一种用于石油开采的隔热保温管.pdf

一种用于石油开采的隔热保温管，设置于空心抽油杆的内部，所述隔热保温管包括外接头、内接头，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，所述内管与外管两端分别与所述外接头及所述内接头固定连接，所述外接头设置有内螺纹，所述内接头设置有与所述内螺纹匹配的外螺纹，所述外管的外径与所述外接头的外径相等。本实用新型的外管的外径与外接头的外径相等，避免了载热流体在接头处的阻流损失，提高了传热效率。耐温等级高，较好地解决了稠油，尤其是超稠油的井筒加热问题。

1.  一种用于石油开采的隔热保温管，设置于空心抽油杆的内部，其特征在于，所述隔热保温管包括外接头、内接头，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，所述内管与外管两端分别与所述外接头及所述内接头固定连接，所述外接头设置有内螺纹，所述内接头设置有与所述内螺纹匹配的外螺纹，所述外管的外径与所述外接头的外径相等。

2.  如权利要求1所述的用于石油开采的隔热保温管，其特征在于，所述内接头的内圆表面设置有第一凸台，所述外接头的内圆表面设置有第二凸台，所述内管的两端分别抵靠在所述第一凸台与所述第二凸台上。

3.  如权利要求2所述的用于石油开采的隔热保温管，其特征在于，所述内管的两端分别通过过盈配合或焊接与所述外接头和/或所述内接头连接。

4.  如权利要求1、2或3所述的用于石油开采的隔热保温管，其特征在于，所述外管的一端与所述外接头焊接，所述外管的另一端与所述内接头焊接或螺纹连接。

5.  如权利要求1、2或3所述的用于石油开采的隔热保温管，其特征在于，所述外接头的外圆表面上设置有扳手平面。

6.  如权利要求1、2或3所述的用于石油开采的隔热保温管，其特征在于，所述内接头的外圆表面上设置有扳手平面。

7.  如权利要求1、2或3所述的用于石油开采的隔热保温管，其特征在于，所述内接头上设置有密封槽，所述密封槽内容置有密封圈，所述外接头设置有与所述密封槽和密封圈对应的内圆密封面。

