Изолированная труба и способ ее изготовления

Изолированная труба и способ ее изготовления

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Область изобретения

Настоящее изобретение относится к теплоизолированному узлу "труба в трубе" и способу его изготовления.

Предпосылки создания изобретения

При глубоководной добыче углеводородов (т.е. нефти, газа и их смесей) сырую нефть и газ добывают из-под дна моря и транспортируют по трубопроводной системе к поверхности воды. Жизненно важно поддерживать температуру нефти или газа, текущих по трубопроводу, которые типично при добыче имеют повышенные температуры (например, 60-300°С), на уровне выше приблизительно 40°С, чтобы предотвратить осаждение твердых материалов и гидратов, что может привести к закупориванию трубопровода и помешать добыче. Поскольку температура воды на больших глубинах лишь немного превышает температуру замерзания (т.е. составляет около 4°С), необходимо изолировать трубы. Если поток нефти или газа необходимо приостановить для технического обслуживания скважины или из-за неблагоприятных погодных условий, влияющих на расположенные на поверхности платформы и прерывающие операции откачивания, важно поддерживать температуру остатка нефти или газа в трубопроводе и других компонентах трубопроводной системы (например, в фонтанной арматуре или в морской донной фонтанной арматуре, стояках и т.п.) выше температуры осаждения для конкретных добываемых сортов сырой нефти или газов для минимизации или полного устранения дорогостоящей и приводящей к перерывам в добыче необходимости устранения закупорки и/или промывки трубопроводной системы перед возобновлением добычи.

Для решения этой задачи принимались многочисленные усилия по созданию экономичных и эффективных решений проблемы изолирования подводных систем нефтяных и газовых трубопроводов. Особенно хорошо принятым способом является создание трубопровода, состоящего из системы "труба в трубе", в которой внутренняя труба окружена внешней трубой, служащей несущей трубой, и в которой кольцевое пространство, определенное внутренней трубой и внешней трубой, содержит изолирующий материал. Например, в патенте США №6145547 раскрывается узел "труба в трубе", содержащий самоподдерживающуюся плиту из микропористого материала, окружающую внутреннюю несущую трубу и окруженную внешней несущей трубой, в котором для продольного потока газа выполнен свободный канал. В узле поддерживается пониженное давление для улучшения теплоизоляции. В заявке на патент США 2004/0134556 А1 раскрывается теплоизолирующая система для трубчатых тел (т.е. узел "труба в трубе"), содержащая по меньшей мере две наложенные вакуумированные панели, каждая из которых отдельно помещена вокруг внутренней трубы узла "труба в трубе" и в которой две противолежащие кромки, определяющие зазоры каждой из этих по меньшей мере двух панелей, расположены так, чтобы не совпадать, и тем самым устраняют непрерывный канал теплопереноса между внутренней и внешней трубами.

Точно так же существует большой интерес к трубопроводам для транспортировки жидких углеводородов (например, сжиженного природного газа, жидкого пропана). В этом случае теплоизоляция нужна для поддержания низкой температуры сжиженного природного газа (около -163°С) для предотвращения его перехода в газовую фазу из-за теплопереноса из более теплой окружающей среды.

Кроме того, на месторождениях нефти и газа по мере истощения месторождения часто используют нагнетание пара для поддержания давления в пласте и, тем самым, поддерживают добычу на экономически оправданном уровне. При такой технологии пар нужно транспортировать к месту добычи, которое часто удалено от места производства пара. Соответственно необходима теплоизоляция паропровода, чтобы не допустить конденсации пара.

Транспортировка горячих и криогенных текучих сред (например, промышленных газов, таких как кислород, азот, аргон и водород) на промышленных предприятиях, в системах отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха, системах парового отопления в корпоративных, муниципальных или университетских жилых поселках и зданиях, и в других средах также требует изоляции. В некоторых из этих случаев внешняя труба является простым кожухом, выполненным из такого материала, как алюминиевая облицовка или труба из ПВХ.

