CN107165585A - 一种内衬耐磨、隔热保温复合油管 - Google Patents

一种内衬耐磨、隔热保温复合油管 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种内衬耐磨、隔热保温复合油管，所述的油管由里到外分别由防偏磨衬管、承压内管、隔热保温层、钢质油管及油管两端设置的防下滑强制密封装置和强制密封装置组成了多功能复合油管，加工完成的油管通过油管接箍将若干根油管联接一起下井使用。本发明能有效地解决油井中杆管偏磨，降低原油从井底举升到井口过程中原油自身温度的损失，提高井筒及井口原油温度，油管内结蜡结垢，改善原油在井筒中流态，降低抽油机载荷，油井免热洗、免加化防药剂，简化地面集输流程实现单管不加热输送等一系列技术问题。最终达到节能减排，创收增效，大大降低石油开采成本的目的。

Description

一种内衬耐磨、隔热保温复合油管
技术领域
本发明涉及一种适用于油田采油管柱、地热热水井管柱使用的一种内衬耐磨、隔热保温复合油管，特别涉及一种充分利用地层自身热能提高井筒及井口原油温度的同时解决井筒中杆管偏磨等问题的多功能复合油管。
技术背景
目前在油田实际生产过程中普遍采用纯光管管柱采油的传流方式(未加任何油管隔热保温及防偏磨措施)，采地下热水井管柱也是采用纯光管管柱采地下热水的方式，这些采油及采热水的方式均存在大量地下自然热能浪费及未充分利用的问题。纯光管管柱采油方式具体存在深层位自然温度高的原油通过机械举升将原油提升到井口时，原油自身温度大量损失，使原油在井筒中流动性差、结蜡，导致抽油机载荷增加，严重时还需用热水洗井，用电加热提高井口原油温度，用加各种化学降粘剂、清蜡剂来降粘清蜡；同时还存在杆管偏磨、杆管之间摩擦阻力大、结垢、杆管损坏严重、浪费电能及地面集输系统加热炉的热能等技术问题。
在特稠油开采领域采用注入200℃以上热载体吞吐的采油方式，应用的是双金属抽真空注氮气的隔热油管，该种隔热油管成本高、外形尺寸大，不能在常规采油生产井中使用。因此迫切需要一种适用于常规采油生产井的耐磨、防腐、隔热多功能的复合油管，来解决以上所述的诸多技术问题，同时降低生产成本。
发明内容
本发明是提供一种内衬耐磨、隔热保温复合油管，能有效的解决杆管偏磨、结垢、杆管损坏严重问题；能有效地降低原油从井底流到井口过程中原油自身的温度损失问题，并改善原油在井筒中的粘度、结蜡、流态，在实际生产中实现提高原井口原油温度15～30℃，从而解决油井热洗、加各种化防药剂、电加热降粘、降低抽油机载荷、油井节电、及简化地面集输工艺流程、将三管伴热改为单管不加热常温输送，去掉热水炉等一系列重大技术难题，达到节能减排、创收增效、大大降低石油开采成本的目的。
本发明采用的技术方案如下：
一种内衬耐磨、隔热保温复合油管，所述油管的两端加工有外螺纹，油管与油管用油管接箍(12)联接并拧紧后下井使用；其特征在于，在所述的油管(1)内固定嵌装一承压内管(2)，在承压内管(2)外壁均匀包裹一层隔热保温层(3)，在隔热保温层(3)的外层均匀地搭接缠绕隔热保温层定型保护带(4)，将承压内管(2)外侧包裹完隔热保温层并缠绕完隔热层定型保护带后，将其一并穿入油管(1)内；在所述的油管(1)及承压内管(2)靠近油管接箍(12)的一端设置有防下滑强制密封装置，防下滑强制密封装置分别由