RU222243U1 - Вставка изолирующая для теплоизолированной трубы - Google Patents

Abstract

Полезная модель относится к нефтедобывающей промышленности и может быть использована при муфтовом соединении теплоизолированных труб, применяемых для нагнетания высокотемпературного теплоносителя в пласт, в частности при добыче высоковязких продуктов термическим методом. Вставка изолирующая для теплоизолированной трубы состоит из коаксиально расположенных наружной и внутренней втулок. Втулки выполнены в виде коаксиально расположенных элементов, установленных с возможностью перемещения в осевом направлении, причем цилиндрические поверхности втулок образуют посадку с натягом, в пространстве между втулками размещен теплоизолирующий материал. Втулки могут быть выполнены из стойкого к воздействию высоких температур материала с низким коэффициентом теплопроводности, а сопряжение втулок - при помощи пружины сжатия. Обеспечивается увеличение ресурса работы изолирующей вставки при прокачке высокотемпературных сред температурой более 350°С за счет снижения тепловых потерь. 2 з.п. ф-лы, 2 ил.

Description

Полезная модель относится к нефтедобывающей промышленности и может быть использована при муфтовом соединении теплоизолированных труб, применяемых для нагнетания высокотемпературного теплоносителя в пласт, в частности при добыче высоковязких продуктов термическим методом.

Известна изолирующая вставка в составе теплоизолированной трубы (патент РФ №121894, F16L 59/00, опубл. 10.11.2012), состоящая из наружной полимерной и внутренней металлической втулок. Наружная полимерная втулка изготовлена цельной из прочного материала и выполнена с чередующимися кольцевыми проточками П-образной формы на наружной и внутренних цилиндрических поверхностях. Внутренняя металлическая втулка разделена на две сопряженные части с наружными буртами, имеющими возможность перемещения относительно друг друга в осевом направлении.

Недостатком данной вставки является невозможность ее использования для прокачки высокотемпературных сред ввиду деформирования конструктивных элементов и изменения свойств полимерной втулки при температурах выше 350°С.

Известна изолирующая вставка в составе теплоизолированной трубы (патент РФ №2242667, F16L 59/06, опубл. 20.12.2004), принятая за прототип, которая состоит из наружной пластмассовой и внутренней металлической втулок. Наружная пластмассовая втулка состоит из двух элементов, образующих между собой посадку с натягом, а внутренняя металлическая втулка разделена на две части, соединенные между собой упорным резьбовым соединением, выполненным на конце в виде цанги, при этом внутренняя втулка может быть выполнена из нержавеющей стали или может быть покрыта с внутренней и наружной сторон антикоррозийным теплоизолирующим слоем.

Изолирующая вставка не обеспечивает полной компенсации зазоров между трубами и деталями изолирующей вставки по всем контактным поверхностям при периодическом режиме прокачки высокотемпературных сред, что не позволяют использовать теплоизолированные трубы для прокачки высокотемпературных сред в таком режиме. Кроме того, недостатком является сложность изготовления за счет большого количества сложных конструктивных элементов деталей изолирующей вставки, а наличие пластмассовых элементов в конструкции ограничивает температуру эксплуатации изолирующей вставки (не более 350°С) ввиду изменения свойств и деформирования конструктивных элементов.

Техническая задача заключается в создании конструкции изолирующей вставки, используемой при муфтовом соединении теплоизолированных труб для прокачки высокотемпературных сред с температурами более 350°С, снижении тепловых потерь, защиты от проникновения высокотемпературных сред к внутренней поверхности муфты и подмуфтовому пространству и повышении эксплуатационной надежности изолирующей вставки и теплоизолированных труб.

Технический результат состоит в увеличении ресурса работы изолирующей вставки при прокачке высокотемпературных сред с температурой более 350°С за счет снижения тепловых потерь.

Указанный технический результат достигается за счет того, что вставка изолирующая для теплоизолированной трубы состоит из коаксиально расположенных наружной и внутренней втулок. Согласно полезной модели, втулки выполнены в виде коаксиально расположенных элементов, соединенных с одного конца, при этом наружный элемент выполнен с цилиндрической поверхностью и концевым участком конической формы, а внутренний элемент выполнен в виде цилиндрической втулки, втулки установлены с возможностью перемещения в осевом направлении, причем цилиндрические поверхности втулок образуют посадку с натягом, в пространстве между втулками размещен теплоизолирующий материал.

В частном случае выполнения втулки выполнены из стойкого к воздействию высоких температур материала с низким коэффициентом теплопроводности.

В частном случае выполнения сопряжение наружной и внутренней втулок выполнено при помощи пружины сжатия.

Полезная модель поясняется чертежами, где на фиг. 1 схематично изображена вставка изолирующая для теплоизолированной трубы, на фиг. 2 схематично изображена вставка изолирующая, у которой сопряжение втулок выполнено при помощи пружины сжатия.

