NO840611L - Organ for aa iverksette forbindelser mellom flater - Google Patents

Abstract

En brannherdig forbindelse (28) som o"mfatter et pakningsorgan (36) og som kan påvirkes i den hensikt å iverksette opprettelsen av en brannherdig tetting mellom motsvarende flater (32,34), særlig motsvarende flater (32,34). av det slag som er vanlig forekommende i brønnhode- og ventilutstyr (10). Den foreliggende brannherdige forbindelse (28) innbefatter motsvarende tettingsflater (32,34) og det forannevnte pakningsorgan (36) . Pakningsorganet (36) omfatter en pakningsring (36) som innbefatter flere enn en pakningsleppe (38,40) og et par rundtakkete ribber (42,44) hvor sistnevnte (42,44) er utformet på pakningsringen (36) slik at de befinner seg iellom\et par nærliggende pakningslepper (38,40). Hver av pakningsleppene (38,40) er hensiktsmessig utformet slik at den er anbringbar i tettende inngrep med en tilsvar-ende flate av nevnte motsvarende tettingsflater (32,34), idet sistnevnte (32,34) er utformet komplementært til den samvirkende pakningsleppe (38,40). Paret av ribber (42,44) er likeledes hensiktsmessig utformet slik at de, når pakningsleppene (38,40) bringes i tettende inngrep med de motsvarende tettingsflater (32,34) også bringes i inngrep med de motsvarende tettingsflater (32,34), og derved låses i stilling.

Description

Oppfinnelsen vedrører organ for å iverksette forbindelser mellom flater, og går nærmere bestemt ut på å opp-rette en brannherdig forbindelse og pakning mellom flater av det slag som finnes i brønnhode- og ventilutstyr.

En har lenge vært klar over det faktum at en støter på ekstreme driftstilstander i forbindelse med brønnhode-anvendelser. Det har dessuten lenge vært kjent at arten av slike ekstreme driftsforhold eksempelvis omfatter tilstander såsom tilstedeværelsen av høy eller lav temperatur, natur-

gass med høyt ^S- eller CC^-innhold, høy fluidumhastighet,

trykksvingninger, termisk støt og/eller forekomster av bøy-nings- Jiøy-, sterk,- vibrasjonskrefter eller en hvilken

som helst kombinasjon av disse krefter. I et forsøk på å skaffe utstyr som ville være egnet for bruk i slike brønnhodeanvend-elser, d.v.s. som på en vellykket måte ville stå imot når det ble utsatt for ekstreme driftsforhold av dette slag, har det tidligere vært benyttet metall-mot-metallpakninger i den hensikt å iverksette forbindelser og tettinger i utstyr utformet for bruk i brønnhodeanvendelser av det angitte slag. Dette valg av metall-mot-metallpakninger for bruk på denne måte har i noen grad vært påvirket av miljø- og økonomiske betraktninger., Dessuten har de metall-mot-metallpakninger som faktisk har blitt valgt for bruk til dette formål hatt forskjellige utforminger. I illustrasjonsøyemed henvises det til blant annet U.S.patentskrift nr. 2.766.999 og 4.214.763, hvor det er vist metall-mot-metallpakninger som er angitt å være egnet for bruk i utstyr utformet for å benyttes i forbindelse med brønnhodeanvendelser.

Selv om disse tidligere slags metall-mot-metall-pakninger, når de har blitt benyttet i utstyr utformet for bruk i forbindelse med brønnhodeanvendelser, stort sett har vist seg å være i stand- til å stå imot de ekstreme driftstilstander som knytter seg tilLslike anvendelser, d.v.s. forhold av det slag som er angitt i det foregående, var det aldri meningen at disse metall-mot-metallpakninger skulle være brannherdige. Det har altså ikke foreligget noe krav for så vidt det gjaldt utførelsen av disse metall-mot-metall-pakninger at de skulle besitte evne til å opprettholde tetting i perioder med varmeutvidelse og -sammentrekking forårsaket av brønnhodebranner. Det er først i den senere tid at brannherdighet har kommet i. betraktning som en faktor ved utformingen av koblinger og pakninger av det slag som forekommer i utstyr som er beregnet til å brukes i forbindelse med brønn-hodeanvendelser. Dertil kommer at spørsmålet om brannherdig-

het for enkelte innen olje- og gassindustrien ikke lenger opp-fattes bare som en faktor det bør tas hensyn til, men derimot som et ufravikelig krav som framtidige utførelser av metall-mot-metallpakninger må oppfylle.

For å nevne noen eksempler vedrørende brannherdig brønnhodeutstyr slik uttrykket er benyttet i foreliggende beskrivelse, kan det i det minste for så vidt det gjelder utstyr for arbeidstrykk på 351,5 og 703 kg/cm (5000 og 10.000 psig) henvises til den redegjørelse over krav som finnes i American Petroleum Institute.^s RP6F "improved".

