrommet, hver anti-utpressingsring (66, 68) er i form av et ringlegeme (76) med en langs en omkrets forlø pende leppe (78), ringlegemene (76) til anti-utpressingsringene har en i hvert fall i hovedsaken stumpkonisk form i tetningsanordningens ubelastede tilstand og er slik relatert til den elastomere ring (64) at de aksialt har sterkere grad av anlegg mot den elastomere ring (64) i det radiell parti hvorfra leppen (78) går ut, hvilken lepper (78) strekker seg aksialt mot hverandre med skrå vinkler (82) i forhold til de nevnte ringlegemer, og tetningsanordningen (20) er slik utført og anordnet at de nevnte ringelegemer (78), når anordningen er plassert i ringrommet og komprimeres aksialt, tenderer til utflating, hvorved de respektive lepper (78) presses til kontakt med og progressivt bøyes mot den hosliggende sylinderflate og til ettergivende tetnings-kontakt med denne, mens de respektive ringlegemer ved den motsatte radielle begrensning går til anlegg mot den andre sylinderflate, og ved fortsatt aksial sammentrykking tvinger den elastomere ring (64) til å ekspandere radielt såvel innover som utover, til ettergivende tetningssamvirke med begge sylinderflater.
2. Tetningsanordning ifølge krav 1, karakterisert ved at i den frie tilstand har anti-utpressingsringlegemene aksialt motsatt rettede flater (104) som forløper skrått, idet tetningsanordningen videre innbefatter to ringformede holdebånd (28, 40) som koaksialt mellom seg opptar den nevnte ringsamling som bestpr av de to anti-utpressingsringer og ringen av elastomert materiale, hvilke ringformede holdebånd har respektive, i det minste i hovedsaken rette endeflater (32, 70) som vender mot de respektive skrå flater (104) på anti-utpressingsringene, slik at, når holdebåndene trykkes aksialt mot hverandre vil anti-utpressingsringlegemene tendere til utflating mot de nevnte i hovedsaken rette endeflater.
3. Tetningsanordning ifølge krav 2, karakterisert ved at et av de nevnte ringformede holdebånd innbefatter midler (42) for holding av båndet i en fiksert aksialstilling i ringrommet, og at det andre av de nevnte ringformede holdebånd innbefatter overflateanordninger (34) som er orientert for opptak av en utøvet mekanisk kraft med en tendens til å bevege dette ringformede holdebånd aksialt mot det nevnte i aksialretningen fikserte holdebånd.
4. Tetningsanordning ifølge krav 3, karakterisert ved at de nevnte overflateanordninger dannes av flere radielt tilgjengelige, over omkretsen jevnt fordelte, med skrå vegger utførte uttak (34) i det nevnte andre ringformede holdebånd, og slik plassert at de kan samvirke med nesene (56) på settskruer (52) som beveges radielt inn i dem.
5. Tetningsanordning ifølge krav 3, karakterisert ved at overflateanordningene utgjøres av en i det minste i hovedsaken aksialt rettet skulder på det nevnte andre ring-formde holdebånd (H) (fig. 6).
6. Tetningsanordning ifølge krav 3, karakterisert ved at det nevnte andre ringformede bånd har en av de nevte i hovedsaken sylindriske flater, at tetningsanordningen er beregnet til å tette et andre ringrom mellom det nevnte andre ringformede bånd og en tredje i hovedsaken sylindrisk flate som er koaksial med de andre sylindriske flater, at en andre ring av elastomert materiale er lagt koaksialt mellom to andre anti-utpressingsringer fremstilt av et elastisk hårdt metall eller lignende, at denne andre ringsamling i fri tilstand har en omlø psklaring mellom seg selv og den nevnte tredje sylindriske flate når den er plassert i det nevnte andre ringrom, i hvert fall før den har vært benyttet som tetning i ringrommet, at hver andre anti-utpressingsring og den nevnte andre ring av elastomert materiale, som er lagt inn mellom de nevnte andre utpressingringer, utgjør et speil-bilde av den første nevnte ringsamling, sett i et langsgående tverrsnitt, og ved at det forefinnes et tredje ringformet holdebånd som holder den nevnte andre ringsamling mellom en i det minste i hovedsaken aksialt rettet skulder på holdebåndet og en motstående, i det minste i hovedsaken aksialt rettet skulder på det nevnte andre ringformede holdebånd, slik at når det tredje holdebånd trykkes aksialt mot det nevnte ene holdebånd vil de nevnte andre anti-utpressingsringer tendere til utflating mot den nevnte aksiale skulder på det nevnte tredje og andre holdebånd, idet det tredje ringformede holdebånd har flateanordninger som er orientert for opptak av en utøvet mekanisk kraft med en tendens til å bevege dette ringformede holdebånd aksialt mot det nevnte ene, i aksialretningen fikserte ringformede holdebånd,
7. Tetningsanordning ifølge krav 6, karakterisert ved at den første ringsamling er utført slik at den har innføringsklaring på innersiden, og at leppene på de respektive to anti-utpressingsringer i den fri tilstand skrår radielt innover, slik at den respektive ring av elastomert materiale vil bule seg primært radielt innover ved en sammentrykking av de respektive anti-utpressingsringer i aksialretningen mot hverandre.