Однако существующие способы изоляции узлов "труба в трубе" во многих отношениях остаются несовершенными. Предварительно сформированные изолирующие панели и т.п. по необходимости сохраняют зазоры в изоляции при установке в узел "труба в трубе", как между своими противолежащими кромками и между торцами при укладке торец в торец, что создает возможность теплопереноса между внутренней и внешней трубами, что снижает эффективность изоляции и требует увеличенного количества изолирующих материалов. Поддержание пониженного давления в кольцевом пространстве некоторых узлов "труба в трубе" налагает высокие требования к формированию герметичных узлов и ставит эксплуатационные характеристики узла под угрозу в случае нарушения вакуума. Некоторые изолирующие материалы, такие как вспененный полиуретан, со временем теряют эффективность изоляции и/или форму. Другие изолирующие материалы требуют использования внешней трубы большого диаметра для размещения достаточного количества изолирующего материала, что обусловлено его менее эффективной изолирующей способностью. Поэтому сохраняется потребность в улучшении способа изготовления изолированных узлов "труба в трубе".

Краткое описание изобретения

Согласно настоящему изобретению предлагается способ изготовления изолированного узла "труба в трубе", содержащий шаги, при которых создают узел, содержащий по меньшей мере одну внутреннюю трубу, внешнюю трубу, которая расположена вокруг по меньшей мере одной внутренней трубы так, чтобы создать кольцевое пространство между внешней поверхностью по меньшей мере одной внутренней трубы и внутренней поверхностью внешней трубы, и по меньшей мере один контейнер, содержащий пористый, упругий, объемно сжимаемый материал, в котором сжимаемый материал сжат внутри контейнера и имеет первый объем, который меньше, чем объем несжатого сжимаемого материала, и по меньшей мере один контейнер расположен в кольцевом пространстве, и изменяют по меньшей мере один контейнер для уменьшения степени сжатия сжимаемого материала для увеличения объема сжимаемого материала до второго объема, который больше первого объема, тем самым формируя изолированный узел "труба в трубе".

Согласно настоящему изобретению также предлагается способ изготовления изолированного узла "труба в трубе", содержащий шаги, при которых создают узел, содержащий по меньшей мере одну внутреннюю трубу, первую внешнюю трубу (или другое сжимающее средство), которая расположена вокруг по меньшей мере одной внутренней трубы так, чтобы создать кольцевое пространство между внешней поверхностью по меньшей мере одной внутренней трубы и внутренней поверхностью внешней трубы факультативно по меньшей мере одну дополнительную внешнюю трубу вокруг первой внешней трубы с созданием кольцевого пространства между внешней поверхностью первой внешней трубы и внутренней поверхностью дополнительной внешней трубы, и по меньшей мере один контейнер, содержащий пористый, упругий объемно сжимаемый материал, который сжат в контейнере и имеет первый объем, меньший, чем объем несжатого сжимаемого материала, и контейнер расположен в кольцевом пространстве, и изменяют по меньшей мере один контейнер для уменьшения степени сжатия сжимаемого материала для увеличения объема сжимаемого материала до второго объема, превышающего первый объем, тем самым формируя изолированный узел "труба в трубе".

Согласно настоящему изобретению также предлагается изолированный узел "труба в трубе", содержащий по меньшей мере одну внутреннюю трубу, имеющую внешнюю поверхность, внешнюю трубу, имеющую внутреннюю поверхность, расположенную вокруг по меньшей мере одной внутренней трубы, кольцевое пространство между внутренней поверхностью внешней трубы и внешней поверхностью по меньшей мере одной внутренней трубы, и остаток контейнера, который ранее был расположен в кольцевом пространстве и ранее удерживал сжимаемый материал в объеме меньшем, чем объем сжимаемого материала в кольцевом пространстве.

Согласно настоящему изобретению также предлагается изолированный узел "труба в трубе", содержащий по меньшей мере одну внутреннюю трубу, имеющую внешнюю поверхность, первую внешнюю трубу или другое сжимающее средство, имеющее внутреннюю поверхность, расположенную вокруг по меньшей мере одной внутренней трубы, по меньшей мере одну дополнительную внешнюю трубу, расположенную вокруг первой внешней трубы для создания дополнительного кольцевого пространства между внешней поверхностью первой внешней трубы и внутренней поверхностью дополнительной внешней трубы, пористый упругий сжимаемый материал, расположенный в одном или более из кольцевых пространств, и остатки контейнера, ранее помещенного в одно или более из кольцевых пространств и ранее удерживавшего сжимаемый материал в объеме меньшем, чем объем сжимаемого материала в кольцевом пространстве (в кольцевых пространствах).

