Термоизолированная колонна

Номер патента: 829852

Авторы: Александров, Дюдин, Королев, Рузин, Тимошин

ZIP архив

Текст

Сооз СоветскнхСоцналнсткческнхРеспублик ОПЫСАНЫЕИЗОБРЕТЕН ЫЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ и 829852 с(22) Заявлено 11,05.79 (21) 2768592/22-03 с присоединением заявки М -Гаеуяаретеенпме кемнтет СССР по деем нзееретеннй н втернтнй(53) УДК 622.245, . 13( 088.8) Дата опубликования описания 18,05,81 А. Р. Апександров, Г. И, Дюдин, И, КоропевЛ, М. Руэин и С. В. Тимошин1 :,((72) Авторы нзобретенн Печорский государст и ттроектный институ ный нау нефтяной 7) Заявит) ТЕРМОИЗОЛ ВАННАЯ КОЛОНН пичес- межйых ами, теле кожухами йства являетметичности ства узловная колоннаности попада ство пара и в нем ппасток необхоаио пространсто сухим гаИзвестна термоизопированная копонна, включающая насосно-компрессорные трубы, защитные металлические кожухи, теппоиэопирующий материал, заключенный между ними, соединительные муфгы, раздвижные попумуфты, разъемные ципиндрические кожухи с уложенными внутри теппоизопирующими и экранирующими элементами, прикрепленными к внутренней поИзобретение относится к нефтяной про- ципиндрическими муфт мышпенности, в частности к добыче неф- ки сопрягающимися с ти термическими методами, и может быть секций Г 11.использовано в других отраслях народно- Недостатком этого устро го хозяйства при изопяции трубопроводов ся то, что иэ-за плохой гер дпя транспортировки теплоносителей. вспедствие большого копичеИзвестна термоиэопированная копонна, соединения термоизопирован состоящая из секций насосно-компрессор требует исключения возмож ных труб, соединенных муфт и большого ния в межтрубное простран количества изопяторов из тонкопистового мапо нацеткна при наличии экранирующего материапа, намотанного вой жидкости, что приводиттовнахпестку на внутреннюю трубу и окру- мости изоляции межтрубног женного снаружи защитным кожухом. ,ва пакером и запопнения ег Изоляторы с защитными кожухами кре зом.пятся к колонне насосно-компрессорныхтзтруб, ниже муфтовых соединений, с помощью разреэных колец и крепежных цриспособпений, а выше муфтовых соединенийперекрываются кольцами, которые приварены к кожухам и могут свободно перемедаться относительно внутренних труб притемпературных удпинениях. Иэопяторымуфтовых соединений насосно-компрессорных труб снаружи защищены уцпиненными29852 ф 1 О 3 8верхности разъемных кожухов плоскимипружинами 12.Нецостатком этой термоиэолированнойколонны является то, что ее защитныйкожух в секции соецинен с внутреннейнасосно-компрессорной трубой, что приводит к значительным внутренним напряжениям в насосно-компрессорных трубахколонны, и в связи с этим необходимостиувеличения толщины стенок труб и кожу-хов или изготовления их из более прочной марки стали. Вследствие этого повышается стоимость колонны и че обеспечивается достаточная нацежность колонныпри эксплуатации,Наиболее близкой к предлагаемой потехнической сущности является термоизолированная колонна цля нагнетания теплоносителя в пласт, включающая внутреннюю колонну труб с узлами соединения,размещенные коаксиально ей наружныесекции труб, расположенные межцу ними,теплоиэолирующими материал, и экранирующий материал, уложенный на изоляционные перемычки с образованием замкнутых воздушных ячеек, и узел уплотнения, содержащий переводную втулку, установленную на одном торце секции наружных труб и жестко с ними связанную, 3. Недостатком этого устройства является то, что не решен вопрос надежности герметизации узда уплотнения межцу внутренней и наружной трубами при их осевых перемещениях относительно цруг друга, возникающих за счет теплового расширения, что очень важно цля снижения температуры при эксплуатации .скважины, эатрубное пространство которой заполнено жидкостью или паром. Для нормальной нацежной работы такой колонны необходима установка пакера в нижней части колонны и осушение затрубного пространства выше пакера.Цель изобретения - повышение герметизации узла уплотнения межцу наружными секциями труб и внутренней колонной труб. 15 20 25 35 Кроме того, внешняя часть биметаллической конусно-вогнутой втулки выполнена из металла, коэффициент линейного расширения которого больше, чем коэффициент линейного расширения металла внутренней части втулки, причем последняя выполнена из упруго-цеформируемого металла и имеет сферическую поверхность цля вМИ- моцействия с эластичным патрубком. Внутренний циаметр биметаллической конусно-вогнутой втулки меньше наружного циаметра эластичного патрубка.