Термоизолированная колонна для нагнетания теплоносителя в пласт

Термоизолированная колонна для нагнетания теплоносителя в пласт

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Союз Советских

Социалистических

Республик

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ 740932 (6l ) Дополнительное к авт. саид-ву (22) Заявлено 10.05.78(2l ) 2614444/22-03 (5! )М. Кл.

Е 21. В 17/00

Е 21 В 43/00

F 16 jE 59/00 с присоединением заявки .%—

Государственный комитет (23) П рипритет но делам изобретений и открытий

Опубликовано 15.06.80. Бюллетень .%22

Дата опубликования описания 15.06.80 (53 ) Уд К 622. 245.

78(088.8) (72) Авторы изобретения

А . М. Попов и Л. М. Рузин

Печорский государственный научно-исследовательский и проектный институт нефтяной промышленности (7!) Заявитель (54) ТЕ РМОИЗОЛИРОВАН Н А Я КОЛОНН А

ДЛЯ НАГНЕТАНИЯ ТЕПЛОНОСИТЕЛЯ В ПЛАСТ

Изобретение относится к области йеф:. тяной промышленности, в частности к области добычи нефти термическими методами, и может быть использовано в других отраслях народного хозяйства при

5 изоляции трубопроводов для транспортировки теплоносителей.

Известна термоизолированиая колонна, состояшая из секций насосно-компрессорных труб, соединительных муфт и большого количества изоляторов из тонколистового экранирующего материала, намотанного внахлестку на внутреннюю трубу и окруженного снаружи зашитным кожухом. Изоляторы с зашитными кожухами ) ) крепятся к колонне насосно-компрессорных труб, ниже муфтовых соединений, с помошью разрезных колен и крепежных приспособлений, а выше муфтовых соединений перекрываются кольцами, которые приварены к кожухам и могу1 свободно перемешаться относительно внутренних труб при температурных удлинениях. Изо,ляторы муфтовых соединений насоснокомпрессорных труб снаружи защищены удлиненными цилиндрическими муфтами, телескопически сопрягаюшимися с кожухами смежных секций (1).

Недостаток известной конструкции заключается в том, что тонколистовой экранируюший материал HBMoTBH HB внутренюю трубу внахлестку. Это приводит к тепловому замыканию и снижению эффективности изоляции. Из-за плохой герметичности большого количества узлов соединения термоизолированная колонна требует исключения попадания в межтрубное пространство пара и мало надежна при наличии в нем плвстовой жидкости, что приводит к необходимости изоляции межтрубного пространства пакером и заполнения его сухим газом. Кроме того, по конструктивным соображениям и условиям сборки данная термоизолированная колонна не может быть изготовлена в заводских условиях, ее сборка на скважине сложна.

740932 Р с

5 т

10 т и с

У

15 т

К ис

20 в

О в

25

Известна термоиэолированная колонна для нагнетания теплоносителя в пласт, содержащая иасосно-компрессорные трубы, защитные металлические кожухи, теплоизолирующий материал, заключенный между ними, соединительные муфты, подвижные полумуфты, разъемные цилиндрические кожухи с уложенными внутри чередующимися экранирующими и теплоизолирующими элемейтами, прикрепленными к внутренней поверхности разъемных кожухов плоскими пружинами 2).

Эта конструкция также имеет ряд существенных недостатков. При больших температурных напорах между закачиваемым теплоносителем и окружающей . средой (300-400 C) для создания необходимого термического сопротищтения те ловому потоку, толщина теплоизоляционн

ro слоя между секциями насоснс-компрес. сорных труб и защитными кожухами становится значительной, что приводит к увеличению диаметра скважины, стоимости труб, это не всегда возможно при использовании старых скважин. Изолировать секции насосно-компрессорных труб с помощью чередующихся экранирующих и изолирующих элементов, как это сделано при изоляции соединительных муфт, практически невозможно, так как невозможно прикрепить изоляционные элементы к внутренней стенке защитных кожухов, которые являются неразъемными и длина которых значительна по сравнению с соединительными муфтами (5,510 м). Кроме того, из-за прогиба труб технически затруднительно выполнить необходимый воздушный зазор 4-6 мм между насосно-компрессорной трубой и цервым от нее экранирующим элементом 4О указанным выше способом.

Жесткое соединение защитного кожуха с секцией насосно-компрессорной трубы приводит к необходимости предварительного натяжения труб при нагнетании высо-45 котемпературного теплоносителя (300о

400 С ), что повыш ает требования к прочности труб и узлов соединения.

Белью изобретения является снижение теплопотерь по стволу скважины без увеличения поперечных размеров колонны.

