NO874166L - Trykkaktivert roterende hydraulisk tetning. - Google Patents
Trykkaktivert roterende hydraulisk tetning.Info
- Publication number
- NO874166L NO874166L NO874166A NO874166A NO874166L NO 874166 L NO874166 L NO 874166L NO 874166 A NO874166 A NO 874166A NO 874166 A NO874166 A NO 874166A NO 874166 L NO874166 L NO 874166L
- Authority
- NO
- Norway
- Prior art keywords
- gasket
- sealing
- seal
- port
- cylindrical
- Prior art date
Links
- 238000007789 sealing Methods 0.000 claims description 94
- 239000012530 fluid Substances 0.000 claims description 43
- 238000012856 packing Methods 0.000 claims description 18
- 238000012546 transfer Methods 0.000 claims description 11
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims description 9
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 6
- 229910052731 fluorine Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 239000011737 fluorine Substances 0.000 claims description 2
- 239000007769 metal material Substances 0.000 claims description 2
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 claims 2
- PXGOKWXKJXAPGV-UHFFFAOYSA-N Fluorine Chemical compound FF PXGOKWXKJXAPGV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 claims 1
- 229920003002 synthetic resin Polymers 0.000 claims 1
- 239000000057 synthetic resin Substances 0.000 claims 1
- 238000005553 drilling Methods 0.000 description 4
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 4
- 241000972773 Aulopiformes Species 0.000 description 1
- YCKRFDGAMUMZLT-UHFFFAOYSA-N Fluorine atom Chemical compound [F] YCKRFDGAMUMZLT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004809 Teflon Substances 0.000 description 1
- 229920006362 Teflon® Polymers 0.000 description 1
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 239000011152 fibreglass Substances 0.000 description 1
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- 238000013021 overheating Methods 0.000 description 1
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 1
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 1
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 1
- 235000019515 salmon Nutrition 0.000 description 1
- BFKJFAAPBSQJPD-UHFFFAOYSA-N tetrafluoroethene Chemical compound FC(F)=C(F)F BFKJFAAPBSQJPD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000003466 welding Methods 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
- F16K—VALVES; TAPS; COCKS; ACTUATING-FLOATS; DEVICES FOR VENTING OR AERATING
- F16K31/00—Actuating devices; Operating means; Releasing devices
- F16K31/12—Actuating devices; Operating means; Releasing devices actuated by fluid
- F16K31/16—Actuating devices; Operating means; Releasing devices actuated by fluid with a mechanism, other than pulling-or pushing-rod, between fluid motor and closure member
- F16K31/163—Actuating devices; Operating means; Releasing devices actuated by fluid with a mechanism, other than pulling-or pushing-rod, between fluid motor and closure member the fluid acting on a piston
- F16K31/1635—Actuating devices; Operating means; Releasing devices actuated by fluid with a mechanism, other than pulling-or pushing-rod, between fluid motor and closure member the fluid acting on a piston for rotating valves
-
- 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
- E21B21/00—Methods or apparatus for flushing boreholes, e.g. by use of exhaust air from motor
- E21B21/02—Swivel joints in hose-lines
-
- 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
- E21B21/00—Methods or apparatus for flushing boreholes, e.g. by use of exhaust air from motor
- E21B21/10—Valve arrangements in drilling-fluid circulation systems
- E21B21/106—Valve arrangements outside the borehole, e.g. kelly valves
-
- 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
- F16J15/46—Sealings with packing ring expanded or pressed into place by fluid pressure, e.g. inflatable packings
- F16J15/48—Sealings with packing ring expanded or pressed into place by fluid pressure, e.g. inflatable packings influenced by the pressure within the member to be sealed
-
- 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
- E21B2200/03—Valves operated by gear mechanisms, e.g. rack and pinion mechanisms
-
- 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
- E21B2200/04—Ball valves
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Geology (AREA)
- Mining & Mineral Resources (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Fluid Mechanics (AREA)
- General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Geochemistry & Mineralogy (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Architecture (AREA)
- Sealing Devices (AREA)
- Multiple-Way Valves (AREA)
- Joints Allowing Movement (AREA)
- Processing Of Meat And Fish (AREA)
Description
TRYKKAKTIVERT ROTERENDE HYDRAULISK PAKNING
Denne oppfinnelsen er generelt knyttet til roterende pakninger. Oppfinnelsen angår spesielt pakninger som monteres koaksialt rundt en roterende konstruksjonsdel (aksling) uten å berøre denne, og som tetter mot ei sylindrisk ytterflate på den roterende delen når de aktiveres vha. hydraulisk trykk. Mer presist angår oppfinnelsen trykkaktiver te hydrauliske pakninger i forbindelse med overføring av hydraulikkvæske til en ventil-aktuator i den hensikt å åpne eller stenge en strØmningsvei igjennom den roterende konstruksjonsdelen.
Tidligere framgangsmåter for å oppnå tetting mellom en stasjonær og en roterende konstruksjonsdel ved overføring av hydraulikkvæske under trykk fra den stasjonære til den roterende delen, har vanligvis krevd kontinuerlig kontakt med en eller flere pakninger mellom den stasjonære og den roterende delen. Ei slik løsning for en Øvre kellyventil er beskrevet i US Patent nr. 4.339.108 hvor en stasjonær konstruksjonsdel med tetning mot en roterende del er beskrevet, og hvor formålet er å overføre hydraulikkvæske til den roterende delen for å regulere en ventil montert i strØmningsveien til denne. Pakningene mellom den stasjonære og den roterende delen utgjøres av O-ringpakninger som kontinuerlig berører den roterende delen, og som dermed kan bli utsatt for termisk deformasjon ved de høye omdreiningshastigheter og trykk som er nødvendig ved bruk av slike ke1lyventi 1er.
