Термоизолированная колонна

Союз СоветснинСоцмалмстичесиизРеспублии ОП ИСАЙ ИЕизовеитинияК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ 1 п 926224(22) Заявлено 1012.79 (21) 2849384/22-03с присоединением заявки РЙ(5)М. Кл.Е 21 В 17/00 Е 21 В.36/0016 Ь 59/00 твдударстюнь 1 й кемнтет СССР до дедам наебретеннй н вткрытнй(53) УДК 622. .245.62 (088.8) А. В. Орлов, П. А. Пвлкй, А. В. Полозков, В. В. ИойПъвв,Б. Л. Сапгир, И. Ю. Быков, В. В. Соловьев и Г. , Чупров1Печорский государственный научно-исследоват ий,и проектный институт нефтяной промышленностии Всесоюзный научно-исследовательский институтбуровой теспики(54) ТЕРМОИЗОЛИРОВАННАЯ КОЛОННА Изобретение относится к областинефтегазодобывающей промышленности и может быть использовано в других отраслях народного хозяйства при изоляции трубопроводов для транспортировки теплоносителей.Известна термоизолированная колонна; включающая секции внутренних труб с узлом соединения и наружных труб с размещенным между ними теплоизопирующим 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 МНедостатком этой конструкции является возникновение температурных мостов . при нагреве колонны и ее температурных удлинениях, что существенно снижает.ее термоизолируюшие свойства.Это связано а тем, что при нагреве увеличение линейных размеров внутренних труб значительно больше, чем менее нагретых наружных труб. В результатемежду торцами смежных наружных трубобразуется зазор и узел соединения становится открытым источником тепла.Извесч на также термоизолированная 5колонна, включающая секции внутреннихтруб с узлом соединения, секции наруи-ных труб, связанные скользящими муфтами с возможностью перекрытия жестко О, го соединения внутренних и наружныхтруб, теплоизолирующий материал, размещенный в кольцевом пространстве мекду внутренними и наружными трубами, иуплотнения 2115Недостаток известной конструкциизаключается в том, что она не обеспечивает надежной герметизации воздушнойполости между ксокухом и внутреннейтрубой, особенно при высоких давлениях. порядка 300 кгс/см, что существенноснижает термоизолирующие свойства колонны.Кроме того, наружные трубы имеютжесткое соединение с внутренними тру,Э 9262бами, что приводит к их разрушению изза больших температурных перенапряжений при нагреве,Цель изобретения - снижение теплопотерь в узлах соединения при обеспечении компенсации разницы температурныхудлинений наружных и внутренних труб.Указанная цель достигается тем, чтоскользящая муфта выполнена ступенчатой,меньшая ступень которой расположена во 10внутренней полости наружных труб ижестко с ней связана, а скользящий конец муфты расположен снаружи наружныхтруб, причем уплотнения размещены пообоим концам ступенчатой муфты, 15На чертеже показана термоизолированная колонна в разрезе.Термоизолированная колонна включаетсекции внутренних труб 1 с узлом соединения - муфтой 2, секции наружных 20труб 3, ступенчатую муфту 4, кольцо 5на внутренней трубе, кольцо 6 на наружной трубе, кольцевую, например резиновую пробку 7, торцовое кольцо 8 на ступенчатой муфте, уплотняющее, например, 25резиновое кольцо 9, коническое кольцо10, уплотнение 11, фасонную гайку 1 2,теплоизолирующий материал 13 и 14,Секции внутренних труб 11 и наружных труб 3 на одном из концов жестко з 0соединены между собой на сварке коническим кольцом 10, Кольца 5 и 6 приварены друг против друга соответственнок наружной поверхности внутренней трубы1 и внутренней поверхности наружной трубы 3, а между ними размещена кольцевая, например резиновая пробка 7: Между секциями внутренних труб 1 и наружных труб 3 на участке от коническогокольца 10 до колец 5 и 6 размещен теп лоизолирующий материал 13, напримерчередующиеся слои базальтового холстаи алюминиевой фольги. Поверх колец 5 и6 размещено уплотнение в виде теплоизолирующего асбесторезинового кольца 9,диаметр которого равен ширине межтрубного пространства, Внутрь наружной трубы 3 ввернута на резьбе меньшая ступеньмуфты 4, к которой приварено торцовоекольцо 8 с возможностью зажатия асбесторезинового кольца 9, причем внутреннийдиаметр торцового кольца 8 меньше наружного диаметра внутренней трубы 1.Другая ступень муфты 4 надета на смежную секцию наружной трубы 3 с возмож 55постыл скольжения по ней. Муфта 4 перекрывает жесткое соединение внутреннихи наружных труб. Между скользящим концом ступенчатой муфты 4 и поверхностью 24 анаружной трубы 3 размещено уплотнение1 из теплоизолирующего асбесторезинографитового материала, которое зажатофасонной гайкой 12, ввинчивающейся вступенчатую муфту 4. В пространстве,образованном концами внутренних труб 1,свинченными муфтой " и ступенчатоймуфтой 4 с уплотнениями 9 и 11 дополнительно размещен теплоизолирующий материал, например базальтовая плита 14.