NO311151B1 - Fremgangsmåte for termisk isolasjon av et rör, samt system for termisk isolasjon av et rör - Google Patents

Fremgangsmåte for termisk isolasjon av et rör, samt system for termisk isolasjon av et rör Download PDF

Info

Publication number
NO311151B1
NO311151B1 NO19964831A NO964831A NO311151B1 NO 311151 B1 NO311151 B1 NO 311151B1 NO 19964831 A NO19964831 A NO 19964831A NO 964831 A NO964831 A NO 964831A NO 311151 B1 NO311151 B1 NO 311151B1
Authority
NO
Norway
Prior art keywords
pipe
gel
liquid
airgel
solvent
Prior art date
Application number
NO19964831A
Other languages
English (en)
Other versions
NO964831L (no
NO964831D0 (no
Inventor
Jean-Louis Beauquin
Original Assignee
Elf Aquitaine
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Elf Aquitaine filed Critical Elf Aquitaine
Publication of NO964831D0 publication Critical patent/NO964831D0/no
Publication of NO964831L publication Critical patent/NO964831L/no
Publication of NO311151B1 publication Critical patent/NO311151B1/no

Links

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16LPIPES; JOINTS OR FITTINGS FOR PIPES; SUPPORTS FOR PIPES, CABLES OR PROTECTIVE TUBING; MEANS FOR THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16L59/00Thermal insulation in general
    • F16L59/02Shape or form of insulating materials, with or without coverings integral with the insulating materials
    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E21EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21BEARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B36/00Heating, cooling or insulating arrangements for boreholes or wells, e.g. for use in permafrost zones
    • E21B36/003Insulating arrangements
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10TTECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T428/00Stock material or miscellaneous articles
    • Y10T428/13Hollow or container type article [e.g., tube, vase, etc.]
    • Y10T428/1352Polymer or resin containing [i.e., natural or synthetic]
    • Y10T428/1376Foam or porous material containing
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10TTECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T428/00Stock material or miscellaneous articles
    • Y10T428/13Hollow or container type article [e.g., tube, vase, etc.]
    • Y10T428/1352Polymer or resin containing [i.e., natural or synthetic]
    • Y10T428/139Open-ended, self-supporting conduit, cylinder, or tube-type article
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10TTECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T428/00Stock material or miscellaneous articles
    • Y10T428/13Hollow or container type article [e.g., tube, vase, etc.]
    • Y10T428/1352Polymer or resin containing [i.e., natural or synthetic]
    • Y10T428/139Open-ended, self-supporting conduit, cylinder, or tube-type article
    • Y10T428/1393Multilayer [continuous layer]

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Geology (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mining & Mineral Resources (AREA)
  • Geochemistry & Mineralogy (AREA)
  • Fluid Mechanics (AREA)
  • General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Rigid Pipes And Flexible Pipes (AREA)
  • Colloid Chemistry (AREA)
  • Thermal Insulation (AREA)
  • Pipe Accessories (AREA)
  • Pipeline Systems (AREA)
  • Silicon Compounds (AREA)

Abstract

System for termisk og/eller akustisk isolasjon av et rør eksempelvis påtenkt for å tillate utstrøm-ming av hydrokarboner som stammer fra en oljeavset-ning, hvilket system består av en mansjett som omgir røret over i det minste en del av dets lengde. I henhold til oppfinnelsen består mansjetten av en aerogel.Det er også vist fremgangsmåte for termisk og/eller akustisk isolasjon av et rør.