Dette utstyret illustrerer at standard hydraulikkpakninger for tetting mellom en stasjonær og en roterende konstruksjonsdel er i kontinuerlig berøring med tetningsflata på den roterende delen. Relativ bevegelse mellom de to delene fører til slitasje både av pakningene og av tetningsflata på den roterende delen, samt utvikling av f riksjonsvarme. Etterhvert som overflate-hastigheten Øker, kan oppvarminga pga. friksjon bli så høy at pakningen brytes ned og eventuelt Ødelegges pga. overoppheting.
Formålet med den foreliggende oppfinnelsen er å framskaffe trykkaktiverte tetningsanordninger i forbindelse med overføring av hydraulikkvæske under trykk fra den stasjonære til den roterende konstruksjonsdelen, slik at uten overtrykk går pakningen klar av tetningsflata. Denne pakningen tetter dermed kun under trykk noe som medfører at nedbrytning av pakningen pga. oppvarming unngås så lenge trykk ikke er påsatt.
Et annet formål med oppfinnelsen er å framskaffe en tetningsanordning mellom en stasjonær og en roterende konstruksjonsdel for å overføre hydraulikkvæske under trykk til en ventil i den roterende delen, samtidig som tetting mellom de to delene utlukkende oppstår under overføring av den trykksatte hydraulikkvæska.
De nevnte formål samt andre fordeler og karakteristiske trekk ved oppfinnelsen, dekkes av en anordning som omfatter en trykkaktivert hydraulikkpakning som går klar av den sylindriske ytterflata på den roterende delen (akslingen), og som deretter beveges i kontakt med akslingen for å tette mot denne når pakningen settes under trykk, slik at problemer med slitasje og oppvarming pga. friksjon unngås når det roterende system ikke er under trykk. Anordninga gir en tett overføringsvei fra et reservoar med trykksatt hydraulikkvæske til et rør i en roterende konstruksjonsdel. Denne har en port som på sin side har ei åpning mot ei sylindrisk ytterflate på den roterende delen, og som er forbundet med røret i den roterende delen. En pakningslås monteres, uten å rotere, koaksialt rundt den sylindriske ytterflata på den roterende delen.
Anordninga omfatter en deformerbar pakningsring som er festet vha. pakningslåsen koaksielt rundt den sylindriske ytterflata på den roterende delen ved porten igjennom ytterflata. Pakningsringen har en innvendig diameter som er litt større i ringens ikke-deformer te tilstand enn den utvendige diameteren på den roterende delen. Pakningsringen inneholder et eller flere innvendige rør eller åpninger mellom den yttre og den indre omkretsen. En hydraulikkventi 1 framskaffes for å overføre den trykksatte hydraulikkvæska til paknings r ingens yttre omkrets, og derved forårsake at ringen deformeres slik at tetting mot den sylindriske ytterflata på akslingen, oppnås. Pakningsringen skaper derved væskeforbinde1 se mellom reservoaret med trykksatt hydraulikkvæske og røret i den sylindriske delen via røret i pakningsringen og porten i den sylindriske delen.
Pakningsringen omfatter to indre ringformete pakningsflater som er aksielt adskilt i en avstand som er større enn portens aksielle bredde. En ringformet kanal ligger i mellom pakningsringens to tetningsflater. Ringen anbringes aksialt med hensyn på porten i den roterende delen, slik at de to tetningsflåtene er på hver sin side av porten.
Primærpakninger plasseres radialt innover fra den yttre omkretsen på pakningsringen for å oppnå tetting mellom denne og paknings låsen. Det effektive stempelarealet for avbøyning av pakningsringen bestemmes av den utvendige vidda på pakningsringen og den utvendige diameteren på primærpakningene. Når trykk påsettes ved pakningsringens yttre omkrets er den totale radiale kraft innover gitt som produktet av pakningens omkrets ved primærpakningene og pakningsringens vidde. Ved anvendelser hvor anordninga skal være i stand til å gi høye strØmnings-hastigheter i forhold til pakningsringens åpningsareal, er trykkfallet igjennom åpningen tilstrekkelig for å senke trykket under primærpakningene slik at det kun oppstår en liten radial kraft utover på pakningsringen. Dette medfører at pakningsringen blir utsatt for tilstrekkelig netto radial kraft innover, for at de to indre ringformete pakningsflåtene tetter mot den roterende aks 1 ingen.
For paknings r inger som er laget av relativt lite fleksible materialer, eller for hydraulikksystemer med små volum, framskaffes sekundærpakninger for å tette mellom pakningsringen og paknings låsen. Disse sekundærpakningene har mindre diameter enn primærpakningene. Det effektive stempelarealet under sekundærpakningene er mindre enn stempelarealet for primærpakningene. Dette medfører at tilstrekkelig stor netto kraft innover for å
avbØye pakningsringen, kan oppnås.
