CN101994486B - 一种隔热油管的连接结构 - Google Patents

Abstract

一种隔热油管的连接结构，包括接箍、外管工厂端、外管用户端、管体内管工厂端、管体内管用户端和管端内管，管端内管设置在管体内管工厂端和管体内管用户端之间，管端内管由左管端内管和右管端内管组成，左管端内管一端焊接于管体内管工厂端处，右管端内管一端焊接于管体内管用户端处，管端内管与管体内管工厂端、外管工厂端、接箍、管体内管用户端、外管用户端形成一个封闭的管端隔热腔，在该管端隔热腔内设有隔热套。管端内管的设置，它既能减少接箍连接处的热量传导、对流和辐射作用，既降低了此处的热量损失，又能提高隔热油管接头的密封性能，还可防止在高温下隔热油管接箍处易腐蚀问题。

Description

一种隔热油管的连接结构

技术领域

本发明涉及一种用于稠油热采的隔热油管连接结构，尤其涉及一种隔热油管的连接结构。

背景技术

粘度高、比重大的原油称稠油。稠油的粘度随温度变化而显著改变，试验表明，对稠油而言，若温度增加8～9℃，其粘度可减少一半。因此，对稠油的开采、输送，多采用热力降低其粘度；向地下的稠油层注入蒸汽，是目前石油行业开采稠油的主要技术措施，谓之“稠油热采的蒸汽吞吐法”或“蒸汽驱使法”。

在向地下注入蒸汽(200℃～350℃)时，为了减少其热量的损失、降低热采成本，目前通常采用以隔热油管(SY/T5324-94)构成的管柱，其连接结构如图1所示；所述隔热油管由外管2、管体内管3及接箍1组成，管体内管3的长度比外管2的长度略短，管体内管3两端经扩口后密封地焊接在外管2的内壁上，且管体内管3和外管2同轴，外管2的两端均设有锥管螺纹；在出厂时，在隔热油管外管2一端的外螺纹拧接有接箍1，人们通常将隔热油管外管2拧有接箍1的一端称为工厂端，另一端则称为用户端。在实际使用过程中，隔热油管外管2与接箍1的连接如图1所示，一根隔热油管的外管工厂端21旋接在接箍1的左端螺纹孔中，另一根隔热油管的外管用户端22旋接在接箍1右端螺纹孔中，如此首尾相连，形成隔热油管的管柱。由于在每一根隔热油管中，管体内管3和外管2之间形成了管体隔热腔4，且对其内进行了抽真空处理、并设置有多重隔热结构，这样，当向隔热油管内通入蒸汽时，热量从隔热油管的管体隔热腔4所在段流失的热量损耗量就很小，但在隔热油管未被管体隔热腔4覆盖处，由于在外管工厂端21、外管用户端22与接箍1的连接处未设置任何的隔热结构，且接箍1连接处的外管2与管体内管3二者的内径相差较大，当蒸汽经过接箍1的连接处时，蒸汽会呈紊流状，因此，在接箍1连接处是隔热油管热量散失的重点部位。

在现有技术中，由于隔热油管的连接方式为螺纹连接，在通入高温蒸气过程中，其螺纹连接处会出现泄漏问题；同时，接箍1连接处的高温，会加剧接箍连接处在Cl^-、CO₂清况下的腐蚀。

在API SPEC 5CT的油管连接结构中，虽然提供一种提高油管管体与接箍连接处的密封问题的方案，如图2所示，即在油管螺纹连接部位增设聚四氟乙烯密封圈，但由于纯聚四氟乙烯材质的耐高温仅有250℃，在温度超过250℃时仍会出现密封失效的问题。因此，这一结构方案无法解决现有隔热油管连接结构所遇的泄露问题。

要进一步降低隔热油管管柱的热量损耗，重点是降低隔热油管在接箍连接处的热量散失，应在接箍与外管连接处设置隔热结构，同时解决好此处的密封问题；这样，既能有效降低注入蒸汽在隔热油管接箍连接处的热量损耗，又确保此处的密封性能，还能消除因高温而产生的接箍处被Cl^-、CO₂腐蚀的缺陷。

