[发明专利]密封座及用于密封孔的方法

说明书

发明领域

本发明涉及特别设计的密封座(seal holder)，其可以与任何罩(cap)一起使用以可移除地密封管状井组件(tubular well assembly)的孔。这样的罩可以是被设置在圣诞树型物(Xmas tree)的套管(spool)上的树型罩(tree cap)。本发明还涉及对管状井组件的孔的可移除密封以及用于密封孔的方法。

技术背景

在诸如油井和天然气井的地下井的领域中，已知有多种方法用于对管状井组件的孔例如圣诞树型物的孔进行密封。例如，对于水下井来说已知的是，在圣诞树型套管(Xmas tree spool)的顶部上设置树型罩。树型罩包括被插入到圣诞树型物的孔中的托架(stinger)。在某些情况下，圣诞树型套管包括生产孔(production bore)和更小的环形孔。此外，某些圣诞树型物用于注入井，以将流体注入到井孔中。树型罩然后可以包括两个托架，其中的一个插入到这些孔中的每一个孔中。

还已知用设有锁定器件的其它孔障碍装置例如插塞来封闭孔。第EP0687801号欧洲专利申请描述了具有金属对金属密封的金属线插塞，该金属线插塞被设置成锁定在具有内部锁定凹槽的孔中。插塞具有被设置成与孔的锁定凹槽相接合的锁定键(4)。当轴向可移动的扩张器套筒(3)被轴向移动时，其提供锁定键的径向运动。扩张器套筒和锁定键设有不同倾斜度的滑动面，依赖于所接合的倾斜面提供相对于扩张器套筒轴向移动距离的不同径向移动距离。

为了将托架或罩锁定在合适的位置，已知设置径向可移动的爪(dog)，该爪可以与孔中的内部锁定轮廓相接合。为了径向地移动爪，已知沿着其内面滑动锁定套筒。锁定套筒通常具有倾斜面，当套筒被向下移动时该倾斜面径向向外移动爪。然而，为了向下移动这样的锁定套筒，通常使用工具，该工具应当在移动套筒前被固定到井装置。这将防止在向下推动锁定套筒时该工具向上移动。

锁定套筒的运动通常通过运转工具(running tool)中的液压活塞提供，或者通过由ROV致动设备提供线性运动而提供。

在涉及密封孔的已知技术中，密封座一般被提供用于保持密封器件有效地密封孔。当然，有效的密封通过该密封器件结合其他部件来实现，该其他部件中的某些是如在上文中所描述的部件。

在现有技术中，通常在密封孔的领域中，已知密封座用于承载密封元件以形成最终密封。然而，已发现该现有技术中的焦点不在密封承载件上，密封承载件仅仅是以普通且已知的方式借助于其承载的密封元件来起作用以形成密封。而是，焦点总是在不同部件的组合的结构特征上，以形成有效的覆盖。例如，GB2456191A公开了一种水下井生产树型物(subsea well production tree)，其具有环形腔、通信道(communication gallery)以及树型罩。环形腔位于上端处，围绕生产孔和环形孔的上端。通信道位于环形孔和环形腔之间。树型罩具有生产孔心轴和环形密封构件。生产孔心轴从树型罩的上部分向下延伸到生产孔。密封构件从树型罩的上部分向下延伸到环形腔。密封的方法包括使树型罩落在树型物上、将生产孔心轴插入到生产孔中以及将密封构件插入到环形腔中，以在通信道和环形腔之间形成密封。

再次地，在GB2456191A中，该发明的焦点不在任何密封承载件/座的任何特定配置上。而是，焦点在多个部件诸如环形腔、通信道、生产心轴和密封构件的组合上。其主要是产生有效密封的这种组合，且不存在与具有增强密封作用的固有适应性的任何密封座/承载件相关的教导。

根据US5992526A，已知一种用在树型罩中的密封座。该密封座包括将孔密封的两个穿刺构件(stab member)。穿刺构件具有抵着孔密封的密封元件。

US2009/0151958A1描述了一种用在井中的临时密封元件，其包括抵着压力侧成凸形的可压碎密封元件

US5685372也描述了一种用在井中的可压碎插塞，其中该插塞具有凸状的形式。

因此，在存在的现有技术中，不存在与下述密封座本身有关的教导，即该密封座借助于其适应性来增强对管状井组件的孔的密封作用。因此，需要设计一种借助于其结构来有效地增强对管状井元件的孔密封的密封座。

发明目的

本发明旨在通过提供被特别地构造的密封座来满足至今未由现有技术教导的以上需要，该密封座借助于其特别地配置的结构在管状井组件的孔上形成有效的可移除密封方面发挥重要的作用。