NO790278L - Plugg for avtetning av roer. - Google Patents

Description

Plugg for avtetning av rør.

Oppfinnelsen vedrører en metallavtetningsplugg og særlig en metallavtetningsplugg for bruk ved avtetning av et rørløp i et undervannsolje- og/eller gassbrønnsystem.

En plugg i samsvar med oppfinnelsen benytter en metall-til-metallavtetning som gir en pålitelig plugg som er an-bringbar og uttrekkbar fra undervannsledninger. En avtetning av typen metall-til-metall har bedre avtetningsegenskaper enn vanligettergivende elastomere avtetningstyper . Materialer valgt for metallavtetninger er mindre utsatt for feil og resulterende lekkasjer enn de tilgjengelig elastomere materialer. Elastomere avtetningssystemer er utsatt for ødeleggelse på' grunn av elding, gassinnvirkning, kolde strømninger eller krymp-ninger. Når det benyttes i undervannsventiltrær blir pluggen ført inn etter fullføringen av arbeidet er gjennomført og før fullføringsstigerøret trekkes tilbake. Når den benyttes på denne måte, er pluggen billigere og gir en mer pålitelig trykk-avtetning og en mer pålitelig innretning for lukking og åpning av rør enn hydraulisk betjente ventiler eller plugger hvor det benyttes bare ettergivende avtetninger.

I samsvar med foreliggende oppfinnelse innbefatter

en plugg f or bruk ved avtetning av et rørløp et første, og et andre hus og en indre spindel som forbinder de to hus med mulig--het for en begrenset bevegelse. Låseinnretninger på det første og det andre samvirke for å låse pluggen i en avtrapning som er utformet i røret når det første hus beveges i forhold til det andre hus. Det andre hus omfatter metallavtetningsinnretninger som samvirker med og avtetter mot metallavtetningsflater på røret og på det andre hus for å avtette ringrommet mellom røret og pluggen når låseinnretningen er låst i avtrapningen på røret.

Avstanden mellom låseinnretningen og metallavtetningen og avstanden mellom avtrapningen og metallavtetningsflaten på røret velges for å sikre at metallavtetningene er riktig belastet når pluggen er låst i røret.

Oppfinnelsen skal i. det følgende nærmere beskrives ved hjelp av utførelseseksempler som er fremstilt på tegningen, som viser: fig. 1 et delsnitt av en utførelse av en plugg iføl-ge oppfinnelsen,

fig. 2 et riss av pluggen på fig. 1 i avtettende stilling i et rør,

fig. 3 et forstørret riss av avtetningsringen på fig. 1 og 2 i avtettende stilling, og fig. 3A. er et tilsvarende riss som viser en modifisert avtetningsflate,

fig. 4 et riss langs linjen 4 - 4 på fig. 1,

fig. 5 et riss av en modifisert pluggutførelse,

fig. 6 et riss, delvis i snitt av en annen utførelse av pluggen i avtettende stilling i. et rør,

fig. 7 et delriss av en modifisert avtetningsring for pluggen.

På fig. 1 er det vist en rørplugganordning som generelt ér betegnet med 10 og som innbefatter et øvre rørformet hus A, et nedre rørformet hus B, en indre spindel C og en nedre lukket neseendedel D.' Det øvre hus A omfatter en nakke 11 for lineføring og tilbaketrekking, som er gjenget til et legeme 12 som på sin side er gjenget en konisk formet del 13 med en fast-låsende avsmalning som er betegnet med 13a. Legemet 12 omfatter fluidumstrømningskanaler 14 og motsatte åpninger 15 hvor en skjærbolt.16 er plassert. Skjærbolten 16 utstrekker seg gjennom en åpning 17 i spindelen C, som også' vist på fig. 4. En skjærboltfastholdingsring 18 er plassert i et spor som er utformet i legemet 12. Den konisk formede del 13 omfatter fluidumstrømningskanaler 2 0 og en indre fastholdingsskulder 21 som samvirker, og understøtter en større skulder 22 som er utformet på spindelen C. Det nedre hus B inneholder en låseenhet 25 som er utstyrt med uttrekkbare og tilbaketrekkbare lå.se-ører 26. Neseendedelen D er gjenget til låseenheten 25<p>g dan-ner sammen med denne en ringformet avtrapning 29, i hvilken det er plassert en ringformet halvrund metallavtetningsdel 30. Låseenheten 25 inneholder også fluidumstrømningskanaler 32. Settskruer 33 holder spindelen C gjenget til det nedre hus B, og settskruen 34 holder låseenheten 25 gjenget til nesedelen D. Kanaler 14, 2 0 og 3 2 er anordnet for å forhindre oppfang-ing av væske i pluggen.

