[发明专利]混合密封件

说明书

技术领域

本公开大体涉及水下井口密封件，尤其地涉及混合密封件，其具有金属对金属主要密封部分和充当应急密封的次要部分。

背景技术

在水下井的形成期间，包括井口罩的井口组件位于在海床上的井眼的上端。随着井钻的更深，钻柱行进通过井口罩。一个或者多个套管柱下降通过井口罩，各套管柱利用置于(land)井口罩的井眼中的套管悬挂器支承。封隔件或者套管悬挂器密封件坐封(set)在套管悬挂器的侧表面与井眼的侧壁之间的密封袋中。套管悬挂器密封件为优选的金属对金属密封件，其当在套管悬挂器上和在井眼的侧壁上的密封表面处于良好状态时密封最佳。

在安装套管悬挂器密封件之前，井口钻探作业可导致对井口罩井眼的侧壁的损坏。尤其地，套管柱和高压井口罩可由于刮擦和凿痕而损坏，刮擦和凿痕的范围从诸如千分之几深的较小的刮擦到多达0.1″深的大的刮擦。为了密封已经损坏的套管悬挂器环面，可有必要使密封件由柔性材料组成，柔性材料可挤压并且填充刮擦和凿痕。如果期望的金属对金属密封件不能够适当地密封，则通常移除金属对金属密封件并且利用应急密封件代替。通常，由弹性体密封元件组成的应急密封件用于密封套管悬挂器环面。应急密封件还可具有与弹性体元件组合的金属密封元件。

取回没能满足压力测试的主要金属对金属密封件是耗时的任务。作业者必须从其坐封状态释放主要密封件并且利用钻杆柱取回它。作业者然后必须利用送入工具将应急密封下放在钻杆柱。在深水中，将钻杆柱从钻探平台下钻到水下井口罩的花费是昂贵的。

发明内容

本文中公开的密封组件设计成在水下井口组件的内管部件与外管部件之间密封。密封组件包括主要密封环和次要密封环。主要和次要密封环通过施加激励力从下入位置激励到坐封位置。将次要密封环移动到坐封位置所要求的激励力小于将主要密封件移动到坐封位置所要求的激励力。在密封组件已经置于内部件与外部件之间之后，施加到主要密封环的激励力传递到次要密封环，以导致次要密封环在主要密封环移动到坐封位置之前移动到坐封位置。

在优选实施例中，主要密封环具有内环形腿和外环形腿，其通过环形槽口彼此分开。带有比槽口更大的厚度的激励环承载在下入位置中，其中激励环的端接合槽口的入口端。供应到激励环的激励力，在次要密封环已经放置之后，初始地通过主要密封环传递到次要密封环，从而导致次要密封环移动到坐封位置。施加到激励环的持续的力，在次要密封环处于坐封位置之后，将激励环推动到槽口内，以将主要密封环移动到坐封位置。

环形通道可位于主要密封环的内侧表面。比主要密封环的金属更软的金属镶嵌物位于通道内。主要密封环具有环形传力腿，其在这些通道下方朝下延伸。传力腿具有下端，其将坐封力传递到次要密封环。

次要密封环优选地具有下部，当次要密封环移动到坐封位置时，其为内管部件和外管部件提供密封接合。环形颈部从下部沿着传力腿的侧表面向上突出。在传力腿的侧表面与颈部的侧表面之间的联接装置将次要密封环固连到主要密封环。供应到主要密封环的向下的力优选地不行进通过联接装置。

附图说明

图1是剖面图，其示出根据本公开构造并且在下入位置中示出的密封组件和井口罩内的套管悬挂器的一部分。

图2是图1的密封组件的下密封环的下部的放大视图。

图3是剖面图，其示出根据本公开构造并且在下入位置中示出的密封组件的备选实施例和井口罩内的套管悬挂器的一部分。

具体实施方式

参考图1，井口罩11是位于在海床上的上端处的管部件。井口罩11具有带有侧壁13的井眼。套管悬挂器15下降到井口罩11内并且置于台肩(未示出)上。套管柱(未示出)附接到套管悬挂器15的下端。套管结合在井中。套管悬挂器15具有外侧壁17，其从井眼侧壁13径向向内间隔开。外侧壁17可具有中心锥形部分17a，其向下渐缩到具有较小直径的柱形部分17b。较大直径的柱形部分17c从锥形部分17b向上延伸。井眼侧壁13为在井口罩11的该部分的典型柱形。密封袋19由在外侧壁17与井眼侧壁13之间的环形空间限定。密封袋19具有由位于套管悬挂器15的外部的面朝上的台肩21限定的下端。密封袋19在锥形部分17a下方的套管悬挂器15的下部17b具有比在锥形部分17a上方的上部17c中更小的径向宽度。