CN103133821A - 一种冻结管隔热装置 - Google Patents

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Abstract

一种冻结管隔热装置，包括外层管和外层管内间隔穿设的内层管，外层管与内层管两端通过封头圈密封形成密封舱，封头圈上设有与密封舱相通的抽真空管。由双层钢管焊接而构成具有密封舱的冻结隔热管，外层管保护密封舱，内层管连通上下冻结管，并可穿过低温盐水供液管，其结构简单，便于冻结管对接，耐碰撞，密封舱在焊接、安装和冻结过程的极端环境下始终处于密封状态，确保隔热材料（即密封舱的真空环境）的超低导热系数处于稳定状态，从而克服隔热材料浸水结冰而失效的问题，密封隔水效果好。

Description

一种冻结管隔热装置
技术领域
本发明属于特殊凿井技术领域，特别涉及一种冻结法凿井技术中局部非冻结部位的冻结管隔热装置。
背景技术
在局部冻结工程中，需要将非冻结段的冻结管减小管径或加隔热层。例如斜井冻结工程中，需要将斜井井筒开凿部位的周边含水地层冻结成筒状不透水的冻结墙，而井筒的掘砌部分不需要冻结；对于较深的斜井冻结工程主要依靠垂直冻结管形成斜井井筒周边的冻结壁，这就需要将穿过井筒掘砌部分的冻结管变成隔热管，以限制掘砌部位的冷量传递，为井筒安全快速掘砌创造有利条件。
目前，掘砌部位的隔热措施主要是缩小该部位冻结管的直径，并在其外面包裹隔热材料，即采用高压聚乙烯塑料管与小直径冻结管之间充填高密度聚氨酯材料和聚乙烯胶带多层封头止水工艺。但是，由于冻结过程中不同材料的差异收缩引起封头开裂、隔热材料与冻结管外表面出现收缩缝，造成冻结隔热管在焊接、安装、冻结过程中出现密封失效，导致隔热层处于浸水结冰状态，隔热效果差。
发明内容
本发明提供了一种便于冻结管对接、耐碰撞和密封隔水效果好的冻结管隔热装置。
为实现上述目的，本发明的技术方案是：一种冻结管隔热装置，包括外层管和外层管内间隔穿设的内层管，外层管与内层管两端通过封头圈密封形成密封舱，封头圈上设有与密封舱相通的抽真空管。
所述抽真空管上方设有保护罩，保护罩呈喇叭口状，保护罩的大口固定在封头圈外缘，保护罩的小口固定在内层管外壁上。
所述内层管两端设有变径管箍。
所述内层管两端设有导向罩，导向罩呈喇叭口状，导向罩的小口固定在内层管上，导向罩的大口介于内层管与外层管之间，抽真空管位于导向罩的轴向投影区域内。
所述封头圈凸出外层管端部，封头圈凸出部分与外层管端面形成定位台；外层管两端外部套设有连接管箍。 
与现有技术相比，本发明的优点是：
1、本发明包括外层管和外层管内间隔穿设的内层管，外层管与内层管两端通过封头圈密封形成密封舱，封头圈上设有与密封舱相通的抽真空管，由双层钢管焊接而构成具有密封舱的冻结隔热管，外层管保护密封舱，内层管连通上下冻结管，并可穿过低温盐水供液管，其结构简单，便于冻结管对接，耐碰撞，密封舱在焊接、安装和冻结过程的极端环境下始终处于密封状态，确保隔热材料（即密封舱的真空环境）的超低导热系数处于稳定状态，从而克服隔热材料浸水结冰而失效的问题，密封隔水效果好。
2、在抽真空管上方设有保护罩，保护罩呈喇叭口状，保护罩的大口固定在封头圈的外缘，保护罩的小口固定在内层管的外壁上，保护罩具有保护抽真空管以及导向、定位的功能。
3、在内层管的两端设有导向罩，导向罩呈喇叭口状，导向罩的小口固定在内层管端面上，导向罩的大口介于内层管与外层管之间，且保证抽真空管位于导向罩的轴向投影区域内，导向罩具有保护抽真空管以及导向、定位功能。
4、封头圈凸出外层管端部，封头圈凸出部分与外层管端面形成定位台，外层管两端外部套设有连接管箍，在外层管通过接接管箍与冻结管焊接过程中，定位台对冻结管起定位作用，便于冻结管的焊接与安装。
