NL8202042A - DOUBLE-WALLED INSULATING TUBE, AND METHOD FOR MANUFACTURING IT. - Google Patents
DOUBLE-WALLED INSULATING TUBE, AND METHOD FOR MANUFACTURING IT. Download PDFInfo
- Publication number
- NL8202042A NL8202042A NL8202042A NL8202042A NL8202042A NL 8202042 A NL8202042 A NL 8202042A NL 8202042 A NL8202042 A NL 8202042A NL 8202042 A NL8202042 A NL 8202042A NL 8202042 A NL8202042 A NL 8202042A
- Authority
- NL
- Netherlands
- Prior art keywords
- tube
- pipe
- tube body
- funnel
- insulating
- Prior art date
Links
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims description 14
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 12
- 230000008878 coupling Effects 0.000 claims description 19
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 claims description 19
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 claims description 19
- 238000005242 forging Methods 0.000 claims description 17
- 239000011810 insulating material Substances 0.000 claims description 9
- 238000003825 pressing Methods 0.000 claims 1
- 239000004744 fabric Substances 0.000 description 12
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 11
- 238000009413 insulation Methods 0.000 description 9
- 229910052918 calcium silicate Inorganic materials 0.000 description 5
- 239000000378 calcium silicate Substances 0.000 description 5
- OYACROKNLOSFPA-UHFFFAOYSA-N calcium;dioxido(oxo)silane Chemical compound [Ca+2].[O-][Si]([O-])=O OYACROKNLOSFPA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 5
- 239000003921 oil Substances 0.000 description 5
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 4
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 4
- 238000005755 formation reaction Methods 0.000 description 4
- 239000000463 material Substances 0.000 description 4
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 4
- 238000005553 drilling Methods 0.000 description 3
- 239000000835 fiber Substances 0.000 description 3
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 3
- 230000008569 process Effects 0.000 description 3
- 238000007789 sealing Methods 0.000 description 3
- 238000003466 welding Methods 0.000 description 3
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 2
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 239000011888 foil Substances 0.000 description 2
- 230000017525 heat dissipation Effects 0.000 description 2
- 229930195733 hydrocarbon Natural products 0.000 description 2
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 description 2
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 2
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 2
- 230000013011 mating Effects 0.000 description 2
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 2
- 239000004215 Carbon black (E152) Substances 0.000 description 1
- 238000010793 Steam injection (oil industry) Methods 0.000 description 1
- 230000009471 action Effects 0.000 description 1
- 230000002411 adverse Effects 0.000 description 1
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 1
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 1
- 239000000470 constituent Substances 0.000 description 1
- 239000010779 crude oil Substances 0.000 description 1
- 230000002349 favourable effect Effects 0.000 description 1
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 1
- 239000000295 fuel oil Substances 0.000 description 1
- 239000003365 glass fiber Substances 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 239000012774 insulation material Substances 0.000 description 1
- 230000007774 longterm Effects 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000010422 painting Methods 0.000 description 1
- 239000003208 petroleum Substances 0.000 description 1
- 239000012858 resilient material Substances 0.000 description 1
- 125000006850 spacer group Chemical group 0.000 description 1
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16L—PIPES; JOINTS OR FITTINGS FOR PIPES; SUPPORTS FOR PIPES, CABLES OR PROTECTIVE TUBING; MEANS FOR THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16L59/00—Thermal insulation in general
- F16L59/14—Arrangements for the insulation of pipes or pipe systems
- F16L59/15—Arrangements for the insulation of pipes or pipe systems for underground pipes
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
- E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
- E21B17/00—Drilling rods or pipes; Flexible drill strings; Kellies; Drill collars; Sucker rods; Cables; Casings; Tubings
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
- E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
- E21B36/00—Heating, cooling or insulating arrangements for boreholes or wells, e.g. for use in permafrost zones
- E21B36/003—Insulating arrangements
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Geology (AREA)
- Mining & Mineral Resources (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Fluid Mechanics (AREA)
- General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Geochemistry & Mineralogy (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Thermal Insulation (AREA)
Description
* N/30.961-St/id «* N / 30961-St / id «
Dubbelwandige isolerende buis, alsmede werkwijze voor de vervaardiging daarvan.Double-walled insulating tube and method for its manufacture.
