Способ теплоизоляции трубы
Владельцы патента RU 2305222:
Открытое акционерное общество "Татнефть" им. В.Д. Шашина (RU)
Изобретение относится к трубопроводной технике, а именно к способам теплоизоляции труб в различных отраслях промышленности и в строительстве. Способ теплоизоляции трубы включает установку трубы с центраторами внутри оболочки с образованием кольцевой полости, герметизацию кольцевой полости заглушками и размещение в ней теплоизоляционного материала, при этом на трубу с центраторами прикрепляют мерные рулоны минеральной ваты, вводят их внутрь оболочки через усаживающую фильеру, причем рабочий диаметр фильеры равен или меньше внутреннего диаметра оболочки, и герметизируют кольцевую полость заглушками. Техническим результатом изобретения является повышение надежности теплоизолированной трубы. 2 з.п. ф-лы, 4 ил.
Изобретение относится к трубопроводной технике, а именно к способам теплоизоляции труб в различных отраслях промышленности и в строительстве.
Известен способ теплоизоляции трубы (А.с. №1681132, F16L 59/04, Бюл. №36, опубл. 30.09.1991 г.), включающий размещение трубы в кожухе и заполнение кольцевой полости между ними сыпучим теплоизоляционным материалом с одновременным вибрационным воздействием, при этом подачу теплоизоляционного материала осуществляют порционно с введением между ними разделительных дисков, а вибрацию трубы осуществляют в направлении действия силы тяжести.
Недостатком способа является то, что он нетехнологичен, так как требует наличие вибратора, поскольку заполнение кольцевой полости между трубой и оболочкой сыпучим материалом предусмотрено под действием силы тяжести. Кроме этого, при транспортировке и в процессе работы сыпучий материал может дать усадку, ухудшая этим теплоизоляционные свойства трубы.
Известен также способ теплоизоляции трубы (патент РФ №2221184, F16L 9/14, 59/14, Бюл. №1, опубл. 10.01.2004 г.), включающий прикрепление центраторов к трубе, размещение их внутри оболочки и герметизацию торцов кольцевой полости заглушками. Количество центраторов и расстояния между ними определяют исходя из условия несминаемости оболочки частью массы трубы, приходящейся на один центрирующий элемент.
Недостатком способа является то, что вся масса трубы через центраторы передается оболочке и для обеспечения ее несминаемости необходимо прикреплять значительное количество центраторов.
Кроме этого, сложно обеспечить несминаемость оболочки при транспортировке труб, когда не исключено появление динамических нагрузок.
Задачей заявляемого технического решения является повышение надежности и эффективности работы теплоизолированной трубы.
Поставленная задача решается описываемым способом, включающим установку трубы с центраторами внутри оболочки с образованием кольцевой полости, герметизацию кольцевой полости заглушками и размещение в ней теплоизоляционного материала.
Новым является то, что на трубу с центраторами прикрепляют мерные рулоны минеральной ваты, вводят их внутрь оболочки через усаживающую фильеру, причем рабочий диаметр фильеры равен или меньше внутреннего диаметра оболочки, и герметизируют кольцевую полость на торцах заглушками.
Новым является также и то, что центраторы и заглушки изготавливают из графитсодержащего материала, а в качестве теплоизоляционного материала применяют мерные рулоны каменной ваты, оснащенной армированной стальной сеткой и алюминиевой фольгой.
На фиг.1 приведена схема теплоизоляции трубы по предлагаемому способу.
На фиг.2 - расположение теплоизоляционного материала и центраторов в кольцевой полости между трубой и оболочкой, сечение А-А по фиг.1.
На фиг.3 - расположение теплоизоляционного материала и центраторов на трубе перед их прохождением через усаживающую фильеру, сечение Б-Б по фиг.1.
На фиг.4 - теплоизолированная труба, изготовленная по предлагаемому способу.
