Колона термоізольованих труб

Реферат: Колона термоізольованих труб включає концентрично розміщені секції зовнішніх труб з вузлами з'єднань і секції внутрішніх труб з муфтами між ними, діафрагми, що скріплюють зовнішні і внутрішні секції, теплоізолюючі та екрануючі матеріали в кільцевому просторі між ними. Зовнішні труби мають висаджені назовні кінці, які є муфтовими частинами, другі кінці ніпельними частинами різьбових з'єднань з ущільнюючими поверхнями. Ущільнюючі поверхні виконані східцеподібної форми, а на меншому східці розміщено кільце. Компенсацію температурних видовжень внутрішніх труб здійснюють хвильовими компенсаторами з внутрішніми захисними гільзами. UA 74651 U (12) UA 74651 U UA 74651 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Корисна модель належить до області експлуатації свердловин і видобування в'язких корисних копалин, зокрема, до пристроїв для постачання теплоносія на вибій свердловини. Відома колона термоізольованих труб, що включає концентрично розміщені секції зовнішніх труб з вузлами з'єднань у вигляді різьбових муфт та внутрішніх труб з внутрішніми муфтами, розміщеними на їх кінцях діафрагмами, скріплюючими зовнішні і внутрішні секції та теплоізолятори (А.с. № 857425 кл. Е21В 17/00, 1979 р.). Недолік конструкції полягає в складності виготовлення та її низькій експлуатаційній надійності, оскільки градієнт температур призводить до зміни лінійних розмірів внутрішніх труб, що створює напружений стан з'єднань, що в свою чергу веде до втомного руйнування під час циклічних процесів. Відомою є колона термоізольованих труб, що включає концентрично розміщені секції зовнішніх труб з вузлами з'єднань і секції внутрішніх труб з муфтами між ними, діафрагми, що скріплюють зовнішні і внутрішні секції, теплоізолюючі та екрануючі матеріали в кільцевому просторі між ними (А.с. № 1609940, М кл. Е21В17/00, 1990 р.). Такі труби в експлуатаційних умовах не створюють напруженого стану, що сприяє підвищенню працездатності даних конструкцій. Вищезгаданий пристрій є найбільш близьким до заявленого за технічною суттю. Недоліком його є те, що секції термоізольованих труб з'єднуються з допомогою муфт, що призводить до збільшення числа різьбових з'єднань по довжині колони, і, відповідно, збільшується ймовірність порушення герметичності, а також є необхідною висока точність під час виготовлення вузлів компенсації температурних видовжень. Задачею корисної моделі є підвищення надійності роботи і герметичності термоізольованих труб. Вказана задача вирішується тим, що зовнішні труби мають висаджені назовні кінці, які є муфтовими частинами, другі кінці - ніпельними частинами різьбових з'єднань трапецеїдальної форми з ущільнюючими конічними поверхнями, причому конічні ущільнюючі поверхні виконані східцеподібної форми, а на меншому східці розміщено кільце циліндричної форми з матеріалу, коефіцієнт об'ємного розширення якого є більшим, ніж матеріалу труб, довжина конічних ущільнюючих ділянок на муфтах є більшою, ніж на ніпелях, на величину, не меншу, ніж один крок різьби, що забезпечує герметичність. Муфти, з'єднуючі і герметизуючі міжсекційні внутрішні труби, виготовлені з матеріалу з більшим коефіцієнтом лінійного теплового розширення, ніж у матеріалу труб. Компенсація температурних видовжень внутрішніх труб здійснюється хвильовими компенсаторами з внутрішніми захисними гільзами. Корисна модель пояснюється графічним зображенням. На кресленні зображено колону термоізольованих труб. Колона включає секції концентрично розміщених зовнішніх труб 1 з висадженими назовні кінцями 2, муфтовими 3 і ніпельними 4 частинами з'єднань трапецеїдальної форми з ущільнюючими конічними поверхнями 5. Конічні ущільнюючі поверхні на ніпелях виконані східцеподібної форми, на меншому східці циліндричної форми розміщено кільця 6 з матеріалу з коефіцієнтом температурного лінійного розширення, більшим, ніж у тіла труб. Довжина конічних ущільнюючих поверхонь на муфтах є більшою, ніж на ніпелях на величину, не меншу від одного кроку різьби, що забезпечує герметичність