8.  如权利要求1、2或3所述的用于石油开采的隔热保温管，其特征在于，所述内管、外管、内接头及所述外接头均为不锈钢材质的内管、外管、内接头及外接头。

9.  如权利要求1、2或3所述的用于石油开采的隔热保温管，其特征在于，所述内管、外管、内接头及所述外接头均为耐腐蚀合金材料的内管、外管、内接头及外接头。

10.  如权利要求1、2或3所述的用于石油开采的隔热保温管，其特征在于，所述隔热层采用耐高温绝热材料。

一种用于石油开采的隔热保温管
技术领域
本实用新型涉及石油开采管道技术领域，特别是一种用于石油热力开采的隔热保温管。
背景技术
在石油的热力开采过程中，必须具备两个基本条件：一是要使油层内的原油流到井底；二是要通过一定的技术条件将流入井底的原油举升到地面。目前解决使油层内原油流到井底的方法很多，例如向油层中注蒸汽，火烧油层等方法。
给井筒加温伴热是保证将流入井底的原油举升到地面的必要手段。给井筒加热的目的是为了降低原油粘度、提高原油在井筒内的流动能力。目前采用的基本方法主要有以下三种：
第一种是将热载体(热水、热油、蒸汽)以连续或间断方式经空心抽油杆注入空心抽油杆和油管的环空，与油层出来的油混合，从而提高油流温度，达到降粘的目的，使原油能由井底举升到地面。这种方法存在影响油井产量和含水的计量、腐蚀、结垢等弊端。
第二种是电加热技术，该技术是将空心抽油杆内下入加热电缆，使原油在井筒内得到降粘、易于举升。这种方法施工简单，易于管理，但耗电量太高，增加了稠油的开采成本。
第三种是空心管热载体(可以是热水、导热油、湿蒸气和热媒)闭式循环加热技术。这种技术是通过热载体在空心管内的闭路循环实现对井筒内原油加热、降粘的目的，它克服了前两种方法的不足，具有不影油井产量计量、热载体能循环使用等优点，尤其是节能效果显著，大大降低了稠油的开采成本，提高了油田的整体开发效益。但该技术要求在空心抽油杆内下入一根长达1000米左右的管子，以建立空心抽油杆内部循环；同时要求这根管具有较低的导热系数或较好的保温性能，才能将热量带到1000米以下的井底，实现井筒加热的目的。但目前所使用的非金属管子的耐温等级较低(最高只有95℃)，导热系数较高(大于0.45w/m.k)，井筒加热的温度较低，深度较浅，只能满足浅井和粘度相对较低的普通稠油的开发需要。而专利号为“ZL200720099810.2”，名称为“一种双空心抽油杆”的中国实用新型专利公开了一种双空心抽油管，其内管通过法兰盘在普通空心抽油杆内部固定联接组成，内杆外设有隔热保温材料。在两根空心杆对接时，外空心抽油杆采用丝扣连接，内杆则相互插接。这种双空心抽油杆存在以下缺陷：(1)在拉伸作用下，内杆插接处会出现泄漏甚至脱开，导致热载体短路，影响加热深度；(2)空心杆和内杆之间采用法兰盘上的通孔作为流道，过流面积较小，热载体的循环量较小，加热深度较浅，难以满足特稠油、超稠油的井筒加热需要；(3)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空心杆内下入管子的耐温等级、导热系数等因素的限制，使该技术目前只能在部分原油粘度相对较低的高凝油、普通稠油井上应用，内管限制了该技术的应用范围，成为该技术的瓶颈。
实用新型内容
本实用新型所要解决的技术问题是提供一种有效克服或避免上述现有技术中存在的缺点或不足，满足特稠油、超稠油的生产需要且耐温等级高，保温性能好，加热深度深的用于石油开采的隔热保温管。
为了实现上述目的，本实用新型提供了一种用于石油开采的隔热保温管，设置于空心抽油杆的内部，其中，所述隔热保温管包括外接头、内接头，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，所述内管与外管两端分别与所述外接头及所述内接头固定连接，所述外接头设置有内螺纹，所述内接头设置有与所述内螺纹匹配的外螺纹，所述外管的外径与所述外接头的外径相等。
上述的用于石油开采的隔热保温管，其中，所述内接头的内圆表面设置有第一凸台，所述外接头的内圆表面设置有第二凸台，所述内管的两端分别抵靠在所述第一凸台与所述第二凸台上。
上述的用于石油开采的隔热保温管，其中，所述内管的两端分别通过过盈配合或焊接与所述外接头和/或所述内接头连接。
上述的用于石油开采的隔热保温管，其中，所述外管的一端与所述外接头焊接，所述外管的另一端与所述内接头焊接或螺纹连接。
上述的用于石油开采的隔热保温管，其中，所述外接头的外圆表面上设置有扳手平面。
上述的用于石油开采的隔热保温管，其中，所述内接头的外圆表面上设置有扳手平面。
上述的用于石油开采的隔热保温管，其中，所述内接头上设置有密封槽，所述密封槽内容置有密封圈，所述外接头设置有与所述密封槽和密封圈对应的内圆密封面。
上述的用于石油开采的隔热保温管，其中，所述内管、外管、内接头及所述外接头均为不锈钢材质的内管、外管、内接头及外接头。
上述的用于石油开采的隔热保温管，其中，所述内管、外管、内接头及所述外接头均为耐腐蚀合金材料的内管、外管、内接头及外接头。
上述的用于石油开采的隔热保温管，其中，所述隔热层采用耐高温绝热材料。
本实用新型的有益功效在于：
