JPS5953433B2 - 環状噴出防止装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はさく井中および坑井仕上げ中の油井またはガス
井内の圧力を制御するのに使用するための環状噴出防止
装置（ａｎｎｕｌａｒ ｂｌｏｗｏｕｔｐｒｅｖｅｎｔ
ｅｒ）の改良に関する。

以下図面を参照して本発明の詳細な説明する。

全体を参照数字２０で示す防止装置は、孔２２を垂直に
貫通延長させて有するハウジング２１を有する。

ハウジングの下端２３に適当な手段が設けられていて下
端２３を下方坑口部材（ｌｏｗｅｒｗｅｌｌｈｅａｄ
ｍｅｍｂｅｒ） へシール可能に連結し、またハウジン
グの上端２４に適当な手段が設けられていて上端２４を
上方坑口部材へシール可能に連結している。

このように防止装置を坑口に設置してその孔２２が、他
の坑口部材の孔と、および下方の坑井の孔と整合される
。

ハウジング２１は、下方の全体的にカップ状のボデー２
５および上方のカップ状ボデー２６からなり、上方のカ
ップ状ボデー２６は、ボルト２７の手段により下方ボデ
ーへ連結されると、孔２２に関し環状凹部２８を形成す
る。

孔２２の上端２２Ａは、上方ボデー２６に形成されてお
り、孔の下端２２Ｂは、下方ボデー２５に形成されてい
る。

凹部２８の上端２８Ａは上方ボテ゛−２６の下端に形成
され、凹部２８の下端２８Ｂは下方ボデー２５の上向き
棚部に形成され、そして凹部２８の外側部２８Ｃが下方
ボテ゛−の直立壁の内側に形成されている。

凹部２８の下端に装着されたブリッジ２９が、後述する
目的のためにバイパス口３２０を有している。

凹部２８に配設されたパッカー３１が、弾力性材料の環
３２を含み、鎖環３２の頂部と底部とは凹部の上端２８
Ａと上ブリッジ面２９Ａにより形成される案内路内に限
定されて、第１図に示されテる膨張位置と、第２および
３図に示される圧縮位 “置との間で摺動する。

環の膨張位置では、内周部３３が、ハウジングを貫通す
る孔２２の実質的連続部を形成する。

環が圧縮されると、その内周部は、第２図に示されるよ
うに井孔内のパイプＰま？たは他の対象物をシールする
かまたは第３図に示すように内周部同志がシールするで
あろう。

パッカー３１は、環３２内に埋設された剛直なインサー
ト３４をも含み、このインサート３４は好ましくは米国
特許第３５７２６２７号に示されるパラ１カーのインサ
ートと実質的に構造と機能とが同一である。

それぞれのインサートは、その端部にフランジ３６．３
７を有する垂直リブ３５を含み、フランジ３６，３７は
、パッカーが膨張位置と圧縮位置との間の運動するとき
四部の案内路の上側；および下側上を摺動する。

フランジの半径方向外端は、環の外径の内側で終端して
、環の環状頂面を与えて凹部の上端２８Ａと密封係合す
る。

第１Ａ、２Ａおよび３Ａ図、および前記米国特許３５７
２６２７号に示されるように、剛直インサート“の両端
にあるフランジ３６，３７は、変形三角形であり、なら
び摺動係合関係で配置されて第１Ａ図の位置から第２Ａ
および３Ａ図の位置へこれらを揺動させる。

