JPS588632A - 絶縁された同中心導管チユ−ブ及びその製法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、に６縁された同中心チューブにそして特に井
戸に用いられる如き絶縁された同中心チューブに関する
。かかるチューブの使用は、普通内部導管の内側及び外
部導管の外側の間の熱損失を防ぐためのものである。こ
のチューブは、高温生成液体が内側導管を通して上方へ
流れる井戸及び高温液体が内側導管を通して下方に圧送
される井戸に於いて用途を有する。いずれの場合も、チ
ューブ材料を連して内部導管から外部導管の外側の周り
の環体への熱の移動を防ぐ必要がある。

８ｔａｎｌｅｙ　Ｏａ　１Ｈｕｔｃｈｉｓｏｎの出願、
絶縁された同中心チューブについての米国特許出願５ｅ
ｒｉａｌ／１６１８２．３６４（１９８０年８月２９日
出願）には、内側導管、この内側導管の周囲の絶縁環体
。

及び外側導管を有する改良された同中心の絶縁されたチ
ューブひもを開示している。この出願は、外側導管に連
結された隣接区分の間にあるカップリング、及びカップ
リングで熱絶縁を与える改良されたカップリング構造を
有する同中心導管チュ−デひもを開示している。

他の従来の特許は、同中心チューブひもの内側導管及び
外側導管の間に熱絶縁を与える絶縁体系を示唆している
。米国特許第３，６０８．６４０号。

Ｗ　ｉ　１１　ｂ　ｉ　ｔ、ｅ等、１９７１年９月２８
日発行。

第３．（５８０，６３１号、　Ａ１１ｅｎ等、１９７２
年８月１日発行、及び第３．７２０，２６７号、　Ａ１
１ｅｎ等。

１９７３年６月１３日発行参照。

従来技術の絶縁体系の多くのものの普通の欠陥は、しば
しば環体内の絶縁材料が破壊するために。

絶縁材料の機械的欠陥であった。この欠陥は、設置位置
への輸送中又は井戸での実際の設置中の粗暴な取扱いに
よって、そしである場合には形成液体が絶縁帯域に漏れ
絶縁を飽和した流体としてかくしてその絶縁品質を失う
ときに、使用中のシール欠陥によって起る。これらの欠
陥は、井戸環境で遭遇する敵対取扱いに耐えることがで
きる同中心チューブひもの環体中の絶縁材料及び形成液
体の漏れが絶縁材の絶縁品質を破壊しないことを実質的
に保証する。環体中に絶縁体をつける方法の必要性を示
している。

本発明は、前記の８ｔ、ａｎｌｅｙ　Ｏ，Ｈｕｔ、ｃｈ
ｉｓｏｎの出願、米国特許出願、　５ｅｒｉａｌ　Ａ　
Ｉ　８２％＋　６４　。

（１９８０年８月２９日出願）絶縁同中心チューブに記
載された発明の改良である。この出願の記述を、ここに
参考のため参照する。本発明に於ける改良は、内側及び
外側導管の間の環体中の絶縁材料の処理、及びこの絶縁
体を処理する方法である。

本発明に従えば、予備形成絶縁材料が充填されない組立
てられた同中心チューブの環体内の空間は、少なくとも
絶縁材料の表面及び環体を決めるチューブ状材料の表面
を浸すために、液体接着材料で充たされる。この液体接
着材料は１次に加熱され液相を脱水し、そして環体中に
接着材料の発泡残渣を残留させ、環体を決める金属端と
環体内の絶縁材料との堅固な接触を確立する。この環体
は、かくして完全にシールされ、そして予備形成された
絶縁材料は環体の表面に強固に接着される。

絶縁材料及び接着材料の好ましい形をここに開示しそし
て接着材料を置きそして加工する好ましい方法を記述す
る。

本発明の目的は、同中心チューブのチューブ間の絶縁材
料の破損の心配なく、通常の油田用チューブ製品と同様
にして欧扱うことができる改良された絶縁同中心チュー
ブである。本発明の他の目的及び特徴は、好ましい態様
を示す添付図面及び明細書から当業者にとって容易に明
らかになるであろう。

