ТЕПЛОИЗОЛИРОВАННАЯ КОЛОННА Российский патент 2007 года по МПК E21B17/00 F16L59/15 

Изобретение относится к нефтяной промышленности и может найти применение при строительстве теплоизолированных колонн нагнетательных скважин, предназначенных для нагнетания теплоносителя в продуктивный пласт.

Известна теплоизолированная колонна, включающая коаксиально расположенные трубы, между которыми размещен теплоизолирующий материал и узлы соединения, содержащие муфту, отличающаяся тем, что узлы соединения дополнительно снабжены дюралюминиевой втулкой и фторопластовыми кольцами, теплоизолирующий слой выполнен из лент асбестотканиевой и алюминиевой, причем герметизация соединения происходит за счет теплового расширения дюралюминиевой втулки секций труб и фторопластовых колец (Заявка на изобретение РФ №2002135706/03, опубл. 2004.06.27).

Известная колонна не обеспечивает надежной герметизации соединения.

Наиболее близкой к предложенному изобретению является теплоизолированная колонна, включающая внутреннюю трубу с расположенной на ней многослойной экранной изоляцией, наружную трубу и муфту. Внутренняя труба выполнена цельной с высаженными профилированными концами. Наружная труба перед монтажом сжата вдоль оси, имеет на концах конусно-упорную резьбу и снабжена седлом и клапаном, равноудаленным от концов трубы и после герметизации седла обваренным вакуумно-плотным швом. Внутренняя и наружная трубы выполнены из одного материала и по торцам обварены вакуумно-плотными швами. На многослойной экранной изоляции размещены центрирующие кольца, между слоями многослойной экранной изоляции размещен газопоглотитель. В межтрубном пространстве создан вакуум 10^-4-10^-3 мм рт.ст. Муфта навернута на наружные трубы. Уплотнительная втулка снабжена канавкой и поджимает профилированные концы внутренней трубы к наружной трубе (Патент РФ №2129202, опубл. 1999.04.20 - прототип).

Известная теплоизолированная колонна позволяет снизить тепловые потери при закачке теплоносителя в пласт и повысить надежность работы теплоизолированной колонны. Однако теплоизолированная колонна сложна в изготовлении, надежность ее работы невысока.

В предложенном изобретении решается задача упрощения вакуумирования межтрубного пространства теплоизолированной колонны и сохранения вакуума при эксплуатации.

Задача решается тем, что теплоизолированная колонна, включающая внутреннюю трубу с расположенной на ней многослойной экранной изоляцией, центрирующими кольцами и газопоглотителем, наружную трубу, сжатую перед монтажом вдоль оси и имеющую конусно-упорную резьбу на концах, соединение внутренней и наружной труб по торцам сваркой вакуумно-плотными швами, вакуум в межтрубном пространстве и муфту с канавками и уплотнительными втулками, навернутую на наружные трубы, согласно изобретению в межтрубном пространстве вблизи соединения внутренней и наружной труб у вторых торцов труб, соединяемых после соединения первых торцев труб, снабжена герметизирующим кольцом из политетрафторэтилена, посаженным прессовой посадкой не менее 10 т/см² между трубами с возможностью продвижения в межтрубном пространстве под давлением выше давления прессовой посадки.

Сущность изобретения

Задача закачки в продуктивный нефтяной пласт теплоносителя с наименьшими потерями решается с помощью теплоизолированных колонн. Однако существующие теплоизолированные колонны не в полной мере удовлетворяют производственным потребностям по уровню теплопотерь и надежности конструкции. Создание и сохранение вакуума в межтрубном пространстве теплоизолированной колонны определяет качество и надежность конструкции. В предложенном устройстве решается задача упрощения вакуумирования межтрубного пространства теплоизолированной колонны и повышения надежности ее работы. Задача решается предложенной теплоизолированной колонной.

На фиг.1 представлена предложенная теплоизолированная колонна.

Теплоизолированная колонна включает внутреннюю трубу 1, сжатую по оси наружную трубу 2 с конусно-упорной резьбой 3 по концам. Внутренняя 1 и наружная трубы 2 имеют соединение 4 по торцам сваркой вакуумно-плотными швами. На внутренней трубе 1 расположена многослойная экранная изоляция, состоящая из слоев стеклянной сетки 5 и алюминиевой фольги 6 и с размещенным между слоями многослойной экранной изоляции газопоглотителем 7. Многослойная экранная изоляция удерживается центрирующими кольцами 8. В межтрубном пространстве создан вакуум 10^-4-10^-3 мм рт.ст. На наружные трубы 2 навернута муфта 9 с канавками 10 и уплотнительными втулками 11. В межтрубном пространстве вблизи соединения 4 внутренней 1 и наружной 2 труб у одного из торцев размещено герметизирующее кольцо 12 из политетрафторэтилена, посаженное прессовой посадкой не менее 10 т/см² между трубами 1 и 2 с возможностью продвижения в межтрубном пространстве под давлением выше давления прессовой посадки.

Теплоизолированную колонну собирают следующим образом.

