Термоизолированная колонна для нагнетания теплоносителя в пласт

Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик ОП ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(23) П рипритет но делам изобретений и открытийОпубликовано 15,06.80. Бюллетень,% 22 Дата опубликования описания 15.06.80(72) Авторы изобретения А . М. Попов и Л. М. Рузин Печорский государственный научно-исследовательский и проектный институт нефтяной промышленности(54) ТЕРМОИЗОЛИРОВАННАЯ КОЛОННАДЛЯ НАГНЕТАНИЯ ТЕПЛОНОСИТЕЛЯ В ПЛАСТ Изобретение относится к области йеф: тяной промышленности, в частности к области добычи нефти термическими методами, и может быть использовано в других отраслях народного хозяйства при5 изоляции трубопроводов для транспортировки теплоносителей.Известна термоизолированиая колонна, состоящая из секций насосно-компрессорных труб, соединительных муфт и большого количества изоляторов из тонколистового экранирующего материала, намотанного внахлестку на внутреннюю трубу и окруженного снаружи защитным кожухом. Изоляторы с защитными кожухами, крепятся к колонне насосно-компрессорных труб, ниже муфтовых соединений, с помощью разрезных колен и крепежных приспособлений, а выше муфтовых соединений перекрываются кольцами, которые приварены к кожухам и могу 1 свободно перемешаться относительно внутренних труб при температурных удлинениях. Изо,ляторы муфтовых соединений насоснокомпрессорных труб снаружи защищеныудлиненными цилиндрическими муфтами,телескопически сопрягающимися с кожухами смежных секций 1,Недостаток известной конструкции заключается в том, что тонколистовой экранируюший материал нвмотан нв внутренюю трубу внахлестку. Это приводит к тепловому замыканию и снижению эффективности изоляции, Из-за плохой герметичности большого количества узлов соединения термоизолироввнная колонна требует исключения попадания в межтрубное пространство пара и мало надежна при наличии в нем пластовой жидкости, что приводит к необходимости изоляции межтрубного пространства пвкером и заполнения его сухим газом. Кроме того, по конструктивным соображениям и условиям сборки данная термоизолированная колонна не может быть изготовлена в заводских условиях, ее сборка нв скважине сложна.740932Р с5т1 От и с У15 нт К ис20 вО в 125 3Известна термоиэолированная колонна для нагнетания теплоносителя в пласт, содержащая иасосно-компрессорные трубы, защитные металлические кожухи, теплоизолирующий материал, заключенный между ними, соединительные муфты, подвижные полумуфты, разъемные цилиндрические кожухи с уложенными внутри чередующимися экранирующими и теплоизолирующими элемейтами, прикрепленными к внутренней поверхности разъемных кожухов плоскими пружинами (2.Эта конструкция также имеет ряд существенных недостатков. При больших температурных напорах между закачиваемым теплоносителем и окружающей . средой ( 300-400 С) для создания необходимого термического сопротивления те ловому потоку, толщина теплоизоляционн го слоя между секциями насоснс-компрессорных 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-компрессорныхтруб с помощью чередующихся экранирующих и изолирующих элементов, как это сделано при изоляции соединительных муфт, практически невозможно, так как невозможно прикрепить изоляционные элементы к внутренней стенке защитных кожухов, которые являются нераэъемными и длина которых значительна по сравнению с соединительными муфтами (5,5- 10 м), Кроме того, из-за прогиба труб технически затруднительно выполнить необходимый воздушный зазор 4-6 мм между насосно-компрессорной трубой и первым от нее экранирующим элементом 4 О указанным выше способом.Жесткое соединение защитного кожуха с секцией насосно-компрессорной трубы приводит к необходимости предварительного натяжения труб при нагнетании высокотемпературного теплоносителя (300 о400 С), что повышает требования к прочности труб и узлов соединения.Белью 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 иэ концов внутреннейтрубы скользящей переводной втулкой и изоляционными перемычками, размещенными между наружной поверхностью внут 4енних труб и экранирующим материалом, образующими замкнутые воздушные ячейи, причем между внутренней трубой икользящей переводной втулкой размещенальник.