JPS6367065B2 - - Google Patents

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JPS6367065B2
JPS6367065B2 JP59078721A JP7872184A JPS6367065B2 JP S6367065 B2 JPS6367065 B2 JP S6367065B2 JP 59078721 A JP59078721 A JP 59078721A JP 7872184 A JP7872184 A JP 7872184A JP S6367065 B2 JPS6367065 B2 JP S6367065B2
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JP
Japan
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sealing
seal
fluid
metal
tubular
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JP59078721A
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English (en)
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JPS59231263A (ja
Inventor
Chaaruzu Ii Jeningusu
Tomasu Enu Torue
Baashaa Emu Koraira
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FMC Corp
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FMC Corp
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Publication date
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16J—PISTONS; CYLINDERS; SEALINGS
    • F16J15/00—Sealings
    • F16J15/02—Sealings between relatively-stationary surfaces
    • F16J15/06—Sealings between relatively-stationary surfaces with solid packing compressed between sealing surfaces
    • F16J15/08—Sealings between relatively-stationary surfaces with solid packing compressed between sealing surfaces with exclusively metal packing
    • F16J15/0887—Sealings between relatively-stationary surfaces with solid packing compressed between sealing surfaces with exclusively metal packing the sealing effect being obtained by elastic deformation of the packing
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B33/00—Sealing or packing boreholes or wells
    • E21B33/02—Surface sealing or packing
    • E21B33/03—Well heads; Setting-up thereof
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16L—PIPES; JOINTS OR FITTINGS FOR PIPES; SUPPORTS FOR PIPES, CABLES OR PROTECTIVE TUBING; MEANS FOR THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16L17/00—Joints with packing adapted to sealing by fluid pressure
    • F16L17/06—Joints with packing adapted to sealing by fluid pressure with sealing rings arranged between the end surfaces of the pipes or flanges or arranged in recesses in the pipe ends or flanges
    • F16L17/08—Metal sealing rings
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B2200/00—Special features related to earth drilling for obtaining oil, gas or water
    • E21B2200/01—Sealings characterised by their shape

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mining & Mineral Resources (AREA)
