RU2386009C2 - Adiabatic column - Google Patents

Abstract

FIELD: oil-and-gas production.

SUBSTANCE: adiabatic column includes co-axial located sections of pipes between which it is located heat insulator and units of connection, including clutch. Additionally in units of joints into butts of pipes there are pasted non-metallic heat-insulating bushings, outfitted by chemically thermal-resistant annulars. Additionally heat insulator corresponds to polymer with impregnated glass microspheres, filled by inert gas.

EFFECT: structure simplification and increasing of heat-insulating effect.

2 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности, в частности к конструкции теплоизолированных труб и узлам соединения труб в термоизолированную колонну.The invention relates to the oil and gas industry, in particular to the design of thermally insulated pipes and pipe joints in a thermally insulated column.

Изобретение может быть использовано в добывающих нефтяных и газовых скважинах для предотвращения образования парафинов и газогидратов, а также растепления скважин в зонах вечной мерзлоты месторождений крайнего севера.The invention can be used in producing oil and gas wells to prevent the formation of paraffins and gas hydrates, as well as thawing wells in permafrost zones of the Far North.

Известна теплоизолированная колонна, включающая коаксиально расположенные трубы, между которыми размещен теплоизолирующий материал и направляющие люнеты, узлы соединения внутренних труб и узлы соединения наружных труб, верхняя из которых имеет наружный бурт и охватывается замком узла соединения с размещением в полости, образованной между верхней наружной трубой и замком, связанной резьбой с последним, нажимной гайки и уплотнительного элемента, расположенного между упорным торцом нажимной гайки и наружным буртом, идентичным наружному бурту верхней наружной трубы, а замок узла соединения наружных труб выполнен в виде соединительной муфты-гайки с внутренним выступом и расточкой с возможностью размещения в ней наружного бурта наружной трубы и уплотнительного элемента, расположенного между внутренним выступом соединительной муфты-гайки и наружным буртом нижней наружной трубы (Патент РФ №2090736, Е21В 17/00, 1997).A heat-insulated column is known, including coaxially arranged pipes, between which heat-insulating material and guide lunettes are located, nodes of the connection of the inner pipes and nodes of the connection of the outer pipes, the upper of which has an outer collar and is covered by the lock of the connection node with the placement in the cavity formed between the upper outer pipe and a lock connected by a thread with the latter, a pressure nut and a sealing element located between the thrust end of the pressure nut and an external collar identical to the external at the collar of the upper outer pipe, and the lock of the connection unit of the outer pipes is made in the form of a coupling nut with an inner protrusion and a bore with the possibility of placing an outer collar of the outer pipe and a sealing element located between the inner protrusion of the coupling nut and the outer collar of the lower outer pipes (RF Patent No. 2090736, ЕВВ 17/00, 1997).

Известна термоизолированная колонна, включающая коаксиально расположенные трубы, между которыми размещен теплоизолирующий материал, жесткие проводники, соединяющие внутренние трубы с наружными, и узлы соединения, включающие в себя муфту с трапециевидной резьбой, причем герметизация соединения осуществляется с помощью стального кольца, размещенного между торцевыми поверхностями переходников (Конструкция теплоизолированных НКТ для нагнетания теплоносителя в нефтяные пласты РНТС. В.В.Бобровский и др. Машины и нефтяное оборудование. ВНИИОЭНГ, 1979, №6).A thermally insulated column is known, including coaxially arranged pipes, between which heat-insulating material is placed, rigid conductors connecting the internal pipes to the external pipes, and connection nodes including a trapezoidal thread coupling, the connection being sealed with a steel ring placed between the end surfaces of the adapters (Design of heat-insulated tubing for pumping coolant into RNTS oil reservoirs. V.V. Bobrovsky et al. Machines and oil equipment. IIOENG 1979, №6).

Недостатком обеих колонн является сложность конструкции, невысокая надежность соединений секций при возникающих повышениях температур.The disadvantage of both columns is the complexity of the design, the low reliability of the connections of the sections when the temperature rises.

Наиболее близким по технической сущности является термоизолированная колонна, включающая коаксиально расположенные внутренние и наружные трубы, между которыми размещен теплоизолирующий материал и узлы их соединения, включающие муфту. Колонна в узлах соединения труб снабжена стальным патрубком, коаксиально которому установлены секции теплоизолированных труб, а узлы дополнительно включают дюралюминиевую втулку, фторопластовые кольца и теплоизолирующий слой, выполненный из асбестотканевой и алюминиевой лент(Патент РФ №2238388, Е21В 17/00, 2004, прототип).The closest in technical essence is a thermally insulated column, including coaxially located inner and outer pipes, between which is placed a thermally insulating material and nodes of their connection, including a sleeve. The column at the pipe connection nodes is equipped with a steel pipe coaxially to which sections of thermally insulated pipes are installed, and the nodes additionally include a duralumin sleeve, fluoroplastic rings and a heat-insulating layer made of asbestos-fabric and aluminum tapes (RF Patent No. 2238388, ЕВВ 17/00, 2004, prototype) .

Недостатком конструкции является то, что внутренняя и наружные трубы соединяются посредством сварки, что ведет к образованию теплового моста в местах соединений и резко снижает теплоизоляционный эффект как самой трубы, так и колонны в целом. Другим недостатком является низкая надежность соединения секций теплоизолированных труб из-за сложности конструкции при значительных затратах на производство и обслуживание колонн.The disadvantage of the design is that the inner and outer pipes are connected by welding, which leads to the formation of a thermal bridge at the joints and dramatically reduces the thermal insulation effect of both the pipe itself and the column as a whole. Another disadvantage is the low reliability of the connection of sections of thermally insulated pipes due to the complexity of the design with significant costs for the production and maintenance of columns.