发明内容

本发明的目的是提供一种隔热油管的连接结构，它既能降低隔热油管接箍连接处的热量损耗，又确保此处的密封性能，还能消除因高温而产生的接箍处被Cl^-、CO₂腐蚀的缺陷。

本发明采取的技术方案是：

所述一种隔热油管的连接结构，包括接箍、与接箍左端螺纹连接的外管工厂端、与接箍右端螺纹连接的外管用户端，在外管工厂端内密封地焊接有管体内管工厂端，在外管用户端内密封地焊接有管体内管用户端，其特征是：在管体内管工厂端和管体内管用户端之间设有管端内管，管端内管由左管端内管和右管端内管组成，左管端内管的左端与管体内管工厂端密封固定成一体，右管端内管的右端与管体内管用户端密封固定成一体，左管端内管和右管端内管之间形成密封连接结构，在管端内管与管体内管工厂端、外管工厂端、接箍、管体内管用户端和外管用户端之间形成一个封闭的管端隔热腔。

进一步，在所述封闭的管端隔热腔内设有隔热套。

进一步，在隔热套的外圆和内孔壁上均覆盖有铝箔。

更进一步，所述隔热套由陶瓷纤维制成。

进一步，在外管工厂端与接箍连接螺纹端面之间设置有扭矩台肩。

进一步，在外管工厂端与接箍连接螺纹端面之间和外管用户端与接箍连接螺纹端面之间均设置有扭矩台肩。

进一步，左管端内管端面与外管工厂端端面的轴向间距为Lg，右管端内管端面与外管用户端端面的轴向间距为Ly，且左管端内管端面与外管工厂端端面的轴向间距Lg与右管端内管端面与外管用户端端面的轴向间距Ly之和大于等于连接螺纹的螺距P，即Lg+Ly≥P。

更进一步，扭矩台肩的台肩面与连接螺纹轴线正向的夹角α为55°～90°。

进一步，管端内管的左管端内管与右管端内管之间的密封结构为轴向端面过盈对接密封结构或轴向端面管端过盈对接密封与径向过盈配合密封的组合结构。

更进一步，左管端内管与右管端内管之间所述径向过盈配合密封结构为圆柱面径向过盈配合密封结构或圆锥面径向过盈配合密封结构。

由于在接箍连接处增设了管端内管，管端内管由左管端内管和右管端内管组成，左管端内管的左端与管体内管工厂端密封焊接成一体，右管端内管的右端与管体内管用户端密封焊接成一体，左管端内管与右管端内管之间形成密封连接结构，这样在接箍与管端内管、管体内管工厂端、外管工厂端、管体内管用户端、外管用户端之间形成一个封闭的管端隔热腔，改善了此处的隔热条件；当热蒸汽流过接箍连接处时，热蒸汽只能与左管端内管和右管端内管接触，不会与外管工厂端、接箍和外管用户端接触，从而能大幅度降低蒸汽在接箍连接处以传导方式产生的热量散失。在管端隔热腔内增设隔热套，并在隔热套的外圆和内孔壁上均覆盖有铝箔，能更好地减少此处以对流和辐射方式而产生的热量损耗。

设置扭矩台肩的作用是确保接箍与外管工厂端和外管用户端螺纹连接达到预定的位置及扭矩值；隔热油管工厂端在拧接过程中，在外管工厂端的外管端面与接箍内螺纹限位端面接触后，上扣的扭矩会急剧上升，在拧接曲线出现拐点时，则说明外管工厂端的外管端面已与接箍内螺纹限位端面接触，外管工厂端与接箍连接已准确到位。同样，外管用户端与接箍连接也如此。这样就帮助操作者判定外管工厂端和外管用户端与接箍是否上扣到位，从而保证左管端内管与右管端内管之间的可靠密封。

