NO339186B1

NO339186B1 - sealing

Info

Publication number: NO339186B1
Application number: NO20130153A
Authority: NO
Inventors: Lars Timberlid Lundheim; Viktor Grennberg; Hongzhou Hu; Daniel Vik Skogen; Ernst Folke Leif Cederström
Original assignee: Aker Subsea As
Priority date: 2012-09-07
Filing date: 2013-01-29
Publication date: 2016-11-14
Also published as: WO2014038956A1; NO20130153A1

Description

Tetningssystem Sealing system

Den foreliggende oppfinnelsen gjelder et tetningssystem i samsvar med innledningen av patentkrav 1. Den gjelder særlig et tetningssystem som tilpasser seg variasjoner i dimensjoner til de rørformete elementene den tetter mot. The present invention relates to a sealing system in accordance with the preamble of patent claim 1. It particularly relates to a sealing system which adapts to variations in dimensions of the tubular elements it seals against.

Bakgrunn Background

I det tekniske feltet havbunnsbrønnerfor produksjon av hydrokarboner fremviser mange komponenter en rørformet form, slik som rørhengere, ventiltrerørstus-ser og brønnhoder. Komponentene er tunge og store og er konstruert for å tåle store mekaniske krefter, slik som fra ekstern påvirkning og brønntrykk. Til tross for deres store størrelser må noen seksjoner oppta funksjonelle komponenter i begrensede rom. Foreksempel ved koaksial sammenkobling av to trykkholden-de rørformete elementer må man anordne høytrykkstetninger mellom dem for å tilveiebringe en trykkbarriere for mulig brønntrykk. In the technical field of subsea wells for the production of hydrocarbons, many components exhibit a tubular shape, such as pipe hangers, valve tree pipe sockets and wellheads. The components are heavy and large and are designed to withstand large mechanical forces, such as from external influences and well pressure. Despite their large sizes, some sections have to accommodate functional components in limited spaces. For example, when two pressure-retaining tubular elements are coaxially connected, high-pressure seals must be arranged between them to provide a pressure barrier for possible well pressure.

Denne oppgaven har eksistert lenge innen området havbunns hydrokarbon-produksjon og forskjellige løsninger er blitt presentert. Noen tetninger er ring-tetninger med et U-formet tverrsnitt. Det er kjent å presse et kileelement mellom beina til U-formen for å presse "beina" til tetningskontakt med de motstående tetningsflatene til respektive side av et ringrom inne i hvilket ringtetningen er anordnet. Det er også kjent å la et tilstedeværende trykk øke tetningskontakt-kraften, slik som med det U-formete tverrsnittet. This task has existed for a long time in the area of seabed hydrocarbon production and different solutions have been presented. Some seals are ring seals with a U-shaped cross section. It is known to press a wedge element between the legs of the U-shape to press the "legs" into sealing contact with the opposite sealing surfaces on the respective side of an annular space within which the ring seal is arranged. It is also known to allow a pressure present to increase the sealing contact force, such as with the U-shaped cross-section.

Patentpublikasjon US51743376 beskriver en metalltetning som er innrettet for tetning mellom koaksiale rørformete elementer. En kilering blir presset inn mellom "beina" til en V- eller U-formet tetningsring, for slik å presse beina inn i tetningskontakt med den indre flaten til det ytre rørformete elementet og den ytre flaten til det indre rørformete elementet. Patent publication US51743376 describes a metal seal which is designed for sealing between coaxial tubular elements. A wedge ring is pressed between the "legs" of a V- or U-shaped sealing ring, so as to press the legs into sealing contact with the inner surface of the outer tubular element and the outer surface of the inner tubular element.

Løsninger som ringtetningen med et U-formet tverrsnitt er i stand til å tilpasse seg til noen, dog små, variasjoner i avstanden mellom en indre og ytre tetningsflate. Slike variasjoner vil typisk oppstå på grunn av varierende trykk inne i de rørformete elementene, varierende temperatur, eller eksterne krefter. Patentpublikasjon US8104769 beskriver en tetningsring (20) som er innrettet til å vri seg om sitt eget tverrsnitt for å øke eller å redusere den radiale avstanden mellom sine tetningsflater. Tetningsringen er anordnet i ringrommet mellom et indre og ytre element. Aksialt mellom tetningsringen er det anordnet en fjær-utstøter (22) (spring ejector) som påfører en aksial kraft på tetningsringen. Den aksiale kompresjonen gjør at tetningsringen vrir seg. Når kompresjonskraften blir fjernet, sikrer fjærutstøteren at tetningsringen blir støtet utfra sin tetningsposisjon, det vil si den vrir seg tilbake til sin originale posisjon eller hvile-posisjon. Solutions such as the ring seal with a U-shaped cross-section are able to adapt to some, however small, variations in the distance between an inner and outer sealing surface. Such variations will typically occur due to varying pressure inside the tubular elements, varying temperature, or external forces. Patent publication US8104769 describes a sealing ring (20) which is arranged to rotate about its own cross-section to increase or decrease the radial distance between its sealing surfaces. The sealing ring is arranged in the annulus between an inner and outer element. A spring ejector (22) is arranged axially between the sealing ring, which applies an axial force to the sealing ring. The axial compression causes the sealing ring to twist. When the compression force is removed, the spring ejector ensures that the sealing ring is pushed from its sealing position, i.e. it turns back to its original or rest position.

En annen løsning er beskrevet i patentpublikasjon US4384730. Denne tetnings-ringen (10) fremviser en skråstilt flate som vender mot en skråstilt flate til det indre rørformete elementet, mot hvilket det tetter. Det er en 5-graders feilinnstil-ling mellom de to motvendte, skråstilte flatene, som resulterer i en deformasjon av tetningsringen når den blir komprimert mellom den skråstilte flaten til det indre rørformete elementet og en nedre skulder til det ytre rørformete elementet. Ved kompresjon inn i tetningsmodusen bærer tetningsringen belastningen fra en rørhenger. Another solution is described in patent publication US4384730. This sealing ring (10) presents an inclined surface which faces an inclined surface of the inner tubular element, against which it seals. There is a 5-degree misalignment between the two opposing inclined surfaces, which results in a deformation of the seal ring when it is compressed between the inclined surface of the inner tubular member and a lower shoulder of the outer tubular member. On compression into the sealing mode, the sealing ring carries the load from a pipe hanger.

Patentsøknadspublikasjon US20120285676 beskriver en tetningssammenstilling som haren indre (24) og en ytre (32) tetningsring som glir mot hverandre på motstående skråstilte flater (konete flater). En fjærsammenstilling påfører en aksial kraft på den indre tetningsringen. Når den beveges fra den ikke-tettende modusen og til tetningsmodus, blir den ytre tetningsringen presset inn i ringrommet mellom det indre og ytre rørformete elementet. Denne bevegelsen kompri-merer fjærsammenstillingen. Man bør bemerke at dersom den radiale avstanden til ringrommet øker, reduseres strekket i den ytre tetningsringen. Videre, ettersom to tetningsringer blir benyttet, må tetningssammenstillingen tette langs tre mulige lekkasjeveier. Dette er mellom de to tetningsringene i tillegg til mellom respektive tetningsring og det indre og ytre rørformete elementet. Omkretsen og følgelig strekkreftene eller kompresjonskreftene i den indre tetningsringen forblir konstant. Patent application publication US20120285676 describes a sealing assembly which has an inner (24) and an outer (32) sealing ring which slide against each other on opposing inclined surfaces (conical surfaces). A spring assembly applies an axial force to the inner seal ring. When moved from the non-sealing mode to the sealing mode, the outer sealing ring is pressed into the annular space between the inner and outer tubular members. This movement compresses the spring assembly. It should be noted that if the radial distance to the annulus increases, the stretch in the outer sealing ring is reduced. Furthermore, as two sealing rings are used, the sealing assembly must seal along three possible leakage paths. This is between the two sealing rings in addition to between the respective sealing ring and the inner and outer tubular element. The circumference and consequently the tensile or compressive forces in the inner sealing ring remain constant.

Patentpublikasjon US7861789 viser en kiletetning (jf- Fig. 4). En tetningsring (55) har en metalltetning (57) av et annet metall på seg. Tetningsringen blir presset aksialt inn i et tetningsinngrep med indre og ytre koaksialt anordnete flater. Fingre (59) presser tetningsringen inn i tetningsmodus når en drivring beveger den øvre enden av fingrene mot en konet flate (71). Patent publication US7861789 shows a wedge seal (cf. Fig. 4). A sealing ring (55) has a metal seal (57) of another metal on it. The sealing ring is pressed axially into a sealing engagement with inner and outer coaxially arranged surfaces. Fingers (59) push the sealing ring into sealing mode when a drive ring moves the upper end of the fingers against a tapered surface (71).

Det finnes følgelig et stort mangfold metalltetninger som er innrettet for tetting av ringrommet mellom to koaksialt anordnete rørformete elementer. Tetningssammenstillingene i den kjente teknikk kan imidlertid ikke tilpasse seg store variasjoner i radiell avstand i ringrommet. Det vil si, det er kjent å presse en tetningsring inn til tetningsfunksjon, men en slik kraft blir ikke bibeholdt dersom tetningsringen behøver å tette en økende radiell avstand til ringrommet, ei heller er slik kraft ettergivende dersom tetningsringen behøver å tillate denne radielle avstanden å bli mindre. Følgelig, dersom variasjoner i den radielle avstanden mellom koaksialt anordnete flater mellom hvilke tetningsringen skal tette blir for store, er tetningssammenstillingene ved den kjente teknikk ikke i stand til å bibeholde deres tetningsfunksjon. Et formål ved den foreliggende oppfinnelsen er å tilveiebringe en tetningssammenstilling som vil tilveiebringe en tetningsfunksjon over et stort område av slik avstandsvariasjon. There is consequently a large variety of metal seals which are designed to seal the annulus between two coaxially arranged tubular elements. However, the sealing assemblies in the known technique cannot adapt to large variations in radial distance in the annulus. That is, it is known to press a sealing ring in for a sealing function, but such a force is not maintained if the sealing ring needs to seal an increasing radial distance to the annulus, nor is such force yielding if the sealing ring needs to allow this radial distance to be less. Consequently, if variations in the radial distance between coaxially arranged surfaces between which the sealing ring is to seal become too great, the sealing assemblies of the known technique are not able to maintain their sealing function. An object of the present invention is to provide a sealing assembly which will provide a sealing function over a large range of such distance variation.

Internasjonal patentsøknadspublikasjon WO2012045168 A1 beskriver en brønnboringspakning (wellbore packer) som er innrettet til å tette mot en brønnvegg. Sammenstillingen fremviser en deformerbar pakning som blir holdt på plass av backup-ringer som hindrer ekstrudering av pakningene. International patent application publication WO2012045168 A1 describes a wellbore packer which is designed to seal against a well wall. The assembly features a deformable gasket that is held in place by backup rings that prevent extrusion of the gaskets.