На чертеже схематически показана термоизолированная колонна для нагнеания теплоносителя в пласт в разрезе.Термоизолированная колонна состоитэ внутренних труб 1, соединенных муфой 2, и наружных труб 3. На одномз концов внутренних труб 1 установленакольэяшая переводная втулка 4 с самоплотняющимся сальником 5 и пружиой 6. Между внутренними и наружнымирубами размещены изоляционные перемычи 7, экранирующий 8, изоляционныйматериалы, Экранирующий материализоляционными перемычками связан с нутренней трубой креплениями 10,дин конец наружной трубы герметично соединяется со скользящей переводнойтулкой 4, а другой с внутренней трубой.с помощью металлических колец 11.Термоизолированную колонну изготавливают следующим образом.На один конец внутренней секции трубы 1 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 внутреннкно трубу 1 и скользящую переводную втулку 4 размещают изоляционные перемычки 7, например асбестовую сетку, на которую наворачивается экранирующий материал 8, например алюминиевая фольга, крепящаяся к внутренней трубе и втулке креплениями 10, 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 и изолируемыми поверхностями образуется множество замкнутых воздушных ячеек, полностью подавляющих конвективный перенос тепла в радиальном и осевом направлениях, исключающих тепловое замыкание между ними. Таких экранов может быть установлено вокруг внутренней трубы и скользящей перводной втулки несколько. Они могут устанавливаться также в комбинации с изолирующими слоями, например силикатом кальция.5 7409После размещения изоляции секцию помещается в наружную трубу (кожух) один конец которой герметично соединяется со скользящей переводной втулкой 4, а другой с внутренней трубой 1 с помощью металлических колец 11 непрерывной сваркой.В кольцевое пространство между внутренней трубой и скользящей переводной втулкой устанавливается самоуплотняющийся сальник 5, после чего изготовление секции заканчивается. Термоиэолированные секции труб могут быть полностью изготовлены в заводских условиях и спускаются в скважину как 5 обычные насосно-компрессорные трубы.Соединительные муфты в отличие от прототипа автоматически изолируются при соединении секций в колонну и не требуют никаких дополнительных изоляционных работ на скважине.Скользящая переводная втулка полностью обеспечивает компенсацию температурных удлинений в колонне, что обеспечивает возможность применения для иэ готовления термоизолированной колонны более дешевых труб и деталей. Благодаря надежной герметичности узлов соединения термоизолированная колонна может успешно работать при наличии пластовой жидкости и пара в межтрубном пространстве между обсадной и термоизолированной колоннами, находяшимися под высоким давлением.Наличие замкнутых воздушных ячеек между внутренними трубами и экраном, а в случае установки нескольких экранов и между экранами, образованными с по 32 6мощью изоляционных перемычек, по срав-нению с известными термоизолированнымиколоннами значительно снижает потеритепла через термоиэолированные секциинасосно-компрессорных труб, причемпоперечные размеры их остаются постоянными,формула изобретения 1. Термоизолированная колонна дпянагнетания 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 раэме"ров колонны, она снабжена установленнойна одном иэ концов внутренней трубы.скользящей переводной втулкой и изоляционными перемычками, размещеннымимежду наружной поверхностью внутренних труб и экранирующим материалом,образующими замкнутые воздушныеячейки.2, Термоизолированная копонна поп.1, отличающаяся тем,что она имеет сальник, размещенныймежду внутренней трубой и скользящейпереводной втулкой.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Патент США % 3380530,кл. 166-40, опублик. 1968.2. Авторское гвидетечьство СССРпо заявке % 237090203,кл, Б 21 В 17/00, 1976 (прототип).740932 Составитель В. РодинаТехред М. Петко едактор Е. Хо каз 3ЦН д. 4 иал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная,73/35 Тираж 626ИИПИ Государственного комитета по делам изобретений и открытий 36, Москва, Ж, Раушская наб Корректор Г. Назаров одписное