Som angitt i denne redegjørelse må utstyr for arbeidstrykk

på 351,5 kg/cm tilfredsstille følgende test-kriterier: flenstemperatur 25,4 mm (en tomme) fra veggen 1100°C, stabiliser-ingstemperatur i løpet av 3^ time 650°C, høytesttrykk gjennom hele testen 263,6 kg/cm 2, lavtesttrykk gjennom hele testen 35,2 kg/cm 2, testmedium vann, holdeperiode ved stabiliserings-temperatur én time, ventilbaksete-testtrykk for oljedrift 7,03 kg/cm 2 , ventilbaksete-testtrykk for gassdrift ,35,2 kg/cm 2, tillatt lekkasje - ingen ytre lekkasje, og funksjonsventil-

test etter forbrenning - erstatt spindelmontasje, åpne en gang, ingen ytre lekkasje tillatt. Med hensyn til utstyr for arbeidstrykk på 703 kg/cm må følgende testkriterier oppfylles: flenstemperatur 25,4 mm fra veggen 1100°C, stabiliserings-temperatur i løpet av 31 time 650°C, høytesttrykk gjennom hele testen 527,25 kg/cm 2, lavtesttrykk gjennom hele testen 35,15 kg/cm 2, testmedium vann, holdeperiode ved stabiliserings-temperatur én time, ventilbaksete-testtrykk for oljedrift 7,03 kg/cm 2 , ventilbaksete-testtrykk for gassdrift 35,15 kg/cm<2>tillatt lekkasje - ingen ytre lekkasje, og funksjonsventil-test etter forbrenning - ingen ytre lekkasje, og spindelmontasje, åpne en gang, ingen ytre lekkasje tillatt.

De høye temperaturene en støter på under brønn-hode-branner gir opphav til forskjellige former for problemer. Blanli disse kan nevnes problemer som kan ha tilknytning til den hurtige termiske oppvarming og nedkjøling av det materiale som er utsatt for brønnhode-brannen, utvidelsen og/eller sammentrekkingen av det utsatte materiale og/eller et tap i de egenskaper det framviser. For å lette klassifiseringen, faller de forannevnte problemer i grunnen i to kategorier.

En har nemlig de problemer som vedrører de strukturelle karakteristika materialet i brønnhodeutstyret oppviser når det blir utsatt for en brønnhode-brann, og en har de problemer som vedrører evnen hos forbindelser og pakninger i brønnhode-utstyr til å opprettholde deres tet-tingsfunksjon når brønn-hodeutstyret utsettes for en brønnhode-brann.

For først å gå i gang med det spørsmål som vedrører de strukturelle karakteristika ved materialet i brønnhode-utstyret, nemlig i den hensikt å gjøre dette materiale brannherdig, d.v.s. i stand til å tilfredsstille de i det foregående angitte kriterier ved utstyr for arbeidstrykk på 351,5 og 703 kg/cm 2, kan tapet av strekkfasthet som oppstår når samme blir utsatt for en brønnhode-brann kompenseres for på flere måter. For det første kan en dra fordel av det faktum at nevnte API's RP6F "improved" tillater en 25% nedtaksering i de trykkgrenser som utstyr for 351,5 kg/cm må være i stand til å stå imot. For det annet kan det aktuelle utstyrs trykkbeholdervegger være overdimensjonerte. Det har følgelig vist seg at nevnte 25%-nedtaksering som tillates av API's RP6F "improved" i kombinasjon med overdimensjoneringen av brønn-hodeutstyrets trykkbeholdervegger er tilstrekkelig til å kompensere for strekkfasthetstapet som oppstår når brønnhode-utstyret utsettes for forhøyde temperaturer.

Selv om brønnhode- og ventilhus eller -kapper blir store når veggene er overdimensjonerte, d.v.s. når det for disse benyttes API Type 11-stål, holder disse hus seg ikke desto mindre innenfor praktiske grenser. Det er derfor ingen grunn for å gjøre bruk av fremmedartede stål etc. for utstyr av dette slag. Dette vil ikke si at framtidige utviklinger på området for materialforskning ikke vil kunne frambringe nye prisgunstige legeringer med høy fasthet, som vil kunne mulig-gjøre en reduksjon i dimensjonene for brønnhoder og ventiler av det slag som faller innenfor kategorien utstyr for arbeidstrykk pa o 351,5 kg/cm 2.

For så å gå over til spørsmålet om tettingsevnen

hos de forbindelser og pakninger som finnes i brønnhode-utstyr, er det av de tidligere omtalte årsaker av vesentlig betydning at slike forbindelser og tettinger iverksettes gjennom bruk av metall-mot-metallpakninger. Dersom slike metall-mot-metallpakninger på den annen side skal være i stand til å framvise passende strekkfasthet ved forhøyde temperaturer har en imidlertid betraktet spørsmålet om det burde benyttes materialer med høy fasthet som belegg- eller paknings-materialer. Elastomerer av de slag som kjennes i dag er kjent for å oppføre seg utilfredsstillende når de benyttes under den slags forhold som brønnhodeutstyr utsettes for når det opptrer en brønnhode-brann. Det eneste ikke-metalliske materiale som er av noen verdi for bruk i slike anvendelser er det som innen olje- og gassindustrien kalles for "graphoil".

