JPS5961691A

JPS5961691A - ケ−シング支持装置

Info

Publication number: JPS5961691A
Application number: JP17100082A
Authority: JP
Inventors: 行広　誠; 四宮　哲夫
Original assignee: Japan Steel Works Ltd
Current assignee: Japan Steel Works Ltd
Priority date: 1982-10-01
Filing date: 1982-10-01
Publication date: 1984-04-07

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】本発明は、石油掘削用井戸等に設置されるバイブ状ケー
シングを支持するケーシング支持装置に関するものであ
る。

深い井戸に長いパイプ状ケーシングを設置する場合に、
ケーシング支持装置が使用される。従来のケーシング支
持装置は一般に、地上に固定されるケーシングヘッドと
、ケーシングヘッドにケーシングを固定するための滑り
部材組立体と、ケーシングヘッドとケーシングとの間を
密封するシール部材と、を有している。ケーシングはケ
ーシングヘッドの内径部を貫通させて井戸内に降下させ
られ、所定の位置において滑り部材組立体によって固定
される。すなわち、滑り部材組立体はケーシングとケー
シングヘッドとの間にくさび作用によって食い込まされ
る。ケーシングとケーシングヘッドとの間には高圧力（
例えば原油の圧力）が作用するのでシール部材によって
密封する。

従来のケーシング支持装置では、米国特許第３．０６８
，０２７号、米国特許第３，０５１゜５１３号、実公昭
４４−２５５２２号等に開示されているように、シール
部材は滑り部材組立体の上側又は下側に配置されており
、ケーシングの重量によって圧縮されるようにしてあっ
た。すなわち、シール部材にケーシングの重量を軸方向
に作用させ、これによってシール部材を軸直角方向に拡
張させ、ケーシングヘッド内径部及びケーシング外径部
に押し付けることによりシール効果を発生させていた。

しかし、このような従来のケーシング支持装置では、滑
り部材組立体の上部又は下部にシール部材を保持すると
共にシール部材にケーシングの重量が作用するようにす
るための部材が必要となるため、部品点数が増大し価格
が高くなっていた。また、シール部材の配置のために軸
方向寸法が大きくなるため、ケーシングヘッドの全高が
高くなり、操作性が悪くなっていた。また、従来のケー
シング支持装置はケーシングとケーシングヘッドとの間
に滑り部材組立体を保持する部材を必要としていたため
、滑り部材組立体の大きさは制限されて重量が軽くなっ
ていた。このため、滑り部材組立体の歯とケーシング外
表面との初期かみ込み性が十分でないという問題点もあ
った。また、従来はシール部材として弾性変形可能なシ
ール部材、例えばゴム製シール部材、を使用せざるを得
なかったが、このようなシール部材は耐熱性及び耐寒性
が低く、使用可能温度範囲が制限されていた。

本発明は、従来のケーシング支持装置における」二記の
ような問題点に着目してなされたものであり、滑り部材
組立体を構成する各滑り部材の外周部及び側端ｍｌに、
１枚の歯と連続する隆起部を設け、ケーシングヘッドと
滑り部材の間及び滑り部材の側端面同志間は隆起部を変
形させることにより密封し、ケーシングと滑り部材との
間は歯のケーシング外表面への食い込みによって密封す
るようにすることにより、上記問題点を解消することを
目的としている。

以下、本発明をその実施例を示す添付図面の第１〜７図
に基づいて説明する。

まず、構成について説明する。

本発明によるケーシング支持装置は、ケーシングヘッド
２と、４個の同形状の滑り部材４を組み合わせた滑り部
材組立体６とから構成されている。ケーシングヘッド２
は貫通穴８を有しているが、その上端部は円すい状（下
方にいくに従って径が小さくなっている）としである（
以下、この円すい状部を「滑り支持面１０」とする）。