8. Tetningsanordning ifølge krav 6, karakterisert ved en anordning som binder det nevnte ene og andre holdebånd sammen for begrenset aksial bevegelse i forhold til hverandre, og ved en anordning som binder det nevnte andre og tredje holdebånd sammen for begrenset aksial bevegelse i forhold til hverandre, hvorved tetningsanordningen kan hånd-teres som en enhet også i fri tilstand, og den nevnte begens-ede aksialbevegelse muliggjør en tilstrekkelig tetnings-komprimering for tilveiebringelse av ettergivende tetning mellom både den tredje og andre, i hovedsaken sylindriske
flate og tetningsanordningen.
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US06/265,223 US4349205A (en) | 1981-05-19 | 1981-05-19 | Annulus sealing device with anti-extrusion rings |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| NO821649L true NO821649L (no) | 1982-11-22 |
Family
ID=23009547
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| NO821649A NO821649L (no) | 1981-05-19 | 1982-05-18 | Ringformet tetningsanordning. |
Country Status (12)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4349205A (no) |
| AR (1) | AR228399A1 (no) |
| AU (1) | AU533852B2 (no) |
| BR (1) | BR8202875A (no) |
| CA (1) | CA1164022A (no) |
| DE (1) | DE3218751A1 (no) |
| DK (1) | DK224082A (no) |
| FR (1) | FR2506419B1 (no) |
| GB (1) | GB2098676B (no) |
| IT (1) | IT1147974B (no) |
| NL (1) | NL8202051A (no) |
| NO (1) | NO821649L (no) |
Families Citing this family (36)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4489916A (en) * | 1982-04-07 | 1984-12-25 | Cameron Iron Works, Inc. | Valve and stem seal therefor |
| US4496162A (en) * | 1982-08-23 | 1985-01-29 | Cameron Iron Works, Inc. | Well sealing assembly having resilient seal ring with metal end caps |
| US4524981A (en) * | 1983-11-22 | 1985-06-25 | Smith International, Inc. | Annular seal with V-cut |
| US4645214A (en) * | 1985-05-16 | 1987-02-24 | Cameron Iron Works, Inc. | Wellhead sealing assembly |
| AT386456B (de) * | 1986-04-24 | 1988-08-25 | Oemv Ag | Dichtungsanordnung fuer das obere ende einer steigrohr- bzw. foerderleitung |
| US4730835A (en) * | 1986-09-29 | 1988-03-15 | Baker Oil Tools, Inc. | Anti-extrusion seal element |
| US4907812A (en) * | 1986-10-06 | 1990-03-13 | Cooper Industries Inc. | Bi-directional unsupported area seal |
| US4718679A (en) * | 1987-01-15 | 1988-01-12 | Cooper Industries | Lockdown ring assembly for wellhead seal |
| US4973065A (en) * | 1989-10-20 | 1990-11-27 | A. W. Chesterton Company | Seal assembly |
| DE4038619C2 (de) * | 1990-12-04 | 1996-01-25 | Busak & Shamban Gmbh & Co | Anordnung zum Abdichten eines Zwischenraumes |
| US5342066A (en) * | 1992-10-26 | 1994-08-30 | Fmc Corporation | Non-extrusion device for split annular casing/tubing hanger compression seals |
| US5584489A (en) * | 1995-06-07 | 1996-12-17 | Exxon Production Research Company | Primary and secondary seal assemblies with contacting convex surfaces |
| GB2377961B (en) * | 1998-05-08 | 2003-03-19 | Baker Hughes Inc | Removable nonmetallic bridge plug or packer |
| US6167963B1 (en) * | 1998-05-08 | 2001-01-02 | Baker Hughes Incorporated | Removable non-metallic bridge plug or packer |
| US6102117A (en) * | 1998-05-22 | 2000-08-15 | Halliburton Energy Services, Inc. | Retrievable high pressure, high temperature packer apparatus with anti-extrusion system |
| US6648337B1 (en) * | 1998-11-14 | 2003-11-18 | Polymer Sealing Solutions, Inc. | Backup ring with controlled spacing |