De uitvinding betreft een dubbelwandige isolerende buis in het bijzonder bestemd voor plaatsing in een boorput, waarbij in de ringvormige ruimte tussen de concentrische wanden van de buis een isolatiemateriaal is aan-5 gebracht en afdichtend opgesloten.The invention relates to a double-walled insulating pipe, in particular intended for placement in a well, in which an insulating material is arranged in the annular space between the concentric walls of the pipe and sealed.
Bij de produktie van boorputten wordt in sommige gevallen stoom in een inlaatput geïnjecteerd om de opbrengst van koolwaterstoffen te verhogen door een verlaging van de hoge viscositeit van ruwe olie, ook wel genoemd 10 "heavy crude". Door de lagere viscositeit wordt de olie gemakkelijker verpompbaar. Een methode om dit te bereiken bestaat uit het injecteren van een grote hoeveelheid stoom in de produktiezone, die deze zware olie bevat, en wel gedurende een relatief lange tijd van bijvoorbeeld drie tot vijf 15 weken. Na die behandeling is de viscositeit van de warme olie verminderd, zodat deze olie gemakkelijk door een met de produktiezone in verbinding staande produktieput kan worden gepompt. Het is ook mogelijk om de inlaatput dan voor produktie in te richten. Ook kan met bekende technieken een 20 "stoomstroom" worden opgewekt, in het algemeen door een inlaatput, om de stroom en de geproduceerde koolwaterstoffen in een nabij gelegen produktieput te drijven.In the production of wells, in some cases steam is injected into an inlet well to increase the hydrocarbon yield by decreasing the high viscosity of crude oil, also referred to as "heavy crude". The lower viscosity makes the oil easier to pump. One method of accomplishing this is to inject a large amount of steam into the production zone containing this heavy oil over a relatively long period of, say, three to five weeks. After that treatment, the viscosity of the hot oil is reduced, so that this oil can be easily pumped through a production well connected to the production zone. It is also possible to arrange the inlet well for production. Also, "known steam techniques" can be generated, generally through an inlet well, to drive the stream and hydrocarbons produced into a nearby production well.
Een van de grootste problemen bij het injecteren van stoom in een ondergrondse produktiezone via een 25 conventionele produktiebuiskolom is, dat de stoom bij zijn neerwaartse stroming naar de produktiezone een grote hoeveelheid van zijn warmte aan de putverbuizing en de omringende formatie afgeeft. Men heeft getracht om het warmteverlies van in ondergrondse formaties gebrachte stoom te 30 verlagen. Een dergelijke poging is beschreven in het Amerikaanse octrooischrift 3.511.282. Dit octrooischrift beschrijft een dubbelwandige buisconstructie, waarbij in de ringvormige ruimte tussen de binnenwand en de buitenwand isolatiemateriaal is gebracht, dat door middel van bussen, die aan elk 35 einde tussen de binnenwand en de buitenwand zijn gelast, in deze ruimte opgesloten ligt. De binnenwand is vóór het vast- 8202042 -2- Λ lassen daarvan aan de buitenwand voorgespannen. De ruimte tussen de beide wanden is met een conventioneel isolatiemateriaal, zoals calciumsilicaat, gevuld. Ofschoon deze methode voor sommige olieveldinstallaties bevredigend kan 5 werken, is dit niet het geval voor die installaties, waar grote temperatuurverschillen tussen de binnenwand en de buitenwand optreden. Ook al is de binnenwand op trek voorgespannen zal in dit geval deze wand als hij warm wordt ten opzichte van de buitenwand uitzetten, zodat de binnen-10 wand zelfs van een toestand onder trekspanning naar een toestand onder drukspanning kan overgaan, hetgeen met gevaar voor knikken gepaard gaat. De grootte van de opgewekte krachten is zodanig, dat in de lasgebieden plaatselijke spanningen optreden, die scheuren veroorzaken, waardoor de 15 isolatie aan de inwerking van de putvloeistoffen wordt blootgesteld en op den duur de isolerende werking van de constructie slechter wordt of zelfs verloren gaat. Om