На фиг, 1 показана термоизолированная колонна в разрезе, общий виц; на фиг. 2 - разрез А-А фиг, 1.Устройство включает внутреннюю колонну труб 1 с соединительной муфтой 2, наружные трубы 3, теплоизолирующий материал 4, экранирующий материал 5, изоляционные перемычки 6, плотно посаженный эластичный патрубок 7, например из фгорпласта, биметаллическая конусно-вогнутая переводная втулка 8 с герметизируюшими контактными губками 9, прижимная фасонная гайка 10 с процольным каналом 11, уплотнительное кольо 12, например иэ фгоропласта. Биметаллическая конусно-вогнутая перевоцная втулке 8 с герметизирующими губками 9 состоит из двух слоев металла. Ее внешняя сторона выполнена, например, иэ латуни Л 062-1, имеющей коэффициент линейного расширения о - 1 7,5, 10 , а внутренняя сторона 6из упруго-цеформируемого металла, например из нержавеющей стали 1 к 1 8 Н 9 Т, имеющей коэффициент линейного расширения о =12 10 . Причем втулка 8 имеет переменную толщину сечения, а поверхность ее губки 9, контактирующая с эластичным .патрубком 7 выполнена в вице сферы. Кроме того, перевоцная втулка 8 посажена на втулку 7 с натягом в прецелах 0,1 - 1,2 мм.Изготовление и сборка термоизолированной колонны производится слецующим образом.На один конец секции внутренней труУказанная цель достигается тем, что термоизолированная колонна снабжена эластичным патрубком, установленным на внутренней колонне труб с возможностью взаимодействия с переводной втулкой, и гайкой с продольным каналом, связанной с наружными трубами и размещенной нац перевоцной втулкой, причем послецняя выполнена биметаллической и ,имеет конусно-вогнутую форму. 50 55 бы 1 пли на ее соединительную муфту 2 плотно насаживается эластичный патрубок 7 (или поверхность покрывается эластичным слоем, например путем расправления фтороцласта), После чего на внутренней трубе 1 размещают изоляционные перемычки 6, например асбестовую сетку, на которую наворачивают экранирующий материал 5, например алюминиевую фольгу, которую крепят банцажами, Толщина перемычек 6 рассчитывается такой, чтобы после крепления в рабочем состоянии расстояние межцу экранирующим материалом 5 и внутренней трубой 1 равня лось 4-6 мм. За счет этого образуется множество замкнутык воздушных ячеек, полностью подавляющик конвективный перенос тепла в радиальном и осевом направленияк и исключающих тепловое замыкание между экраном 5 и внутренней 1 О. трубой 1, Таких экранов 5 может быть установлено несколько. Они могут устанавливаться так же в комбинации с изолирующими слоями 4. например, асбестом или силикатом кальция. Внутренняя труба 1 15 с кранами 5 и теплоизолирующими слоями 4 помещается в секцию наружных труб 3 и жестко соединяется с ней одним концом, например сваркой, Затем на другом конце секции труб между наружной трубой 20 3 и эластичным патрубком 7 устанавливается на уплотнительное кольцо 12 переводная втулка 8 и зажимается фасоннои гайкой 10.После сборки секций труб термоизоли рующая полость между внутренней трубой1 и наружной трубой 3 через отверстиепод пробку (не показано) в наружной трубе .1 опрессовывается сжатым газомпод давлением, равным давлению, ожидае З 0 мому в эатрубном пространстве скважины при нагнетании теплоносителя в пласт.Термоизолированные секции труб могут быть полностью изготовлены в заводскик условиях и спускаются в скважину как З 5обычные насосно-компрессорные трубы.Устройство работает следующим образом.При нагнетании теплоносителя в пласт по термоизолированной колонне ее внут ренине трубы 1 за счет нагрева увеличивают свои размеры в осевом и радиальномнаправлениях. При этом биметаллическая конусно-вогнутая переводная втулка 8 с герметизирующими контактными губкамй 45 9 скользит своей сферической поверх;жостью по эластичному патрубку 7, сохраняя герметизацию пространства между внутренней 1 и наружной 3 трубами и тем самым не нарушая термоизоляцию 50 колонны. Причем посадка втулки 8 на патрубок 7 с натягом 0,1-1, 2 мм обеспечивает надежность герметизации даже в случае отклонений размеров рабочих поверхностей патрубка 7 и втулки 8, воз ,можнык при их изготовлении., нейного расширения, чем внутренней части, обеспечивает дополнительное прижатие ф о р м у л.