Термоизолированная колонна Советский патент 1982 года по МПК E21B17/00 E21B36/00 F16L59/00 

(54) ТЕРМОИЗОЛИРСВАННАЯ КОЛОННА

I

Изобретение относится к области I нефтегазодобывающей промышленности и может быть использовано в других отраслях народного хозяйства при изоляции трубопроводов для транспортировки теплоносителей.

Известна термоизолированная колонна, включающая секции внутренйих труб с узлом соединения и наружных труб с размещенным между никш теплоизолирующим материалом, жесткое соединение. внутренних и наружных труб на одном из концов секций, скользящее соединение в виде переводной втулки, установленной на другом конце секции внутренних труб, и уплотнение между ними Я .

Недостатком этой конструкции является возникновение температурных мостов при нагреве колонны и ее температурных удлинениях, что существенно снижает ее термоизолирующие свойства.

Это связано с тем, что при нагреве увеличение линейных размеров внутренних труб значительно больще, чем менее нагретых наружных труб. В результате между торцами смежных наружных труб образуется зазор и узел соединения становится открытым источником тепла.

Известна также термоизолированная колонна, включающая секции внутренних труб с УЗЛОМ соединения, секции наруж- ных труб, связанные скользящими му тами с возможностью перекрытия жестко, го соединения внутренних и наружных

10 труб, теплоизолирующий материал, раэмещенный в кольцевом пространстве между внутренними и наружными трубами, и уплотнения 2 .

Недостаток известной конструкции

15 заключается в том, что она не обеспечивает надежной герметизации воздушной полости между кожухом и Еяутреннёй трубой, особенно хфи высоких давлениях порядка 300 кгс/см, что существенно

20 снижает термоизолируклдие свойства колонны.

Кроме того, наружные трубы имеют жесткое соединение с внутренними трубами, что приводит к их разрушению .изза больших температурных перенапряжений при нагреве. Ц ель. изобретения - снижение теплопотерь в узлах соединения при обеспечеHW компенсации разницы температурных удлинений наружных и внутренних труб. Указанная цель достигается тем, что скользящая муфта выполнена ступенчатой, меньшая ступень которой расположена во внутренней полости наружных труб и жестко с ней связана, а скользяший ко|Нец муфты расположен снаружи наружных труб, причем уплотнения размещены по обоим концам ступенчатой муфты.. На чертеже показана термоизолированная колонна в разрезе. Термоизолированная колонна включает секции внутренних труб 1 с узлом соединения - муфтой 2, секции наружных труб 3, ступенчатую муфту 4, кольцо 5 на внутренней трубе, кольцо 6 на наружной трубе, кольцевую, например резиновую пробку 7, торцовое кольцо 8 на ступенчатой муфте, уплотняющее, например, резиновое кольцо 9, коническое кольцо 1О, уплотнение 11, фасонную гайку 12, теплоизолирующий материал 13 и 14. Секции внутренних труб 11 и наружных труб 3 на одном из концов жестко соединены между собой на сварке коническим кольцом 10. Кольца 5 и 6 приварены друг против друга, соответственно к наружной поверхности внутренней трубы 1 и внутренней поверхносги наружной тру бы 3, а между ними размещена кольцевая, например резиновая пробка 7: Между секциями внутренних труб 1 и наружных труб 3 на участке от конического кольца 10 до колец 5 и 6 размещен теплонзолирующий материал 13, например чередующиеся слои базальтового холста j и алюминиевой фольги. Поверх колец 5 и 6 размещено уплотнение в виде теплоизо лирукзщего асбесторезинового кольца 9, диаметр которого равен ширине межтрубного пространства. Внутрь наружной трубы 3 ввернута на резьбе меньщая ступен муфты 4, к которой приварено торцовое кольцо 8 с возможностью зажатия асбесторезинового кольца 9, причем внутренни диаметр торцового кольца 8 меньше наружного диаметра внутренней трубы 1. Другая ступень муфты 4 надета на смежную секцию наружной трубы 3 с возможностью скольжения по ней. Муфта 4 перекрывает жесткое соединение внутренних и наружных труб. Между скользящим концом ступенчатой муфты 4 и поверхностью наружной трубы 3 раз /1ещено уплотнение 1 из теплоизолирующего асбесторезинографитового материала, которое зажато фасонной гайкой 12, В зинчивающейся в ступенчатую муфту 4. В пространстве, образованном концами внутренних труб 1, свинченными муфтой 2 и ступенчатой муфтой 4 с уплотнения.ми 9 и 11 дополнительно размещен теичоизолирующий материал, например базальтовая плита 14. Изготовление и работа термоизолированной колонны осуществляется следуюшим образом. К секции внутренней трубы 1 снаружи у резьбы приваривают 1юнусное кольцо 10, основание конуса к:оторого обращено к резьбе, при этом внутренний диаметр конусного кольца Ю равен наружному Диаметру внутренней трубы 1, а его наружный диаметр равен внутреннему диаметру наружной трубы 3. На другом конце этой же секции у резьбы приваривают кольцо 5. К внутренней сторон;е наружной трубы 3 на участке, соответса-вующем кольцу на внутренней трубе 1, приваривают кольцо 6. Затем на ннутреннюк трубу 1 от конусного кольца 10 до кольца 5 поочередно наматывают вн&хлест или встык слои базальтового холста и алюминиевой фольги и закрепляют наружный слой холста про1волочными ба вдажами. На полученную теплоизолированную трубу 1 надевают наружную трубу 3 так, чтобы кольца 5 и б совместились., Затем приваривают конусное кольцо 10 к наружной трубе и между кольцами 5 и 6 устанавливают ко;г1ьцевую асбесторезиновую пробку 7. Поверх колец 5 и 6 с пробкой 7 устанавливают асбесторезиновое кольцо 9 и зажимают его, ввинчивая в наружную трубу 3 на резьбе ступенчатую муфту 4 с приваренным к ней ториовым кольцом 8, На этом изготовление секций термоизолированных труб заканЕчивается. Готовые термоизрлированные трубы спускаются в скважину как обычные насосно-компрессорные путем соединения в колонну мyфтa vrи 2 на устье скважины. При этом пространство, образованное концами внутренних труб 1 с муфтой 2 и ступенчатой муфтой 4, заполняют теплоизолирующим материалом 14, например базальтовой плитой, свер зутой в кольцо. После соединения секций термоизолированных труб в колонну зазор межщ наружной трубой 3 и ступенчатой муфтой