knik tegen tfe gaan worden centreerorganen opgenomen, maar deze kunnen op hun beurt warmteverlies veroorzaken wegens de in het alge-20 meen goede warmtegeleidbaarheid van zulke organen.One of the major problems in injecting steam into an underground production zone through a conventional production tubing column is that the steam, during its downflow to the production zone, releases a large amount of its heat into the well casing and the surrounding formation. Attempts have been made to reduce the heat loss of steam introduced into underground formations. Such an attempt is described in U.S. Pat. No. 3,511,282. This patent describes a double-walled tubular construction, in which insulating material is introduced into the annular space between the inner wall and the outer wall, which material is enclosed in this space by means of bushes welded at each end between the inner wall and the outer wall. The inner wall is prestressed to the outer wall before it is welded. The space between the two walls is filled with a conventional insulating material, such as calcium silicate. Although this method may work satisfactorily for some oilfield plants, it is not the case for those plants where large temperature differences between the inner wall and the outer wall occur. Even if the inner wall is tension-tensioned, in this case this wall will expand when it becomes warm relative to the outer wall, so that the inner wall can even transition from a tensile state to a compressive state, which poses a risk of kinking. is accompanied. The magnitude of the forces generated is such that local stresses occur in the weld areas, which cause cracks, whereby the insulation is exposed to the action of the well fluids and in the long term the insulating effect of the construction deteriorates or even is lost. Centering members are included to prevent kinking, but they in turn can cause heat loss due to the generally good thermal conductivity of such members.
Een andere bekende techniek om het bovengenoemde temperatuurverschil en het daaruit volgende uitzet-tingsverschil tussen de binnenwand en de buitenwand van een isolerende buis te ondervangen bestaat daaruit, dat aan elk 25 einde van het samenstel tussen de beide wanden een dunwan-dige balg wordt geplaatst, waarbij het ene einde van elke balg stijf aan de binnenwand en het andere einde van de balg stijf aan de buitenwand wordt bevestigd. Hierdoor wordt uiteraard de als gevolg van de relatieve beweging tussen de 30 binnenwand en de buitenwand optredende belasting van de las-plaatsen en de verbindingsconstructie tussen de beide wanden verminderd. Zulke balgen brengen echter weer andere problemen mede, doordat zij relatief dunwandig en gevoelig zijn en in het algemeen uit een warmtevast veerkrachtig materiaal 35 zijn vervaardigd, dat de veelal op het olieterrein plaatsvindende ruwe behandeling niet kan uithouden.Another known technique to overcome the above-mentioned temperature difference and the resulting expansion difference between the inner wall and the outer wall of an insulating tube consists in that a thin-walled bellows is placed at each end of the assembly between the two walls, wherein one end of each bellows is rigidly attached to the inner wall and the other end of the bellows is rigidly attached to the outer wall. This, of course, reduces the load on the welding places as a result of the relative movement between the inner wall and the outer wall and the connecting construction between the two walls. Such bellows, however, present other problems, in that they are relatively thin-walled and sensitive and are generally made of a heat-resistant resilient material, which cannot withstand the rough treatment which usually takes place on the oil field.
De uitvinding beoogt een dubbelwandige isolerende buis voor het vormen van een buiskolom in een boorput te verschaffen, die de besproken bezwaren ondervangt.The object of the invention is to provide a double-walled insulating tube for forming a tubular string in a well which obviates the drawbacks discussed.