滑り部材４は、第５図のように平断面図で示すと略１／
４円弧状であり、４個を同心に配置すると第２図に示す
ように円筒状となる。互いに隣接する滑り部材４同志は
連結金具１２によって緩く連結される。すなわち、連結
部には遊びが与えてあり、滑り部材組立体６を拡げた状
態では、各滑り部材４の間には小さなすきま１４（第２
図）が形成される。滑り部材組立体６の外周面は円すい
状（下方にいくに従って径が小さくなっている）としで
ある（以下、この円すい状部を「滑り面１６Ｊとする）
。滑り面１６のテーパは滑り支持面ｌＯのテーパと同じ
である。滑り部材４の内周面には複数ののこ歯状の歯１
８が設けである。各歯１８は滑り部材４の一方の側端部
から他方の側端部まで滑り部材４の内面に沿って円周方
向に伸びている。歯１８は熱処理等によってケーシング
２０よりも固くしである。滑り部材４の外面下端側には
滑り面１６よりもわずかに高くなった円周方向隆起部２
２が設けてあり、隆起部２２の上、下にはそれぞれ隆起
部２２に平行に配置されたみぞ２４及び２６が形成され
ている。隆起部２２はケーシングヘッド２の滑り支持面
１０よりも軟らかくしである。滑り部材４の側端面２８
及び３０にも隆起部２２′及びみぞ２４′及び２６′が
設けられている。隆起部２２′及びみそ２４′及び２６
′はそれぞれ滑り部材４の外面の隆起部２２及びみぞ２
４及び２６と連続しており、その高さ及び深さもほぼ同
じである。隆起部２２′は軟鋼又は銀ろうを肉盛りする
ことにより形成しである。隆起部２２′は歯１８のうち
の一つの歯１８ａと同じ軸方向位置に設けられている（
すなわち、隆起部２２、隆起部２２′及び歯１８ａはオ
ペてつながっており、滑り部材４の全周を取り巻いてい
る）。歯１８ａの上、下の歯みぞの側端面近傍部は軟ら
かい材料によって歯１８ａの頂部の高さまで埋たてられ
ている（以下、この埋たてられた部分を「せき３２」と
する）。

次に、作用について説明する。

井戸入口に固定されたケーシングヘッド２の貫通穴８を
通して、ケーシング２０が図示してない昇降機によって
吊り下げられ、所定の位置まで降下させられる。ケーシ
ング２０を固定すべき位置に保持したまま、ケーシング
２０の周囲に滑り部材組立体６を組み立て、これをケー
シングヘッド２とケーシング２０との間の環状のすきま
に自重によって滑り下させる。滑り部材組立体６は、隆
起部２２をケーシングヘッド２の滑り支持面１０に接触
させた状態でこれに沿って滑り落ち、最終的に歯１８が
ケーシング２０の外表面に当るまで滑り落ちる。歯１８
がケーシング２０の外表面に当ると、歯１８は滑り部材
組立体６の自重によってわずかではあるがケーシング２
０の外表面に食い込む（初期食い込み）。この状態を第
６図に示す。なお、この時点では互いに隣接する滑り部
材４の側端面２８及び３０の隆起部２２′同志はまだ接
触していない（もし隆起部２２′同志の接触が先に起こ
ると初期食い込みが得られない）。

上記のようにして初期食い込みが得られると、次に、ケ
ーシング２０を昇降機によって降下させる。ケーシング
２０が降下すると、滑り部材組立体６はケーシング２０
に食い込んでいるのでこれと一緒に降下する。このため
各滑り部材４はくさび効果によって隆起部２２をつぶし
ながら滑り支持面１０に沿って滑り続け、同時に歯１８
はケーシング２０の外表面に深く食い込む。また、互い
に隣接する滑り部材４の隆起部２２′同志はすべて接触
する状態となる。

ケーシング２０の降下が更に進行すると、ケーシング２
０の外径部は弾性変形に次いで塑性変形して収縮し、滑
り部材４は隆起部２２及び隆起部２２′をつぶしながら
滑り運動を続け、ついには滑り面１６が滑り支持面ｌＯ
に接触すると共に互いに隣接する滑り部材４の側端面２
８及び３０が接触する状態に達する。この状態を第７図
に示す。この状態に達すると滑り部材４の移動は停止し
、ケーシング２０の降下も停止し、ケーシング２０はケ
ーシング支持装置によって強固に支持された状態となる
。

