一种隔热管及包含该隔热管的空心抽油杆.pdf

一种隔热管及包含该隔热管的空心抽油杆，属于石油开采管道技术领域，空心抽油杆包括热介质循环外管及设置于热介质循环外管内的隔热管，其中，所述热介质循环外管为一种常规的空心抽油杆，所述隔热管包括相互匹配的外螺纹接头、内螺纹接头，同轴设置的内管和外管，以及填充于内管和外管之间的隔热层，所述内管与外管轴向一端同时焊接在所述外螺纹接头上、另一端同时焊接在所述内螺纹接头上。本发明的空心抽油杆由于采用上述隔热管，不仅耐温等级提高、导热系数降低、使用寿命延长，而且加热效果好，起下施工方便。

1、  一种隔热管，用于空心抽油杆的内部，其特征在于，所述隔热管包括相互匹配的外螺纹接头、内螺纹接头，同轴设置的内管和外管，以及填充于内管和外管之间的隔热层，所述内管与外管轴向一端同时焊接在所述外螺纹接头上、另一端同时焊接在所述内螺纹接头上。

2、  根据权利要求1所述的隔热管，其特征在于，所述外螺纹接头和内螺纹接头上的螺纹为锥形螺纹。

3、  根据权利要求1或2所述的隔热管，其特征在于，所述外螺纹接头上设置有凹槽和密封圈，所述内螺纹接头上设置有与所述凹槽和密封圈对应的密封圆周面。

4、  根据权利要求1所述的隔热管，其特征在于，所述内管、外管、外螺纹接头以及内螺纹接头均采用不锈钢材质。

5、  根据权利要求1所述的隔热管，其特征在于，所述隔热层采用耐高温绝热材料。

6、  一种空心抽油杆，包括热介质循环外管及设置于热介质循环外管内的隔热管，其特征在于，所述隔热管包括相互匹配的外螺纹接头、内螺纹接头，同轴设置的内管和外管，以及填充于内管和外管之间的隔热层，所述内管与外管轴向一端同时焊接在所述外螺纹接头上、另一端同时焊接在所述内螺纹接头上。