Согласно настоящему изобретению также предлагается изолированный узел "труба в трубе", содержащий по меньшей мере одну внутреннюю трубу, имеющую внешнюю поверхность, внешнюю трубу, имеющую внутреннюю поверхность, расположенную вокруг по меньшей мере одной внутренней трубы, кольцевое пространство между внутренней поверхностью внешней трубы и внешней поверхностью по меньшей мере одной внутренней трубы, и нанопористую двуокись кремния, расположенную в кольцевом пространстве, имеющую плотность от 80 до приблизительно 140 кг/м³ и теплопроводность приблизительно 20 мВт/м·К или менее при измерении между поверхностью с температурой приблизительно 0°С и поверхностью с температурой приблизительно 25°С.

Краткое описание чертежей

Фиг.1 изображает один вариант уплотненного контейнера, применяемого в настоящем изобретении.

Фиг.2 - сечение двух герметизированных контейнеров в варианте по фиг.1 для окружающих внутренний трубчатый элемент.

Фиг.3 - узел "труба в трубе", имеющий внутреннюю трубу 5, внешнюю трубу 6 и два герметизированных контейнера в варианте по фиг.1, содержащих пористый упругий и объемно сжимаемый материал, помещенные в кольцевое пространство, определяемое внутренней трубой и внешней трубой.

Фиг.4 - узел "труба в трубе" по фиг.3 после выравнивания давлением двух герметизированных контейнеров.

Фиг.5 - схематическое сечение формовочного устройства в начале и в конце процесса формирования герметизированного контейнера, используемого в контексте настоящего изобретения.

Фиг.6 - узел "труба в трубе", в котором используется гильза или муфта для сжатия пористого упругого и объемно сжимаемого материала так, чтобы между гильзой и внешней трубой имелось пустое пространство.

Подробное описание изобретения

Согласно настоящему изобретению предлагаются способы изготовления изолированного узла и системы "труба в трубе", а также узел и система "труба в трубе".

Согласно настоящему изобретению способ изготовления изолированного узла "труба в трубе" содержит стадии, при которых создают узел, содержащий по меньшей мере одну внутреннюю трубу, по меньшей мере одну внешнюю трубу, расположенную вокруг по меньшей мере одной внутренней трубы с созданием кольцевого пространства между внешней поверхностью по меньшей мере одной внутренней трубы и внутренней поверхностью внешней трубы (и факультативно дополнительные кольцевые пространства между внешней поверхностью внешней трубы и внутренней поверхностью дополнительной внешней трубы), и по меньшей мере один контейнер, содержащий пористый, упругий, объемно сжимаемый материал, сжатый в контейнере и имеющий первый объем, меньший, чем объем несжатого сжимаемого материала, и по меньшей мере один контейнер расположен в кольцевом пространстве (или в одном или более из кольцевых пространств, если используется больше, чем одна внешняя труба), и изменяют по меньшей мере один контейнер для уменьшения степени сжатия сжимаемого материала для увеличения объема сжимаемого материала до второго объема, превышающего первый объем, тем самым формируя изолированный узел "труба в трубе".

Узел, содержащий по меньшей мере одну внутреннюю трубу, по меньшей мере одну внешнюю трубу и по меньшей мере один контейнер, можно создать, используя любую подходящую последовательность стадий. Например, перед позиционированием внутренней трубы (внутренних труб) и внешней трубы для образования кольцевого пространства рядом с внешней поверхностью (внешними поверхностями) внутренней трубы (внутренних труб) и/или рядом с внутренней поверхностью внешней трубы можно поместить контейнер (контейнеры). Альтернативно, внутреннюю трубу (внутренние трубы) и внешнюю трубу можно позиционировать для формирования кольцевого пространства до позиционирования контейнера (контейнеров) в кольцевом пространстве. Для специалистов очевидны другие варианты, входящие в контекст настоящего изобретения, и внутренняя труба (внутренние трубы), и внешняя труба (внешние трубы) могут перемещаться для достижения требуемого позиционирования.