I det store og hele vil det således kunne innses

at det, for å utvikle brønnhode- og ventilutstyr som er brannherdig, d.v.s. som tilfredsstiller for så vidt det gjelder hovedkravene til brannherdighet den redegjørelse over krav som er angitt i API's RP6F "improved", har foreligget et behov for å utvikle forbedret tettingsteknikk som ville være egnet for bruk for å iverksette;pakninger som ville kunne opprettholde sin tettingsevne ved forhøyde temperaturer. Nærmere bestemt har det eksistert et behov for å utvikle forbedret

høytemperatur-tettingsteknikk som ville kunne utnyttes i forbindelse med såvel rørformede som ringformede pakninger som finnes i brønnhodeutstyr og som kunne sette nevnte utstyr i stand til å stå imot med hensyn til tettbarhet eller tettingsevne det område av temperaturer som slikt utstyr vanligvis blir utsatt for i løpet av en brønnhode-brann. I denne for-

bindelse ville det for å utvikle forbedret høytemperatur-tettingsteknikk foreligge et behov for å se på følgende områder: de termiske og metallurgiske karakteristika for de benyttede materialer, den relative bevegelse som finner sted mellom samvirkende deler og den glidevirkning som pakningen må tåle.

Det har vært gjort forsøk på å utvikle slike høy-temperatur-tettingsteknikker. Dessuten ble brennpunktet for disse i begynnelsen forsøkt beregnet på grunnlag av følgende betraktninger. Forrest kom den oppfatning at en klemforbindelse på grunn av sin masse ville vise seg fordelaktig for så vidt det gjaldt en brannherdig forbindelse. Det ble dessuten antatt at en slik klemforbindelse sannsynligvis ville vise seg å være den eneste egnede forbindelse for bruk i brønnhode- og ventilutstyr som var utformet for å være brannherdig. Det ble følgelig ofret betydelig tid og anstrengelser på utviklingen av en hensiktsmessig klemforbindelse som ville kunne opprettholde sin tettingsevne ved forhøyde temperaturer. Imidlertid viser ikke bare massen av forsterket klemme seg skadelig for brønn-hode- og ventilutstyrets varmeveksleregenskaper i og for seg, men viste seg å være ukontrollerbar med hensyn til vridnings-nedbøyning og permanent synking. I sin tur utelukket sistnevnte fastholdelse av enhver pakning som var avhengig av klemforbindelsen som en holderanordning.

Som et resultat av at en ble klar over det forannevnte, ble det tatt skritt for å utvikle en boltet klemforbindelse. De ufordelaktige varmeoverføringsegenskaper av klemmens tilførte masse førte snart til at en ga avkall på selve kl.emma. Dette ble først og fremst gjort for å gi opphav til en mer fordelaktig varmeoverføring i en mindre uregelmessig flate rundt brønnhodehuset. Det ble så konkludert med at det i forbindelse med å forsøke å gjøre brønnhode- og ventilutstyr brannherdig burde klemforbindelser ikke benyttes.

Det har senere blitt utviklet forsterkede flensfor-bindelser som er i stand til å opprettholde den påkrevde tett-ingskontaktkraft og stabilitet hos forbindelsen. Det er dessuten praktisk å utforme en forsterket flensforbindelse med en navprofil som kan utnyttes under boreoperasjonen. Likevel blir det på det sterkeste anbefalt at klemmer ikke benyttes i brønnhode- og ventilutstyr som er beregnet på å utføres brannherdig.

Det har således for å summere opp blitt slått fast på basis av analytiske og testresultater at API Type 11 materialer egner seg for bruk ved utforming av trykk-inne-holdende elementer av brønnhodehus eller -kapper, ventillegemer o.l. Det anses dessuten som praktisk å konstruere ventillegemer og brønnhodekapper av slike materialer. Dette vil si at bruk av slike materialer for dette formål ikke fører til svære utvidelser av utstyret i en slik grad at dette blir upraktisk. En må imidlertid på den annen side være klar over at API Type 11 materialer ikke er egnet for bruk når det gjelder å utføre en tettingsfunksjon. Det er følgelig av vesentlig betydning at det innenfor ethvert brønnhode- og ventilutstyr innføres belegg og pakningsringer av materialer med høy fasthet. Dessuten må disse belegg og pakningsringer av materiale med høy fasthet ha tilstrekkelig størrelse og integritet til å stå imot de belastningskrefter som er nød-vendige for å sette iverk tettingsfunksjon. De materialer som benyttes i denne forbindelse i belegg og i pakningsringer må

