RU2133324C1 - Thermoisolated string - Google Patents
Thermoisolated string Download PDFInfo
- Publication number
- RU2133324C1 RU2133324C1 RU96122347/03A RU96122347A RU2133324C1 RU 2133324 C1 RU2133324 C1 RU 2133324C1 RU 96122347/03 A RU96122347/03 A RU 96122347/03A RU 96122347 A RU96122347 A RU 96122347A RU 2133324 C1 RU2133324 C1 RU 2133324C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- pipe
- string
- pipes
- inner pipe
- ring
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Thermal Insulation (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области нефтегазодобывающей промышленности, в частности к добыче нефти с применением нагнетания теплоносителя в нефтяной пласт и может быть использовано для предотвращения растепления многолетнемерзлых пород при бурении и эксплуатации скважин. The invention relates to the field of oil and gas industry, in particular to oil production using injection of coolant in an oil reservoir and can be used to prevent thawing of permafrost during drilling and well operation.
Известна термоизолированная колонна, включающая коаксиально расположенные внутренние, жестко связанные между собой трубы и наружные трубы, жестко связанные в нижней части при помощи соединительных колец в каждой секции колонны с внутренними трубами, теплоизоляционный материал и ограничительные кольца, жестко связанные с одним из рядов труб, и сальниковые узлы, расположенные в каждой секции наружных труб [1]. Known thermally insulated column, including coaxially located inner, rigidly interconnected pipes and outer pipes, rigidly connected in the lower part by means of connecting rings in each section of the column with inner pipes, heat-insulating material and restrictive rings rigidly connected to one of the rows of pipes, and stuffing boxes located in each section of the outer pipes [1].
Недостатком конструкции является то, что сальниковые узлы, установленные на подвижных частях наружных труб в каждой секции колонны, в условиях высоких температур и давлений не обеспечивают надежной герметизации. The disadvantage of the design is that the packing units mounted on the moving parts of the outer pipes in each section of the column, at high temperatures and pressures, do not provide reliable sealing.
Известна термоизолированная колонна, взятая нами в качестве прототипа, включающая коаксиально расположенные и жестко связанные одним концом с устьевым оборудованием внутренний и наружный ряды труб, теплоизолирующий материал, размешенный в кольцевом пространстве между наружными и внутренними рядами труб, сальниковый узел, служащий герметизирующий устройством при удлинении внутренних труб в секциях, связанных между собой телескопически [2]. Known thermally insulated column, taken by us as a prototype, including coaxially located and rigidly connected at one end with the wellhead equipment, the inner and outer rows of pipes, heat-insulating material, placed in the annular space between the outer and inner rows of pipes, stuffing box, which serves as a sealing device when extending the inner pipes in sections interconnected telescopically [2].
Недостатком известной конструкции является расположение сальника в средней части в каждой секции внутренних труб. Такое расположение подвижного сальника на внутренних трубах секции, с одной стороны усложняет конструкцию колонны, а с другой - вызывает сложность при монтаже и обслуживании. A disadvantage of the known design is the location of the gland in the middle part in each section of the inner pipes. Such an arrangement of the movable stuffing box on the inner tubes of the section, on the one hand, complicates the construction of the column, and on the other, causes difficulty in installation and maintenance.
Задачей изобретения является предотвращение скручивания внутренней трубы внутри наружной трубы термоизолированной колонны от температурных напряжений и давления при нагнетании теплоносителя в пласт. The objective of the invention is to prevent twisting of the inner pipe inside the outer pipe of a thermally insulated column from temperature stresses and pressure when the coolant is injected into the reservoir.