Таким образом, настоящий способ изготовления изолированного узла "труба в трубе" содержит стадии, при которых используют по меньшей мере одну внутреннюю трубу, имеющую внешнюю поверхность, по меньшей мере одну внешнюю трубу, имеющую внутреннюю поверхность, которая расположена вокруг по меньшей мере одной внутренней трубы (или внешней трубы) для создания кольцевого пространства между внешней поверхностью внутренней трубы и внутренней поверхностью внешней трубы (и/или внешней поверхностью внутренней трубы и внутренней поверхностью другой внутренней трубы), используют по меньшей мере один контейнер, содержащий пористый упругий, объемно сжимаемый материал, сжатый в контейнере и имеющий первый объем, меньший, чем объем несжатого сжимаемого материала, располагают по меньшей мере один контейнер в кольцевом пространстве (кольцевых пространствах) и изменяют по меньшей мере один контейнер для уменьшения степени сжатия сжимаемого материала для увеличения объема сжимаемого материала до второго объема, превышающего первый объем, тем самым формируя изолированный узел "труба в трубе", в котором указанные стадии можно выполнять в любой подходящей последовательности, например в указанном выше порядке. Альтернативно, указанные стадии можно выполнять в следующем порядке: используют по меньшей мере одну внутреннюю трубу, имеющую внешнюю поверхность, используют по меньшей мере один контейнер, содержащий пористый, упругий, объемно сжимаемый материал, сжатый в контейнере и имеющий первый объем, меньший, чем объем несжатого сжимаемого материала, располагают по меньшей мере один контейнер рядом с внешней поверхностью по меньшей мере одной внутренней трубы, обеспечивают внешнюю трубу, имеющую внутреннюю поверхность, которая расположена вокруг по меньшей мере одной внутренней трубы и по меньшей мере одного контейнера с созданием кольцевого пространства между внешней поверхностью по меньшей мере одной внутренней трубы и внутренней поверхностью внешней трубы, в котором по меньшей мере один контейнер в итоге расположен в кольцевом пространстве. Кроме того, стадии могут выполняться в следующей последовательности: обеспечивают внешнюю трубу, имеющую внутреннюю поверхность, обеспечивают по меньшей мере один контейнер, содержащий пористый, упругий, объемно сжимаемый материал, сжатый в контейнере и имеющий первый объем, меньший, чем объем несжатого сжимаемого материала, позиционируют по меньшей мере один контейнер рядом с внутренней поверхностью внешней трубы, используют по меньшей мере одну внутреннюю трубу, имеющую внешнюю поверхность, расположенную внутри внешней трубы с образованием кольцевого пространства между внешней поверхностью по меньшей мере одной внутренней трубы и внутренней поверхностью внешней трубы, в котором в итоге по меньшей мере один контейнер помещен в кольцевом пространстве. Специалистам очевидны варианты вышеописанного способа, в которых используются дополнительные трубы.

Изолированный узел "труба в трубе" типично изолирован для предотвращения переноса тепловой энергии между внутренней трубой (внутренними трубами) и окружающей средой (т.е. термоизолирован). Сжимаемый материл может иметь любую подходящую теплопроводность, желательно около 20 мВт/м·К или менее (например, от около 12 мВт/м·К до около 20 мВт/м·К) при измерении между поверхностью с температурой приблизительно 0°С и поверхностью с температурой приблизительно 25°С. Теплопроводность можно измерять, например, по стандарту C518 Американского общества по испытанию материалов. Препятствование передачи других видов энергии, например звуковой энергии, между внутренней трубой (внутренними трубами) и окружающей средой также входит в объем настоящего изобретения.

Внутренняя труба (внутренние трубы) и внешняя труба (внешние трубы) могут быть выполнены из любого подходящего материала и могут быть выполнены из одного и того же материала или из разных материалов. Для использования при подводной транспортировке нефти и газа трубы типично изготавливают из металла или металлических сплавов, особенно из углеродистой стали, никелевой стали или нержавеющей стали. Однако в других вариантах могут использоваться и неметаллические материалы. Неограничивающими примерами подходящих неметаллических материалов для труб являются эластомеры (включая силиконы), термореактивные полимеры (включая эпоксидные смолы и полимеры), термопластичные полимеры (включая полиэтилен, акрилы, поликарбонат, полипропилен, полиамид, поливинилхлорид, полиуретан), вспененные полимеры (включая вспененный полиуретан), полимерные композиты (включая полимеры, армированные углеродом, стекловолокно, полимеры со стеклянными микросферами) и керамика. В некоторых вариантах в качестве внешней и/или внутренней трубы можно использовать кожух, концентрически намотанный материал или оболочку. Они могут быть выполнены из перечисленных выше материалов, полиэтилена высокой плотности, алюминия, стали, оцинкованной стали или других подходящих материалов и их комбинаций. Расположение кожуха зависит от свойств конкретного материала и к неограничивающим примерам относятся обертка, экструзия, распыление, отливка или опрессовка.

