SU950896A1

SU950896A1 - Heat-insulating string

Info

Publication number: SU950896A1
Application number: SU813231274A
Authority: SU
Inventors: Алексей Романович Александров; Леонид Михайлович Рузин; Алексей Питимирович Поповцев; Сергей Викторович Тимошин; Владимир Вениаминович Соловьев; Николай Петрович Кубарев
Original assignee: Печорский государственный научно-исследовательский и проектный институт нефтяной промышленности
Priority date: 1981-01-04
Filing date: 1981-01-04
Publication date: 1982-08-15

Description

(54) ТЕРМОИЗОЛИРОВАННАЯ КОЛОННА(54) THERMAL INSULATED COLUMN

1one

Изобретение относитс к нефтегазодобывающей промышленности, в частности к добыче нефти с применением нагнетани теплоносител в нефт ной пласт, и может быть использовано в других отрасл х народного хоз йства дл теплоизол ции трубопроводов .The invention relates to the oil and gas industry, in particular, to the extraction of oil using the injection of heat-transfer fluid into the oil reservoir, and can be used in other sectors of the economy for the thermal insulation of pipelines.

Известна термоизолированна колонна, включающа коаксиально расположенные трубы, между которыми размещен теплоизолирующий материал, жесткие переводники, соедин ющие внутренние трубы с наружными и узлы соединени , включающие в себ муфту с трапецеидальной резьбой. Герметизаци соединени осуществл етс с помощью стального кольца, размещенного между торцевыми поверхност ми переводников 1.A thermally insulated column is known, comprising coaxially arranged pipes, between which thermal insulation material is placed, rigid subs connecting the inner pipes with the outer ones and the joints including the trapezoidal coupling. The sealing of the joint is carried out using a steel ring placed between the end surfaces of the subs 1.

Недостатком этой конструкции вл етс то, что соединительиа муфта наружных труб не теплоизолирована от внутренней трубы и сильно нагреваетс , что значительно уменьшает прочность и надежность соединени секций колонны. Кроме того, за счет высоких страгивающих нагрузок от веса колонны и температурных напр жений происходит удлинение в резьбовом соединении соединительной муфты с наружной и возникает возможность разгерметизации резьбового соединени и стального уплотнительного кольца, что приводит к выходу колонны из стро . Таким образ м. в известном решении при расслаблени резьбового соединени наружных труб и му4 ;The disadvantage of this design is that the coupling of the outer tube is not insulated from the inner tube and is very hot, which significantly reduces the strength and reliability of the connection of the column sections. In addition, due to high load-bearing loads due to the weight of the column and thermal stresses, an elongation in the threaded joint of the coupling with the outer one occurs, and it becomes possible to depressurize the threaded joint and the steel sealing ring, which leads to the release of the column Thus, in the well-known solution, when the threaded joint of the external pipes and mu4 is relaxed;

за счет возникновени остаточны.х дефор--; ций , вызываемых весом колонны н переме ;ными тепловыми напр жени ми, происм;due to the occurrence of residual strain; caused by the weight of the column and the alternating thermal stresses, occurring;

10 дит уменьщение контактного усили прижати уплотнительных элементов (стального кольца между трубами), что снижает надежность герметизации узла соедннонич труб.10 reduces the contact force of pressing the sealing elements (steel ring between the pipes), which reduces the reliability of the sealing of the assembly of pipes.

Наиболее близким техническим решениемThe closest technical solution

5 к изобретению вл етс термоизолирован . на колонна, включающа коаксиально рас положенные трубы, между которыми размешен теплоизолирующий материал, узлы соединени внутренних труб и узлы соединс5 of the invention is thermally insulated. on the column, including coaxially arranged tubes, between which the insulating material is placed, the joints of the inner tubes and the joints