Som også vist på fig. 2 er hvert av låseørene 26 utformet med en avtskrånet øvre flate 4 0 som kiler seg mot en tilpasset avskrånet låsende avtrappet skulderflate 41 på låsefordypningen 4 2 som er utformet på den indre vegg til et rør-løp 43. Som vist på fig. 3 er den ringformede avtetningsdel 3 0 utstyrt med avskrånede avtetningsflater 4 5 og 4 6 som passer til å avtette mot respektivt en spesiell avskrånet opptaksav-tetningsskulderflate 47 utformet på den indre vegg til rørløpet 43 og en avskrånet avtetningsflate 48 som er utformet på låseenheten 25 i fordypningen 29. Rommene eller avstandene mellom flatene 41 og 47- til rørløpet 43 og flatene 40 og 45 til pluggen 10 er nøyaktig valgt slik at avtetningsdelen 30 er riktig belastet for avtetningsformål når pluggen 10 er låst i sin på-virkede stilling. Fig. 3A viser en modifikasjon av opptaksav-tetningsflaten 47 som er utstyrt med et stoppeanslag 47' som tjener til å begrense veien for avtetningsdelen 30. Stillingen til- dette anslag i forhold låsefordypningsskulderen 41 er di-mensjonsmessig styrt for å muliggjøre anvendelsen av den ønskede forbelastning i plugglegemet og avtette for å forhindre bevegelse av pluggen når prøvetrykk utøves fra oversiden av pluggen.

På fig. 5 er det vist en'modifisert neseendedel D' som inneholder en elastomer pakning 50 av vinkeltypen, som er anordnet i den mindre boring i rørløpet 4 3 under avtetningsflaten 47 og avtetter ringrommet mellom endedelen D<1>og røret 43 mot oppoverrettet strøm, men ikke nedoverrettet.

På fig. 6 er det vist en annen modifikasjon av pluggen vist på fig. 1 og 2. Alle komponenter er de samme som på fig. 1 og 2, med unntak av at istedet for neseendedelen D er gjengeforbundet en omledningsenhet E med avtetningsenheten 25. Enheten E innbefatter en svivel som er betegnet med 55 og som

er festet til omledningsdelen 56 som er utstyrt med et orienter-ingsprofil 57. Den øvre del av profilet 57 ender i et vertikalt spor 58. Omledningsdelen 56 inneholder en tilformet ende 59

som når den står i riktig stilling, som vist, passer til den

krummede kontur til et krummet rørløp 60, som utgjør en del av et undervannsolje- og/eller gassproduksjonsventiltre, som generelt er betegnet med 61. Det vertikale rørløp 43' gir en direk-te forbindelse til det krummede rørløp 60. Røret 43' er utstyrt med en fordypning 42' svarende til fordypningen 4 2 på, fig. 2 og en skulderavtetningsflate 47' svarende til skulderen 47 på fig. 2 og 3 og en orienteringskile 62.

På fig. 7 er det vist en låseenhet 25'' med en nedre fordypning utformet av en vegg 7 0 med en mindre diameter og en øvre skulder 71. En neseendedel D'<1>er gjenget på den nedre ende av låseenheten 25''. Veggen 70 er fortrinnsvis polert og gir en avtettende flate for en konisk formet metallavtetnings-ring, som generelt er betegnet med 72, som er anordnet rundt veggen 7 0 mellom skulderen 71 og den øvre ende av neseendedelen D<1>'. Anordningen 7 2 innbefatter to avstandsringer 73 og 74 mellom hvilke det er plassert to konisk formede metallavtet-ningsringer 75. Ved belastning, som vist på fig. 7, vil ringene 75 sammenpresses for å avtette ved den indre veggavtetningsflate 80 til rørløpet 43'' og ved veggen 70 til enheten 25''. Avstandsringen 74 er avskrånet ved 76 for å passe til avskråningen til skulderflaten 47'<1>, mot hvilken avstandsringen 74 legger seg an.

Anordningen benyttes på følgende måte:

Pluggen 10'føres inn og ut av røret 4 3 på en måte som er kjent for fagmannen. Ved installasjon av pluggen 10 for å avtette rørføringen 43, blir nakken 11 til-pluggen 10 forbundet med et løpende verktøy og senket på en line eller en rørledning gjennom røret 43 med delene av pluggen 10 plassert som vist på fig. 1, dvs. med huset A ubevegelig i forhold, til huset B til avtetningsflaten 45 på den ringformede avtetning 30 lander på skulderen 47 til1 røret 43. Pluggen 10 blir så drevet ned til skjærbolten 16 og tvinger aktivatorkonusen 13 ned og tvinger låseørene 26 inn i fordypningene 42 og kileflatene 40 og 41 mot hverandre. Som vist på fig. 3 vil flaten til ringen 30 og flaten til låseenheten 25, som antydet ved P, ligge flate mot flate når ringen 3-0 er i avtettende stilling i rørløpet 43. For å oppnå en forutbestemt belastning på avtetningsringen 30 innenfor de dimensjonelle begrensninger av pluggen 10, blir nesedelen D tilstrammet før pluggen 10 føres inn i røret 43 til den øvre avtetningsflate 46 til ringen 30 energiseres og presses tett mot den avskrådde avtetningsflate 48 til låseenheten 25. Etter forbelastning, men før plassering av pluggen i avtettende stilling i rørløpet 43, blir flatene til ringen 30 og låseenheten 25, fortrinnsvis avstandsplassert ca. 0,25 - 0,38 mm, som antydet ved P' på fig. 1. En slik forbelastning minimaliserer en ver-tikal føring, av pluggen 10 og fastsetter nøyaktig..avstandsdi-mensjon mellom den avskrånede avtetningsflate 45 på ringen 30 og skråflaten 40 til låseørene 26 i huset 25. Låseørene 26 samvirker med den øvre skråflate 41 til låsefordypningen, og når ørene ekspanderes av spindelkonusen 13a, vil ørene utøve en nedoverrettet kraft på pluggen 10. Denne nedoverrettede kraft sammen med den resulterende nedoverrettede støtkraft til inndrivningsvirkningen til plasseringsverktøyet setter pakningen fast med en høy reststyrke. Ekstra nedoverrettet drivning av pluggen 10 gir den ønskede belastning på flaten 45 til ringen 30 mot skråflaten 47 til rørløpet 4 3 og sikrer en fluidumtett avtetning mellom pluggen 10 og flaten 47 til rørløpet 43. Den låsende'avskråning 13a til konusen 13 sikrer opprettholdelsen av en fluidumtett avtetning. Den konusformede låsespindel 13a er avskrånet slik at anbringelseskreftene overføres til pluggen ved friksjon mellom spindel og ører. Den.mekaniske aktivéring.som er koblet med den trykkaktiverte utforming av pakningen gjør. av-tetningssystemet samménlignbart med det som benyttes i flens-forbindelser. Fluidumtrykket kan så utøves på rørløpet rundt pluggen 10 for å prøve avtetningen. Neddrivingsverktøyet blir så løsgjort fra nakken 11 og trekkes tilbake på kjent måte.

Når det er ønsket å trekke ut.pluggen 10, blir et uttrekningsverktøy ført inn i røret 43 på en line eller en rør-ledning og tilbaketrekningsverktøyet festes til nakken 11. Pluggen blir så drevet oppover til aktiveringskonusen 13 beveges opp, noe som frigir ørene 26 og tillater en tilbaketrekning som muliggjør at pluggen kan trekkes ut.

Den ekstra elastomere avtetning 50, som er vist på fig. 5, forhindrer en oppoverstrømning rundt pluggen 10 gjennom røret 43, men tillater en nedoverrettet strøm fra over pluggen 10 ved prøvning av metallavtetningen 30. Tetningen 50 kan benyttes for å understøtte metallavtetningen 30 i det tilfelle at seteflaten 47 er ødelagt og ikke vil tillate en skikkelig av-

t- pt- n i nrr .

Anbringelse og uttrekning av pluggen 10', som er vist på fig. 6, gjennomføres på.tilsvarende måte som anbringelsen og tilbaketrekningen av pluggen 10 på fig. 1 - 4. Pluggen 10' senkes sammen med neddrivingsverktøyet på en line eller en rør-ledning gjennom røret 4 3 til orienteringskonturen 57 til omledningsdelen 56 samvirker med orienteringskilen 62 og bevirker at omledningsdelene roterer til det vertikale spor 58 er innrettet med kilen 62. Når avtetnirigsringen 30 samvirker med avtetningsflaten 47', vil den krumme flate 59 til oppdelingsdelen 56 være riktig innrettet i forhold til boringen for det krummede rør 60. Låseenheten ■ 25 blir så drevet til stilling og tvinger avtetningsf laten 45 mot avtetningsflaten 47' og avtetningsflaten 46 mot avtetningsflaten 48 for på egnet måte riktig å belaste den ringformede ringavtetning 30. Flaten 4 6 kan presses tett mot avtetningsflaten 48 for å oppnå en ønsket forbelastning.på avtetningsringen 30 ved tilstramning av omløpsenheten E på huset B før føring av pluggen 10' inn i røret 43'. Formen til omløps-enhetsenden 58 er slik at det krummede rør 60 er jevnt i den ytre boring til strømningsbanen når omløpsdelen er riktig på plass, som' vis t. Pluggen 10' og omløpsdelen 56 på fig. 6 fri-gis ved en oppdrivning og trekkes.tilbake på samme måte som beskrevet ovenfor med hensyn til uttagning av pluggen 10.

