專利名稱:分體組裝式隔熱油管連接結(jié)構(gòu)的制作方法
分體組裝式隔熱油管連接結(jié)構(gòu)
技術(shù)領(lǐng)域:
本發(fā)明涉及一種用于稠油熱采的隔熱油管接頭連接結(jié)構(gòu),尤其涉及真空隔熱油管 接頭的連接結(jié)構(gòu)。
背景技術(shù):
粘度高、比重大的原油稱稠油。稠油的粘度隨溫度變化而顯著改變,試驗表明,對 稠油而言,若溫度增加8 9°C,其粘度可減少一半。因此,對稠油的開采、輸送,多采用熱 力降低其粘度;向地下的稠油層注入蒸汽,是目前石油行業(yè)開采稠油的主要技術(shù)措施,俗稱 “稠油熱采的蒸汽吞吐法”或“蒸汽驅(qū)使法”。在向地下注入高溫 350°C )蒸汽時,為了減少其熱量的損失、降低熱采成 本,目前通常采用以隔熱油管(SY/T53M-94)構(gòu)成的管柱,其接頭連接結(jié)構(gòu)如圖1所示;所 述隔熱油管由外管2、管體內(nèi)管3及接箍1組成,管體內(nèi)管3的長度比外管2的長度略小, 管體內(nèi)管3兩端經(jīng)擴口后密封地焊接在外管2的內(nèi)壁上,且管體內(nèi)管3和外管2同軸,外管 2的兩端均設(shè)有管錐螺紋;在出廠時,在隔熱油管外管2 —端的外螺紋都擰接有接箍1,人 們通常將出廠時隔熱油管外管2擰有接箍1的一端稱為工廠端,另一端則稱為用戶端。在 實際使用過程中,隔熱油管外管2與接箍1的連接如圖1所示,一根隔熱油管的外管工廠端 21旋接在接箍1的左端螺紋孔中,另一根隔熱油管的外管用戶端22旋接在接箍1右端螺 紋孔中,如此首尾相連,形成隔熱油管的管柱。由于在每一根隔熱油管中,管體內(nèi)管3和外 管2之間形成了管體隔熱腔4,且對其內(nèi)進行了抽真空處理、并設(shè)置多重隔熱結(jié)構(gòu),這樣,當 向隔熱油管內(nèi)通入蒸汽時,熱量從隔熱油管的管體隔熱腔4所在段流失的熱量損耗量就很 小,但在隔熱油管未被管體隔熱腔4覆蓋處,由于在外管工廠端21、外管用戶端22與接箍1 的連接處未設(shè)置任何的隔熱結(jié)構(gòu),且接箍1連接處的外管2與管體內(nèi)管3 二者的內(nèi)徑相差 較大,當蒸汽經(jīng)過接箍1的連接處時,蒸汽會呈紊流狀,因此,在接箍1連接處是隔熱油管熱 量散失的重點部位。在現(xiàn)有技術(shù)中,由于隔熱油管的連接方式為螺紋連接,在通入高溫蒸氣過程中,其 螺紋連接處因受高溫作用而會出現(xiàn)泄漏問題;同時,接箍1連接處的高溫,會加劇接箍在 Cl_、CO2井況下的腐蝕。要進一步降低隔熱油管管柱的熱量損耗,重點是降低隔熱油管在接箍連接處的熱 量散失,應在接箍與外管連接處設(shè)置隔熱結(jié)構(gòu),同時解決好此處的密封問題;這樣,既能有 效降低注入蒸汽在隔熱油管接箍連接處的熱量損耗,又有助于解決其因高溫而產(chǎn)生的接箍 處易泄漏和易被cr、CO2腐蝕等缺陷。出于上述目的,申請人在申請?zhí)枮?01010513674. 3中公開了一種隔熱油管的接 頭連接結(jié)構(gòu),它既能降低隔熱油管接箍連接處的熱量損耗,又確保此處的密封性能,還能消 除因高溫而產(chǎn)生的接箍處易被cr、CO2腐蝕的缺陷。其技術(shù)要點是在管體內(nèi)管工廠端和管體內(nèi)管用戶端之間設(shè)有管端內(nèi)管,管端內(nèi) 管由左管端內(nèi)管和右管端內(nèi)管組成,左管端內(nèi)管的左端與管體內(nèi)管工廠端經(jīng)焊接固定成一體,右管端內(nèi)管的右端與管體內(nèi)管用戶端經(jīng)焊接固定成一體,左管端內(nèi)管和右管端內(nèi)管之 間形成密封連接結(jié)構(gòu),在管端內(nèi)管與管體內(nèi)管工廠端、外管工廠端、接箍、管體內(nèi)管用戶端 和外管用戶端之間形成一個封閉的管端隔熱腔,以此降低熱量損失,要想進一步降低熱損, 可在封閉的管端隔熱腔中增設(shè)隔熱套。