RU175996U1

RU175996U1 - HEAT-INSULATED LIFT PIPE

Info

Publication number: RU175996U1
Application number: RU2017136455U
Authority: RU
Inventors: Намик Солтан оглы Мамедов; Игорь Анатольевич Заряев; Дмитрий Андреевич Герасимов
Original assignee: Общество с ограниченной ответственностью "Скважинные термотехнологии"
Priority date: 2017-10-16
Filing date: 2017-10-16
Publication date: 2017-12-26

Abstract

Полезная модель относится к нефтегазодобывающей промышленности и может быть использована при забуривании и строительстве скважин в районах вечной мерзлоты для предотвращения растепления (протаивания) многолетнемерзлых пород (ММП). Теплоизолированная лифтовая труба содержит наружную и расположенную в ней с образованием межтрубного пространства внутреннюю трубы. В межтрубном пространстве размещен по меньшей мере один слой экранной изоляции из условия отсутствия контакта с внутренней поверхностью наружной трубы и наружной поверхностью внутренней. Технический результат состоит в значительном улучшении теплофизических свойств конструкции и повышении ее технологичности.The utility model relates to the oil and gas industry and can be used for drilling and well construction in permafrost areas to prevent thawing (thawing) of permafrost. The heat-insulated lift pipe contains an inner pipe located outside and located in it with the formation of the annulus. At least one layer of screen insulation is placed in the annulus due to the absence of contact with the inner surface of the outer pipe and the outer surface of the inner. The technical result consists in a significant improvement in the thermophysical properties of the structure and an increase in its manufacturability.

Description

Полезная модель относится к нефтегазодобывающей промышленности и может быть использована при забуривании и строительстве скважин в районах вечной мерзлоты для предотвращения растепления (протаивания) многолетнемерзлых пород (ММП). Кроме того, полезная модель может применяться в качестве направления, кондуктора, верхних секций технологических или эксплуатационных обсадных колонн.The utility model relates to the oil and gas industry and can be used for drilling and well construction in permafrost areas to prevent thawing (thawing) of permafrost. In addition, the utility model can be used as a direction, a conductor, the upper sections of technological or operational casing strings.

Известно термоизолирующее направление по патенту РФ на полезную модель №74415 (МПК E21B 36/00, опубликован 27.06.2008), содержащее внутреннюю и наружную коаксиально расположенные трубы и размещенный между ними теплоизолирующий материал, причем направление выполнено сборно-разборным из верхней и нижней частей, в зоне стыка которых внутренние трубы выступают из наружных труб и снабжены соединенными между собой фланцами, зона стыка перекрыта обечайкой, при этом полость между обечайкой и внутренней трубой заполнена теплоизолирующим материалом, а на наружной трубе нижней части выполнены крепежи для временной фиксации ребер для опоры на стенки скважины в процессе монтажа направления.Known thermally insulating direction according to the patent of the Russian Federation for utility model No. 74415 (IPC E21B 36/00, published 06/27/2008), containing inner and outer coaxially located pipes and heat insulating material placed between them, the direction being made collapsible from the upper and lower parts, in the joint zone of which the inner pipes protrude from the outer pipes and are equipped with interconnected flanges, the joint zone is covered by a shell, while the cavity between the shell and the inner pipe is filled with heat-insulating material, and aruzhnoy lower tube portions are fasteners for temporarily fixing the ribs to support the borehole wall during the mounting direction.

Недостатком такого направления является высокая трудоемкость его монтажа в скважине. Кроме того, такое термоизолирующее направление применимо только при бурении на малые глубины (не более 22,5 метра) большого диаметра.The disadvantage of this direction is the high complexity of its installation in the well. In addition, such a thermally insulating direction is applicable only when drilling to small depths (not more than 22.5 meters) of large diameter.