したがってインサートはさらに半径方向位置に揺動し、
フランジの有効半径方向範°囲が拡大される。

弾力性材料からなる外側環３８は、凹部２８内のパッカ
ー環を包囲してその内周部がパッカー環の外周部のまわ
りに密に嵌合する。

外側環が、弛緩状態にあるとき、その内周部は、膨張さ
せられてパッカーにその膨張位置をとらせることを可能
とさせる。

しかしながら、外側環が第２，３図に示されるように長
平方向に圧縮されると、その内周部が圧縮されパッカー
環を圧縮位置に運動させる。

外側環の内周部の膨張を可能とさせる長手方向圧縮の解
放で、パッカーはその膨張位置に自由に戻る。

外側環は、好ましくは、パッカー環の材料より低い弾性
率を有する弾力性材料からなり、その意図される機能を
果すのにより容易に圧縮可能である。

スリーブ３９は、外側環３８の外周部をぴったり包囲し
、そして凹部２８の外側部２８Ｃ内に比較的ぴったり嵌
合する。

リング４０は、スリーブの下端から半径方向内側に延長
しており、またリング４０は、外側環３８の下端面４１
に係合する上面４２を有する。

さらに詳細には、この上面は弛緩状態にある外側環の端
面と実質的に生粋方向で同じ範囲にある。

外側環の下端面とリングの上面とは、円錐形をしており
、これらの外周部から内周部へ下方で内方向に延長して
いて、外側環がその内周部を収縮させるように長手方向
に圧縮されるとき、外側環をパッカー環に対し内方向に
押しやる。

外側環３８の上端は、パッカーの上端と水平方向に同一
平面にあって、凹部の上端２８Ａと係合する。

リングと外側環との下端はブリッジ２９の半径方向外方
向の凹部にある環状間隙に受容され凹部案内路の下方側
部より低い。

かくて、外側環が、第２および３図に示される位置に動
がされると、その内周部は、パッカー環３２に外周部の
全垂直方向の部分との接触が保持される。

リング４０は、スリーブ３９の上端へ連結された環状ピ
ストン４・３により外側環を長手方向に圧縮するように
上昇させられ、ハウジング２１内に形成されたシリンダ
４４内で往復運動可能である。

スリーブ３９の上端は、凹部２８にシリンダを連結する
ハウジング内の環状案内路４７内に密封可能に滑動し得
る。

シリンダ内の作動流体は、スリーブと密封係合するよう
案内路の溝内に担持されたシール５５，５６，５７およ
び５８の手段・により凹部２８内の井戸流体圧力から分
離されている。

下方ボデー２５は、その上端に深座ぐり部分５０を有し
、そして上方ボデー２６は、その下側に部分５０に密合
する縮径部分４９を有している。

上方ボテ゛−２６は、また、外周壁４５を有するさらに
縮径した部分５１を有し、外周壁４５は、下方向に延長
しそして凹部２８の外壁２８Ｃの上方連続部の内周壁４
６から離隔されていて、外周壁４５と内周壁４６との間
にスリーブ３９のための案内路４７を形成する。

シリンダ４４は、防止装置ハウジングのボデー２６．２
５の対面する面と面との間に形成され、そして部分４９
により担持□されたシールリング４９ａは部分５０をシ
ールしてハウジングの上端を密合する。

６シールリング５４は、ピストン４３に担持されており
、そして通路５９および６０は、凹部２８からシリンダ
４４への漏洩をそれぞれ防ぐシール５５．５６および゛
シール５７．５８の中間にある案内路４７のガス抜きを
する。

口６１は、上方ボデー２６を貫通してシリンダの上端へ
延長しており、口６２は、下方ボデー２５を貫通して下
端へ延長している。

かくて作動圧力流体は、ピストン□の上端およ下端から
選択的に進入および排出されその往復運動を制御しそし
てスリーブ３９を上昇または降下させる。

還の下の井戸圧力（ｗｅｌｌ ｐｒｅｓｓｕｒｅ）は、
ブリッジ２９の口３０を貫通しパッカー後方の凹部への
接近を有しそれがパイプと密封係合されることを保持す
るのを補助する。

井戸圧力は、ピストン４３のスリーブ３９の断面領域に
わたっても効果的であり、ピストン従ってリング４０を
上方向へのパッカー圧縮方向に押しやるのを助ける上方
向に向けられた力を与える。

このように、パッカーは、通路６２から進入する作動流
体による力ばかりでなく、パッカーおよびピストンに働
く井戸流体による付加的な力によってもパイプＰと係合
するように圧縮される。