i tillegg av nødvendighet selges m.h.t. forenelighet, fasthet ved forhøyd temperatur og, hvilket er av stor viktighet, deres varmeledning. Det er nemlig svært viktig at det materiale som velges for bruk i disse tettingsområder er forenelige fra et varmeutvidelses- og -sammentrekkingssynspunkt, korro-sjonsvirkning, sveisbarhet og rivingsherdighet. Selv når disse kriterier har blitt oppfylt, er det imidlertid ennå igjen et behov for å skaffe en høytemperatur-pakning, som med hensyn til sin utforming i motsetning til spørsmålet om det materiale den er dannet av, er egnet for bruk i brønnhode- og ventilutstyr som kan bli utsatt for forhøyde temperaturer av det slag en kommer ut for i løpet av en brønnhodebrann. Det har således kommet for dagen et behov for å skaffe en høy-temperatur-pakning, som med hensyn til sin utforming i motsetning til spørsmålet om det materiale den er dannet av, er egnet for bruk i brønnhode-- og ventilutstyr som kan bli utsatt for forhøyde temperaturer av det slag en kommer ut for i løpet av en brønnhodebrann. Det har således kommet for dagen et behov for en pakningsutforming, hvor en pakning konstruert i overensstemmelse med samme og anbragt i brønnhode- og ventilutstyr ville utmerke seg ved å oppvise evnen til å opprettholde sin tettingsfunksjon selv når brønnhode- og ventil-utstyret ble innviklet i en brønnhode-brann.

Spesielt har det vist seg å være et behov for en pakning som er velegnet til bruk som bonett-tetting. Mer spesielt er det ønskelig å fremskaffe en slik pakning med en utforming som muliggjør at pakningen kan brukes i et ventillokk til tross for at det er begrensninger på grunn av boltene rundt omkretsen av pakningen.

Det er derfor et formål med oppfinnelsen å skaffe fram en ny og forbedret kopling eller forbindelse, d.v.s. en pakning, som egner seg for benyttelse i brønnhode- og ventilutstyr .

Et annet formål med oppfinnelsen består i å skaffe fram en slik tettingsforbindelse, d.v.s. en pakning, som ved bruk i brønnhode- og ventilutstyr er i stand til å stå imot de tilstander den utsettes for under en brønnhodebrann.

Det er ytterligere et formål med oppfinnelsen å skaffe fram en slik forbindelse, d.v.s. en pakning, som utmerker seg ved å besitte passende strekkfasthet selv ved de forhøyde temperaturer som er tilstede når det pågår en brønn-hode-brann .

Et ytterligere formål med oppfinnelsen er å

skaffe fram en slik forbindelse d.v.s. en pakning, som utmerker seg ved at den innehar evnen til å kunne opprettholde sin tettingsfunksjon selv ved de forhøyde temperaturer som forekommer når det pågår en brønnhode-,

brann.

Enda et ytterligere formål med oppfinnelsen er å skaffe fram pakningsorgan med særegen utforming som er særlig velegnet for bruk i en tettingsforbindelse, d.v.s. en pakning som er beregnet på å bli benyttet i brønnhode- og ventilutstyr av det slag som er framstilt med henblikk på å være brannherdig.

Enda et annet formål med oppfinnelsen er å skaffe fram pakningsorgan i form av en dobbel ribbet pakningsring som når den benyttes som en komponent av en tettingsforbindelse, d.v.s. en pakning, i brønnhode- og ventilutstyr er virksom til å sette forbindelsen, d.v.s. pakningen, i stand til å opprettholde sin tettingsevne når utstyr, som forbindelsen d.v.s. pakningen er innbygd i, utsettes for tilstander som har tilknytning til forekomster av en brønnhodebrann.

Enda et annet formål med oppfinnelsen er å skaffe

fram en slik forbindelse, d.v.s. en pakning, omfattende en slik dobbel ribbet pakningsring som er forholdsvis billig i anskaffelse og lett å benytte, men ikke desto mindre i stand til å sørge for pålitelig og effektiv tettingsfunksjon selv når den blir utsatt for de tilstander som råder når det pågår en brønnhode-brann.

I samsvar med oppfinnelsen er det sørget for en ny

og forbedret tettingsforbindelse, d.v.s. en pakning, som omfatter et dobbelt ribbet pakningsorgan og som er utformet og innrettet for å kunne iverksette opprettelsen av en brannherdig kopling eller forbindelse og tetting .llom motsvarende flater, særlig motsvarende flater av det slag som det er vanlig å støte.på i brønnhode- og ventilutstyr.