Изготовление и работа термоизолированной колонны осуществляется следую-щим образом,К секции внутренней трубы 1 снаружиу резьбы приваривают конусное кольцо10, основание конуса которого обращенок резьбе, при этом внутренний диаметрконусного кольца 10 равен наружномудиаметру внутренней трубы 1, а его наружный диаметр равен внутреннему диаметру наружной трубы 3. На другомконце этой же секции у резьбы приваривают кольцо 5.К внутренней стороне наружной трубы3 на участке, соответствующем кольцу Ена внутренней трубе 1, привариваюткольцо 6,Затем на внутреннюк трубу 1 от конусного кольца 10 до кольца 5 пооче;редно наматывают внахлест или встыкслои базальтового холста и алюминиевойфольги и закрепляют наружный слойхолста проволочными бандажами,На полученную теплоизолированнуютрубу 1 надевают наружную трубу 3 так,чтобы кольца 5 и 6 совместились.Затем приваривают конусное кольцо10 к наружной трубе и между кольцами5 и 6 устанавливают кольцевую асбесторезиновую пробку 7.Поверх колец 5 и 6: пробкой 7 устанавливают асбесторезиновое кольцо 9и зажимают его, ввинчивая в наружнуютрубу 3 на резьбе ступенчатую муфту 4с приваренным к ней торцовым кольцом 8,На этом изготовление секций термоизолированных труб заканчивается,Готовые термоизопированные трубыспускаются в скважину как обычныенасосно-компрессорные путем соединенияв колонну муфтами 2 на устье скважины.При этом пространство, образованноеконцами внутренних труб 1 с муфтой 2 иступенчатой муфтой 4, заполняют теплоизолирующим материалом 14, напримербазальтовой плитой, свернутой в кольцо.После соединения секций термоизолированных труб в колонну зазор междунаружной трубой 3 и ступенчатой муфтойИсточники информации,принятые во внимание при экспертизе,1. Авторское свидетельство СССР Ф 7409321 кл. Е 21 В 17/00 в 1978,2. Авторское свидетельство СССР М 646026, кл. Е 21 В 17/00, 1976.5 9262 4 заполняют уплотняюшим материалом 11, который зажимают фасонной гайкой 12. Для лучшего зажатия внутренняя поверхность ступенчатой муфты 4 имеет проточку с выступом. 5При движении теплоносителя по термоизолированной колонне внутренние трубы 1 увеличивают свои размеры в радиальном и осевом направлениях, тогда как размеры наружных труб 3, теплоиэо я лированных от внутренних изоляционным материалом 13, 14, 7, 9 и 11, йрактически остаются неизменяемыми, При этом смежные секции наружных труб 3 перемещаются относительно друг друга 15 за счет контакта со ступенчатой муфтой 4, причем усилия зажатия теплоизолируюших уплотнений 9 и 11 в осевом направлении остаются постоянными, а в радиальном направпенни увеличиваются, что 20 обеспечивает надежную герметизацию межтрубного термоизолируюшего пространства при работе колонны.При снижении температуры теплоноси-. теля внутренние трубы 1 и наружные 25 трубы 3 принимают первоначальные размеры и исходное положение, а уплотнения 7,9 и 11 за счет зажатия сохраняют герметизацию межтрубного простран- ства, Одновременно с этим уплотнейия 5 О 7,9 и 11 устраняют тепловое замыкание между внутренними и наружнычи трубами, что повышает теплоизолируюшие свойства колонны.Технико-экономическая эффективность заключается в снижении материальных 24 бзатрат при эксплуатации скважин за счет повышения теплоизолирующих качеств колонны. Формула изобретения Термоиэолированная колонна, включающая секции внутренних труб с узломсоединения, секции наружных труб, свя-занные скользящими муфтами с возможностью перекрытия жесткого соединениявнутренних и наружных труб, теплоизолируюший материал, размещенный в кольцевом пространстве между внутреннимии наружными трубами, и уплотнения,отличающаясятем,что, сцелью снижения теплопотерь в узлах совдинения при обеспечении компенсацииразницы температурных удлинений наружных и внутренних труб, скользящая муФта щаполнена ступенчатой, меньшая ступень которой раслоложена во внутреннейполости наружных труб и жестко с нейсвязана, а скользящий конец муфты расположен снаружи наружных труб, причемуплотнения размещены по обоим концамступенчатой муфгы,926224 Составитель В, Родинаедактор В, Иванова Техред М,Тепер Корректор М. Шарош каз 2 д, 4/5 П фПатентф, г. Ужгород,и ектнач,20ВНИИПИпо113035 Ю и Тираж 624 Подписноесударственного комитета СССРелам изобретений и открытийосква, Ж, Раушская наб.,