由于在隔熱油管螺紋上扣扭矩的作用下,管端內(nèi)管中左管端內(nèi)管與右管端內(nèi)管 的密封端面會產(chǎn)生過盈效應,可確保左右管端內(nèi)管對接處的密封性能;這種結(jié)構(gòu)既能減 少此處熱量的傳導、對流和輻射作用,能降低了接箍連接處的熱量損失,又有助于解決螺 紋接頭處泄漏和接箍易腐蝕等問題,它是目前最為理想的隔熱油管連接結(jié)構(gòu)。申請人經(jīng) 過認真研究,又設(shè)計出一種分體組裝式隔熱油管連接結(jié)構(gòu),其隔熱和密封功能與申請?zhí)枮?201010513674. 3所述方案相同。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的是提供一種分體組裝式隔熱油管連接結(jié)構(gòu),它既能降低隔熱油管接 箍連接處的熱量損耗,又確保此處的密封性能,還能消除因高溫而產(chǎn)生的接箍處被Cl_、CO2 腐蝕的缺陷。本發(fā)明采取的技術(shù)方案是所述分體組裝式隔熱油管連接結(jié)構(gòu),包括接箍、與接箍左端螺紋連接的外管工廠 端、與接箍右端螺紋連接的外管用戶端,在外管工廠端內(nèi)密封地焊接有管體內(nèi)管工廠端,在 外管用戶端內(nèi)密封地焊接有管體內(nèi)管用戶端,在管體內(nèi)管工廠端和管體內(nèi)管用戶端之間設(shè) 有管端內(nèi)管,其特征是管端內(nèi)管為分體結(jié)構(gòu),它由工廠端套管和用戶端套管組成,工廠端 套管、用戶端套管、管體內(nèi)管工廠端和管體內(nèi)管用戶端通過密封對接結(jié)構(gòu)連接,在管端內(nèi)管 與管體內(nèi)管工廠端、外管工廠端、接箍、管體內(nèi)管用戶端和外管用戶端之間形成一個封閉的 管端隔熱腔。進一步,所述密封對接結(jié)構(gòu)為在管體內(nèi)管工廠端和管體內(nèi)管用戶端都設(shè)有對接 止口,對接止口的軸向長度L,工廠端套管的長度L1和用戶端套管的長度L2都大于對接止 口的軸向長度L,工廠端套管的左端套裝在管體內(nèi)管工廠端的對接止口中,用戶端套管的右 端套裝在管體內(nèi)管用戶端的對接止口中,工廠端套管與用戶端套管之間通過端面過盈對接 密封。進一步,所述密封對接結(jié)構(gòu)為在管體內(nèi)管工廠端和管體內(nèi)管用戶端都設(shè)有對接 止口,對接止口的軸向長度L,用戶端套管的長度L2S對接止口的軸向長度L的3/10 7/10,且用戶端套管套裝在管體內(nèi)管用戶端的對接止口內(nèi),工廠端套管的兩端分別套裝在 管體內(nèi)管工廠端和管體內(nèi)管用戶端的對接止口中,工廠端套管與用戶端套管之間通過端面 過盈對接密封。更進一步,用戶端套管以過渡配合方式套裝在管體內(nèi)管用戶端的對接止口內(nèi),工 廠端套管的兩端以過盈配合方式分別套裝在管體內(nèi)管工廠端和管體內(nèi)管用戶端的對接止 口中。更進一步,用戶端套管以過盈配合方式套裝在管體內(nèi)管用戶端的對接止口內(nèi),工 廠端套管的左端以過盈配合方式套裝在管體內(nèi)管工廠端的對接止口中,工廠端套管的右端 以過渡配合方式套裝在管體內(nèi)管用戶端的對接止口中。
