CN114293925A - 一种海洋石油开采用超大口径隔热套管及其生产工艺 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种海洋石油开采用超大口径隔热套管，包括隔热套管和接箍，隔热套管端部通过螺纹与接箍连接，接箍与隔热套管端部之间设置有隔热衬套，隔热套管内部设置有耐高温隔热涂层，环空腔并填充有气凝胶颗粒隔热材料，隔热套管表面两端分别开设有气孔和注料口，气孔和注料口位置分别固定安装有抽气接头机构和冲料接头机构。本发明通过环空腔和填充气凝胶颗粒隔热材料，气孔和注料口位置分别固定安装有抽气接头机构和冲料接头机构，通过抽气接头机构可通过真空机向隔热油套管内管和外管形成的环空抽气，通过冲料接头机构可向隔热套管的环空中注入颗粒状气凝胶隔热材料，进一步增加了隔热套管的隔热效果。

Description

一种海洋石油开采用超大口径隔热套管及其生产工艺

技术领域

本发明涉及石隔热套管道设备技术领域，更具体地说，特别涉及一种海洋石油开采用超大口径隔热套管及其生产工艺。

背景技术

在石油开采技术中，隔热油套管是石油开采稠油热采工艺和海油石油保温举升工艺必备的井下工具之一，稠油热采工艺中注汽蒸汽在注入过程中会发生热交换，因此会导致蒸汽温度降低，造成热量损失，难以满足开采需求。海洋石油保温举升工艺中可有效防止原油温度降低析蜡堵塞管柱。隔热隔热套管具有良好的隔热效果，可有效的降低石油开采中的热量损失。

目前的隔热油套管一般为双层同心管柱结构，两层管的环形空间为真空，注蒸汽开采稠油时使用隔热隔热套管可以减少热损失，提高蒸汽干度。

现有技术中，常规隔热油套管的基本工艺抽真空、填充铝箔和玻璃纤维布等工艺，隔热油套管本体的隔热性能只通过隔热层的环形真空进行隔热，隔热方式和隔热效果有待改善。

发明内容

本发明的目的在于提供一种隔热性能好的海洋石油开采用超大口径隔热套管及其生产工艺。

为了达到上述目的，本发明采用的技术方案如下：一种海洋石油开采用超大口径隔热套管，包括隔热套管和接箍，隔热套管端部通过螺纹与接箍配合连接，所述接箍与隔热套管端部之间设置有隔热衬套，隔热套管内部设置有环空腔，环空腔中填充有耐高温隔热材料，所述隔热套管表面两端分别开设有气孔和注料口，所述环空腔内部在气孔和注料口位置分别固定安装有抽气接头机构和冲料接头机构，通过抽气接头机构可通过真空机向隔热套管的环空腔抽气，通过冲料接头机构可向环空腔注入耐高温隔热材料，所述隔热套管及接箍内外壁均设有耐高温隔热层。

优选地，所述冲料接头机构包括进料管、聚四氟乙烯圈和螺纹盖，所述环空腔内部在注料口位置设有一体结构的注料接头，所述进料管固定安装在注料接头内部，进料管与注料接头内壁形成环腔，所述螺纹盖通过内螺纹与进料管配合连接，所述聚四氟乙烯圈卡合在环腔内。

优选地，所述抽气接头机构包括气接头、钢管、塞盖、滑套和弹簧，气接头固定安装在环空腔内部气孔位置，气接头上端贯穿隔热套管外管外表面且与隔热套管外表面平齐，所述钢管位于气接头内，钢管底部与环空腔内底部固定连接，所述滑套和弹簧均套设在钢管上，所述钢管顶部两侧均开设有进气口，钢管底部两侧均开设有进气口，所述滑套通过弹簧弹力作用与气接头顶壁贴合且将进气口封闭，所述气接头顶部开设有螺纹口，所述塞盖与螺纹口配合连接。