В некоторых вариантах внешняя труба (внешние трубы) содержит (содержат) гибкий материал, способный при приложении давления претерпевать упругие деформации. Давление может прилагаться к внутренней поверхности внешней трубы, например, когда узел "труба в трубе" находится в погруженном положении. Давление также может прилагаться к внутренней поверхности внешней трубы, например, когда сжимаемый материал расширяется, прижимаясь к внешней трубе из кольцевого пространства узла "труба в трубе".

Внутренняя труба (внутренние трубы) также может содержать гибкий материал. Когда внутренняя труба (внутренние трубы) и внешняя труба содержат гибкий материал, весь узел "труба в трубе" будет гибким, что является преимуществом, поскольку это позволяет легко устанавливать или наматывать узел и/или использовать его в нелинейных конструкциях, например на промышленных предприятиях и т.п.

Толщина стенки по меньшей мере одной внутренней трубы и внешней трубы может быть любой подходящей толщиной и типично выбирается для обеспечения достаточной прочности трубы при эксплуатации. Внутренняя труба (внутренние трубы) имеет стенки, толщина которых обеспечивает достаточную прочность для противодействия давлению, генерируемому потоком флюида, т.е. жидкости или газа, и которое может достигать 140 МПа. Внешняя труба может иметь любую прочность, т.е. толщину стенки, пригодную для предполагаемого использования. Например, в некоторых случаях использования на больших глубинах внешняя труба может иметь стенки, толщина которых достаточна для сопротивления деформации трубы под большим давлением воды. При использовании на мелководье или при атмосферном давлении (например, на суше) стенки внешней трубы могут быть относительно тонкими. В других вариантах применения внешняя труба может быть упругой, и в этом случае толщина стенки зависит от конкретного материала или материалов, используемых для изготовления внешней трубы, и от давлений, которым подвергается внешняя труба. Как будет описано ниже, применение изолирующих материалов и способов по настоящему изобретению позволяет улучшить механическую поддержку внутренней и внешней труб. Это может позволить использовать более тонкостенные внутренние и внешние трубы, чем это требуется в настоящее время.

Внутренняя труба (внутренние трубы) и внешняя труба могут иметь любую подходящую длину. Выбор длины может быть продиктован, по меньшей мере частично, ограничениями производственных способов и ограничениями способов транспортировки. Внешняя труба имеет внутреннюю поверхность, которая располагается вокруг внутренней трубы (внутренних труб), имеющей внешнюю поверхность (внешние поверхности). Альтернативно, внутренняя труба имеет внешнюю поверхность, которая расположена внутри внешней трубы, имеющей внутреннюю поверхность. Установку труб относительно друг друга можно выполнять любым подходящим способом. Например, одну из труб можно удерживать стационарно, а другую перемещать на место. Когда внешняя труба содержит материал пластика (например, термопластичный или термореактивный полимер), внешнюю трубу можно экструдировать вокруг внутренней трубы (внутренних труб) для формирования внешней трубы, одновременно помещая внешнюю трубу в положение вокруг внутренней трубы (внутренних труб). Пустое пространство между внешней поверхностью (внешними поверхностями) внутренней трубы (внутренних труб) и внутренней поверхностью внешней трубы или внешней поверхностью внешней трубы и внутренней поверхностью дополнительной внешней трубы определяется здесь как кольцевое пространство. Во время или после изготовления изолированного узла "труба в трубе" в кольцевом пространстве можно поддерживать любое подходящее давление газа. Например, в некоторых вариантах, в которых используются герметичные контейнеры и уравнивают давление по меньшей мере в одном контейнере с давлением в кольцевом пространстве для увеличения объема сжатого материала, давление газа в кольцевом пространстве перед изменением по меньшей мере одного контейнера больше, чем пониженное давление газа внутри по меньшей мере одного контейнера. Типично, давление газа в кольцевом пространстве во время и после осуществления способа по настоящему изобретению равно атмосферному, хотя в некоторых вариантах давление газа в кольцевом пространстве после осуществлении способа по настоящему изобретению может быть ниже атмосферного. В других вариантах давление газа в кольцевом пространстве во время и/или после осуществления способа по настоящему изобретению может быть выше атмосферного.