Способ осуществляют в следующей последовательности. На трубу 1 (фиг.1) прикрепляют центраторы 2, мерные рулоны теплоизолирующего материала 3 и через усаживающую фильеру 4 вводят их внутрь оболочки 5, причем рабочий диаметр фильеры равен или меньше внутреннего диаметра оболочки. После герметизации торцов образовавшейся при этом кольцевой полости 6 (фиг.4) заглушками 7 теплоизолированная труба готова к применению. При добыче высоковязких нефтей и битумов тепловыми методами к скважинам необходимо подводить по теплоизолированным трубам перегретый пар с температурой до 350°С. Материалы всех элементов конструкции теплоизолированной трубы должны быть работоспособными в этих условиях. Известные материалы - минеральная (каменная) вата - могут применятся для теплоизоляции поверхностей с рабочей температурой до 700°С. Они имеют хорошие теплоизоляционные свойства (теплопроводность при температуре 300°С - 0,09-0,16 Вт/м. К), волокнистую структуру, несгораемы, сжимаемы, экологически безопасны, могут поставляться в виде прошитых рулонов заданной толщины и в виде прошитых рулонов армированных стальной сеткой и алюминиевой фольгой. Однако при применении этих материалов на практике необходимо надежно защищать их от атмосферных воздействий во время хранения, транспортировки и работы. Для изготовления центраторов и заглушек предлагаем применять графитсодержащий материал типа "Графлекс", который состоит на 99% из графита и связующего, может работать при температурах выше 700°С, формуется, прессуется и выдерживает нагрузки.
При применении в качестве теплоизолирующего материала рулонной минеральной ваты по предлагаемому способу на предварительно покрытую снаружи и изнутри антикоррозионным теплостойким покрытием трубу 1 (фиг.1) прикрепляют центраторы 2 из графитсодержащего материала. Затем для конкретного диаметра трубы отмеряют необходимое количество рулонной минеральной ваты и прикрепляют к трубе, например, липкой лентой (не показаны). При этом в минеральную вату внедряются центраторы 2 (фиг.3), которые исключают ее сползание с трубы при последующем проталкивании их через усаживающую фильеру 4 внутрь оболочки 5. В качестве оболочки 5 используют трубу, изготовленную из тонколистового оцинкованного штрипса известным спирально-фальцевым методом. Такая оболочка обладает теплоотражающим свойством и надежно защищает теплоизлирующий материал трубы от атмосферных воздействий во время хранения, транспортировки и работы. Наружный диаметр прикрепленного к трубе 1 рулона минеральной ваты больше внутреннего диаметра оболочки 5, а рабочий диаметр фильеры 4 равен или меньше последнего. При прохождении трубы 1 с минеральной ватой через усаживающую фильеру 4 она усаживается до внутреннего диаметра оболочки 5 (фиг.2) и переходит в напряженное состояние. При этом часть массы трубы 1 через минеральную вату передается на контактируемые с ней площади оболочки 5, разгружая этим центраторы 2. Появляется возможность уменьшить количество центраторов. Появляющиеся при транспортировке теплоизолированных труб динамические нагрузки воспринимаются не только центраторами, но и минеральной ватой, повышая их сохранность и, как следствие этого, эффективность дальнейшей работы.
Выполнение рабочего диаметра фильеры 4 равным или меньше внутреннего диаметра оболочки 5 уменьшает возникающие сопротивления при проталкивании трубы с минеральной ватой внутрь оболочки.
Последней операцией является герметизация торцов кольцевой полости 6 заглушками 7.
При применении в качестве теплоизолирующего материала мерных рулонов каменной ваты, оснащенной армированной стальной сеткой и алюминиевой фольгой, все операции по осуществлению предлагаемого способа остаются теми же. Из-за наличия в теплоизолирующем материале стальной сетки значительная часть массы трубы перераспределяется по оболочке и появляется возможность свести количество центраторов до минимума. Наличие дополнительного теплоотражающего экрана в виде алюминиевой фольги повышает эффективность работы теплоизолированной трубы.
Предлагаемое техническое решение позволяет создавать надежные теплоизолирующие трубы, способные эффективно работать при высоких рабочих температурах теплоносителя.
1. Способ теплоизоляции трубы, включающий установку трубы с центраторами внутри оболочки с образованием кольцевой полости, герметизацию кольцевой полости на торцах заглушками и размещение в ней теплоизолирующего материала, отличающийся тем, что на трубу с центраторами прикрепляют мерные рулоны минеральной ваты, вводят их внутрь оболочки через усаживающую фильеру, причем рабочий диаметр фильеры равен или меньше внутреннего диаметра оболочки, и герметизируют кольцевую полость на торцах заглушками.
2. Способ по п.1, отличающийся тем, что центраторы и заглушки изготовляют из графитсодержащего материала.
3. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве теплоизолирующего материала применяют мерные рулоны каменной ваты, оснащенной армированной стальной сеткой и алюминиевой фольгой.