Siktemålet, fordelene og de karakteristiske trekk ved oppfinnelsen kommer klarere fram ved henvisning til de vedlagte skisser hvor det er vist et eksempel på en mulig utfØre1sesform. Tallhenvisningene på skissene er slik at like deler har samme nummer. Figur 1, som for det meste er en snittskisse, viser en ventil som kan fjernstyres, sett fra sida. Denne ventilen skal benyttes i forbindelse med en væskestrøm i en roterende konstruksjonsdel hvor pakningene normalt ikke er i berøring med den roterende delen, for å overføre hydraulikkvæske under trykk til en aktuator som er montert i tilknytning til den roterende delen. Figur 2 er en forstørret snittskisse av ei hydraulisk tetningsanordning hvor paknings r inger, som normalt ikke er i kontakt, er plassert rundt den sylindriske overflata på den roterende konstruksjonsdelen. Figur 3 er et snitt langs linje 3-3 i figur 1, og viser en del av grunnriss i snitt av en pakningsring som er montert rundt den roterende delen. Figur 4 er et snitt langs linje 4-4 i figur 1 og viser et snitt av et stempel i inngrep med et tannhjulsgir montert på en vent i laks 1 ing på den roterende delen. Figur 5 er et snitt av en pakningsring som ikk er trykksatt, og viser at det ikke er noen berøringskontakt med ytterflata på den roterende delen. Figur 6 illustrerer pakningsringens tilstand etter at hydraulisk trykk er satt på ringens ytterflate, slik at den deformeres og tetter mot den roterende delen. Figur 1 illustrerer en fjernstyrt ventil 10 i samsvar med denne oppfinnelsen. En foretrukket utfØre1sesform av ventilen 10 er å bruke denne som en kellyventil på en borerigg. Ved en slik anvendelse kan en kelly enten festes over eller under ventilen 10 ved at den skrus på de innvendige gjengene 100 Øverst, eller på de utvendige gjengene 102 nederst.
Den fjernstyrte ventilen 10 roterer med en kelly påmontert over eller under et rørformet hus 12. En strØmningsvei 14 strekker seg langs hele det rØrformete huset 12, og har for bindelse med boresiamsysternet på boreriggen. En ventil, f.eks. en kuleventil 20, plasseres på en slik måte i strØmningsve ien 14, at den hindrer strømning igjennom denne, slik illustrert i figur 1, eller at den tillater gjennomstrømning når ventilen dreies 90 grader om sin tverrakse. Andre ventiler kan selvsagt brukes i stedet for en kuleventil. Ved å dreie ventil 20 nitti grader, stilles åpning 21 i ventil 20 på linje med strØmningsveien 14, og muliggjør at en væske, f.eks. boreslam, kan transporteres igjennom systemet. Ventilen 20 kan lukkes, slik vist i figur 1, for å hindre at brønnvæske under høyt trykk strømmer opp igjennom borestrengen og oppå gulvet på boreriggen.
Ventilen 20 kan dreies 90 grader ved å rotere ei aksling som er forbundet mellom drev 112 og ventilen 20. Stempel 104 og 106 er forbundet med drev 112 for sammen å dreie ventilen mellom dens åpne og lukkete stilling.
Figur 4 illustrerer mer i detalj betjeninga av stempel 104
og 106 og den forbindelse disse har med drev 112. Stempel 104 plasseres i et kammer 116 og omfatter ei overside 118 og ei underside 119. Disse flatene 118 og 119 er forbundet med en konstruksjonsdel 140 som har ei tannstang i inngrep med den ene sida av drev 112. Stempel 106 plasseres i et kammer 114, og omfatter ei overside 120 og ei underside 121. Et forbindelsesledd 142 mellom flatene 120 og 121 omfatter tannstang 108 i inngrep med den andre sida av drev 112. Stemplene er forbundet til drev 112, slik at når stempel 104 er i sin bunnposisjon, er stempel 106 i sin topposisjon, med begge stemplene i hvert sitt kammer, henholdsvis 116 og 114, og omvendt.
Slik illustrert i figur 4, strekker hydraulikkrØrene Cl seg fra port 16 til kammer 114 slik at de snur mot den Øvre stempelflata 120, og til kammer 116 slik at de snur mot den nedre stempelflata 119. HydraulikkrØr C2 strekker seg fra port 18 til kammer 114 slik at de snur mot den nedre stempelflata 121 og til kammer 116 slik at de snur mot den Øvre stempelflata 118.
Trykkaktiverte pakninger er forbundet med de stasjonære rørene 96 og 98 til port 16 og 18, som roterer sammen med hus 12. Slike pakninger er illustrert i figur 1, 2, 3 og 5, og er diskuteret i detalj nedenfor. En treveis hydraulikkventi 1 22 forbinder rør 98 og 96 vekselvis mellom høyt rykks 1edning P og drensledning D fra et trykksatt hydraulikkreservoar S. Når ventilen 22 er i lukket stilling, slik illustrert, påsettes høyt trykk via port 18 og rør C2 til den Øvre flata 118 på stempel 104, og til den nedre flata 121 på stempel 106. Hydraulikkvæske, som før var i kammer 116 og 114, føres til avløp D i reservoar S via rør Cl, port 16 og rør 96.
Etter at ventilen er dreid til sin lukkete stilling, illustrert i figur 1, dreies hydraulikkventi 1 22 til sin midt-posisjon mens stempel 104 og 106 forblir i sine innbyrdes posis-joner slik illustrert. Dersom ventilen skal åpnes, dreies hydraulikkventi 1 22 til åpen stilling og hydraulisk trykk påsettes via rør 96, port 16 og rør Cl, og virker mot flate 120 på stempel 106 og flate 119 på stempel 104, slik at stempel 106 drives nedover mens stempel 104 drives oppover. Dette fører til at drev 112 roterer slik at kuleventil 20 dreies til sin åpne stilling. Hydraulikkvæska som før var i kammer 114 og 116, føres via rør C2 til avløp fra reservoar S via rør 98. Hydraulikkventi 1 22 returnerer siden til sin midtsti 11 ing.