В качестве наиболее близкого аналога выбрано термоизолирующее направление по патенту РФ на полезную модель №160010 (МПК E21B 36/00, опубликован 27.02.2016), выполненное сборно-разборным, состоящим из трех секций. Каждая из секций термоизолирующего направления содержит внутреннюю и наружную трубы. Между трубами и каждой секцией размещен теплоизоляционный материал (пенополиуретан). Каждая из секций в зоне стыка имеет выступающие из наружной трубы нижние концы внутренней трубы. Нижние концы внутренней трубы содержат ниппельную часть в секции и связаны посредством резьбовой муфты соединения с верхними концами внутренней трубы нижней секции. Каждая полость в зоне стыка между наружными трубами и связанными между собой внутренними трубами заполнена теплоизоляционным материалом, который представляет собой установленные теплоизоляционные скорлупы из пенополиуретана, перекрытые в зоне стыка обечайкой, зафиксированной посредством хомута или сварки.As the closest analogue, the thermo-insulating direction was selected according to the RF patent for utility model No. 160010 (IPC E21B 36/00, published 02.27.2016), made of a collapsible, consisting of three sections. Each of the sections of the insulating direction contains an inner and outer pipe. Between the pipes and each section there is a heat-insulating material (polyurethane foam). Each of the sections in the joint zone has lower ends of the inner pipe protruding from the outer pipe. The lower ends of the inner pipe comprise a nipple portion in the section and are connected by means of a threaded coupling to the upper ends of the inner pipe of the lower section. Each cavity in the joint zone between the outer pipes and interconnected inner pipes is filled with heat-insulating material, which is an installed heat-insulating shell made of polyurethane foam, overlapped in the joint zone by a shell fixed by a clamp or welding.

Недостатками наиболее близкого аналога является то, что через массивные диски (стыки), соединяющие внутреннюю трубу с внешней происходит значительная теплопередача. Кроме того, теплопроводность теплоизолирующего слоя межтрубного пространства зависит от тепловых характеристик пенополиуритана. Кроме того, крепление обечайки методом сварки требует обязательного наличия электричества на скважине и затрудняет спуск оборудование в значительные морозы, а крепление же обечайки хомутами не гарантирует от сползания обечайки по телу трубы в процессе спуска в скважину нескольких секций направления, в следствии чего может произойти повреждение термоизоляционной скорлупы.The disadvantages of the closest analogue is that through massive disks (joints) connecting the inner pipe to the outer one, significant heat transfer occurs. In addition, the thermal conductivity of the insulating layer of the annular space depends on the thermal characteristics of the polyurethane foam. In addition, fastening the shell by welding requires the availability of electricity at the well and makes it difficult to lower the equipment in significant frosts, and fastening the shell with clamps does not guarantee that the shell will slip along the body of the pipe during the descent into the well of several sections, as a result of which thermal insulation may occur. shells.

Задача, решаемая при создании предлагаемой конструкция теплоизолированной лифтовой трубы (ТЛТ) большого диаметра, состоит в устранении недостатков наиболее близкого аналога, при этом технический результат, достигаемый при решении такой задачи, состоит в значительном улучшении теплофизических свойств конструкции и повышении ее технологичности.The problem to be solved when creating the proposed design of a large diameter insulated lift pipe (TLT) is to eliminate the shortcomings of the closest analogue, while the technical result achieved by solving this problem is to significantly improve the thermophysical properties of the structure and increase its manufacturability.

Заявленное решение иллюстрируется общим видом ТЛТ (фиг. 1), видом А на фиг. 1 (фиг. 2), а также общим видом диска (фиг. 3).The claimed solution is illustrated by the general view of the TLT (FIG. 1), view A in FIG. 1 (Fig. 2), as well as a general view of the disk (Fig. 3).

Возможность достижения поставленного результата посредством заявленной конструкции будет раскрыта ниже, в процессе подробного описания ее конкретного исполнения.The possibility of achieving the desired result through the claimed design will be disclosed below, in the process of a detailed description of its specific performance.

Со ссылкой на фиг. 1, заявленная теплоизолированная лифтовая труба (ТЛТ) включает внутреннюю трубу 1 с резьбой на концах и наружную трубу 2, расположенную с образованием межтрубного кольцевого зазора относительно внутренней трубы 1. В межтрубном зазоре расположена экранная изоляция 3, служащая для отражения инфракрасной составляющей теплового потока и выполненная в виде однослойного или многослойного зеркального экрана из алюминиевой фольги. Экран расположен в межтрубном пространстве с отсутствием прилегания к внутренней и наружной трубам (или, другими словами, с зазором относительно внутренней 1 и наружной 2 труб), что позволяет минимизировать тем самым инфракрасную составляющую теплового потока. Оставшееся межтрубное пространство заполнено теплоизоляцией на основе газонаполненных пластмасс 4 или в нем создается высокий вакуум. Для соединения наружной 2 и внутренней 1 труб друг с другом используют диск 5, с одной стороны приваренный по внешнему диаметру к торцу трубы 2 и по внутреннему - к наружной поверхности внутренней трубы 1.With reference to FIG. 1, the claimed heat-insulated lift pipe (TLT) includes an inner pipe 1 with a thread at the ends and an outer pipe 2 located with the formation of an annular annular gap relative to the inner pipe 1. In the annular gap there is a screen insulation 3, which serves to reflect the infrared component of the heat flux and is made in the form of a single-layer or multi-layer mirror screen made of aluminum foil. The screen is located in the annulus with no fit to the inner and outer pipes (or, in other words, with a gap relative to the inner 1 and outer 2 pipes), thereby minimizing the infrared component of the heat flux. The remaining annulus is filled with thermal insulation based on gas-filled plastics 4 or a high vacuum is created in it. To connect the outer 2 and inner 1 pipes to each other, a disk 5 is used, on the one hand welded on the outer diameter to the end of the pipe 2 and on the inner to the outer surface of the inner pipe 1.