| US6712153B2 (en) | 2001-06-27 | 2004-03-30 | Weatherford/Lamb, Inc. | Resin impregnated continuous fiber plug with non-metallic element system |
| US20040007829A1 (en) * | 2001-09-07 | 2004-01-15 | Ross Colby M. | Downhole seal assembly and method for use of same |
| US6769695B2 (en) * | 2001-12-14 | 2004-08-03 | Kmt Waterjet Systems, Inc. | Back-up rings for high pressure seals, packing assembly, and pumps incorporating same |
| US6969070B2 (en) * | 2002-04-12 | 2005-11-29 | Dril-Quip, Inc. | Split carrier annulus seal assembly for wellhead systems |
| US7036602B2 (en) | 2003-07-14 | 2006-05-02 | Weatherford/Lamb, Inc. | Retrievable bridge plug |
| US7341258B2 (en) * | 2004-09-24 | 2008-03-11 | Greene, Tweed Of Delaware, Inc. | Cammed seal assembly with sealing ring having an angled leg portion and foot portion with elastomeric energizer element |
| US20060232019A1 (en) * | 2005-04-19 | 2006-10-19 | Garrison Hubert F | Encapsulated back-up system for use with seal system |
| GB2465435B (en) * | 2008-11-25 | 2011-02-23 | Saint Gobain Performance Plast | Process control of tolerance rings |
| WO2010093782A2 (en) * | 2009-02-12 | 2010-08-19 | Halliburton Energy Services, Inc. | Anti-extrusion seal for high temperature applications |
| GB2481938B (en) * | 2009-03-27 | 2014-03-26 | Cameron Int Corp | Full bore compression sealing method |
| US9080423B2 (en) * | 2010-10-11 | 2015-07-14 | National Oilwell Varco, L.P. | 3-ring non-extrusion seal assembly and method |
| US20140138082A1 (en) * | 2012-11-16 | 2014-05-22 | Vetco Gray Inc. | Thermally-sensitive triggering mechanism for selective mechanical energization of annular seal element |
| US20150330169A1 (en) * | 2014-05-13 | 2015-11-19 | Ge Oil & Gas Pressure Control Lp | Enhanced Wellhead Clamp Type Hub Connection |
| CA2869885A1 (en) * | 2014-10-30 | 2016-04-30 | Cathedral Energy Services Ltd. | Seal for an oil sealed bearing assembly |
| US10294749B2 (en) * | 2016-09-27 | 2019-05-21 | Weatherford Technology Holdings, Llc | Downhole packer element with propped element spacer |
| US9926762B1 (en) * | 2016-11-11 | 2018-03-27 | Baker Hughes, A Ge Company, Llc | Downhole sealing apparatus |
| US10634255B2 (en) * | 2016-12-21 | 2020-04-28 | Baker Hughes, A Ge Company, Llc | Pressure activated anti-extrusion ring for annular seal, seal configuration, and method |
| GB2586306B (en) * | 2019-05-03 | 2021-12-15 | Oil States Ind Uk Ltd | Apparatus and method relating to managed pressure drilling |
| CN110107247A (zh) * | 2019-05-30 | 2019-08-09 | 广州加士特密封技术有限公司 | 一种卡瓦密封结构 |
| US12460753B2 (en) * | 2022-11-22 | 2025-11-04 | Baker Hughes Oilfield Operations Llc | Seal retaining configuration and method |
Family Cites Families (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CA506965A (en) * | 1954-11-02 | W. Sharp Charles | Sealing glands or packings | |
| GB224101A (en) * | 1923-12-01 | 1924-11-06 | Robert Arnold Blakeborough | An improvement in packings for pistons, plungers and the like |
| GB837583A (en) * | 1957-09-03 | 1960-06-15 | Mission Mfg Co | Packing assemblies |
| US3132869A (en) * | 1961-03-13 | 1964-05-12 | Malcolm R Maben | Fluid pressure responsive seal assembly |
| FR1581477A (no) * | 1968-02-27 | 1969-09-19 | ||
| GB1297161A (no) * | 1969-01-10 | 1972-11-22 | ||
| GB1316842A (en) * | 1970-03-31 | 1973-05-16 | Hallite Holdings Ltd | Piston seal and bearing assembly |
| US4059280A (en) * | 1975-07-02 | 1977-11-22 | Hall & Hall Limited | Seal ring assembly |
