一種填充無機發(fā)泡材料的隔熱油管的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及一種隔熱油管，特別是關(guān)于一種填充無機發(fā)泡材料的隔熱油管。
【背景技術(shù)】
[0002]稠油熱采通常采用高溫水蒸汽吞吐技術(shù)，為了減少熱能損失采用隔熱油管輸送蒸汽。采用真空隔熱技術(shù)的油管通常具有最好的隔熱效果，但實踐中真空隔熱油管往往出現(xiàn)數(shù)個月或一兩年就提前失效，而且海上作業(yè)難度遠高于陸地作業(yè)，因此延長隔熱油管有效使用時間的問題十分重要。
[0003]分析真空隔熱油管提前失效的原因可以發(fā)現(xiàn)，這是由于井下注入的水蒸汽經(jīng)常是處于亞臨界或超臨界狀態(tài)，在此高溫下稠油會產(chǎn)生化學反應，析出氫氣，氫氣的分子體積極小，在一定壓力下可以穿透沒有缺陷的金屬板材的金屬分子間隙，這種現(xiàn)象被稱為氫滲現(xiàn)象。因為氫氣的分子量極小，所以氫氣分子運動速度高于空氣中的氮氣分子和氧氣分子，與壁面撞擊頻率數(shù)倍于空氣，氫氣分子在碰撞中與壁面直接交換能量，因而氫氣是導熱能力最好的氣體，約7倍于空氣。氫氣分子在高溫高壓下，逐漸穿過真空隔熱油管鋼管進入真空隔熱空間(通常稱為“環(huán)空”)。這個過程經(jīng)過一定的時間，在環(huán)空中積累足夠的氫氣，致使導熱性能上升10倍以上，形成真空隔熱油管提前失效。
[0004]常用鋼材等金屬材料都無法完全阻止氫氣穿過，現(xiàn)有的方法包括增加環(huán)空中的氫吸附劑量、在管壁上增加降低氫滲的鍍層和采用合金材料以減低氫滲速度，但氫滲造成油管提前失效的問題不可能完全解決，上述方法無法滿足工業(yè)要求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]針對上述問題，本實用新型的目的是提供一種通過阻止?jié)B入真空隔熱油管的環(huán)空中的氫氣自由運動以延長隔熱油管壽命的填充無機發(fā)泡材料的隔熱油管。
[0006]為實現(xiàn)上述目的，本實用新型采取以下技術(shù)方案:一種填充無機發(fā)泡材料的隔熱油管，其特征在于:它包括接箍、外管、內(nèi)管、隔熱體、襯管、隔熱襯套和密封圈；所述接箍一端通過螺紋與所述外管連接，所述外管內(nèi)設(shè)置有圓弧形的所述內(nèi)管；所述內(nèi)管的兩端分別與所述外管內(nèi)壁面焊接，與所述外管內(nèi)壁面之間形成環(huán)空空間；在所述環(huán)空空間內(nèi)填充有閉孔型無機發(fā)泡材料形成的隔熱體；位于所述接箍內(nèi)，在所述外管內(nèi)的所述內(nèi)管端部設(shè)置有所述襯管，所述襯管外套裝有所述隔熱襯套；在所述襯管端部位于所述襯管與所述接箍之間設(shè)置有所述密封圈。
[0007]所述隔熱體的厚度為5?20毫米。
[0008]所述隔熱體為閉孔型泡沫玻璃或空心玻璃微珠或空心玻璃微球。
[0009]所述隔熱體為空心玻璃微珠和空心玻璃微球的混合物。
[0010]本實用新型由于采取以上技術(shù)方案，其具有以下優(yōu)點:1、本實用新型由于采用在隔熱油管的外管和內(nèi)管之間的環(huán)空內(nèi)填充閉孔型無機發(fā)泡材料作為隔熱體，使得滲入環(huán)空內(nèi)的氫氣只能在無機發(fā)泡材料的微孔中自由運動，將微孔高溫面的熱量傳到低溫面，無法直接將熱量從環(huán)空高溫面?zhèn)鞯降蜏孛妗錃庖暂^慢的速度逐次穿過多層固體壁面時，失去作為熱載體的直接導熱能力，因此相對于在真空中自由運動的氫氣，在無機發(fā)泡材料的微孔中運動的氫氣導熱作用大幅度下降，不會隨著氫氣的滲入量逐漸增加到一定程度而使隔熱油管的隔熱能力大幅度下降。2、本實用新型由于采用無機發(fā)泡材料作為隔熱體，使得氫氣滲入微孔內(nèi)后與無機發(fā)泡材料中的發(fā)泡氣體(主要是二氧化碳)形成氫氣-二氧化碳混合氣體，其導熱系數(shù)遠遠小于純氫氣導熱系數(shù)，且導熱能力不會隨著氫氣滲入量的增加而大幅度上升，因此可以大幅度推遲隔熱油管的失效時間。3、本實用新型由于采用增加隔熱油管的外管和內(nèi)管之間的環(huán)空厚度，使得填充無機發(fā)泡材料的隔熱油管隔熱性能可以達到真空隔熱油管沒有氫滲時的隔熱水平。綜上所述，本實用新型可以廣泛應用于稠油熱采工藝中。
【附圖說明】
[0011]圖1是本實用新型的結(jié)構(gòu)示意圖
【具體實施方式】
[0012]下面結(jié)合附圖和實施例對本實用新型進行詳細的描述。
