Термоизолированная колонна

 

Союз Советских

Социалистических

Республик

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ()950896 (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 04.01.81 (21) 3231274/22-03 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет— (51) М.К .

Е 21 В 17/00

F 16 L 59/00

Гасударственнм«камитет

СССР

Опубликовано 15.08.82. Бюллетень № 30

Дата опубликования описания 25:08.82 (53) УДК 622.245.. 13 (088.8) ло делам кзвбретеннй и ат«рмтий

А. P Александров, Л. М. Рузин, А. П. Поповцев, С. В. Тимошин, В. В. Соловьев и Н. П. Кубарвв::;.I !

Ф

1

Печорский государственный научно-исследовательский и проектный институт нефтяной промышленности (72) А втор ы изобретения (?1) Заявитель (54) ТЕРМОИЗОЛИРОВАННАЯ КОЛОННА

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности, в частности к добыче нефти с применением нагнетания теплоносителя в нефтяной пласт, и может быть использовано в других отраслях народного хозяйства для теплоизоляции трубопроводов.

Известна термоизолированная колонна, включающая коаксиально расположенные трубы, между которыми размещен теплоизолируюший материал, жесткие переводники, соединяющие внутренние трубы с наружными и узлы соединения, включающие в себя муфту с трапецеидальной резьбой. Герметизация соединения осуществляется с помощью стального кольца, размещенного между торцевыми поверхностями переводников (1).

Недостатком этой конструкции является то, что соединительная муфта наружных труб не теплоизолирована от внутренней трубы и сильно нагревается, что значительно уменьшает прочность и надежность соединения секций колонны. Кроме того, за счет высоких страгивающих нагрузок от веса колонны и температурных напряжений происходит удлинение в резьбовом соединении соединительной муфты с наружной г;бой и возникает возможность разгсрмеп-;зации резьбового соединения и сталь«ого уплотнительного кольца, что приводит выходу колонны из строя. Таким обп=-зо., в известном решении при расслаблении рез.бового соединения наружных труб и му, за счет возникновения остаточных,.с, Ы;.:; ций, вызываемых весом колонны и иерем . :.ными тепловыми напряжениями, происк..: дит уменьшение контактного усилия прнжатия уплотнительных элементов (стального кольца между трубами), что снижа-т надежность герметизации узла соедпнснн -: труб.

Наиболее близким техническим решением к изобретению является термоизолированная колонна, включающая коаксиально расположенные трубы, между которыми разм;-щен теплоизолирующий материал, узлы соединения внутрейних труб и узлы соединсния наружных труб, включающие связанн:::е резьбой охватываемую охватывающую ча.— ти, расположенный между ними уплотнительный элемент и размещенную над ним нажимную гайку, связанную резьбой с охватывающей частью соединения (2).

950896

Недостаток этой конструкции заключается в том, что при растяжении резьбового соединения от нагрузок, вызываемых весом колонны и переменными тепловыми напряжениями происходит уменьшение контактного усилия прижатия уплотнительных элементов, что снижает герметизацию узлов соединения.

Целью изобретения является повышение надежности герметизации соединения за счет дополнительного поджатия уплотни- 10 тельного элемента усилием, возникающим при растяжении резьбового соединения.

Указанная цель достигается тем, что охватываемые трубы в узле соединения наружных труб имеют расположенный под уплотнительным элементом наружный бурт, причем резьбовой участок узла соединения наружных труб расположен на последнем.

На чертеже изображена термоизолированная колонна, разрез.

Термоизолированная колонна состоит из секций коаксиально расположенных внутренних труб 1 с соединительной муфтой 2 и наружных труб 3, между которыми размещен теплоизолирующий материал 4 и направляющие люнеты 5.

Теплоизолирующий материал выполнен из чередующихся базальтового холста и алюминиевой фольги. Направляющие люнеты выполнены в виде колец и жестко прикреплены к одной из труб в каждой секции колонны.

Узел соединения наружных труб выполнен следующим образом.

Охватываемая часть трубы 3 выполнена с наружным буртом 6 с резьбой 7. Охватывающая 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 уплотнительный 10, пружинящий 11 и опорный 12 элементы, например, кольца.

Уплотнительные элементы могут быть изготовлены, например из термостойкой резины.