相邻直接套在承压内管(2)上的固定钢圈(7)、防承压内管下滑定位环(6)、密封胶圈(5)及承压内管(2)被强制扩管后所形成有一定斜度的变径段联合组成；在所述的油管(1)及承压内管(2)的另一端设置有强制密封装置，该装置是由密封胶圈(10)与承压内管(2)经强制扩管后所形成有一定斜度的变径段组成；在所述油管(1)中，通过在靠近油管接箍(12)的一端设置的防下滑强制密封装置及在油管另一端设置的强制密封装置将承压内管(2)、隔热保温层(3)固定在油管(1)内；在所述承压内管(2)的内侧再固定嵌装防偏磨衬管(9)，且所述的防偏磨衬管(9)长度大于承压内管(2)和油管(1)，防偏磨衬管(9)的两端端面封头后突出在承压内管(2)和油管(1)端面之外，在对防偏磨衬管(9)突出端面进行封头前，需将承压内管(2)的端部变径管段与防偏磨衬管(9)之间凹进部分填充承压填料(8)后，才能进行最后的防偏磨衬管端面封头；在所述的油管与油管通过油管接箍(12)联接时，在两根油管之间的间隙中安装有密封胶圈(11)。
所述的承压内管(2)选用高强度承压材料制作，包括无缝钢管、玻璃钢管或塑料中夹钢骨架的复合管。
所述的隔热保温层(3)是将隔热保温材料套装在一个防水、隔辐射热的绝热套袋(13)中成为一整体，然后均匀包裹在承压内管(2)外侧，形成所述的隔热保温层(3)，所述的隔热保温材料选用保温性能较好的隔热保温材料，包括气凝胶纳米超级隔热保温毡。
所述的隔热保温层定型保护带(4)，选用抗拉力强的纤维带或钢带制作。
在所述的油管(1)及承压内管(2)靠近油管接箍(12)的一端设置有防下滑强制密封装置，该装置是将固定钢圈(7)焊接在油管(1)内壁的设定位置上，再将用增强尼龙制作的防承压内管下滑定位环(6)、用丁晴或聚四氟乙烯材料制作的密封胶圈(5)套装在固定钢圈(7)的上端，最后在承压内管(2)的最上端通过液压扩管设备将该处的承压内管(2)及密封胶圈(5)由较细的外径强制扩大到较粗的外径，扩管变径后所形成有一定斜度的变径段位于固定钢圈(7)之上的防承压内管下滑定位环(6)对应处，以完成该处的强制密封及防止承压内管(2)下滑的防下滑强制密封装置的形成。
在所述的油管(1)及承压内管(2)的另一端设置有强制密封装置，该装置是将用丁晴或聚四氟乙烯材料制作的密封胶圈(10)安装在油管(1)与承压内管(2)之间，然后通过液压扩管设备将该处的承压内管(2)及密封胶圈(10)由较细的外径强制扩大到较粗的外径，以在该处形成有一定斜度的承压内管变径管段并压缩密封胶圈，完成强制密封。
所述的防偏磨衬管(9)和需填充的承压填料(8)所选用材料为具有耐磨、防腐、防结蜡、防结垢性能的热缩性高密度聚乙烯复合管或超高分子量聚乙烯复合管。
在所述的油管与油管通过油管接箍(12)联接时，在两根油管之间的间隙中安装有用丁晴材料制作的密封胶圈(11)。
本发明的优点是：在不加任何外界人为补充能源的条件下，充分利用地层自身热能，通过在油管管柱上增加油管隔热保温功能，来减少原油从井底较高温度举升到井口过程中原油自身温度的损失，实现提高井筒及井口原油温度，改善原油在井筒中的粘度、结蜡、流态，从而解决油井热洗、加各种化防药剂、电加热降粘、简化地面集输工艺流程将三管伴热改为单管不加热常温输送并去掉热水炉；通过在油管内嵌装的防偏磨衬管能有效的解决油管内腐蚀、结垢，杆管偏磨所造成杆管损坏，降低杆管之间摩擦力从而达到降低抽油机载荷；最终达到节能减排、创收增效、大大降低石油开采成本。
