[發明專利]賦能環鼻錐輪廓和密封件入口

無效

• 申請號: 201110355107.4
• 申請日: 2011-10-26
• 公開（公告）號: CN102454377A
• 公開（公告）日: 2012-05-16
• 發明（設計）人: K·A·杜翁
• 申請（專利權）人: 韋特柯格雷公司
• 主分類號: E21B33/03
• 分類號: E21B33/03;E21B33/04
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 嚴志軍;譚祐祥

技術領域

本發明總體涉及井口組件，且特別涉及允許鎖住U形密封件之前增加密封件的壓縮的賦能環鼻錐(nose)輪廓。

背景技術

在內、外井口管狀部件之間使用密封件以容納內部井壓。內井口部件可為位于井口罩中并支撐伸入井中的套管管柱的套管懸掛器。密封件或密封裝置(packoff)在套管懸掛器與井口罩之間密封。備選地，內井口部件可為支撐伸入井中用于生產流體流的管道管柱的管道懸掛器。管道懸掛器處于外井口部件中，該外井口部件可為井口罩、采油樹或管道頭。密封裝置或密封件在管道懸掛器與外井口部件之間密封。除內、外井口部件之間的密封件外，另一環形密封件或應急密封件可位于該密封件下方。

現有技術中已采用位于內、外井口部件之間的各種密封件。圖1示出井口罩10內現有技術中密封組件的一部分。罩10典型地位于井的上端處并用作外井口部件。賦能環2典型地被下送工具或管柱的重量向下迫壓以迫使其進入由U型金屬密封環4限定的狹槽3。這使密封環4的內壁和外壁變形分開而分別與內井口部件15和外井口部件10成密封接合。賦能環典型地為實心楔形部件。內壁和外壁的變形超過密封環4的材料的屈服強度，從而產生永久變形。現有技術密封件也可包括彈性環和部分金屬和彈性環。也可采用用于形成金屬間密封件的完全由金屬制成的現有技術密封環。

可通過下送工具設置密封件，或者它們可響應于套管或管道的管柱的重量而設置。位于密封環4下方的應急密封件5在密封環4失效的情況下擱靠在形成在內井口部件如懸掛器15上的臺肩6上。應急密封件5可由金屬材料、非金屬材料或彈性材料或其組合制成。當來自管柱的向下力施加至賦能環2時應急密封件5可受壓縮，從而使應急密封件5向外凸出而在上方的密封環4下的點接觸內井口部件15和外井口部件10。但是，賦能環2還使金屬密封環4抵靠外井口部件10和內井口部件15變形。如果金屬密封環4在應急密封件5被充分壓縮而抵靠外井口部件10向外凸出之前抵靠內井口部件15和外井口部件10變形，則應急密封件5可能無法執行其作為應急密封件的功能并且壓力完整性可能降低。

需要一種解決上述密封件泄漏問題的技術。特別需要一種在金屬間密封件的壁變形之前將應急密封件壓縮期望量的技術。以下技術可以解決這些問題。

發明內容

在本技術的一個實施例中，提供一種密封組件，該密封組件形成金屬間密封件并具有增強密封組件的密封性能的特征。該密封組件還包括增強應急或備用密封能力的特征。該密封環具有通過狹槽分開的內壁和外壁并且彈性密封件位于密封環下方并具有接觸懸掛器的朝上的臺肩的底部。金屬賦能環具有錐形鼻錐，可在安裝期間將該鼻錐推入狹槽以使內壁和外壁變形而與具有形成在其上的鋸齒(wicker)的內、外井口部件形成密封接合。密封件的外壁與匹配的罩的內壁之間存在徑向間隙。此類間隙對于現場安裝是需要的并且足夠大而需要密封件本體而不是賦能環的塑性變形。

在一個圖示的實施例中，賦能環的鼻錐具有能進行調整以允許將預定量的力傳輸到密封環下方的應急密封件的復合角構造。該復合角還決定當對賦能環施力時鼻錐在狹槽內行進多少。該力和來自懸掛器的臺肩的伴隨的反作用力壓縮彈性密封件而使得它向外凸出。彈性密封件的向外凸出在內、外井口部件的內表面之間形成密封。一旦彈性密封件受壓到期望水平，賦能環上的負載便已增加到賦能環的錐形鼻錐將進一步進入狹槽并迫使金屬密封件的外壁和內壁與內、外井口部件形成密封接合的程度。此時，彈性密封件不可能另外壓縮。

在一個示例性實施例中，該密封組件還包括接合狹槽的賦能環。卡緊環擱靠在賦能環的外表面上的加工而成的凹穴中。密封環的外支腿被加工有錐度，該錐度接合形成在卡緊環上的錐度。該接合確保密封組件在靠置、設置和取出操作期間作為一個剛性結構保持完好無損。備選地，卡緊環能擱置在賦能環的內表面上的加工而成的凹穴中，以將密封件鎖緊在懸掛器上。

賦能環、賦能環鼻錐的復合角構造和密封環下方的可壓縮彈性密封件所提供的存儲能量的組合在金屬間密封件失效的情況下有利地提供了增強的應急密封。

附圖說明

圖1是現有技術密封組件的剖視圖，其中賦能環鎖緊在密封件上但未設置，并且應急密封件未受壓；

圖2是根據本發明的一個實施例的被降下到外井口部件與內井口部件之間的密封組件的剖視圖；

圖3是根據本發明的一個實施例的靠置在位于未設置位置的外井口部件和內井口部件之間且應急密封件受壓縮的圖2的密封組件的剖視圖；

圖4是根據本發明的一個實施例的靠置在位于設置位置的外井口部件和內井口部件之間的圖2的密封組件的剖視圖；