Кольцевое пространство и по меньшей мере один контейнер могут содержать любой подходящий газ. Типично газом является воздух. Однако в некоторых вариантах газом может быть газ, имеющий меньшую теплопроводность, чем воздух. Примерами таких газов являются аргон, криптон, двуокись углерода, хлорированные углеводороды, фторированные углеводороды, гидрохлорфторуглероды (фреоны) перфторуглеводороды, этан, пропан, бутан, пентан и их смеси.

Контейнер содержит пористый упругий и объемно сжимаемый материал, сжатый в контейнере и имеющий первый объем, меньший, чем объем несжатого материала. Когда контейнер изменяют для уменьшения степени сжатия сжимаемого материала, сжимаемый материал расширяется до второго объема, превышающего первый объем.

В первом варианте этот по меньшей мере один контейнер помещен внутрь камеры давления, и давление в камере уменьшено ниже атмосферного. Когда контейнер удерживается при пониженном давлении в камере давления, контейнер герметизирован и непроницаем для газа. После герметизации контейнера его извлекают из камеры давления и давление вне контейнера возвращается к атмосферному, а давление внутри контейнера остается пониженным, сохраняя уровень, существовавший в момент герметизации. Разумеется, давление газа в герметизированном контейнере ниже атмосферного, и герметизированный контейнер и его содержимое подвержены перепаду между атмосферным давлением вне герметизированного давления и пониженным давлением газа внутри герметизированного контейнера. Герметизированный контейнер содержит пористый, упругий, объемно сжимаемый материал. Поскольку контейнер гибок, и сжимаемый материал обладает упругой сжимаемостью, когда к герметизированному контейнеру и сжимаемому материалу прилагается внешнее давление (в данном случае - атмосферное давление), объем герметизированного контейнера и сжимаемого материала уменьшается. Поэтому в данном варианте способа сжимаемый материал в герметизированном контейнере сжат до первого объема под воздействием атмосферного давления на герметизированный контейнер.

При изменении по меньшей мере одного герметизированного контейнера для уравнивания давления в герметизированном контейнере с давлением в кольцевом пространстве сжимаемый материал объемно расширяется при условии, что контейнер допускает такое расширение сжимаемого материала. Например, контейнер может физически разрываться (например, прокалываться или разрушаться), обеспечивая тем самым уравнивание давлений и расширение сжимаемого материала.

Во втором варианте сжимаемый материал сжат до первого объема в по меньшей мере одном контейнере. В данном случае сам контейнер сжимает сжимаемый материал без действия перепада между давлением внутри контейнера и давлением вне контейнера (или, альтернативно, в дополнение к такому перепаду). Контейнер может состоять из одного однородного материала или может быть дополнительно оснащен по меньшей мере одним сжимающим средством, где сжимающее средство поддерживает сжимающий материал в сжатом состоянии. Сжимающее средство может окружать по меньшей мере часть контейнера и может содержать, например, по меньшей мере одну оболочку или ремень. Оболочка (оболочки) или ремень (ремни) могут содержать любой подходящий материал и могут быть выполнены из того же материала, что и контейнер (контейнеры), или из другого материала. В этом варианте изобретения герметизация контейнера газонепроницаемым уплотнением или иным способом является факультативной.

По меньшей мере один контейнер размещают так, чтобы в итоге он находился в кольцевом пространстве. Поэтому контейнер (контейнеры) можно помещать непосредственно в кольцевое пространство после позиционирования внешней трубы вокруг внутренней трубы. Контейнер (контейнеры) можно установить на место относительно внутренней трубы (внутренних труб) до того, как внешняя труба будет установлена вокруг внутренней трубы (внутренних труб) так, что после формирования кольцевого пространства контейнер (контейнеры) окажется в этом кольцевом пространстве. Наконец, контейнер (контейнеры) можно устанавливать в положение относительно внешней трубы до размещения внутренней трубы во внешней трубе так, чтобы контейнер (контейнеры) оказался в кольцевом пространстве после его формирования.