Den foreliggende forbindelsen, d.v.s. pakningen, omfatter de gunstig utformede kontaktflatene og de før nevnte doble ribbede pakningsorgan. Det sistnevnte doble ribbebærende pakningsorgan omfatter en dobbel ribbebærende pakningsring som omfatter et par hovedsaklig plane pakningslepper med passende innbyrdes avstand og som ligger i et felles plan. I tillegg omfatter den doble ribbede pakningsringen et par ribber som strekker seg ut fra en felles basis. Den sistnevnte basisen er formet på pakningsringen slik at den er plassert mellom og hovedsaklig i samme avstand fra paret med plane pakningslepper. Hvert av parene med ribber har en mangfoldighet av rundtakker med samme innbyrdes avstand rundt omkretsen. Funk-sjonen til disse rundtakkene er å skaffe klaring for bolter når den utsatte forbindelsen, d.v.s. pakningen, brukes som bonett-tetting. Når forbindelsen, d.v.s. pakningen, er i sin sammensatte, d.v.s. tettende tilstand, er de plane pakningsleppene plassert i tettende inngrep med de motsatte tettende kontaktflatene. Mekanisk innsetting utføres ved hjelp av en tilpasning mellom utvendig diameter av tettingsringen og innvendig diameter av kontaktflatene. De doble ribbene med sin felles basis sørger for en tykkere ribbeprofil som muliggjør en uavhengig funksjon av pakningsleppene. Pakningsleppene er fortrinnsvis belagt eller overtrukket med et rivingsmotvirkende materiale for å minimalisere den grad av riving som pakningsleppene undergår, hvilken riving skyldes de høye kontaktkrefter som pakningsleppene utsettes for i den hensikt å kunne opprettholde tettingsfunksjonen hos forbindelsen, d.v.s. pakningen, gjennom hele den varmesyklus som finner sted eksempelvis ved forekomsten av en brønnhode-brann.

Det henvises nå til tegningene, hvor:

fig. 1 viser skjematisk i snitt en ventiltestmontasje med en innbygd brannherdig tettingsforbindelse, d.v.s. pakning, som er utformet i overensstemmelse med oppfinnelsen og befinner seg i sin virksomme d.v.s. tettende tilstand .

Fig. 2 er et perspektivriss i større: målestokk og med et parti skåret bort av pakningsringen, som inngår i den brannherdige koblingen, d.v.s. pakningen, og er utformet i overensstemmelse med oppfinnelsen.

Med henvisning til tegningene, og mer.spesielt figur 2, finner man avbildet en ventiltestmontasje, generelt angitt ved referansenummer 10. Ventiltestmontasjen 10 inneholder alle komponentene i en glideventil som ville bli brukt i en brannherdig montasje. Det bemerkes imidlertid at det bare er ett inntak, sett som 12 i fig. 1, og dette brukes til å sette inn porter for overvåking og testing, slike som portene identifisert ved referansenummeret 14 i fig. 1. Da det ikke er nødvendig at ventilen drives under testen for brannherdighet, d.v.s. for å teste hvorvidt kravene framsatt i American Petroleum Institute's API RP6F "improved" er oppfylt, er

det ikke behov for testing av gjennomstrømningsrør.

Ventiltestmontasjen 10 må nødvendigvis inneholde alle komponentene i en glideventil. Som vist i fig. 1, inneholder følgelig porttettingsmontasjen 16 en standard deleport i form av en metall-mot-metallpakning. 5pindelen, som er festet til portmontasjen 16 med en standardmutter, inneholder et metall-mot-metall tettings-baksete 18 som er vanlig i denne type ventil. Baksetet 18 holdes tilbake under drift fra kontakt med sitt sete av den eutektiske avstandsringen 20. I normal drift forhindrer den eutektiske avstandvysringen 20 at baksetet 18 slites på grunn av inngrep av den sistnevnte med sitt sete. Videre kan, om ønskelig, ventilen plasseres i inngrep med baksetet 18 ved å skru av beskyttelseshylsa, som utgjør en vesentlig del av varmedeteksjonsvernet og beskyttelseshylsa, som er betegnet generelt på fig. 1 ved referansenummeret 22. Oppe på montasjen er baksete-drivfjæra spent på forhånd slik at etter fjerning av den eutektiske avstandsringen 20, overføres en oppadrettet kraft til hele spindel-montasjen som driver baksetet 18 til lukket stilling selv

om det er null trykk inne i ventilen. Den eutektiske avstandsringen og baksete-drivfjæra 24 representerer forandringer som har blitt gjort med en standardventil for å gjøre den passende for bruk i utstyr som krever en ventil som er brannherdig, d.v.s. i stand til å oppfylle kravene som er framstilt i API RP6F "improved". En standardventil inneholder en avstandsring som ikke er eutektisk. Utformingen av baksetet avbildet i fig. 1 er den samme som den man finner i en standardventil, og dette baksetet 18 vil reagere på trykket inne

i ventilen når mutteren på beskyttelseshylsa er skrudd élv for å la spindelen bevege seg oppover slik at den tetter. Det kreves imidlertid mer enn null trykk inne i en standardventil før den før nevnte bevegelsen av spindelen finner sted. Til-føringen av baksete-drivfjæra 24 avbildet på fig. 1 representerer modifikasjonen av standardventilen som muliggjør at ventilen kan fungere ved null innvendig trykk.

Med baksetet på plass og porten i lukket stilling

er alle innføringer til det indre av ventilen tettet ved hjelp av metall-mot-metall-pakninger. Dette er som det bør være med en ventil som er utformet for å være brannherdig. Man bør være klar over at de elastiske pakningsringene for spindelen vil bli ødelagt ved høye temperaturer av slik natur som er kjent for å opptre under en brann i brønnhodet, på samme måte som lagrene vil bli ødelagt, Lekkasje fra boringen eller det indre av ventilen forhindres ved nærværet av baksetepakningen og den primære portsete-pakningen. Varmeavbøyningsvernet og beskyttelseshylsa 22 representerer en ekstra forandring på en standardventil som sørger for en ekstra beskyttelse på den skjermede boltingen, der den sistnevnte er betegnet ved referansenummeret 26 på fig. 1. Det er viet spesiell oppmerksomhet på bonett-boltingen 26 ved at spesialmaterialer og skjermet bolting er brukt til dem.