且因在隔热油管螺纹上扣扭矩的作用下，管端内管中左管端内管与右管端内管的密封端面会产生过盈效应，可确保其在通高压蒸汽工况下的密封性能；在管端内管与外管工厂端、管体内管工厂端、接箍、外管用户端、管体内管用户端之间所形成的封闭管端隔热腔内设置隔热套，能减少此处热量的传导、对流和辐射作用；因此，在大大降低了接箍连接处的热量损失的同时，亦可大大降低接箍的温度，有助于解决由此而引起的隔热油管接头螺纹泄漏和接箍易腐蚀等问题。

附图说明

图1为现有技术(SY/T5324-94)隔热油管连接的结构示意图；

图2为现有技术(API SPEC 5CT)在锥管螺纹连接中增设密封圈的结构示意图；

图3为本发明的实施例1的结构示意图；

图4为本发明的实施例2的结构示意图；

图5为本发明隔热油管连接结构的示意图；

图6为本发明的左管端内管与右管端内管之间的密封连接结构之一(平面过盈对接)；

图7为本发明的左管端内管与右管端内管之间的密封连接结构之二(圆柱面过盈配合与端面过盈密封的组合)；

图8为本发明的左管端内管与右管端内管之间的密封连接结构之三(圆锥面过盈配合与端面过盈密封的组合)；

图9为本发明中隔热套的一种结构示意图；

图10为本发明的外管工厂端和用户端与接箍连接螺纹端面之间均设置有扭矩台肩的结构示意图；

图11为本发明隔热油管连接的螺纹上扣扭矩曲线图。

图中，1-接箍；2-外管；3-管体内管；4-管体隔热腔；6-管端隔热腔；7-隔热套；8-铝箔；9-扭矩台肩；21-外管工厂端；22-外管用户端；31-管体内管工厂端；32-管体内管用户端；51-左管端内管；52-右管端内管；91-外管端面；92-接箍内螺纹限位端面。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步详细的说明：

实施例1：一种隔热油管的连接结构，如图3所示，包括接箍1、与接箍1左端螺纹连接的外管工厂端21、与接箍1右端螺纹连接的外管用户端22，在外管工厂端21内密封地焊接有管体内管工厂端31，在用户端外管22内密封地焊接有管体内管用户端32，在管体内管工厂端31和管体内管用户端32之间设有管端内管，管端内管由左管端内管51和右管端内管52组成，左管端内管51的左端与管体内管工厂端31密封固定成一体，右管端内管52的右端与管体内管用户端32密封固定成一体，左管端内管51和右管端内管52之间形成密封连接结构，在管端内管与管体内管工厂端31、外管工厂端21、接箍1、管体内管用户端32、外管用户端22之间形成一个封闭的管端隔热腔6。

由于在接箍1与管端内管、管体内管工厂端31、外管工厂端21、管体内管用户端32和外管用户端22之间形成了一个封闭的管端隔热腔6，使得接箍1连接处的隔热条件得以改善；由于在左管端内管51和右管端内管52之间形成密封连接结构，提高了接箍1连接处的密封性能，左管端内管51和右管端内管52之间形成第一道密封，接箍1与外管工厂端21和外管用户端22之间形成第二道密封。

实施例2：在实施例1的基础上，在封闭的管端隔热腔6内增设由陶瓷纤维制成的隔热套7，如图4所示，在隔热套7的外圆和内孔壁上均覆盖有铝箔8，如图9所示，这样接箍1连接处的隔热性能就能更好，可进一步降低此处的热量损耗。

实施例3：在实施例1的基础上，所述左管端内管51与右管端内管52之间的密封结构可选用如图6所示的轴向端面过盈对接密封结构；或选用图7所示的轴向端面过盈对接密封与圆柱面径向过盈配合密封的组合；或选用图8所示轴向端面过盈对接密封与圆锥面径向过盈配合密封的组合结构；在外管工厂端21与接箍1连接螺纹端面和在外管用户端22与接箍1连接螺纹端面均设置有扭矩台肩9，且扭矩台肩9中外管端面91和接箍内螺纹限位端面92与螺纹轴线正向的夹角α为90°。设置扭矩台肩9的作用是确保外管工厂端21和外管用户端22旋入接箍1内上扣到位，通过旋接扭矩值是否出现拐点来帮助操作者判断上扣是否正确，从而保证左管端内管51与右管端内管52之间的可靠对接及密封。