進一步,所述密封對接結(jié)構(gòu)為在管體內(nèi)管工廠端和管體內(nèi)管用戶端都設(shè)有對接 止口,對接止口的軸向長度L,工廠端套管的長度L1為對接止口的軸向長度L的1/4 3/4, 且工廠端套管套裝在管體內(nèi)管工廠端的對接止口內(nèi),用戶端套管的兩端分別套裝在管體內(nèi) 管工廠端和管體內(nèi)管用戶端的對接止口中,工廠端套管與用戶端套管之間通過端面過盈對 接密封。更進一步,工廠端套管以過渡配合方式套裝在管體內(nèi)管工廠端的對接止口內(nèi),用 戶端套管的兩端以過盈配合方式分別套裝在管體內(nèi)管工廠端和管體內(nèi)管用戶端的對接止 口中。更進一步,工廠端套管以過盈配合方式套裝在管體內(nèi)管工廠端的對接止口內(nèi),用 戶端套管的左端以過盈配合方式套裝在管體內(nèi)管工廠端的對接止口中,用戶端套管的右端 以過渡配合方式套裝在管體內(nèi)管用戶端的對接止口中。進一步,在所述封閉的管端隔熱腔內(nèi)設(shè)有隔熱套,所述隔熱套由陶瓷纖維制成,在 隔熱套的外圓和內(nèi)孔壁上均覆蓋有鋁箔。進一步,在接箍與外管工廠端的螺紋連接端或接箍與外管用戶端的螺紋連接端設(shè) 有扭距臺肩,外管端面與接箍內(nèi)螺紋限位端面之間的距離小于工廠端套管和用戶端套管的 最大過盈量之和。由于在接箍連接處增設(shè)了分體式管端內(nèi)管,管端內(nèi)管由工廠端套管和用戶端套管 組成,工廠端套管、用戶端套管、管體內(nèi)管工廠端和管體內(nèi)管用戶端通過密封對接結(jié)構(gòu)連 接,這樣在接箍與工廠端套管、用戶端套管、管體內(nèi)管工廠端、外管工廠端、管體內(nèi)管用戶 端、外管用戶端之間形成一個封閉的管端隔熱腔,改善了此處的隔熱條件;當熱蒸汽流過接 箍連接處時,熱蒸汽只能與管端內(nèi)管接觸,不會與外管工廠端、接箍和外管用戶端接觸,從 而能大幅度降低蒸汽在接箍連接處以傳導方式產(chǎn)生的熱量散失。若在管端隔熱腔內(nèi)增設(shè) 隔熱套,并在隔熱套的外圓和內(nèi)孔壁上均覆蓋有鋁箔,則能更好地減少此處以對流和輻射 方式而產(chǎn)生的熱量損耗。這種組裝結(jié)構(gòu)的密封性能也有保證,工廠端套管、用戶端套管、管 體內(nèi)管工廠端和管體內(nèi)管用戶端通過端面過盈對接密封形成了第一道密封,管端內(nèi)管兩端 外圓與管體內(nèi)管的對接止口內(nèi)孔之間的過盈配合形成了第二道密封,接箍與外管之間形成 第三道密封。因此,這種連接結(jié)構(gòu)不僅能大幅度降低接箍連接處的熱量損失,而且解決了接 箍連接處的接頭螺紋泄漏和接箍易腐蝕等問題。在接箍與外管的螺紋連接端設(shè)置的扭距臺 肩,其作用是確保外管旋入接箍內(nèi)精確上扣,通過旋接扭矩值是否出現(xiàn)拐點來幫助操作者 判斷上扣是否正確,既能保證管端內(nèi)管與管體內(nèi)管之間可靠的密封對接,又能防止管端內(nèi) 管過度變形而導致密封失效。
圖1為現(xiàn)有技術(shù)中隔熱油管(SY/T53M-94)連接的結(jié)構(gòu)示意圖;圖2為現(xiàn)有技術(shù)中API SPEC 5CT在管螺紋連接中增設(shè)密封圈的示意圖;圖3為本發(fā)明的一種結(jié)構(gòu)示意圖,且工廠端套管的長度和用戶端套管的長度都大 于對接止口的軸向長度,在用戶端設(shè)有扭距臺肩;圖4為本發(fā)明的第二種結(jié)構(gòu)示意圖,且工廠端套管的長度大于對接止口的軸向長 度,用戶端套管的長度小于對接止口的軸向長度,在用戶端設(shè)有扭距臺肩;
圖5為本發(fā)明的第三種結(jié)構(gòu)示意圖,且工廠端套管的長度小于對接止口的軸向長 度,用戶端套管的長度大于對接止口的軸向長度,在用戶端設(shè)有扭距臺肩;圖6為接箍、管端內(nèi)管、外管工廠端和外管用戶端之間的連接示意圖;圖7為隔熱套的結(jié)構(gòu)示意圖;圖8為扭矩臺肩的結(jié)構(gòu)示意圖;圖9為隔熱油管螺紋連接的上扣扭矩曲線圖。圖中,1-接箍;2-外管;3-管體內(nèi)管;4-管體隔熱腔;7-隔熱套;8_鋁箔;9_扭矩 臺肩;21-外管工廠端;22-外管用戶端;31-管體內(nèi)管工廠端;32-管體內(nèi)管用戶端;51-工 廠端套管;52-用戶端套管;91-外管端面;92-接箍內(nèi)螺紋限位端面。