1、外管的外径与外接头的外径相等，避免了载热流体在接头处的阻流损失，提高了传热效率。
2、耐温等级高，其耐温等级能达到300℃以上，能较好地解决稠油，尤其是超稠油的井筒加热问题。
3、导热系数低，保温性能好。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。该隔热保温管的导热系数小于0.20w/m.k，保温性能好。能把热载体的热量送到1000米以下的井底，加热深度大。
4、摩擦阻力小，循环量高，加热效果好。这种隔热保温管采用的等径设计，与流体的摩擦阻力小，过流面积大，因此热载体循环量高，加热效果好。
5、不受抽油杆伸缩应力的影响，密封性能好，使用寿命长。这种隔热保温管独立于空心抽油杆设计，使用过程中不受空心抽油杆伸缩应力的影响，只承受自重，受力小。连接处采用耐高温密封圈密封，密封性能好。采用的材质为强度高，抗腐蚀的管材，使用寿命比目前的双空心杆和非金属管材大大延长。
6、起下施工方便，采用单根连接方式，起下施工较为方便。
7、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，因此该隔热保温管的重量比同等厚度的金属管材要小得多。
以下结合附图和具体实施例对本实用新型进行详细描述，但不作为对本实用新型的限定。
附图说明
图1为本实用新型一实施例的结构示意图；
图2为本实用新型一实施例的内、外接头装配示意图。
其中，附图标记
1内接头
11扳手平面
12密封槽
13密封圈
14第一凸台
15外螺纹部
2外接头
21扳手平面
22内圆密封面
23内螺纹部
24第二凸台
3内管
4外管
5隔热层
具体实施方式
下面结合附图对本发明的结构原理和工作原理作具体的描述：
参见图1，图1为本实用新型一实施例的结构示意图。本实用新型的用于石油开采的隔热保温管，用于空心抽油杆的内部，所述隔热保温管包括内接头1、外接头2，同轴设置的内管3和外管4，以及填充于内管3和外管4之间的隔热层5，所述内管3与外管4两端分别与所述内接头1及所述外接头2固定连接，所述外接头2设置有内螺纹部23，所述内接头1设置有与所述内螺纹部23匹配的外螺纹部15，所述外管4的外径与所述外接头2的外径相等，避免了载热流体在接头处的阻流损失，提高了传热效率。摩擦阻力小，循环量高，加热效果好。这种等径隔热保温管采用的等径设计，与流体的摩擦阻力小，过流面积大，因此热载体循环量高，加热效果好。
本实用新型的内管3与所述内接头1及所述外接头2的连接还可设置为如下结构：所述内接头1的内圆表面设置有第一凸台14，所述外接头2的内圆表面设置有第二凸台24，所述内管3的两端分别抵靠在所述第一凸台14与所述第二凸台24上。所述内管3的两端分别与所述外接头2和/或所述内接头1过盈配合连接或焊接，也可采用螺纹连接。所述外管4的一端与所述外接头2焊接，所述外管4的另一端与所述内接头1焊接或螺纹连接。
为了安装方便，所述外接头2的外圆表面上可设置一安装时适于扳手夹钳的扳手平面21，该扳手平面21可设置在外接头的中部。同样，所述内接头1的外圆表面上也可设置一扳手平面11，该扳手平面11也可设置在内接头的中部。
为了保证连接的密封效果，所述内接头1上可设置一个、两个或多个密封槽12，所述密封槽12内容置有适配的密封圈13，所述外接头2设置有与所述密封槽12和密封圈13对应的内圆密封面22。为了延长使用寿命，所述内接头1、外接头2、内管3及所述外管4均采用不锈钢材质，也可选择例如：35CrMo或N80等耐腐蚀高强度合金材料。
其中，所述内接头1和外接头2上的螺纹部也可为锥形螺纹，由于锥形螺纹自身具有密封功能，所以在设计时可去掉内接头上的密封槽12和密封圈13。
所述隔热层5可采用例如：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耐高温绝热材料。这种绝热材料在热面400℃时，导热系数小于0.030w/m.k。该隔热保温管的导热系数小于0.20w/m.k，导热系数低，保温性能好。能把热载体的热量送到1000米以下的井底，加热深度大。
图2为本实用新型一实施例的内、外接头装配示意图。为了安装方便，在内接头1、外接头2的中部外圆周面上设置有扳手平面11、21。在使用过程中，根据需要，多根隔热保温管相互插接，具体插接方式为，一根隔热保温管的内接头1插入至另一根隔热保温管的外接头2端，旋转使外螺纹部15与内螺纹部23配合，并使密封槽12和密封圈13容置于密封圆周面222内，以起到密封作用。采用单根连接方式，起下施工较为方便。
这种用于石油开采的隔热保温管独立于空心抽油杆设计，使用过程中不受空心抽油杆伸缩应力的影响，只承受自重，受力小。连接处采用耐高温密封圈13密封，密封性能好。采用的材质为强度高，抗腐蚀的管材，使用寿命比目前的双空心杆和非金属管材大大延长。
当然，本实用新型还可有其它多种实施例，在不背离本实用新型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实用新型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实用新型所附的权利要求的保护范围。