8202042 « Ii -3-8202042 «II -3-
De isolerende buis volgens de uitvinding heeft een buitenste buislichaam en een concentrisch daarbinnen liggend binnenste buislichaam, dat tenminste één trechtervormige verwijd einde heeft, dat aan het buitenste 5 buislichaam is vastgelast en waarvan de dikte tenminste gelijk is aan de nominale dikte van het binnenste buislichaam tussen de einden daarvan. Ten hoogste zijn slechts twee lassen voor elk afzonderlijk buisstuk nodig. De schuin buitenwaarts omgezette einden van het binnenste buislichaam worden 10 vervaardigd door de einden van een buisvormig lichaam met gestuikte of verbrede einden te smeden. Ofschoon de dikte van de buiseinden door de smeedbewerking wordt verminderd blijven de trechtervormig verwijde buiseinden relatief dik, waardoor zij tot de sterkte van de las bijdragen. Het bin-15 nenste buislichaam is bij voorkeur ten opzichte van het buitenste buislichaam op trek voorgespannen.The insulating tube according to the invention has an outer tube body and a concentric inner tube body, which has at least one funnel-shaped widened end, which is welded to the outer tube body and the thickness of which is at least equal to the nominal thickness of the inner tube body between the ends thereof. At most, only two welds are required for each individual pipe section. The obliquely outwardly flanged ends of the inner tubular body are fabricated by forging the ends of a tubular body with butted or widened ends. Although the thickness of the tube ends is reduced by the forging operation, the funnel-flared tube ends remain relatively thick, thereby contributing to the strength of the weld. The inner tubular body is preferably tension-tensioned relative to the outer tubular body.
Een uitwendige koppeling verbindt de op elkaar aansluitende pijpstukken door een conventionele schroefverbinding tussen de buitenste buislichamen, terwijl een 20 binnenste koppelingsorgaan zich tussen de verwijde delen van de einden van de binnenste buislichamen uitstrekt. Tussen de binnenste en de buitenste koppelingsorganen en in de ringvormige holte tussen het binnenste en het buitenste buislichaam is isolatiemateriaal opgenomen. In deze zich axiaal 25 uitstrekkende holte zijn bij voorkeur isolatiedoek, stijve op druk belastbare isolatiedelen, en een scherm met een laag warmte stralingsvermogen ondergebracht.An external coupling connects the mating pipe pieces by a conventional screw connection between the outer tube bodies, while an inner coupling member extends between the flared parts of the ends of the inner tube bodies. Insulating material is included between the inner and outer coupling members and in the annular cavity between the inner and outer tubular body. This axially extending cavity preferably contains insulating cloth, rigid pressure-resistant insulating parts, and a screen with a low heat emissivity.
De dubbelwandige buis met concentrische wanden wordt bij voorkeur uit in olie- en gasputten gebruikte 30 buisstukken van standaard uitvoering vervaardigd, waarbij de binnenste buislichamen oorspronkelijk gestuikte einden hebben. Door toepassing van deze standaard-buizen wordt een samengestelde buis met concentrische wanden verkregen, waarbij voor elke buissectie telkens slechts twee lassen nodig 35 zijn om de verwijde einddelen van tenminste nominale buis-wanddikte van het binnenste buislichaam aan het buitenste buislichaam te verbinden. De verwijde einddelen blijven echter relatief lang en dun en beperken aldus de weg, waarlangs warmte-overdracht door geleiding kan optreden.The concentric walled double-walled pipe is preferably made from standard construction pipe pieces used in oil and gas wells, the inner pipe bodies having originally butted ends. By using these standard pipes, a composite pipe with concentric walls is obtained, whereby each pipe section requires only two welds at a time to connect the flared end parts of at least nominal pipe wall thickness from the inner pipe body to the outer pipe body. The flared end portions, however, remain relatively long and thin and thus limit the path along which heat transfer by conduction can occur.
8202042 -4-8202042 -4-
In de tekening zijn uitvoeringsvoorbeelden van de dubbelwandige isolerende buis volgens de uitvinding afgeheeld.In the drawing, embodiments of the double-walled insulating tube according to the invention are shown.