Under testing opprettholdes trykket på motstrømsida i det indre av ventilen via en trykkport (ikke vist) som er tilpasset dette formålet i ventillegemet. Lekkasje overvåkes gjennom portene betegnet ved referansenummeret 14 på fig. 1. Overtrykket opprettholdes gjennom hele testen.

Den eutektiske avstandsringen 20 er fortrinnsvis utformet for å svikte ved 275° F. Imidlertid kan denne tem-peraturen justeres til alle andre ønskede temperaturer. Etter en gassutvikling drives spindelen til baksetet 18 av fjær-krafta til baksete-drivfjæra 24. Dette oppstår normalt i en tidlig del av brannforløpet av testen for brannhemmende egenskaper, og i god tid før ødeleggelsen av spindelpakningen som bevarer den normale trykkpakningen rundt ventilspindelen.

Deretter, gjennom hele testsyklusen, forblir éet

indre av ventilen tettet av metall-mot-metall baksete-pakningen og metall-mot-metall portsete-pakningen. Det bør påpekes at termoelementer (ikke vist) settes inn i ventiltestmontasjen 10, fortrinnsvis i tre punkter på hver tetteflate for å foreta temperaturovervåking av dem. Bonett-pakningen, betegnet generelt i fig. 1 ved referansenummeret 28, omfatter en metall-mot-metallpakning som erstatter en standard bonett-pakning i en standardventil. Videre er tettingsområdet rundt bonett-pakningen 28 fortrinnsvis belagt med passende påsveiset sliteflate, der den sistnevnte er identifisert i fig. 1 ved referansenummeret 30.

Etter at temperatursyklusen er fullført, er det

et testkrav at ventilen åpnes. Imidlertid, før en prøver å utløse ventilen, må spindelpakningen erstattes, slik at trykket opprettholdes i det indre av ventilen når baksetepakningen nås.

Det vil nå gis en mer detaljert beskrivelse av forbindelsen, d.v.s. pakningen, som betegnes med referansenummeret 28 på fig. 1, og som er en underlagt del av den foreliggende oppfinnelsen. For dette formålet vil det henvises til både fig. 1 og 2. Som best forstått under henvisning til fig. 1 omfatter forbindelsen, d.v.s. pakningen 28, et par kontaktflater identifisert ved referansenumrene 32 og 34 på

fig. 1 og et dobbeltribbet pakningsorgan, der sistnevnte er identifisert ved referansenummer 36 på fig. 2.

Det doble ribbede pakningsorganet 36, som best forstått under henvisning til fig. 2, har form av en dobbel pakningsring. Den doble ribbede pakningsringen 36 vist i fig. 2 er hovedsaklig sylindrisk. Videre er den doble ribbede pakningsringen 36 utstyrt med et par plane pakningslepper 38

og 40 som hver er formet på ytterflata slik at de avtegner

seg svakt ut fra den. Videre er pakningsleppene 38 og 40 passende dimensjonert for å være hovedsaklig identiske med hverandre i størrelse. Således virker pakningsleppene 38

og 40 til å definere et felles plan, d.v.s. ligge i det samme planet.

Man fortsetter med beskrivelsen av den doble ribbede pakningsringen 36, og ser at den som vist på fig. 2 er utstyrt med en første ribbe 42 og en andre ribbe 44. Både den første ribba 42 og den andre ribba 44 avtegner seg utover fra en felles basis 46. Den sistnevnte basisen 46 i .sin tur avtegner seg utover fra pakningsringen 36 på . den samme sida som de plane pakningsleppene 38 og 40. Videre er basisen 46 og dermed den første og andre ribba 42 og 44 alle gunstig plassert på pakningsringen 36 slik at de ligger hovedsaklig på samme avstand fra de plane pakningsleppene 38 og 40. Videre kan det ses på fig. 2 at den første ribba 42 og den andre ribba 44

går i forskjellige retninger. Det vil si at de frie endene av den første ribba 42 og den andre ribba 44 er plassert lengre fra hverandre enn endene som er forent med basisen 46. For å fullføre béskirivelsen av den doble ribbede pakningsringen 36, er den første ribba 42 og den andre ribba 44 hver forsynt med et antall rundtakker 48 og 50 med passende mellomrom, formet rundt omkretsen. Videre er rundtakkene 48 på den første ribba 42 og rundtakkene 50 på den andre ribba 44 alle passende rettet inn med hverandre for å tillate at boltene, føres gjennom dem når pakningsringen brukes som en del av en bonett-pakning, d.v.s. slik som pakningen identifisert ved 28 på fig. 1.