第１図は、囲まれた井戸内の設置位置に於いて本発明を
示す地層を通る断面である。図示される如く、井戸１０
は、地表１１から帯油地層１２にドリルされる。本発明
が用いられる典型的な帯油池は、圧及び温度で地表に搬
出できない粘稠な原油を含有する地層を含む。かかる地
下表面地層池からの粘稠な原油の生産を刺戟する技術は
、油をよく加熱しそしてその粘度を低下させるために水
蒸気射出によって帯油池に水蒸気を注入することである
。ここに示す如（、射出泉は、地層１４を通して地層１
２の水平表面を通過する金属ケーシング１３を含む。ス
チーム射出導管１５は、ケーシング１３の内側に位置し
、そして表面スチーム発生源１７から地下表面層１２に
スチームを導入するための適当なとりつけ手段１６によ
ってとりつけられる。同中心チューブの個々の部分は、
カップリング２０で連結され、全体の射出ひもを与える
。パッカー１８は、普通スチームが導管とケーシングの
間の環体な上へ逆流することを防ぐようにスチーム導管
１５の下部式末端に備え付けられる。ケーシングは、１
９での如く、帯油地層の部分で穴あけされ、浸透性帯油
地層の中へ及び外への導管が与えられる。

第２図は、第１図で一般的に示される如き同中心チュー
ブスチーム射出導管の構造を断面図状に示す。第２図は
、第１図に示されるひもの単に一つの断面を示すこと、
そしてこの区分の各末端でのねじすじをつげられた部分
は、第１図に示される如く、ねじすじをつげられたカッ
プリング２０と協力するよう匠とりつけられ１表面から
地下表面地層への連続ひもを形成する。各々の個別の同
中心チューブ導管部分は、２３及び２４で溶接されてい
る如く、内側チューブの外部表面への各末端でとりつけ
られた環状部品２２を有する内側チューｆ２１からでき
ている。環状部品２２の外側表面は、外側チューブ部分
２５の各末端に隣接する内側表面に固定されている。各
末端での環状部品２２と外部チューブ２５０間の連結は
、２６での如く、環状部品の末端を外側チューブ部分の
末端に溶接することによって確立される。

内部チューブ２１の外側と、外部チューブ２５の内側と
の間の環状空間２７は、内部及び外部チューブの間の半
径の意味で環状空間を殆んど、しかし完全にではなく充
填する実質的に固体の絶縁材料の絶縁材料２８で充填さ
れる。この絶縁材料２８は、内部チューブが外部チュー
ブに挿入されるときに内部チューブの外側に挿入される
チューブ部分で形成される。挿入される材料のチューブ
部分は１組立て中白部チューブの廻りに適合するように
縦に切断される。

絶縁材料２８の部分の間に、環状のスペーサー２９がと
りつけられ、絶縁材料の位置が保たれ。

そして外部チューブの絶縁材及び内部チューブ上へのり
ぶれを防ぐのを助けている。

内部及び外部チューブと、環体内の絶縁材料の間の小さ
い空間は、環状空間中のいかなる空隙をも完全に充填し
そして絶縁材料２８と内部及び外部チューブの環状領域
表面との間に結合を与えるために、接着及び絶縁材料３
０で充填される。

チューブ状部分は、チューブ区分の各末端の３１で１通
常の油田用パイプねじすじで完成される。３２及び３３
での入口は、溶接材料３４で充填されそして区分を完成
させるために、チューブ状区分の外部表面で型にはめら
れる。

その最終形では、第２図に示される如く、チューブ区分
は、外部チューブ部分から、絶縁材料を充填した二つの
チューブ部分の間の環体で絶縁された内部チューブ部分
から成っている。チューブ区分の末端は、環状リングと
各末端で外部チューブの端を越えて拡がる内部チューブ
の部分でシールされ、望ましいチューブひもを製造する
ためにチューブ区分をカップリング部品によって同様の
チューブ区分で結合される。

前記の特許出願、　５ｅｒｉａｌ　Ａ　Ｉ　８２，３６
４では。

内部チューブが外部チューブより異なった温度であると
きに射出又は生産井中の使用中にチューブ区分にかかる
可能な応力を克服するような方法で。

チューブ区分を製造する方法が記載されている。

この出願に記載されている如く、内部チューブは。

その絶縁体と一緒に外部チューブの内側に入れられ、そ
して加熱され、実際の使用時に膨張されると最も近い程
度に発泡せしめる。この時点で、内部チューブ環体２２
が、外部チューブ２５の内側に溶接され、チューブ区分
用の完全な末端シールを形成する。ねじすじな１次に外
部チューブの外部表面に切り、完全な区分を得る。