Oppfinnelsen The invention

I samsvar med den foreliggende oppfinnelsen er det tilveiebrakt et tetningssystem omfattende en tetningsring som omfatter metall. Tetningsringen tetter mellom et indre rørformet element som har en ytre flate og et koaksialt anordnet ytre rørformet element som har en indre flate. Den indre flaten eller den ytre flaten har en skråstilt elementflate mot hvilken tetningsringen glir når den beveger seg i en aksial retning, og således endrer sin omkrets. En aktiveringsanordning påfører en aktueringskraft på tetningsringen og presser slik en skråstilt tetningsringflate til tetningsringen mot den skråstilte elementflaten. I samsvar med den foreliggende oppfinnelsen bibeholder aktiveringsanordningen nevnte aktueringskraft langs en funksjonsbane til tetningsringen mellom en indre tetningsposisjon og en ytre tetningsposisjon. Videre, når tetningsringen er mellom den indre og ytre tetningsposisjoner, som et resultat av radiell ekspansjon eller radiell reduksjon av den indre flaten eller den ytre flaten, hvilken enn som er motsatt av den skråstilte elementflaten; - aktiveringsanordningen beveger tetningsringen langs den skråstilte elementflaten i en første retning, når den radielle avstanden mellom den indre flaten og den ytre flaten øker, og øker slik forskjellen mellom omkretsen til tetningsringen og den originale omkretsen til tetningsringen; In accordance with the present invention, there is provided a sealing system comprising a sealing ring comprising metal. The sealing ring seals between an inner tubular element having an outer surface and a coaxially arranged outer tubular element having an inner surface. The inner surface or the outer surface has an inclined element surface against which the sealing ring slides when it moves in an axial direction, thus changing its circumference. An actuation device applies an actuation force to the sealing ring and thus presses an inclined sealing ring surface of the sealing ring against the inclined element surface. In accordance with the present invention, the activation device maintains said actuation force along a functional path to the sealing ring between an inner sealing position and an outer sealing position. Further, when the sealing ring is between the inner and outer sealing positions, as a result of radial expansion or radial reduction of the inner surface or the outer surface, whichever is opposite to the inclined element surface; - the actuating device moves the sealing ring along the inclined element surface in a first direction, as the radial distance between the inner surface and the outer surface increases, thus increasing the difference between the circumference of the sealing ring and the original circumference of the sealing ring;

og and

- aktiveringsanordningen blir komprimert i en aksial retning av tetningsringen, når den radielle avstanden mellom den indre flaten og den ytre flaten minker, idet tetningsringen blir presset mot den skråstilte elementflaten av radiell kraft fra den indre flaten eller den ytre flaten, som resulterer i en bevegelse av tetningsringen langs den skråstilte elementflaten i en andre retning som er motsatt av den første retningen, og reduserer slik avstanden mellom omkretsen til tetningsringen og den originale omkretsen til tetningsringen. - the actuating device is compressed in an axial direction by the sealing ring, as the radial distance between the inner surface and the outer surface decreases, the sealing ring being pressed against the inclined element surface by radial force from the inner surface or the outer surface, resulting in a movement of the sealing ring along the inclined element surface in a second direction opposite to the first direction, thereby reducing the distance between the circumference of the sealing ring and the original circumference of the sealing ring.

Den skråstilte elementflaten er en del av den indre flaten eller den ytre flaten som er konet, slik at når tetningsringen beveger seg langs den vil omkretsen til tetningsringen forandre seg. Den indre flaten og den ytre flaten er koaksialt anordnet. The beveled element face is part of the inner face or the outer face which is tapered so that as the sealing ring moves along it the circumference of the sealing ring will change. The inner surface and the outer surface are coaxially arranged.

Den nevnte radielle ekspansjonen eller reduksjonen til den indre flaten eller den ytre flaten betyr en økning eller reduksjon av diameteren til den indre eller ytre flaten. Said radial expansion or reduction of the inner surface or the outer surface means an increase or reduction of the diameter of the inner or outer surface.

Begrepet original omkrets til tetningsringen skal forstås som omkretsen til tetningsringen når den ikke er utsatt for strekk- eller kompresjonskrefter. Det samme gjelder for en original omkrets til en senterring, en øvre ring eller en fjærring, som vil bli beskrevet nedenfor. The term original circumference of the sealing ring shall be understood as the circumference of the sealing ring when it is not subjected to tensile or compression forces. The same applies to an original circumference of a center ring, an upper ring or a spring ring, which will be described below.

Funksjonsbanen til tetningsringen er gangen eller veien som den beveger seg langs den skråstilte elementflaten, langs hvilken den er i stand til å bibeholde tetningsfunksjon mot den indre flaten og den ytre flaten. Funksjonsbanen strekker seg mellom en indre tetningsposisjon og en ytre tetningsposisjon, hvorved tetningsringen fremviser mindre omkrets i den indre tetningsposisjonen enn i den ytre tetningsposisjonen. Aktueringskraften kan variere langs funksjonsbanen. Den skal imidlertid være innenfor tilstrekkelige nedre og øvre terskler, slik at tetningsfunksjonen til tetningsringen er bibeholdt langs funksjonsbanen. The functional path of the sealing ring is the path or path along which it travels along the inclined element surface, along which it is able to maintain sealing function against the inner surface and the outer surface. The functional path extends between an inner sealing position and an outer sealing position, whereby the sealing ring exhibits a smaller circumference in the inner sealing position than in the outer sealing position. The actuation force can vary along the function path. However, it must be within sufficient lower and upper thresholds, so that the sealing function of the sealing ring is maintained along the functional path.

Et vesentlig trekk ved den foreliggende oppfinnelsen er at aktiveringsanordningen gjør at tetningsringen innretter seg til en økende eller reduserende radiell avstand til ringrommet i hvilken den tetter, nemlig avstanden mellom den indre flaten til det ytre rørformete elementet og den ytre flaten til det indre rørformete elementet. Mange løsninger ved kjent teknikk simpelthen skyver tetningsringen inn i tetningsmodus, uten å ta høyde for variasjon av ringromsdimensjonen. Kompresjon av tetningsringen i løsningen i samsvar med den foreliggende oppfinnelsen, som et resultat av at den radielle avstanden mellom den indre og ytre flaten blir redusert, gjør at tetningsringomkretsen beveger seg mot sin hviletilstand / originale tilstand. An essential feature of the present invention is that the activation device causes the sealing ring to adjust to an increasing or decreasing radial distance to the annulus in which it seals, namely the distance between the inner surface of the outer tubular element and the outer surface of the inner tubular element. Many solutions in the prior art simply push the sealing ring into sealing mode, without taking into account variations in the ring space dimension. Compression of the sealing ring in the solution according to the present invention, as a result of which the radial distance between the inner and outer surfaces is reduced, causes the sealing ring circumference to move towards its resting state / original state.

I samsvar med en utførelsesform av oppfinnelsen kan aktiveringsanordningen omfatte en endeløs fjærring med en skråstilt ringglideflate som støter mot en motstående glideflate. I et tilfelle hvor den radiale avstanden mellom den indre flaten og den ytre flaten øker, vil den endeløse tetningsringen så gli på den motstående glideflaten i en slik retning at omkretsen til fjærringen endrer seg mot den originale omkretsen til fjærringen. Videre, i et tilfelle hvor den radielle avstanden mellom den indre flaten og den ytre flaten blir mindre, glir den ende-løse fjærringen på den motstående glideflaten i en slik retning at omkretsen til fjærringen endrer seg vekk fra den originale omkretsen til fjærringen. In accordance with an embodiment of the invention, the activation device may comprise an endless spring ring with an inclined ring sliding surface which abuts an opposing sliding surface. In a case where the radial distance between the inner surface and the outer surface increases, the endless sealing ring will then slide on the opposite sliding surface in such a direction that the circumference of the spring ring changes towards the original circumference of the spring ring. Further, in a case where the radial distance between the inner surface and the outer surface becomes smaller, the endless spring ring slides on the opposite sliding surface in such a direction that the circumference of the spring ring changes away from the original circumference of the spring ring.

Når tetningssystemet i samsvar med oppfinnelsen blir aktivert, blir aktiveringsanordningen aksialt komprimert, og tilveiebringer slik aktueringskraften på tetningsringen. I utførelsesformen introdusert ovenfor, omfattende den endeløse fjærringen, kan fjærringen bli beveget fra en hviletilstand eller original tilstand før tetningssystemet blir aktivert, til en strukket eller komprimert tilstand hvor den er aktivert. I denne utførelsesformen er det disse strekkreftene eller kompresjonskreftene i den endeløse fjærringen som tilveiebringer aktueringskraften på tetningsringen. When the sealing system according to the invention is activated, the activation device is axially compressed, thus providing the actuation force on the sealing ring. In the embodiment introduced above, comprising the endless spring ring, the spring ring may be moved from a rest or original state before the sealing system is activated, to a stretched or compressed state where it is activated. In this embodiment, it is these tensile forces or compression forces in the endless spring ring that provide the actuation force on the sealing ring.

Aktiveringsanordningen kan til og med omfatte et flertall endeløse fjærringer som er koaksialt anordnet i forhold til hverandre. Tilstøtende fjærringer kan da være innrettet til å gli mot hverandre langs deres skråstilte glideflater og motstående glideflater på en slik måte at omkretsen til tilstøtende fjærringer endrer seg i motsatte retninger. Det vil si, dersom omkretsen til én fjærring øker blir omkretsen til dens ene eller to tilstøtende ring(er) redusert, og omvendt. The activation device may even comprise a plurality of endless spring rings which are arranged coaxially with respect to each other. Adjacent spring rings may then be arranged to slide against each other along their inclined sliding surfaces and opposing sliding surfaces in such a way that the circumference of adjacent spring rings changes in opposite directions. That is, if the circumference of one spring ring increases, the circumference of its one or two adjacent ring(s) decreases, and vice versa.

Tetningsringen omfatter en aktueringsflate som er innrettet til å motta nevnte aktueringskraft fra aktiveringsanordningen. Aktueringsflaten kan være skråstilt i forhold til den aksiale og radielle retningen, hvorved en fjærring eller en mellomliggende ring som er anordnet mellom aktiveringsanordningen og tetningsringen, kan støte mot aktueringsflaten til tetningsringen med en skråstilt aktueringskraftflate, og slik overføre nevnte aktueringskraft mellom to motstående, skråstilte flater. Helningen til aktueringsflaten til tetningsringen vil bidra til å tilveiebringe en vridebevegelse i tetningsringen idet den beveger seg langs den skråstilte elementflaten. The sealing ring comprises an actuation surface which is arranged to receive said actuation force from the actuation device. The actuation surface can be inclined in relation to the axial and radial direction, whereby a spring ring or an intermediate ring arranged between the actuation device and the sealing ring can abut against the actuation surface of the sealing ring with an inclined actuation force surface, and thus transfer said actuation force between two opposite, inclined surfaces . The inclination of the actuating surface of the sealing ring will help to provide a twisting motion in the sealing ring as it moves along the inclined element surface.

Aktueringsflaten, sammen med en motsatt tetningsringflate, som er innrettet til å tette mot den indre flaten og den ytre flaten, danner fortrinnsvis en spiss i tverrsnittet gjennom tetningsringen. Spissen kan være ved en aksial og radiell ende-del av nevnte tverrsnitt og nærmere aktiveringsanordningen enn det den skråstilte tetningsringflaten til tetningsringen er. I de beskrevne utførelseseksemple-ne nedenfor er tetningsringen forsynt med kun en slik spiss og spissen er anordnet nær enten den indre flaten eller den ytre flaten. The actuation surface, together with an opposite sealing ring surface, which is arranged to seal against the inner surface and the outer surface, preferably forms a tip in the cross section through the sealing ring. The tip can be at an axial and radial end part of said cross-section and closer to the activation device than the inclined sealing ring surface of the sealing ring is. In the design examples described below, the sealing ring is provided with only such a tip and the tip is arranged close to either the inner surface or the outer surface.