附图说明
图1是本发明实施例1的结构示意图；
图2是图1中外层管与冻结管管径不一致时的连接示意图；
图3是本发明实施例2的结构示意图；
图4是图3中外层管与冻结管管径一致时的连接示意图。
具体实施方式
实施例1，如图1和图2所示的冻结管隔热装置，其包括构成隔热管的外层管1和外层管1内间隔穿设的内层管2，外层管1与内层管2同轴设置，外层管1短于内层管2。在外层管1与内层管2两端通过环状的封头圈3密封形成密封舱4，封头圈3具有密封和定位功能。在焊接、安装和冻结过程中的极端环境下，密封舱4始终处于密封状态，确保隔热材料（密封舱4的真空环境）的超低导热系数处于稳定状态，从而克服隔热材料浸水、结冰而失效的问题。在上端的封头圈3上设有与密封舱4相通的抽真空管5，可对密封舱4实施抽气、测压、卡封的操作。
在抽真空管5上方设有保护罩6，保护罩6呈喇叭口状，保护罩6的大口固定在封头圈3的外缘，保护罩6的小口固定在内层管2的外壁上，保护罩6具有保护抽真空管5以及导向、定位的功能。同时，在内层管2的两端外部套设有变径管箍8，使用时，变径管箍8分别与内层管2外壁、冻结管7内壁焊接，实现变径连接。
在本实施方式中，外层管1与内层管2均为钢管，抽真空管5为抽真空铜管。
实施例1适用于外层管1与冻结管7的管径不一致的情况，使用时，通过抽真空管5试压，确保密封舱4耐压，通过抽真空管5的抽气、测压和卡封，确保密封舱4处于低密度真空状态。当外层管1与上下对接的冻结管7管径不一致时，通过内层管2上的变径管箍8与冻结管7实现变径焊接连接。内层管2对上下冻结管7起连通作用，可穿过低温盐水供液管。在内层管2与冻结管7对接焊接过程中，内层管2、封头圈3和保护罩6为变径管箍8起导向和定位作用。
实施例2，如图3和图4所示，其与实施例1的不同之处在于：在内层管2的两端设有导向罩61，导向罩61呈喇叭口状，导向罩61的小口固定在内层管2端面上，导向罩61的大口介于内层管2与外层管1之间，且保证抽真空管5位于导向罩61的轴向投影区域内，导向罩61具有保护抽真空管5以及导向、定位功能。封头圈3凸出外层管1的端部，封头圈3凸出部分与外层管1的端面形成定位台9；同时，在外层管1的两端外部套设有连接管箍81。
实施例2适用于外层管1与冻结管7的管径一致的情况。当外层管1与上下对接的冻结管7管径一致时，便于冻结管7的焊接与安装，由外层管1通过接接管箍81与冻结管7焊接，即由定位台9对冻结管7起定位作用，外层管1与冻结管7端部对接焊接，然后在外层管1与冻结管7对接处外部焊接连接管箍81。
在冻结工程安装过程中，冻结管7和内层管2中需要穿过低温盐水供液管，此时保护罩6或者导向罩61起保护抽真空管5和导向的作用。

Claims (5)

1.一种冻结管隔热装置，其特征在于，包括外层管和外层管内间隔穿设的内层管，外层管与内层管两端通过封头圈密封形成密封舱，封头圈上设有与密封舱相通的抽真空管。
2.如权利要求1所述的冻结管隔热装置，其特征在于，所述抽真空管上方设有保护罩，保护罩呈喇叭口状，保护罩的大口固定在封头圈外缘，保护罩的小口固定在内层管外壁上。
3.如权利要求2所述的冻结管隔热装置，其特征在于，所述内层管两端设有变径管箍。
4.如权利要求1所述的冻结管隔热装置，其特征在于，所述内层管两端设有导向罩，导向罩呈喇叭口状，导向罩的小口固定在内层管上，导向罩的大口介于内层管与外层管之间，抽真空管位于导向罩的轴向投影区域内。
5.如权利要求4所述的冻结管隔热装置，其特征在于，所述封头圈凸出外层管端部，封头圈凸出部分与外层管端面形成定位台；外层管两端外部套设有连接管箍。
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