а и з о б р е т ен и я1. Термоизопированная колонна для нагнетания теплоносителя в пласт, включающая внутреннуюю колонну труб с узла ми соединения, размещенные коаксиально ей наружные секции труб, расположенные между ними, теплоизолирующими. материал, и экранирующий материал, уложенный на изоляционные перемычки с образованием замкнутых воздушных ячеек, и узел уплотнений, содержащий переводную втул-. ку, установленную на одном торце секции наружных труб и жестко с ними связанную, о т л и ч а ю щ а я с я тем, что, с целью цовышения герметизации узла уплотнения, она снабжена эластичным пат- рубком; установленным на внутренней колонне труб, с воэможностью взаимодейстУпруго-деформируемый материал, из которого выполнена внутренняя часть ко .нусно-вогнутой втулки 8, позволяет уве.личиться внутреннему диаметру ее уплотняющей рабочей поверхности под действием приложенной внутренней радиальнойсилы и восстанавливаться в первоначальное положение при ее снятии, Это свойство позволяет устанавливать втулку 8с гарантированным натягом на патрубок 7 и обеспечивает постоянное црижатиегубок 9 втулки 8 и патрубку 7 при осевом перемещении внутренней трубы 1 относительно наружной секции трубы 3 ипри ик тепловом расширении. При этом выполнение внешней части втулки 8 иэматериала с большим коэффициентом лирабочей сферической поверхности губок 9 втулки 8 к поверхности эластичного пат- рубка 7 при нагреве колонны, что повышает надежность герметизации межтрубного изолирующего пространства колонны.Кроме того, воздействие внешней среды, как ее давления, так и температуры, на биметаллическую конусно-вогнутую втулку 8 через продольный канал 11 в прижимной гайке 10 повышает надежность работы конструкции, улучшает герметизацию межтрубного пространства за счет более плотного прижатия губки 9 к втулке 7.Предлагаемая колонна обеспечивает надежную герметизацию межтрубного пространства термоизолированной колонны и исключает необходимость осушения пространства между термоизолированной и обсадной колоннами при нагнетании теплоносителя в скважину на глубину 1500 м.Е. Рошк каз 3494/62 Тираж 627 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета СССпо делам изобретений и открытий113038, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5 Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 7 82 М 82 8 вия с переводной втулкой, и гайкой с для взаимодействия с эластичным патрубпродольным каналом, связанной с наруж- ком.ными трубами и размещенной над перевод. Колонна по пп. 1-2, о т л и ч аной втулкой, причем последняя выполнена ю щ а я с я тем, что внутренний диабиметаллической и имеет конусно-вогну метр биметаллической конусно-вогнутой тую форму. втулки меньше наружного диаметра.эластичного патрубка.2. Колонна по п. 1, о т л и ч а ю - Источники информации, щ а я с я тем, что внешняя часть биме- принятые во внимание при экспертизе таллической конусно-вогнутой втулки вы 1. Патент США Ж 3380530, полнена из металла, коэффициент линейно- кл. 166-4, опублик. 1968. го расширения которого больше, чем коэф 2, Авторское свидетельство СССР .фициент линейного расширения металла М 646026, кл, Е 21 В 17/00, 1976, внутренней части втулки, причем последняя 3. Авторское свидетельство СССР, выполнена из упруго-деформируемого 15 по заявке М 2614444/22-03, металла и имеет сферическую поверхность кл, Е 21 В 17/00, 1978.

Смотреть

Заявка

2768592, 11.05.1979

ПЕЧОРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НАУЧНОИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ И ПРОЕКТНЫЙ ИНСТИ-ТУТ НЕФТЯНОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ

АЛЕКСАНДРОВ АЛЕКСЕЙ РОМАНОВИЧ, ДЮДИН ГЕННАДИЙ ИВАНОВИЧ, КОРОЛЕВ ИГОРЬ ПАВЛОВИЧ, РУЗИН ЛЕОНИД МИХАЙЛОВИЧ, ТИМОШИН СЕРГЕЙ ВИКТОРОВИЧ

МПК / Метки

МПК: E21B 17/00

Метки: колонна, термоизолированная

Опубликовано: 15.05.1981

Код ссылки

<a href="https://patents.su/4-829852-termoizolirovannaya-kolonna.html" target="_blank" rel="follow" title="База патентов СССР">Термоизолированная колонна</a>

Похожие патенты