下方ボデー２５からの上方ボデー２６の除去は、パッカ
ー環および外側環３８に対してばかりでなく、作動シス
テムのピストン、スリーブおよび刃ング４０への接近を
可能とする。

上方ボデーは参照数字６５で示す位置で相互に螺合する
外方部分２６Ａと内方部分２６Ｂとを含有し、ボデーの
部分２６Ｂの外周部は、膨張位置にあるパッカー３２の
外周部よりも寸法が僅かに大きい。

したがって、内方部分２６Ｂだけが除去され得て、外側
環および作動システムとは別個にパッカー３１の交換ま
たは修理を可能とする。

内方と外方のボデーの部分は、シールリング６７の手段
により相互に関しシールされていて、シールリング６７
は、ボルト７０の手段により内方部分２６Ｂへ連結され
た保持リング６９により所定の位置に保持されている。

要約すると、リング４０を第１図のその下方位置から上
昇させる作動システムの働きは、外側環３８を長手方向
に圧縮し得るので、その内周部を圧縮させてパッカーを
圧縮位置に移動させる。

外側環の弾力性材料は、剛直な強制力により補強されて
いないことおよび比較的に低いモジュラスを有している
事実に起因してこの長手方向圧縮の間に比較的容易に流
動する。

パイプＰが、防止装置の孔内に配置されている場合、第
２図の位置へのリングの上昇は、パッカー環３２の内周
部３３を、パイプに関しシール係合関係とさせ得る。

パイプＰが、孔に配置されていない場合、パッカーを、
それ自体にシールさせることが望ましく、ピストン４３
が、さらに上方向に動かされてリング４０を第３図に示
す位置へ上昇させる。

パッカーが、圧縮されてパイプをまたはそれ自体をシー
ルするとき、井戸圧力は、パッカーの外側に働いて井戸
流体の力に比例する力でそのような位置にパッカーを維
持するのを補助する。

パッカーを膨張位置に戻すようにすることが所望される
なら、作動流体が、ピストンの上側から入れられかつピ
ストンの下側から排出されてピストン、従ってリング４
０が下方向に運動させられる。

