SU857425A1

SU857425A1 - Thermo-insulated coloumn

Info

Publication number: SU857425A1
Application number: SU792803690A
Authority: SU
Inventors: Александр Владимирович Орлов; Александр Владимирович Полозков; Игорь Юрьевич Быков; Владимир Вениаминович Соловьев; Геннадий Семенович Чупров
Original assignee: Печорский государственный научно-исследовательский и проектный институт нефтяной промышленности; Всесоюзный Ордена Трудового Красного Знамени Научно-Исследовательский Институт Буровой Техники
Priority date: 1979-08-01
Filing date: 1979-08-01
Publication date: 1981-08-23

Description

(54) ТЕРМОИЗОЛИРОВАННАЯ КОЛОННА(54) THERMAL INSULATED COLUMN

1one

Изобретение относитс к нефт ной промышленности , в частности к добыче нефти из скважин в районах с вечномерзлыми грунтами и может быть использовано в других отрасл х народного хоз йства при изол ции трубопроводов дл транспортировки теплоносителей .The invention relates to the oil industry, in particular, to the extraction of oil from wells in areas with permafrost soils and can be used in other branches of the national economy in the isolation of pipelines for the transport of coolants.

Известна термоизолированна колонна, содержаща внутренние трубы с узлом соединени и наружные трубы, между которыми размещен экранирующий и теплоизолирующий материал, в которой, с целью снижени теплопотерь без увеличени поперечных размеров колонны один из концов наружной трубы жестко соединен с внутренней трубой, а другой соединен со скольз щей переводной втулкой, установленной на внутренней трубе, причем между внутренней трубой и скольз щей переводной втулкой размещен сальник 1.A thermally insulated column containing internal pipes with a joint and external pipes, between which a shielding and heat insulating material is placed, in which, in order to reduce heat loss without increasing the transverse dimensions of the column, one of the ends of the external pipe is rigidly connected to the internal pipe and the other is connected to a slipper a conduit sleeve mounted on the inner tube, wherein an oil seal 1 is placed between the inner tube and the sliding shifter sleeve.

Недостаток известной конструкции заключаетс в том, что существующие сальниковые устройства недостаточно .надежно герметизируют пространство между внутренними и наружными трубами при их осевых и радиальных перемещени х относительноA disadvantage of the known construction is that the existing packing devices insufficiently reliably seal the space between the inner and outer tubes during their axial and radial movements relative to

друг друга, возникающих за счет теплового расщирени , что может привести к потере термоизолирующих свойств колонной.each other, due to thermal expansion, which can lead to loss of thermal insulating properties of the column.

Кроме того, несущей вл етс внутренн колонна труб с малым диаметром, и нагрузки на резьбовые соединени могут превыщать допустимые страгивающие значени , что вызывает ее разрущение, особенно при нагреве до высокой температуры.In addition, the carrier is an internal column of pipes with a small diameter, and the loads on threaded joints can exceed permissible breaking values, which causes its destruction, especially when heated to a high temperature.

Известна также термоизолцрованна колонна , содержаща концентрично расположенные секции внещних труб с узлом сое10 динени и внутренних труб в кольцевом пространстве, между которыми размещен теплоизолирующий и экранирующий материалы гофрированные диафрагмы, соедин ющие по концам в секции внещние и внутренние тру5 бы, эластичное кольцо, размещенное между диафрагмами смежных секций труб в узле их соединенн , и торцовую уплотнительную втулку из ковкого металла, размещенную между секци ми внешних труб 2.A thermally insulated column is also known, which contains concentrically located sections of external pipes with a node 10 of the diagonal and internal pipes in the annular space, between which is insulated and shielded materials corrugated diaphragms connecting at the ends into sections external and internal pipes, an elastic ring located between the diaphragms the adjacent pipe sections in their assembly are connected, and an end ductile sealing sleeve of ductile metal located between the sections of external pipes 2.

Недостатком указанной конструкции в20 л етс то, что она сложна в изготовлении и сборке, от которых в значительной степени зависит надежность герметизации -межтрубного пространства и, следовательно, термоизолирующа способность колонны.The disadvantage of this design is the fact that it is difficult to manufacture and assemble, on which the reliability of the sealing of the intertube space and, consequently, the thermal insulating capacity of the column largely depends.

Это св зано с тем, что при сборке готовых секций труб в колонну на устье скважины между секци ми внутренних труб должен быть выдержан точный технологический зазор дл обеспечени возможности их температурных удлинений.This is due to the fact that when assembling the finished sections of pipes into a column at the wellhead between the sections of the internal pipes, an exact technological gap must be maintained to enable their temperature lengthening.