Поставленная задача решается тем, что в термоизолированной колонне, включающей коаксиально расположенные и жестко связанные с одним концом с устьевым оборудованием наружный ряд труб, теплоизоляционный материал, размещенный в кольцевом пространстве между наружными и внутренними рядами труб, и сальниковый узел, при этом внутренняя труба в конце нижней секции колонны выполнена с наружным упорным буртом и установлена на соединительном кольце, жестко связанным с наружной трубой, с возможностью свободного поворота на нем. Причем оно выполнено в виде втулки с расточками и внутренними буртами. В верхней расточке его, между буртами внутренней трубы и кольца, расположен упорный подшипник, а в нижней расточке, между стенками расточки и внутренней трубы, размещен сальник с нажимным фланцем. The problem is solved in that in a thermally insulated column, including the outer row of pipes, heat-insulating material placed in the annular space between the outer and inner rows of pipes, and the stuffing box, with the inner pipe at the end, coaxially located and rigidly connected to one end with the wellhead equipment the lower section of the column is made with an external thrust collar and mounted on a connecting ring rigidly connected to the outer pipe, with the possibility of free rotation on it. Moreover, it is made in the form of a sleeve with bores and internal collars. In its upper bore, between the collars of the inner pipe and the ring, a thrust bearing is located, and in the lower bore, between the walls of the bore and the inner pipe, an oil seal with a pressure flange is placed.
Поставленная задача также решается тем, что упорный подшипник, расположенный между буртами внутренней трубы и верхней расточки соединительного кольца, выполнен в виде кольца, верхняя поверхность которого, взаимодействующая с нижней упорной плоскостью бурта внутренней трубы, выполнена радиусом равным или большим одной второй ширины кольца (R≥1/2в). The problem is also solved by the fact that the thrust bearing located between the collars of the inner pipe and the upper bore of the connecting ring is made in the form of a ring whose upper surface interacting with the lower thrust plane of the collar of the inner pipe is made with a radius equal to or greater than one second ring width (R ≥1 / 2c).
Существенными отличительными признаками заявленного изобретения в сравнении с прототипом являются:
- внутренняя труба в конце нижней секции колонны выполнена с наружным упорным буртом и установлена на соединительном кольце с возможностью поворота на нем;
- при этом соединительное кольцо, жестко связанное с наружной трубой, выполнено в виде втулки с расточками и внутренними буртами;
- в верхней расточке кольца, между буртами внутренней трубы и кольца, расположен упорный подшипник, а в нижней расточке, между стенками расточки и внутренней трубы, размещен сальник с нажимным фланцем;
- подшипник, расположенный между буртами внутренней трубы и верхней расточки соединительного кольца, выполнен в виде кольца, верхняя поверхность которого, взаимодействующая с нижней упорной плоскостью бурта внутренней трубы, выполнена радиусом равным или большим одной второй ширины кольца (R≥1/2в).Salient features of the claimed invention in comparison with the prototype are:
- the inner pipe at the end of the lower section of the column is made with an external thrust collar and mounted on the connecting ring with the possibility of rotation on it;
- while the connecting ring is rigidly connected with the outer pipe, made in the form of a sleeve with bores and inner collars;
- in the upper bore of the ring, between the collars of the inner pipe and the ring, a thrust bearing is located, and in the lower bore, between the walls of the bore and the inner pipe, an oil seal with a pressure flange is placed;
- the bearing located between the collars of the inner pipe and the upper bore of the connecting ring is made in the form of a ring, the upper surface of which interacting with the lower thrust plane of the collar of the inner pipe is made with a radius equal to or greater than one second width of the ring (R≥1 / 2c).
Выполнение в нижнем конце колонны внутренней трубы с наружной не жесткой связью, а с возможностью свободного поворота ряда внутренних труб в наружной, позволяет предотвратить скручивания внутренней трубы от температурных перенапряжений и давления при нагнетании теплоносителя в пласт. The execution of the inner pipe at the lower end of the column with an external not rigid connection, but with the possibility of a free rotation of a number of internal pipes in the outer one, prevents the twisting of the inner pipe from temperature overvoltages and pressure when the coolant is injected into the formation.
Вышеуказанные существенные отличительные признаки нам были неизвестны из патентной и научно-технической информации и соответствуют критерию "Новизна", т.е. существенные отличительные признаки являются "Новыми". The above significant distinguishing features were unknown to us from the patent and scientific and technical information and meet the criterion of "Novelty", i.e. salient hallmarks are New.
