CN102086758B - 整体套装式隔热油管连接结构 - Google Patents

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一种整体套装式隔热油管连接结构，包括接箍、外管工厂端、外管用户端，在外管工厂端内和外管用户端内都密封地焊接有管体内管，在管体内管工厂端和管体内管用户端之间设有管端内管，管端内管的两端与管体内管工厂端和管体内管用户端通过密封对接结构连接，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。在管端隔热腔内设有隔热套，在管体内管工厂端、管端内管和管体内管用户端之间形成密封结构，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，又能提高此处的密封性能，还可防止在高温下接箍处易腐蚀问题。

Description

整体套装式隔热油管连接结构
【技术领域】
本发明涉及一种用于稠油热采的隔热油管接头连接结构，尤其涉及真空隔热油管接头的连接结构。
【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，俗称“稠油热采的蒸汽吞吐法”或“蒸汽驱使法”。
在向地下注入高温(200℃～350℃)蒸汽时，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，其接头连接结构如图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的长度略小，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的两端均设有管锥螺纹；在出厂时，在隔热油管外管2一端的外螺纹都拧接有接箍1，人们通常将出厂时隔热油管外管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，其螺纹连接处因受高温作用而会出现泄漏问题；同时，接箍1连接处的高温，会加剧接箍在Cl-、CO2井况下的腐蚀。
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，又有助于解决其因高温而产生的接箍处易泄漏和易被Cl-、CO2腐蚀等缺陷。
出于上述目的，申请人在申请号为201010513674.3中公开了一种隔热油管的接头连接结构，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易被Cl-、CO2腐蚀的缺陷。
其技术要点是：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经焊接固定成一体，右管端内管的右端与管体内管用户端经焊接固定成一体，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，以此降低热量损失，要想进一步降低热损，可在封闭的管端隔热腔中增设隔热套。
由于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，可确保左右管端内管对接处的密封性能；这种结构既能减少此处热量的传导、对流和辐射作用，能降低了接箍连接处的热量损失，又有助于解决螺纹接头处泄漏和接箍易腐蚀等问题，它是目前最为理想的隔热油管连接结构。申请人经过认真研究，又设计出一种整体套装式隔热油管连接结构，其隔热和密封功能与申请号为201010513674.3所述方案相同。
【发明内容】
本发明的目的是提供一种整体套装式隔热油管连接结构，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：
所述整体套装式隔热油管连接结构，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，在管体内管工厂端和管体内管用户端之间设有管端内管，其特征是：管端内管的两端分别与管体内管工厂端和管体内管用户端通过密封对接结构连接，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，管端内管与管体内管工厂端和管体内管用户端之间的密封对接结构为：在管体内管工厂端和管体内管用户端都设有对接止口，管端内管两端分别套装在管体内管工厂端和管体内管用户端的对接止口中，管端内管两端与对接止口的接触端面为过盈对接，径向配合为过渡配合或过盈配合或者过渡配合与过盈配合的组合。
更进一步，管端内管的一端径向配合为过盈配合，另一端径向配合为过渡配合。
更进一步，管端内管工厂端以过盈配合方式压装在管体内管工厂端的对接止口中，管端内管用户端以过渡配合方式套装在管体内管用户端的对接止口中。
更进一步，管端内管工厂端以过盈配合方式压装在管体内管工厂端的对接止口中，在管端内管用户端从外向内依次设有导向段和密封段，导向段以过渡配合方式套装在管体内管用户端的对接止口中，密封段则以过盈配合方式套装在管体内管用户端的对接止口中。
进一步，对接止口中的配合长度L为5～10毫米，密封段L2的轴向长度为3～5毫米。
进一步，在所述封闭的管端隔热腔内设有隔热套。
更进一步，所述隔热套由陶瓷纤维制成，在隔热套的外圆和内孔壁上均覆盖有铝箔。
进一步，在接箍与外管工厂端的螺纹连接端或接箍与外管用户端的螺纹连接端设有扭距台肩，外管端面与接箍内螺纹限位端面之间的距离小于管端内管工厂端和管瑞内管户端的最大过盈量之和。
更进一步，在接箍与外管用户端的螺纹连接端设有扭距台肩。
更进一步，在接箍与外管工厂端的螺纹连接端设有扭距台肩。
由于在接箍连接处增设了整体式管端内管，管端内管的两端分别与管体内管工厂端和管体内管用户端通过端面过盈配合结构对接，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。若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，则能更好地减少此处以对流和辐射方式而产生的热量损耗。整体式管端内管组装结构的密封性能有保证，管端内管两端与管体内管的端面通过过盈对接密封形成了第一道密封，管端内管两端外圆与管体内管的止口内孔之间的过盈配合形成了第二道密封，接箍与外管之间形成第三道密封。因此，这种连接结构不仅能大幅度降低接箍连接处的热量损失，而且解决了接箍连接处的接头螺纹泄漏和接箍易腐蚀等问题。在接箍与外管的螺纹连接端设置的扭距台肩，其作用是确保外管旋入接箍内精确上扣，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，既能保证管端内管与管体内管之间可靠的密封对接，又能防止管端内管过度变形而导致密封失效。
【附图说明】
图1为现有技术中隔热油管(SY/T5324-94)连接的结构示意图；
图2为现有技术中APISPEC5CT在管螺纹连接中增设密封圈的示意图；
图3为本发明的一种结构示意图，且在用户端设有扭距台肩；
图4为管端内管用户端设有导向段和密封段的结构示意图；
图5为图4中I处的放大图；
图6为图3中管端内管与隔热套的结构示意图；
图7为扭矩台肩的结构示意图；
图8为隔热油管螺纹连接的上扣扭矩曲线图。
图中，1-接箍；2-外管；3-管体内管；4-管体隔热腔；5-管端内管；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-管端内管工厂端；52-管端内管用户端；53-导向段；54-密封段；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：所述整体套装式隔热油管连接结构，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，在外管用户端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5，在管体内管工厂端31和管体内管用户端32都设有对接止口，对接止口的轴向长度为L，管端内管5工厂端51以过盈配合方式压装在管体内管工厂端31的对接止口中，两者间的配合长度L为10毫米，管端内管用户端52以过渡配合方式套装在管体内管用户端32的对接止口中，两者间的配合长度L为10毫米，在管端内管5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和外管用户端22之间形成一个封闭的管端隔热腔，在所述封闭的管端隔热腔内设有隔热套7，在隔热套7的外圆和内孔壁上均覆盖有铝箔8，所述隔热套7由陶瓷纤维制成，在接箍1与外管用户端22的螺纹连接端设有扭距台肩9，外管端面91与接箍内螺纹限位端面92之间的距离小于管端内管工厂端51和管端内管用户端52的最大过盈量之和。
实施例2：所述整体套装式隔热油管连接结构，如图4～图8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，在外管用户端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5，在管体内管工厂端31和管体内管用户端32都设有对接止口，对接止口的轴向长度为L，管端内管工厂端51以过盈配合方式压装在管体内管工厂端31的对接止口中，两者间的配合长度L为10毫米，在管端内管用户端52从外到内依次设有导向段53和密封段54，导向段53的轴向长度为L1，密封段54的长度为L2，在本例中L2＝5毫米，导向段53以过渡配合方式套装在管体内管工厂端31的对接止口中，密封段54以过盈配合方式压装在管体内管用户端32的对接止口中，在管端内管5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和外管用户端22之间形成一个封闭的管端隔热腔，在所述封闭的管端隔热腔内设有隔热套7，在隔热套7的外圆和内孔壁上均覆盖有铝箔8，所述隔热套7由陶瓷纤维制成，在接箍1与外管用户端22的螺纹连接端设有扭距台肩9，外管端面91与接箍内螺纹限位端面92之间的距离小于管端内管工厂端51和管端内管用户端52的最大过盈量之和。
在上述例中，设置扭矩台肩9的作用是确保外管工厂端21旋入接箍1内精确上扣，防止管端内管过度变形失效，在实际使用过程中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，既能保证管端内管两端与管体内管之间实现可靠的端面对接密封，又能防止管端内管产生过度变形而失效。扭矩台肩9也可设置在外管工厂端21与接箍1连接螺纹端面之间。