第７図に示す状態では滑り部材４と、ケーシング２０と
の間は完全に密封される。すなわち、ケーシング２０と
滑り部材４との間は歯１８ａのケーシング２０に対する
食い込みによって密封され、ケーシングヘッド２と各滑
り部材４との間は隆起部２２が両者間でつぶされること
により密封され、また、互いに隣接する滑り部材４の側
端面２８及び３０同志間は隆起部２２′が両者間でつぶ
されることにより密封される。なお、せき３２は歯１８
ａのケーシング２０に対する食い込みによってつぶれ、
隆起部２２′と歯１８ａとが接続される角部の密封をよ
り確実なものとする。すなわち、互いに隣接する滑り部
材４の位置が、連結金具１２の遊び等によってずれた場
合にもせき３２があるため密封部は連続的につながって
おり密封不良を発生することはない。すべての密封は金
属接触によって行なわれるため使用可能温度範囲は広く
、また長期間にわたって密封効果が持続する。

なお、上記実施例では隆起部２２は滑り部材４と一体に
形成したが、別部材のシール部材（例えば軟鋼製シール
部材）を接合しても差し支えない。また、使用温度が過
酷でない場合にはゴム、樹脂等の弾性シール部材を使用
してもよい。

以」二説明してきたように、本発明によると、下方に向
って縮径される円すい状の滑り支持面を内径部に備えた
ケーシングヘッドと、複数の断面円弧状の滑り部材を同
心に組み合わせることにより略円筒状に形成され外周部
には下方に向って縮径される円すい状の滑り面を有し内
周部には円周方向に伸びる複数枚の歯を有する滑り部材
組立体とを有し、ケーシングヘッドの滑り支持面と滑り
部材組立体の滑り面とによって得られるくさび効果によ
って滑り部材組立体の歯をケーシングに食い込ませるこ
とによりケーシングを支持するケーシング支持装置にお
いて、各滑り部材は外周面及び両側の側端面に１枚の歯
と連続する変形可能な隆起部を一体に又は別体として有
しており、ケーシングを支持した状態においては、滑り
部材組立体の滑り面とケーシングヘッドの滑り支持面と
の間及び互いに隣接する滑り部材の側端面同志間は隆起
部を変形させることにより密封し、ケーシングと滑り部
材組立体との間は前記１枚の歯のケーシング外表面への
食い込みによって密封するので、部品点数が少なく簡単
な構造となって価格が安くなり、全高を低くすることが
でき、また滑り部材組立体の重量を重くすることができ
初期食い込み性を改善することができるという効果が得
られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明によるケーシング支持装置全体を示す断
面図、第２図は第１図のＩＩ−ＩＩ線に沿う断面図、第
３図は第２図のＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿う断面図、第４図
は第２図のＩＶ−ＩＶ線に沿って見た図、第５図は第３
図のＶ−Ｖ線に沿う断面図、第６図は初期食い込みの段
階のケーシング支持装置を示す部分断面図、第７図は完
全支持段階のケーシング支持装置を示す部分断面図であ
る。２・・・ケーシングヘッド、４・・・滑り部材、６・・
・滑り部材組立体、８・・・貫通穴、１０−・・滑り支
持面、１２・・・連結金具、１４・・・すきま、１６・
・・滑り面、１８・・・歯、２０−−・ケーシング、２
２・・Φ隆起部、２２′　拳・・隆起部、２４．２６−
・・みぞ、２４’、２６’　・・・みぞ、２８．３０・
・・側端面、３２拳・・せき。一

Claims

【特許請求の範囲】１、下方に向って縮径される円すい状の滑り支持面を内
径部に備えたケーシングヘッドと、複数の断面円孤状の
滑り部材を同心に組み合わせることにより略円筒状に形
成され外周部には下方に向って縮径される円すい状の滑
り面を有し内周部には円周方向に伸びる複数枚の歯を有
する滑り部材組立体とを有し、ケーシングヘッドの滑り
支持面と滑り部材組立体の滑り面とによって得られるく
さび効果によって滑り部材組立体の歯をケーシングに食
い込ませることによりケーシングを支持するケーシング
支持装置において、各滑り部材は外周面及び両側の側端面に１枚の歯と連続
する変形可能な隆起部を一体に又は別体として有してお
り、ケーシングを支持した状態においては、滑り部材組
立体の滑り面とケーシングヘッドの滑り支持面との間及
び互いに隣接する滑り部材の側端面同志間は隆起部を変
形させることにより密封し、ケーシングと滑り部材組立
体との間は前記１枚の歯のケーシング外表面への食い込
みによって密封することを特徴とするケーシング支持装
置。２、前記１枚の歯の上下の歯みぞの側端面近傍の部分は
、歯の頂部と同じ高さまで埋めたてられている特許請求
の範囲第１項記載のケーシング支持装置。