[0013]如圖1所示，本實用新型提供一種填充無機發(fā)泡材料的隔熱油管，其包括接箍1、外管2、內(nèi)管3、隔熱體4、襯管5、隔熱襯套6和密封圈7。接箍I 一端通過螺紋與外管2連接，外管2內(nèi)設(shè)置有圓弧形的內(nèi)管3。內(nèi)管3的兩端分別與外管2內(nèi)壁面焊接，與外管2內(nèi)壁面之間形成環(huán)空空間，在環(huán)空空間內(nèi)填充有無機發(fā)泡材料形成的隔熱體4。位于接箍I內(nèi)，在外管2內(nèi)的內(nèi)管3端部設(shè)置有襯管5，襯管5外套裝有隔熱襯套6。在襯管5端部位于襯管5與接箍I之間設(shè)置有密封圈7。
[0014]隔熱體4采用無機發(fā)泡材料中的閉孔型發(fā)泡材料，如泡沫玻璃、空心玻璃微珠、空心玻璃微球或前面幾者的混合物。在外管2和內(nèi)管3之間的環(huán)空空間內(nèi)填充有無機發(fā)泡材料形成的隔熱體4，這樣的隔熱油管的隔熱性能略低于真空隔熱油管，但填充無機發(fā)泡材料的導熱系數(shù)仍較低，在隔熱油管可以接受的范圍內(nèi)。
[0015]在一個優(yōu)選的實施例中，外管2和內(nèi)管3之間的隔熱體4厚度為5?20毫米，隔熱體4的厚度為15?18毫米。這樣可以使得填充無機發(fā)泡材料的隔熱油管隔熱性能達到真空隔熱油管沒有氫滲時的隔熱水平。
[0016]在一個優(yōu)選的實施例中，隔熱體4采用閉孔型泡沫玻璃，閉孔型泡沫玻璃的導熱系數(shù)為0.03?0.05W/ (m.K)，孔徑范圍0.1?2mm，表觀密度約為50?120kg/m3。
[0017]在一個優(yōu)選的實施例中，隔熱體4采用空心玻璃微珠，空心玻璃微珠粒徑為15?135 μ m，真實密度約為120kg/m3，導熱系數(shù)< 0.045W/ (m.K)。
[0018]在一個優(yōu)選的實施例中，隔熱體4采用空心玻璃微球，空心玻璃微球直徑在I?1mm之間，堆密度彡100kg/m3，氣孔封閉率超過95%，導熱系數(shù)彡0.050W/ (m.K)。
[0019]在一個優(yōu)選的實施例中，隔熱體4采用空心玻璃微珠和空心玻璃微球的混合物，空心玻璃微球之間的孔隙可以充填空心玻璃微珠。
[0020]上述各實施例僅用于說明本實用新型，其中各部件的結(jié)構(gòu)、連接方式和制作工藝等都是可以有所變化的，凡是在本實用新型技術(shù)方案的基礎(chǔ)上進行的等同變換和改進，均不應排除在本實用新型的保護范圍之外。
【主權(quán)項】
1.一種填充無機發(fā)泡材料的隔熱油管，其特征在于:它包括接箍、外管、內(nèi)管、隔熱體、襯管、隔熱襯套和密封圈；所述接箍一端通過螺紋與所述外管連接，所述外管內(nèi)設(shè)置有圓弧形的所述內(nèi)管；所述內(nèi)管的兩端分別與所述外管內(nèi)壁面焊接，與所述外管內(nèi)壁面之間形成環(huán)空空間；在所述環(huán)空空間內(nèi)填充有閉孔型無機發(fā)泡材料形成的隔熱體；位于所述接箍內(nèi)，在所述外管內(nèi)的所述內(nèi)管端部設(shè)置有所述襯管，所述襯管外套裝有所述隔熱襯套；在所述襯管端部位于所述襯管與所述接箍之間設(shè)置有所述密封圈。
2.如權(quán)利要求1所述的一種填充無機發(fā)泡材料的隔熱油管，其特征在于:所述隔熱體的厚度為5?20毫米。
3.如權(quán)利要求1或2所述的一種填充無機發(fā)泡材料的隔熱油管，其特征在于:所述隔熱體為閉孔型泡沫玻璃或空心玻璃微珠或空心玻璃微球。
4.如權(quán)利要求1或2所述的一種填充無機發(fā)泡材料的隔熱油管，其特征在于:所述隔熱體為空心玻璃微珠和空心玻璃微球的混合物。
【專利摘要】本實用新型涉及一種填充無機發(fā)泡材料的隔熱油管，它包括接箍、外管、內(nèi)管、隔熱體、襯管、隔熱襯套和密封圈；所述接箍一端通過螺紋與所述外管連接，所述外管內(nèi)設(shè)置有圓弧形的所述內(nèi)管；所述內(nèi)管的兩端分別與所述外管內(nèi)壁面焊接，與所述外管內(nèi)壁面之間形成環(huán)空空間；在所述環(huán)空空間內(nèi)填充有無機發(fā)泡材料形成所述隔熱體；位于所述接箍內(nèi)，在所述外管內(nèi)的所述內(nèi)管端部設(shè)置有所述襯管，所述襯管外套裝有所述隔熱襯套；在所述襯管端部位于所述襯管與所述接箍之間設(shè)置有所述密封圈。本實用新型提供一種通過阻止?jié)B入真空隔熱油管的環(huán)空中的氫氣自由運動以延長隔熱油管壽命的填充閉孔型無機發(fā)泡材料制造隔熱油管的方法，可廣泛應用于稠油熱采工藝中。
【IPC分類】E21B17-00, E21B36-00, E21B43-24
【公開號】CN204511322
【申請?zhí)枴緾N201520073150
【發(fā)明人】何保生, 盛宏至, 于繼飛, 徐永香, 張曉亮, 周成龍, 丁祖鵬
【申請人】中國海洋石油總公司, 中海油研究總院
【公開日】2015年7月29日
【申請日】2015年2月2日