在上述三例中，外管工厂端21和外管用户端22的外径为114.30mm、内径为100.54mm、壁厚为6.88mm；左管端内管51和右管端内管52的外径为73.02mm、内径为62.0mm、壁厚为5.51mm。左管端内管51端面与外管工厂端21端面的轴向间距Lg为25mm，右管端内管52端面与外管用户端22端面的轴向间距Ly为0，二者之和L为25mm，所述接箍1的外径为127.0mm、其扭距台肩面与螺纹轴线正向的夹角α为90°；所述隔热套7的外径为98mm、内径为76mm。

Claims (10)

1.一种隔热油管的连接结构，包括接箍(1)、与接箍(1)左端螺纹连接的外管工厂端(21)、与接箍(1)右端螺纹连接的外管用户端(22)，在外管工厂端(21)内密封地焊接有管体内管工厂端(31)，在外管用户端(22)内密封地焊接有管体内管用户端(32)，其特征是：在管体内管工厂端(31)和管体内管用户端(32)之间设有管端内管，管端内管由左管端内管(51)和右管端内管(52)组成，左管端内管(51)的左端与管体内管工厂端(31)密封固定成一体，右管端内管(52)的右端与管体内管用户端(32)密封固定成一体，左管端内管(51)和右管端内管(52)之间形成密封连接结构，在管端内管与管体内管工厂端(31)、外管工厂端(21)、接箍(1)、管体内管用户端(32)、外管用户端(22)之间形成一个封闭的管端隔热腔(6)。

2.根据权利要求1所述的隔热油管的连接结构，其特征是：在所述封闭的管端隔热腔(6)内设有隔热套(7)。

3.根据权利要求2所述的隔热油管的连接结构，其特征是：在隔热套(7)的外圆和内孔壁上均覆盖有铝箔(8)。

4.根据权利要求2或3所述的隔热油管的连接结构，其特征是：所述隔热套(7)由陶瓷纤维制成。

5.根据权利要求1所述的隔热油管的连接结构，其特征是：在外管工厂端(21)与接箍(1)连接螺纹端面之间设置有扭矩台肩(9)。

6.根据权利要求1所述的隔热油管的连接结构，其特征是：在外管工厂端(21)与接箍(1)连接螺纹端面之间，在外管用户端(22)与接箍(1)连接螺纹端面之间均设置有扭矩台肩(9)。

7.根据权利要求5或6所述的隔热油管的连接结构，其特征是：左管端内管(51)的端面与外管工厂端(21)的端面的轴向间距为Lg，右管端内管(52)的端面与外管用户端(22)端面的轴向间距为Ly，且左管端内管(51)端面与外管工厂端(21)端面的轴向间距Lg与右管端内管(52)端面与外管用户端(22)端面的轴向间距Ly之和大于等于连接螺纹的螺距P，即Lg+Ly≥P。

8.根据权利要求5或6所述的隔热油管的连接结构，其特征是：扭矩台肩(9)的台肩面与连接螺纹轴线正向的夹角α为55°～90°。

9.根据权利要求1所述的隔热油管的连接结构，其特征是：管端内管的左管端内管(51)与右管端内管(52)之间的密封结构为轴向端面过盈对接密封结构或轴向端面过盈对接密封与径向过盈配合密封的组合结构。

10.根据权利要求9所述的隔热油管的连接结构，其特征是：左管端内管(51)与右管端内管(52)之间所述径向过盈配合密封结构为圆柱面径向过盈配合密封结构或圆锥面径向过盈配合密封结构。