优选地，所述隔热套管的环空腔中固定安装有一圈滤板，滤板靠近气接头位置。

优选地，所述耐高温隔热层包括气凝胶涂料层、铝箔和玻璃纤维布，所述隔热套管内壁沿长度方向均匀设有多道缝槽，所述气凝胶涂料层涂在隔热套管内管外壁上，所述铝箔、玻璃纤维布缠绕在隔热套管内管外壁上，并捆扎结实，其中铝箔也贴敷在隔热套管1内壁的气凝胶涂料层上。

优选地，所述耐高温隔热材料为气凝胶颗粒，气凝胶颗粒填充在隔热油套管的环空腔中，采用将隔热套管环空腔抽真空至负压后，进行填充气凝胶颗粒。

优选地，所述隔热套管为API 5CT标准管材或耐腐蚀性钢管材质。

海洋石油开采用超大口径隔热套管的生产工艺，包括以下步骤：

S1、在隔热套管外管外表面两端分别开设注料口和气孔；

S2、在气孔内安装气接头，在注料口内安装注料接头；

S3、在隔热套管内管及外壁喷涂气凝胶涂料，铝箔、玻璃纤维布缠绕在隔热套管外壁上，并捆扎结实；

S4、真空机通过气接头抽取隔热套管的环空腔中的空气，使其成为真空状态，然后通过注料接头向隔热套管环空腔中填充耐高温气凝胶颗粒，使得环空腔中充满气凝胶颗粒；

S5、通过螺纹盖将进料管封闭，通过聚四氟乙烯密封圈将环腔封闭。

与现有技术相比，本发明的优点在于：

本发明通过在隔热套管内管及外壁设置有耐高温涂料，使隔热套管具备优良的的隔热性能，通过设置隔热衬套能够避免热量从隔热套管和接箍连接处泄露，在隔热套管表面两端分别开设有气孔和注料口，气孔和注料口位置分别固定安装有抽气接头机构和冲料接头机构，通过抽气接头机构可通过真空机向隔热套管的环空腔抽气，通过冲料接头机构可向隔热套管的环空中注入气凝胶颗粒，进一步增加了隔热套管的隔热效果。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明一种海洋石油开采用超大口径隔热套管及其生产工艺的结构图；

图2是图1中A处结构放大示意图；

图3是图1中B处结构放大示意图。

图中：1隔热套管、2环空腔、3接箍、4隔热衬套、5螺纹、6耐高温隔热层、7气孔、8气接头、9钢管、10螺纹口、11塞盖、12滑套、13进气口、14弹簧、15注料口、16注料接头、17进料管、18螺纹盖、19环腔、20聚四氟乙烯圈、21滤板、22出气口、23槽缝。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的优选实施例进行详细阐述，以使本发明的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本发明的保护范围做出更为清楚明确的界定。

参阅图1所示，本发明提供一种海洋石油开采用超大口径隔热套管及其生产工艺，包括隔热套管1和接箍3，隔热套管1端部通过螺纹5与接箍3配合连接，所述接箍3与隔热套管1端部之间设置有隔热衬套4，隔热套管1内部设置有环空腔2，环空腔2中填充有耐高温隔热材料，所述隔热套管1表面两端分别开设有气孔7和注料口15，所述环空腔2内部在气孔7和注料口15位置分别固定安装有抽气接头机构和冲料接头机构，通过抽气接头机构可通过真空机向隔热套管1的环空腔2抽气，通过冲料接头机构可向隔热套管1的环空腔2注入耐高温隔热材料，所述隔热套管1内管及外壁设有耐高温隔热层6，降低热量向外散发。

参阅图2所示，本实施例中，进料管17、聚四氟乙烯圈20和螺纹盖18，所述环空腔2内部在注料口位置设有一体结构的注料接头16，所述进料管17固定安装在注料接头16内部，进料管17与注料接头16内壁形成环腔19，所述螺纹盖18通过内螺纹与进料管17配合连接，所述聚四氟乙烯圈20卡合在环腔19内，避免气体或者水进入环空腔2，螺纹盖18能够避免海水、雨水或者泥土进入环空腔2内，为了便于打开螺纹盖18，可在螺纹盖18顶部设置多边形凹槽，可通过工具转开，螺纹盖18顶部与隔热套管1外表面平齐。

