ТРУБА ТЕПЛОИЗОЛИРОВАННАЯ

Полезная модель относится к области нефтегазовой промышленности и может быть использована при изготовлении паропроводных труб, разборных наземных паропроводов, предназначенных для транспортирования пара со сверхкритическими параметрами от парогенератора до устья скважин с вязкой и трудноизвлекаемой нефтью.
Известна теплоизолированная колонна труб, каждая труба которой состоит из коаксиально расположенных наружной и внутренней секций с центрирующими кольцами по их торцам, а в кольцевом пространстве между секциями размещены теплоизолирующий и экранирующий материалы.
При изготовлении трубы на ее внутреннюю секцию наматывают чередующиеся слои теплоизолирующего материала (базальтового холста) и экранирующего (фольги). Намотанные слои материала закрепляют на внутренней секции проволочными бандажами. Далее на внутреннюю секцию надевают наружную секцию, устанавливают по торцам секций центрирующие кольца и по ним осуществляют сварку секций. (см. патент РФ №2197594, кл. Е21В 17/01, 2000 г.).
Недостатком данной конструкции трубы является сложность ее изготовления, необходимость герметизации межсекционного пространства. Наличие внутренней и наружной секций приводит к увеличению веса и ограничению глубины спуска, вследствие чего не обеспечивается теплоизоляция и теплозащита скважины на больших глубинах. Кроме того, использованная в конструкции трубы теплоизоляция обладают невысокими теплоизолирующими характеристиками.
Известна стальная теплоизолированная труба, теплоизолирующее покрытие которой выполнено в виде нанесенной на поверхность трубы композиции на основе эпоксидпых смол с включением стеклянных микросфер в количестве 60% от объема и толщиной 4 мм, а на теплоизолирующем покрытии размещен защитный слой в виде отражающего экрана из алюминиевой фольги. (см. патент РФ на полезную модель №62643, кл. Е21В 17/00, 2007 г.).
Недостатками данной трубы являются относительно высокие тепловые потери при прокачке по ней теплоносителя, а также частые повреждения отражающего экрана при транспортировке и монтаже паропрповода.
Известна труба теплоизолированная, включающая коаксиально расположенные внутреннюю и наружную секции, выполненные из одного материала и по торцам обваренные вакуумно-плотными швами. На внутренней секции расположена многослойная экранная изоляция, состоящая из слоев стеклянной сетки и алюминиевой фольги, между которыми размещен слой материала - сорбента. Многослойная экранная изоляция удерживается на внутренней секции центрирующими кольцами. В межтрубном пространстве создан вакуум. На внутреннюю поверхность внутренней секции нанесено силикатно-эмалевое покрытие.
При сборке трубы на внутреннюю секцию наматывают слой стеклянной сетки, затем слой алюминиевой фольги, снова слой стеклянной сетки, затем снова слой алюминиевой фольги. Между алюминиевой фольгой и стеклянной сеткой помещают сорбент. Намотанную многослойную экранную изоляцию фиксируют центрирующими кольцами, после чего внутреннюю и наружную секции сваривают по торцам вакуумно-плотными швами. Наружную секцию, выполненную по торцам с конусно-упорной ниппельной резьбой перед сваркой сжимают на величину, порядка 9-12 мм. Через клапан в межтрубном пространстве создают с помощью турбомолекулярного вакуумного насоса вакуум. На внутреннюю поверхность внутренней секции наносят силикатно-эмалевое покрытие, которое защищает ее от коррозии.
Для эксплуатации трубы свинчивают в колонну и спускают в скважину. В нагнетательной скважине колонну используют для закачки по ней теплоносителя в пласт с наименьшими теплопотерями при транспортировке его от устья до забоя. В добывающей скважине колонну труб используют как подъемный лифт для парафинистых нефтей с целью предотвращения снижения температуры нефти по мере подъема ее на поверхность до температуры начала кристаллизации парафина. В случае невозможности предотвращения кристаллизации парафина в подъемном лифте силикатно-эмалевое покрытие предотвращает отложение в нем парафина. Кроме того, колонна труб может использоваться для термообработок призабойной зоны скважин, для добычи высоковязких нефтей с циклической закачкой теплоносителя в пласт и подъемом продукции.
(см. патент РФ на полезную модель №66401, кл. Е21В 17/00, 2007 г.) - наиболее близкий аналог.