  • Fluid Mechanics (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
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  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Geochemistry & Mineralogy (AREA)
  • Gasket Seals (AREA)
  • Joints With Sleeves (AREA)
  • Joints Allowing Movement (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
背景技術 本発明は流体シール装置に関し、特に金属性の
表面に当接する金属シール要素を含み、もつて金
属と金属を密封性に面接触させて加圧流体が通過
できないようにするシール装置に関する。 加圧流体を収容するために金属と金属によるシ
ール装置は永年使用されてきており、多くの分野
でほぼ満足のいくように実施されている。このよ
うな装置が相当程度に採用されている分野は油、
ガス産業、特に油井掘削作業およびその仕上げ作
業においてである。このような作業を行う間に、
油井内で遭遇する流体や圧力を制御し続けるため
に種々の油井用装置が用いられる。このような油
井用装置は、洋上油井に関しては信頼でき安全に
機能し得ることが最も重要となる。 火は全ての油井作業現場、ガス作業現場で潜在
的な危険性をもつており、火による損害は特に洋
上の現場では高価なものであり、このような洋上
現場では多重式の油井プラツトホームが増大して
いることに鑑み、耐火性の油井用装置が急速に具
体化されてきている。上述の要因により耐火性装
置に関して厳しい規準が多く設定されるようにな
り、これらの規準に適合する装置の開発に努力が
はらわれ、その結果下記のように本発明が実現し
た。 発明の開示 本発明によれば、(A)油やガスの坑口装置に使用
する耐火性の金属対金属型流体シール装置であつ
て温度及び又は圧力の周期的変化にさらされる流
体を密封する流体シール装置にして、ａ）ベー
ス、ｂ）断面において彎曲したシール面を具えた
シール唇部、及びｃ）ベースとシール唇部との間
で延びてシール唇部を支持する中間部分を有し周
縁部が環状金属シール要素となつている管密封要
素、及び、(B)管密封要素を包囲し、管状の金属面
を有する坑口要素であつてシール唇部が締り嵌め
状に管状金属面に当接する坑口要素を有し、管状
金属面は、温度及び又は圧力の変化によつて流体
シール装置が膨張、収縮したとしてもそれに影響
されることなく管状金属面シール唇部が継続的に
接触し得るように十分に縦方向長さを具えている
流体シール装置が与えられる。 すなわち、本発明は広義には金属対金属のシー
ル装置を含み、同シール装置は、断面形状が環状
または平坦なシール唇部ではなく、円形のまたは
彎曲したシール面を有するシール唇部を具えた環
状の金属性のシール要素、及び少なくとも一端に
は傾斜面、すなわち導入切削部を有する管状面で
あつて同管状面に関してシール要素を締り嵌めし
て装着し得る管状面を有し、管状面は、これらの
金属要素が温度の変化によつて膨張、収縮すると
きに、管状面とシール唇部間で相対的に生じる長
手方向の運動を許容し得るように縦方向に十分長
くなつている。従つて火災時以外の通常の作動状
態下では、シール装置は予圧を受けた金属対金属
シールとして機能するし、もしシール装置が火や
著しく高い温度にさらされると、管状面と唇部が
締り嵌めされていることにより、唇部と管状面間
で相当程度の長手方向のまたは半径方向の運動が
生じたとしても、流体密のシールを維持すること
ができる。さらに、高温から低温に温度が下降す
る間にも、シール装置のシール機能が損われるこ
とはない。従つて、例えば1200〓から−75〓に及
ぶ広い温度範囲内で流体密の加圧制御を行うこと
ができる効果的にして信頼し得る金属のシール装
置が得られ、このようなシール装置は油井用の装
置にはもちろん、温度及びまたは圧力が変化する
ような環境下でも同様に使用することができる。 発明を実施するための最良の形態 第１図，第２図を参照すると、特に第２図に最
も良く示されているように、本発明による金属対
金属シール装置は、ベース１２、円形で一般に彎
曲したシール面１４ａを具えたシール唇部１４、
ベースと唇部を相互に連結する中間部分１６、及
び管状の金属面１８を具えた環状金属シール要素
１０を有し、シール要素が機能する状態にあると
きには唇部１４が面１８に対して締り嵌め係合す
るようになつている。管状金属面１８の端部には
傾斜面２０、すなわち導入切削部が形成され、同
切削部は金属シール要素１０を図示するように機
能する状態に装着しやすくする手段となつてい
る。管状面１８は軸方向に十分長くなつており、
温度の変化によつてシール要素のシール面１４ａ
と面１８が相対的に運動してもシール面１４ａと
面１８が常時接触するようになつている。 本発明のこの実施例では、シール要素１０は中
央ウエブ部分２２をも有し、ウエブ部分２２はベ
ース１２から外方に延出して環状フランジ２６の
隣接面内に設けられた凹部２４ａ，２４ｂ内にぴ
つたりと嵌まり、もつてシール要素は凹部によつ
て適正位置に保たれる。これらのフランジ２６は
第１図に示すように油井用装置の要素中の終端部
であつてよい。例えば、フランジ２６はケーシン
グヘツド３０、管ヘツド３２、ブロツク弁３４、
または環状出口３６に取付けることができる。 第１図にさらに示されているように、本発明の
金属対金属シール装置は油井用装置内で、 (1) マンドレルケーシングハンガ４２と管ヘツド
３２間の環状シール４０、 (2) 環状ハンガブツシング４６と管ヘツド３２間
のブツシングシール４４、 (3) 二重連続装置内の管ハンガカプリング５０用
の環状シール４８、及び (4) 延長ネツクハンガシール５２ としても使用できる。 シール要素の唇部１４のシール面１４ａは丸
