[發明專利]雙金屬密封系統

有效

• 申請號: 201310027844.0
• 申請日: 2013-01-25
• 公開（公告）號: CN103225486A
• 公開（公告）日: 2013-07-31
• 發明（設計）人: K.A.杜
• 申請（專利權）人: 韋特柯格雷公司
• 主分類號: E21B33/03
• 分類號: E21B33/03
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 肖日松;譚祐祥

相關申請數據

本申請是于2010年10月26日申請的美國專利申請序列號No.12/912,487的部分繼續，該申請通過引用而全部并入。

技術領域

本發明大致涉及井口組件，并且具體涉及全金屬次密封組件，其在主密封組件被賦能(energize)之前被主密封組件賦能。

背景技術

在烴生產井中，經常必須在兩個井孔部件之間形成密封。例如，井口殼體可位于井的上端處。井口殼體為具有延伸通過其的軸向孔的較大的管狀部件。套管(casing)將延伸入井內并且將粘接在適當的位置。在套管的上端上的套管懸掛器將到達在井口殼體內。必須在套管懸掛器與井口殼體之間形成密封。套管懸掛器的外部通過提供用于容納環狀密封件的環形間隙而與井口殼體的孔隔開。

存在許多類型的環狀密封件，包括橡膠、與金屬結合的橡膠、和金屬對金屬(全金屬)。使用中的一種金屬對金屬密封件具有U形，其具有通過環形間隙與彼此分開的內壁或內腿和外壁或外腿。可具有平滑的內徑和外徑的賦能環可被壓入該間隙內，以迫使腿分開以與孔并且與套管懸掛器的外表相接合。

因為全金屬密封件可比彈性密封件耐受更高的壓力和溫度，所以它們可以是有用的。金屬密封件需要賦能環軸向地移動以對密封件賦能。使用賦能環的需求使得難以利用全金屬次密封件以密封主密封件正在密封的相同環形間隙。

發明內容

在一個實施例中，公開了具有全金屬次密封件的密封組件。密封組件可具有次賦能環，其可對次密封件賦能，在相同的環形間隙中但是與主密封件隔開。次賦能環可為主密封組件的構件。次賦能環可在主密封件被賦能前對次密封件賦能。在次密封件為H-密封件的實施例中，次賦能環可將H-密封件分開地楔入例如懸掛器和殼體中，從而形成密封。本設計容許將彈簧力(勢能)建立在密封件自身內。本設計還可容許壓力賦能。

附圖說明

圖1是具有全金屬次密封件的密封組件的實施例的截面圖。

圖2是圖1的次密封件賦能環和全金屬次密封件的放大截面圖。

圖3是主密封件和賦能環的放大截面圖。

具體實施方式

參考圖1，本發明的實施例示出包括高壓井口殼體100的井口組件的部分。在本示例中，殼體100位于井的上端處，并且用作井口組件的外部井口部件。殼體100具有位于其中的孔102。在本示例中，內部井口部件為套管懸掛器104，其在圖1中部分示出在孔102內。備選地，井口殼體100可為不同的井孔部件，例如管套筒(tubing?spool)或采油樹。套管懸掛器104可為不同的井孔部件，例如管懸掛器、塞、安全閥或其他裝置。套管懸掛器104具有外部環形凹口(recess)，其徑向地與孔102向內隔開，以限定密封腔106。面向上方的肩部108可限定密封腔102的下端。鋸齒(wicker)110可位于井口孔102的部分上，并且鋸齒112可位于密封腔106的柱形壁的部分上。在本示例中，各組鋸齒110、112的外形示出為在孔102和密封腔106上的連續的外形。然而，鋸齒110、112可構造成其他布局。某些實施例可具有平滑的密封表面(未示出)，而不是鋸齒。

繼續參考圖1，金屬對金屬密封組件114在殼體100和套管懸掛器104之間降下，并且位于密封腔106中。密封組件114可包括由例如鋼的金屬形成的密封環116。密封環116可具有內壁表面118，其可為用于相靠套管懸掛器104的柱形壁密封的內密封腿120的部分。密封環116可具有外壁表面122，其可為相靠井口殼體孔102密封的外密封腿124的部分。各壁表面118、122可為柱形且平滑，并且可在相靠殼體100的孔102和套管懸掛器104的密封腔106變形時接合鋸齒110、112。鋸齒110、112可增強夾緊，以幫助防止密封組件在固定之后的軸向移動。

在示例圖1中，密封環116為單向，只具有上區段；然而，可使用雙向的密封環。密封環116的上區段可具有槽道126。形成槽道126的內表面和外表面可為大致柱形的表面，其當在軸向截面中觀察時為大致平行并且各自沿直線。