I samsvar med en utførelsesform av tetningssystemet i samsvar med den foreliggende oppfinnelsen, - aktiveringsanordningen vrir, ved hjelp av aktiveringskraften, tetningsringen i en første vrideretning og beveger således en kontaktlinje mellom den skråstilte elementflaten og den skråstilte tetningsringflaten i en slik retning at forskjellen mellom vridningsvinkelen til tetningsringen og den originale vridningsvinkelen til tetningsringen øker, når den radielle avstanden mellom den indre flaten og den ytre flaten øker; og - aktiveringsanordningen blir komprimert i en aksial retning ved hjelp av tetningsringen idet tetningsringen blir presset mot den skråstilte elementflaten ved radiell kraft fra den indre og ytre flaten, som resulterer i en vridebevegelse av tetningsringen i en andre vrideretning som er motsatt av den første vrideretningen, og slik blir forskjellen mellom vridningsvinkelen til tetningsringen og den originale vridningsvinkelen til tetningsringen redusert, når den radielle avstanden mellom den indre flaten og den ytre flaten minker. In accordance with an embodiment of the sealing system in accordance with the present invention, - the activation device twists, by means of the activation force, the sealing ring in a first twisting direction and thus moves a contact line between the inclined element surface and the inclined sealing ring surface in such a direction that the difference between the twisting angle of the sealing ring and the original twist angle of the sealing ring increases, as the radial distance between the inner surface and the outer surface increases; and - the actuating device is compressed in an axial direction by means of the sealing ring as the sealing ring is pressed against the inclined element surface by radial force from the inner and outer surfaces, which results in a twisting movement of the sealing ring in a second twisting direction which is opposite to the first twisting direction, and thus the difference between the twist angle of the sealing ring and the original twist angle of the sealing ring is reduced, as the radial distance between the inner surface and the outer surface decreases.

Den ovenfor nevnte helningen til aktueringsflaten til tetningsringen og/eller øvre skråstilte aktueringsflate sikrer fordelaktig både vridning av tetningsringen og en endring av omkretsen til tetningsringen. The above-mentioned inclination of the actuation surface of the sealing ring and/or upper inclined actuation surface advantageously ensures both twisting of the sealing ring and a change in the circumference of the sealing ring.

En kiletetning er fordelaktig anordnet koaksialt i forhold til tetningsringen og på den aksiale siden av tetningsringen som er motsatt av aktiveringsanordningen. En kiletetningsaktueringskraft blir da overført fra tetningsringen på kiletetningen. I en slik utførelsesform kan kiletetningen være innrettet til å gli på en skråstilt kiletetningsflate som er anordnet på den samme indre flaten eller ytre flaten som den skråstilte elementflaten. A wedge seal is advantageously arranged coaxially with respect to the sealing ring and on the axial side of the sealing ring which is opposite to the activation device. A wedge seal actuation force is then transferred from the sealing ring to the wedge seal. In such an embodiment, the wedge seal can be arranged to slide on an inclined wedge sealing surface which is arranged on the same inner surface or outer surface as the inclined element surface.

Eksempel på utførelsesform Example of embodiment

Idet oppfinnelsen er blitt beskrevet i generelle ordelag ovenfor vil et mer detaljert og ikke-begrensende eksempel bli beskrevet i det følgende med henvisning til tegningene, i hvilke As the invention has been described in general terms above, a more detailed and non-limiting example will be described in the following with reference to the drawings, in which

Fig. 1 er et tverrsnittsriss av en havbunns innvendig ventiltrehette (ITC), som illustrerer en mulig anvendelse av tetningsanordningen i samsvar med den foreliggende oppfinnelsen; Fig. 2 er et forstørret tverrsnittsriss av en del av ITC-en i Fig. 1, dog med dens låsering i en låst stilling; Fig. 3 er et forstørret tverrsnittsriss gjennom en del av tetningsringen som er del av tetningssystemet; Fig. 4 er et tverrsnittsriss gjennom hele tetningsringen; Fig. 5 er et prinsipp-tverrsnittsriss gjennom en del av tetningssystemet i samsvar med oppfinnelsen i en ikke-aktivert modus, og viser deler av de indre og ytre rørformete elementene, tetningsringen og aktiveringsanordningen; Fig. 6 er et tverrsnittsriss tilsvarende Fig. 5, men som viser tetningssystemet i en aktivert modus; Fig. 7 er et tverrsnittsriss tilsvarende Fig. 6, men med en økt avstand mellom de indre og ytre rørformete elementene; Fig. 8 er et tverrsnittsriss tilsvarende Fig. 7, men som viser en situasjon hvor et brønntrykk utøver en kraft på tetningsringen; Fig. 9 er en prinsippskisse av utførelsen vist i de foregående tegningene; Fig. 10 er en prinsippskisse av en annen utførelsesform av tetningssystemet i samsvar med oppfinnelsen; Fig. 11 er et prinsipp-toppriss av en tetningsring i en hvile- eller originalkonfigurasjon; Fig. 12 er et prinsippriss tilsvarende Fig. 11, som illustrerer tetningsringen i en utvidet konfigurasjon; Fig. 13 er et prinsipp-tverrsnittsriss av en del av en tetningsring som støter mot en skråstilt elementflate; Fig. 14 er et riss som korresponderer med Fig. 13, og viser tetningsringen i en vridd posisjon; Fig. 15 er et tverrsnittsriss av et tetningssystem i samsvar med oppfinnelsen, som har en kiletetning anordnet aksialt på tetningsringen; Fig. 16 til Fig. 20 er forstørrete tverrsnittsriss gjennom alternative utførelses- former av tetningsringen; Fig. 21 til Fig. 23 er prinsipp-tverrsnittsriss gjennom enda en alternativ utførel-sesform i en ikke-aktivert tilstand, hvorved tetningsringen er delt inn i en tetningsringdel og en tetningstoppering; Fig. 24 er et forstørret tverrsnittsriss gjennom tetningsringdelen til utførelses- formen vist i Fig. 21 til Fig. 23; og Fig. 25 er et tverrsnittsriss gjennom hele tetningsringdelen til tetningsringdelen Fig. 1 is a cross-sectional view of a seabed internal valve tree cap (ITC), illustrating a possible application of the sealing device in accordance with the present invention; Fig. 2 is an enlarged cross-sectional view of part of the ITC in Fig. 1, however with its locking ring in a locked position; Fig. 3 is an enlarged cross-sectional view through part of the sealing ring which is part of the sealing system; Fig. 4 is a cross-sectional view through the entire sealing ring; Fig. 5 is a schematic cross-sectional view through part of the sealing system according to the invention in a non-activated mode, showing parts of the inner and outer tubular elements, the sealing ring and the activation device; Fig. 6 is a cross-sectional view corresponding to Fig. 5, but which shows the sealing system i an activated mode; Fig. 7 is a cross-sectional view corresponding to Fig. 6, but with an increased distance between the inner and outer tubular elements; Fig. 8 is a cross-sectional view corresponding to Fig. 7, but which shows a situation where a well pressure exerts a force on the sealing ring; Fig. 9 is a principle sketch of the embodiment shown in the preceding drawings; Fig. 10 is a schematic diagram of another embodiment of the sealing system i conformity with the invention; Fig. 11 is a principle top view of a sealing ring in a rest or original configuration; Fig. 12 is a principle price corresponding to Fig. 11, which illustrates the sealing ring in a extended configuration; Fig. 13 is a principle cross-sectional view of a part of a sealing ring which abuts an inclined element surface; Fig. 14 is a drawing which corresponds to Fig. 13, and shows the sealing ring in a twisted position; Fig. 15 is a cross-sectional view of a sealing system in accordance with the invention, having a wedge seal arranged axially on the sealing ring; Fig. 16 to Fig. 20 are enlarged cross-sectional views through alternative embodiments shapes of the sealing ring; Fig. 21 to Fig. 23 are principle cross-sectional views through yet another alternative embodiment in a non-activated state, whereby the sealing ring is divided into a sealing ring part and a sealing stop; Fig. 24 is an enlarged cross-sectional view through the sealing ring part of the embodiment the shape shown in Fig. 21 to Fig. 23; and Fig. 25 is a cross-sectional view through the entire sealing ring part of the sealing ring part

vist i Fig. 24. shown in Fig. 24.

Fig. 1 illustrerer en innvendig ventiltrehette (ITC) 100 som er innrettet til å bli installert i rørstussen (spool) til et havbunns ventiltre (ikke vist i Fig. 1). ITC-en 100 er forsynt med et tetningssystem 1 i samsvar med oppfinnelsen, som vil bli beskrevet ytterligere nedenfor. For å låse ITC-en 100 til de innvendige låseprofilene til ventiltre-rørstussen, omfatter ITC-en 100 en låsering 103 som blir aktuert i den radielt utoverrettede retningen ved hjelp av en aktueringshylse 105. Denne fremgangsmåten for å låse et indre rørformet element til boringen av et ytre element er godt kjent for fagmannen på området. Det skal forstås at ITC-en 100 og ventiltrerørstussen (XT spool) kun er eksempler på indre og ytre rørformete elementer mellom hvilke tetningssystemet 1 i samsvar med oppfinnelsen kan tette. Det skal imidlertid bemerkes at tetningssystemet 1 i samsvar med oppfinnelsen er særlig nyttig innen området havbunnsbrønner, som involverer et flertall rørformete metallkomponenter mellom hvilke pålitelig tetning behøves. Fig. 2 er et segment av den høyre delen av tverrsnittet i Fig. 1, imidlertid med låseringen 103 i den låste posisjonen (radielt ytre posisjon). I Fig. 2 er en aktiveringsanordning 2, her i form av en fjærsammenstilling, og en tetningsring 3 antydet, som begge er deler av tetningssystemet 1 i samsvar med den foreliggende oppfinnelsen. Aktiveringsanordningen 2 tilveiebringer en aktueringskraft på tetningsringen 3 og er i stand til å gjøre slik langs en varierende aksial avstand. Det vil si, tetningsringen 3 er innrettet til å bevege seg en viss aksial avstand og aktiveringsanordningen 2 vil følge den aksiale bevegelsen til tetningsringen 3 og fremvise en aktueringskraft gjennom hele denne avstanden. Det skal forstås av en fagmann på området at aktiveringsanordningen 2 kan være av en annen type enn den vist i eksempelutførelsesformen. Aktiveringsanordningen kan for eksempel være en stabel med tallerkenfjærer (Belleville washers). Aktiveringsanordningen 2 vist heri er imidlertid fordelaktig idet den tilveiebringer en tilstrekkelig, men ikke for vidtgående aktueringskraft langs en hensiktsmessig aksial avstand uten behov for utilbørlig aksial plass for å få plass til aktiveringsanordningen. Fig. 1 illustrates an internal valve tree cap (ITC) 100 which is adapted to be installed in the spool of a subsea valve tree (not shown in Fig. 1). The ITC 100 is provided with a sealing system 1 in accordance with the invention, which will be described further below. In order to lock the ITC 100 to the internal locking profiles of the valve three pipe socket, the ITC 100 comprises a locking ring 103 which is actuated in the radially outward direction by means of an actuation sleeve 105. This method of locking an internal tubular element to the bore of an external element is well known to the person skilled in the art. It is to be understood that the ITC 100 and the valve three tube spigot (XT spool) are only examples of inner and outer tubular elements between which the sealing system 1 in accordance with the invention can seal. However, it should be noted that the sealing system 1 in accordance with the invention is particularly useful in the area of seabed wells, which involve a plurality of tubular metal components between which a reliable seal is needed. Fig. 2 is a segment of the right part of the cross-section in Fig. 1, however with the locking ring 103 in the locked position (radially outer position). In Fig. 2, an activation device 2, here in the form of a spring assembly, and a sealing ring 3 are indicated, both of which are parts of the sealing system 1 in accordance with the present invention. The actuating device 2 provides an actuating force on the sealing ring 3 and is able to do so along a varying axial distance. That is, the sealing ring 3 is arranged to move a certain axial distance and the activation device 2 will follow the axial movement of the sealing ring 3 and present an actuation force throughout this distance. It should be understood by a person skilled in the field that the activation device 2 can be of a different type than that shown in the exemplary embodiment. The activation device can, for example, be a stack of disc springs (Belleville washers). However, the activation device 2 shown herein is advantageous in that it provides a sufficient, but not too wide, actuation force along an appropriate axial distance without the need for undue axial space to accommodate the activation device.