| GB1510251A (en) * | 1976-01-16 | 1978-05-10 | Mcevoy Oilfield Equipment Co | Well pipe suspension apparatus |
| US4052112A (en) * | 1976-05-14 | 1977-10-04 | Disogrin Industries, Inc. | Piston seal |
| US4138144A (en) * | 1977-04-26 | 1979-02-06 | Nl Industries, Inc. | Wellhead sealing assembly |
| GB1558425A (en) * | 1978-01-13 | 1980-01-03 | Bestobell Seals Ltd | Sealing ring assemblies |
| DE8014568U1 (de) * | 1980-05-30 | 1980-10-09 | Jeschke, Immanuel, 3203 Sarstedt | Vorrichtung zur einfuehrung eines gasrohres |
-
1981
- 1981-05-19 US US06/265,223 patent/US4349205A/en not_active Expired - Fee Related
-
1982
- 1982-04-28 GB GB8212299A patent/GB2098676B/en not_active Expired
- 1982-05-06 CA CA000402379A patent/CA1164022A/en not_active Expired
- 1982-05-14 AU AU83744/82A patent/AU533852B2/en not_active Ceased
- 1982-05-17 AR AR289424A patent/AR228399A1/es active
- 1982-05-17 IT IT48430/82A patent/IT1147974B/it active
- 1982-05-18 DK DK224082A patent/DK224082A/da not_active Application Discontinuation
- 1982-05-18 NL NL8202051A patent/NL8202051A/nl not_active Application Discontinuation
- 1982-05-18 FR FR8208711A patent/FR2506419B1/fr not_active Expired
- 1982-05-18 NO NO821649A patent/NO821649L/no unknown
- 1982-05-18 DE DE3218751A patent/DE3218751A1/de not_active Ceased
- 1982-05-18 BR BR8202875A patent/BR8202875A/pt unknown
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US4349205A (en) | 1982-09-14 |
| CA1164022A (en) | 1984-03-20 |
| AU533852B2 (en) | 1983-12-15 |
| IT8248430A0 (it) | 1982-05-17 |
| AU8374482A (en) | 1982-12-09 |
| FR2506419A1 (fr) | 1982-11-26 |
| GB2098676B (en) | 1985-08-14 |
| BR8202875A (pt) | 1983-04-26 |
| GB2098676A (en) | 1982-11-24 |
| AR228399A1 (es) | 1983-02-28 |
| FR2506419B1 (fr) | 1985-08-09 |
| IT1147974B (it) | 1986-11-26 |
| DK224082A (da) | 1982-11-20 |
| DE3218751A1 (de) | 1982-12-09 |
| NL8202051A (nl) | 1982-12-16 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| NO821649L (no) | Ringformet tetningsanordning. | |
| US4388971A (en) | Hanger and running tool apparatus and method | |
| US4482086A (en) | Expandable packer assembly for sealing a well screen to a casing | |
| US3082824A (en) | Well packing devices | |
| NO862615L (no) | Foringsroer-kopling. | |
| NO810641L (no) | Hoeytemperaturpakning til bruk i et broennhull. | |
| US5904354A (en) | Mechanically energized element | |
| US5129660A (en) | Seal assembly for a well housing hanger structure | |
| NO304803B1 (no) | FremgangsmÕte for tetting av en foringsr÷rhenger i et br÷nnhode | |
| NO20130620A1 (no) | Antiekstrusjonsbackupsystem, pakkeelementsystem med backupsystem, og framgangsmåte | |
| NO344711B1 (no) | Ekspanderbar støttering | |
| NO116740B (no) | ||
| US2921632A (en) | Expansible and retractable packing structure | |
| NO333064B1 (no) | Bronnplugg med ekspanderende elastomerpakning samt en ekspansjonsring. | |
| US2900028A (en) | Well pipe and flexible joints therefor | |
| US2921633A (en) | Packing flow preventing device | |
| US5265917A (en) | Quick-acting, sealed connection | |
| US2467822A (en) | Well packer | |
| NO834366L (no) | Sikkerhetsventil for broenner | |
| RU173491U1 (ru) | Уплотнительный узел пакера | |
| NO822138L (no) | Ventilanordning for ringformet rom. | |
| JPS58200889A (ja) | 流体システムでの、測定装置等を接続するための逆止弁を内蔵した弁座装置 | |
| US1188489A (en) | Well-packer. | |
| US2775472A (en) | Sealing device for flanged joints | |
| US1252888A (en) | Pipe-coupling and repair-sleeve. |