具體實施方式下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明作進一步詳細的說明。實施例1 所述分體組裝式隔熱油管連接結(jié)構(gòu),如圖3所示,它包括接箍1、與接箍 1左端螺紋連接的外管工廠端21、與接箍1右端螺紋連接的外管用戶端22,在外管工廠端 21內(nèi)密封地焊接有管體內(nèi)管工廠端31,在外管用戶端22內(nèi)密封地焊接有管體內(nèi)管用戶端 32,在管體內(nèi)管工廠端31和管體內(nèi)管用戶端32之間設(shè)有管端內(nèi)管,管端內(nèi)管為分體結(jié)構(gòu), 它由工廠端套管51、用戶端套管52組成,在管體內(nèi)管工廠端31和管體內(nèi)管用戶端32都設(shè) 有對接止口,對接止口的軸向長度L = 10毫米,工廠端套管51的長度L1和用戶端套管52 的長度L2都大于對接止口的軸向長度L,工廠端套管51的左端以過渡配合方式套裝在管體 內(nèi)管工廠端31的對接止口中,用戶端套管52的右端以過渡配合方式套裝在管體內(nèi)管用戶 端32的對接止口中,工廠端套管51與用戶端套管52之間通過端面過盈對接密封;在管端 內(nèi)管與管體內(nèi)管工廠端31、外管工廠端21、接箍1、管體內(nèi)管用戶端32和外管用戶端22之 間形成一個封閉的管端隔熱腔,在所述封閉的管端隔熱腔內(nèi)設(shè)有隔熱套7,所述隔熱套7由 陶瓷纖維制成,在隔熱套7的外圓和內(nèi)孔壁上均覆蓋有鋁箔8 ;在接箍1與外管用戶端22的 螺紋連接端設(shè)有扭距臺肩9,外管端面91與接箍內(nèi)螺紋限位端面92之間的距離小于工廠端 套管51和用戶端套管52的最大過盈量之和。實施例2 在實施例1中,改變工廠端套管51和用戶端套管52與對接止口的配合 方式,即工廠端套管51的左端以過盈配合方式套裝在管體內(nèi)管工廠端31的對接止口中,用 戶端套管52的右端以過盈配合方式套裝在管體內(nèi)管用戶端32的對接止口中,其密封效果 會更好。實施例3 所述分體組裝式隔熱油管連接結(jié)構(gòu),如圖3所示,它包括接箍1、與接箍 1左端螺紋連接的外管工廠端21、與接箍1右端螺紋連接的外管用戶端22,在外管工廠端 21內(nèi)密封地焊接有管體內(nèi)管工廠端31,在外管用戶端22內(nèi)密封地焊接有管體內(nèi)管用戶端 32,在管體內(nèi)管工廠端31和管體內(nèi)管用戶端32之間設(shè)有管端內(nèi)管,管端內(nèi)管為分體結(jié)構(gòu), 它由工廠端套管51和用戶端套管52組成,在管體內(nèi)管工廠端31和管體內(nèi)管用戶端32都 設(shè)有對接止口,對接止口的軸向長度L=IO毫米,用戶端套管52的長度L2為對接止口的 軸向長度L的3/10 7/10,在本例中L2 = 5毫米,用戶端套管52以過渡配合方式套裝在 管體內(nèi)管用戶端32的對接止口內(nèi);工廠端套管51的兩端都以過盈配合方式套裝在管體內(nèi) 管工廠端31和管體內(nèi)管用戶端32的對接止口中,工廠端套管51與用戶端套管52之間通過端面過盈對接密封。在管端內(nèi)管與管體內(nèi)管工廠端31、外管工廠端21、接箍1、管體內(nèi)管 用戶端32和外管用戶端22之間形成一個封閉的管端隔熱腔,在所述封閉的管端隔熱腔內(nèi) 設(shè)有隔熱套7,所述隔熱套7由陶瓷纖維制成,在隔熱套7的外圓和內(nèi)孔壁上均覆蓋有鋁箔 8 ;在接箍1與外管用戶端22的螺紋連接端設(shè)有扭距臺肩9,外管端面91與接箍內(nèi)螺紋限 位端面92之間的距離小于工廠端套管51和用戶端套管52的最大過盈量之和。在本實施 例中,工廠端套管51的長度和用戶端套管52的長度可以對換,其效果相同。