Изготовление и работа термоизолированиой колонны заключается в следующем.

Сборку секций термоизолированной колонны производят в заводских условиях. К концам внутренней трубы 1 секции приваривают направляющие люнеты и на один ее конец навинчивают соединительную муфту

2. На внутреннюю трубу 1 между направляющими люнетами 5 наматывают чередующиеся слои теплоизолирующего материала 4 фольги и базальтового холста. Последний наружный слой закрепляют проволочными бандажами. Затем на наружную трубу 3 последовательно надевают зажимную гайку

9, нажимное 12, пружинящее 11 и уплотнительное 10 кольца и приваривают концевой бурт 6. Подготовленную таким образом на20

55 ружную трубу 3 надевают на внутреннюю трубу 1 с теплоизоляцией. Для 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 соединяют внутренние трубы секций и на стыке двух секций между направляющими люнетами укладывают теплоизолирующий материал 3. Затем предварительно опустив наружную трубу 3 свинчивают ее с замком 7 верхней части колонны.

Затем вводят в замок и укладывают на бурт

6 уплотнительное 10, пружинящее 11 и опорное 12 кольца и прижимают их нажимной гайкой 9, герметизируя соединительный стык секции колонны.

При постоянном или периодическом нагнетании теплоносителя в нефтяной пласт через термоизолированную колонну линейные размеры труб увеличиваются или уменьшаются, а вместе с ними изменяются и линейные размеры силовых соединительных резьб (соединение бурта 6 с замком 7). При этом возникают значительные удлинения в резьбовых соединениях от действия собственного веса термоизолированной колонны, которые увеличиваются при повышении температуры.

Уплотнительное кольцо, размещенное в кольцевой камере, образованной охватываемой частью наружных труб между буртом 6 и нажимной гайкой 9, воспринимая иа себя усилие, возникающее при растяжении резьбового соединения от веса колонны труб и тепловых напряжений дополнительно сжимается, предотвращая разгерметизацию резьбового соединения, т. е. при растяжении резьбового соединения, удельное давление на уплотнительный элемент, необходимое для надежной герметизации резьбового соединения, не уменьшается, а наоборот увеличивается.

Для поддержания необходимого усилия прижатия в уплотнительном элементе при значительных удлинениях в силовой части резьбы колонны, установлены опорное и пружинящее кольца.

Надежная герметизация стыков соединительных секций позволяет сохранить герметичность межтрубного теплоизолирующего пространства и высокие теплоизолирующие свойства колонны.

Технико-экономическая эффективность предложенного решения заключается в снижении материальных затрат на оборудование скважин за счет увеличения срока службы термоизолированной колонны и возможности ее работы при повышенных температурах теплоносителя. Надежная герметизация соединительного узла предотвращает прорыв горячего пара по соединительным

950896

Формула изобретения

12

11

1Р

Е

Составитель В. Родина

Редактор Г. Гербер Техред А. Бойкас Корректор У. Пономаренко

Заказ 5640/35 Тираж б23 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий! 13035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4 стыкам секций колонны, что позволяет исключить дополнительную операцию по осушению кольцевого пространства между обсадной и термоизолированной колоннами при нагнетании в пласт теплоносителя.

Термоизолированная колонна, включающая коаксиально расположенные трубы, между которыми размещен теплоизолирующий материал, узлы соединения внутренних труб и узлы соединения наружных труб, включающие связанные резьбой охватываемую и охватывающую части, расположенный между ними уплотнительный элемент и размещенную над ним нажимную гайку, связанную резьбой с охватывающей частью соединения, отличающаяся тем, что, с целью повышения надежности герметизации соединения за счет дополнительного поджатия уплотнительного элемента усилием, возникающим при растяжении резьбового соединения, охватываемые трубы в узле соедине5 ния наружных труб имеют расположенный под уплотнительным элементом наружный бурт, причем резьбовой участок узла соединения наружных труб расположен йа последнем.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Бобровский В. В. и др. Конструкция теплоизолированных НКТ для нагнетания теплоносителя в нефтяные пласты. РНТС.

«Машины и нефтяное оборудование».

ВНИИОЭНГ, 1979, № 6.

2. Авторское свидетельство СССР по заявке № 2849384/03, кл. Е 2! В 1?/00, 1979 (прототип).