本发明专利具有如下突出的实质性特点：
1、在一种内衬耐磨、隔热保温复合油管中设置了用高密度聚乙烯或超高分子量聚乙烯材料制作的防偏磨衬管(9)其作用有3点，作用一是防偏磨衬管(9)所用材料具有非常好的耐磨、防腐、防结蜡、防结垢性能，通过它的使用有效的解决了油管在使用中存在油管内腐蚀、结垢、结蜡、杆管偏磨所造成杆管损坏严重的问题；作用二是通过在承压内管(2)的内侧固定嵌装了防偏磨衬管(9)后，起到了保护承压内管(2)在使用过程中不被抽油杆磨损，而降低承压内管(2)应承载油管内液体压力的承压功能，承压内管如果不具备承载内压功能后将造成整个隔热油管报废；作用三是在常规的内衬隔热保温油管中增加防偏磨衬管(9)后，实现了在同一根油管中具有油管耐磨、油管内防腐、油管隔热保温的多功能目的。
2、在一种内衬耐磨、隔热保温复合油管中设置了用无缝钢管制作的承压内管(2)，其作用有2点，作用一是利用无缝钢管来承载油管内的液柱压力，不让油管内的液柱压力挤压隔热保温层变薄而降低其隔热保温效果，作用二是利用无缝钢管还有一定的塑变空间，在油管及承压内管的上端端部和下端端部用液压设备强制将该处的承压内管扩大，压缩其安装在该处的密封胶圈，达到油管与承压内管两端端部的密封，确保油管内的液体不能进入隔热保温层降低其隔热保温效果。
3、在一种内衬耐磨、隔热保温复合油管的上端端部设置了防下滑强制密封装置，该装置成功解决了油管上端端部的密封及防止由于重力及运行时抽油杆与承压内管之间的摩擦阻力而造成承压内管与隔热保温层下滑的问题。
4、本发明专利通过结构示意图可看出其整体结构杜绝了承压内管(2)与油管(1)的一切金属接触，最大限度的防止油管内热体与外部的热扩散，从而提高了隔热效果。
附图说明
图1是本发明的结构示意图
图2是图1的局部Ⅰ放大示意图
具体实施方式
本发明所述的一种内衬耐磨、隔热保温复合油管的结构，如图1、图2所示：
一种内衬耐磨、隔热保温复合油管，所述油管的两端加工有外螺纹，油管与油管用油管接箍(9)联接并拧紧后下井使用；其特征在于，在所述的油管(1)内固定嵌装一承压内管(2)，在承压内管(2)外壁均匀包裹一层隔热保温层(3)，在隔热保温层(3)的外层均匀地搭接缠绕隔热保温层定型保护带(4)，将承压内管(2)外侧包裹完隔热保温层并缠绕完隔热层定型保护带后，将其一并穿入油管(1)内。
为保证不让油管内的液柱压力挤压隔热保温层变薄而降低其隔热效果，在内衬隔热保温油管最里侧设置了承压内管(2)，承压内管选用高强度承压材料制作，包括无缝钢管、玻璃钢管、塑料中夹钢骨架的复合管。
将隔热保温材料套装在一个防水、隔辐射热的绝热套袋(13)中成为一整体，然后均匀包裹在承压内管(2)外侧，形成所述的隔热保温层(3)，所述的隔热保温材料选用保温性能较好的隔热保温材料，包括气凝胶纳米超级隔热保温毡。
为将隔热保温材料均匀紧贴包裹在承压内管(2)外侧，同时防止在穿管时将防水、隔辐射热绝热套袋划破，故采用抗拉力强的纤维带或钢带作为隔热保温层定型保护带(4)均匀搭接缠绕在隔热保温材料的外侧。