Figur 2 og 3 illustrerer de hydraulisk aktiverte tetnings-mekanismene som kobler ikke-roterene rør 96 og 98 til rør Cl og C2, som roterer sammen med det rØrformete huset 12. En Øvre roterende lagerholder 69 er festet til hus 12 vha. en gjenget bolt eller ankerpinne 88, og roterer sammen med hus 12. Nedre roterende lagerholder 67 er festet til hus 12, f.eks. ved sveising. En ikke-roterende ytre lagerholder 44 er plassert koaksialt rundt ytterflata på hus 12, og støttes av Øvre lageranordning 74 og nedre lageranordning 76 mot Øvre roterende holder 69 og nedre roterende holder 67.
En deformerbar pakningsring 32' er montert i et ringformet låsespor 46, som defineres av det ringformete rom mellom ei ringformet forlengelse 47 på ytre pakningslås 44 og nedre låsering 70. På samme måte er en deformerbar pakningsring 32 montert i et ringformet låsespor 49, definert av det ringformete rom mellom den ringformete forlengelse 47 og Øvre låsering 72.
Tetning mellom Øvre roterende lagerholder 69 og en stasjonær ytre pakningslås 44, oppnås vha. ei flatpakning 82. Tetning mellom ytre pakningslås 44 og hus 12, oppnås med flatpakning 80. En O-ring 78 tetter Øvre roterende lagerholder 69 mot huset 12, og hindrer dermed at hydraulikkvæske under trykk kan nå anker-pinnen 88. O-ringer 84 og 86 tetter henholdsvis nedre låsering 70 og Øvre låsering 72 mot ytre pakningslås 44.
Øvre og nedre deformerbare pakningsringer 32 og 32v, plasseres henholdsvis i spor 49 og 46. De deformerbare paknings-ringene 32 og 32s er av omtrent samme konstruksjon, og er laget av et sterkt, men allikevel deformerbart, fluorholdig resin-materiale, som er kjent under handelsnavnet TEFLON. I en foretrukket utfØrelsesform av pakningsring 32 og 32", er TEFL0N-materialet forsterket med fiberglass, men elastiske metalliske materialer kan også brukes som materiale i pakningsringen. Figur 5 viser pakningsring 32 i sin ikke-deformerte tilstand (uten be las tning).
Slik figur 5 illustrerer, er de innvendige diametrene til Øvre låsering 72 og ringformet forlengelse 47, litt større enn den ytre diameteren på hus 12 i den roterende delen. På samme måte har tetningsring 32 en slik størrelse i forhold til låsespor 49, at dens indre diameter er litt større enn den ytre diameteren på hus 12. Uten belastning berører pakning 32 og 32' og delene 72, 47 og 70 som snur mot den sylindriske ytterflata på hus 12, ikke ytterflata 90 på huset 12, og derved unngås den oppvarming pga. fr iksjonsvarme som en roterende kontakt hadde medført.
Pakningsring 32 (samt ring 32') har Øvre og nedre tetnings-flate 36 og 38, som snur mot ytterflata 90 på den roterende delen 12. Pakningsring 32 plasseres slik i forhold til port 16 at tetteflatene 36 og 38 ligger på hver sin side av åpningen i port 16 på den sylindriske ytterflata på huset 12. Åpningen i port 16 har, slik illustrert, vidde Wl som er mindre enn den aksielle avstand W2 mellom pakningsflåtene 36 og 38. En ringformet kanal 40 oppstår i ringen 32 mellom flatene 36 og 38. Fortrinnsvis frambringes fire passasjer 42, 42', 42" osv. (slik vist i figur 3) mellom den ringformete kanalen 40 og et ringformet spor 95 i ytterflata 34 på pakningsring 32. Trykkinntak 50 sørger for hydraulisk væskeforbindelse mellom en trykkfitting som forbinder rør 96 og spor 95 samt ytre omkrets 34 på pakningsring 32. De ytre O-ringpakningene 53 og 52 er anbrakt henholdsvis i spor 60 og 63 i per i fer i f 1atene på pakningsring 32. De indre O-ringpakningene 55 og 54 er anbrakt henholdsvis i spor 67 og 69. Disse defineres henholdsvis mellom Øvre låsering 72 og den Øvre tverrveggen på pakningsring 32, og mellom den ringformete forlengelsen 47 og nedre tverrvegg på pakningsring 32. Figur 3 illustrerer tilstanden til pakningsringen 32 når denne ikke er i berøring med den roterende delen, hvor ringen er plassert koaksielt rundt den sylindriske ytterflata 90 på den rØrformete delen 12. Figur 3 illustrerer at når hydraulikkvæske tilføres ytterflata 34 på pakningsringen 32 via rør 96 og trykkinntak 50, tilføres væska periferispor 95 og passasjene 42, 42', 42" og 42"' (ikke vist i figuren). Figur 6 illustrerer at når hydraulikkvæske under trykk tilføres inntak 50, forårsaker trykket som virker på hele omkretsen ri på de ytre 0-ringene 53 og 52, at den deformerbare ringen 30 deformeres innover inntil tetningsflåtene 36 og 38 danner en roterende pakning mot ytterflata 90 på hus 12. Når hydraulisk trykk påsettes via inntak 50, er den totale radiale kraft innover, som trykker pakningsringen mot ytterflata 90, gitt som produktet av pakningens omkrets ved ytre O-ringpakning 53 (C=2xrl) og pakningens vidde W3. For systemer som er i stand til å gi høye strØmningshastigheter i forhold til åpningsarealet i åpningene 42, 42', 42" og 42"', vil trykkfallet igjennom disse forårsake at trykket i kanal 40 reduseres så mye at kun en liten motkraft er til stede ved indre radius r2 på 0-ringene 53 og 52 (forutsatt at de sekundære 0-ringene ikke er til stede).