Tetningsringen 3 strekker seg rundt det indre rørformete elementet 105 som i denne utførelsesformen er aktueringshylsen. The sealing ring 3 extends around the inner tubular element 105 which in this embodiment is the actuation sleeve.

Over tetningsringen 3 er det anordnet en kiletetning 31. Kiletetningen 31 er anordnet rundt og omgir en skråstilt kiletetningsflate 33 til det indre rørformete elementet, som i denne utførelsesformen er aktueringshylsen 105 til ITC-en 100. Som vi bli beskrevet ytterligere nedenfor, tetningsringen 3 er innrettet til å bevege seg i en hovedsakelig aksial retning i ringrommet 19. Ettersom kiletetningen 31 lander på toppen av tetningsringen 3 er kiletetningen 31 innrettet til å bevege seg sammen med tetningsringen 3. Fig. 3 er et forstørret tverrsnittsriss gjennom en del av tetningsringen 3, tilsvarende den høyre delen av tverrsnittet gjennom hele tetningsringen i Fig. 4. Fig. 5 er en forstørret tverrsnittsseksjon som viser tetningsringen 3 anordnet i ringrommet 19 mellom et indre rørformet element 105 og et ytre rørformet element 107. I denne utførelsesformen er det indre rørformete elementet aktueringshylsen til ITC-en og det ytre rørformete elementet 107 er en rørstuss (spool) til et ventiltre. Ringrommet 19 er mellom en indre flate 7 til det ytre rør-formete elementet 107 og en ytre flate 5 til det indre rørformete elementet 105. A wedge seal 31 is arranged above the sealing ring 3. The wedge seal 31 is arranged around and surrounds an inclined wedge sealing surface 33 of the inner tubular element, which in this embodiment is the actuation sleeve 105 of the ITC 100. As we will describe further below, the sealing ring 3 is arranged to move in a substantially axial direction in the annulus 19. As the wedge seal 31 lands on top of the sealing ring 3, the wedge seal 31 is arranged to move together with the sealing ring 3. Fig. 3 is an enlarged cross-sectional view through part of the sealing ring 3, corresponding to the right part of the cross-section through the entire sealing ring in Fig. 4. Fig. 5 is an enlarged cross-sectional section showing the sealing ring 3 arranged in the annular space 19 between an inner tubular element 105 and an outer tubular element 107. In this embodiment, the inner tubular element is the actuation sleeve of the ITC and the outer tubular element 107 is a pipe connection (spool) to a ve ntil three. The annular space 19 is between an inner surface 7 of the outer tubular element 107 and an outer surface 5 of the inner tubular element 105.

I denne utførelsesformen er den ytre flaten 5 til det indre rørformete elementet 105 forsynt med en skråstilt elementflate 9. Tetningsringen 3 omfatter en skråstilt tetningsringflate 11 som støter mot og vender mot den skråstilte elementflaten 9. Den skråstilte tetningsringflaten 11 og den skråstilte elementflaten 9 danner sammen et tetningsinngrep når tetningsringen 3 er aktivert. In this embodiment, the outer surface 5 of the inner tubular element 105 is provided with an inclined element surface 9. The sealing ring 3 comprises an inclined sealing ring surface 11 which abuts and faces the inclined element surface 9. The inclined sealing ring surface 11 and the inclined element surface 9 together form a sealing engagement when the sealing ring 3 is activated.

På en ende av tverrsnittsseksjonen mellom en del av tetningsringen 3 som er motsatt av den skråstilte tetningsringflaten 11, som vist i Fig. 3 og Fig. 5, fremviser tetningsringen 3 en motsatt tetningsflate 13. Den motsatte tetningsring flaten 13 er innrettet til å danne et tetningsinngrep med den indre flaten 7 til det ytre rørformete elementet 107. At one end of the cross-sectional section between a part of the sealing ring 3 which is opposite to the inclined sealing ring surface 11, as shown in Fig. 3 and Fig. 5, the sealing ring 3 presents an opposite sealing surface 13. The opposite sealing ring surface 13 is arranged to form a sealing engagement with the inner surface 7 of the outer tubular element 107.

Under tetningsringen 3 er det anordnet en aktiveringsanordning 2 som nå vil bli beskrevet. Formålet med aktiveringsanordningen 2 er å tilveiebringe en aktueringskraft på tetningsringen. Dersom den radielle avstanden D (Fig. 5) mellom den indre flaten 7 og den ytre flaten 5 (til det ytre og indre rørformete elementet 107, 105, henholdsvis) forandrer seg, vil også tetningsringen 3 endre sin posisjon og/eller orientering, og således tilpasse seg slik forandring. Aktueringskraften til aktiveringsanordningen 2 tilveiebringer denne forandringen dersom nevnte radielle avstand D til ringrommet 19 øker. An activation device 2 is arranged under the sealing ring 3, which will now be described. The purpose of the activation device 2 is to provide an actuation force on the sealing ring. If the radial distance D (Fig. 5) between the inner surface 7 and the outer surface 5 (to the outer and inner tubular element 107, 105, respectively) changes, the sealing ring 3 will also change its position and/or orientation, and thus adapt to such change. The actuation force of the activation device 2 brings about this change if said radial distance D to the annulus 19 increases.

I denne utførelsesformen har aktiveringsanordningen 2 en senterring 201 med In this embodiment, the activation device 2 has a center ring 201 with

en øvre skråstilt flate 207 og en nedre skråstilt flate 209. En øvre ring 203 og en nedre ring 205 støter an mot den øvre og nedre skråstilte flaten 207, 209, henholdsvis. Den øvre og nedre ringen 203, 205 er innrettet til å gli på den øvre og nedre skråstilte flaten 207, 209 med deres respektive motstående glidende flater 213, 215. an upper inclined surface 207 and a lower inclined surface 209. An upper ring 203 and a lower ring 205 abut against the upper and lower inclined surfaces 207, 209, respectively. The upper and lower rings 203, 205 are arranged to slide on the upper and lower inclined surfaces 207, 209 with their respective opposing sliding surfaces 213, 215.

Det henvises igjen til Fig. 1 og Fig. 2, når aktueringshylsen 105 blir beveget nedover, blir aktiveringsanordningen 2 aksialt komprimert mellom låseringen 103 og tetningsringen 3. Under denne komprimeringen blir senterringen 201 elastisk komprimert idet den blir presset radielt innover av den øvre og nedre ringen 203, 205 som glir på den øvre og nedre skråstilte flaten 207, 209. Motsatt av dette, den øvre og nedre ringen 203, 205 blir elastisk utvidet. Som et resultat blir den aksiale utvidelsen av aktiveringsanordningen 2 redusert. Aktiveringsanordningen 2 bibeholder en betydelig kraft på tetningsringen 3, og skyver den oppover mot den skråstilte elementflaten 9. Fig. 6 viser aktiveringsanordningen 2 i en komprimert tilstand. Referring again to Fig. 1 and Fig. 2, when the actuation sleeve 105 is moved downwards, the actuation device 2 is axially compressed between the locking ring 103 and the sealing ring 3. During this compression, the center ring 201 is elastically compressed as it is pressed radially inward by the upper and lower the ring 203, 205 sliding on the upper and lower inclined surface 207, 209. Opposite to this, the upper and lower ring 203, 205 are elastically expanded. As a result, the axial expansion of the actuating device 2 is reduced. The activation device 2 maintains a significant force on the sealing ring 3, and pushes it upwards towards the inclined element surface 9. Fig. 6 shows the activation device 2 in a compressed state.

Det skal forstås av en fagmann på området at typen aktiveringsanordning ikke It should be understood by a person skilled in the art that the type of activation device does not

er essensielt for funksjonen til tetningsringen 3. Følgelig kan andre anordninger som er i stand til å forspenne tetningsringen 3 gjennom den nødvendige aksialt varierende avstanden være anvendbare. Aktiveringsanordningen 2 vist i denne is essential to the function of the sealing ring 3. Accordingly, other devices capable of biasing the sealing ring 3 through the required axially varying distance may be applicable. The activation device 2 shown in this

utførelsesformen er imidlertid vist seg å oppfylle denne tekniske oppgaven på en pålitelig og tilfredsstillende måte. Fordeler ved en slik utførelsesform av aktiveringsanordningen 2 er at den bibeholder en hensiktsmessig aktueringskraft på tetningsringen 3 langs en tilstrekkelig funksjonsbane, og at den behøver et begrenset aksialt og radialt rom. however, the embodiment has been shown to fulfill this technical task in a reliable and satisfactory manner. Advantages of such an embodiment of the activation device 2 are that it maintains an appropriate actuation force on the sealing ring 3 along a sufficient functional path, and that it requires a limited axial and radial space.