Fig. 1 illustreert in een schematische door-5 snede de injectie van stoom door een buiskolom, die uit afzonderlijke dubbelwandige buissecties volgens de uitvinding is samengesteld; fig. 2 is een langsdoorsnede van twee aan hun einden gekoppelde dubbelwandige buissecties, waarbij de 10 verschillende samenstellende onderdelen van de isolerende buis volgens de uitvinding zichtbaar zijn; fig. 3 illustreert de smeedbewerking, waarbij een conventionele gestuikte buis door middel van een smeedvorm aan zijn einde trechtervormig wordt verwijd ter 15 vorming van het binnenste buislichaam van de dubbelwandige isolerende buis; fig. 4 toont in doersnede het profiel van een gestuikt buislichaam nadat de einden daarvan met behulp van de smeedvorm van fig. 3 zijn verwijd; 20 fig. 5 toont in langsdoorsnede de middelen voor het vormen van een vacuum in de ringvormige isolerende holte van de dubbelwandige buis volgens de uitvinding; en fig. 6 is een langsdoorsnede van een andere uitvoeringsvorm.Fig. 1 illustrates in a schematic cross-section the injection of steam through a tubing string composed of separate double-walled tubing sections according to the invention; Fig. 2 is a longitudinal section of two double-walled pipe sections coupled at their ends, showing the 10 different constituent parts of the insulating pipe according to the invention; FIG. 3 illustrates the forging operation in which a conventional spliced tube is funnel-flared at its end to form the inner tube body of the double-walled insulating tube; FIG. 4 is a cross-sectional view of the profile of a crushed tubular body after its ends have been widened by means of the forging mold of FIG. 3; Fig. 5 shows in longitudinal section the means for forming a vacuum in the annular insulating cavity of the double-walled pipe according to the invention; and FIG. 6 is a longitudinal section of another embodiment.
25 In fig. 1 is schematisch de toepassing van een aantal buissecties afgeheeld, die bestaan uit dubbelwandige isolerende buizen volgens de uitvinding en die samen een isolerende buiskolom vormen. De buiskolom T van fig. 1 dient voor de injectie van stoom vanaf de bovenzijde van 30 de put door de buiskolom naar de daaronder liggende formatie. De isolerende buiskolom zorgt ervoor, dat de warmteverliezen tussen het aardoppervlak en de formatie niet zodanig zijn, dat de werking van de stoominjectie teniet wordt gedaan. De buiskolom T bestaat uit een aantal afzonderlijke isolerende 35 buizen of buissecties 2 en is op overeenkomstige wijze als een conventionele buiskolom binnen de putverbuizing C in de put geplaatst.Fig. 1 schematically shows the use of a number of pipe sections, which consist of double-walled insulating pipes according to the invention and which together form an insulating pipe column. The tubing string T of Fig. 1 serves for the injection of steam from the top of the well through the tubing string to the formation below. The insulating tube column ensures that the heat losses between the earth's surface and the formation are not such that the effect of the steam injection is nullified. The tubing string T consists of a number of separate insulating tubing or tubing sections 2 and is similarly placed within the well casing C as a conventional tubing string within the well casing.