Med videre henvisning spesielt til fig. 1, når forbindelsen, d.v.s. tettingen 28, opptar sin tettende stilling er pakningsleppene 38 og 40 i kontakt med kontaktflatene 32

og 34, og mer spesielt de plane delene som de sistnevnte er forsynt med. Det vil si at pakningsleppene 38 og 40 er i kontakt med deler av kontaktflatene 32 og 34, som i likhet med pakningsleppene 38 og 40 selv er hovedsaklig plane så vel som hovedsaklig sylindriske. Kontaktflatene 32 og 34 som de plane pakningsleppene 38 og 40 er utformet for å være i kontakt med, omfatter nemlig hver ei form som er komplementær mot forma av de plane pakningsleppene 38 og 40. Videre, når kontaktflatene 32 og 34 er i inngrep med den endelige låse-posisjonen, er pakningsleppene 38 og 40 plassert i en stilling

for å utøve en presspasning med de plane delene av kontaktflatene 32 og 34. I tillegg, under disse forhold er den sprikende første ribba 42 og den andre ribba 44 hver fast-

låst i posisjoner i hulrom som er gunstig utformet for dette formålet i hver av kontaktflatene 32 og 34. Kontaktflatene 32 og 34 omfatter hulrom som i si form er utfyllende mot forma

av den første og andre ribba 42 og 44.

Den store massen av den første ribba 42, den andre ribba 44 og basisen 46, d.v.s. høyden ganger bredden sammen-lignet med pakningsleppene 38 og 40 muliggjør to vesentlige funksjoner. Ribbene 42 og 44 og basisen 46 virker nemlig til å stabilisere pakningsleppene 38 og 40 slik at de kan fungere separat, d.v.s. uavhengig av hverandre, idet behovet for dem kan oppstå når kontaktflatene 32 og 34 utsettes for termisk forvridning. For det andre muliggjør den store massen av ribbene 42 og 44 og basisen 46 at den sistnevnte virker til å skaffe effektiv varmeoverføring til tettingsområdene. Fra det foregående bør det framgå at opprettholdelsen av ribbas stabilitet d.v.s. stivhet, er meget viktig.

Det har vist seg å være nødvendig å belegge pakningsleppene 38 og 40 med et rivingsmotvirkende materiale på grunn av de høye kontaktkrefter som pakningen 28 kreves å opprettholde gjennom en termisk syklus. For dette formål egner seg ethvert beleggmateriale som oppviser gode varmeoverføringsegenskaper likesom høy motstandsdyktighet overfor riving ved 650°C,

såsom sølv.

For å summere opp, har det vist seg at en forbindelse, d.v.s. pakning, som er konstruert slik som pakningen 28 vil opprettholde sin tettingsfunksjon ved forhøyde temperaturer av det slag en støter på under forekomsten av en brønnhode-brann til tross for at de elementer, som pakningen 28 tjener til å forbinde, kan undergå aksial bevegelse; dette i motsetning til tidligere kjente utførelsesformer av metall-mot-metall-pakninger, hvor relativ aksial bevegelse som følge av disses skrånende flater søker å bringe de motsvarende, samvirkende flater til å skilles og derved gjøre metall-mot-metallpak-ningens tettevirkning ineffektiv.

Radial bevegelse av de elementer, som forbindelsen d.v.s. pakningen, 28 tjener til å forbinde, utgjør ikke noe problem ettersom utvidelseskoeffisientene for det materiale, som disse elementer er framstilt av, er valgt slik at de ligger svært nær opp til hverandre. Graden av radial bevegelse som opptrer er følgelig så liten at den er utilstrekkelig til å overvinne de fjæringskrefter som utøves av pakningsleppene 38 og 40 av pakningen 28 mot de motsvarende tettingsflater 32 og 34.

I overensstemmelse med oppfinnelsen er det således sørget for en ny og forbedret form for forbindelse, d.v.s. pakning, som egner seg for benyttelse i. brønnhode- og ventilutstyr. Når denne forbindelse, d.v.s. pakning, benyttes i brønnhode- og ventilutstyr, er den dessuten i stand til å motstå de betingelser den utsettes for under forekomsten av en brønnhode-brann. Ifølge oppfinnelsen er det i tillegg sørget for en forbindelse, d.v.s. pakning, som utmerker seg ved at den oppviser tilstrekkelig strekkfasthet selv ved de forhøyde temperaturer som forekommer under en brønnhode-brann. Forbindelsen, d.v.s. pakningen, ifølge oppfinnelsen utmerker seg ytterligere ved at den er i stand til å opprettholde sin tettingsevne selv ved de forhøyde temperaturer som eksisterer når det pågår en brønnhodebrann. I samsvar med oppfinnelsen er det i tillegg sørget for et pakningsorgan av særegen utforming, som er særlig egnet for bruk i en forbindelse, d.v.s. pakning, av det slag som er beregnet til å benyttes i brønnhode- og ventilutstyr av det slag som er utformet med henblikk på å være brannherdig. Dessuten er pakningsorganet ifølge oppfinnelsen slik at det har form av en dobbel ribbet pakningsring, som ved bruk som en komponent av en forbindelse, d.v.s. pakning i brønnhode- og ventilutstyr virker til å sette forbindelsen, d.v.s. pakningen, i stand til a O opprettholde sin tettingsevne når utstyret som forbindelsen d.v.s. pakningen er bygd inn i, utsettes for forhold med tilknytning til forekomsten av brønnhode-brann.