I tillegg til å forspenne den skråstilte tetningsringflaten 22 mot den skråstilte elementflaten 9, forspenner aktiveringsanordningen 2 også den motsatte tetningsringflaten 13 mot den indre flaten 7 (det vil si den innovervendte flaten til det ytre rørformete elementet 107 i denne utførelsesformen). En aktueringskraftflate 211 er i denne utførelsesformen skråstilt og anordnet på den øvre ringen 203. Aktueringskraftflaten støter mot en motvendt aktueringsflate 15 til tetningsringen 15. På grunn av skråstillingen til aktueringsflaten 211 så vel som posisjonen til inngrepet mellom aktueringskraftflaten 211 og aktueringsflaten 15 til tetningsringen 3, tilveiebringer denne kontakten en vridebevegelse av tetningsringen 3, i tillegg til en aksial bevegelse av tetningsringen 3, når den radielle avstanden D mellom den ytre flaten 5 til det indre rørformete elementet 105 og den indre flaten 7 til det ytre rørformete elementet 107 forandrer seg. Dette vil bli beskrevet ytterligere nedenfor. Vridebevegelsen kan være om en kontaktlinje 23 (angitt i Fig. 13 og Fig. 14) ved hvilken den skråstilte tetningsringflaten 11 til tetningsringen 3 kontakter den skråstilte elementflaten 9. Følgelig strekker kontaktlinjen 23 seg periferisk rundt tetningsringen 3, parallelt med en periferisk akse til tetningsringen 3. Når tetningsringen 3 beveger seg langs den skråstilte elementflaten 9, vil også kontaktlinjen 23 bevege seg langs den skråstilte elementflaten. In addition to biasing the inclined sealing ring surface 22 against the inclined element surface 9, the actuating device 2 also biases the opposite sealing ring surface 13 against the inner surface 7 (that is, the inward facing surface of the outer tubular element 107 in this embodiment). An actuation force surface 211 is in this embodiment inclined and arranged on the upper ring 203. The actuation force surface abuts an opposing actuation surface 15 of the sealing ring 15. Due to the inclined position of the actuation surface 211 as well as the position of the engagement between the actuation force surface 211 and the actuation surface 15 of the sealing ring 3, this contact provides a twisting movement of the sealing ring 3, in addition to an axial movement of the sealing ring 3, when the radial distance D between the outer surface 5 of the inner tubular element 105 and the inner surface 7 of the outer tubular element 107 changes. This will be described further below. The turning movement can be about a contact line 23 (indicated in Fig. 13 and Fig. 14) by which the inclined sealing ring surface 11 of the sealing ring 3 contacts the inclined element surface 9. Accordingly, the contact line 23 extends circumferentially around the sealing ring 3, parallel to a circumferential axis of the sealing ring 3. When the sealing ring 3 moves along the inclined element surface 9, the contact line 23 will also move along the inclined element surface.

I det følgende vil forskjellige situasjoner bli beskrevet med henvisning til Fig. 5 til In the following, different situations will be described with reference to Fig. 5 to

Fig. 8. Fig. 8.

Fig. 5 viser tetningssystemet 1 i samsvar med den foreliggende oppfinnelsen i en ikke-aktivert tilstand. Tetningsringen 3 hviler fritt mellom den skråstilte elementflaten 9 over den og aktiveringsanordningen 2 under den. Aktueringsanordningen 2 er i en ikke-komprimert tilstand. Følgelig er det et fritt rom radielt innenfor senterringen 201 slik at den kan bevege seg radielt innover. Fig. 5 shows the sealing system 1 in accordance with the present invention in a non-activated state. The sealing ring 3 rests freely between the inclined element surface 9 above it and the activation device 2 below it. Actuation device 2 is in a non-compressed state. Accordingly, there is a free space radially within the center ring 201 so that it can move radially inward.

Tilsvarende er det et rom på den radielle utsiden av den øvre og nedre ringen 203, 205, slik at de kan bevege seg radielt utover. Correspondingly, there is a space on the radial outside of the upper and lower rings 203, 205, so that they can move radially outwards.

Fig. 6 viser en situasjon hvor tetningssystemet 1 er blitt aktuert. Aktiveringsanordningen 2 er blitt aksialt komprimert slik at den påfører en aktueringskraft på tetningsringen 3. Mer presist, aktueringskraften blir påført på aktueringsflaten 15 til tetningsringen 3 fra aktueringskraftflaten 211 til den øvre ringen 203. Senterringen 201 er blitt beveget radielt til kontakt med den ytre flaten 5 til det indre rørformete elementet 105. Den øvre og nedre ringen 203, 205 har beveget seg noe radielt utover og har fortsatt mulighet til å bevege seg ytterligere. På grunn av kraften som påføres på aktueringsflaten 15 til tetnings-ringen 3 av aktiveringsanordningen 2, er tetningsringen 3 i tetningskontakt med den skråstilte elementflaten 9, så vel som den indre flaten 7. Fig. 6 shows a situation where the sealing system 1 has been activated. The actuating device 2 has been axially compressed so that it applies an actuating force to the sealing ring 3. More precisely, the actuating force is applied to the actuating face 15 of the sealing ring 3 from the actuating force face 211 to the upper ring 203. The center ring 201 has been moved radially into contact with the outer face 5 to the inner tubular member 105. The upper and lower rings 203, 205 have moved somewhat radially outward and still have the opportunity to move further. Due to the force applied to the actuating surface 15 of the sealing ring 3 by the actuating device 2, the sealing ring 3 is in sealing contact with the inclined element surface 9 as well as the inner surface 7.

Det skal bemerkes at i stedet for å ha aktueringskraftflaten 211 på den øvre ringen 203 til aktiveringsanordningen 2, kan man også anordne for eksempel en mellomliggende ring mellom aktiveringsanordningen 2 og tetningsringen 3 for overføring av aktueringskraften fra aktiveringsanordningen 2 til tetningsringen 3. Aktiveringsanordningen 2 kan også omfatte flere eller færre fjærringer 201, 203, 205 enn hva som er vist i utførelsesformen vist her. It should be noted that instead of having the actuation force surface 211 on the upper ring 203 of the actuation device 2, one can also arrange, for example, an intermediate ring between the actuation device 2 and the sealing ring 3 for transferring the actuation force from the actuation device 2 to the sealing ring 3. The actuation device 2 can also include more or fewer spring rings 201, 203, 205 than what is shown in the embodiment shown here.

Fig. 7 viser en situasjon som ligner på den vist i Fig. 6. I Fig. 7 har imidlertid den radielle avstanden D (Fig. 5) øket. Dette kan for eksempel være på grunn av indre trykk, termisk ekspansjon eller fjerning av mekaniske krefter som tidligere virket på den ytre flaten til det ytre rørformete elementet 107 (XT-rørstussen i denne utførelsesformen). På grunn av dette større ringrommet 19, kan tetnings-ringen 3 bevege seg langs den skråstilte elementflaten 9 for å ekspandere radielt, og den kan også vri seg idet aktiveringsanordningen 2 påfører en kraft på den nedenfra («nedenfra» i forhold til tegningen i Fig. 7). Tverrsnittet vist i Fig. 7 shows a situation similar to that shown in Fig. 6. In Fig. 7, however, the radial distance D (Fig. 5) has increased. This may be, for example, due to internal pressure, thermal expansion or the removal of mechanical forces previously acting on the outer surface of the outer tubular member 107 (XT tube stub in this embodiment). Because of this larger annular space 19, the sealing ring 3 can move along the inclined element surface 9 to expand radially, and it can also twist as the actuating device 2 applies a force to it from below ("from below" in relation to the drawing in Fig .7). Cross section shown in

tegningene i Fig. 5 til Fig. 8 roterer eller vrir seg i en retning mot klokken som et resultat av økt radiell dimensjon i ringrommet 19, som indikert med den kurvete pilen i Fig. 7. Som et resultat beveger den motsatte tetningsflaten 13 til tetnings-ringen seg etter (det vil si den følger) den indre flaten 7 til det ytre rørformete elementet 107 og sikrer fortsatt tetning. the drawings in Fig. 5 to Fig. 8 rotate or twist in a counterclockwise direction as a result of increased radial dimension in the annulus 19, as indicated by the curved arrow in Fig. 7. As a result, the opposite sealing surface 13 moves to seal - the ring follows (that is, it follows) the inner surface 7 of the outer tubular element 107 and ensures continued sealing.

Det skal bemerkes at i situasjonene vist i Fig. 6 og Fig. 7 (også Fig. 8) er omkretsen til tetningsringen 3 blitt økt ved å presse den til å bevege seg langs den skråstilte elementflaten 9. Følgelig, strekket i tetningsringen 3 vil sikre en hensiktsmessig kontaktkraft mellom den skråstilte tetningsringflaten 11 og den motstående elementflaten 9, som vil tilveiebringe en tetning mellom disse flatene. It should be noted that in the situations shown in Fig. 6 and Fig. 7 (also Fig. 8) the circumference of the sealing ring 3 has been increased by pressing it to move along the inclined element surface 9. Consequently, the stretch in the sealing ring 3 will ensure an appropriate contact force between the inclined sealing ring surface 11 and the opposing element surface 9, which will provide a seal between these surfaces.

I Fig. 8 tilsvarer situasjonen på mange måter til den i Fig. 7. Imidlertid påfører et betydelig trykk, slik som et brønntrykk, en ytterligere kraft på den nedre siden til tetningsringen 3. Denne ytterligere kraften gjør at tetningsringen 3 glir en ytterligere avstand langs den skråstilte elementflaten 9. Ettersom den motsatte tetningsringflaten 13 støter mot den indre flaten 7 til det ytre rørformete elementet 107, vrir tetningsringen 3 seg nå i den andre retningen (det vil si i retning med klokken i bildet vist i Fig. 8). For å begrense denne vridebevegelsen støter en øvre skulder 17 av tetningsringen 3 mot den indre flaten 7 ved en øvre del av tetningsringen 3. Den øvre skulderen 17 kan også fremvise en flate innrettet for tetting mot den indre flaten 7 til det ytre rørformete elementet. In Fig. 8 the situation corresponds in many ways to that in Fig. 7. However, a significant pressure, such as a well pressure, applies an additional force on the lower side of the seal ring 3. This additional force causes the seal ring 3 to slide a further distance along the inclined element surface 9. As the opposite sealing ring surface 13 abuts the inner surface 7 of the outer tubular element 107, the sealing ring 3 now turns in the other direction (that is, clockwise in the image shown in Fig. 8). To limit this twisting movement, an upper shoulder 17 of the sealing ring 3 abuts the inner surface 7 at an upper part of the sealing ring 3. The upper shoulder 17 can also present a surface arranged for sealing against the inner surface 7 of the outer tubular element.

Dersom den radielle avstanden D til ringrommet 19 blir mindre, vil tetnings-ringen 3 bli presset nedover av den skråstilte elementflaten 9, og således komprimere aktiveringsanordningen 2. Også, dersom trykket avtar vil også tetningsringen 3 bevege seg nedover langs den skråstilte elementflaten 9. I disse tilfellene vil tetningsringen 3 også vri seg i den motsatte retningen, mot sin originale konfigurasjon. If the radial distance D to the annulus 19 becomes smaller, the sealing ring 3 will be pressed downwards by the inclined element surface 9, thus compressing the activation device 2. Also, if the pressure decreases, the sealing ring 3 will also move downwards along the inclined element surface 9. I in these cases, the sealing ring 3 will also twist in the opposite direction, towards its original configuration.