Description

Foreliggende oppfinnelse vedrører en fremgangsmåte som angitt i krav l's ingress for termisk isolasjon av et rør. Oppfinnelsen vedrører også et system som angitt i krav 4.
Når et oljereservat bringes i produksjon vil hydrokarboner strømme gjennom et rør, betegnet som produksjonsrør, fra bunnen av brønnen og opp til overflaten. Ved bunnen av brønnen kan trykket og temperaturen være relativt høye, eksempelvis 100°C og 300 bar. Når hydrokarboner stiger opp til overflaten vil dette trykk og temperatur avta, med det resultat at utgangstemperaturen for brønnen eksempelvis er av størrelsesorden 3 0°C.
Effekten av denne temperaturnedsettelse for hydrokarboner i produksjonsrøret er å øke viskositeten og vekten av disse hydrokarboner, hvilket kan føre til at deres strømmingshas-tighet nedsettes. Ytterligere kan temperaturnedsettelse enkelte ganger forårsake avsetninger av hydrater eller parafiner på veggene i røret. Hvis dette akkumuleres i røret kan denne avsetning forårsake alvorlige driftspro-blemer, såsom nedsettelse av hydrokarbon-strømmingshast-ighet eller fullstendig å gjentette røret.
Generelt vil en operatør som ønsker å unngå disse risiki behandle disse avsetningsfenomener, enten preventivt ved å injisere et kjemisk produkt som inhibierer avsetning, eller feie eller skrape røret under anvendelse av et spesielt utstyr, eller ved å oppvarme det under anvendelse av de midler som er tilgjengelige. I alle tilfeller vil disse operasjoner føre til betydelige omkostninger. Denne type problem oppstår også i rørledninger som forbinder et brønn-hode med et fjernt produksjonssenter.
Kravet om at utstrømmingen skal forbli kald kan også opp-stå, eksempelvis når vann injiseres i reservatet fra overflaten. Det er enkelte ganger gunstig at vannet ikke opp-varmes av de omgivende formasjoner langs sin bane, eksempelvis for å bibeholde sin vekt eller for å forårsake visse termiske fenomener som fremmer injiserbarheten i formas-jonen (svekking av stein som et resultat av lav temperatur som følge av termisk sprekking). I dette tilfelle kan varmeisolasjon av røret gjøre det mulig å nedsette tiden det tar for at det termiske fenomen finner sted og for å holde betingelsene mer konstant under stopperioder, eller for å beskytte alt utstyr rundt røret som kan være følsomt for termiske variasjoner (kontraksjon av kappen, sprekking av sementering, etc.).
Visse brønner er lokalisert i områder hvor grunnenstempera-tur er meget lav. Det er allerede foreslått å utstyre produksjonsrøret med et elektrisk oppvarmingssystem, i den hensikt til å holde temperaturen for utstrømmingene konstant. Imidlertid er produksjon, implementering og effekt-forbruk for denne type installasjon meget kostbare, hvilket i vesentlig grad begrenser dens anvendelse.
Anordning av termisk isolasjon rundt et rør eller et pro-duks jonsrør, eventuelt koblet til et elektrisk eller annet oppvarmingssystem, gjør det mulig å holde temperaturen av den utgående strøm ved en høy verdi under strømmens over-føring og således nedsette avsetninger på veggene i kolon-nen og andre problemer assosiert med temperatur.
Det er også kjent å anvende dobbeltkappede rør og anvende pumping for å innføre en væske inneholdende faste partikler, eller en flytende gel, mellom de to vegger fra en ende av røret. For tilfelle av en brønn er de to vegger nødvendigvis tilstede, en dannet av røret og den andre av kappen.
Denne blanding, som er påtenkt å stoppe naturlig konveksjon inne i væsken som opptar rommet som separerer de to vegger, er relativt billig å anvende fordi man generelt unngår en arbeidskrevende operasjon med å trekke opp røret. Imidlertid er blandingens varmeisolasjonseffekt dårlig på grunn av den høye restledningsevne av mediet, som er av størrelses-orden 0,6 W/m°C, når den er basert på vann og av størrels-esorden 13 W/m°C når den er basert på hydrokarboner (olje, gassolje, etc.). Ytterligere er det vanskelig å oppnå langtidsstabilitet for disse blandinger ved en temperatur over 85°C (sedimentasjon av partikler hvor det anvendes partikkelholdige væsker , tap av viskositet i tilfelle av væskegeler).
Det er også kjent å anvende et rør eller en streng med dobbeltvegg, konstruert i seksjoner i verkstedet og hvor det mellom to vegger tilveiebringes et høyt vakuum eller hvor det. innføres en sjelden gass (argon, xenon, eller lignende) under lavt trykk. Denne type rør gir en høy grad av varmeisolasjon, men er vanskelig å fremstille og er meget kostbar, og rørets høye eksterne diameter begrenser vesentlig dets anvendelse. Ytterligere vil tilpassing av dette til et system som allerede er i bruk kreve at eksisterende rør erstattes, hvilket i vesentlig grad øker om-. kostning ved isolasjonen.