20 НИН наружных труб, включающие св занные резьбой охватываемую охватывающую части , расположенный между ними уплотни тельный элемент и размещенную над ним нажимную гайку, св занную резьбой с охватываюц1ей частью соединени 2. Недостаток этой конструкции заключаетс в том, что при раст жении резьбового соединени от нагрузок, вызываемых весом колонны и переменными тепловыми напр жени ми происходит уменьшение контактного усили прижати уплотнительных элементов , что снижает герметизацию узлов соединени . Целью изобретени вл етс повышение надежности герметизации соединени за счет дополнительного поджати уплотнительного элемента усилием, возникающим при раст жении резьбового соединени . Указанна цель достигаетс тем, что охватываемые трубы в узле соединени наружных труб имеют расположенный под уплотнительным элементом наружный бурт, причем резьбовой участок узла соединени наружных труб расположен на последнем. На чертеже изображена термоизолированна колонна, разрез. Термоизолированна колонна состоит из секций коаксиально расположенных внутренних труб 1 с соединительной муфтой 2 и наружных труб 3, между которыми размещен теплоизолируюилий материал 4 и направл юш ,ие люнеты 5. Теплоизолирующий материал выполнен из чередующихс базальтового холста и алюминиевой фольги. Направл ющие люнеты выполнены в виде колец и жестко прикреплены к одной из труб в каждой секции колонны. Узел соединени наружных труб выполнен следующим образом. Охватываема часть трубы 3 выполнена с наружным буртом 6 с резьбой 7. Охватывающа часть наружных труб выполнена в виде замка 8 жестко соединенного резьбой с буртом 6 и нажимной гайкой 9, образующими между собой кольцевую камеру, в которой над буртом 6 размещены уплотнитель,ный 10, пружин щий 11 и опорный 12 элементы , например, кольца. Уплотнительные элементы могут быть изготовлены , например из термостойкой резины . Изготовление и работа термоизолированной колонны заключаетс в следующем. Сборку секций термоизолированной колонны производ т в заводских услови х. К концам внутренней трубы 1 секции приваривают направл ющие люнеты и на один ее конец навинчивают соединительную муфту 2. На внутреннюю трубу 1 между направл ющими люнетами 5 наматывают чередующиес слои теплоизолирующего материала 4 фольги и базальтового холста. Последний наружный слой закрепл ют проволочными бандажами. Затем на наружную трубу 3 последовательно надевают зажимную гайку 9, нажимное 12, пружин щее 11 и уплотнительное 10 кольца и приваривают концевой бурт 6. Подготовленную таким образом наружную трубу 3 надевают на внутреннюю трубу 1 с теплоизол цией. Дл транспортировки секций на концы ее навинчивают предохранительные колпачки. Полученные термоизолирующие секции собирают в колонну и опускают в скважину как обычно насосно-компрессорные трубы. При этом сначала соедин ют внутренние трубы секций и на стыке двух секций между направл ющими люнетами укладывают теплоизолирующий материал 3. Затем предварительно опустив наружную трубу 3 свинчивают ее с замком 7 верхней части колонны. Затем ввод т в замок и укладывают на бурт 6 уплотнительное 10, пружин щее 11 и опорное 12 кольца и прижимают их нажимной гайкой 9, герметизиру соединитель1 ый стык секции колонны. При посто нном или периодическом нагнетании теплоносител в нефт ной пласт через термоизолированную колонну линейные размеры труб увеличиваютс или уменьшаютс , а вместе с ними измен ютс и линейные размеры силовых соединительных резьб (соединение бурта 6 с замком 7). При этом возникают значительные удлинени в резьбовых соединени х от,действи собственного веса термоизолированной колонны, которые увеличиваютс при повышении температуры . Уплотнительное кольцо, размещенное в кольцевой камере, образованной охватываемой частью наружных труб между буртом 6 и нажимной гайкой 9, воспринима на себ усилие, возникающее при раст жении резьбового соединени от веса колоннь труб и тепловых напр жений дополнительно сжимаетс , предотвраща разгерметизацию резьбового соединени , т. е. при раст жении резьбового соединени , удельное давление, на уплотнительный элемент, необходимое дл надежной герметизации резьбового соединени , не уменьшаетс , а наоборот увеличиваетс . Дл поддержани необходимого усили прижати в уплотнительном элементе при значительных удлинени х в силовой части резьбы колонны, установлены опорное и пружин шее кольца. Надежна герметизаци стыков соединительных секций позвол ет сохранить герметичность межтрубного теплоизолирующего пространства и высокие теплоизолирующие свойства колонны. Технико-экономическа . эффективность предложенного решени заключаетс в снижении материальных затрат на оборудование скважин за счет увеличени срока службы термоизолированной колонны и возможности ее работы при повышенных температурах теплоносител . Надежна герметизаци соединительного узла предотвращает прорыв гор чего пара по соединительным20 NIN outer tubes, including threaded male female parts, a sealing element located between them and a pressure nut placed above it, connected by a thread with the female part of connection 2. The disadvantage of this design is that when the threaded connection is stretched from caused by the weight of the column and variable thermal stresses, the contact force of the sealing elements is reduced, which reduces the sealing of the joints. The