Følgelig, tetningssystemet 1 i samsvar med oppfinnelsen omfatter en tetningsring 3 anordnet mellom et indre rørformet element og et ytre rørformet element, som vil fortsette å fremvise tetningsfunksjon både under varierende trykkforhold, så vel som varierende størrelse på det indre og ytre rørformete elementet. Det vil si, når ringromsstørrelsen øker og/eller trykket øker, vil tetningsringen være i stand til å bevege seg langs den skråstilte elementflaten og vri seg, og slik tilpasse seg den nye ringromsstørrelsen. Tilsvarende, når ringromsstørrelsen blir mindre, er tetningsringen i stand til å beveg seg tilbake langs den skråstilte elementflaten og å vri seg i den motsatte retningen, og slik tilpasse seg den reduserte ringromsstørrelsen. Under disse bevegelsene til tetningsringen, det vil si endring av omkrets og konfigurasjon (ved vridning), fortsetter aktiveringsanordningen å fremvise en aktueringskraft på tetnings-ringen for å sikre en hensiktsmessig tetningsfunksjon mot både den indre og ytre flaten. Accordingly, the sealing system 1 according to the invention comprises a sealing ring 3 arranged between an inner tubular element and an outer tubular element, which will continue to exhibit sealing function both under varying pressure conditions, as well as varying sizes of the inner and outer tubular element. That is, as the annulus size increases and/or the pressure increases, the sealing ring will be able to move along the inclined member face and twist, thus adapting to the new annulus size. Similarly, as the annulus size decreases, the sealing ring is able to move back along the inclined member face and to twist in the opposite direction, thus accommodating the reduced annulus size. During these movements of the sealing ring, i.e. change of circumference and configuration (by twisting), the actuation device continues to exert an actuating force on the sealing ring to ensure an appropriate sealing function against both the inner and outer surfaces.

Aktiveringsanordningen 2 fungerer som en aksialt bevegende fjær som bibeholder aktueringskraft på tetningsringen 3 over en funksjonsbane til tetnings-ringen 3, langs hvilken tetningsringen 3 vil tilveiebringe tilstrekkelig tetningsfunksjon mot både den indre flaten 7 til det ytre rørformete elementet 107 og den ytre flaten 5 til det indre rørformete elementet 105. Når den radielle avstanden mellom den indre flaten 7 og den ytre flaten 5 øker, glir senterringen 201 på den motstående glideflaten 213 til den nedre ringen 205 i en slik retning at omkretsen Cr til senterringen 201 forandrer seg mot den originale omkretsen til senterringen Cro. Denne endringen kan enten være en endring mot mindre strekk eller en endring mot mindre kompresjon av senterringen 201. Videre, når den radielle avstanden mellom den indre flaten 7 og den ytre flaten 5 blir mindre, glir senterringen 201 på den motstående glideflaten 213 i en slik retning at omkretsen Cr til fjærringen 201 forandrer seg bort fra den originale omkretsen Cro til fjærringen 201. The activation device 2 functions as an axially moving spring which maintains actuation force on the sealing ring 3 over a functional path of the sealing ring 3, along which the sealing ring 3 will provide a sufficient sealing function against both the inner surface 7 of the outer tubular element 107 and the outer surface 5 of the the inner tubular element 105. When the radial distance between the inner surface 7 and the outer surface 5 increases, the center ring 201 slides on the opposite sliding surface 213 of the lower ring 205 in such a direction that the circumference Cr of the center ring 201 changes towards the original circumference to the center ring Cro. This change can either be a change towards less stretching or a change towards less compression of the center ring 201. Furthermore, when the radial distance between the inner surface 7 and the outer surface 5 becomes smaller, the center ring 201 slides on the opposite sliding surface 213 in such direction that the circumference Cr of the spring ring 201 changes away from the original circumference Cro of the spring ring 201.

Det henvises igjen til Fig. 3 som viser et forstørret tverrsnittsriss gjennom en del av tetningsringen 3 til et tetningssystem 1 i samsvar med oppfinnelsen. Den skråstilte tetningsringflaten 11, som er innrettet til å støte mot den skråstilte elementflaten 3, fremviser fordelaktig en buet form. Denne buete formen gjør tetningsringen 3 egnet for vridebevegelsen beskrevet ovenfor, mens den fortsatt bibeholder tetningsfunksjon. Den kurvete formen reduserer også risikoen for skade på de motstående tetningsflatene, slik som ved skraping, bulking eller deformasjon. Den buete formen til den skråstilte tetningsringflaten 11 resulterer i at kontaktlinjen 23, ved hvilken den skråstilte tetningsringflaten 11 er i kontakt med den skråstilte elementflaten 9, vil bevege seg når tetningsringen 3 vrir seg (jf. Fig. 13 og Fig. 14). Reference is again made to Fig. 3 which shows an enlarged cross-sectional view through part of the sealing ring 3 of a sealing system 1 in accordance with the invention. The inclined sealing ring surface 11, which is arranged to abut against the inclined element surface 3, advantageously exhibits a curved shape. This curved shape makes the sealing ring 3 suitable for the twisting movement described above, while still maintaining its sealing function. The curved shape also reduces the risk of damage to the opposing sealing surfaces, such as by scratching, denting or deformation. The curved shape of the inclined sealing ring surface 11 results in the contact line 23, at which the inclined sealing ring surface 11 is in contact with the inclined element surface 9, will move when the sealing ring 3 turns (cf. Fig. 13 and Fig. 14).

Som det fremgår av Fig. 3 fremviser den motsatte tetningsringflaten 13 også As can be seen from Fig. 3, the opposite sealing ring surface also exhibits 13

fordelaktig en buet form. Dette er fordelaktig ettersom den radielle avstanden D varierer, som beskrevet ovenfor. Tetningsringen 3 er følgelig innrettet til å tette i forskjellige vridningsposisjoner, med både den skråstilte tetningsringflaten 11 og den motsatte tetningsringflaten 13. advantageously a curved shape. This is advantageous as the radial distance D varies, as described above. The sealing ring 3 is therefore designed to seal in different twist positions, with both the inclined sealing ring surface 11 and the opposite sealing ring surface 13.

Fig. 9 og Fig. 10 er prinsipptegninger som viser prinsippet til tetningssystemet 1 Fig. 9 and Fig. 10 are principle drawings showing the principle of the sealing system 1

i samsvar med den foreliggende oppfinnelsen når den indre flaten 7 til det ytre rørformete elementet 107 omfatter den skråstilte elementflaten 9, i stedet for den ytre flaten 5 til det indre rørformete elementet, som vist i Fig. 1 til Fig. 8. Fig. 9 tilsvarer utførelsesformen vist med henvisning til Fig. 1 til Fig. 8, i hvilken den skråstilte elementflaten 9 er på det indre rørformete elementet 105, det vil si på den ytre flaten 5 til det indre rørformete elementet 105, som vender radielt utover. Fig. 10 viser en utførelsesform hvor den skråstilte elementflaten 9 er anordnet på den innover vendte indre flaten 7 til det ytre rørformete elementet 107. Tverrsnittet til en del av tetningsringen 3 er speilet slik at den skråstilte tetningsringflaten 11 vender mot den skråstilte elementflaten 9. Videre, når aktiveringsanordningen 2, er kun angitt med en pil, påfører aktueringskraften på tetnings-ringen 3, blir omkretsen C til tetningsringen 3 redusert elastisk. Dette er for-skjellig fra utførelsesformen vist i Fig. 1 til Fig. 8, hvorved omkretsen C ble øket. På grunn av reduksjonen av omkretsen C, vil tetningsringen 3 påføre en kraft på den innovervendte skråstilte elementflaten 9. Den motsatte tetningsringflaten 13 vil, på den annen side, bli presset radialt mot den ytre flaten 5 til det indre rørformete elementet 105. in accordance with the present invention when the inner surface 7 of the outer tubular element 107 comprises the inclined element surface 9, instead of the outer surface 5 of the inner tubular element, as shown in Fig. 1 to Fig. 8. Fig. 9 corresponds to the embodiment shown with reference to Fig. 1 to Fig. 8, in which the inclined element surface 9 is on the inner tubular element 105, i.e. on the outer surface 5 of the inner tubular element 105, which faces radially outwards. Fig. 10 shows an embodiment where the inclined element surface 9 is arranged on the inward facing inner surface 7 of the outer tubular element 107. The cross-section of part of the sealing ring 3 is mirrored so that the inclined sealing ring surface 11 faces the inclined element surface 9. Furthermore , when the actuating device 2, indicated only with an arrow, applies the actuating force to the sealing ring 3, the circumference C of the sealing ring 3 is reduced elastically. This is different from the embodiment shown in Fig. 1 to Fig. 8, whereby the circumference C was increased. Due to the reduction of the circumference C, the sealing ring 3 will apply a force to the inwardly inclined element surface 9. The opposite sealing ring surface 13 will, on the other hand, be pressed radially against the outer surface 5 of the inner tubular element 105.

Som beskrevet over, når tetningsringen 3 beveger seg i en aksial retning og glir langs den skråstilte elementflaten 9, vil dens omkrets C endre seg. Fig. 11 og As described above, when the sealing ring 3 moves in an axial direction and slides along the inclined element surface 9, its circumference C will change. Fig. 11 and

Fig. 12 viser prinsipielt en slik endring. Det skal bemerkes at disse tegningene kun er prinsippskisser for illustrasjon. I Fig. 11 er en tetningsring 3 vist i sin hvile- eller originale konfigurasjon Co, som angitt med den sirkelformete linjen som omringer tetningsringen 3. Fig. 12 illustrerer den samme tetningsringen 3 i en modus hvor den er blitt beveget langs den skråstilte elementflaten 9, slik som vist i Fig. 6 til Fig. 8. Som et resultat av bevegelsen er dens omkrets C blitt øket med en mengde på AC. Følgelig er dens omkrets C nå Co + AC. Det skal bemerkes at forskjellen mellom disse figurene er mye overdrevet for illustrasjonsformål. Fig. 12 basically shows such a change. It should be noted that these drawings are schematics for illustration purposes only. In Fig. 11 a sealing ring 3 is shown in its rest or original configuration Co, as indicated by the circular line surrounding the sealing ring 3. Fig. 12 illustrates the same sealing ring 3 in a mode where it has been moved along the inclined element surface 9 , as shown in Fig. 6 to Fig. 8. As a result of the movement, its circumference C has been increased by an amount of AC. Consequently, its circumference C is now Co + AC. It should be noted that the difference between these figures is greatly exaggerated for illustration purposes.

Dersom den skråstilte elementflaten 9 er anordnet på den indre flaten 7 til det ytre rørformete elementet 107, slik som illustrert i Fig. 10, ville omkretsen C blitt redusert når aktiveringsanordningen 2 presser tetningsringen 3 langs den skråstilte elementflaten 9. Tetningsringen 3 ville da bli komprimert. If the inclined element surface 9 is arranged on the inner surface 7 of the outer tubular element 107, as illustrated in Fig. 10, the circumference C would be reduced when the activation device 2 presses the sealing ring 3 along the inclined element surface 9. The sealing ring 3 would then be compressed .