Учитывая то, что вышеприведенные отличительные признаки являются новыми для среднего специалиста в этой области знаний, то мы считаем, что изобретение соответствует критерию "Изобретательский уровень". Given that the above distinguishing features are new to the average person skilled in the art, we believe that the invention meets the criterion of "Inventive step".
Что же касается "Промышленной применимости, то изобретение соответствует этому критерию, так как на него выполнены рабочие чертежи. Подготовлена необходимая техническая документации и идет подготовка к изготовлению и испытанию опытного образца в промысловых условиях. As for "Industrial applicability, the invention meets this criterion, since the working drawings are made on it. The necessary technical documentation has been prepared and preparations are underway for the manufacture and testing of a prototype in field conditions.
Сущность изобретения поясняется ниже, где на фиг. 1 и 2 представлена термизолированная колонна в разрезе. The invention is explained below, where in FIG. 1 and 2 shows a thermally isolated column in section.
Термоизолированная колонна состоит из трех разных по форме секций: верхней, промежуточных и нижней. A thermally insulated column consists of three sections of different shapes: upper, intermediate and lower.
Верхняя секция (фиг. 1) состоит из внутренней трубы 1 с узлом соединения, например, муфтой 2, кожух-плунжера 3, верхнего соединительного кольца 4, приваренного к внутренней трубе 1 и к кожух-плунжеру 3, нижнего направляющего кольца 5, установленного подвижно на внутренней трубе 1 и жестко соединенного внизу к торцу кожух-плунжера 3, теплоизоляционного материала 6, размещенного между внутренней трубой 1 и кожух-плунжером 3 и наружной трубой 7 с узлом соединения, например, на конце трубы с наружным буртом 8, нажимной гайки 9, накинутой на наружную трубу 7, с кольцом 10 и уплотнительным элементом 11, сальника 12, корпус-колпачка 13, внутри которого телескопически установлен верхний конец внутренней трубы 1 с кожух-плунжером 3, уплотнительного узла 14, размещенного между кожух-плунжером 3 и расточкой корпус-колпачка 13, прижимного фланца 15, фланец-стакана 16, присоединенного жестко к верхней части наружной трубы 7. Корпус-колпачок 13 прикреплен к наружной трубе 7 и они установлены неподвижно на устье на обсадной трубе 17. Во фланец-стакане 16 предусмотрено дренажное отверстие 18. The upper section (Fig. 1) consists of an inner pipe 1 with a connection node, for example, a
Промежуточная секция (фиг. 1 - 2) термоизолированной колонны состоит из внутренней трубы 19 с узлом соединения, например, с муфтой 2, наружной трубы 20 с узлом соединения, например, на концах с наружными буртами 8, откидной муфтой 21, нажимной гайкой 9, уплотнительными элементами 11, кольцами 10, направляющих колец 5, жестко прикрепленных к внутренней трубе 19 на определенном расстоянии от ее концов, теплоизоляционного материала 6, размещенного между внутренними 19 и наружными 20 трубами. The intermediate section (Fig. 1 - 2) of a thermally insulated column consists of an
Нижняя секция (фиг. 2) состоит из наружной 22 и внутренней 23 труб с узлом соединения в верхней части, например, муфтой 2, а в нижней части с наружным упорным буртом 24, соединительного кольца 25, выполненного в виде втулки с верхней и нижней буртами 26, 27 и расточками 28, 29, упорного подшипника 30, расположенного в верхней расточке 28 соединительного кольца 25, между буртами внутренней трубы 23 и кольца 25, сальника 31 с нажимным фланцем 32, размещенного в нижней расточке 29 соединительного кольца 25, между стенками расточки 29 и внутренней трубы 23, сальника 33, установленного между наружной поверхностью бурта 24 внутренней трубы 23 и верхней расточки 28 кольца 25, направляющего кольца 5, жестко установленного на верхней части внутренней трубы 23, теплоизоляционного материала 6, размещенного между внутренними 23 и наружными 22 трубами. The lower section (Fig. 2) consists of the outer 22 and inner 23 pipes with a connection node in the upper part, for example, a