權(quán)利要求
1.一種分體組裝式隔熱油管連接結(jié)構(gòu),包括接箍(1)、與接箍(1)左端螺紋連接的外管 工廠端(21)、與接箍(1)右端螺紋連接的外管用戶端(22),在外管工廠端內(nèi)密封地焊 接有管體內(nèi)管工廠端(31),在外管用戶端0 內(nèi)密封地焊接有管體內(nèi)管用戶端(32),在管 體內(nèi)管工廠端(31)和管體內(nèi)管用戶端(3 之間設(shè)有管端內(nèi)管,其特征是管端內(nèi)管為分體 結(jié)構(gòu),它由工廠端套管(51)和用戶端套管(52)組成,工廠端套管(51)、用戶端套管(52)、 管體內(nèi)管工廠端(31)和管體內(nèi)管用戶端(3 通過密封對接結(jié)構(gòu)連接,在管端內(nèi)管與管體 內(nèi)管工廠端(31)、外管工廠端(21)、接箍(1)、管體內(nèi)管用戶端(32)和外管用戶端(22)之 間形成一個封閉的管端隔熱腔。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述分體組裝式隔熱油管連接結(jié)構(gòu),其特征是所述密封對接結(jié)構(gòu) 為在管體內(nèi)管工廠端(31)和管體內(nèi)管用戶端(3 都設(shè)有對接止口,對接止口的軸向長度 L,工廠端套管(51)的長度L1和用戶端套管(5 的長度L2都大于對接止口的軸向長度L, 工廠端套管(51)的左端套裝在管體內(nèi)管工廠端(31)的對接止口中,用戶端套管(5 的右 端套裝在管體內(nèi)管用戶端(3 的對接止口中,工廠端套管(51)與用戶端套管(5 之間通 過端面過盈對接密封。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述分體組裝式隔熱油管連接結(jié)構(gòu),其特征是所述密封對接結(jié)構(gòu) 為在管體內(nèi)管工廠端(31)和管體內(nèi)管用戶端(3 都設(shè)有對接止口,對接止口的軸向長度 L,用戶端套管(52)的長度L2S對接止口的軸向長度L的3/10 7/10,且用戶端套管(52) 套裝在管體內(nèi)管用戶端(3 的對接止口內(nèi),工廠端套管(51)的兩端分別套裝在管體內(nèi)管 工廠端(31)和管體內(nèi)管用戶端(32)的對接止口中,工廠端套管(51)與用戶端套管(52) 之間通過端面過盈對接密封。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述分體組裝式隔熱油管連接結(jié)構(gòu),其特征是用戶端套管(52)以 過渡配合方式套裝在管體內(nèi)管用戶端(3 的對接止口內(nèi),工廠端套管(51)的兩端以過盈 配合方式分別套裝在管體內(nèi)管工廠端(31)和管體內(nèi)管用戶端(3 的對接止口中。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述分體組裝式隔熱油管連接結(jié)構(gòu),其特征是用戶端套管(52)以 過盈配合方式套裝在管體內(nèi)管用戶端(3 的對接止口內(nèi),工廠端套管(51)的左端以過盈 配合方式套裝在管體內(nèi)管工廠端(31)的對接止口中,工廠端套管(51)的右端以過渡配合 方式套裝在管體內(nèi)管用戶端(3 的對接止口中。