Термоизолированная колонна для нагнетания теплоносителя в пласт Советский патент 1980 года по МПК E21B17/00 E21B43/00 F16L59/00 

Известна термоизолированная колонна для нагнетания теплоносителя в пласт, содержащая насосно-компрессорные трубы, защитные металлические кожухи, тегь лоизолируюшнй материал, заключенный между ними, соединительные муфты, подвижные полумуфты, разъемные цилин цзнческие кожухи с уложенными внутри чередующимися экранирующими и теплоизолирукоцими элементами, прикрепленными к внутренней поверхности разъемных кожухов Ш1ОСКНМИ пружинами 2. Эта конструкция также имеет- ряд существенных недостатков. При больших температурных напорах между закачиваемым теплоносителем и окружающей . средой { ЗОО-40О°С) для создания необ ходимого термического сопротивления те ловому потоку, толщина теплоизоляционнб го слоя между секциями насосно-компрео сфных труб и защитными кожухами становится значительной, что приводит к увеличению диаметра скважины, стоимости труб, это не всегда возможно при использовании старых скважин. Изолировать секции насосно-компрессорных труб с помощью чередующихся экранирующих и изолирующих элементов, как это сделано при изол5щии соединительных муфт, практически невозможно, так как невозможно прикрепить изоляционные . элементы к внутренней стенке защитных кожухов, которые являются неразъемным и длина которых значительна по сравнению с соединительными муфтами (5,5Ю м), Кроме того, из-за тфогиба труб технически затруднительно выполнить необходимый воздушный зазор 4-6 мм меж ду насосно-компрессорной трубой и первым от нее экранирующим элементом указанным вьпие способом. Жесткое соединение защитного кожуха с секцией насосно-компрессорной трубы приводит к необходимости предварительного натяжения труб при нагнетании выс котемпературного теплоносителя (ЗОО40О С), что повышает требования к прочности труб и узлов соединения. Целью изобретения является снижение теплопотерь по стволу скважины без увеличения поперечных размеров колонны. Поставленная цель достигается тем, что термоизолированная колонна, содержа щая узлы соединения, снабжена установленной на одном из концов внутренней - трубы скользящей переводной втулкой и изоляционными перемычками, размещен,ными между наружной поверхностью внут ренних труб и экранирующим материалом, образующими замкнутые воздушные ячейки, причем между внутренней трубой и скользящей переводной втулкой размещен сольник. На чертеже схематически показана термоизолированнея колонна для нагнетания теплоносителя в пласт в разрезе. Термоизолированная колонна состоит из внутренних Труб t, соединенных муфтой 2, и наружных труб 3. На одном из кондов внутренних труб I установлена скользящая переводная втулка 4 с самоуплотняющимся сальником 5 и пружиной 6. Между внутренними и наружными трубами размещены изоляционные перемычки 7, экранирующий. 8, изолящионный 9 материалы. Экранирующий материал с изоляционными перемычками связан с внутренней 1рубой креплениями 10. Один конец наружной трубы герметично соединяется со сКольз5Ш1ей переводной втулкой 4, а /фугой с внутренней трубой 1 с помощью металлических колец 11. Термоизолированную колонну изготавливают следующим образом. На один конец внутренней секции трубы I насаживается скользящая переводная втулка 4 с таким расчетом, чтобы она полностью перекрывала соединительную муфту после соединения с ней двух смежных секций труб 1. Затем на внутреннюю трубу 1 и скользящую переводную втулку 4 размещают изоляционные перемычки 7, например асбестсжую сетку, на которую наворачивается экранирующий материал 8, например алюминиевая фольга, крепящаяся к внутренней трубе и втулке креплениями Ю, например проволочными бандажами. Толщина изоляционных перемычек должна быть такой, чтобы после крепления в рабочем состоянии расстояние между экранирующим материалом и внутренней трубой равнялось 4-6 мм. В результате такого выполнения экранной изоляции меж, ду экраном н изолируемыми поверхностями образуется множество замкнутых воздушных ячеек, полностью подавляющих конвективный перенос тепла в радиальном и осевом направлениях, исключающих тепловое замыкание между ними. Таких эк- анбв может быть установлено вокруг внутренней трубы и скользящей перрводной втулки несколько. Они могут устанавливаться также в комбинации с изолирующими слоями, например силикатом кальдия. 5 После размещения изоляции секция помещается в наружную трубу (кожух), один конец которой герметично соединяется со скользящей переводной втулкой 4, а другой с внутренней трубой 1с помощью металлических колец 11 непрерывной сваркой. В кольцевое пространство между внутренней трубой и скольз$ш1ей перевод ной втулкой устанавливается самоуплотН511СШИЙСЯ сальник 5, после чего изготовление секции заканчивается. Термоизолирсюанные секции труб могут быть полностью изготовлены в заводских условиях и спускаются а скважину как обычные насосио-компрессорные трубы. Соеднните/иьные муфты в отличие от прототипа автоматически изолируются при соединении секций в колонну и не требуют никаких дополнительных изоляционных работ на скважине. Скодьзящая переводная втулка полностью обеспечивает компенсацию темпе ратурных удлинений в колонне, что обес печивает возможность применения для из готовления термоизолированной колонны более дешевых труб и деталей. Благодар иадежной герметичности узлов соединени термоизолированная колонна может успешно работать при наличии пластовой жидкости и пара в межтрубном простран стве между обсадной и термоизолирован ной колоннами, находящимися под высоким давлением. Наличие замкнутых воздушных ячеек между внутренними трубами и экраном, в случае установки нескольких экранов и между экранами, образованными с по32мощью изоляционных перемычек, по сравнению с известными термоизолированными колоннами значительно снижает потери тепла через термоизолированные секции васосно-компрессс ных труб, причем поперечные размеры их остаются посто5ШНЫМИ. Формула изобретения 1.Термоизолированная колонна для нагнетания теплоносителя в пласт, содержащая внутренние трубы с узлом соединения и наружные трубы, между которыми размещен экранирующий и теплоизолирующий материал, о т л и ч а ю щ ая с я тем, что, с целью снижения теплопотерь без увеличения поперечных разме ров колонны, она снабжена установленной на одном из концов внутренней трубы, скользящей переводной втулкой и изоляционными перемычками, размещенными между наружной поверхностью внутренних труб и экранирующим материалом образующими замкнутые воздушные ячейки. 2.Термоизолированная колонна по п. 1, отличающаяся тем, что она имеет сальник, размещенный между внутренней трубой и скользящей переводной втулкой. Источники информации, щэинятые во внимание при экспертизе 1.Патент США N 338053О, кл. 166-40, опублик. 1968. 2.Авторское гвидетечьство СССР по заявке № 2370902/03, кп. Б 21 В 17/ОО, 1976 (прототип).