本発明に従えば、絶縁された同中心チューデひもの絶縁
特性は、改良された絶縁体を与え、そして固体絶縁材料
と内部及び外部チューブとの強固な接着を得るために、
実質的に固体の絶縁材料の廻りの空隙空間を充填するこ
とＫよって改良される。

第６図及び第４図は、望ましい同中心チューブ区分を製
造するための絶縁及び接着材料をいれそしてキュアする
方法を示す。第３図は、環状リング２２によって連結さ
れた内部導管２１と外部導管２５とのみの末端部分を示
す同中心チューブ区分の部分を示す。人口４１は、その
上端に保持することができる位置にある外部導管２５に
切られ。

そして導管４２は、供給槽４３から液体接着材料３０を
供給するために１人口４１に連結されている。第二の人
口４４は、外部チューブ２５の同じ側に、好ましくはそ
れと一線に切られ、そして溢流導管４５は、その人口に
、そして供給槽４３に液体滴下４７を有する溢流槽４６
に連結されている。以前固体絶縁材料２８では充填され
なかった内部及び外部チューブの間の環体内の空間を完
全に充填するために１人口４１を通して中へそして入口
４４を通して外へ液体接着剤を循環するように供給導管
４２中にポンプ４Ｂが備えられている。

第６図は、同中心チューブ区分の部分的区分のみを示し
ていること、そして内部導管２１と外部導管２５０間の
環体２７は、内部チューブを完全にと９巻く中空円筒状
環体であること、そして完成した同中心チューブ区分を
形成するために外部チューブに結合される前に内部チュ
ーブが発泡されるとき、チューブ区分及び生成される空
気の製造を可能にするのに必要な空間を除いて、固体絶
縁材料２８は実質的に環体を充満することが理解される
。

本発明に従えば、環体中におかれる液体接着材料３０は
、脱水されそして発泡され、第２図に示される如く接着
及び絶縁材料を与える。この機能を達成するために、第
４図は同中心チューブ区分の望ましい最終生成物を得る
ために接着及び絶縁材料をキュアするのに有用な加熱及
びコントロール系を示す。

本発明者は、液体接着材料から有効な接着及び有効な絶
縁を形成させるのには、接着材料の過反応性発泡を生成
させないようにキュア工程の温度を注意深くコントロー
ルすることが必須であることを発見した。この注意深い
コントロールを達成するためには、チューブ区分力（接
着材料の約発泡温度の温度に上げられそして材料を脱水
させるとき、チューブ部品と固体絶縁材料との間に優れ
た接着を得るためには接着材料力天次第に発泡されそし
て脱水されることが判った。

この目的を達成する手段及び方法は、チューブ区分の部
分のみがチューブ区分をカロ熱する手段と共に排気口の
一つのみと示される第４図に示される。示される如く、
チューブ区分は、外部・焔源５１（ここでは組立てられ
た区分をとり巻く１ノンクゝとして示される）によって
、そして内部チューブ部品の外部内に挿入された内部焔
源５２によってカロ熱される。燃料源及びコントロール
５３は、各々焔源５１及び５２に連結されている適した
ノぐイゾ５４及びパルプ５５及び５６によって連結され
ている。モーター駆動ファン５７は、内部チューブの内
部を通して空気を強制０勺に送る位置に示される。第６
図に示される如く、入口４１又は４４である入口は、チ
ューブ区分の上部表面でカロ熱によって起る脱水中に蒸
発される接着材料の気相用の排気口として示される。

第６図及び第４図に示される工程によって第２図の絶縁
同中心チューブ区分の製造は、実質的に固体の絶縁材料
２８によっては充填されない空隙空間中の内部チューブ
と外部チューブの間の環体を通して接着材料を循環する
ことによって達成される。ポンプ４８が液体を循環し接
着材料が環体中の空隙を完全に充満することを確実にし
、循環を停止し、そして相当な遅れの後、この区分は、
環体中に望ましい絶縁及び接着を形成させるため接着材
料を脱水する目的には加熱工程に処される。