Однако допуски резьб труб, выпускаемых отечественной промышленностью, не позвол ют выдержать эти необходимые технологические зазоры, так как лишнне витки резьбы привод т при сборке колонны к получению слишком маленького зазора, а недостающие виткн - к большому зазору.However, the tolerances of the threads of pipes produced by the domestic industry do not allow these necessary technological gaps to be sustained, since the unnecessary turns of the thread lead to an excessively small gap when assembling the column, and missing turns to a large gap.

Причем торцова уплотнительна втулка из ковкого металла, размещенна между торцами внешних труб, пластично деформируетс (сжимаетс ) при сборке колонны и ее нагреве, а при снижении температуры и уменьшении радиальных и осевых размеров труб тер ет свою герметизирующую функцию, так как остаетс в сжатом состо нии и отходит от торцов труб. Получаемый таким образом зазор обеспечивает нормальную работу колонны только в интервале наперед заданных температур, что сужает область применени термоизолированной колонны.Moreover, the end sealing sleeve of ductile metal placed between the ends of the outer pipes plastically deforms (contracts) during column assembly and heating, and when the temperature decreases and the radial and axial dimensions of the pipes decrease, it loses its sealing function, as it remains in a compressed state and moves away from the ends of the pipes. The gap thus obtained ensures normal operation of the column only in the range of predetermined temperatures, which limits the range of application of the thermally insulated column.

Цель изобретени - повышение надежности герметизации межтрубного пространства колонны при упрощении ее изготовлени путем герметичного взаимноподвижного соединени внутренних труб с одновременным их самоцентрированием при сборке.The purpose of the invention is to improve the reliability of sealing the annular space of a column while simplifying its manufacture by tightly moving, interlocking connection of the inner pipes with their simultaneous self-centering during assembly.

Поставленна цель достигаетс тем, что один из торцов секции внутренних труб имеет полумуфту, а близлежащий торец другой секции внутренних труб - конусный резьбовой участок, причем уплотнительна втулка из ковкого металла размещена в полумуфте и выполнена с внутренней конусной поверхностью дл взаимодействи с резьбовым участком секции внутренних труб. При этом на внутренней поверхности полумуфты могут быть выполнены пазы.The goal is achieved by the fact that one of the ends of the inner tube section has a coupling half, and the adjacent end of the other inner pipe section has a tapered threaded section, the ductile metal sealing sleeve being placed in the coupling half and made with an inner tapered surface to interact with the threaded section of the inner pipe section . At the same time on the inner surface of the coupling half can be made grooves.

На чертеже показана термоизолированна колонна.The drawing shows a thermally insulated column.

Термоизолированна колонна включает секции внешних труб 1, с узлом соединени (муфтой) 2, секции внутренних труб 3, концентрично расположенные относительно секции наружных труб, теплоизолирующий материал 4 и экранирующий материал 5, расположенные в кольцевом пространстве между секци ми внутренних и наружных труб, гофрированную диафрагму б, эластичное кольцо 7, установленное между диафрагмами смежных секций труб в узле их соединени 2, полумуфту 8, жестко св занную с одним торцом секции внутренних труб 3 и уплотнительную втулку 9 из ковкого металла , размещенную в полумуфте 8, причем внутренн поверхность полумуфты 8 дл надежного соединени с уплотнительной втулкой 9 может быть выполнена с пазами 10. Внутренн поверхность уплотнительной втулки 9 имеет конусный участок 11 дл соединени с конусным резьбовым участком 12, расположенным на торце секции внутренних труб.The thermally insulated column includes sections of external pipes 1, with a joint (coupling) 2, sections of internal pipes 3, concentrically located relative to the section of external pipes, heat insulating material 4 and shielding material 5 located in the annular space between sections of internal and external pipes, corrugated diaphragm b, an elastic ring 7 installed between the diaphragms of adjacent sections of pipes in the assembly 2, a coupling half 8 rigidly connected to one end of the section of internal pipes 3 and a sealing sleeve 9 of a cowg about metal, placed in the coupling half 8, and the inner surface of the coupling half 8 for reliable connection with the sealing sleeve 9 can be made with grooves 10. The internal surface of the sealing sleeve 9 has a tapered section 11 for connection with a tapered threaded section 12 located on the end of the inner pipe section .

Изготовление и работа термоизолированной колонны осуществл етс следующим образом .The manufacture and operation of the thermally insulated column is carried out as follows.

На одном торце внутренней секции трубы 3 нарезают конусную резьбу 11, а с другого торца приваривают полумуфту 8. При этом секцию внутренней трубы берут укороченной с таким расчетом, чтобы ее длина вместе с приваренной полумуфтой 8 былаAt one end of the inner section of the pipe 3, a tapered thread 11 is cut, and on the other end, the coupling half is welded. At the same time, the section of the internal pipe is shortened so that its length together with the welded coupling half 8

равна длине секции внешних труб 1.equal to the length of the outer pipe section 1.