Claims (5)

1.一种整体套装式隔热油管连接结构，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)，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(5)，其特征是：管端内管(5)的两端分别与管体内管工厂端(31)和管体内管用户端(32)通过密封对接结构连接，在管端内管(5)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)和外管用户端(22)之间形成一个封闭的管端隔热腔，其中，管端内管(5)与管体内管工厂端(31)和管体内管用户端(32)之间的密封对接结构为：在管体内管工厂端(31)和管体内管用户端(32)都设有对接止口，管端内管(5)两端分别套装在管体内管工厂端(31)和管体内管用户端(32)的对接止口中，管端内管(5)两端与对接止口的接触端面为过盈对接，管端内管工厂端(51)以过盈配合方式压装在管体内管工厂端(31)的对接止口中，在管端内管用户端(52)从外向内依次设有导向段(53)和密封段(54)，导向段(53)以过渡配合方式套装在管体内管用户端(32)的对接止口中，密封段(54)则以过盈配合方式套装在管体内管用户端(32)的对接止口中。
2.根据权利要求1所述整体套装式隔热油管连接结构，其特征是：对接止口中的配合长度L为5～10毫米，密封段(54)的轴向长度L2为3～5毫米。
3.根据权利要求1所述整体套装式隔热油管连接结构，其特征是：在所述封闭的管端隔热腔内设有隔热套(7)。
4.根据权利要求3所述整体套装式隔热油管连接结构，其特征是：所述隔热套(7)由陶瓷纤维制成，在隔热套(7)的外圆和内孔壁上均覆盖有铝箔(8)。
5.根据权利要求1所述整体套装式隔热油管连接结构，其特征是：在接箍(1)与外管工厂端(21)的螺纹连接端或接箍(1)与外管用户端(22)的螺纹连接端设有扭距台肩(9)，外管端面(91)与接箍内螺纹限位端面(92)之间的距离小于管端内管工厂端(51)和管端内管用户端(52)的最大过盈量之和。
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