For forholdsvis lite fleksible pakningsmaterialer eller hydraulikksysterner med små volum, er det fordelaktig å benytte de radiale indre 0-ringene 55 og 54. Siden 0-ringene 55 og 54 har indre diameter lik r3, som er mindre enn diameteren ri på de radiære 0-ringene 53 og 52, er det effektive stempelarealet under den indre tetningsflata på 0-ringene 55 og 54, mindre enn arealet over de ytre tetningsflåtene på 0-ringene 53 og 52. Dette sikrer at en tilstrekkelig stor kraft oppstår radialt innover for å deformere pakningsringen 30 ,slik at denne tetter mot ytterflata 90 på huset 12.
De indre 0-ringene 55 og 54 kan også virke som ei returfjær for å medvirke til at pakningsringen 30 returnerer til sin opprinnelige diameter når trykket tas av inntaket 50 og røret 96 (eller 98). Når pakningsringen 30 bøyer av (innover) under trykk, belatses de indre pakningene 55 og 54, som igjen trekkes tilbake når trykket tas av.
Under drift dreies den fjernstyrte roterende ventilen 20 til den viste lukkede stilling ved å tilføre hydraulikkvæske under trykk til rør 98 via pakningsring 32, port 18 og rør C2, for å drive stempel 104 og 106 til den posisjonen som er illustrert i figur 4. Når ventilen 22 er i denne posisjonen, returneres ventilen til sin midtsti 11 ing, og hØytrykksledninga P fra reservoar S frakobles rør 98. Pakningsring 32' går tilbake til sin ikke-deformerte tilstand uten berøringskontakt med den roterende delen. Til tross for dette har ventilen 20 nå dreid slik at strØmningsveien 14 i den rØrformete del 12 er lukket.
Når det er Ønskelig å åpne ventil 20, dreies ventil 22 til sin åpne stilling, hvorved hØytrykksledninga P fra reservoaret S tilkobles rør 96 og pakningsring 32. Hydraulikkvæske under trykk passerer igjennom pakningsring 32 til port 16 og rør Cl ved hjelp av tetninga som oppstår mellom tetningsflåtene 36 og 38, og ytterflata 90 på huset 12. Den trykksatte hydraulikkvæska tvinger stempel 104 og stempel 106 nedover, noe som medfører at drev 112 roteres 90 grader og åpner ventil 20. Hydraulikkvæska som på forhånd var i kammer 116 og 114, tvinges bakover igjennom rør C2 for utttØmming via pakningsring 32'og rør 98. Lekkasje av slik væske inn i systemet hindres av flatpakninger 80 og 82 for lave trykk.
Claims (12)
1. En anordning for å oppnå ei tett forbindelseslinje fra et reservoar med hydraulikkvæske under trykk til et rør i en roterende konstruksjonsdel, karakterisert ved
en port igjennom ei sylindrisk ytterflate på den roterende delen og som er i forbindelse med røret i den roterende delen,
en pakningslås som anbringes koaksielt, uten å rotere, rundt den sylindriske ytterflata på den roterende delen,
en deformerbar pakningsring som er koaksielt festet vha.
paknings låsen rundt den sylindriske ytterflata på den roterende delen ved porten igjennom den sylindriske ytterflata, og som har
en indre diameter som er litt større i sin ikke-deformerte tilstand enn den ytre diameteren på den sylindriske ytterflata på den roterende delen,
en ytre diameter, og
en åpning i pakningsringen mellom den ytre og den indre omkretsen for å tilføre hydraulikkvæska under trykk til den ytre omkretsen på pakningsringen under kontrollerte forhold, hvorved den indre omkretsen på pakningsringen deformeres slik at tetning mot den sylindriske ytterflata på den roterende delen oppnås når den trykksatte hydraulikkvæska tilføres ytterflata på den roterende delen; og hvorved pakningsringen oppretter væskeforbindelse mellom reservoaret med hydraulikkvæske under trykk og røret i den sylindriske delen via åpningen i pakningsringen og porten i ytterflata på den sylindriske delen.
2. Anordninga i samsvar med krav 1,
karakterisert ved
at porten har ei aksiell vidde på den sylindriske ytterflata, og at pakningsringen omfatter
to indre ringformete tetningsflater som er aksielt adskilt fra hverandre av en avstand som er større enn den aksielle vidda, og
en ringformet kanal som oppstår mellom de to tetningsflåtene, og hvor
de to indre ringformete tetningsflåtene anbringes aksielt på hver sin side av porten i den sylindriske delen.
3. Anordninga i samsvar med krav 2,
karakterisert ved en primærpakning plassert radialt innover fra den ytre diameteren på pakningsringen for å oppnå tetting av denne mot paknings låsen.
4. Anordninga i samsvar med krav 3,
karakterisert ved en sekundærpakning for å oppnå tetting mellom pakningsringen og paknings låsen.
5. Anordninga i samsvar med krav 1,
karakterisert ved at pakningsringen omfatter et ringformet spor rundt ringens ytre omkrets, som er i forbindelse med åpningen.
