[发明专利]赋能环鼻锥轮廓和密封件入口

说明书

技术领域

本发明总体涉及井口组件，且特别涉及允许锁住U形密封件之前增加密封件的压缩的赋能环鼻锥(nose)轮廓。

背景技术

在内、外井口管状部件之间使用密封件以容纳内部井压。内井口部件可为位于井口罩中并支撑伸入井中的套管管柱的套管悬挂器。密封件或密封装置(packoff)在套管悬挂器与井口罩之间密封。备选地，内井口部件可为支撑伸入井中用于生产流体流的管道管柱的管道悬挂器。管道悬挂器处于外井口部件中，该外井口部件可为井口罩、采油树或管道头。密封装置或密封件在管道悬挂器与外井口部件之间密封。除内、外井口部件之间的密封件外，另一环形密封件或应急密封件可位于该密封件下方。

现有技术中已采用位于内、外井口部件之间的各种密封件。图1示出井口罩10内现有技术中密封组件的一部分。罩10典型地位于井的上端处并用作外井口部件。赋能环2典型地被下送工具或管柱的重量向下迫压以迫使其进入由U型金属密封环4限定的狭槽3。这使密封环4的内壁和外壁变形分开而分别与内井口部件15和外井口部件10成密封接合。赋能环典型地为实心楔形部件。内壁和外壁的变形超过密封环4的材料的屈服强度，从而产生永久变形。现有技术密封件也可包括弹性环和部分金属和弹性环。也可采用用于形成金属间密封件的完全由金属制成的现有技术密封环。

可通过下送工具设置密封件，或者它们可响应于套管或管道的管柱的重量而设置。位于密封环4下方的应急密封件5在密封环4失效的情况下搁靠在形成在内井口部件如悬挂器15上的台肩6上。应急密封件5可由金属材料、非金属材料或弹性材料或其组合制成。当来自管柱的向下力施加至赋能环2时应急密封件5可受压缩，从而使应急密封件5向外凸出而在上方的密封环4下的点接触内井口部件15和外井口部件10。但是，赋能环2还使金属密封环4抵靠外井口部件10和内井口部件15变形。如果金属密封环4在应急密封件5被充分压缩而抵靠外井口部件10向外凸出之前抵靠内井口部件15和外井口部件10变形，则应急密封件5可能无法执行其作为应急密封件的功能并且压力完整性可能降低。

需要一种解决上述密封件泄漏问题的技术。特别需要一种在金属间密封件的壁变形之前将应急密封件压缩期望量的技术。以下技术可以解决这些问题。

发明内容

在本技术的一个实施例中，提供一种密封组件，该密封组件形成金属间密封件并具有增强密封组件的密封性能的特征。该密封组件还包括增强应急或备用密封能力的特征。该密封环具有通过狭槽分开的内壁和外壁并且弹性密封件位于密封环下方并具有接触悬挂器的朝上的台肩的底部。金属赋能环具有锥形鼻锥，可在安装期间将该鼻锥推入狭槽以使内壁和外壁变形而与具有形成在其上的锯齿(wicker)的内、外井口部件形成密封接合。密封件的外壁与匹配的罩的内壁之间存在径向间隙。此类间隙对于现场安装是需要的并且足够大而需要密封件本体而不是赋能环的塑性变形。

在一个图示的实施例中，赋能环的鼻锥具有能进行调整以允许将预定量的力传输到密封环下方的应急密封件的复合角构造。该复合角还决定当对赋能环施力时鼻锥在狭槽内行进多少。该力和来自悬挂器的台肩的伴随的反作用力压缩弹性密封件而使得它向外凸出。弹性密封件的向外凸出在内、外井口部件的内表面之间形成密封。一旦弹性密封件受压到期望水平，赋能环上的负载便已增加到赋能环的锥形鼻锥将进一步进入狭槽并迫使金属密封件的外壁和内壁与内、外井口部件形成密封接合的程度。此时，弹性密封件不可能另外压缩。

在一个示例性实施例中，该密封组件还包括接合狭槽的赋能环。卡紧环搁靠在赋能环的外表面上的加工而成的凹穴中。密封环的外支腿被加工有锥度，该锥度接合形成在卡紧环上的锥度。该接合确保密封组件在靠置、设置和取出操作期间作为一个刚性结构保持完好无损。备选地，卡紧环能搁置在赋能环的内表面上的加工而成的凹穴中，以将密封件锁紧在悬挂器上。

赋能环、赋能环鼻锥的复合角构造和密封环下方的可压缩弹性密封件所提供的存储能量的组合在金属间密封件失效的情况下有利地提供了增强的应急密封。

附图说明

图1是现有技术密封组件的剖视图，其中赋能环锁紧在密封件上但未设置，并且应急密封件未受压；

图2是根据本发明的一个实施例的被降下到外井口部件与内井口部件之间的密封组件的剖视图；

图3是根据本发明的一个实施例的靠置在位于未设置位置的外井口部件和内井口部件之间且应急密封件受压缩的图2的密封组件的剖视图；

图4是根据本发明的一个实施例的靠置在位于设置位置的外井口部件和内井口部件之间的图2的密封组件的剖视图；