Foreliggende oppfinnelse vedrører således termisk isolasjon av et rør, som gir meget høy effektivitet og som eventuelt kan tilpasses eksisterende rør uten demontering av disse.
Fremgangsmåten er særpreget ved det som er angitt i krav l's karakteriserende del, nemlig:
- danne en væskegel fra en forløper og en væske,
- erstatte væskefasen med et mer flyktig oppløsningsmiddel, - fjerne oppløsningsmiddelet tilstede i gelen for å danne en aerogel.
Ytterligere trekk fremgår av kravene 2 og 3.
Oppfinnelsen vedrører også et system for termisk isolasjon av et rør, bestående av en mansjett som omgir røret over i det minste en del av dets lengde og er særpreget ved det som er angitt i-krav 4's karakteriserende del.
Tilstedeværelse av et aerogellag rundt røret forhindrer dannelse av konveksjonsstrømmer i mediet som omgir røret, med det resultat at det er en vesentlig reduksjon i varme-utveksling ved veggen av røret. Ytterligere vil cellene i aerogelen utgjøre påhverandre følgende fleksible puter som demper lydbølgene som forplanter seg gjennom dem, med det resultat at transmisjon av støy dempes (akustisk isolasjon) .
Den eventuelle ventilasjon av aerogelen består i å erstatte dampene fra oppløsningsmiddel som blir anvendt for tørking, med ikke-kondenserbare gasser med høye isolasjonsegenskaper (for eksempel sjeldne gasser (argon, xenon) eller nitrogen) .
Særpreg og fordeler ved foreliggende oppfinnelse vil fremgå mer klart ved lesing av den etterfølgende beskrivelse, som er gitt under henvisning til de vedheftede tegninger som viser en enkelt figur som er et skjematisk tverrsnitt av et rør forsynt med den termiske isolasjon i henhold til oppfinnelsen, i det spesielle eksempel i en oljebrønn.
Som vist i figuren strekker seg et rør, som i det viste eksempel er et produksjonsrør 10, ned i en brønn 12 mellom et brønnhode 14 anordnet ved jordoverflaten, og et oljebærende fjellstratum 18. Mot sin nedre ende, ved et punkt noe over en forsegling 20 anordnet til brønnen 12, innbe-fatter røret en anordning 22 som tillater at fluider kan sikuleres. Et ringformet rom 24 definert mellom kappen 26, som danner veggen i brønnen, og produksjonsrør 10 er av-grenset mellom brønnhodet 14 og forseglingen 20. Dette rom er generelt fylt av væske, eksempelvis ferskvann eller gassolje, eller kan eksempelvis inneholde gass.
Utstrømmingene, eksempelvis hydrokarboner, som stammer fra en kilde som utgjøres av en oljebærende formasjon 18, stiger gjennom produksjonsrør 10 mot et utløp 28 anordnet ved overflaten. I det viste eksempel ligger formasjon 18 på en dypde Z på 3,000 m, ved hvilken dypde hydrokarboner har en temperatur på 100°C og er under trykk på 3 00 bar. I en konvensjonell brønn vil hydrokarboner kunne avkjøles når de stiger opp, eksempelvis til en temperatur av størrelses-orden 30°C ved utløpet 28.
I henhold til oppfinnelsen, for å unngå denne nedsettelse av temperaturen i hydrokarboner når disse stiger opp gjennom røret 10, med derav mulige avsetninger som følge, anordnes termisk og/eller akustisk isolasjon i det ringformede rom 24. Denne termiske isolasjon omfatter en aerogel innført fra overflaten og inn i det ringformede rom i brønnen.
Fremstilling av aerogelen begynner med fremstilling av en væskegel fra en forløper og en væske.
Forløperen kan bestå av natriumsilikat og væsken er vann. Imidlertid er slik anvendelse tidkrevende fordi det krever omfattende operasjoner for å vaske ut gjenværende salter og vann med alkohol.
Gelen fremstilles fortrinnsvis i et ikke-vandig medium, for eksempel i alkohol, spesielt metanol eller etanol. I dette tilfelle er forløperen som kan anvendes av tetraetylortosilikat (TEOS) typen, eventuelt delvis hydrolysert eller polymerisert. Denne type gel er enklere og raskere å fremstille enn geler fremstilt i en vandig fase.
Sluttelig blir væskefasen i gelen erstattet med et oppløs - ningsmiddel påtenkt for å tørke gelen. Oppløsningsmiddel er fortrinnsvis C02 i væskeform. Denne operasjon for å ekstrahere et væskeoppløsningsmiddel med et annet utføres ved perkolasjon og diffusjon av det andre oppløsningsmiddel inne i gelen.
Tørking:
Det neste trinn i fremstillingen av aerogelen er tørking av flyktig oppløsningsmiddel inneholdt i den flytende gel. For å oppnå en aerogel må væskegelen alltid holdes ved et trykk som garanterer at oppløsningsmidlet er i flytende eller subkritisk tilstand, hvilket trykk er avhengig av den aktuelle temperatur. Enhver subkritisk fordamping av opp-løsningsmiddel vil ødelegge gelens struktur, som må bevares for å oppnå en aerogel. Subkritisk fordamping vil gi en xerogel.