6. Ei anordning for overføring av trykksatt væske karakterisert ved
en sylindrisk konstruksjonsdel som har en utvendig diameter og er tilpasset til rotasjon omkring sin lengdeakse,
en port igjennom ei sylindrisk ytterflate på den sylindriske delen hvor porten har en aksiell vidde på den sylindriske ytterflata, og er forbundet med et rør i veggen til den sylindriske delen, hvor røret er tilpasset til å ta imot hydraulikkvæske under trykk,
en deformerbar del som har
ei ytterflate,
to indre ringformete tetningsflater aksielt adskilt fra hverandre av en avstand som er større enn portens aksielle vidde, og hvor den indre ringformete tetningsflata har en innvendig diameter som er litt større enn den utvendige diameteren på den sylindriske delen,
en ringformet kanal som oppstår mellom de to tetningsflåtene, og
minst en åpning mellom ytterflata og den ringformete kanal en,
en pakningslås som er plassert koaksialt, uten å rotere, rundt den sylindriske ytterflata på den sylindriske delen, og hvor paknings låsen definerer et festespor,
at pakningen er montert i festesporet slik at de to tetningsflåtene på pakningen snur mot ytterflata på den sylindriske delen samtidig som de er montert aksialt på hver sin side av porten i den sylindriske delen,
en primærpakning montert radialt innover fra ytterflata på pakningen for å tette pakningen mot sporet, hvorved tilførsel av trykksatt hydraulikkvæske til ytterflata på pakningen forårsaker at denne deformeres innover inntil de to indre ringformete tetningsflåtene tetter mot den sylindriske ytterflata, slik at under drift oppnås en tett overføringsvei for væske til røret i den sylindriske delen via åpningen og kanalen i pakningen.
7. Anordninga i samsvar med krav 6,
karakterisert ved at pakningen er laget av et forsterket syntetisk resin som inneholder fluor, eller ved at pakningsmaterialet er et elastisk metallisk materiale.
8. Anordninga i samsvar med krav 6,
karakterisert ved at den inneholder sekundærpakninger montert radialt innover fra primærpakningen for å tette mellom denne og sporet.
9. Anordninga i samsvar med krav 6,
karakterisert ved at låsesporet omfatter ringformete tverrvegger og ved at primærpakningen omfatter O-ringer på venstre og høyre side montert i ringformete primærtverrspor i pakningen som snur mot veggene på pakningslåsen, som definerer sporet.
10. Anordninga i samsvar med krav 9,
karakterisert ved sekundærpakninger montert radialt innover fra primærpakningene for å oppnå tetting mellom pakningen og veggene i sporet, og ved at sekundærpakningen omfatter en Øvre og en nedre pakning anbragt i et sekundærspor i pakningen som er montert innover fra primærsporet i aksial retning, definert mellom veggene og låsesporet.
11. En fjernstyrt ventil for å regulere væskestrøm gjennom en roterende, rørformet del, karakterisert ved
et fjernplasert, styrbart reservoar med hydraulikkvæske under trykk,
et rørformet hus som har en passasje for væskestrøm på innsida og som har en utvendig diameter, samt er tilpasset til rotasjon omkring sin lengdeakse,
en port igjennom ei ytterflate på huset og som har ei aksiell vidde på ytterflata og er forbundet med et rør i veggen på det rØrformete huset,
en ventil montert på det dreibare huset for å regulere væskestrømmen igjennom strØmningspassas jen,
en hydraulikkaktuator i væskeforbinde1 se med røret for å regulere betjeningen av ventilen,
en deformerbar pakning som har
ei ytterflate,
to indre ringformete tetningsflater som er aksielt adskilt fra hverandre av en avstand som er større en portens aksielle vidde, og som har en innvendig diameter som er litt større enn den utvendige diameteren på det rØrformete huset,
en ringformet kanal som oppstår mellom de to tetningsflåtene, og
minst en åpning mellom ytterflata og den ringformete kanalen,
en pakningslås som er anbragt, uten at den roterer, koaksielt rundt ytterflata på det rØrformete huset og som definerer et låsespor hvor veggene som snur mot hverandre er r ingf ormet,
at pakningen er anbragt i det ringformete sporet slik at de to tetningsflåtene på pakningen snur mot ytterflata på det rØrformete huset, samtidig som den er montert aksielt på hver sin side av den sylindriske porten,
et trykkinntak som sørger for væskeforbinde1 se fra reservoaret med hydraulikkvæske under trykk til ytterflata på den deformerbare pakningen,
en primærpakning anbragt radiært innover fra ytterflata på pakningen for å oppnå tetting mellom pakningen og veggene i låsesporet,
at ved tilførsel av trykksatt væske til ytterflata på pakningen, deformeres denne innover inntil de to indre ringformete tetningsflåtene tetter mot ytterflata på på det rØr-formete huset, slik at under drift oppnås en tett overfØr ingsve i til hydraulikkaktuatoren via åpningen og kanalen i pakningen og via røret i det rØrformete huset, og som under drift aktiverer vent i 1 en.
