ТЕПЛОИЗОЛИРОВАННАЯ КОЛОННА
HEAT INSULATED STRING

Изобретение относится к теплоизолированным колоннам и может быть использовано в нефтегазодобывающей промышленности для добычи нефти, газа и термальных вод, закачки теплоносителя в пласт.
Наиболее близкой по технической сущности и назначению к предлагаемому устройству является теплоизолированная колонна, содержащая соосно расположенные и обваренные по торцам наружную и внутреннюю трубы, теплоизоляционный материал, в межтрубном пространстве колонны создан вакуум, в наружной трубе выполнено откачное отверстие, в котором размещено седло со сквозным отверстием по центру, приваренное к наружной трубе, в сквозном отверстии седла установлена заглушка (см. патент РФ №2129202, кл. Е21В 17/00, 1999).
Недостатками известного устройства являются его низкие функциональные возможности, обусловленные высокими теплопотерями колонны при ее низкой надежности.
Технический результат, на достижение которого направлено предлагаемое устройство, заключается в расширении функциональных возможностей путем снижения теплопотерь и повышения надежности колонны, что обеспечивается защитой данного устройства от разгерметизации.
Данный технический результат достигается за счет того, что в теплоизолированной колонне, содержащей соосно расположенные и обваренные по торцам наружную и внутреннюю трубы, теплоизоляционный материал, в межтрубном пространстве колонны создан вакуум, в наружной трубе выполнено откачное отверстие, в котором размещено седло со сквозным отверстием по центру, приваренное к наружной трубе, в сквозном отверстии седла установлена заглушка, согласно изобретению межтрубное пространство за исключением места размещения седла и между седлом и наружной поверхностью внутренней трубы полностью заполнено теплоизоляционным материалом. В седле за пределами сквозного отверстия выполнена двухступенчатая цилиндрическая полость с различными диаметрами. Часть полости седла меньшего диаметра отделена от его сквозного отверстия кольцевым выступом, образующим одно целое с седлом. Первый торец заглушки расположен на одном уровне с торцом кольцевого выступа. Второй ее торец выполнен со скосом, контактирующим с выступом ответной формы на кромке сквозного отверстия на торце седла, находящемся в межтрубном пространстве. На заглушке расположен П-образный в сечении кольцевой упор, охватывающий своей внутренней поверхностью кольцевой выступ. На кольцевом упоре размещена нажимная гайка, взаимодействующая резьбой на внешней боковой поверхности с резьбой, выполненной на внутренней боковой поверхности большей по диаметру части полости седла, при этом на боковой поверхности заглушки параллельно друг относительно друга расположены кольцевые канавки, в которых размещены уплотнительные резиновые кольца. Нажимная гайка может быть выполнена с отверстиями на наружном торце, предназначенными для установки в них исполнительных элементов средства для закручивания гаек. Резьба нажимной гайки может быть выполнена с возможностью нанесения на нее отверждающей уплотнительной смазки.
Сущность данного изобретения поясняется чертежами, где на фиг.1 показана конструкция представленной в разрезе теплоизолированной колонны с седлом, заглушкой и нажимной гайкой, на фиг.2 приведена конструкция связанных между собой седла и корпуса устройства для вакуумирования при осуществлении вакуумирования теплоизолированной колонны с помощью вакуум-насоса.
На фиг.1 показано, что теплоизолированная колонна содержит соосно расположенные и обваренные по торцам наружную 1 и внутреннюю 2 трубы. В межтрубном пространстве колонны размещен теплоизоляционный материал 3 и создан вакуум. В наружной трубе 1 выполнено откачное отверстие 4, в котором с возможностью соединения оборудования для вакуумирования с межтрубным пространством размещено седло 5 со сквозным отверстием 6 по центру. Седло 5 приварено к наружной трубе 1. В сквозном отверстии 6 седла 5 установлена заглушка 7. Межтрубное пространство за исключением места размещения седла 5 и между седлом 5 наружной поверхностью внутренней трубы 2 полностью заполнено теплоизоляционным материалом 3. На фиг.1 показаны границы 8, отделяющие область, свободную от теплоизоляционного материала 3, от всего межтрубного пространства, заполненного теплоизоляционным материалом 3. В седле 5 за пределами сквозного отверстия 6 выполнена двухступенчатая цилиндрическая полость с различными диаметрами. Часть полости седла 5 меньшего диаметра отделена от его сквозного отверстия 6 кольцевым выступом 9, образующим одно целое с седлом 5.