Trykket kan kun nedsettes når temperaturen har nådd eller har blitt øket til en passende verdi over den kritiske temperatur for oppløsningsmidlet inneholdt i gelen. For eksempel, når det tørkende oppløsningsmiddel er C02 vil den superkritiske (eller hyperkritiske) tilstand nås over 31°C.
Når denne temperatur overstiges blir volumet av det aktuelle geltrykk avlastet langsomt for progressivt å ekstrahere oppløsningsmidlet derfra i superkritisk form, særpreget ved en perfekt kontinuitet mellom væsketilstand og gasstilstand.
Temperaturen må holdes over det kritiske punkt inntil slutten av trykkavlastningen, ellers vil cellestrukturen for det ferdige sluttprodukt bli delvis ødelagt, hvilket fører til en høyere krympingsgrad og økende herding (produktet vil da betegnes som en xerogel). Straks trykkavlastningen og oppløsningsmiddelekstrasjonen er fullstendig, kan den eventuelle oppvarming av systemene avbrytes, imidlertid på den betingelsen at den resulterende likevekts-temperatur inne i aerogelen er slik at under hensyntaken til det deri herskende trykk er alt restoppløsningsmiddel etter tørking fremdeles i form av gass uten noen form for kondensasj on.
Ventilerinq
Et ytterligere trekk kan være nødvendig ved foreliggende fremgangsmåte, avhengig av betingelsene og begrensningene involvert ved anvendelse av aerogelen. For eksempel, hvis aerogelen av mekaniske eller hydrauliske grunner må holdes ved et høyt gasstrykk og lokalt være i kontakt med kalde vegger, så kan det være nødvendig å anvende en ikke-kondenserbar gass, eksempelvis argon, xenon, krypton, nitrogen og lignende for å erstatte i cellene den gjenværende tørkegass som utgjøres av damp av oppløsningsmidlet, eksempelvis C02 gass. Ellers ville det være en fare for at denne damp ville kondensere lokalt og ødelegge aerogelen.
For å utføre denne erstatning er det mulig enten å utføre en sirkulering og spyling av oppløsningsmiddeldampen med den ønskende sluttgass, eller å kraftig trykk-avlaste oppløsningsmiddeldampen og deretter rekomprimere volumet med den ønskelige gass til det påtenkte trykk.
Det er også mulig å utføre et antall på hverandre følgende trykk-avlastninger, hver etterfulgt av rekomprimering ved fylling av en ikke-kondenserbar gass, i den hensikt å progressivt øke andelen av ikke-kondenserbar gass, og således fjerne i det vesentlige alt oppløsningsmiddeldampen.
Vakuumteknikker kan også anvendes, enten for å utføre denne erstatning, eller direkte for å garantere et damptrykk av oppløsningsmidlet eller annen damp inne i aerogelen, slik at ikke i noe tilfelle, spesiell i de avkjølte områder, kan dampene kondensere.
Spesielt kan disse vakuumsystemer bibeholdes når det er en fare for lekkasjer som stammer fra utsiden av det aktuelle volum, hvilket ellers kunne generere dannelse av væsker.
Dette garanterer kontinuerlig fjerning av inngående lekkasjer i gassform uten å påvirke tilstanden for aerogelen. Imidlertid vil dette forutsette at bærervolumet holdes i den ønskede trykk-avlastede tilstand, hvilket er avhengig av den antatt laveste temperatur av volumet og damptrykket av den bestanddel som fryktes å kunne komme tilstede, eksempelvis vannstrøm som følge av fuktighet.
Oppvarmingsmidler
Flere trinn ved foreliggende fremgangsmåte krever tilførsel av varme til de aktuelle produkter, eksempelvis ved geling-og tørketrinnene.
I variantene av foreliggende fremgangsmåte som er beskrevet i det etterfølgende er det i henhold til oppfinnelsen foreslått at det for utførelse av disse trinn er anordnet i situ i rommet (24), eksempelvis elektriske oppvarmings-systemer, som enkelte ganger er tilveiebrakt i rør-konstruksjonen, eller å anvende sirkulasjon av et fluidum ved en passende temperatur, varmt eller kaldt, avhengig av det aktuelle behov inne i røret. For eksempel i en olje-brønn kan den geotermiske varme i de varme formasjoner rundt brønnen være en første varmekilde, og ved oppstarting av produksjon av brønnen vil en andre varmekilde tilveiebringes via den indre delen av røret. Inj isering av varmere eller kaldere fluidum i motsatt retning i røret vil eventuelt gjøre det mulig å bringe temperaturen i rommet (24) til den ønskende verdi.
Innføring
Produktet kan innføres i det ringformede rom 24 påtenkt å inneholde aerogelen, som er sluttproduktet av den beskrevne isolasjonsmetode, i henhold til valg ved de forskjellige trinn av en fremstilling. Et valg kan gjøres på basis av egenskapene av stedet hvor aerogelen skal tilføres: mekan-isk styrke av veggene, veggtemperatur, oppvarmingsmulig-heter, tilgjengelighet, muligheter for pumping eller blå-sing, logistikk og transportmidler til stedet etc.
Valget kan gjøres i den hensikt å maksimere økonomi ved omkostningen for sluttresultatet eller på basis av tekniske effektkriterier eller driftssikkerhetskriterier.
