本发明涉及油田采油与集输系统,具体涉及一种井下隔热油管及其制备方法。
背景技术:
隔热油管的问世,起源于稠油油藏的开发。由于蒸汽驱热量损失较大,各国学者在上世纪80年代开始致力于隔热油管的研究,经过30多年的理论分析与优化,逐步得到了较为理想的井筒传热数学模型并研制了多种井下隔热油管。
目前,市面上常用的井下隔热油管主要有二大类;一是用于稠油油藏的真空隔热油管;二是用于普通油藏的保温隔热油管。
真空隔热油管投资高、制造难度大、对井筒的安装尺寸要求较高且油管接箍处漏热量较大,还需要进一步改进。
对于普通隔热油管来说,通常是将油管外壁进行保温或喷涂隔热涂料,普通的保温材料及隔热涂料导热系数较大,受井筒尺寸的限制,又不能过厚,虽然具有一定的保温作用,但节能效果不好;且在油井检修时,由于保温层与管外壁没有粘结,受机械吊装作业的影响易出现保温层脱管,破损;涂层裂纹、局部掉落等问题,进一步优化改进的空间较大。
技术实现要素:
发明目的:本发明针对上述现有技术存在的问题做出改进,即本发明的第一个目的在于公开了一种即适用稠油油井、又适用普通油井的高效节能、经济环保型的井下隔热油管。油田通过隔热油管的应用,可大幅提高单井井口油温,降低集输系统能耗,节约开发成本。本发明的第二个目的在于公开一种井下隔热油管的制备方法。
技术方案:一种井下隔热油管,包括阳端限位器、阴端限位器及隔热油管主体,所述阳端限位器通过螺纹连接的方式固设于所述隔热油管主体的一端,所述阴端限位器通过螺纹连接的方式固设于所述隔热油管主体的另一端;
隔热油管主体从内向外依次为油管、耐高温聚酯树脂底漆层、第一纳米孔隔热管毡、改性环氧玻璃钢外护层及抗老化胶衣层。
进一步地,所述阳端限位器包括两个阳端限位器壳体和两个第一螺母;
所述阳端限位器壳体的径向截面为半圆形,在阳端限位器壳体内侧设有拱形的容纳空间,在拱形的容纳空间的内壁粘设有第二纳米孔隔热管毡;
所述阳端限位器壳体的两端设有第一外螺纹,该第一外螺纹与所述第一螺母的内螺纹相啮合。
进一步地,所述阴端限位器包括两个阴端限位器壳体、第二螺母和第三螺母;
所述阴端限位器壳体的径向截面为半圆形,在阴端限位器壳体的内侧设有两个不同径的拱形的容纳空间,在每个拱形的容纳空间的内侧壁粘设有第三纳米孔隔热管毡;
在阴端限位器壳体的一端设有第二外螺纹,该第二外螺纹与第二螺母的内螺纹相啮合;在阴端限位器壳体的另一端设有第三外螺纹,该第三外螺纹与所述第三螺母的内螺纹相啮合。
进一步地,第一纳米孔隔热管毡为气凝胶超级纳米孔隔热管毡或陶瓷纳米纤维隔热管毡。
更进一步的,气凝胶超级纳米孔隔热管毡的导热系数为0.013~0.02w/m.k。
更进一步地,陶瓷纳米纤维隔热管毡的导热系数为0.010~0.015w/m.k。
一种井下隔热油管的制备方法,包括以下步骤:
(1)对油管进行除锈处理,除锈等级为sa2.5,然后进入步骤(2);
(2)在油管的一端安装阴端限位器,然后进入步骤(3);
(3)在油管的另一端安装阳端限位器,然后进入步骤(4);
(4)在油管的外侧涂刷聚酯树脂底漆形成耐高温聚酯树脂底漆层,然后进入步骤(5);
(5)在耐高温聚酯树脂底漆层的外侧粘设第一纳米孔隔热管毡,然后进入步骤(6);
(6)在第一纳米孔隔热管毡的外侧粘设改性环氧玻璃钢防护层,改性环氧玻璃钢防护层的长度与油管主体长度相适应,然后进入步骤(7);
(7)在改性环氧玻璃钢防护层的外侧涂刷抗老化胶衣形成抗老化胶衣层,即得到井下隔热油管。
有益效果:本发明公开的一种井下隔热油管及其制备方法具有以下有益效果:
1、保温效果高,减少集输系统加热炉燃油能耗;
2、节约运行费用,进行效益显著;
3、制备工艺简单,易于实现大规模生产。
附图说明
图1为隔热油管主体的结构示意图;
图2为阳端限位器轴向剖面的分解示意图;
图3为阴端限位器轴线剖面的分解示意图;
图4a~4g为本发明公开的一种井下隔热油管的制备方法的流程示意图;
其中:
1-抗老化胶衣层
2-改性环氧玻璃钢外护层
3-第一纳米孔隔热管毡
4-耐高温聚酯树脂底漆层