Например, контейнер (контейнеры) можно установить рядом с внешней поверхностью внутренней трубы (внутренних труб). Контейнер (контейнеры) при необходимости можно удерживать на месте любым подходящим способом. Контейнер (контейнеры) можно удерживать на месте с применением по меньшей мере одного крепежного элемента, прикрепленного к внешней поверхности внутренней трубы, внешней поверхности контейнера (контейнеров) или к обеим этим поверхностям. Альтернативно, для удержания контейнера (контейнеров) рядом с внешней поверхностью внутренней трубы (внутренних труб) можно использовать по меньшей мере один крепежный элемент. Если используются два или более контейнера, контейнеры можно крепить друг к другу любым подходящим способом (например, используя по меньшей мере один крепежный элемент).

Этим по меньшей мере одним крепежным элементом может быть любой подходящий крепежный элемент. К неограничивающим примерам крепежных элементов относятся клейкие ленты, ремни, зажимы, узлы, состоящие из крюка и проушины, а также липучки. Клейкие компоненты могут крепиться к внешней поверхности внутренней трубы (внутренних труб) и/или к внешней поверхности контейнера (контейнеров) кистью, накаткой или распылением. В качестве крепежных элементов можно использовать двухсторонние клейкие ленты, которые можно крепить и к внутренней трубе (внутренним трубам), и к контейнеру (контейнерам). Сам контейнер (контейнеры) может содержать клейкий материал. Крепежный элемент может включать ленты, включая эластичные ленты (например, из резины или другого эластомера), неэластичные ленты (из металла, полимера, или стяжные хомуты) и ленты, содержащие неэластичный участок и эластичный участок, в которых эластичный участок может содержать эластомер или пружину (пружины). Лента может содержать оболочку, окружающую контейнер (контейнеры), установленный на место на внутренней трубе (внутренних трубах). Разумеется, те же соображения применимы и когда контейнер (контейнеры) устанавливаются на внутреннюю поверхность внешней трубы перед позиционированием внутренней трубы (внутренних труб).

Затем, этот по меньшей мере один контейнер можно изменить для уменьшения степени сжатия сжимаемого материала для увеличения объема сжимаемого материала до второго объема, который больше первого объема и, тем самым, для формирования изолированного узла "труба в трубе". В первом варианте способа по настоящему изобретению изменение содержит уравнивание давления газа в по меньшей мере одном контейнере с давлением газа в кольцевом пространстве. Как указано выше, сжимаемый материал в контейнере (контейнерах) расширяется до большего объема из-за того, что эффект повышенного давления вне контейнера (контейнеров) по меньшей мере частично и, желательно, полностью нейтрализуется.

Во втором варианте настоящего изобретения по меньшей мере один контейнер изменяется для обеспечения возможности увеличения объема сжатого материала и, тем самым, для формирования изолированного узла "труба в трубе". В этом случае изменение относится к любой операции, которая позволяет сжимаемому материалу расшириться. Примерами подходящих изменений являются нарушение целостности контейнера, преобразование неэластичного контейнера в эластичный контейнер, или удаление или изменение сжимающих средств из контейнера. Подходящими способами изменения контейнера (контейнеров) могут быть те же способы, которые используются для разрыва герметизированного контейнера, перечисленные в настоящем описании.

После изменения контейнера (контейнеров) сжимаемый материал расширяется в кольцевом пространстве, преимущественно заполняя кольцевое пространство и, тем самым, создавая однородное распределение сжимаемого материала в кольцевом пространстве. После этого кольцевое пространство предпочтительно не содержит каких-либо пустот или зазоров, особенно таких пустот или зазоров, которые ухудшают тепловые характеристики системы.