Вставка изолирующая для теплоизолированной трубы состоит из коаксиально расположенных наружной 1 и внутренней 2 втулок, в пространстве между втулками размещен теплоизолирующий материал 3. Сопряжение наружной 1 и внутренней 2 втулок может быть выполнено при помощи пружины сжатия 4.

Каждая втулка выполнена в виде коаксиально расположенных элементов, соединенных с одного конца, при этом наружный элемент выполнен с цилиндрической поверхностью и концевым участком конической формы, а внутренний элемент выполнен в виде цилиндрической втулки. Наружная 1 и внутренняя 2 втулки установлены с возможностью перемещения в осевом направлении, при этом охватываемые и охватывающие цилиндрические поверхности втулок образуют между собой посадку с натягом.

За счет установки втулок 1 и 2 предлагаемой конструкции с возможностью перемещения в осевом направлении обеспечивается плотное прилегание контактных поверхностей изолирующей вставки к ответным поверхностям теплоизолированных труб, что увеличивает ресурс работы при прокачке высокотемпературных сред с температурой более 350°С за счет обеспечения защиты от проникновения высокотемпературных сред к внутренней поверхности муфты и подмуфтовому пространству и снижения тепловых потерь. При выполнении сопряжения наружной 1 и внутренней 2 втулок при помощи пружины сжатия 4 увеличивается усилие прижатия контактных поверхностей, что повышает надежность защиты внутренней поверхности муфты и подмуфтового пространства.

Для компенсации допусков и отклонений размеров стыкуемых труб в пространстве между втулками размещают теплоизолирующий материал 3, в частности, используют волокнистые материалы с низким коэффициентом теплопроводности, например, аэрогель, базальтовую вату и др. Размещение в пространстве между втулками теплоизолирующего материала снижает нагрев наружной поверхности изолирующей вставки и муфты, как следствие - уменьшает теплопотери, а также увеличивает ресурс работы изолирующей вставки теплоизолированных труб при прокачке высокотемпературных сред с температурой более 350°С, что позволяет прокачивать флюиды с минимальными тепловыми потерями, обеспечивая повышение эксплуатационной надежности изолирующей вставки и теплоизолированных труб.

В промышленных условиях были проведены испытания изолирующей вставки предлагаемой конструкции. Для сборки муфтового соединения теплоизолированных труб использовали внутренние трубы диаметром 73,02 мм с толщиной стенки 5,51 мм, наружные трубы диаметром 114,3 мм с толщиной стенки 6,88 мм и изолирующую вставку предлагаемой конструкции. Втулки были изготовлены из стойкого к воздействию высоких температур материала, например, нержавеющей стали. В пространстве между втулками был размещен в один слой толщиной 10 мм теплоизолирующий материал с наименьшим коэффициентом теплопроводности, в частности аэрогель Alison Aerogel Blanket DRT0606-Z.

После сборки труб на испытательном стенде внутрь соединения теплоизолированных труб был установлен электрический нагреватель, который поддерживал температуру внутренней стенки труб на уровне 450±5°С. Перед измерением температуры осуществляли выдержку при этой температуре в течение более двух часов. Измерение температуры поверхности муфты осуществляли ручным тепловизором Hikmicro G60 и с помощью преобразователя термоэлектрического ДТПК011-0,3/10 (термопары). Температура наружной поверхности муфты при испытании вставки составила 144,5°С по термограмме и 128,6°С по показаниям термопары, при этом температура внутри трубы составила 450°С.

После эксперимента и разборки соединения теплоизолированных труб на изолирующей вставке не обнаружено повреждений и дефектов, вставка выдержала температуру прокачиваемой среды более 350°С.

Применение изолирующей вставки предлагаемой конструкции увеличивает ресурс работы и эксплуатационную надежность вставки при прокачке высокотемпературных сред с температурой более 350°С, обеспечивает плотное прилегание контактных поверхностей изолирующей вставки к соответствующим поверхностям теплоизолированных труб и позволяет прокачивать флюиды с сохранением свойств вставки и минимальными теплопотерями в процессе нагнетания теплоносителя в пласт.

Claims (3)

1. Вставка изолирующая для теплоизолированной трубы, состоящая из коаксиально расположенных наружной и внутренней втулок, отличающаяся тем, что втулки выполнены в виде коаксиально расположенных элементов, соединенных с одного конца, при этом наружный элемент выполнен с цилиндрической поверхностью и концевым участком конической формы, а внутренний элемент выполнен в виде цилиндрической втулки, втулки установлены с возможностью перемещения в осевом направлении, причем цилиндрические поверхности втулок образуют посадку с натягом, в пространстве между втулками размещен теплоизолирующий материал.

2. Вставка по п. 1, отличающаяся тем, что втулки выполнены из стойкого к воздействию высоких температур материала с низким коэффициентом теплопроводности.

3. Вставка по п. 1 или 2, отличающаяся тем, что сопряжение наружной и внутренней втулок выполнено при помощи пружины сжатия.

Images