Det er dessuten ifølge oppfinnelsen sørget for en forbindelse, d.v.s. pakning, omfattende en slik dobbel ribbet pakningsring, som er relativt billig i anskaffelse og lett å bruke, men som likevel er i stand til å sørge for pålitelig og effektiv funksjon selv når den blir utsatt for de tilstander som råder når det pågår en brønnhode-brann.

Selv om det bare har blitt vist en utførelsesform

av oppfinnelsen, vil det forstås at modifikasjoner av samme, noen av hvilke er nevnt i det foregående, lett vil kunne foretas av fagfolk. Etterfølgende patentkrav er derfor ment å dekke de modifikasjoner som er tidligere nevnt likesom alle andre modifikasjoner som faller innenfor oppfinnelsens sanne rammer.

Claims (12)

1. Kobling for å iverksette opprettelse av en brannherdig forbindelse og pakning mellom motsvarende tettingsflater, karakterisert ved at den omfatter: a. en ubrutt pakningsring med et par slette pakningslepper utformet på dens ene side og en basisdel utformet på samme side, idet hver av de slette pakningslepper rager i ubetydelig grad utover fra pakningsringen, paret av pakningslepper ligger i det samme plan, basisdelen er plassert i mellomliggende forhold til paret av slette pakningslepper, der basisdelen har et par ribber som avtegner seg utover, b. ei første tettingsflate som er utformet komplementært til formen av ei av ribbene, der ei av ribbene er anbringbar i tettende inngrep med den første tettingsflata, og c. ei andre tettingsflate som er utformet komplementært til forma av den andre ribba, der den andre av ribbene er anbringbar i tettende inngrep med den andre tettingsflata.

2. Kopling i samsvar med patentkrav 1, karakterisert ved at paret med ribber definerer plan som står vanligvis vinkelrett på planet for de slette pakningsleppene .

3. Kopling i samsvar med patentkrav 2, karakterisert ved at paret med ribber spriker fra hverandre, og har et antall av rundtakker utformet i dem.

4. Kopling i samsvar med patentkrav 3, karakterisert ved at hver av de to slette paknings lepper er belagt med rivingsmotvirkende materiale.

5. Kopling i samsvar med patentkrav 1, karakterisert ved at den første tettingsflata omfatter et hulrom med ei avsmalnet utforming.

6. Kopling i samsvar med patentkrav 5, karakterisert ved at den andre tettingsflata omfatter et hulrom med ei avsmalnet utforming.

7. Ubrutt pakningsring for bruk i en brannherdig forbindelse, karakterisert ved at den omfatter: a. et par slette pakningslepper utformet på pakningsringen på ei side av denne, idet hver av de slette pakningslepper rager i ubetydelig grad utover fra pakningsringen og ligger i samme plan, og b. en basisdel utformet på pakningsringen på ei side av denne, der basisdelen er plassert på pakningsringen i mellomliggende forhold til paret med slette pakningslepper, og basisdelen har et par ribber som avtegner seg ut fra den.

8. Pakningsring i samsvar med patentkrav 7, karakterisert ved at paret med ribber definerer plan som står generelt vinkelrett på planet til de slette pakningsleppene.

9. Pakningsring i samsvar med patentkrav 8, karakterisert ved at paret med ribber spriker fra hverandre, og har et antall med rundtakker utformet i dem.

10. Pakningsring i samsvar med patentkrav 9, karakterisert ved at hver av-de to slette pakningslepper er overtrukket med materiale som motvirker riving.

11. Anordning ved brønnhodeutstyr omfattende et første og et annet element, karakterisert ved brannherdige forbindelsesorgan som er virksomme for å forbinde det første og det andre element med hverandre, idet nevnte brannherdige forbindelsesorgan omfatter: a. en ubrutt pakningsring med et par sjette pakningslepper utformet på dens ene side og en basisdel utformet på samme side, idet hver av de slette pakningslepper rager i ubetydelig grad utover fra pakningsringen, paret av pakningslepper ligger i det samme plan, basisdelen er plassert på pakningsringen slik at den er plassert i mellomliggende forhold til paret av slette pakningslepper, der basisdelen har et par rundtakkete ribber som spriker fra hverandre og avtegner seg utover. b. Ei første avsmalnet tettingsflate utformet i det første elementet, idet ei av de to ribbene er anbringbar i tettende inngrep med den første avsmalnede tettingsflata, og c. ei andre avsmalnet tettingsflate utformet i det andre elementet, idet den andre av de to ribbene er anbringbar i tettende inngrep med den andre avsmalnede tettingsflata.

12. Anordning som angitt i patentkrav 11, karakterisert ved at hver av de to slette pakningslepper er overtrukket med et materiale som motvirker riving.