Затем на наружную поверхность секций внутренних труб 3 наматывают внахлест ленту из экранирующего материала 5, например алюминиевую фольгу и теплоизолирующийThen on the outer surface of the sections of the inner pipe 3 is wound with overlapping tape of shielding material 5, for example aluminum foil and heat insulating

материал 4, например асбест, которые фиксируют хомутами (не показаны). В необходимых случа х изол цию выполн ют многослойной .material 4, for example asbestos, which is fixed with clamps (not shown). In necessary cases, the insulation is multi-layered.

После этого секции внутренних труб 3 помещают внутри секций внешних труб 1,After this section of the inner pipe 3 is placed inside the sections of the outer pipe 1,

центрируют их соосно и по концам, как это показано на чертеже, приваривают гофрированную диафрагму 6 из стали, например полуторовые тонкие кольца. Причем зазор, образованный между сло ми теплоизол ции и внешней трубой при необходимости заполн ют сыпучим теплоизол ционным материалом .center them coaxially and at the ends, as shown in the drawing, weld a corrugated diaphragm 6 made of steel, for example, one and a half thin rings. Moreover, the gap formed between the heat insulating layers and the outer tube, if necessary, is filled with a bulk heat insulating material.

В полумуфту 8 впрессовывают конусную уплотнительную втулку 9 из ковкового металла , например из латуни, а на секции внешних труб 1 смежной секции наворачивают муфту 2.In the coupling half 8, a conical sealing sleeve 9 made of forged metal, for example brass, is pressed in, and a sleeve 2 is wrapped around the outer pipe section 1 of the adjacent section.

Затем готовые термоизолированные секции труб свинчивают между собой на устье скважины, предварительно положив между диафрагмами 6 смежных секций труб эластичное кольцо 7, и спускают в скважину, как обычно колонну насосно-компрессорных труб. При этом в момент свинчивани между собой термоизолированных секций труб муфтой 2 секций внешних труб 1 секцииThen, the finished thermally insulated sections of pipes are screwed together at the wellhead, having preliminarily placed an elastic ring 7 between the diaphragms of 6 adjacent sections of pipes, and are lowered into the well, as usual a tubing string. At the same time at the time of screwing together the thermally insulated sections of pipes with a coupling 2 sections of external pipes 1 sections

внутренних труб 3 самоцентрируютс путем установки конусной резьбы 12 во втулке 9 из ковкого металла с ответной конусной поверхностью 11. Кроме того, за счет вращени секций внутренних труб 3 относительно друг друга конусна резьба 12 врезаетс the inner tubes 3 self-center by installing a tapered thread 12 in the sleeve 9 of ductile metal with a counter tapered surface 11. In addition, due to the rotation of the sections of the inner tubes 3 relative to each other, the tapered thread 12 cuts

(вворачиваетс ) на конусный участок 11 втулки 9, одновременно вдавлива часть металла втулки 9 в пазы 10 полумуфты 8, что обеспечивает надежное взаимоподвнжное герметичное соединение смежных внутренних труб 5. Благрдар такому соединению тонкие диафрагмы, 6, передающие вращающий момент на внутренние трубы 5,. не испытывают разрушающих нагрузок, что также повышает надежность герметизации меж(screwed) onto the tapered section 11 of the sleeve 9, while simultaneously pressing a part of the metal of the sleeve 9 into the grooves 10 of the coupling half 8, which ensures reliable interconnected tight connection of adjacent inner pipes 5. Thanks to this connection, the thin diaphragms 6 transmitting torque to the inner pipes 5 ,. do not experience destructive loads, which also increases the reliability of sealing between

Claims

Claim

1. A thermally insulated column, which includes concentrically arranged sections of the external pipes with the connection unit and sections of the internal pipes, in the annular space between which heat-insulating and shielding materials are placed, corrugated diaphragms connecting the ends of the sections of the external and internal pipes, an elastic ring installed between diaphragms of adjacent pipe sections in the node of their connection and a sealing sleeve made of malleable metal, characterized in that, in order to increase the reliability of sealing the annular space, one one of the ends of the inner pipe section has a half-coupling, and the adjacent end of the other section of the inner pipes has a conical threaded section, the sealing sleeve of malleable 15 metal is placed in the half-coupling and made with an inner conical surface for interaction with the threaded section of the inner pipe section.

2. The column by π. 1, characterized in that the coupling half has grooves on the inner surface ^{0 of the} surface.