第４図に示される如く、燃料源及びコントロール５３は
、接着材料の望ましい脱水及び発泡を生じさせるための
チューブ区分の望ましい加熱を確立するため、パルプ５
５及び５６のコントロール下に加熱源５１及び５２に燃
料を供給する。好ましい方法に於いては、この区分は、
最初全区分が望ましい温度にされるまで、内部で加熱さ
れる。との望ましい温度は、激しい発泡及び接着材料の
移動を起すことなく、接着材料の脱水及び僅かな発泡を
起す温度である。この望ましい温度は、この温度で蒸気
のみを生成しそして排気口から最小の発泡放出を与える
内部温度を保持するために、排気口４１又は４２から出
てくる材料を監視するととＫよって達成される。この区
分を温度にもって行った後、外部熱を保持しながら源５
２を通る内部熱を停止しそして次に熱なしに内部チュー
ブを通して空気を吹き込む。この方法が最良の形の接着
転化率を与え、そしてチューブと絶縁材料の間の良好な
接着及び良好な絶縁連結を確立することが判った。排気
口から出てくる蒸気相を監視することによって測定する
ことができる接着材料のすべてが脱水されたとき、熱を
停止しそしてチューブ区分を冷却する。接着材料が冷却
され、そして次に発泡形で完全に固化したら、排気口は
溶接閉鎖しそして型にはめられる。チューブ区分は次に
完成されそして第１図に示される目的のだめのチューブ
ひもを製造するために他の区分と一緒に用いられる。

ことに示された形のチューブ区分の製造には、実質的に
固体の絶縁材料用の好ましい材料は、発泡珪酸カルシウ
ムであることが判った。好ましい接着材料は、液体状の
珪酸ナトリウムである。通常の３０−フィート長のチュ
ーブ区分で、環体内の空隙を完全に充たすのに約３ガロ
ンの珪酸ナトリウムが必要であることが判った。更に、
この充填チューブ区分を約６６時間放置すると、珪酸カ
ルシウム絶縁材料の表面で空隙への珪酸ナトｖウムの最
良の浸透が起ることが判った。約２２５°Ｆ’の温度で
ここで記載された形での加熱及び脱水後、同中心チュー
ブ区分の望ましい最終生成物が得られた。これらの条件
下で用いられる珪酸ナトリウムは、望ましい接着材料を
得るために６０％水（容量％）とのベントナイトシリカ
の４０％溶液とした。２２５°ＦＩでの加熱は、環体内
の望ましい脱水、発泡及び接着を達成した。

本発明のある好ましい態様を特定して記述したが、本発
明はこれに限定されるものではなく、多くの変更が当業
者にとって明らかであシそして本発明は特許請求の範囲
内で最も広く解釈されるべきである。

【図面の簡単な説明】

第１図は、断面で示した要素と地層の部分と一緒に地層
を透過する来日中の同中心チューブひもの設置の図であ
り、 第２図は、本発明の設置同中心チューブ要素の一つの区
分を通した断面図であシ、 第３図は、製造中の本発明の設置同中心チューブの区分
の部分断面図であシ、 第４図は、本発明の設置同中心チューブ区分を製造する
のに有用な装置を示す本発明の設置同中心チューブひも
の一部分を通した部分断面図である。 代理人　浅　村　　　皓 外４名 ２！２１ ＩＧ　　４