In fig. 2 zijn de onderdelen van elke afzonderlijke buis en de verbinding tussen op elkaar aansluitende 8202042 -5- é 4 buizen te zien. Het zal duidelijk zijn, dat het andere einde van elke buis althans in hoofdzaak dezelfde uitvoering heeft als de in fig. 2 afgebeelde buiseinden. Elke afzonderlijke dubbelwandige isolerende buis 2 heeft een buitenste buis-5 lichaam 4 en een binnenste buislichaam 6. Het buitenste buislichaam 2 bestaat uit een recht cilindrisch lichaam met conventionele schroefdraad 10 aan elk einde. Een conventionele uitwendige koppeling 8, die op de schroefdraden 10 aangrijpt, kan voor de verbinding van op elkaar aansluitende 10 dubbelwandige buizen worden gebruikte. Teneinde het aantal lasverbindingen nodig om het binnenste buislichaam 6 aan het buitenste buislichaam 4 vast te zetten te beperken is het einde van het binnenste buislichaam 6 buitenwaarts trechtervormig verwijd zoals in fig. 2 is te zien. Een enkele ringvormige las 30 15 kan dan tussen het binnenste buislichaam 6 en het buitenste buislichaam 4 worden aangebracht. Bij het vormen van de verwijde einden van het 'binnenste buislichaam 6 krijgen deze einden drie secties. De eerste of buitenste sectie 32 heeft een gebogen profiel met een kromtestraal, die ongeveer ge-20 lijk is aan of van dezelfde grootteorde is als de afstand tussen het binnenste buislichaam en het buitenste buislichaam. De toepasbare kromtestraal is niet tot de grootte van deze afstand beperkt, maar door toepassing van een kromtestraal van de bedoelde grootte wordt een gunstige construc-25 tie verkregen. Zoals in fig. 2 is te zien, is de wanddikte van dit deel met gebogen profiel ongeveer gelijk aan een waarde D^· Op deze buitenste sectie 32 aan elk einde van het binnenste buislichaam 6 sluit een zich buitenwaarts verwijdende conische sectie 34 aan. De coniciteit van deze sectie 30 34 hoeft niet groot te zijn en bedraagt bij voorkeur 1°.Fig. 2 shows the components of each individual pipe and the connection between contiguous 8202042-5 pipes. It will be clear that the other end of each tube has at least substantially the same design as the tube ends shown in Fig. 2. Each separate double-walled insulating tube 2 has an outer tube-body 5 and an inner tube-body 6. The outer tube-body 2 consists of a straight cylindrical body with conventional screw thread 10 at each end. A conventional external coupling 8, which engages on the threads 10, can be used for the connection of contiguous double-walled pipes. In order to limit the number of welds required to secure the inner tube body 6 to the outer tube body 4, the end of the inner tube body 6 is flared outwardly as shown in Fig. 2. A single annular weld 30 can then be placed between the inner tube body 6 and the outer tube body 4. When forming the flared ends of the inner tube body 6, these ends are given three sections. The first or outer section 32 has a curved profile with a radius of curvature approximately equal to or of the same order of magnitude as the distance between the inner tubular body and the outer tubular body. The applicable radius of curvature is not limited to the magnitude of this distance, but a favorable construction is obtained by using a radius of curvature of the intended size. As can be seen in Fig. 2, the wall thickness of this curved profile portion is approximately equal to a value D ^ To this outer section 32 at each end of the inner tubular body 6 connects an outwardly widening conical section 34. The conicity of this section 30 34 need not be large and is preferably 1 °.
Voorts is bij voorkeur een tweede sterker conisch verlopende sectie 36 aanwezig, die een overgang vormt tussen de conische sectie 34 en het centrale deel van het binnenste buislichaam 6. Deze overgangssectie 36 heeft bij voorkeur een coniciteit 35 van circa 5°.Furthermore, a second, more conically extending section 36 is preferably provided, which forms a transition between the conical section 34 and the central part of the inner tube body 6. This transition section 36 preferably has a conicity 35 of approximately 5 °.
In de samengestelde enkele isolerende buis als afgeheeld in fig. 2 is tussen het buitenste buislichaam 4 en het binnenste buislichaam 6 een ringvormige holte 13 gevormd, die met een warmte-isolerend materiaal is gevuld.In the composite single insulating tube as shown in Fig. 2, an annular cavity 13 filled with a heat insulating material is formed between the outer tube body 4 and the inner tube body 6.
