RU222244U1 - Вставка изолирующая для теплоизолированной трубы - Google Patents

Abstract

Полезная модель относится к нефтедобывающей промышленности и может быть использована при муфтовом соединении теплоизолированных труб. Вставка изолирующая для теплоизолированной трубы состоит из коаксиально расположенных и неразъемно соединенных между собой наружной и внутренней металлических втулок, в пространстве между втулками размещен теплоизолирующий материал. Наружная втулка выполнена с цилиндрической поверхностью и концевыми участками конической формы. Внутренняя втулка выполнена цилиндрической, на концах втулки выполнены фаски, угол наклона которых равен углу концевого участка наружной втулки. Вставка конструктивно выполнена таким образом, что с одной стороны вставки внутренний диаметр наружной втулки равен внутреннему диаметру внутренней втулки, а с другой стороны вставки внутренний диаметр наружной втулки равен наружному диаметру внутренней втулки. Цилиндрическая поверхность наружной втулки и соответствующая ей поверхность внутренней втулки могут быть выполнены с гофрами. Обеспечивается увеличение ресурса работы изолирующей вставки при прокачке высокотемпературных сред с температурой более 350°С за счет снижения тепловых потерь. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

Description

Полезная модель относится к нефтедобывающей промышленности и может быть использована при муфтовом соединении теплоизолированных труб, применяемых для нагнетания высокотемпературного теплоносителя в пласт, в частности при добыче высоковязких продуктов термическим методом.

Известна изолирующая вставка в составе теплоизолированной трубы (патент РФ №121894, F16L 59/00, опубл. 10.11.2012), состоящая из наружной полимерной и внутренней металлической втулок. Наружная полимерная втулка изготовлена цельной из прочного материала и выполнена с чередующимися кольцевыми проточками П-образной формы на наружной и внутренних цилиндрических поверхностях, внутренняя металлическая втулка разделена на две сопряженные части с наружными буртами, имеющими возможность перемещения относительно друг друга в осевом направлении.

Недостатком данной вставки является невозможность ее использования для прокачки высокотемпературных сред ввиду деформирования конструктивных элементов и изменения свойств полимерной втулки при температурах выше 350°С.

Известна изолирующая вставка в составе теплоизолированной трубы (патент РФ №2242667, F16L 59/06, опубл. 20.12.2004) принятая за прототип, которая состоит из наружной пластмассовой и внутренней металлической втулок. Наружная пластмассовая втулка состоит из двух элементов, образующих между собой посадку с натягом, а внутренняя металлическая втулка разделена на две части, соединенные между собой упорным резьбовым соединением, выполненным на конце в виде цанги, при этом внутренняя втулка может быть выполнена из нержавеющей стали или может быть покрыта с внутренней и наружной сторон антикоррозийным теплоизолирующим слоем.

Изолирующая вставка не обеспечивает полной компенсации зазоров между трубами и деталями изолирующей вставки по всем контактным поверхностям при периодическом режиме прокачки высокотемпературных сред, что не позволяют использовать теплоизолированные трубы для прокачки высокотемпературных сред в таком режиме. Кроме того, недостатком является сложность изготовления за счет большого количества сложных конструктивных элементов деталей изолирующей вставки, а наличие пластмассовых элементов в конструкции ограничивает температуру эксплуатации изолирующей вставки (не более 350°С) ввиду изменения свойств и деформирования конструктивных элементов.

Техническая задача заключается в создании конструкции изолирующей вставки, используемой при муфтовом соединении теплоизолированных труб для прокачки высокотемпературных сред с температурами более 350°С, снижении тепловых потерь, защиты от проникновения высокотемпературных сред к внутренней поверхности муфты и подмуфтовому пространству и повышении эксплуатационной надежности изолирующей вставки и теплоизолированных труб.

Технический результат состоит в увеличении ресурса работы изолирующей вставки при прокачке высокотемпературных сред с температурой более 350°С за счет снижения тепловых потерь.

Указанный технический результат достигается за счет того, что вставка изолирующая для теплоизолированной трубы состоит из расположенных коаксиально наружной втулки, выполненной с цилиндрической поверхностью и концевыми участками конической формы, и внутренней цилиндрической металлической втулки. Согласно полезной модели, втулки неразъемно соединены между собой, при этом с одной стороны вставки внутренний диаметр наружной втулки равен внутреннему диаметру внутренней втулки, а с другой стороны вставки внутренний диаметр наружной втулки равен наружному диаметру внутренней втулки, на концах внутренней втулки выполнены фаски, угол наклона которых равен углу концевого участка наружной втулки, наружная втулка выполнена металлической, а между втулками размещен теплоизолирующий материал.

В частном случае выполнения цилиндрическая поверхность наружной втулки и соответствующая ей поверхность внутренней втулки выполнены с гофрами.

Полезная модель поясняется чертежами, где на фиг. 1 изображена изолирующая вставка для теплоизолированной трубы, на фиг. 2 показана изолирующая вставка с гофрами на цилиндрических поверхностях втулок.