在所述油管(1)及承压油管(2)靠近油管接箍(12)的一端设置有防下滑强制密封装置，该装置是将固定钢圈(7)焊接在油管(1)内壁的设定位置上，再将用增强尼龙制作的防承压内管下滑定位环(6)、用丁晴或聚四氟乙烯材料制作的密封胶圈(5)套装在固定钢圈(7)的上端，最后在承压内管(2)的最上端通过液压扩管设备将该处的承压内管(2)及密封胶圈(5)由较细的外径强制扩大到较粗的外径，以完成该处的强制密封及防止承压内管(2)下滑，由固定钢圈(7)、防承压内管下滑定位环(6)、密封胶圈(5)及承压内管(2)被强制扩管后所形成有一定斜度的变径管段共同作用，构成了完整的防下滑强制密封装置；该装置是通过液压扩管设备将承压内管(2)进行强制扩径的同时压缩密封胶圈(5)，被压缩的密封胶圈密度提高后达到了该处的密封要求，从而保证了油井中的油水混合物不能进入隔热保温层中而降低隔热效果；承压内管(2)被强制扩径后在该处形成了一定斜度的变径管段，该变径管段与固定钢圈(7)、防承压内管下滑定位环(6)共同作用下，解决了防止由于重力及运行时抽油杆与承压内管之间摩擦阻力而造成承压内管与隔热保温层下滑的问题。
在所述的油管(1)及承压内管(2)的另一端设置有强制密封装置，该装置是将用丁晴或聚四氟乙烯材料制作的密封胶圈(10)安装在油管(1)与承压内管(2)之间，然后通过液压扩管设备将该处的承压内管(2)及密封胶圈(10)由较细的外径强制扩大到较粗的外径，以在该处形成有一定斜度的承压内管变径管段并压缩密封胶圈，完成强制密封。
在所述油管(1)中，通过在靠近油管接箍(12)的一端设置的防下滑强制密封装置及在油管另一端设置的强制密封装置将承压内管(2)、隔热保温层(3)固定在油管(1)内。
所述的防偏磨衬管(9)和需填充的承压填料(8)所选用材料为具有耐磨、防腐、防结蜡、防结垢性能的热缩性高密度聚乙烯复合管或超高分子量聚乙烯复合管。
在所述的油管与油管通过油管接箍(12)联接时，在两根油管之间的间隙中安装有用丁晴材料制作的密封胶圈(11)。
所述的气凝胶纳米超级隔热保温毡及绝热套袋，选用浙江绍兴市纳诺科技有限公司生产的产品。
所述的防承压内管防下滑定位环、密封胶圈，选用北京中加天和科技发展有限公司设计、生产并销售的产品。
所述的热缩性高密度聚乙烯复合管或超高分子量聚乙烯复合管选用北京中加天和科技发展有限公司设计生产并销售的产品。
所述的钢油管、抗拉力强的纤维带、无缝钢管，属已有技术可委托加工生产。
以上材料的选择，仅是实施方式中的列举，其他类似产品也是本专利的选项，所描述实施例仅仅是部分实施例而不是全部，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利的保护范围。

Claims (8)

1.一种内衬耐磨、隔热保温复合油管，所述油管的两端加工有外螺纹，油管与油管用油管接箍(12)联接并拧紧后下井使用；其特征在于，在所述的油管(1)内固定嵌装一承压内管(2)，在承压内管(2)外壁均匀包裹一层隔热保温层(3)，在隔热保温层(3)的外层均匀地搭接缠绕隔热保温层定型保护带(4)，将承压内管(2)外侧包裹完隔热保温层并缠绕完隔热层定型保护带后，将其一并穿入油管(1)内；在所述的油管(1)及承压内管(2)靠近油管接箍(12)的一端设置有防下滑强制密封装置，防下滑强制密封装置分别由相邻直接套在承压内管(2)上的固定钢圈(7)、防承压内管下滑定位环(6)、密封胶圈(5)及承压内管(2)被强制扩管后所形成有一定斜度的变径段联合组成；在所述的油