Imidlertid vil fremstillingstrinnet valgt for å innføre produktet være nådd når alt rom påtenkt for å motta den isolerende aerogel er fylt med produktet. Det neste trinn ved fremstillingsprosessen og ventilering av aerogelen, som beskrevet andre steder, blir deretter utført, hvilken utførelse er avhengig av det valgte trinn for innføring av produktet.
Nærmere detaljer vedrørende spesifikasjoner vedrørende fremstillingstrinnet ved hvilket man har valgt å utføre innføringen vil fremgå ved lesing av det etterfølgende beskrivelse.
En første fremgangsmåte består i å plassere, rundt røret, fremstilte aerogelmansjetter i form av segmenter med de ønskede dimensjoner. Imidlertid er denne fremgangsmåte kun anvendbar for rør som er direkte tilgjengelige, dvs. rør uten kapper eller posisjonert perfekt over hele dets lengde i forhold til deres ytre kappe.
En annen fremgangsmåte består i å blåse inn fragmenter av forfremstilt aerogel, hvor fragmentenes dimensjoner tillater at de på denne måte kan strømme gjennom det ringformede rom hvor de er påtenkt innført. Som eksempel kan en fremgangsmåte være først å pålegge et vakuum i det ringformede rom som deretter vil forårsake innsuging av aerogel fragment ene .
En ulempe ved disse to fremgangsmåter består i at disse materialer er skjøre under transport og håndtering av de eventuelt kostbare forfremstilte aerogelelementer, i den delvise ødeleggelse som kan finne sted under disse operasjoner, og ytterligere er disse materialer ufleksible, hvilket nedsetter deres evne til effektivt å tilpasse seg rundt formen av rommet hvori de skal innføres.
Dette er noen av grunnene til at oppfinnelsen også tilveiebringer muligheten for å utføre eller komplettere fremstillingen av aerogelen i situ i det ringformede rom 24, hvori den er påtenkt innført. I lys av dette er tørke-trinnet av aerogelen et nøkkeltrinn som bestemmer den fysikalske tilstand (fast eller gel, eventuelt ikke-gel væske) hvori produktet befinner seg når det overføres til den påtenkte lokalisering rundt røret.
Således for alle de fremgangsmåter for utførelse av denne overføring av produktet, beskrevet i det etterfølgende, vil produktet innføres før det tørkes, dette i motsetning til de to ovenfor beskrevne metoder. Denne tørking vil derfor finne sted ved det påtenkte sted for aerogelen rundt røret, hvilket i dette tilfelle nødvendigvis må være et rom mellom de to vegger.
Når produktet er innført vil det, avhengig av tilfellet, derfor være tilstede i en tilstand som en flytende blanding eller en relativt viskøs gel. I alle tilfeller blir produktet injisert' fra beholderen som inneholder den mot det ringformede rom (24) påtenkt å motta den isolerende aerogel. Om nødvendig blir fluidumet som opptar rommet (24) ved begynnelsen av denne operasjon samtidig spylt ut, eventuelt under anvendelse av sirkulasjonsanordningen (22), hvis denne er tilstede, som hydraulisk forbinder rommet (24) med det indre av røret (10). Dette gjør det mulig å igangsette sirkulasjon fra en ende av rommet (24) til den andre i begge retninger. Denne retning bestemmes som en funksjon, eksempelvis av densitetene av de fluider som skal spyles ut, sammenlignet med den for produktet som skal innføres, eller avhengig av trykkstabiliteten av veggene, sammenlignet med trykkene som er nødvendig for å drive fluider under driften, i den hensikt å motvirke trykktapet som skapes.
Det er også eksempelvis mulig, i fravær av den hydrauliske tilknytningsanordning (22), eller for å unngå behovet for røret (10) for denne overføringsoperasjon, for å evakuere det ringformede rom (24) på forhånd, hvilket er passende hvis det antas at det tørkes ved avdamping av eventuelle væsker som initialt opptok dette rom. Denne fremstilling gjør det også mulig å sikre en meget effektiv fylling av rommet (24) med produktet når dette injiseres for å gi optimal isolasjonseffekt av den endelige aerogel når denne er på plass. Ytterligere vil evakuering fremme uttrekking av produktet fra beholderen mot rommet (24) . I visse tilfeller kan dette unngås ved anvendelse av en sikulasjons-eller hjelpepumpe når produktet overføres.
En tredje fremgangsmåte kan også indikeres, hvor produktet i form av en gel som er klar for tørking innpasses, i vasketrinnet utført på forhånd, dvs. at alt oppløsn-ingsmidlet tilstede i gelen er det flyktige oppløsningsmid-del, eksempelvis C02, eller en egnet blanding av alkohol og C02, som angir en blanding klar for tørking og som er mulig å anvende i situ i hele rommet (24) , hvori nærvær av den isolerende aerogel er påtenkt.
Denne fremgangsmåte er meget gunstig fordi den garanterer kvaliteten av gelen og dens oppløsningsmiddel før inn-føring, og hvor denne innføring er lettere å utføre enn i fast tilstand og kan direkte etterfølges av superkritisk tørking, etter eventuell oppvarming av gelen.