I begge tilfellene blir omkretsen C til tetningsringen 3 forandret fra sin originale tilstand med en omkrets C lik Co til en ny omkrets som er enten komprimert eller utvidet til C = C + AC. Endringen i omkrets, AC, kan således være positiv eller negativ. Fig. 13 og Fig. 14 er forstørrete prinsipp tverrsnittsriss gjennom en del av tetningsringen 3 og den skråstilte elementflaten 9, og illustrerer vridning av tetningsringen 3. Fig. 13 illustrerer tetningsringen 3 i en tettingsmodus i hvilken den er blitt presset en avstand opp langs den skråstilte elementflaten 9. Sammenlignet med situasjonen i Fig. 13, i situasjonen vist i Fig. 14 har den radielle avstanden mellom den ytre flaten 5 og den indre flaten 7 (ikke vist i disse tegningene) til det ytre rørformete elementet 107 øket. Som et resultat har tetningsringen 3 beveget seg en ytterligere avstand langs den skråstilte elementflaten 9 og også vridd seg en vinkel tilsvarende den angitte vinkelen a (Fig. 14). Som kan forstås ved sammenligning av de to tegningene i Fig. 13 og Fig. 14, er den motsatte tetningsringflaten 13 betraktelig lengre til høyre i Fig. In both cases, the circumference C of the sealing ring 3 is changed from its original state with a circumference C equal to Co to a new circumference that is either compressed or expanded to C = C + AC. The change in circumference, AC, can thus be positive or negative. Fig. 13 and Fig. 14 are enlarged principle cross-sectional views through part of the sealing ring 3 and the inclined element surface 9, and illustrate twisting of the sealing ring 3. Fig. 13 illustrates the sealing ring 3 in a sealing mode in which it has been pressed a distance up along the inclined element surface 9. Compared with the situation in Fig. 13, in the situation shown in Fig. 14, the radial distance between the outer surface 5 and the inner surface 7 (not shown in these drawings) of the outer tubular element 107 has increased. As a result, the sealing ring 3 has moved a further distance along the inclined element surface 9 and also twisted an angle corresponding to the indicated angle a (Fig. 14). As can be understood by comparing the two drawings in Fig. 13 and Fig. 14, the opposite sealing ring surface 13 is considerably longer to the right in Fig.

14 enn i Fig. 13, som et resultat av en kombinasjon av endret omkrets C og vridningen tilsvarende den angitte vinkelen a. Man skal også bemerke at kontaktlinjen 23 har endret sin posisjon både på den skråstilte elementflaten 9 så vel som på den skråstilte tetningsringflaten 11. Noen trekk vist i Fig. 13 og 14 than in Fig. 13, as a result of a combination of changed circumference C and the twist corresponding to the specified angle a. It should also be noted that the contact line 23 has changed its position both on the inclined element surface 9 as well as on the inclined sealing ring surface 11 .Some features shown in Fig. 13 and

Fig. 14 er overdrevet for illustrasjonsformål. Fig. 14 is exaggerated for illustration purposes.

Fig. 15 er et tverrsnittsriss av et tetningssystem 1 i samsvar med oppfinnelsen. I denne utførelsesformen omfatter tetningssystemet 1 ytterligere en kiletetning 31 som er anordnet koaksialt med tetningsringen 3. Videre, den er anordnet på den aksiale siden av tetningsringen 3 som er motsatt av aktiveringsanordningen 2. Som kan forstås av Fig. 15 er kiletetningen 31 anordnet på tetningsringen 3, slik at en kiletetningsaktueringskraft blir overført fra tetningsringen 3 på kiletetningen. Følgelig, når tetningsringen 3 blir beveget i den aksiale retningen, ved å gli opp eller ned langs den skråstilte elementflaten 9, vil kiletetningen 31 bevege seg sammen med den. Når kiletetningen 31 beveger seg i den aksiale retningen, glir den langs en skråstilt kiletetningsflate 33 på det indre rørformete elementet 105, det vil si på den ytre flaten 5 til det indre rørformete elementet 105. Det skal bemerkes imidlertid, at i et tilfelle hvor den skråstilte elementflaten 9 er anordnet på den indre flaten 7 til det ytre rørformete elementet 107 (jf. prinsippillustrasjonen til Fig. 10), ville den skråstilte kiletetningsflaten 33 også vært anordnet på den indre flaten 7. Fig. 15 is a cross-sectional view of a sealing system 1 in accordance with the invention. In this embodiment, the sealing system 1 further comprises a wedge seal 31 which is arranged coaxially with the sealing ring 3. Furthermore, it is arranged on the axial side of the sealing ring 3 which is opposite to the activation device 2. As can be understood from Fig. 15, the wedge seal 31 is arranged on the sealing ring 3, so that a wedge seal actuation force is transferred from the sealing ring 3 to the wedge seal. Accordingly, when the sealing ring 3 is moved in the axial direction, by sliding up or down along the inclined element surface 9, the wedge seal 31 will move together with it. When the wedge seal 31 moves in the axial direction, it slides along an inclined wedge sealing surface 33 on the inner tubular member 105, that is, on the outer surface 5 of the inner tubular member 105. It should be noted, however, that in a case where the inclined element surface 9 is arranged on the inner surface 7 of the outer tubular element 107 (cf. the principle illustration of Fig. 10), the inclined wedge sealing surface 33 would also be arranged on the inner surface 7.

Kiletetningen 31 kan fordelaktig være laget av en polymer. Videre kan den omfatte en trykkside (på den aksiale nedre siden i Fig. 15) som er laget av én type polymer, og en tetningsside (på den aksiale motsatte siden i forhold til trykksiden) som er laget av en annen polymer. The wedge seal 31 can advantageously be made of a polymer. Furthermore, it may comprise a pressure side (on the axial lower side in Fig. 15) which is made of one type of polymer, and a sealing side (on the axial opposite side in relation to the pressure side) which is made of another polymer.

Kiletetningen 31 utgjør en ytterligere trykkbarriere og fungerer samtidig som tetningsringen 3. Videre kan kiletetningen 31 fungere til å hindre urenheter, slik som støv eller små partikler, fra å entre forbi kiletetningen og å bli komprimert mellom den skråstilte elementflaten 9 og den skråstilte tetningsringflaten 11. The wedge seal 31 forms a further pressure barrier and functions at the same time as the sealing ring 3. Furthermore, the wedge seal 31 can function to prevent impurities, such as dust or small particles, from entering past the wedge seal and being compressed between the inclined element surface 9 and the inclined sealing ring surface 11.

Fig. 16 til Fig. 20 viser forstørrete tverrsnittsriss gjennom forskjellige alternative utførelsesformer av en tetningsring 3 som kan være del av andre utførelses-former av tetningssystemet i samsvar med oppfinnelsen. Alle de illustrerte tetningsringene 3 har en skråstilt tetningsringflate 11 innrettet til å tette mot den skråstilte elementflaten 9 (jf- Fig. 5). Felles for de alle er også at de har en aktueringsflate 15 som er innrettet til å være i inngrep med en aktiveringsanordning 2 og en motsatt tetningsringflate 13 som er innrettet til å tette mot den indre flaten til det ytre rørformete elementet 107 eller den ytre flaten 5 til det indre rørformete elementet 105, mot hvilken den skråstilte tetningsringflaten 11 ikke tetter. Videre, den aksiale posisjonen til den skråstilte tetningsringflaten 11 er forskjøvet i forhold til den aksiale posisjonen til den motsatte tetningsringflaten 13. Eller i det minste punktet med inngrep mellom den skråstilte tetningsringflaten 11 og en motstøtende skråstilt elementflate 9 er aksialt forskjøvet i forhold til punktet med inngrep mellom den motsatte tetningsringflaten 13 og en motstøtende indre flate 7 eller ytre flate 5. Denne aksiale forskyvningen fører til den ønskete varierende radielle avstanden mellom den skråstilte tetningsringflaten 11 og den motsatte tetningsringflaten 13 når tetningsringen 3 vrir seg. Fig. 16 to Fig. 20 show enlarged cross-sectional views through various alternative embodiments of a sealing ring 3 which can be part of other embodiments of the sealing system in accordance with the invention. All of the illustrated sealing rings 3 have an inclined sealing ring surface 11 designed to seal against the inclined element surface 9 (cf. Fig. 5). Common to all of them is also that they have an actuation surface 15 which is designed to engage with an activation device 2 and an opposite sealing ring surface 13 which is designed to seal against the inner surface of the outer tubular element 107 or the outer surface 5 to the inner tubular element 105, against which the inclined sealing ring surface 11 does not seal. Furthermore, the axial position of the inclined sealing ring surface 11 is displaced relative to the axial position of the opposite sealing ring surface 13. Or at least the point of engagement between the inclined sealing ring surface 11 and an opposing inclined element surface 9 is axially displaced relative to the point of engagement between the opposing sealing ring surface 13 and an opposing inner surface 7 or outer surface 5. This axial displacement leads to the desired varying radial distance between the inclined sealing ring surface 11 and the opposing sealing ring surface 13 as the sealing ring 3 rotates.

Felles for alle utførelsesformene av en tetningsring 3 vist i Fig. 16 til Fig. 20 (så vel som den vist i Fig. 3) er at aktueringsflaten 15 fremviser en skråstilling og vender i en delvis radiell retning som er motsatt av den radielle retningen som den motsatte tetningsringflaten 13 vender i. Denne skråstillingen til aktueringsflaten 15 bidrar til å tilveiebringe rotasjonsbevegelsen til tetningsringen 3 når den tilpasser seg varierende avstander i ringrommet 19. Common to all the embodiments of a sealing ring 3 shown in Fig. 16 to Fig. 20 (as well as that shown in Fig. 3) is that the actuation surface 15 exhibits an inclined position and faces in a partially radial direction which is opposite to the radial direction which the opposite sealing ring surface 13 faces in. This inclined position of the actuating surface 15 helps to provide the rotational movement of the sealing ring 3 when it adapts to varying distances in the annulus 19.

I de viste utførelsesformene danner aktueringsflaten 15 til tetningsringen 3, sammen med den motsatte tetningsringflaten 13, en spiss 21 i tverrsnittet gjennom tetningsringen 3. Spissen 21 er ved en aksial og radiell ende av tverrsnitts-formen og også nærmere aktiveringsanordningen enn den skråstilte tetningsringflaten 11 er. Videre, i utførelsesformene vist i Fig. 3 og Fig. 16 til Fig. 19 er det en vinkel på minst 20 grader mellom den hovedsakelige retningen til aktueringsflaten 15 og den hovedsakelige retningen til den motsatte tetningsringflaten 13. Denne vinkelen resulterer i en spisset spiss i et tverrsnitt av en del av tetningsringen. In the embodiments shown, the actuation surface 15 of the sealing ring 3, together with the opposite sealing ring surface 13, forms a tip 21 in the cross-section through the sealing ring 3. The tip 21 is at an axial and radial end of the cross-sectional shape and also closer to the actuating device than the inclined sealing ring surface 11 is . Furthermore, in the embodiments shown in Fig. 3 and Fig. 16 to Fig. 19 there is an angle of at least 20 degrees between the main direction of the actuating surface 15 and the main direction of the opposite sealing ring surface 13. This angle results in a pointed tip in a cross-section of part of the sealing ring.

Man skal også bemerke at punktet for inngrep mellom aktueringsflaten 15 til tetningsringen 3 og aktiveringsanordningen 2 (eller en mellomliggende ring som overfører aktueringskraften fra aktiveringsanordningen 2 til tetningsringen 3) er radielt forskjøvet mot den motsatte tetningsringflaten 13 i forhold til en aksial senterlinje mellom de radielt ytterste delene til tetningsringen 3 (med hensyn til de forstørrete tverrsnittene vist i Fig. 3 og Fig. 16 til Fig. 20). Dette trekket bidrar også til å tilveiebringe nevnte rotasjonsbevegelse. It should also be noted that the point of engagement between the actuating surface 15 of the sealing ring 3 and the actuating device 2 (or an intermediate ring which transfers the actuating force from the actuating device 2 to the sealing ring 3) is radially displaced towards the opposite sealing ring surface 13 in relation to an axial center line between the radially outermost the parts of the sealing ring 3 (with regard to the enlarged cross-sections shown in Fig. 3 and Fig. 16 to Fig. 20). This feature also helps to provide said rotational movement.