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１）キュア前のチューブが、第一の導管、該第−の導
   管内の第二の導管、該二つの導管間の環状空間、該環状
   空間内の実質的に固体の絶縁材料、及び該固体絶縁材料
   と接触している該環状空間内の液体接着剤を含む、絶縁
   された同中心導管チューブを加熱キュアする方法に於い
   て。 （ａｌ　　該同中心チューブ導管を加熱し、該液体接着
   剤を発泡させそして脱水させ。 （ｂｌ　　該液体接着剤の液相が次第に固体化発泡不浸
   透性接着剤に変換して残るように該加熱を制御し。 （ｃｌ　　該発泡接着剤が該固体絶縁材料をとり巻きな
   がら該環状空間内に分散した時点を測定するように該接
   着剤の該液体相の変換度を監視し。 （ａｌ　　そして該液相が該環状空間内で完全に変換し
   たときに該加熱を停止する。 諸段階から成ることを特徴とする方法。 （２）該液体接着剤を該環状空間を通して循環し。 該第−及び第二の導管と該固体絶縁材料との完全な液体
   接触を確立する１項の方法。 （３）該循環を終了し、そして加熱が開始される前に該
   液体接着剤が該環状空間にあって該固体絶縁材料を部分
   的に浸透させる２項の方法。 （４）該環状空間中の該液体接着剤と一緒の該同中心チ
   ューブ導管が、該接着剤を発泡しそして脱水するときに
   、均一な熱適用を保持するために、該第二の導管内を該
   第−の導管の外側の両方で加熱される。１項の加熱キュ
   ア方法。 （５）該液体接着剤が珪酸す）　リウムを含む水溶液で
   あり、そして該監視された移動が発泡珪酸ナトリウムで
   置換された液体珪酸ナトリウムであり。 該加熱は発泡珪酸す）　ＩＪウムを該環状空間に残しな
   がら実質的にすべての液体珪酸ナトリウムが置換された
   ときに該加熱を停止するように制御される。１項の方法
   。 （６）　（ａｌ　　第一の導管 （ｂｌ　　該第−導管内の第二の導管であって該第−及
   び第二の導管の間に環状空間を形成している第二の導管 （ｃｌ　　該環状空間内の予備形成された実質的に固形
   の絶縁材料、及び （ａｌ　　該予備形成された実質的に固形の絶縁材料に
   よって充填されていない該環状空間を実質的に完全に充
   填する該環状空間内の接着材料。 より成ることを特徴とする同中心導管間の環状空間に実
   質的に固形の絶縁体を有する。絶縁された同中心導管チ
   ューブ。 （７）該固体絶縁材料が珪酸カルシウムである６項の絶
   縁された同中心導管チューブ。 （８）該接着剤が発泡珪酸ナトリウムである６項の絶縁
   された同中心導管チューブ。 （９）該固体、絶縁材料が珪酸カルシウムでありそして
   該接着剤が発泡珪酸ナトリウムである６項の絶縁された
   同中心導管チューブ。 ００）予備形成された固体材料を、同中心導管間の環状
   空間に位置づけ、液体接着材料を該固体材料の周りの該
   環状空間に流入させ、そして該環状空間内の該同中心導
   管と接触させ、そして該液体接着剤を該固体材料及び該
   同中心導管と接触している該環状空間内で固体化させる
   各段階から成ることを特徴とする絶縁された同中心導管
   チューブの有限長区分の構成方法。 （１１）　　該固体材料が珪酸カルシウムである１０項
   の方法。 （１２該液体接着剤が珪酸ナトリウムである１０項又は
   １１項の方法。 ０３）　　該珪酸ナトリウムが該チューブを加熱するこ
   とによって固化される１２項の方法。 ０→　該加熱が該珪酸ナトリウムを脱水させ、そして該
   加熱が該珪酸す）　ＩＪウムの蒸気相が終了する迄続け
   られる１６項の方法。 ＜１５）該予備形成された固体材料を含む該環状空間を
   、最初大気圧下ｆ全体的に曝露し、該液体接着剤を該環
   状空間中に流し該環状空間内の大気気体を誼換し、該液
   体接着剤を加熱し脱水した発泡材料とし、該加熱は該脱
   水発泡材料が前に該液体接着剤で占められていた該環状
   空間を完全に充たす迄続けられ、そして該環状空間を次
   に大気圧への曝露に対してシールする、１０項の方法。 （１６）該液体接着材料を循環することによって該環状
   空間に流入させ、該環状空間の完全な充満を確実にする
   、１０項の方法。 （１７）　　該液体接着材料を該固体材料の少なくとも
   表面を浸透させるために、該環状空間中の該液体接着材
   料を循環後、該同中心導管チューブを静置する追加段階
   をもつ、１６項の方法。 （１８）該同中心導管チューブを、該有限長区分の両端
   、内部及び外部で加熱し該区分を均一に加熱し、次に加
   熱空気を該区分の内部を通して循環しながら、熱を該区
   分の内部から除く、１３項の方法。 Ｑ９）　　該同中心導管チューブを均一に加熱し環状空
   間の温度を該液体接着材料を脱水する温度に上げ、そし
   て次に加熱空気を該区分の内部チューブを通して循環さ
   せそして該液体接着剤の脱水を該区分の外側で監視しな
   がら、熱を該区分の外部に適用する、１３項の方法。