く、すなわち彎曲しているので、作動時にシール
面１４ａが管状面１８を押圧しても、環状面１８
を傷つけることはない。この円形のシール面１４
ａはシール要素とこれに協同する管状面、例えば
管ハンガとアダプタ要素間に若干の不整合が存し
てもこれを許容することもできる。 本発明による金属対金属シール装置を用いて油
井用装置をテストしたところによれば、シール要
素と管状面とが接触する領域における表面は125
マイクロインチR.M.S.でもシール装置による流
体密が損われないことが判明した。この利点は、
高度に研磨された面を必要とする他の金属対金属
シール装置に比較すると非常に重要であり、従つ
て製造費用を節減することができる。 本発明によつて得られる付加的な利点は、 (1) シール要素の唇部が圧接する管状面が、他の
形状の面、例えば従来の金属対金属シール装置
で採用されている円錐面などよりも実質的に簡
単に形成でき、 (2) 特別なボルトやクランプ構造を必要としない
点にある。 他の実施例の説明 第３図は本発明による二重の金属対金属シール
装置を示す。２個の丸いシール唇部６０ａ，６０
ｂを具えた環状金属シール要素６０が隣接する２
個の管の端部６２，６４の間で流体密のシールを
提供する。管の端部の内面６２ａ，６４ａは管状
面で、同端部内面には傾斜面６２ｂ，６４ｂ、す
なわち導入切削部が形成されている。同切削部は
シール要素を内面６２ａ，６４ａに対して締り嵌
め状に装着しやすくしている。 第４図、及び第５図は本発明の金属対金属シー
ル装置を、盲フランジ７０，７２で管のフランジ
付きの端部７４を密封するために使用した例を示
す。第４図の実施例では、シール要素７６はフラ
ンジ７０と一体であるが、第５図の実施例ではシ
ール要素７８は独立して形成されて溶接やその他
の方法でフランジ７２に固着される。いずれの実
施例の場合にも丸くされた面７６ｂ，７８ｂ、す
なわちシール要素の唇部７６ａ，７８ａが管７４
の内側管状面に対して締り嵌め係合するようにな
つている。 第６図は本発明の金属対金属シール装置を、外
側環状要素８０と内側管、または他の環状要素８
２間で流体密の壁を形成するために用いた状態で
図示する。環状の金属シール要素８４が外側要素
８０に溶接された状態で示されており、シール要
素の丸い唇部の面８４ａが内側要素８２の外側管
状面８２ａに圧接し、もつて環状空間８６内に加
圧流体が保持される。 第７図及び第８図は本発明による二重の金属対
金属シール装置のさらに二つの実施例を示す。こ
れらのシール装置はいずれも内側円柱棒、軸、ま
たはこれらに類似の部材９０を外側環状要素９２
（第７図）、９４（第８図）にシールするものであ
る。 断面がほぼＵ字型の環状シール要素９６（第７
図は曲面を各具えた内側及び外側シール唇部９６
ａ，９６ｂを有し、唇部９６ａ，９６ｂはそれぞ
れ管状面９０ａ，９２ａに圧接して柱９０と環状
要素９２間で流体密の壁を形成する。 第８図の実施例では環状の金属シール要素９８
は断面で一般に段差をつけられており、シール唇
部９８ａ，９８ｂの各管状面９０ａ，９４ａと締
り嵌め関係で接触する部分は、丸い曲面にされて
いる。従つて環状空間１００内の加圧流体は棒９
０と外側要素９４との間に保持される。 第９図は本発明の金属対金属シール装置のさら
に別の実施例であつて、内側環状要素１１４を取
巻く２個の外側環状要素１１０，１１２間をシー
ルする構造を示す。本実施例では、それぞれ丸い
面を具えた４個のシール唇部１１６ａ，１１６
ｂ，１１６ｃ，１１６ｄと、外側に向けて延出す
る環状ウエブ１１６ｅを有する。これらの唇部は
例えば管状面１１４ａ，１１０ａ，１１２ａと締
り嵌め接触し、ウエブ１１６ｅは環状要素１１
０，１１２の対向する端面に施された凹部によつ
て形成される溝１１８と協同してシール要素１１
６を適正に機能し得る位置に保つ。 本発明を実施する最良の態様を以上のように図
示し説明したが、本発明の主題から離れることな
く本発明に改良や変更を加え得ることができるの
はもちろんのことである。
【図面の簡単な説明】
第１図は坑口装置の部分垂直断面図にして、本
発明による金属対金属シール装置のいくつかの使
用法を示す図面。 第２図は本発明によるシール装置の部分拡大断面
図であり、弁帽蓋と弁体間、または第１図に示す
ような２個のラインフランジ間やその他のフラン
ジ付環状要素間を金属対金属シールする状態を示
す図面。第３図は外側管カプリングで相互に連結
された２個の管の間に配置された本発明による金
属対金属シールの部分拡大断面図。第４図、第５
図は管の一端に固定された盲管フランジと、本発
明による金属対金属シールの部分拡大断面図であ
つて両者間が流体密にシールされている状態を示
す図面。第６図は本発明による金属対金属シール
の他の実施例を示す部分拡大断面図にして、シー
ル要素が管状の金属面を包囲している状態を示す
図面。第７図は本発明のさらに今一つの実施例を
示す図面であり、管状軸と環状の包囲部材との間
で金属対金属シールを行うために断面がほぼＵ字
形の金属シールを用いている状態を示す図面。第
８図は本発明のさらに今一つの実施例を示す図面
であり、段差のある金属シール要素が２個の管状
面を包囲し、２個の管状面間で金属対金属シール
が施される状態を示す図面。第９図は本発明のさ
らに今一つの実施例を示す図面であり、４個のシ
ール唇部を具えた金属シール要素によつて内側管
状面と２個の外側管状面との間で金属対金属シー
ルを実現した状態を示す図面。 １０……金属シール要素、１４……シール唇
部、１６……中間部分、１８……金属管状面。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 １ (A) 油やガスの坑口装置に使用する耐火性の
    金属対金属型流体シール装置であつて温度及び
    又は圧力の周期的変化にさらされる流体を密封