7、  根据权利要求6所述的空心抽油杆，其特征在于，所述外螺纹接头和内螺纹接头上的螺纹为锥形螺纹。

8、  根据权利要求6或7所述的空心抽油杆，其特征在于，所述外螺纹接头上设置有凹槽和密封圈，所述内螺纹接头上设置有与所述凹槽和密封圈对应的密封圆周面。

9、  根据权利要求6所述的空心抽油杆，其特征在于，所述内管、外管、外螺纹接头以及内螺纹接头均采用不锈钢材质。

10、  根据权利要求6所述的空心抽油杆，其特征在于，所述隔热层采用耐高温绝热材料。

一种隔热管及包含该隔热管的空心抽油杆
技术领域
本发明涉及石油开采管道技术领域，具体地说，是涉及一种隔热管及包含有该隔热管的空心抽油杆。
背景技术
近年来，空心杆热载体闭式循环加热技术在高凝油、普通稠油的开采过程中成功地取代了电加热技术，取得了较好的节能效果，同时也降低了高凝油、普通稠油的开采成本。如：专利号为“ZL 200720102573.0”、名称为“一种空心抽油杆”的中国实用新型专利公开的空心抽油杆包括同轴的内管和外管，内管轴向两端部设置有带轴向通孔的法兰盘，法兰盘周边与外管内壁面连接，在内管外壁面包裹有隔热层。这种空心抽油杆的外管其实是一种常规的空心抽油杆，内管轴向两端通过带轴向通孔的法兰盘固定在外管内，使内、外管形成一个整体。单根连接时外管通过丝扣连接，而内管采用插接方式连接，通过密封槽和密封圈进行密封。这种空心抽油杆虽然耐温等级高，但也存在明显不足，其不足之处一是在这种空心抽油杆下井后，在上行过程中，外管在拉力作用下应变伸长；而内管由于采用相互插接的连接方式，在外管应变伸长的情况下在插接部位发生相对位移甚至相互脱开，造成循环介质的短路，影响加热深度。在下行过程中，随着拉力的减小，外管收缩，内管在插接部位又插回原位，但在斜井中，插接部位在脱开的情况下由于不对中，内管插接部位会发生相互碰撞而损坏。在抽油机的上、下行过程中，随着外管的伸缩，内管在插接部位发生的这种活塞式的上下运动，即使不脱开、不碰撞，时间一长也会因密封圈磨损造成密封的损坏和循环介质的泄漏，影响加热效果，也影响了这种空心抽油杆的寿命。不足之处二是内、外管之间利用法兰盘通孔作为循环通道，截面积较小，限制了循环量，影响加热效果。不足之处三是这种空心杆的内、外管为一体，内、外管之间的间隙较小，清洗难度大，常规的抽油杆清洗工艺难以满足清洗要求，给二次使用带来困难。综上所述，空心杆热载体闭式循环加热技术由于受内管的耐温等级(目前耐温等级较低，最高只有95℃)、导热系数(目前导热系数较高，大于0.45w/m.k)、使用寿命(寿命最多一年))等因数的限制，使该技术目前只能在原油粘度相对较低的高凝油、普通稠油井上应用，也就是说，内管的耐温等级、导热系数、使用寿命成了该技术进一步推广应用的瓶颈。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是针对上述问题，提供一种隔热管及具有该隔热管的空心抽油杆，以有效解决空心杆热载体闭式循环加热技术的技术瓶颈，扩大空心杆热载体闭式循环加热技术的应用范围，提高高凝油、普通稠油及超稠油油田的整体开发效果。
为了实现上述目的，本发明的隔热管，用于空心抽油杆的内部，所述隔热管包括相互匹配的外螺纹接头、内螺纹接头，同轴设置的内管和外管，以及填充于内管和外管之间的隔热层，所述内管与外管轴向一端同时焊接在所述外螺纹接头上、另一端同时焊接在所述内螺纹接头上。
上述的隔热管，其中，所述外螺纹接头和内螺纹接头上的螺纹为锥形螺纹。
上述的隔热管，其中，所述外螺纹接头上设置有凹槽和密封圈，所述内螺纹接头上设置有与所述凹槽和密封圈对应的密封圆周面。
上述的隔热管，其中，所述内管、外管、外螺纹接头以及内螺纹接头均采用不锈钢材质。
上述的隔热管，其中，所述隔热层采用耐高温绝热材料。
进一步地，本发明的空心抽油杆，包括热介质循环外管及设置于热介质循环外管内的隔热管，所述隔热管包括相互匹配的外螺纹接头、内螺纹接头，同轴设置的内管和外管，以及填充于内管和外管之间的隔热层，所述内管与外管轴向一端同时焊接在所述外螺纹接头上、另一端同时焊接在所述内螺纹接头上。
上述的空心抽油杆，其中，所述外螺纹接头和内螺纹接头上的螺纹为锥形螺纹。
上述的空心抽油杆，其中，所述外螺纹接头上设置有凹槽和密封圈，所述内螺纹接头上设置有与所述凹槽和密封圈对应的密封圆周面。
上述的空心抽油杆，其中，所述内管、外管、外螺纹接头以及内螺纹接头均采用不锈钢材质。
上述的空心抽油杆，其中，所述隔热层采用耐高温绝热材料。
本发明的有益功效在于，空心抽油杆采用本发明的隔热管后，与现有技术相比较具有如下优点：
1、耐温等级高。它的耐温等级能达到300℃以上，能较好地解决稠油，尤其是超稠油的井筒加热问题。