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述分體組裝式隔熱油管連接結(jié)構(gòu),其特征是所述密封對接結(jié)構(gòu) 為在管體內(nèi)管工廠端(31)和管體內(nèi)管用戶端(3 都設(shè)有對接止口,對接止口的軸向長度 L,工廠端套管(51)的長度L1S對接止口的軸向長度L的3/10 7/10,且工廠端套管(51) 套裝在管體內(nèi)管工廠端(31)的對接止口內(nèi),用戶端套管(5 的兩端分別套裝在管體內(nèi)管 工廠端(31)和管體內(nèi)管用戶端(32)的對接止口中,工廠端套管(51)與用戶端套管(52) 之間通過端面過盈對接密封。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述分體組裝式隔熱油管連接結(jié)構(gòu),其特征是工廠端套管(51)以 過渡配合方式套裝在管體內(nèi)管工廠端(31)的對接止口內(nèi),用戶端套管(5 的兩端以過盈 配合方式分別套裝在管體內(nèi)管工廠端(31)和管體內(nèi)管用戶端(3 的對接止口中。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述分體組裝式隔熱油管連接結(jié)構(gòu),其特征是工廠端套管(51)以 過盈配合方式壓裝在管體內(nèi)管工廠端(31)的對接止口內(nèi),用戶端套管(5 的左端以過盈 配合方式壓裝在管體內(nèi)管工廠端(31)的對接止口中,用戶端套管(5 的右端以過渡配合方式套裝在管體內(nèi)管用戶端(3 的對接止口中。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述分體組裝式隔熱油管連接結(jié)構(gòu),其特征是在所述封閉的管端 隔熱腔內(nèi)設(shè)有隔熱套(7),所述隔熱套(7)由陶瓷纖維制成,在隔熱套(7)的外圓和內(nèi)孔壁 上均覆蓋有鋁箔(8)。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述分體組裝式隔熱油管連接結(jié)構(gòu),其特征是在接箍(1)與外管 工廠端的螺紋連接端或接箍(1)與外管用戶端0 的螺紋連接端設(shè)有扭距臺肩(9), 外管端面(91)與接箍內(nèi)螺紋限位端面(9 之間的距離小于工廠端套管(51)和用戶端套 管(5 的最大過盈量之和。
全文摘要
一種分體組裝式隔熱油管連接結(jié)構(gòu),包括接箍、外管工廠端、外管用戶端,在外管工廠端內(nèi)和外管用戶端內(nèi)都密封地焊接有管體內(nèi)管,在管體內(nèi)管工廠端和管體內(nèi)管用戶端之間設(shè)有管端內(nèi)管,管端內(nèi)管由工廠端套管和用戶端套管組成,工廠端套管、用戶端套管組、管體內(nèi)管工廠端和管體內(nèi)管用戶端通過密封對接結(jié)構(gòu)連接,在管端內(nèi)管與管體內(nèi)管工廠端、外管工廠端、接箍、管體內(nèi)管用戶端和外管用戶端之間形成一個封閉的管端隔熱腔,在管端隔熱腔內(nèi)設(shè)有隔熱套,它既能減少接箍連接處的熱量傳導、對流和輻射作用,既降低了此處的熱量損失,又能提高此處的密封性能,還可防止在高溫下接箍處易腐蝕問題。
文檔編號E21B43/24GK102121353SQ20101062202
公開日2011年7月13日 申請日期2010年12月31日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月31日
發(fā)明者周家華 申請人:江蘇常寶鋼管股份有限公司