8202042 * % -β-8202042 *% -β-
Bij voorkeur bestaat deze warmte-isolatie uit een combinatie van een isolatiedoek 12 van keramische vezels, tenminste êën stijf isolatielichaam 14 en een reflecterend hitteschild 18. Het stijve cilindrische isolatielichaam 14 ligt in de 5 ringvormige holte. 13 tussen de aan het buitenste buislichaam 4 gelaste einden van het binnenste buislichaam 6. Bij voorkeur bestaat dit stijve isolatielichaam uit een pijpvormig deel, dat hoge temperaturen kan weerstaan en dat uit cal-ciumsilicaat is gevormd. Het pijpvormige isolatielichaam 14 10 vormt een steunconstructie tussen het binnenste buislichaam 6 en het buitenste buislichaam 4 tussen de einden van de ringvormige holte 13. Het isolatielichaam 14 kan uit een conventioneel pijpstuk van calciumsilicaat bestaan, zoals bijvoorbeeld onder het merk "Thermo-12" inde handel wordt ge-15 bracht. Zulke standaard isolatielichamen zijn in halve cilindrische delen verkrijgbaar en kunnen om het binnenste buislichaanf 6 worden geplaatst, waarna metalen banden 16 om deze halve delen kunnen worden bevestigd ter vorming van een enkel ringvormig isolatielichaam, dat het buitenste buis-20 lichaam 4 ten opzichte van het binnenste buislichaam 6 ondersteunt.Preferably, this heat insulation consists of a combination of an insulating fabric 12 of ceramic fibers, at least one rigid insulating body 14 and a reflective heat shield 18. The rigid cylindrical insulating body 14 lies in the annular cavity. 13 between the ends of the inner tube body 6 welded to the outer tube body 4. Preferably, this rigid insulating body consists of a pipe-shaped part, which can withstand high temperatures and which is formed from calcium silicate. The tubular insulating body 14 10 forms a support structure between the inner tubular body 6 and the outer tubular body 4 between the ends of the annular cavity 13. The insulating body 14 may consist of a conventional calcium silicate pipe piece such as, for example, under the trade mark "Thermo-12" in the trade is made. Such standard insulating bodies are available in semi-cylindrical parts and can be placed around the inner pipe body 6, after which metal bands 16 can be attached around these half parts to form a single annular insulating body, which connects the outer pipe body 4 to the inner tube body 6 supports.
De isolatie 12 in het overige deel van de ringvormige ruimte 13 kan uit eveneens in de handel verkrijgbaar warmte-isolerend doek bestaan, dat uit lange me-25 chanisch verbonden vuurvaste vezels is samengesteld, die een grote doeksterkte, flexabiliteit en een hoge isolatie-waarde verschaffen. Dergelijke isolatiedoeken zijn bijvoorbeeld onder de merknamen "Thermo-Mat" of "Ceratex" in de handel verkrijgbaar en zijn voor het onderhavige doel zeer 30 geschikt gebleken. Dit isolatiedoek kan tussen de isolatielichamen 14 en de einden van de ringvormige ruimten 13 aan het binnenste buislichaam 6 zijn bevestigd, bijvoorbeeld door een conventionele glasvezelband om de buitenzijde van het isolatiedoek 14 te wikkelen. Het isolatiedoek 12 en het 35 stijve isolatielichaam 14 van calciumsilicaat moeten de ringvormige ruimte 13 tussen de beide buislichamen althans nagenoeg geheel opvullen. Bij voorkeur wordt daarbij de ringvormige holte 13 althans ten dele leeggezogen om te voorkomen, dat vocht de goede werking van de isolatie tegen 8202042 , is • * -7- warmteconvectie ongunstig kan beïnvloeden.The insulation 12 in the remaining part of the annular space 13 may consist of a commercially available heat-insulating cloth, which is composed of long mechanically bonded refractory fibers, which have a high cloth strength, flexibility and a high insulating value. provide. Such insulating cloths are, for example, commercially available under the brand names "Thermo-Mat" or "Ceratex" and have proved very suitable for the present purpose. This insulating fabric may be attached to the inner tubular body 6 between the insulating bodies 14 and the ends of the annular spaces 13, for example by wrapping a conventional glass fiber tape around the outside of the insulating fabric 14. The insulating fabric 12 and the rigid insulating body 14 of calcium silicate must at least substantially fill the annular space 13 between the two tubular bodies. Preferably, the annular cavity 13 is at least partially sucked empty in order to prevent moisture from adversely affecting the proper functioning of the insulation against heat convection.