Imidlertid er de mulige ulemper ved denne fremgangsmåte den tekniske begrensning og fremstillingsomkostning, lagring, transport og innføring av gelen klar for tørking, som er nødvendig å garantere spesifikke temperatur- og trykk-betingelser. Eksempelvis, hvis tørkeoppløsningsmiddel er C02, må gelen ("karbogel") muligens transporteres og lagres i en flaske som holdes ved 20 bar og er avkjølt til -20°C.
Ytterligere, for å bibehlode gelens integritet kan det være foretrukket å holde den ved superkritisk flytetilstand, dvs. ved en temperatur lavere enn den kritiske temperatur og ved et trykk som er tilstekkelig å unngå fremkomst av gassbobler inntil den er innført. Dette kan eksempelvis være vanskelig for varme brønner, hvilket berettigeren ikke fullstendig erstatning av væsken med det flyktige oppløsn-ingsmiddel til etter gelen er innført i rommet (24).
Oppfinnelsen tilveiebringer således en fjerde utførelses-form hvori gelen innføres på samme måte som beskrevet ovenfor, men hvor den i mindre grad er bearbeidet, hvis hensikt det er å forenkle og nedsette omkostningen ved dens forfremstilling, lagring, transport og innføring i rommet 24. Følgen av dette er at noen eller alle de tidligere beskrevne trinn for å erstatte væsken som er tilstede i gelen med et oppløsningsmiddel egnet for tørking, utføres i situ i rommet 24. For dette formål, for overføring av gelen til rommet 24, kan forskjellige prosedyrer tilpasses: anvendelse av røret og anordningen (22) for å etablere sirkulering som tillater progressiv ekstrahering av væsken som skal erstattes, eller ved å oppvarme gelen til over det kritiske punkt for væsken som den inneholder, og deretter komprimere denne under samtidig innføring av tørkeopp-løsningsmiddel, eksempelvis C02 inni gelen, med etterføl-gende delvis trykkavlastning slik at blandingen i gelen aldri er i subkritisk gasstilstand. Påhverandre følgende komprimering og trykkavlastning blir deretter utført over det kritiske punkt.
I begge tilfeller blir erstatningstrinnet for oppløsnings-middel avsluttet når analyse av fluidumet som gjenvinnes ved enden av rommet 24 indikerer en sammensetning for fluidumet tilstede i gelen, som tilsvarer det ønskede tørkeoppløsningsmiddel.
Det kan også forekomme problemer assosiert med transport, lagring og pumping av geler. Ifølge oppfinnelsen foreslås
derfor en femte utførelsesform hvori geling utføres i situ i det ringformede rom (24), påtenkt for aerogelen. Fordelen ved denne fremgangsmåte ligger i at det er lett å pumpe og ekstrahere ikke-viskøse produkter fra beholderen som har vært anvendt for å bringe dem til innføringsstedet. Det kan også være fordeler med hensyn til varmen eller mekaniske spesifikasjoner (for eksempel varmestabiliteter og/eller resistens mot trykk og varmedannelse og/eller trykksatte systemer) som kan være nødvendig med hensyn til inneslut-ningen hvori gelingen utføres, og det kan være mindre kost-bart å gjøre dette i den endelige inneslutning tilveiebrakt mellom veggene av røret enn i en beholder anvendt kun for å fremstille gelen og transportere denne.
I dette tilfelle blir bestanddelene som muliggjør dannelse av gelen blandet når de pumpes inn i volumet hvor aerogelen skal innføres. Forløperen og eventuelle additiver tilsettes oppstrøms eller nedstrøms for pumpen, avhengig av hvilken av de to oppløsninger som er betraktet som foretrukken med hensyn til eksempelvis driftssikkerhet eller kvaliteten av den dannede blanding. Straks innføring av blandingen i rommet (24), under anvendelse av en av de ovenfor beskrevne fremgangsmåter er fullstendig, blir den nødvendige tid for geling påventet, mens de eventuelle oppvarmingsmidler påtenkt for dette formål blir aktivert.
Det bør også bemerkes at det er mulig å rekondisjonere aerogelen i situ ved å utføre det ovenfor beskrevne superkritiske tørketrinn to ganger i rekkefølge, en første gang i motsatt rekkefølge for gjenoppløsning eller gjenfuktig av aerogelen og således gjøre den mer bearbeid-bar, og en andre gang, i normal rekkefølge for å tørke den på ny, eventuelt etter supplementering med en tilsvarende gel. Denne operasjon tillater at den monolitiske struktur av aerogelen kan rekonstitueres relativt fullstendig og således bibeholde gode termiske og akustiske isolasjonsegenskaper, hvis de på en eller annen måter er degradert under rørets anvendelse.
Denne prosedyre gir også mulighet for å ekstrahere aerogelen fra brønnen for å overføre den til en annen beholder eller transportere den i den hensikt å anvende den eller lagre den på et annet sted.
Den kan også gjenvinnes og innføres på ny etter en arbeids-operasjon som her gjort det nødvendig å fjerne gelen.