    する流体シール装置にして、 ａ ベース、 ｂ 断面において湾曲したシール面を具えたシ
    ール唇部、及び ｃ 前記ベースと前記シール唇部との間で延び
    て前記シール唇部を支持する中間部分を有し
    周縁部が環状金属シール要素となつている管
    密封要素、及び (B) 前記管密封要素を包囲し、管状の金属面を有
    する坑口要素であつて前記シール唇部が締り嵌
    め状に前記管状金属面に当接する坑口要素を有
    し、前記管状金属面は、温度及び又は圧力の変
    化によつて流体シール装置が膨張、収縮したと
    してもそれに影響されることなく前記管状金属
    面と前記シール唇部が継続的に接触し得るよう
    に十分に縦方向長さを具えている流体シール装
    置。 ２ 特許請求の範囲第１項記載の流体シール装置
    において、前記環状金属シール要素は少なくとも
    １個のシール唇部を有する流体シール装置。 ３ 特許請求の範囲第２項記載の流体シール装置
    において、前記管状金属面は傾斜面を有し、前記
    傾斜面は前記環状金属シール要素を配置しやすく
    する導入切削部となつている流体シール装置。 ４ 特許請求の範囲第１項記載の流体シール装置
    において、前記環状金属シール要素が複数個のシ
    ール唇部を有する流体シール装置。 ５ 特許請求の範囲第４項記載の流体シール装置
    において、前記環状金属シール要素が２個のシー
    ル唇部を有し、２個の前記シール唇部は２個の前
    記管状金属面と流体密封を行う流体シール装置。 ６ 特許請求の範囲第５項記載の流体シール装置
    において、前記環状金属シール要素が前記２個の
    シール唇部の中間位置にウエブ部分を有し、前記
    ウエブ部分は前記環状金属シール要素を前記管状
    金属面に関して位置決めする流体シール装置。 ７ 特許請求の範囲第４項記載の流体シール装置
    において、前記環状金属シール要素は断面におい
    て一般にＵ字型を呈し、内側シール唇部と外側シ
    ール唇部を有し、前記内側及び外側シール唇部は
    ２個の同心管状表面間で形成される管状空間を流
    体密封する流体シール装置。 ８ 特許請求の範囲第４項記載の流体シール装置
    において、前記環状金属シール要素は断面におい
    て一般に段差がつけられた形状を呈し、前記金属
    シール要素は内側シール唇部と外側シール唇部を
    有し、前記内側及び外側シール唇部は２個の同心
    管状表面間を流体密封する流体シール装置。 ９ 特許請求の範囲第４項記載の流体シール装置
    において、前記環状金属シール要素は断面におい
    て一般にＨ字型を呈し、前記金属シール要素は少
    なくとも３個の管状表面を密封し得るように少な
    くとも３個のシール唇部を有する流体シール装
    置。 １０ 特許請求の範囲第９項記載の流体シール装
    置において、前記環状金属シール要素は４個のシ
    ール唇部を有し、その内の２個のシール唇部が前
    記環状金属シール要素を包囲している１個又はそ
    れ以上の外側管状表面に密封係合し、残る２個の
    シール唇部が前記環状金属シール要素を包囲して
    いる１個又はそれ以上の内側管状表面に密封係合
    するように配置される流体シール装置。 １１ 特許請求の範囲第１０項記載の流体シール
    装置において、前記環状金属シール要素は、前記
    シール要素が適正位置に配置されて保持されるよ
    うに、ウエブ部分を有する流体シール装置。 １２ 特許請求の範囲第１項記載の流体シール装
    置において、前記管状金属面は傾斜面を有し、前
    記傾斜面は前記環状金属シール要素を密封係合し
    て配置しやすくする導入切削部となつている流体
    シール装置。
JP59078721A 1982-05-05 1984-04-20 流体シール装置 Granted JPS59231263A (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US06/375,165 US4471965A (en) 1982-05-05 1982-05-05 High-pressure fire-resistant metal seal
US375165 1982-05-05

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPS59231263A JPS59231263A (ja) 1984-12-25
JPS6367065B2 true JPS6367065B2 (ja) 1988-12-23

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ID=23479761

Family Applications (2)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP1984600005U Pending JPS59500007U (ja) 1982-05-05 1983-05-02
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JP1984600005U Pending JPS59500007U (ja) 1982-05-05 1983-05-02

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US (1) US4471965A (ja)
EP (1) EP0107707B1 (ja)
JP (2) JPS59500007U (ja)
CA (1) CA1195610A (ja)
DE (1) DE3373131D1 (ja)
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