Som vist med utførelsesformene illustrert i Fig. 17 og Fig. 19 kan den delen av tetningsringen 3 som fremviser den motsatte tetningsringflaten 13 og aktueringsflaten 15 ha en tynn form (det vil si denne delen av tverrsnittet til tetnings-ringen 3) som vil tillate noe bøyning av tetningsringen 3 om en periferisk akse som strekker seg parallelt med tetningsringen 3. Følgelig, for slike utførelses-former vil tetningsringen 3 tilpasse seg de varierende dimensjonene til ringrommet 19, som beskrevet ovenfor, ved bevegelse langs den skråstilte elementflaten 9, vridning av hele tetningsringtverrsnittet (slik som vist i Fig. 3), så vel som en viss grad av bøyning i tetningsringen 3. Denne bøyningen kan tillate en enda ytterligere variasjon av ringromsavstanden uten å miste tetningsevnen til tetningsringen 3. As shown with the embodiments illustrated in Fig. 17 and Fig. 19, the part of the sealing ring 3 which presents the opposite sealing ring surface 13 and the actuation surface 15 can have a thin shape (that is, this part of the cross section of the sealing ring 3) which will allow some bending of the sealing ring 3 about a circumferential axis extending parallel to the sealing ring 3. Accordingly, for such embodiments, the sealing ring 3 will adapt to the varying dimensions of the annulus 19, as described above, by movement along the inclined element surface 9, twisting of the entire the sealing ring cross-section (as shown in Fig. 3), as well as a certain degree of bending in the sealing ring 3. This bending can allow an even further variation of the annulus spacing without losing the sealing ability of the sealing ring 3.

I en mulig utførelsesform av tetningsringen 3, som vist i Fig. 18, er tetnings-ringen 3 ikke forsynt med den øvre skulderen 17 som er anordnet i de andre utførelsesformene for å begrense mengden av rotasjon. In one possible embodiment of the sealing ring 3, as shown in Fig. 18, the sealing ring 3 is not provided with the upper shoulder 17 which is arranged in the other embodiments to limit the amount of rotation.

Det skal bemerkes at de viste tverrsnittene av forskjellige utførelsesformer av tetningsringen 3, som vist i Fig. 3 og Fig. 16 til Fig. 20, kan anvendes både på en radielt innover- og utovervendt skråstilt elementflate 9, slik som beskrevet med henvisning til Fig. 9 og Fig. 10. It should be noted that the shown cross-sections of different embodiments of the sealing ring 3, as shown in Fig. 3 and Fig. 16 to Fig. 20, can be used both on a radially inward and outward facing inclined element surface 9, as described with reference to Fig .9 and Fig. 10.

Fig. 21 er et prinsipp-tverrsnittsriss gjennom enda en alternativ utførelsesform av et tetningssystem V i samsvar med oppfinnelsen. I Fig. 21 er systemet vist i en ikke-aktivert tilstand. I denne utførelsesformen er tetningsringen 3 delt i en tetningsringdel 3a og en tetningsstoppering 3b. Virkemåten til dette tetningssystemet 1' er hovedsakelig tilsvarende funksjonen til tetningssystemet 1 beskrevet ovenfor. Tetningsringdelen 3a fremviser en skråstilt tetningsringflate 11, en motsatt tetningsringflate 13 og en aktueringsflate 15. Tetningsstoppringen 3b er anordnet direkte aksialt tilstøtende og anstøtende på tetningsringdelen 3a. Tetningsstopperingen 3b tjener til å begrense den aksiale bevegelsen til tetningsringdelen 3a. Uten tetningsstoppringen 3b kunne tetningsringdelen 3a også vært utsatt for vridning i «feil» retning, idet den skråstilte tetningsringflaten 11 kunne hatt mulighet til å gli en for lang avstand langs den skråstilte elementflaten 9. Følgelig, én av de radielt vendte sidene til tetningsstopperingen 3b er sammenlignbar med den øvre skulderen 17 vist i utførelsesformene ovenfor. Fig. 22 viser det samme tverrsnittet som Fig. 21, dog med tetningssystemet V i en aktivert tilstand. Fig. 23 er et tverrsnittsriss tilsvarende Fig. 22, dog i en tilstand hvor brønntrykk utøver en kraft på tetningsringdelen 3a. Fig. 24 er et forstørret tverrsnittsriss gjennom tetningsringdelen 3a til utførelses-formen vist i Fig. 21 til Fig. 23. Fig. 25 er et tverrsnittsriss gjennom hele tetningsringdelen 3a til tetningsringdelen vist i Fig. 24. Fig. 21 is a principle cross-sectional view through yet another alternative embodiment of a sealing system V in accordance with the invention. In Fig. 21, the system is shown in a non-activated state. In this embodiment, the sealing ring 3 is divided into a sealing ring part 3a and a sealing stop ring 3b. The operation of this sealing system 1' is mainly similar to the function of the sealing system 1 described above. The sealing ring part 3a exhibits an inclined sealing ring surface 11, an opposite sealing ring surface 13 and an actuation surface 15. The sealing stop ring 3b is arranged directly axially adjacent and abutting the sealing ring part 3a. The sealing stop ring 3b serves to limit the axial movement of the sealing ring part 3a. Without the sealing stop ring 3b, the sealing ring part 3a could also have been subjected to twisting in the "wrong" direction, as the inclined sealing ring surface 11 could have had the opportunity to slide too far along the inclined element surface 9. Consequently, one of the radially facing sides of the sealing stop ring 3b is comparable to the upper shoulder 17 shown in the above embodiments. Fig. 22 shows the same cross-section as Fig. 21, however with the sealing system V in an activated state. Fig. 23 is a cross-sectional view corresponding to Fig. 22, however in a state where well pressure exerts a force on the sealing ring part 3a. Fig. 24 is an enlarged cross-sectional view through the sealing ring part 3a of the embodiment shown in Fig. 21 to Fig. 23. Fig. 25 is a cross-sectional view through the entire sealing ring part 3a of the sealing ring part shown in Fig. 24.

Både tetningsringen 3, og de indre og ytre rørformete elementene 105, 107 er fortrinnsvis av metall, slik det er vanlig i en havbunnsbrønnanvendelse. Both the sealing ring 3 and the inner and outer tubular elements 105, 107 are preferably made of metal, as is usual in a seabed well application.

Claims

1. Sealing system comprising - a sealing ring (3) comprising metal, which seals between an inner tubular element (105) having an outer surface (5) and a coaxially arranged outer tubular element (107) having an inner surface (7), whereby the inner surface (7) or outer surface (5) is provided with an inclined element surface (9) against which the sealing ring (3) slides when it moves in the axial direction, thus changing its circumference (C); and - an activation device (2) which applies an actuation force to said sealing ring, and thus presses an inclined sealing ring surface (11) of the sealing ring (3) against the inclined element surface (9); characterized by the actuation device (2) maintains said actuation force along a functional path of the sealing ring (3) between an inner sealing position and an outer sealing position, whereby, when the sealing ring (3) is between the inner and outer sealing positions, as a result of radial expansion or radial reduction of the the inner surface (7) or the outer surface (5), whichever is opposite to the inclined element surface (9), - the activation device (2) moves the sealing ring (3) along the inclined element surface (9) in a first direction, when the radial distance between the inner surface (7) and the outer surface (5) increases, thus increasing the difference between the circumference (C) of the sealing ring and the original circumference (Co) of the sealing ring; and - the activation device (2) is compressed in an axial direction by the sealing ring (3), when the radial distance between the inner surface (7) and the outer surface (5) decreases, the sealing ring being pressed against the inclined element surface (9) by radial force from the inner surface (7) or the outer surface (5), which results in a movement of the sealing ring (3) along the inclined element surface (9) in a second direction opposite to said first direction, thus reducing the difference between the circumference (C) of the sealing ring (3) and the original circumference (Co) of the sealing ring (3).

2. Sealing system in accordance with patent claim 1, characterized in that the activation device (2) comprises an endless spring ring (201) with an inclined ring sliding surface (209) which abuts against an opposing sliding surface (213), whereby - in the case where the radial distance between the inner the surface (7) and the outer surface (5) increases, the endless spring ring (201) slides on the opposite sliding surface (213) in such a direction that the circumference (Cr) of the spring ring (201) changes to the original circumference of the spring ring ( Cro); and that - in the case where the radial distance between the inner surface (7) and the outer surface (5) decreases, the endless spring ring (201) slides on the opposite sliding surface (213) in such a direction that the circumference (Cr) of the spring ring (201) changes away from the original circumference of the spring ring (Cro).

3. Sealing system in accordance with patent claim 2, characterized in that the activation device (2) comprises a plurality of endless spring rings (201, 203, 205) which are coaxially arranged, whereby adjacent spring rings (201, 203, 205) are arranged to slide against each other along their opposing inclined sliding surfaces and opposite sliding surfaces (207, 209, 213, 215) in such a way that the circumference of adjacent spring rings changes in opposite directions.

4. Sealing system in accordance with patent claim 2 or 3, characterized in that the sealing ring (3) comprises an actuation surface (15) which is arranged to receive said actuation force from the activation device (2).

5. Sealing system in accordance with patent claim 4, characterized in that the actuation surface (15) is inclined in relation to the axial and radial direction, whereby a spring ring (203) or an intermediate ring which is arranged between the actuation device (2) and the sealing ring (3), collides with the actuation surface (15) of the sealing ring (3) with an inclined actuation force surface (211), and thus transmits said actuation force.

6. Sealing system in accordance with patent claim 4 or 5, characterized in that the actuation surface (15) together with an opposite sealing ring surface (13) forms a tip (21) in the cross section through the sealing ring (3), which tip (21) is at an axial and radial end to said cross-section and closer to the activation device (2) than the inclined sealing ring surface (11) is.

7. Sealing system in accordance with one of the preceding patent claims, characterized in that - the activation device (2) rotates, by means of the activation force, the sealing ring (3) in a first direction of rotation and thus moves a contact line (23) between the inclined element surface (9) and the inclined sealing ring surface (11) in such a direction that the difference between the twisting angle (a) of the sealing ring and the original twisting angle (ao) of the sealing ring (3) increases, when the radial distance between the inner surface (7) and the outer surface (5) ) increases; and that - the activation device (2) is compressed in an axial direction by the sealing ring (3) as the sealing ring is pressed against the inclined element surface (9) by radial force from the inner and outer surface (5, 7), which results in a twisting movement of the sealing ring (3) in a second twisting direction opposite to the first twisting direction, and thus the difference between the twisting angle (a) of the sealing ring (3) and the original twisting angle (ao) of the sealing ring (3) is reduced, when the radial distance between the inner surface (7) and the outer surface (5) decreases.

8. Sealing system in accordance with one of the preceding patent claims, characterized in that a wedge seal (31) is arranged coaxially in relation to the sealing ring (3) and on the axial side of the sealing ring (3) which is opposite to the activation device (2), whereby a wedge seal actuation force is transferred from the sealing ring (3) to the wedge seal (31).

9. Sealing system in accordance with patent claim 8, characterized in that the wedge seal (31) is arranged to slide on an inclined wedge sealing surface (33) which is arranged on the same inner surface (7) or outer surface (5) as the inclined element surface (9 ).