В результате анализа выполнения известной трубы необходимо отметить, что ее теплоизолирующее покрытие не обеспечивает эффективной теплозащиты, наличие двух секций усложняет конструкцию и технологию изготовления труб для паропроводов и насосно-компрессорных труб. Необходимость вакуумирования межсекционного пространства требует использования специального оборудования.
Техническим результатом настоящей полезной модели является повышение теплоизолирующих свойств трубы за счет повышения эффективности теплоизолирующих свойств ее покрытия, а также повышения степени защиты покрытия от повреждений.
Указанный технический результат обеспечивается тем, что в трубе теплоизолированной, включающей размещенное на трубе теплоизолирующее покрытие, содержащее теплоотражающий и теплоизолирующий слои, новым является то, что теплоизолирующее покрытие содержит слой базальтового полотна, покрытый теплоотражающим слоем, причем покрытие дополнительно содержит наружный защитный слой и второй теплоотражающий слой, теплоизолирующий слой размещен между теплоотражающими слоями, а на наружном теплоотражающем слое размещен защитный наружный слой, причем каждый теплоотражающий слой выполнен из алюминиевой фольги, в качестве теплоизолирующего материала используют мультикремнеземистый войлок, а защитный слой представляет трубу из полипропилена, при этом между теплоотражающим покрытием и защитным покрытием размещен слой стеклопластика.
Сущность заявленной полезной модели поясняется графическими материалами, на которых представлена труба теплоизолированная, разрез в плоскости, перпендикулярной оси трубы.
Теплоизолированная труба 1 выполняется в основном, из металла, например, стали 12Х1МФ. Теплоизолирующее покрытие трубы является многослойным, каждый из слоев которого выполняет свои функции. Рассмотрим, каким образом сформировано теплоизолирующее покрытие. На поверхность трубы намотан слой 2 из тонкого базальтового полотна. На слой 2 наложен слой 3 теплоотражающего материала, например, тонкой фольги, предпочтительно, алюминиевой, на который помещен слой 4 теплоизолирующего материала, например, войлока, который закрывают слоем 5 теплоотражающего материала (второй слой), например, фольги, предпочтительно, алюминиевой. На слой 5 может быть уложен слой 6 стеклопластика, на котором размещен защитный слой 7, представляющий собой, например, трубу из пластика.
Порядок формирования слоев, предложенный в настоящей заявке, имеет существенное значение. Так слой из базальтового полотна выдерживает высокие температуры и обладает оптимальными значениями термодеформаций. Помещение теплоизолирующего слоя между теплоотражающими слоями обеспечивает надежную теплоизоляцию как от поступления тепла снаружи, так и изнутри трубы и повышает срок службы теплоизолирующего материала. Слой стеклопластика обеспечивает дополнительную теплоизоляцию и облегчает размещение на покрытии защитного слоя, который материализован в виде полимерной трубы, например, из полипропилена.
Для формирования каждого слоя используются стандартные материалы.
В качестве базальтового полотна может быть использовано базальтовое полотно ПДТС -2-20.
В качестве теплоотражающего материала может быть использована алюминиевая фольга ГОСТ 618-73.
В качестве теплоизолирующего материала может быть использован мультикремнеземистый войлок МКРР-200 или базальтовый картон БВТМ - К/Ф1
В качестве стеклопластика может быть использован стеклопластик РСТ-430Л.
Стеклопластик обеспечивает скольжение полиэтиленовой трубы при ее надевании на пакет и дополнительную теплоизоляцию.
Полиэтиленовая труба обеспечивает защиту покрытия от механических повреждений.
Труба теплоизолированная для прокачки пара изготавливается следующим образом.
Первоначально осуществляется намотка слоя базальтового полотна. Данная операция осуществляется на стандартном намоточном станке. Далее слой полотна обертывают слоем алюминиевой фольги, на который помещают слой войлока, который снаружи обертывают вторым слоем алюминиевой фольги. На второй слой фольги, в случае необходимости, помещают слой стеклопластика, на который надевают защитную трубу. Фиксацию материалов слоев осуществляют известным образом, например, с использованием клея или бандажей.
Естественно, что толщины слоев, и конкретные материалы, используемые при изготовлении покрытия трубы, зависят от конкретного назначения трубы и условий ее эксплуатации.
Как показали испытания, при прокачке через трубу теплоносителя с температурой 450°С, температура на внешней поверхности трубы не превышала 50°С.
Среднее значение коэффициента теплопроводности материала покрытия не превышает 0,039 Вт/мК.