Трубы внутреннего ряда, жестко соединенные между собой при помощи муфт 2 в нижней (последней) секции в нижней части колонны, соединены через соединительное кольцо 25 с наружными рядом труб, соединенными также жестко между собой при помощи стандартных муфт, либо соединительными узлами, например, указанными выше, с возможностью свободного поворота внутреннего ряда труб внутри наружного ряда труб колонны, а сальниковые узлы расположены в нижней (31) и верхней (14) частях колонны. Pipes of the inner row, rigidly interconnected by means of
Контроль температуры нагнетаемого агента внутри трубы осуществляется при помощи термопары с кабелем, пропускаемым через лубрикаторное устройство (отверстие 34). Термопара с кабелем на чертеже не показаны. Отверстие 34 заглушено при помощи фланца 35 с прокладкой 36. The temperature of the injected agent inside the pipe is controlled by a thermocouple with a cable passed through a lubricator (hole 34). A thermocouple with cable is not shown in the drawing. The hole 34 is sealed with a flange 35 with a gasket 36.
С целью улучшения условия работы нижнего упорного бурта (пяты) внутренней трубы и упорной поверхности подшипника - кольца 30 целесообразно предусмотреть между ними промежуточное кольцо 37 из стали 40Х с термообработкой HRC 45...48 и подшипника - кольцо 30 выполнить из стали 40ХН с термообработкой HRC 50...54. In order to improve the working conditions of the lower thrust collar (heel) of the inner pipe and the thrust surface of the bearing -
Изготовление отдельных секций, сборка колонны на скважине и ее работа осуществляется следующим образом:
Сборка секций термоизолированной колонны производится в заводских условиях.The manufacture of individual sections, the assembly of the column at the well and its work is carried out as follows:
Assembling sections of thermally insulated columns is carried out in the factory.
Сборка верхней секции фиг. 1. The assembly of the upper section of FIG. 1.
Верхняя секция снабжена кожух-плунжером 3, расположенным в межтрубном пространстве и жестко связанным с верхним концом внутренней трубы 1 и свободным с нижним концом. В полость, образованную между кожух-плунжером 3 и внутренней трубой 1, заполняют теплоизоляционным материалом 6. Затем к нижнему концу кожух-плунжера 3 жестко прикрепляют подвижно установленный на внутренней трубе 1 направляющее кольцо 5. На верхний конец наружной трубы 7 устанавливают и жестко крепят фланец 16, а на другой конец сначала надевают зажимную гайку 9, кольцо 10, уплотнитель 11 и к этому концу трубы приваривают встык наружный бурт 8. Затем внутреннюю трубу 1 с кожух-плунжером 3 помещают в наружную трубу 7 с фланцем 16 и сальником 12 и после чего на верхней конец внутренней трубы 1 устанавливают корпус-колпачок 13 с установленным и предварительно прижатым сальниковым уплотнителем 14 и прикрепляют его к фланцу 16 наружной трубы 7. Герметизация межтрубного пространства, где размещается теплоизоляционный материал 6, осуществляется сальниковыми уплотнителями 12 и 14. Сальниковое уплотнение 14 регулируют снаружи при помощи прижимного фланца 15 и шпилек, выдвинутых наружу через крепежные отверстия корпус-колпачка 13. Выноски от этих шпилек на чертеже не показаны. The upper section is equipped with a casing-
Стыковку верхней секции к опускаемой термоизолированной колонне на устье скважины выполняют также, как и предыдущие секции колонны. Описание спуска секции колонн в скважину см. ниже. The joining of the upper section to the lowered thermally insulated column at the wellhead is performed in the same way as the previous sections of the column. See below for a description of the descent of the column section into the well.
Сборка промежуточной секций фиг. 1 и 2. The assembly of the intermediate sections of FIG. 1 and 2.