2、导热系数低，保温性能好。内、外管之间绝热层是由耐高温绝热材料充填而成，这种绝热材料在热面400℃时，导热系数小于0.030w/m.k。隔热管的导热系数小于0.20w/m.k，保温性能好。
3、使用寿命长。隔热管内、外层和两端接头都是不锈钢材质，强度高，抗腐蚀，使用寿命比目前的非金属管材大大延长。
4、重量轻。由于采用三层结构，且中间充填的耐高温绝热材料密度较低，因此隔热管的重量比同等厚度的不锈钢管材要轻得多。
5、循环量高，加热效果好。采用这种隔热管后，空心抽油杆与隔热管之间的环空截面积较大，因此循环量也高，加热效果也要好。
6、起下施工方便。采用单根连接方式，起下施工较为方便。
7、能相对独立工作。这种隔热管独立于空心抽油杆，使用过程中不受空心抽油杆伸缩的影响。
以下结合附图和具体实施例对本发明进行详细描述，但不作为对本发明的限定。
附图说明
图1为本发明的空心抽油杆结构示意图；
图2为本发明的第一实施例的隔热管结构示意图；
图3为本发明的第二实施例的隔热管结构示意图；
图4为本发明的第三实施例的隔热管结构示意图。
其中，附图标记
100    空心抽油杆
10     热介质循环外管
20     隔热管
21     外螺纹接头
211    外螺纹部
212    凹槽
213    密封圈
22     内螺纹接头
221    内螺纹部
222    密封圆周面
23     内管
24     隔热层
25     外管
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明技术方案进行详细的描述，以更进一步了解本发明的目的、方案及功效，但并非作为本发明所附权利要求保护范围的限制。
参阅图1本发明的空心抽油杆结构示意图，如图所示，本发明的空心抽油杆100包括热介质循环外管10及设置于热介质循环外管10内的隔热管20，其中，热介质循环外管10与隔热管20同轴设置且两者相互独立，隔热管20悬挂在热介质循环外管10内(悬挂设置结构有多种，如：可以采用螺钉连接方式进行悬挂，也可以采用卡扣连接方式进行悬挂，在此就不一一举例)，热介质循环外管10为一种常规的空心抽油杆，在此就不多做介绍，隔热管20与专利号为“ZL 200720102573.0”、名称为“一种空心抽油杆”的中国实用新型专利中内管所起作用类似，以下就对该隔热管20的技术方案进行详细的描述。
参阅图2本发明的第一实施例的隔热管结构示意图，如图所示，隔热管20包括外螺纹接头21、内螺纹接头22、同轴设置的内管23、外管24以及填充于内管和外管之间的隔热层25，内管23与外管24轴向一端同时焊接在外螺纹接头21上、另一端同时焊接在内螺纹接头22上，外螺纹接头21上具有外螺纹部211，外螺纹接头21上还设置有凹槽212和密封圈213，密封圈213容置于凹槽212内，此处凹槽和密封圈的个数较佳地设置为两个，但并不以此为限，内螺纹接头22上具有与外螺纹部211相匹配的内螺纹部221，内螺纹接头22上还设置有密封圆周面222，该密封圆周面222与凹槽212和密封圈213对应。在使用过程中，根据需要，多根隔热管20相互插接，具体插接方式为，一根隔热管20的外螺纹接头21插入至另一根隔热管20的内螺纹接头22端，旋转使外螺纹部211与内螺纹部221配合，并使凹槽212和密封圈213容置于密封圆周面222内，以起到密封作用。
进一步地，为了延长隔热管20的使用寿命，内管23、外管24、外螺纹接头21以及内螺纹接头22均采用不锈钢材质。为了降低隔热管20的导热系数，隔热层25采用耐高温绝热材料，例如：硅藻土、珍珠岩、玻璃纤维、泡沫玻璃混凝土、硅酸钙、多孔二氧化硅复合绝热材料、太空节能隔热保温涂料等。
参阅图3本发明的第二实施例的隔热管结构示意图，本实施例的隔热管结构与第一实施例的隔热管结构大致相同，其区别在于：外螺纹接头21和内螺纹接头22上的螺纹为锥形螺纹，由于锥形螺纹自身具有密封功能，所以在设计时，去掉了外螺纹接头21上的凹槽212和密封圈213。
参阅图4本发明的第三实施例的隔热管结构示意图，本实施例的隔热管结构与第二实施例的隔热管结构大致相同，其区别在于：为了进一步提高密封效果，不仅外螺纹接头21和内螺纹接头22上的螺纹为锥形螺纹，并且也在外螺纹接头21上设置凹槽212和密封圈213。
图1中的空心抽油杆100仅仅是出了隔热管采用图4中的隔热管的示意图，但空心抽油杆100结构并不以此为限，当隔热管采用图2及图3中的结构也属于本发明所要保护的范围。
当然，本发明还可有其它多种实施例，在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员当可根据本发明作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。