Факультативно способ по настоящему изобретению содержит дополнительную стадию, при которой герметизируют по меньшей мере один конец узла "труба в трубе". Все концы узла "труба в трубе" можно герметизировать для полного закрытия кольцевого пространства (одновременно обеспечивая возможность протекания продукта по одной или более внутренней трубе). Для герметизации одного или более концов узла "труба в трубе" можно использовать любой подходящий способ, при этом хорошо известно несколько таких способов. В этом отношении узлы "труба в трубе", имеющие три или более конца, также входят в объем настоящего изобретения и включают, например, Y-образные и Т-образные конфигурации, имеющие три конца. Специалисты легко поймут, что могут быть и другие конфигурации, такие как U-образные тепловые компенсаторы.

Типично, давление в кольцевом пространстве во время осуществления способа по настоящему изобретению по существу является атмосферным. В первом варианте способа по настоящему изобретению, в котором контейнер (контейнеры) является герметизированным (герметизированными), с первым объемом при пониженном давлении, преимущественно перепад между пониженным давлением газа в герметизированном контейнере (контейнерах) и давлением в кольцевом пространстве доводится до максимума, и поэтому обеспечивает максимальное расширение сжимаемого материала при уравнивании давления в герметизированном контейнере (контейнерах) с давлением в кольцевом пространстве. Если кольцевое пространство герметизировано на всех концах узла для создания полностью замкнутого кольцевого пространства, давление в кольцевом пространстве можно понизить до уровня ниже атмосферного, предпочтительно после уравнивания давления в герметизированном контейнере (контейнерах) с давлением в кольцевом пространстве. После герметизации концов узла давление в кольцевом пространстве также можно поддерживать на уровне атмосферного давления или повысить до уровня выше атмосферного давления.

Объем контейнера (контейнеров) до изменения меньше или равен объему кольцевого пространства. В результате кольцевое пространство позволяет устанавливать в него контейнер (контейнеры) и позволяет по меньшей мере в некоторой степени расшириться находящемуся в нем сжимаемому материалу. Типично, объем контейнера (контейнеров) до изменения составляет около 99% или менее (например, около 95% или менее, около 90% или менее или около 85% или менее) объема кольцевого пространства. Предпочтительно, объем контейнера (контейнеров) для изменения составляет около 70% или более (например, около 80% или более или около 85% или более) от объема кольцевого пространства. Объем контейнера (контейнеров) типично выбирают на основе конфигурации контейнера (контейнеров) и на степени, в которой сжимаемый материал остается сжатым после изменения контейнера.

Разница между первым объемом сжатого сжимаемого материала и объемом несжатого сжимаемого материала представляет степень сжатия, которой подвергается сжимаемый материал, когда он заключен в контейнер (контейнеры). Типично, первый объем сжатого сжимаемого материала составляет около 80% или менее (например, около 70% или менее, или около 60% или менее, или даже около 50% или менее) от объема несжатого сжимаемого материала.

После изменения контейнера (контейнеров) для уменьшения степени сжатия сжимаемого материала сжимаемый материал желательно по существу заполняет кольцевое пространство. Как отмечено выше, преимущественно сжимаемый материал расширяется в кольцевом пространстве и заполняет любые пустоты в этом кольцевом пространстве, тем самым обеспечивая по существу однообразное распределение сжимаемого материала по кольцевому пространству.

В одном варианте сжимаемый материал после изменения контейнера (контейнеров) принимает объем несжатого сжимаемого материала, который по существу равен объему кольцевого пространства.

В другом варианте сжимаемый материал после изменения контейнера (контейнеров) принимает несжатый объем, который приблизительно на 1% или больше, предпочтительно на 10% или больше (т.е. приблизительно на 20% или больше или на 30% или больше) превышает объем кольцевого пространства. Другими словами, второй объем сжимаемого материала в кольцевом пространстве после изменения контейнера (контейнеров) по меньшей мере на 9% (т.е. по меньшей мере на приблизительно 17%; или по меньшей мере на 23%) меньше, чем объем несжатого сжимаемого материала. То есть сжимаемый материал желательно переполнил бы кольцевое пространство после изменения контейнера (контейнеров), если бы не сжатие, оказываемое на сжимаемый материал внутренней и внешней труб. Переполнение кольцевого пространства сжимаемым материалом желательно потому, что улучшаются изоляционные характеристики узла "труба в трубе", благодаря заполнению пустот в кольцевом пр