Innførings- og plasseringsmåten for pluggen 10'' på fig. 7 svarer til det•som er tidligere' beskrevet i forbindelse med fi. 1 - 4. I nedsenkningsstilling er metallavtetningsringene 75 trukket tilbake og avstandsringen 73 .støter mot skulderen 71 og avstandsringen 74 støter mot toppen, av nesedelen D''. Skråflaten 76 til den nedre avstandsring 74 står i kontakt med . flaten 47'' til rørløpet 43''. Når pluggen 10'' fortsetter å bevege seg ned på grunn av trykket som resulterer fra nedsett-ingsdriften, vil metallavtetningsringene 75 bli sammentrykket og bevirke at deres ytre kanter beveges ut til samvirke med veggflaten 80 til rørløpet 43'' over flaten 47''. Fortsatt bevegelse bevirker at de ytre kanter av avtetningsringene 75 blir tvunget tett mot flaten 80, mens de indre kanter til avtetningsringene 75 blir presset tett mot den polerte flate til veggen 70 på låseenheten 25'' for å avtette rommet mellom pluggen 10'' og rørløpet 43''. Effektiviteten til avtetningen blir så prøvet, som beskrevet i forbindelse med fig. 1-4. Selv om to avtetningsringer 75 er vist, kan hvis ønsket en eller mer enn to avtetningsringer 75 bli benyttet.

Selv om ringformede avtetningselementer 30 i utfør-elsen på-fig. 1 - 4 er vist og beskrevet som erstattbare avtetningsdeler, kan slike avtetningsdeler også utformes i ett med og utgjøre en del av låseenheten 25. I. dette tilfelle vil det bare være en avtetningsf late 4 5 på. den ringformede avtetningsdel.

Avtetningsmateriale i form av rustfrie stålringer kan være bundet til avtetningsflåtene 47, 48, 80 og 70 for å beskytte disse flater mot korrosjon. Selv om rørpluggen som er benyttet her er beskrevet i forbindelse med undervannsutstyr, er det selvfølgelig også mulig med annet enn undervannsbruk av rørpluggen. Andre forandringer og modifikasjoner kan utføres i de viste utførelser innenfor oppfinnelsens ramme.

Claims (8)

1. Plugg for bruk i et rør, hvilket rør har en låsefor-dypning og en avtetningsflate tilformet på den indre vegg, karakterisert ved' at pluggen omfatter et første og et andre hus, en indre spindel som forbinder det første og det andre hus med hverandre for begrenset bevegelse mellom husene, en låseinnretning på det første og det andre hus beregnet på å låse pluggen i rørfordypningen når det første hus er beveget i forhold til det andre hus, at det andre hus innbefatter en avtetningsflate og en ringformet metallavtetningsinnretning, hvilken metallavtetningsinnretning er beregnet på å samvirke og avtette mot avtetningsflaten på røret og det andre hus for å avtette rommet mellom røret og det andre hus, idet avstanden mellom låseinnretningen og metallavtetningen blir nøy-aktig valgt for å sikre at metallavtetningene er riktig belastet for avtetning når pluggen er låst i rørfordypningen.

2. Plugg ifølge krav 1, karakterisert ved at den innbefatter en lukket endedel som er forbundet med det andre hus.

3. Plugg ifølge krav 1, karakterisert ved at den innbefatter en svivel som er forbundet med det andre hus og en omledningsenhet som er forbundet til svivelen.

4. Plugg ifølge krav 1, karakterisert ved at låseinnretningen på det første hus innbefatter en konisk formet del og at låseinnretningen på det andre hus omfatter ut- og inntrekkbare. ører som kan trekkes ut av den konisk formede del.

5. Plugg ifølge krav 1, karakterisert ved at metallavtetningsinnretningen inneholder første og andre avskrånede avtetningsflater, at avtetningsflåtene på røret og på det andre hus er avskrånet, at den første avtetningsflate er beregnet på samvirke med den avskrånede røraytet nlngsflate og at den andre avtetningsflate samvirker med den avskrånede avtetningsflate på det andre hus.

6. Plugg ifølge krav 5, karakterisert ved at den innbefatter innretninger for forbelastning av flatene mellom den andre avtetningsflate til metallavtetningen og den avtettende flate på det andre hus.

7. Plugg ifølge krav 1, karakterisert ved at metallavtetningen omfatter minst en avtetningsring med indre og ytre avtetningskanter.

8. Plugg ifølge krav 1, karakterisert ved at den innbefatter en stopplist som er utformet på røravtet-ningsflaten for å begrense veien for metallavtetningsinnretningen.