参阅图3所示，本实施例中，所述抽气接头机构包括气接头8、钢管9、塞盖11、滑套12和弹簧14，气接头8固定安装在环空腔2内部气孔7位置，气接头8上端贯穿隔热套管1外表面且与隔热套管1外表面平齐，能够降低对隔热套管1吊装的干扰，所述钢管9位于气接头8内，钢管9底部与环空腔2内底部固定连接，所述滑套12和弹簧14均套设在钢管9上，所述钢管9顶部两侧均开设有进气口13，钢管9底部两侧均开设有进气口22，所述滑套12通过弹簧14弹力作用与气接头8顶壁贴合且将进气口13封闭，所述气接头8顶部开设有螺纹口10，所述塞盖11与螺纹口10配合连接，塞盖11用于封闭气接头8，保证气密性，当需要抽真空时，将塞盖11取下，通过真空机的抽气管插入气接头8内，此时滑套12将下移，其进气口13将处于暴露状态，启动真空机，通过抽气管能够将环空腔2中的空气通过钢管9抽出，从而将隔热套管1的环空腔2抽至真空状态，进一步提高了隔热性能，抽真空结束后，滑套12在弹簧14弹力作用将进气口13封闭，避免外界空气进入，为了进一步保证密封性，隔热套管在埋设时，可在塞盖11外围固定粘合密封圈。

本实施例中，所述隔热套管1的环空腔2中固定安装有一圈滤板21，滤板21靠近气接头8位置，滤板21起到阻隔耐高温隔热材料的作用，避免抽真空时耐高温隔热材料从气孔7中被抽出。

本实施例中，所述耐高温隔热层6包括气凝胶涂料层和铝箔和玻璃纤维布，所述隔热套管1内壁沿长度方向均匀设有多道缝槽23，所述气凝胶涂料层涂在隔热套管2内管壁及外壁上，能够保证气凝胶涂料层在隔热套管1内壁的稳定性，不易脱落，接箍3内外壁也可涂敷气凝胶涂料层，所述铝箔、玻璃纤维布缠绕在隔热套管内管外壁上，并捆扎结实，其中铝箔也贴敷在隔热套管1内壁的气凝胶涂料层上，铝箔其热传导性较差，能够隔绝大部分热量向外散发，从而提高隔热性能。

本实施例中，所述耐高温隔热材料为气凝胶颗粒，气凝胶是一种固体物质形态，世界上密度最小的固体。密度为3千克每立方米，因为密度极低，最轻的气凝胶仅有0.16毫克每立方厘米，比空气密度略低，所以也被叫做“冻结的烟”或“蓝烟”。由于里面的颗粒非常小（纳米量级），所以可见光经过它时散射较小（瑞利散射），就像阳光经过空气一样。其有非常好的隔热效果，一寸厚的气凝胶相当20至30块普通玻璃的隔热功能；

本实施例中，所述隔热套管1为API 5CT标准管材或耐腐蚀性钢管材质。

海洋石油开采用超大口径隔热套管的生产工艺，包括以下步骤：

S1、在隔热套管1表面两端分别开设注料口15和气孔7；

S2、在气孔内上安装气接头8，在注料口17内安装注料接头16；

S3、在隔热套管内管外壁喷涂耐高温隔热涂料，气凝胶涂料层涂在隔热套管2内壁上，铝箔、玻璃纤维布缠绕在隔热套管1内管外壁上；

S4、真空机通过气接头8抽取隔热套管1的环空腔2中的空气，使其成为状态，通过注料接头16向隔热套管1的环空腔2中添加耐高温隔热材料，在负压作用下环空腔2中充满耐高温隔热材料；