Первый торец 10 заглушки 7 расположен на одном уровне с торцом кольцевого выступа 9. Второй торец 11 заглушки 7 выполнен со скосом 12, контактирующим с выступом 13 ответной формы на кромке сквозного отверстия 6 на торце 14 седла 5, находящемся в межтрубном пространстве. На заглушке 7 расположен П-образный в сечении кольцевой упор 15, охватывающий своей внутренней поверхностью кольцевой выступ 9. На кольцевом упоре 15 размещена нажимная гайка 16, взаимодействующая резьбой на внешней боковой поверхности с резьбой 17, выполненной на внутренней большей по диаметру части полости седла 5. На боковой поверхности заглушки 7 параллельно друг относительно друга расположены кольцевые канавки 18, в которых размещены уплотнительные резиновые кольца 19. В заглушке 7 выполнено отверстие 20 под съемный посадочный шток (не показан). Нажимная гайка 16 выполняется с отверстиями 21, предназначенными для установки в них исполнительных элементов средства для закручивания гаек. Показанный на фиг.1 расположенный на наружной трубе 1 сварной шов 22 предназначен для крепления седла 5 к краям откачного отверстия 4. При этом резьба нажимной гайки 16 выполняется с возможностью нанесения на нее отверждающей уплотнительной смазки (не показана). На фиг.2 показана кольцевая уплотнительная прокладка 23, которая охватывает кольцевой выступ 9 и размещается под торцом корпуса 24 устройства для вакуумирования. Также на фиг.2 показаны съемный посадочный шток 25, взаимодействующий с отверстием 20 заглушки 7, сальник - уплотнитель 26 штока 25, находящийся между боковой поверхностью посадочного штока 25 и внутренней поверхностью отверстия в корпусе 24. На фиг.2 показаны нижний 27 и верхний 28 отводы к вакуум-насосу (не показан).
Работы по созданию теплоизолированной колонны, основанные на ее вакуумировании, проводят в следующей последовательности. В любой части наружной трубы 1 теплоизолированной колонны выполняется откачное отверстие 4. Используя откачное отверстие 4, удаляют теплоизоляционный материал 3 из части межтрубного пространства, находящейся напротив данного отверстия. Затем в этом месте размещается седло 5. Оно приваривается к наружной трубе 1 теплоизолированной колонны. При этом следует отметить, что между седлом 5 и наружной поверхностью внутренней трубы 2 теплоизоляционный материал 3 отсутствует. Седло 5 имеет полость, выполненную двухступенчатой и цилиндрической, но с различными диаметрами, и сквозное отверстие 6, расположенное в меньшей по диаметру части полости седла 5 и выполненное с возможностью обрамления его кольцевым выступом 9, выполненным как одно целое с седлом 5. На внутренней боковой поверхности большей по диаметру части полости седла 5 выполнена резьба 17. На эту резьбу 17 навинчивается корпус 24 устройства для вакуумирования. Перед навинчиванием корпуса 24 устройства для вакуумирования в седло 5 ставят кольцевую уплотнительную прокладку 23, а внутри корпуса 24 фиксируют в верхнем положении заглушку 7 вместе со штоком 25 и сальником - уплотнителем 26. После этого навинчивают корпус 24, одновременно уплотняя кольцевую уплотнительную прокладку 23. После этого присоединяют верхний 28 и нижний 27 отводы к вакуум-насосу, который подсоединяется к оборудованию для вакуумирования.
После окончания вакуумирования и проверки герметичности конструкции в целом съемным посадочным штоком 25 заглушку 7 опускают в сквозное отверстие 6 седла 5 с последующим извлечением из заглушки 7 съемного посадочного штока 25. Затем отсоединяют отводы 27, 28 от корпуса 24. После этого корпус 24 отвинчивают от большей по диаметру части полости седла 5 и снимают кольцевую уплотнительную прокладку 23. Затем производят уплотнение всего устройства П-образным в сечении кольцевым упором 15 и нажимной гайкой 16, которая может быть уплотнена отверждающей смазкой. При этом скос 12 торца 11 заглушки 7 плотно контактирует с выступом 13 ответной формы, находящимся на кромке сквозного отверстия 6 на торце 14 седла 5.
Таким образом, исключается негативное влияние сварочных работ и устанавливается защита от разгерметизации устройства, что также обеспечивается уплотнительными резиновыми кольцами 19, находящимися на боковой поверхности заглушки 7, П-образным в сечении кольцевым упором 15 из уплотнительного материала, а также отверждающей уплотнительной смазкой, которую наносят на резьбовую поверхность нажимной гайки 16.
Данное устройство позволяет расширить функциональные возможности теплоизолированной колонны путем снижения теплопотерь и повышения надежности колонны.
Использование данной теплоизолированной колонны на практике показало ее высокую эффективность.