Claims (4)

1. Fremgangsmåte ved termisk isolering av et rør (10) omgitt av en omhylning, karakterisert ved å fremstille en flytende gel fra en forløper og en væske, erstatte væskefasen med et mere flyktig oppløsningsmiddel, eliminere oppløs-ningsmidlet tilstede i gelen for å danne en aerogel.
2. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at forløperen er natriumsilikat, og væsken er vann.
3. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at forløperen er tetraetylortosilikat, og væsken er alkohol.
4. System for termisk isolasjon av et rør (10) bestående av en mansjett inneholdt i et ringformet rom (24) og som omgir røret (10) i det minste over en del av dets lengde, karakterisert ved at mansjetten består av en aerogel erholdt ved fremgangmåten ifølge ett av kravene 1 - 3.
NO19964831A 1995-11-16 1996-11-14 Fremgangsmåte for termisk isolasjon av et rör, samt system for termisk isolasjon av et rör NO311151B1 (no)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR9513601A FR2741420B1 (fr) 1995-11-16 1995-11-16 Systeme d'isolation thermique et/ou acoustique d'un conduit

Publications (3)

Publication Number Publication Date
NO964831D0 NO964831D0 (no) 1996-11-14
NO964831L NO964831L (no) 1997-05-20
NO311151B1 true NO311151B1 (no) 2001-10-15

Family

ID=9484631

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
NO19964831A NO311151B1 (no) 1995-11-16 1996-11-14 Fremgangsmåte for termisk isolasjon av et rör, samt system for termisk isolasjon av et rör

Country Status (11)

Country Link
US (1) US5858489A (no)
EP (1) EP0774612B1 (no)
AT (1) ATE175760T1 (no)
BR (1) BR9605578A (no)
CA (1) CA2190383C (no)
DE (1) DE69601347T2 (no)
ES (1) ES2129255T3 (no)
FR (1) FR2741420B1 (no)
NO (1) NO311151B1 (no)
OA (1) OA10380A (no)
RU (1) RU2154228C2 (no)

Families Citing this family (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2774009B1 (fr) * 1998-01-29 2000-03-24 Elf Exploration Prod Procede de preparation d'un melange injectable et gelifiable in situ dans un espace confine
FR2779801B1 (fr) * 1998-06-11 2000-07-21 Inst Francais Du Petrole Procede pour l'isolation thermique des tubings de production places dans un puits au moyen d'une mousse non rigide
US6257282B1 (en) * 1998-10-28 2001-07-10 Mve, Inc. Vacuum insulated pipe
US6216745B1 (en) * 1998-10-28 2001-04-17 Mve, Inc. Vacuum insulated pipe
FR2788451B1 (fr) * 1999-01-20 2001-04-06 Elf Exploration Prod Procede de destruction d'un isolant thermique rigide dispose dans un espace confine
FR2797027B1 (fr) 1999-07-27 2001-09-14 Inst Francais Du Petrole Systeme et methode d'isolation thermique d'une conduite avec de la mousse vegetale
FR2851007B1 (fr) 2003-02-10 2005-05-06 Geoservices Dispositif d'introduction d'un materiau pulverulent dans un conduit de forage d'une installation d'exploitation de fluides dans un sous-sol et procede associe
CN100498028C (zh) * 2003-05-06 2009-06-10 阿斯彭气凝胶有限公司 承重、轻量和紧凑的超绝热系统
US7306039B2 (en) * 2003-08-13 2007-12-11 Bj Services Company Methods of using crosslinkable compositions
WO2006074463A2 (en) * 2005-01-10 2006-07-13 Aspen Aerogels, Inc. Flexible, compression resistant and highly insulating systems
WO2006107420A2 (en) * 2005-02-23 2006-10-12 Aspen Aerogels, Inc. Composites based on macro and nanoporous materials
US20060272727A1 (en) * 2005-06-06 2006-12-07 Dinon John L Insulated pipe and method for preparing same
FR2917746B1 (fr) * 2007-06-19 2010-11-26 Total France Utilisation d'une composition fluide a reticulation retardee pour le maintien d'un tubage a l'interieur d'un puits de forage et procede de consolidation d'un puits de forage
CN104696668A (zh) * 2013-12-04 2015-06-10 陈小磊 一种液氯加热保温管
SG11201702138XA (en) * 2014-10-03 2017-04-27 Aspen Aerogels Inc Improved hydrophobic aerogel materials