リングが降下すると、リングは、外側環３８の長手方向
圧縮を弛緩し、外側環の内周部を膨張させパッカーを第
１図に示す膨張位置に戻される。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明に従って構成された環状噴出防止装置
の垂直断面図であり、そのパッカーが膨張位置で示され
ている。 第１Ａ図は、第１図の線’ＩＡ−ＩＡに沿ってとった、
防止装置の部分的断面図である。 第２図は、第１図同様の防止装置の垂直断面図であり、
パッカーは圧縮位置に移動されていて防止装置のハウジ
ングの孔内のパイプに関しシールしている。 第２Ａ図は、第２図の線２Ａ−２Ａに沿ってとった防止
装置の部分的断面図である。 第３図は、第１および２図同様の防止装置の垂直断面図
であり、パッカーがさらに圧縮された位置へ移動されて
パッカー自体をシールしている。 第３Ａ図は、第３図の線３Ａ−３Ａに沿ってとってみた
、防止装置の部分的断面図である。 ２１・・・・・・ハウジング、２２・・・・・・孔、２
５・・・・・・下方ボデー、２６・・・・・・上方ボデ
ー、２９・・・・・・ブリッジ、３９・・・・・・バイ
パス口、３１・・・・・・パッカー、３２・・・・・・
環、３４・・・・・・インサート、３８・・・・・・外
側環、３９・・・・・・スリーブ、４０・・・・・・リ
ング、４３・・・・・・環状ピストン、４４・・・・・
・シリンダ、４７・・・・・・環状案内路。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 環状噴出防止装置において、垂直貫通孔と該孔のま
   わりの環状四部とを有するハウジング、該孔を開く膨張
   位置と、該孔の中のパイプに関しまたはパッカー自体に
   関しシールする圧縮位置との間で運動するよう該凹部内
   に装着された弾力性材料製の環を含んでなるパッカー、
   および該凹部内でパッカーを包囲する弾力性材料製のも
   う１つの環であり外側となる該もう１つの環の内周部の
   圧縮で膨張位置から圧縮位置ヘパツカ−を運動させる前
   記もう１つの環を含んでおり、該ハウジングが、内部シ
   リンダ、および該シリンダを該凹部と連結する案内路手
   段を有し、ピストンがシリンダ内で垂直往復動可能とな
   っており、作動流体進入許容手段が、ピストンの一方の
   側でシリンダへ作動流体を選択的に進入するのを許容し
   た該ピストンを一方の方向へ運動させまた該一方の側か
   ら流体を排出させ該ピストンを反対方向に運動させるよ
   うにしてなり、該環状噴出防止装置は、さらに、該外側
   環の一端と係合可能な表面を実質的に半径方向で同一な
   広がりを有するようにして持つリングと、案内路手段を
   シール可能に貫通延長してリングをピストンに連結する
   連結手段とを有し、かくて該一方の方向へのピストンの
   運動に際し該リングが該外側環を長手方向に圧縮して該
   外側環の内周部を圧縮させ、よって該パッカーを膨張位
   置から圧縮位置へ運動させるようにしてなり、そして該
   ピストンの該反対方向への運動に際）し該リングが該外
   側環の圧縮を弛緩させて該外側環の内周部を膨張するよ
   うにさせ、よって該パッカーを圧縮位置から膨張位置へ
   の運動を可能とするようにしてなり、そして流体連通手
   段が、パッカーの下のハウジング孔を該リングの反対側
   の面こで該凹部と流体連通しており、かくて該外側環に
   働く井戸流体の圧力による力が、該作動流体に依存する
   力を補助して該パッカーを圧縮位置に運動させて保持す
   るようにしてなる環状噴出防止装置。 １２ 作動流体が、該ピストンの一方の側でそれぞれ排
   出および進入させられているとき、該ピストンの反対側
   で該シリンダに作動流体を進入および排出するような手
   段をさらに含んでいる前記第１項に記載の環状噴出防止
   装置。 ３ リングが、ピストンより低い位置にある前記第１ま
   たは２項に記載の環状噴出防止装置。 ４ リングが、環の下にあってリングの上面が外側環の
   下端に対し上方向に運動して外側環を圧縮する前記第１
   または２項に記載の環状噴出防止装置。 ５ ピストンが、リングより高い位置にあってリングを
   上昇させて外側環を圧縮する前記第４項に記載の環状噴
   出防止装置。 ６ シリンダ、ピストン、案内路手段および連結手段の
   それぞれが環状である前記第１または２項に記載の環状
   噴出防止装置。 ７ 連結手段が、外側環を包囲するスリーブであリ、そ
   してリングが、該スリーブから半径方向で内方に延長し
   ている前記第６項に記載の環状噴出防止装置。 ８ 環状案内路の内周部と外周部とでハウジングにより
   担持されており、そして実質的に同じ水平レベルでスリ
   ーブをシールするように配置されている環状シールを含
   んでなる前記第７項に記載の環状噴出防止装置。 ９ 外側環の弾力性材料が、パッカー還の弾力性材料の
   モジュラスより低い弾力性モジュラスを有している前記
   第１または２項に記載の環状噴出防止装置。 １０ リングが、外側環の下にあり、凹部が、間でパッ
   カーを摺動可能としている上側部と下側部、および案内
   路の下側よりも下に延長する外側環状間隙を有する案内
   路を有し、そして該リングおよび外側環の下端は、該パ
   ッカーが膨張位置にあるとき該間隙内に配置され、よっ
   てリングが上方に運動したとき、外側環が、パッカーの
   全外周部と接触を保つようにしてなる前記第１または２
   項に記載の環状噴出防止装置。 １１ 外側環の一端、および該一端と係合するリングの
   表面が、円錐形状となされている前記第１または２項に
   記載の環状噴出防止装置。