Целью изобретения является упрощение конструкции при увеличении теплоизоляционного эффекта, надежности и долговечности конструкции, а также сокращение затрат на производство и мониторинг при эксплуатации всей колонны.The aim of the invention is to simplify the design while increasing the insulating effect, reliability and durability of the structure, as well as reducing the cost of production and monitoring during operation of the entire column.

Этот результат достигается за счет того, что термоизолированная колонна, включающая коаксиально расположенные секции труб, между которыми размещен теплоизолирующий материал и узлы их соединения, включающие муфту, снабжена вклеенными в торцы труб неметаллическими теплоизолирующими втулками, а теплоизолирующий материал представляет собой полимер с вкрапленными стеклянными микросферами, заполненными инертным газом, причем неметаллические теплоизолирующие втулки оснащены химически термостойкими кольцами.This result is achieved due to the fact that the thermally insulated column, including coaxially located pipe sections, between which the insulating material is located and their connection nodes, including the coupling, is equipped with non-metallic thermally insulating sleeves glued into the ends of the pipes, and the insulating material is a polymer with interspersed glass microspheres, filled with inert gas, moreover, non-metallic thermally insulating sleeves are equipped with chemically heat-resistant rings.

На чертеже изображена термоизолированная колонна.The drawing shows a thermally insulated column.

Термоизолированная колонна состоит из коаксиально расположенных секций внутренних труб 1 и наружных труб 2, вклеенных неметаллических теплоизолированных втулок 3 с химически термостойкими кольцами 4. Наружные трубы 2 снабжены резьбой для навинчивания муфты 5. Внутренняя труба 1, наружная труба 2 и втулки 3 образуют герметичное пространство, в котором установлен полимерный теплоизолирующий материал 6 с вкрапленными стеклянными микросферами, заполненными инертным газом.The thermally insulated column consists of coaxially arranged sections of the inner tubes 1 and outer tubes 2, glued non-metallic thermally insulated sleeves 3 with chemically heat-resistant rings 4. The outer tubes 2 are threaded for screwing on the coupling 5. The inner tube 1, outer tube 2 and bushings 3 form a sealed space, in which a polymer insulating material 6 is installed with interspersed glass microspheres filled with an inert gas.

Устройство работает следующим образом. Ниппельную часть секции теплоизолированной трубы 2 ввинчивают в муфту 5, соединяя секции термоизолированной колонны. В это время вклеенные неметаллические теплоизолированные втулки 3 входят в соприкосновение своими поверхностями и с помощью химически термостойких колец 4 обеспечивают дополнительную герметизацию соединения.The device operates as follows. The nipple part of the section of the insulated pipe 2 is screwed into the sleeve 5, connecting the sections of the insulated column. At this time, the glued non-metallic thermally insulated sleeves 3 come into contact with their surfaces and with the help of chemically heat-resistant rings 4 provide additional sealing of the connection.

Предлагаемая термоизолированная колонна по сравнению с прототипом позволяет не только увеличить теплоизоляционный эффект, но и компенсировать линейные расширения наружной трубы с сохранением герметичности конструкции, что сокращает затраты на мониторинг при эксплуатации. Сборка колонны не требует сложного специального оборудования и может производиться как в заводских, так и полевых условиях.The proposed thermally insulated column in comparison with the prototype allows not only to increase the heat-insulating effect, but also to compensate for the linear expansion of the outer pipe while maintaining the integrity of the structure, which reduces monitoring costs during operation. Assembly of the column does not require complicated special equipment and can be carried out both in the factory and in the field.

При освоении и испытании скважин №1, 2 куста №1 Русского месторождения с целью перекрытия зоны вечной мерзлоты для сохранения температуры добываемой нефти были испытаны теплоизолированные промысловые трубы заявленной конструкции. По характеристике скважины пластовая температура составляла 17°С, температура на устье достигла 14°С. Потеря температуры составила 3°С, что обеспечило минимальные потери тепла при транспортировке продукции от забоя до устья скважины.During the development and testing of wells No. 1, 2 of cluster No. 1 of the Russkoye field in order to block the permafrost zone in order to maintain the temperature of the oil produced, heat-insulated field pipes of the claimed design were tested. According to the characteristics of the well, the reservoir temperature was 17 ° C, the temperature at the wellhead reached 14 ° C. The temperature loss was 3 ° C, which ensured minimal heat loss during transportation of products from the bottom to the wellhead.

Claims (2)

1. Термоизолированная колонна, включающая коаксиально расположенные секции труб, между которыми размещен теплоизолирующий материал и узлы их соединения, включающие муфту, отличающаяся тем, что термоизолированная колонна в узлах соединения снабжена вклеенными в торцы труб неметаллическими теплоизолирующими втулками, а теплоизолирующий материал представляет собой полимер с вкрапленными стеклянными микросферами, заполненными инертным газом.1. A thermally insulated column, including coaxially arranged pipe sections, between which a thermally insulating material is located and nodes of their connection, including a sleeve, characterized in that the thermally insulated column at the connection nodes is provided with non-metallic thermally insulated sleeves glued into the ends of the pipes, and the thermally insulated material is a polymer with interspersed glass microspheres filled with inert gas. 2. Колонна по п.1, отличающаяся тем, что неметаллические теплоизолирующие втулки оснащены химически термостойкими кольцами. 2. The column according to claim 1, characterized in that the non-metallic heat insulating sleeves are equipped with chemically heat-resistant rings.

Images