Поставленная цель достигается тем, что термоизолированная колонна, содержа щая узлы соединения, снабжена установленной на одном иэ концов внутренней трубы скользящей переводной втулкой и изоляционными перемычками, размещенными между наружной поверхностью внут4 енних труб и экранирующим материалом, образующими замкнутые воздушные ячейи, причем между внутренней трубой и кользящей переводной втулкой размещен альник.

На чертеже схематически показана термоизолированная колонна для нагнеания теплоносителя в пласт в разрезе.

Термоизолированная колонна состоит э внутренних труб 1, соединенных муфoN 2, и наружных труб 3. На одном з концов внутренних труб 1 установлена кольэящая переводная втулка 4 с самоплотняющимся сальником 5 и пружиой 6. Между внутренними и наружными рубами размещены изоляционные перемыч-. и 7, экранирующий 8, изоляционный материалы. Экранирующий материал изоляционными перемычками связан с нутренней трубой креплениями 10. дин конец наружной трубы герметично соединяется со скользящей переводной тулкой 4, а другой с внутренней трубой .с помощью металлических колец 11.

Термоизолированную колонну изготавливают следующим образом.

На один конец внутренней секции трубы 1 насаживается скользящая переводная втулка 4 с таким расчетом, чтобы она полностью перекрывала соединительную муфту после соединения с ней двух смежных секций труб 1.

Затем на внутреннкно трубу 1 и скользящую переводную втулку 4 размещают изоляционные перемычки 7, например асбестовую сетку, на которую наворачивается экранирующий материал 8, например алюминиевая фольга, крепящаяся к внутренней трубе и втулке креплениями 10, например проволочными бандажами. Толщина изоляционных перемычек должна быть такой, чтобы после крепления в рабочем состоянии расстояние между экранирующим материалом и внутренней трубой равнялось 4-6 мм. В результате такого выполнения экранной изоляции меж,» ду экраном и изолируемыми поверхностями образуется множество замкнутых воздушных ячеек, полностью подавляющих конвективный перенос тепла в радиальном и осевом направлениях, исключающих тепловое замыкание между ними. Таких экранов может быть установлено вокруг внутренней трубы и скользящей пер водной втулки несколько. Они могут устанавливаться также в комбинации с изолирующими слоями, например силикатом кальция.

1. Термоизолированная колонна дпя нагнетания теплоносителя в пласт, содерmamas внутренние трубы с узлом соединения и наружные трубы, между которыми размещен экранирующий и теплоизолирующий материал, о т л и ч а ю щ а-. я с я тем, что, с целью снижения теплопотерь без увеличения поперечных размеров колонны, она снабжена установленной на одном иэ концов внутренней трубы. скользящей переводной втулкой и изоляционными перемычками, размещенными между наружной поверхностью внутренних труб и экранирующим материалом, образующими замкнутые воздушные ячейки.

2. Термоизолированная колонна по п. 1, отличающаяся тем, что она имеет сальник, размещенный между внутренней трубой и скользящей переводной втулкой.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент США ¹ 3380530, кл. 166-40, опублик. 1968.

2. Авторское гвидетечьство СССР по заявке N 2370902 03, кл. Б 21 В 17 ОО, 1976 (прототип).

5 7409

После размещения изоляции секция помещается в наружную трубу (кожух) один конец которой герметично соединяется со скользящей переводной втулкой

4, а другой с внутренней трубой 1 с помощью металлических колец 11 непрерывной сваркой.

В кольцевое пространство между внутренней трубой и скользящей переводной втулкой устанавливается самоуплотняющийся сальник 5, после чего изготовление секции заканчивается. Термоиэолированные секции труб могут быть полностью изготовлены в заводских условиях и спускаются в скважину как !5 обычные насосно-компрессорные трубы.

Соединительные муфты в отличие от прототипа автоматически изолируются при соединении секций в колонну и не требуют никаких дополнительных изоляционных работ на скважине.

Скользящая переводная втулка полностью обеспечивает компенсацию температурных удлинений в колонне, что обеспечивает возможность применения для иэ- gg готовления термоизолированной колонны более дешевых труб и деталей. Благодаря надежной герметичности узлов соединения термоизолированная колонна может успешно работать при наличии пластовой жидкости и пара в межтрубном пространстве между обсадной и термоизолированной колоннами, находящимися под высоким давлением.

Наличие замкнутых воздушных ячеек между внутренними трубами и экраном, а в случае установки нескольких экранов и между экранами, образованными с по32 6 мощью изоляционных перемычек, по срав. нению с известными термоизолированными колоннами значительно снижает потери йепла через термоиэолированные секции насосно-компрессорных труб, причем поперечные размеры их остаются постоянными.

Формула изобретения

740932

Составитель В. Родина

Редактор Е. Хорина Техред М. Петко Корректор Г. Назарова

Заказ З173/35 Тираж 626 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113036, Москва, Ж-З5, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП Патент, r. Ужгород, ул. Проектная, 4