К концам внутренней трубы 19 секции приваривают направляющие кольца 5 и на один ее конец навинчивают соединительную муфту 2, между направляющими кольцами 5 наматывают чередующие слои теплоизоляционного материала 6 фольги и базальтового холста. Последний слой закрепляют проволочными бандажами. После чего на наружную трубу 20 надевают с одной стороны соединительную муфту 21, промежуточное кольцо 10, уплотнительный элемент 11, а с другой - силовую гайку 9, кольцо 10 и уплотнительный элемент 11. Затем к торцам трубы 20 приваривают встык концевые наружные бурты 8. Теплоизолированную внутреннюю трубу 19 помещают во внутрь наружной трубы. После чего собранные для транспортировки секции складывают, но прежде на их концы надевают (навинчивают) колпачки (пробки).
Нижняя секция фиг. 2. The lower section of FIG. 2.
Сначала на верхней конец внутренней трубы 23 надевают направляющее кольцо 5 и приваривают его на определенном расстоянии от резьбы и свинчивают на этот конец соединительную муфту 2. После чего на другой конец этой трубы последовательно надевают подшипник 30, соединительное кольцо 25 с сальником 33. Затем в полость, образованную между нижней проточкой 28 кольца 25 и внутренней трубы 23, помещают сальник 31 с нажимным фланцем 32 и прижимают сальник при помощи фланца 32, герметизируя эту полость. Далее на этот конец свинчивают муфту 2, при этом зазор между торцами фланца 32 и муфты 2 должен быть не более 1 - 3 мм. В случае большего зазора, чем 3 мм необходимо между их торцами установить компенсаторное кольцо. Компенсаторное кольцо на чертеже не показано. Затем на внутреннюю трубу 23 между направляющим 5 и соединительным 25 кольцами наматывают чередующие слои теплоизоляционного материала 6 фольги и базальтового холста. Последний слой закрепляют проволочными бандажами. К верхнему концу наружной трубы 22 встык приваривают наружный бурт 8 и во внутрь ее помещают теплоизолированную трубу. После чего на конце наружной трубы со стороны резьбы приваривают соединительное кольцо 25 к ее внутренней стенке. First, a
Готовые термоизолированные секции собирают в колонну и опускают в скважину также, как и насосно-компрессорные трубы. При этом сначала соединяют внутренние трубы секций и на стыке двух секций, между направляющими кольцами 5 укладывают теплоизоляционный материал 6. Затем, предварительно опустив наружную трубу, соединяют ее при помощи силовой гайки 9 с соединительной муфтой 21, установленной на наружной трубе, и прижимают их плотно, герметизируя соединительный стык секции колонны. Finished thermally insulated sections are collected in a column and lowered into the well as well as tubing. First, the inner pipes of the sections are connected and at the junction of the two sections, heat-insulating
Так происходит секционная сборка колонны на устье скважины. This is the sectional assembly of the column at the wellhead.
Заявленное изобретение в сравнении с прототипом (известными конструкциями) позволяет предотвратить скручивания внутренней трубы в колонне и тем самым повысить надежность работы самой колонны при нагнетании теплоносителя в пласт в условиях высоких температур и давлений. The claimed invention in comparison with the prototype (known designs) can prevent twisting of the inner pipe in the column and thereby increase the reliability of the column itself when pumping the coolant into the reservoir at high temperatures and pressures.
Источники информации
1. Авторское свидетельство СССР N 740932, кл. E 21 B 36/00, 1978.Sources of information
1. USSR copyright certificate N 740932, cl. E 21 B 36/00, 1978.
2. Патент США N 3511282, кл. 138 - 13, 1970. 2. US patent N 3511282, CL. 138 - 13, 1970.