внутрішніх секцій труб. Зовнішні 1 і внутрішні 2 труби фіксуються і герметизуються між собою діафрагмами 8. Між секціями внутрішніх труб 7 встановлено муфти 9, які виготовлено з коефіцієнтом об'ємного теплового розширення, більшим, ніж у тіла труб 7. Лінійні розміри муфт визначаються співвідношенням: L LH  1  S , 2 де LH - довжина муфт; L 1 - відстань від торця ніпеля до кінця збігу різьби; S - крок різьби. Простір між герметизуючою муфтою 9 і різьбовим з'єднанням заповнюється теплогерметиком 10. За діафрагмою 8 розташований шар теплоізолятора 11, що зменшує втрати енергії теплоносія і центратором 12, який запобігає зрушенню теплоізоляційного шару 11 під час збирання та експлуатації колони. Компенсація температурних видовжень внутрішньої труби 7 здійснюється хвильовими компенсаторами 13, всередині яких встановлена захисна гільза 14. Зовнішні секції труб з'єднані муфтовою 3 і ніпельною 4 частинами різьбового з'єднання, причому з метою забезпечення податливості різьби ніпеля приварена діафрагма 8 розміщена 1 UA 74651 U 5 10 15 20 на віддалі, рівній половині довжини різьби. Під час згвинчування зовнішніх секцій гермоізольованих труб 1 з певним крутним моментом за рахунок того, що довжина ущільнюючого пояска на муфті більша, ніж на ніпелі (різьба безупорна) забезпечується герметичність зовнішніх труб 7 за рахунок виникаючих високих контактних тисків між торцями герметизуючої муфти 9 і приварених діафрагм 8. Під час подачі теплоносія в колону при підвищених температурах і тисках відбувається нагрівання в першу чергу внутрішніх труб 7 і муфти 9. Оскільки муфта виготовлена з матеріалу, що має більший коефіцієнт об'ємного розширення, ніж у труб (бронза ОСЦ-555, сплав алюмінію Д-16Т та ін.), то в місцях її дотику з трубами 7 і привареними діафрагмами 8 створюються підвищені контактні тиски, які герметизують міжтрубний простір з теплоізолятором 11 і з'єднання внутрішніх труб. Компенсація температурних видовжень внутрішніх труб 7 виконується хвильовими компенсаторами 13. З метою експлуатаційної надійності хвильових компенсаторів і попередження вібрації під час подачі пари при високих тисках в середині в них встановлена захисна гільза 14, яка закріплена у своїй верхній частині. Під час нагрівання зовнішніх труб 1 відбувається нагрівання ущільнюючого кільця 6, яке міститься на ніпельній частині різьбового з'єднання. Оскільки ущільнююче кільце, виконано з матеріалу з коефіцієнтом об'ємного теплового розширення, більшим, ніж у тіла труби, за рахунок розширення кільця виникають додаткові контактні тиски по ущільнюючих конічних поверхнях, в результаті чого забезпечується висока герметичність зовнішніх труб. Технічний результат досягається за рахунок підвищення працездатності та надійності конструкції. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 25 30 35 Колона термоізольованих труб, що включає концентрично розміщені секції зовнішніх труб з вузлами з'єднань і секції внутрішніх труб з муфтами між ними, діафрагми, що скріплюють зовнішні і внутрішні секції, теплоізолюючі та екрануючі матеріали в кільцевому просторі між ними, яка відрізняється тим, що зовнішні труби мають висаджені назовні кінці, які є муфтовими частинами, другі кінці - ніпельними частинами різьбових з'єднань трапецеїдальної форми з ущільнюючими конічними поверхнями, причому конічні ущільнюючі поверхні виконані східцеподібної форми, а на меншому східці розміщено кільце циліндричної форми з матеріалу, коефіцієнт об'ємного розширення якого є більшим, ніж матеріалу труб, довжина конічних ущільнюючих ділянок на муфтах є більшою, ніж на ніпелях, на величину, не меншу ніж один крок різьби, що забезпечує герметичність муфти, з'єднуючі і герметизуючі міжсекційні внутрішні труби виготовлені з матеріалу з більшим коефіцієнтом лінійного теплового розширення, ніж у матеріалу труб, компенсація температурних видовжень внутрішніх труб здійснюється хвильовими компенсаторами з внутрішніми захисними гільзами. 2 UA 74651 U Комп’ютерна верстка А. Крулевський Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 3