S5、通过螺纹盖18将进料管17封闭，通过聚四氟乙烯圈20将环腔19封闭。

虽然结合附图描述了本发明的实施方式，但是专利所有者可以在所附权利要求的范围之内做出各种变形或修改，只要不超过本发明的权利要求所描述的保护范围，都应当在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种海洋石油开采用超大口径隔热套管，包括隔热套管和接箍，隔热套管端部通过螺纹与接箍配合连接，其特征在于：所述接箍与隔热套管端部之间设置有隔热衬套，隔热套管内部设置有环空腔，环空腔中填充有耐高温隔热材料，所述隔热套管表面两端分别开设有气孔和注料口，所述环空腔内部在气孔和注料口位置分别固定安装有抽气接头机构和冲料接头机构，通过抽气接头机构可通过真空机向环空腔抽气，通过冲料接头机构可向隔热套管的环空腔注入耐高温隔热材料，所述隔热套管内管及外壁设有耐高温隔热层。

2.根据权利要求1所述的海洋石油开采用超大口径隔热套管，其特征在于：所述冲料接头机构包括进料管、聚四氟乙烯圈和螺纹盖，所述环空腔内部在注料口位置设有一体结构的注料接头，所述进料管固定安装在注料接头内部，进料管与注料接头内壁形成环腔，所述螺纹盖通过内螺纹与进料管配合连接，所述聚四氟乙烯圈卡合在环腔内。

3.根据权利要求1所述的海洋石油开采用超大口径隔热套管，其特征在于：所述抽气接头机构包括气接头、钢管、塞盖、滑套和弹簧，气接头固定安装在环空腔内部气孔位置，气接头上端贯穿隔热套管外管外表面且与隔热套管外表面平齐，所述钢管位于气接头内，钢管底部与环空腔内底部固定连接，所述滑套和弹簧均套设在钢管上，所述钢管顶部两侧均开设有进气口，钢管底部两侧均开设有进气口，所述滑套通过弹簧弹力作用与气接头顶壁贴合且将进气口封闭，所述气接头顶部开设有螺纹口，所述塞盖与螺纹口配合连接。

4.根据权利要求1所述的海洋石油开采用超大口径隔热套管艺，其特征在于：所述隔热套管的环空腔中固定安装有一圈滤板，滤板靠近气接头位置。

5.根据权利要求1所述的海洋石油开采用超大口径隔热套管，其特征在于：所述耐高温隔热层包括气凝胶涂料层、铝箔和玻璃纤维布，所述隔热套管内壁沿长度方向均匀设有多道缝槽，所述气凝胶涂料层涂在隔热套管及外壁上，所述铝箔、玻璃纤维布缠绕在隔热套管内管外壁上，并捆扎结实，其中铝箔也贴敷在隔热套管1内壁的气凝胶涂料层上。

6.根据权利要求1所述的海洋石油开采用超大口径隔热套管，其特征在于：所述耐高温隔热材料为气凝胶颗粒，气凝胶颗粒填充在隔热套管环空腔中，采用将隔热套管环空腔抽真空至负压后，进行填充气凝胶颗粒。

7.根据权利要求1所述的海洋石油开采用超大口径隔热套管，其特征在于：所述隔热套管为API 5CT标准管材或耐腐蚀性钢管材质。

8.根据权利要求1-7任一所述的海洋石油开采用超大口径隔热套管的生产工艺，其特征在于，包括以下步骤：

S1、在隔热套管外管外表面两端分别开设注料口和气孔；

S2、在气孔内安装气接头，在注料口内安装注料接头；

S3、在隔热套管内管及外壁喷涂气凝胶涂料，铝箔、玻璃纤维布缠绕在隔热套管内管外壁上，并捆扎结实；

S4、真空机通过气接头抽取隔热套管的环空腔中的空气，使其成为真空状态，然后通过注料接头向隔热套管环空腔中填充耐高温气凝胶颗粒，使得环空腔中充满气凝胶颗粒；

S5、通过螺纹盖将进料管封闭，通过聚四氟乙烯密封圈将环腔封闭。

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