На внутреннюю трубу 1 наматывают слой стеклянной сетки 5, затем слой алюминиевой фольги 6, снова слой стеклянной сетки 5, затем снова слой алюминиевой фольги 6. При этом исключается непосредственный контакт между поверхностью внутренней трубы 1 и алюминиевой фольгой 6, служащей экраном. Между алюминиевой фольгой 6 и стеклянной сеткой 5 помещают газопоглотитель 7, который содействует получению и сохранению вакуума за счет поглощения газов в кольцевых зазорах между слоями алюминиевой фольги 6. Внутреннюю трубу 1 размещают в наружной трубе 2. С одной стороны внутреннюю 1 и наружную 2 трубы сваривают вакуумно-плотным швом, формируя соединение 4.

Вакуум в межтрубном пространстве создают посредством устройства, представленного на фиг.2.

Устройство для создания вакуума включает оголовок 13 с отверстием 14 для откачки воздуха из межтрубного пространства, резиновое кольцо 15 и фланец 16. Оголовок 13 охватывает наружную трубу 2, соединенную с внутренней трубой 1 через соединение 4. Между оголовком 13 и трубой 2 размещают герметизирующее кольцо 12 из политетрафторэтилена.

Вакуум в межтрубном пространстве создают следующим образом.

На наружную трубу 1 надевают оголовок 13 с резиновым кольцом 15. С помощью фланца 16 резиновое кольцо поджимают к оголовку 13 и трубе 1 и создают герметичное соединение. Между внутренней трубой 2 и оголовком 13 вставляют под натягом кольцо 12, также создавая герметичное соединение. При этом отверстие 14 оказывается сообщенным с межтрубным пространством. Через отверстие 14 производят откачку воздуха из межтрубного пространства. После создания вакуума в межтрубном пространстве кольцо 12 продвигают в межтрубное пространство на расстояние 50-60 мм от торца трубы. Оголовок 13 снимают с трубы 1. Наружную трубу 2 сжимают на величину порядка 9-12 мм и торцы труб 1 и 2 заваривают вакуумно-плотным швом, создавая соединение 4. Выступающую часть внутренней трубы 2 срезают.

Теплоизолированная колонна работает следующим образом.

Свинченные трубы 1 и 2 посредством муфты 9 с канавками 10 и уплотнительными втулками 11 опускают в нагнетательную скважину и закачивают по колонне пар в нефтяной пласт. Потери температуры пара от устья скважины до забоя не превышают 26°С.

Наличие в трубе теплоизолированной колонны дополнительного кольца из политетрафторэтилена способствует повышению надежности конструкции, поскольку кольцо является дополнительным страховочным герметизирующим элементом соединения труб, полученного в сложных и неблагоприятных условиях производства работ, т.е. при сжатии одной из труб и вакуума в межтрубном пространстве. Прессовая посадка кольца не менее 10 т/см² между трубами обеспечивает изоляционные свойства, позволяя удерживать вакуум не только в момент вакуумирования, но и при дальнейшей эксплуатации колонны. Изготовление кольца из политетрафторэтилена как одного из самых антифрикционных материалов создает возможность продвижения кольца в межтрубное пространство под давлением выше давления прессовой посадки без нарушения изоляционных свойств.

Применение предложенной теплоизолированной колонны позволит повысить надежность ее работы и упростить изготовление.

Изобретение относится к нефтяной промышленности и может найти применение при строительстве теплоизолированных колонн нагнетательных скважин, предназначенных для нагнетания теплоносителя в продуктивный пласт. Обеспечивает упрощение вакуумирования межтрубного пространства колонны и сохранение вакуума при эксплуатации. Колонна включает внутреннюю трубу с расположенной на ней многослойной экранной изоляцией, центрирующими кольцами и газопоглотителем, наружную трубу, сжатую перед монтажом вдоль оси и имеющую конусно-упорную резьбу на концах, соединение внутренней и наружной труб по торцам сваркой вакуумно-плотными швами, вакуум в межтрубном пространстве и муфту с канавками и уплотнительными втулками, навернутую на наружные трубы. В межтрубном пространстве вблизи соединения внутренней и наружной труб у вторых торцов труб, соединяемых после соединения первых торцев труб, колонна снабжена герметизирующим кольцом из политетрафторэтилена, посаженным прессовой посадкой не менее 10 т/см² между трубами с возможностью продвижения в межтрубном пространстве под давлением выше давления прессовой посадки. 2 ил.

Теплоизолированная колонна, включающая внутреннюю трубу с расположенной на ней многослойной экранной изоляцией, центрирующими кольцами и газопоглотителем, наружную трубу, сжатую перед монтажом вдоль оси и имеющую конусно-упорную резьбу на концах, соединение внутренней и наружной труб по торцам сваркой вакуумно-плотными швами с вакуумированием межтрубного пространства, и муфту с канавками и уплотнительными втулками, навернутую на наружные трубы, отличающаяся тем, что в межтрубном пространстве вблизи соединения внутренней и наружной труб у вторых торцов труб, соединяемых после соединения первых торцов труб, снабжена герметизирующим кольцом из политетрафторэтилена, посаженным прессовой посадкой не менее 10 т/см² между трубами с возможностью продвижения в межтрубном пространстве под давлением выше давления прессовой посадки.