4 заполняют уплотняющим материалом

11,который зажимают фасонной гайкой

При движении теплоносителя пр те1 моизолированной колонне внутренние трубы 1 увеличивают свои размеры в радиальном и осевом направлениях, тогда как размеры наружных труб 3, теплоизояированных от внутренних изолвщионным материалом 13, 14, 7, 9 и llj Йрактически остаются неизменяемыми. При этом сметшые секции наружных труб 3 перемещаются относительно друг друга за счет контакта со ступенчатой муфтой 4, причем усилия зажатия теплоизогафующих уплотнений 9 и 11 в осевом направлении остаются постоянными, а в радиальном направлении увеличиваются, что обеспечивает надежную герметизацию межтрубного термоизолирующего простраства при работе колонны.

При снижении температуры теплоносв теля внутренние трубы 1 и наружные

трубы 3 принимают первоначальные размеры и исходное положение, а уплотнения 7,9 и il за счет зажатия сохраняют герметизацию межтрубного пространства. Одновременно с этим уплотнения 7,9 и 11 устран5пот тепловое замыкание между внутренними и наружные-си трубами что повышает теплоизолирующие свойства колонны.

Технико-экономическая эффективность заключается в снижении материальных

затрат при эксплуатации скважин за счет повьпиения теплоизопируклцих качеств колонны.

Формула изобретения

Термоизолированная колонна, включающая секции игутреяних труб с узлом соединения, секции наружных труб, связанные скопьз5ШП1ми муфтами с возможностью перекрытия жесткого соединеш1я внутренних и наружных труб, теплоизолирующий материал, размешенный в кольцевом пространстве между внутренними и наружными трубами, и уплотнения, отличающаяся тем, что, с целью снижения теплопотерь в узлах со& динения при обеспечении компенсации разницы температурных удлинений наружных и внутренних труб, скользящая шшолнена ступенчатой, меныная ступень которой расположена во внутренней полости наружных труб и жестко с ней связана, а скользящий конец муфты расположен снаружи наружных труб, причем уплотнения размещены по обоим концам ступенчатой муфты.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе v

Мг 740932, кл. Е 21 В 17/00, 1978/

2.Авторское свидетельство СССР NO 646026, кл. Е 21 В 17/00, 1976 (прототип).