Claims (2)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU96122347/03A RU2133324C1 (en) | 1996-11-22 | 1996-11-22 | Thermoisolated string |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU96122347/03A RU2133324C1 (en) | 1996-11-22 | 1996-11-22 | Thermoisolated string |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU96122347A RU96122347A (en) | 1999-02-20 |
RU2133324C1 true RU2133324C1 (en) | 1999-07-20 |
Family
ID=20187484
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU96122347/03A RU2133324C1 (en) | 1996-11-22 | 1996-11-22 | Thermoisolated string |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2133324C1 (en) |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU181279U1 (en) * | 2018-03-06 | 2018-07-09 | Общество с ограниченной ответственностью "Металлоцентр Лидер-М" | THERMAL INSULATING CASE |
RU182283U1 (en) * | 2018-02-08 | 2018-08-13 | Акционерное общество "Трубодеталь" (АО "Трубодеталь") | Heat insulating direction |
RU188493U1 (en) * | 2018-10-05 | 2019-04-16 | Публичное акционерное общество "Челябинский трубопрокатный завод" (ПАО "ЧТПЗ") | Thermal insulation direction of the borehole |
RU2688807C1 (en) * | 2018-08-23 | 2019-05-22 | Отто Гуйбер | Compensator of thermobaric changes of tubing string length |
RU191877U1 (en) * | 2019-05-17 | 2019-08-26 | Публичное акционерное общество "Челябинский трубопрокатный завод" (ПАО "ЧТПЗ") | Thermal insulating direction of a vacuum well borehole |
-
1996
- 1996-11-22 RU RU96122347/03A patent/RU2133324C1/en not_active IP Right Cessation
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU182283U1 (en) * | 2018-02-08 | 2018-08-13 | Акционерное общество "Трубодеталь" (АО "Трубодеталь") | Heat insulating direction |
RU181279U1 (en) * | 2018-03-06 | 2018-07-09 | Общество с ограниченной ответственностью "Металлоцентр Лидер-М" | THERMAL INSULATING CASE |
RU2688807C1 (en) * | 2018-08-23 | 2019-05-22 | Отто Гуйбер | Compensator of thermobaric changes of tubing string length |
RU188493U1 (en) * | 2018-10-05 | 2019-04-16 | Публичное акционерное общество "Челябинский трубопрокатный завод" (ПАО "ЧТПЗ") | Thermal insulation direction of the borehole |
RU191877U1 (en) * | 2019-05-17 | 2019-08-26 | Публичное акционерное общество "Челябинский трубопрокатный завод" (ПАО "ЧТПЗ") | Thermal insulating direction of a vacuum well borehole |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US4396211A (en) | Insulating tubular conduit apparatus and method | |
US4444420A (en) | Insulating tubular conduit apparatus | |
US4477106A (en) | Concentric insulated tubing string | |
RU2144975C1 (en) | Method of installation of double-walled isolated flow string and double-walled isolated flow string | |
US4459731A (en) | Concentric insulated tubing string | |
US20040178626A1 (en) | Insulated tubular assembly | |
JPS6116837B2 (en) | ||
US3380530A (en) | Steam stimulation of oil-bearing formations | |
US4512410A (en) | Geothermal expansion wellhead system | |
RU2129202C1 (en) | Heat-insulated pipe string | |
RU2133324C1 (en) | Thermoisolated string | |
US4624485A (en) | Insulating tubular conduit apparatus | |
US4566495A (en) | Concentric walled conduit for a tubular conduit string | |
RU2339809C1 (en) | Method for construction and operation of steam well | |
US3478783A (en) | Thermally insulated piping system | |
RU2222685C2 (en) | Heat-insulated oil well tubing | |
GB2099049A (en) | Insulating tubular well conduits | |
US4480371A (en) | Method of making insulated tubular conduit | |
RU2112864C1 (en) | Thermally-insulated pipe string | |
RU2197594C2 (en) | Heat-insulated pipe string | |
CA3085287C (en) | Gas insulated tubing | |
RU2090736C1 (en) | Heat-insulated string | |
RU191878U1 (en) | Thermal insulating direction of the borehole | |
RU2221963C2 (en) | Heat-insulated column | |
RU2688807C1 (en) | Compensator of thermobaric changes of tubing string length |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20041123 |