5-油管
6-阳端限位器
7-阴端限位器
61-阳端限位器壳体
62-第一外螺纹
63-第二纳米孔隔热管毡
64-第一螺母
71-阴端限位器壳体
72-第二外螺纹
73-第三纳米孔隔热管毡
74-第三外螺纹
75-第二螺母
76-第三螺母
具体实施方式:
下面对本发明的具体实施方式详细说明。
具体实施例1
如图1~3所示,一种井下隔热油管,包括阳端限位器6、阴端限位器7及隔热油管主体,阳端限位器6通过螺纹连接的方式固设于隔热油管主体的一端,阴端限位器7通过螺纹连接的方式固设于隔热油管主体的另一端;
隔热油管主体从内向外依次为油管5、耐高温聚酯树脂底漆层4、第一纳米孔隔热管毡3、改性环氧玻璃钢外护层2及抗老化胶衣层1。
进一步地,阳端限位器6包括两个阳端限位器壳体61和两个第一螺母64;
阳端限位器壳体61的径向截面为半圆形,在阳端限位器壳体61内侧设有拱形的容纳空间,在拱形的容纳空间的内壁粘设有第二纳米孔隔热管毡63;
阳端限位器壳体61的两端设有第一外螺纹62,第一外螺纹62与第一螺母64的内螺纹相啮合。
进一步地,阴端限位器7包括两个阴端限位器壳体71、第二螺母75和第三螺母76;
阴端限位器壳体71的径向截面为半圆形,在阴端限位器壳体71的内侧设有两个不同径的拱形的容纳空间,在每个拱形的容纳空间的内侧壁粘设有第三纳米孔隔热管毡73;
在阴端限位器壳体71的一端设有第二外螺纹72,第二外螺纹72与第二螺母75的内螺纹相啮合;在阴端限位器壳体71的另一端设有第三外螺纹74,第三外螺纹74与第三螺母76的内螺纹相啮合。
进一步地,第一纳米孔隔热管毡3为气凝胶超级纳米孔隔热管毡。第二纳米孔隔热管毡63、第三纳米孔隔热管毡73也为气凝胶超级纳米孔隔热管毡。
更进一步的,气凝胶超级纳米孔隔热管毡的导热系数为0.013~0.02w/m.k。因气凝胶超级纳米孔隔热管毡的导热系数极低,可大大降低油管内油流的散热量。
改性环氧玻璃钢外护层2是一种光敏高分子树脂膜,这种膜能在紫外光照射下会迅速发生聚合反应,并短时间变得坚硬而光滑,形成具有较高力学性能的保护层,可有效防止因吊装而造成的机械性损伤。
采用改性环氧玻璃钢外护层2,即满足油井施工作业过程中造成的磕碰破坏,又满足井下因倾斜度而造成的隔热油管与井筒套管之间的摩擦破坏,有效的保护了隔热层的稳定性。
采用的改性环氧玻璃钢外护层2,具有极强的抗腐蚀特性,可有效防止油套环形空间油气中的h2s和co2酸性气体腐蚀。
采用抗老化胶衣1,可以进一步提高环氧玻璃钢外护层的使用寿命。
如图4a~4g所示,一种井下隔热油管的制备方法,包括以下步骤:
(1)对油管进行除锈处理,除锈等级符合《涂覆涂料前钢材表面处理表面清洁度的目视评定第1部分:未涂覆过的钢材表面和全面清除原有涂层后的钢材表面的锈蚀等级和处理等级》(gb/t8923.1-2011)中规定的sa2.5级,然后进入步骤(2);
(2)在油管的一端安装阴端限位器,然后进入步骤(3);
(3)在油管的另一端安装阳端限位器,然后进入步骤(4);
(4)在油管的外侧涂刷聚酯树脂底漆形成耐高温聚酯树脂底漆层,然后进入步骤(5);
(5)在耐高温聚酯树脂底漆层的外侧粘设第一纳米孔隔热管毡,然后进入步骤(6);
(6)在第一纳米孔隔热管毡的外侧粘设改性环氧玻璃钢防护层,改性环氧玻璃钢防护层的长度与油管主体长度相适应;
(7)在改性环氧玻璃钢防护层的外侧涂刷抗老化胶衣形成抗老化胶衣层,即得到井下隔热油管。
具体实施例2
与具体实施例1大致相同,区别仅仅在于:
第一纳米孔隔热管毡3为陶瓷纳米纤维隔热管毡。第二纳米孔隔热管毡63、第三纳米孔隔热管毡73也为陶瓷纳米纤维隔热管毡。
陶瓷纳米纤维隔热管毡的导热系数为0.010~0.015w/m.k。因为陶瓷纳米纤维隔热管毡的导热系数极低,可大大降低油管内油流的散热量。
上面对本发明的实施方式做了详细说明。但是本发明并不限于上述实施方式,在所属技术领域普通技术人员所具备的知识范围内,还可以在不脱离本发明宗旨的前提下做出各种变化。