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB690888A (en) * 1950-03-09 1953-04-29 Dow Corning Ltd Compositions comprising organopolysiloxanes and silica gels
DE2807036C2 (de) * 1978-02-18 1982-10-07 Fa. Carl Freudenberg, 6940 Weinheim Isolierschale für ein Rohr
US4954327A (en) * 1988-08-12 1990-09-04 Blount David H Production of silica aerogels
AT393313B (de) * 1989-05-16 1991-09-25 Ke Kelit Kunststoffwerk Gmbh Schlauchfoermiger rohrisolierkoerper
US5154954A (en) * 1990-03-19 1992-10-13 Aeg Westinghouse Transportation Systems, Inc. Electrical insulation, manufacturing method, and use thereof
US5409683A (en) * 1990-08-23 1995-04-25 Regents Of The University Of California Method for producing metal oxide aerogels
DE4106727C2 (de) * 1991-03-02 1995-11-16 Porotherm Daemmstoffe Gmbh Verfahren zur Herstellung von umhüllten mikroporösen Wärmedämmformkörpern
US5569513A (en) * 1994-08-10 1996-10-29 Armstrong World Industries, Inc. Aerogel-in-foam thermal insulation and its preparation

Also Published As

Publication number Publication date
BR9605578A (pt) 1998-08-18
EP0774612A1 (fr) 1997-05-21
US5858489A (en) 1999-01-12
NO964831L (no) 1997-05-20
FR2741420A1 (fr) 1997-05-23
RU2154228C2 (ru) 2000-08-10
ATE175760T1 (de) 1999-01-15
DE69601347D1 (de) 1999-02-25
CA2190383A1 (fr) 1997-05-17
NO964831D0 (no) 1996-11-14
CA2190383C (fr) 2005-09-20
ES2129255T3 (es) 1999-06-01
OA10380A (fr) 2001-11-20
DE69601347T2 (de) 1999-09-09
EP0774612B1 (fr) 1999-01-13
FR2741420B1 (fr) 1997-12-26

Similar Documents

Publication Publication Date Title
NO311151B1 (no) Fremgangsmåte for termisk isolasjon av et rör, samt system for termisk isolasjon av et rör
US5511905A (en) Direct injection of cold fluids into a subterranean cavern
CA2296978C (fr) Procede de destruction d'un isolant thermique rigide dispose dans un espace confine
CN100554682C (zh) 抽真空方法及其装置
JPS588632A (ja) 絶縁された同中心導管チユ−ブ及びその製法
US20060207673A1 (en) Vacuum insulated assured flow piping
BRPI0414687B1 (pt) Aquecedor de fluido de atrito hidráulico e método de uso do mesmo
US3850714A (en) Thermal insulation structure
GB2302108A (en) Cryogenic well stimulation method
AU687606B2 (en) Cryogenic coal bed gas well stimulation method
NO339764B1 (no) Strømningsrørisolasjonssystem
US3385359A (en) Method of producing hydrocarbons from a subsurface formation by thermal treatment
US10995588B2 (en) Installation of heating for hydrocarbon extraction pipes
CN102797943B (zh) 一种真空低温绝热管道抽真空工艺
US11634960B2 (en) Method of making safe an undersea bottom-to-surface production pipe when production is stopped
WO2021160083A1 (zh) 一种双水平井sagd开发的超稠油油藏的井下预热启动方法
US4496001A (en) Vacuum system for reducing heat loss
US3642065A (en) Process for maintaining thermal conductivity of insulation in permafrost completion
GB2329662A (en) Cryogenic well stimulation method
CA3041700C (en) Apparatus, method and wellbore installation to mitigate heat damage to well components during high temperature fluid injection
US11466541B2 (en) Heat transfer prevention method for wellbore heating system
US20220205348A1 (en) Apparatus, method and wellbore installation to mitigate heat damage to well components during high temperature fluid injection
CA2165150C (en) Cryogenic stimulation method
CN105804712A (zh) 一种油页岩厚矿层原位注热分层开采段井身装置
RU58658U1 (ru) Трубопровод для передачи криогенной жидкости

Legal Events

Date Code Title Description
MM1K Lapsed by not paying the annual fees