12. En fjernstyrt ventil for å regulere væskestrøm igjennom den roterende rØrformete delen, karakterisert ved
et fjernplas sert, styrbart reservoar med hydraulikkvæske under trykk,
et rørformet hus som har en passasje for væskestrøm på innsida og som har en utvendig diameter, samt er tilpasset til å rotere omkring sin lengdeakse,
første og andre port igjennom ei ytterflate på huset og som har ei aksiell vidde på husets ytterflate samt forbindelse med henholdsvis første og andre rør i veggen på det rØrformete huset,
en ventil anbragt i strØmningspassasjen i det rØrformete huset, og som har en aktuatoraks1 ing for å rotere kuleventilen til åpen eller lukket stilling i den hensikt å åpne eller lukke strØmningspassasjen,
en første stempelaktuator i væskeforbindelse med det første røret og som er koblet til aktuatoraks1 ingen for å rotere denne til åpen stilling,
en annen stempelaktuator i væskeforbinde1 se med røret og koblet til aktuatoraks1 ingen for å rotere akslingen til lukket still ing,
første og andre deformerbare pakning som har,
ei ytterflate
to indre ringformete tetningsflater som er aksielt adskilt fra hverandre av en avstand som er større en portens aksielle vidde og som har en innvendig diameter som er litt større enn den utvendige diameteren på det rØrformete huset,
en ringformet kanal som oppstår mellom de to tetningsflåtene, og
minst ei åpning mellom ytterflata og den ringformete kanal en,
en pakningslås som er anbragt, uten at den roterer, koaksielt rundt ytterflata på det rØrformete huset og som definerer første og andre låsespor, slik at tetningsflåtene på hver av pakningene snur mot ytterflata på det rØrformete huset samtidig som de er anbragt aksielt på hver sin side av første og andre port,
første og andre trykkinntak for å sørge for væskeforbindelse fra reservoaret med trykksatt hydraulikkvæske til ytterflata på henholdsvis første og andre pakning,
første og andre primærpakning anbragt radialt innover fra ytterflata på første og andre pakning for å oppnå tetting mellom pakningene og henholdsvis første og andre spor,
at ved tilførsel av trykksatt væske til ytterflata på den første pakningen, deformeres denne innover inntil de to indre ringformete tetningsflåtene tetter mot ytterflata på det rØr-formete huset, slik at det under drift oppnås en tett over-fØringsvei til første stempelaktuator slik at kuleventilen dreies til sin åpne stilling,
at ved tilførsel av trykksatt væske til ytterflata på den andre pakningen, deformeres denne innover inntil de to indre ringformete tetningsflåtene tetter mot ytterflata på det rØr-formete huset slik at under drift oppnås en tett overfØringsvei til andre stempelaktuator slik at kuleventilen dreies til sin lukkete stilling.
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US06/915,565 US4700924A (en) | 1986-10-06 | 1986-10-06 | Pressure energized rotary hydraulic seal |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| NO874166D0 NO874166D0 (no) | 1987-10-05 |
| NO874166L true NO874166L (no) | 1988-04-07 |
Family
ID=25435944
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| NO874166A NO874166L (no) | 1986-10-06 | 1987-10-05 | Trykkaktivert roterende hydraulisk tetning. |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4700924A (no) |
| FR (1) | FR2604769A1 (no) |
| GB (1) | GB2197395B (no) |
| NO (1) | NO874166L (no) |
Families Citing this family (28)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4890645A (en) * | 1987-10-08 | 1990-01-02 | Baroid Technology, Inc. | Rotary shear seal hydraulic valve |
| GB2210955B (en) * | 1987-10-08 | 1991-09-18 | Rucker Co | Rotary shear seal hydraulic valve |
| US4795128A (en) * | 1988-03-01 | 1989-01-03 | Vetco Gray Inc. | Gate type kelly cock valve |
| US5050843A (en) * | 1990-08-15 | 1991-09-24 | Manifold Systems, Inc. | Plug valve with metal-to-metal sealing |
| US5507467A (en) * | 1993-09-03 | 1996-04-16 | Hydril Company | Actuator for a drill string internal blowout preventer |
| US5494254A (en) * | 1994-09-06 | 1996-02-27 | Jdl Enterprises | Rotary shut off valve |
| CA2148176C (en) * | 1995-04-28 | 2002-12-24 | Glen Irvin Rabby | Rotary valve actuator |
| US5810326A (en) * | 1996-02-16 | 1998-09-22 | Mueller Industries, Inc. | Refrigerant powered actuated ball valve |
| NO20006170A (no) * | 2000-12-04 | 2002-03-11 | Triangle Equipment As | Anordning ved åpning i en ytterhylse som inngår i en hylseventil og fremgangsmåte til sammenstilling av en hylseventil |
| NO313341B1 (no) * | 2000-12-04 | 2002-09-16 | Ziebel As | Hylseventil for regulering av fluidstrom og fremgangsmate til sammenstilling av en hylseventil |
| JP2003065302A (ja) * | 2001-08-28 | 2003-03-05 | Smc Corp | ダブルラック・ピニオン式ロータリアクチュエータ |
| US6702300B1 (en) | 2002-01-11 | 2004-03-09 | The United States Of America As Represented By The Administrator Of The National Aeronautics And Space Administration | High temperature seal for large structural movements |
| US20050252660A1 (en) * | 2004-05-12 | 2005-11-17 | Hughes William J | Split ball valve |