aim of the invention is to improve the reliability of the sealing of the joint due to the additional pressing of the sealing element by the force that occurs when stretching the threaded joint. This goal is achieved in that the male pipes in the outer pipe joint assembly have an outer shoulder below the sealing element, the threaded portion of the outer pipe joint assembly being located on the latter. The drawing shows a thermally insulated column, a slit. The thermally insulated column consists of sections of coaxially arranged inner pipes 1 with a connecting sleeve 2 and outer pipes 3, between which heat insulating material 4 and directional bushings and lunates 5 are placed. The heat insulating material is made of alternating basalt canvas and aluminum foil. The guide lunettes are made in the form of rings and are rigidly attached to one of the pipes in each section of the column. The joint of the external pipes is made as follows. The covering part of the pipe 3 is made with an external shoulder 6 with a thread 7. The female part of the external pipes is made in the form of a lock 8 which is rigidly connected with a thread to the shoulder 6 and the pressure nut 9, forming between them an annular chamber in which a sealant 10, spring 11 and support 12 elements, for example, rings. Sealing elements can be made, for example, from heat-resistant rubber. The manufacture and operation of the thermally insulated column is as follows. The sections of the thermally insulated column are assembled in the factory. Guides of the lunettes are welded to the ends of the inner tube 1 of the section, and a connecting sleeve 2 is screwed onto one of its ends. Alternate layers of the heat insulating material 4 of the foil and basalt canvas are wound on the inner tube 1 between the guide lunettes 5. The last outer layer is fixed with wire bands. Then, the clamping nut 9, the pressure 12, the spring 11 and the sealing ring 10 are successively put on the outer tube 3 and the end collar 6 is welded. The outer tube 3 prepared in this way is put on the inner tube 1 with thermal insulation. The safety caps are screwed onto the ends to transport the sections. The resulting insulating section is collected in the column and lowered into the well as usual tubing. At the same time, the inner tubes of the sections are first connected and the heat insulating material 3 is placed between the guides of the sections at the junction of the two sections. Then, after lowering the outer pipe 3, they screw it with the lock 7 of the upper part of the column. Then, the sealing 10, the spring 11 and the support 12 rings are put into the lock and placed on the shoulder 6 and pressed with the pressure nut 9, sealing the connector joint of the column section. When a heat carrier is continuously or periodically injected into the oil reservoir through a thermally insulated column, the linear dimensions of the pipes increase or decrease, and with them the linear dimensions of the power connecting threads (connection of the collar 6 with the lock 7) also change. This results in significant elongations in the threaded joints from the effect of the own weight of the thermally insulated column, which increase with increasing temperature. The sealing ring placed in the annular chamber formed by the male part of the external pipes between the collar 6 and the pressure nut 9 perceived the force that occurs when the threaded joint is stretched from the weight of the pipe string and thermal stresses, thereby preventing the threaded connection from depressurizing, t. that is, when the threaded joint is stretched, the specific pressure on the sealing element necessary to reliably seal the threaded joint does not decrease, but rather increases. In order to maintain the required force in the sealing element with significant elongations in the power section of the thread of the column, a support and springs are installed in the neck of the ring. Reliable sealing of the joints of the connecting sections allows maintaining the tightness of the annular heat-insulating space and the high heat-insulating properties of the column. Technical and economic. The effectiveness of the proposed solution is to reduce the material costs of well equipment by increasing the service life of the thermally insulated column and the possibility of its operation at elevated coolant temperatures. Reliable sealing of the coupling assembly prevents hot steam from breaking through the coupling

Claims

Claim

A thermally insulated column, including coaxially arranged pipes, between which heat-insulating material is placed, connection units of the internal pipes and connection units of the external pipes, including male and female parts connected by a thread, a sealing element located between them and a pressure nut placed above it, connected by a thread with the female part of the connection , characterized in that, in order to increase the reliability of sealing the connection due to additional preloading of the sealing element by force, in znikayuschim tensile threaded connection, the male pipe at node Nij soedine5 outer tubes are located under the sealing member outer shoulder, and a threaded portion outer tube connection node located on the latter.