Вставка изолирующая для теплоизолированной трубы состоит из коаксиально расположенных и неразъемно соединенных между собой наружной 1 и внутренней 2 металлических втулок, в пространстве между втулками размещен теплоизолирующий материал 3. Вставка конструктивно выполнена таким образом, что с одной стороны вставки внутренний диаметр наружной втулки 1 равен внутреннему диаметру внутренней втулки 2, а с другой стороны вставки внутренний диаметр наружной втулки 1 равен наружному диаметру внутренней втулки 2. На концах внутренней втулки 2 выполнены фаски, угол наклона которых равен углу концевого участка наружной втулки.

Наружная и внутренняя втулки выполнены металлическими, например, из нержавеющей стали, с возможностью восстановления начальной формы после снятия осевого сжатия обеих втулок.

Цилиндрическая поверхность наружной втулки 1 и соответствующая ей поверхность внутренней втулки 2 могут быть выполнены с гофрами 4 для плотного прилегания к соответствующим поверхностям теплоизолированных труб и компенсации допусков и отклонений размеров стыкуемых труб.

Предлагаемое конструктивное выполнение изолирующей вставки позволяет в качестве теплоизолирующего материала использовать как насыпные материалы, например, пеностекло, так и волокнистые, например, аэрогель, базальтовая вата и др. Это снижает нагрев муфты с наружной стороны, уменьшает тепловые потери и увеличивает ресурс работы изолирующей вставки для теплоизолированных труб благодаря работе при менее температурно-нагруженном режиме.

За счет осевой подвижности конструкции вставки и достаточной упругости тонкостенного металлического материала втулок при сжатии обеспечивается плотное прилегание контактных поверхностей изолирующей вставки с ответными поверхностями теплоизолированных труб, а применение теплоизолирующего материала с низкими коэффициентами теплопроводности увеличивает ресурс работы изолирующей вставки при прокачке высокотемпературных сред с температурой более 350°С и позволяет прокачивать флюиды с минимальными тепловыми потерями с сохранением свойств элементов изолирующей вставки.

В промышленных условиях были проведены испытания изолирующей вставки предлагаемой конструкции. Для сборки муфтового соединения теплоизолированных труб использовали внутренние трубы диаметром 73,02 мм с толщиной стенки 5,51 мм, наружные трубы диаметром 114,3 мм с толщиной стенки 6,88 мм и изолирующую вставку предлагаемой конструкции. Втулки были изготовлены из стойкого к воздействию высоких температур материала, например, нержавеющей стали. В пространстве между втулками был размещен теплоизолирующий материал в один слой толщиной 10 мм теплоизолирующий материал с наименьшем коэффициентом теплопроводности, в частности аэрогель Alison Aerogel Blanket DRT0606-Z.

После сборки труб на испытательном стенде внутрь соединения был установлен электрический нагреватель, который поддерживал температуру внутренней стенки труб на уровне 450±5°С. Перед измерением температуры осуществляли выдержку при этой температуре в течение более двух часов. Измерение температуры поверхности муфты осуществляли ручным тепловизором Hikmicro G60 и с помощью преобразователя термоэлектрического ДТПК011-0,3/10 (термопары). Температура наружной поверхности муфты при испытании вставки составила 116,2°С по термограмме и 108,2°С по показаниям с термопары, при этом температура внутри трубы составила 450°С. Результаты измерений температур вставки показали возможность ее применения при температурах эксплуатации выше 350°С.

После проведения эксперимента и разборки соединения теплоизолированных труб на изолирующей вставке не обнаружено повреждений, дефектов и деформации, вставка выдержала температуру прокачиваемой среды более 350°С.

Применение изолирующей вставки предлагаемой конструкции увеличивает ресурс работы и эксплуатационную надежность вставки при прокачке высокотемпературных сред с температурой более 350°С, обеспечивает плотное прилегание контактных поверхностей изолирующей вставки к соответствующим поверхностям теплоизолированных труб и позволяет прокачивать флюиды с сохранением свойств вставки и минимальными теплопотерями в процессе нагнетания теплоносителя в пласт.

Claims (2)

1. Вставка изолирующая для теплоизолированной трубы, состоящая из расположенных коаксиально наружной втулки, выполненной с цилиндрической поверхностью и концевыми участками конической формы, и внутренней металлической втулки цилиндрической формы, отличающаяся тем, что втулки неразъемно соединены между собой, при этом с одной стороны вставки внутренний диаметр наружной втулки равен внутреннему диаметру внутренней втулки, а с другой стороны вставки внутренний диаметр наружной втулки равен наружному диаметру внутренней втулки, на концах внутренней втулки выполнены фаски, угол наклона которых равен углу концевого участка наружной втулки, наружная втулка выполнена металлической, между втулками размещен теплоизолирующий материал.

2. Вставка изолирующая по п. 1, отличающаяся тем, что цилиндрическая поверхность наружной втулки и соответствующая ей поверхность внутренней втулки выполнены с гофрами.

Images