Внутренней диаметр диска 5 содержит чередующиеся выступы и впадины с образованием пазов, что позволяет минимизировать мощность теплового потока, проходящего через диск. Упомянутые пазы заполнены теплоизоляцией 11 на основе газонаполненных пластмасс, которая гасит тепловой поток от внутренней трубы. Подобное исполнение дисков позволяет в несколько раз снизить мощность теплового потока, проходящего через них, тем самым уменьшить ореол протаивания ММП в этой зоне (направление теплового потока показано на фиг. 3 стрелками).The inner diameter of the disk 5 contains alternating protrusions and depressions with the formation of grooves, which minimizes the power of the heat flux passing through the disk. The said grooves are filled with thermal insulation 11 based on gas-filled plastics, which dampens the heat flux from the inner pipe. Such a design of the disks allows several times to reduce the power of the heat flux passing through them, thereby reducing the halo of thawing of the IMF in this zone (the direction of the heat flux is shown in Fig. 3 by arrows).

Соединение по меньшей мере двух ТЛТ друг с другом в процессе эксплуатации осуществляют посредством муфт 6, навертываемых на резьбовые концы внутренних труб. Для снижения теплопередачи, между торцами соседних ТЛТ в процессе сборки располагают скорлупу 7 из газонаполненных пластмасс. Для защиты скорлупы 7 от разрушения, повреждения и попадания цементного раствора, поверх нее, в специально приваренные к наружной поверхности наружной трубы 2 фиксаторы 9, устанавливается кожух 8, изготовленный из стального листа. Стык кожуха выполнен внахлест, для герметичности соединения. Фиксаторы 9 позволяют исключить сползание кожуха по телу наружной трубы 2 во время выполнения монтажа ТЛТ на скважине. При необходимости, кожух дополнительно туго стягивается хомутом 10 при помощи ручного инструмента.The connection of at least two TLT with each other during operation is carried out by means of couplings 6, screwed onto the threaded ends of the inner pipes. To reduce heat transfer, 7 shells made of gas-filled plastics are placed between the ends of adjacent TLTs during the assembly process. To protect the shell 7 from destruction, damage and cement mortar, on top of it, in the clamps 9 specially welded to the outer surface of the outer pipe 2, a casing 8 is made of a steel sheet. The joint of the casing is overlapped for tightness of the connection. The latches 9 make it possible to exclude the casing sliding along the body of the outer pipe 2 during the installation of the TLT in the well. If necessary, the casing is additionally tightened by a clamp 10 using a hand tool.

Конструкция заявленной ТЛТ позволяет обеспечить высокий уровень теплоизоляции, в частности, в условиях вечной мерзлоты, способствуя предотвращению оттаивания мерзлых пород в устьевой зоне скважин и, как следствие, исключению обвалов грунта.The design of the claimed TLT allows for a high level of thermal insulation, in particular in permafrost conditions, helping to prevent thawing of frozen rocks in the wellhead zone and, as a result, eliminating soil collapses.

Claims

1. The heat-insulated lift pipe (TLT), containing the outer pipe and the inner pipe located in it with the formation of the annular space and the insulating element located in the said space, the ends of the inner pipe extend beyond the annular space, while the pipes are connected to each other by two disks, each of which is connected on one side to the corresponding end of the outer pipe, and on the other to the outer surface of the inner pipe, characterized in that it further comprises at least m one re-screen insulation layer disposed in the annulus of the condition of no contact with the inner surface of the outer tube and the outer surface of the inner, and in each of the disks on the periphery of the opening formed grooves filled with insulating material.

2. The pipe according to claim 1, characterized in that heat insulation based on gas-filled plastics or vacuum is used as a heat-insulating element.

3. The pipe according to claim 1, characterized in that the clamps are additionally made at the ends of the outer pipes.