管(1)及承压内管(2)的另一端设置有强制密封装置，该装置是由密封胶圈(10)与承压内管(2)经强制扩管后所形成有一定斜度的变径段组成；在所述油管(1)中，通过在靠近油管接箍(12)的一端设置的防下滑强制密封装置及在油管另一端设置的强制密封装置将承压内管(2)、隔热保温层(3)固定在油管(1)内；在所述承压内管(2)的内侧再固定嵌装防偏磨衬管(9)，且所述的防偏磨衬管(9)长度大于承压内管(2)和油管(1)，防偏磨衬管(9)的两端端面封头后突出在承压内管(2)和油管(1)端面之外，在对防偏磨衬管(9)突出端面进行封头前，需将承压内管(2)的端部变径管段与防偏磨衬管(9)之间凹进部分填充承压填料(8)后，才能进行最后的防偏磨衬管端面封头；在所述的油管与油管通过油管接箍(12)联接时，在两根油管之间的间隙中安装有密封胶圈(11)。
2.根据权利要求1所述的一种内衬耐磨、隔热保温复合油管，其特征在于，所述的承压内管(2)选用高强度承压材料制作，包括无缝钢管、玻璃钢管或塑料中夹钢骨架的复合管。
3.根据权利要求1所述的一种内衬耐磨、隔热保温复合油管，其特征在于，所述的隔热保温层(3)是将隔热保温材料套装在一个防水、隔辐射热的绝热套袋(13)中成为一整体，然后均匀包裹在承压内管(2)外侧形成所述的隔热保温层(3)，所述的隔热保温材料选用保温性能较好的隔热保温材料，包括气凝胶纳米超级隔热保温毡。
4.根据权利要求1所述的一种内衬耐磨、隔热保温复合油管，其特征在于，所述的隔热保温层定型保护带(4)，选用抗拉力强的纤维带或钢带制作。
5.根据权利要求1所述的一种内衬耐磨、隔热保温复合油管，其特征在于，在所述的油管(1)及承压内管(2)靠近油管接箍(12)的一端设置有防下滑强制密封装置，该装置是将固定钢圈(7)焊接在油管(1)内壁的设定位置上，再将用增强尼龙制作的防承压内管下滑定位环(6)、用丁晴或聚四氟乙烯材料制作的密封胶圈(5)套装在固定钢圈(7)的上端，最后在承压内管(2)的最上端通过液压扩管设备将该处的承压内管(2)及密封胶圈(5)由较细的外径强制扩大到较粗的外径，扩管变径后所形成有一定斜度的变径段位于固定钢圈(7)之上的防承压内管下滑定位环(6)对应处，以完成该处的强制密封及防止承压内管(2)下滑的防下滑强制密封装置的形成。
6.根据权利要求1所述的一种内衬耐磨、隔热保温复合油管，其特征在于，在所述的油管(1)及承压内管(2)的另一端设置有强制密封装置，该装置是将用丁晴或聚四氟乙烯材料制作的密封胶圈(10)安装在油管(1)与承压内管(2)之间，然后通过液压扩管设备将该处的承压内管(2)及密封胶圈(10)由较细的外径强制扩大到较粗的外径，以在该处形成有一定斜度的承压内管变径管段并压缩密封胶圈，完成强制密封。
7.根据权利要求1所述的一种内衬耐磨、隔热保温复合油管，其特征在于，所述的防偏磨衬管(9)和需填充的承压填料(8)所选用材料为具有耐磨、防腐、防结蜡、防结垢性能的热缩性高密度聚乙烯复合管或超高分子量聚乙烯复合管。
8.根据权利要求1所述的一种内衬耐磨、隔热保温复合油管，其特征在于，在所述的油管与油管通过油管接箍(12)联接时，在两根油管之间的间隙中安装有用丁晴材料制作的密封胶圈(11)。
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