ТЕПЛОИЗОЛИРОВАННАЯ ТРУБА

Полезная модель относится к трубному производству и может быть использована при изготовлении термоизолированных труб, применяемых при эксплуатации нефтедобывающих скважин в зоне мерзлоты, а также нагнетания теплоносителя в пласт.
Известна теплоизолированная колонна, включающая внутреннюю трубу с расположенной на ней теплоизоляцией, наружную трубу, снабженную седлом и клапаном и соединительную муфту с уплотнительной втулкой, которая обеспечивает уплотнение между двумя трубами по конической и торцевой поверхностям и выполнена с армированием по внутреннему диаметру (Пат. РФ №32526, E21B 17/60, публ. 20.09.2003).
Недостатком известной колонны является то, что уплотнительная втулка предназначена для одновременного уплотнения между двумя трубами по конической и торцевой поверхностям, что ограничивает ее использование, т.к. при такой конструкции уплотнительной втулки не полностью компенсируются зазоры по всем контактным поверхностям за счет недостаточных компенсирующих возможностей уплотнительной втулки.
Известна теплоизолированная труба, принятая за прототип, включающая внутреннюю и наружную трубы, расположенные коаксиально с образованием герметизированного кольцевого пространства между ними, в котором размещена теплоизоляция и создан вакуум, на обоих концах наружной трубы нарезана резьба, на один из концов навинчена муфта с изолирующей вставкой, состоящей из наружной пластмассовой и внутренней металлических втулок, при этом 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 (Пат. РФ №2242667, F16L 59/06, публ. 20.12.2004).
Недостатком теплоизолированной трубы по прототипу является сложность ее изготовления за счет большого количества деталей изолирующей вставки. Кроме того, изолирующая вставка не обеспечивает полной компенсации зазоров между двумя трубами и деталями изолирующей вставки по всем контактным поверхностям.
Задачей полезной модели является устранение указанных недостатков путем создания теплоизолированной трубы, с более простой в конструктивном исполнении изолирующей вставкой, обеспечивающей при этом плотное беззазорное и постоянное прилегание ее контактных поверхностей к раструбам внутренней трубы и между деталями изолирующей вставки.
Технический результат от использования полезной модели состоит в повышении уровня герметизации узла соединения в составе муфты и изолирующей вставки, что позволяет повысить эффективность работы теплоизолированной трубы и сократить потери тепла при ее эксплуатации.
Технический результат достигается тем, что в теплоизолированной трубе, включающей внутреннюю и наружную трубы, расположенные коаксиально с образованием герметизированного кольцевого пространства между ними, в котором размещена теплоизоляция и создан вакуум, на каждом из концов внутренней трубы выполнены раструбы, а на обоих концах наружной трубы нарезана резьба, на один из концов навинчена муфта с изолирующей вставкой, состоящей из наружной полимерной и внутренней металлической втулок, изолирующая вставка в поперечном сечении представляет собой равнобедренную трапецию, углы наклона боковых сторон которой соответствуют углам наклона раструбов внутренних труб, при этом наружная полимерная втулка изготовлена цельной из прочного материала (например, фторопласт-4) и выполнена с чередующимися кольцевыми проточками П-образной формы на наружной и внутренних цилиндрических поверхностях, глубина которых не меньше половины толщины стенки втулки, а внутренняя металлическая втулка разделена на две сопряженные части с наружными буртами, имеющими возможность перемещения относительно друг друга в осевом направлении на расстояние не меньше суммарной ширины всех кольцевых проточек наружной полимерной втулки.
Сущность полезной модели поясняется чертежами.
На Фиг.1 изображено поперечное сечение теплоизолированной трубы; на Фиг.2 изображено поперечное сечение изолирующей вставки в исходном состоянии; на Фиг.3 изображено поперечное сечение изолирующей вставки в рабочем состоянии.
На Фиг.1, 2, 3 цифрами обозначены:
1 - внутренняя труба;
2 - раструб;
3 - наружная труба;
4 - соединительная муфта;
5 - изолирующая вставка;
6 - наружная полимерная втулка;
7 - внутренняя металлическая втулка;
8, 9 - подвижные части внутренней металлической втулки;
10 - боковая сторона изолирующей вставки;
11 - кольцевая проточка.
Теплоизолированная труба (Фиг.1) состоит из внутренней трубы 1 с раструбами 2 и наружной трубы 3 с конической резьбой на концах. Внутреннюю трубу 1 и наружную трубу 3 соединяют по торцам вакуумно-плотным швом. На внутренней трубе 1 размещают многослойную экранную изоляцию. В межтрубном пространстве между трубами 1 и 3 создают вакуум. Теплоизолированная труба включает узлы соединения в составе соединительной муфты 4 и изолирующей вставки 5, которая состоит из цельной наружной полимерной втулки 6 и внутренней металлической втулки 7, разделенной на две сопряженные части 8 и 9, подвижные относительно друг друга в осевом направлении за счет зазора А (Фиг.2). Изолирующая вставка 5 (Фиг.2) в поперечном сечении представляет собой равнобедренную трапецию, углы наклона α боковых сторон 10 которой соответствуют углам наклона раструбов 2 внутренней трубы 1. Наружную полимерную втулку 6 изготавливают цельной из прочного материала (например, фторопласт 4) с чередующимися кольцевыми проточками 11 П-образной формы на наружной и внутренней цилиндрической поверхностях, глубина которых не меньше половины толщины стенки втулки 6, а ширина равна t. При этом величина зазора А не меньше суммарной ширины всех кольцевых проточек 11.
При применении теплоизолированные трубы собирают в колонну путем свинчивания друг с другом с заданным крутящим моментом.
При сборке соединительную муфту 4 навинчивают на резьбовую часть наружной трубы 3. Изолирующую вставку 5 устанавливают в соединительную муфту 4 до упора ее боковых сторон 10 в соответствующие контактные поверхности раструбов 2. В процессе свинчивания теплоизолированных труб за счет осевого перемещения под воздействием сжимающих и вращающих усилий, передаваемых от внутренней трубы 1 через подвижные части 8 и 9 внутренней металлической втулки 7 происходит сжатие вставки 5 (Фиг.3) на величину зазора А до соприкосновения кромок П-образных кольцевых проточек 11 с незамкнутой стороны. Благодаря тому, что глубина проточек 11 превышает половину толщины стенки наружной полимерной втулки 6, сжатие вставки 5 обеспечивает требуемые усилия уплотнения и плотное беззазорное и постоянное прилегание по местам соприкосновения боковых сторон 10 вставки 5 и контактных поверхностей раструбов 2, а также внутреннего отверстия втулки 6 с наружной поверхностью металлической втулки 7.
Выполнение полимерной втулки 6 цельной, отсутствие зазоров в местах контактного соприкосновения деталей изолирующей вставки 5 с раструбом 2, а также внутреннего отверстии втулки 6 с наружной поверхностью металлической втулки 7, прочный материал втулки 6 обеспечивает герметичность соединения и минимальные теплопотери в процессе нагнетания теплоносителя в пласт.