| GB0504055D0 (en) * | 2005-02-26 | 2005-04-06 | Red Spider Technology Ltd | Valve |
| US8113544B2 (en) * | 2006-04-07 | 2012-02-14 | Hydril Usa Manufacturing Llc | Rotating fluid union |
| EA201791638A1 (ru) * | 2009-11-23 | 2018-03-30 | Нсм Инновэйшнс (Пти) Лтд | Гидравлический клапан для гидравлически расширяемой опоры |
| GB2495504B (en) | 2011-10-11 | 2018-05-23 | Halliburton Mfg & Services Limited | Downhole valve assembly |
| GB2495502B (en) | 2011-10-11 | 2017-09-27 | Halliburton Mfg & Services Ltd | Valve actuating apparatus |
| GB2497506B (en) | 2011-10-11 | 2017-10-11 | Halliburton Mfg & Services Ltd | Downhole contingency apparatus |
| GB2497913B (en) | 2011-10-11 | 2017-09-20 | Halliburton Mfg & Services Ltd | Valve actuating apparatus |
| US20150233478A1 (en) * | 2013-04-16 | 2015-08-20 | David A. Buck | Valve With Stop Mechanism |
| US9587454B1 (en) * | 2014-01-22 | 2017-03-07 | PacSeal Group, Inc. PacSeal | Modular actuator and hydraulic valve assemblies and control apparatus for oil well blow-out preventers |
| JP6629550B2 (ja) * | 2015-09-14 | 2020-01-15 | 日本ピラー工業株式会社 | ロータリジョイント |
| WO2020263957A1 (en) * | 2019-06-24 | 2020-12-30 | Onesubsea Ip Uk Limited | Ball valve assembly |
| CN113062996B (zh) * | 2021-03-16 | 2022-09-13 | 瑞昌市金宇铜业制造有限公司 | 一种防磨损的球阀 |
| US12286853B2 (en) | 2022-08-09 | 2025-04-29 | Nabors Drilling Technologies Usa, Inc. | Instrumented sub |
| FR3154453B1 (fr) * | 2023-10-20 | 2025-10-31 | Safran Aircraft Engines | Dispositif de transfert fluidique multivoies à partie périphérique pourvue d’une frette |
| FR3154447A1 (fr) * | 2023-10-20 | 2025-04-25 | Safran Aircraft Engines | Dispositif de transfert fluidique multivoies comprenant des bagues contribuant à définir une surface interne de partie périphérique |
Family Cites Families (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US2458343A (en) * | 1945-06-18 | 1949-01-04 | Hydraulic Engineering Co Inc | Rotary seal |
| US2768843A (en) * | 1953-06-05 | 1956-10-30 | Thew Shovel Co | Multiple passage fluid coupling for power steering of cranes and the like |
| FR1230498A (fr) * | 1959-02-12 | 1960-09-16 | Prec Ind | Broche de machine-outil à moteur hydraulique incorporé |
| US3806082A (en) * | 1972-01-24 | 1974-04-23 | Smith International | Power kelly cock |
| GB1554406A (en) * | 1975-09-19 | 1979-10-17 | Crane Packing Ltd | Shaft seals |
| WO1981001181A1 (en) * | 1979-10-24 | 1981-04-30 | M Winegeart | Kelly valving apparatus |
| US4456217A (en) * | 1979-10-24 | 1984-06-26 | Pet Tech-Dril Saf, Inc. | Kelly valving apparatus |
| US4339108A (en) * | 1980-05-05 | 1982-07-13 | Daniluk Philip M | Actuator for remotely operating a moving mechanism |
| EP0075723B1 (de) * | 1981-09-25 | 1985-10-09 | Maschinenfabrik Rieter Ag | Vorrichtung zum Zuführen eines Druckmediums in eine Welle |
| NL182389C (nl) * | 1982-04-15 | 1988-03-01 | Escher Wyss Gmbh | Olietoevoerinrichting voor een verstelbare schroef. |
| US4534569A (en) * | 1983-09-27 | 1985-08-13 | Mitsubishi Jukogyo Kabushiki Kaisha | Stern tube seal device providing a seal about a rotatable shaft |
-
1986
- 1986-10-06 US US06/915,565 patent/US4700924A/en not_active Expired - Fee Related
-
1987
- 1987-10-01 GB GB8723090A patent/GB2197395B/en not_active Expired - Lifetime
- 1987-10-05 NO NO874166A patent/NO874166L/no unknown
- 1987-10-06 FR FR8713777A patent/FR2604769A1/fr not_active Withdrawn
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| GB2197395A (en) | 1988-05-18 |
| US4700924A (en) | 1987-10-20 |
| GB2197395B (en) | 1990-05-16 |
| FR2604769A1 (fr) | 1988-04-08 |
| GB8723090D0 (en) | 1987-11-04 |
| NO874166D0 (no) | 1987-10-05 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| NO874166L (no) | Trykkaktivert roterende hydraulisk tetning. | |
| US4223700A (en) | Flow line switch | |
| US4262693A (en) | Kelly valve | |
| US3007669A (en) | Valve | |
| US3997198A (en) | Swivel joint construction for pressure containing conduit | |
| US3035808A (en) | Pressure responsive valve | |
| NO326205B1 (no) | Enkeltventil for et fylle, og sirkulasjonsapparat for foringsror | |
| US3642022A (en) | Flow-operated selector valve for irrigation systems | |
| GB2446333A (en) | Control system for valve actuator | |
| NO20034106L (no) | Bronnhullsverktoy | |
| NO313339B1 (no) | Akselsentreringsanordning, s¶rlig for borerör | |
| NO131802B (no) | ||
| US3204656A (en) | Valve cartridge | |
| NO159681B (no) | Kuleventil. | |
| US3165122A (en) | Plug valve | |
| US4976403A (en) | Valve with metallic bellows valve stem seal | |
| US3424256A (en) | Apparatus for controlling directional deviations of a well bore as it is being drilled | |
| US3387631A (en) | Push-pull valve | |
| US5118265A (en) | Liquid pump assembly | |
| US3281112A (en) | Ball valve for high pressures | |
| NO742856L (no) | ||
| US3475004A (en) | Sealing means for valves | |
| NO20121368A1 (no) | Servostyrt manuelt ventilsystem | |
| GB2213912A (en) | Fluid flow control valve | |
| US2594173A (en) | Valve |