Behalve deze door het isolatiedoek 12 en het stijve isolatielichaam 14 gevormde isolatie tegen warmte-convectie is bij voorkeur nog een straling-reflecterend 5 warmteschild 18 aangebracht. Dit warmteschild is op het buitenvlak van het binnenste buislichaam 6 aangebracht en bestaat uit een materiaal met een relatief laag warmtestra-lingsvermogen. Dit warmteschild kan uit een om het binnenste buislichaam 6 aangebrachte aluminiumfolie bestaan, die een 10 reflecterend oppervlak heeft en de warmte-overdracht door de buis verder omlaag brengt.In addition to this insulation against heat convection formed by the insulating cloth 12 and the rigid insulating body 14, a radiation-reflecting heat shield 18 is preferably also provided. This heat shield is arranged on the outer surface of the inner tube body 6 and consists of a material with a relatively low heat radiation capacity. This heat shield can consist of an aluminum foil arranged around the inner tube body 6, which has a reflecting surface and further reduces the heat transfer through the tube.
De ringvormige holte 13 biedt voldoende ruimte om daarin voldoende isolatiemateriaal onder te brengen ter verkrijging van de gewenste isolerende eigenschap-15 pen van de buis over het grootste deel van de lengte daarvan. Er blijft echter tussen de verwijde einden van de binnenste buislichamen van op elkaar aansluitende buizen*nog een ruimte over. Om ook de door deze eindenenhet buitenste koppel-orgaan 8 begrensde ruimte te isoleren is een inwendig kop-20 pelörgaan of cilindrisch afstandsstuk 20 toegepast. Dit inwendige koppelorgaan 20 bestaat uit een cilindrisch lichaam, waarvan de einddelen 24 en 26 een kleinere dikte hebben dan het middendeel 28. Zoals in fig. 2 is te zien, kunnen deze einddelen 24 en 26 in het conische deel 34 van elk binnen-25 ste buislichaam 6 worden geklemd. Daarna kan om het binnenste koppelorgaan 20 isolatiemateriaal worden aangebracht om ook warmteverliezen ter plaatse van de koppeling tussen de beide buizen te verminderen. Bij voorkeur is isolatiedoek van dezelfde soort als het isolatiedoek 12 in de ringvormige 30 holte 13 ringvormig om het middendeel 28 van het binnenste koppelorgaan 20 bevestigd. Dit isolatiedoek vult dan de gehele ruimte, die door de omgezette einden van de op elkaar volgende binnenste buislichamen en de beide koppelorganen wordt begrensd. Een uit een aantal afzonderlijke isolerende 35 buizen 2 samengestelde buiskolom heeft dan isolatiemateriaal in de ringvormige ruimte tussen de binnenste buislichamen 6 en de buitenste buislichamen 4 over nagenoeg de gehele lengte van de kolom. Tenslotte is een tweede warmtestralings-schild op het buitenvlak van het buitenste buislichaam aan- 8202042The annular cavity 13 provides sufficient space to accommodate sufficient insulating material therein to obtain the desired insulating properties of the tube over most of its length. However, a space remains between the flared ends of the inner tube bodies of mating tubes *. In order to also insulate the space bounded by these ends and the outer coupling member 8, an internal coupling 20 or cylindrical spacer 20 is used. This internal coupling member 20 consists of a cylindrical body, the end parts 24 and 26 of which have a smaller thickness than the middle part 28. As can be seen in Fig. 2, these end parts 24 and 26 can be placed in the conical part 34 of each inner part. st tube body 6 are clamped. Insulation material can then be applied around the inner coupling member 20 in order to also reduce heat losses at the location of the coupling between the two pipes. Preferably, insulating fabric of the same type as the insulating fabric 12 is mounted in the annular cavity 13 annularly around the center portion 28 of the inner coupling member 20. This insulating cloth then fills the entire space, which is bounded by the bent ends of the successive inner tube bodies and the two coupling members. A tube column composed of a number of separate insulating tubes 2 then has insulating material in the annular space between the inner tube bodies 6 and the outer tube bodies 4 over substantially the entire length of the column. Finally, a second heat radiation shield is attached to the outer surface of the outer tube body 8202042
* V* V
-8- gebracht, bijvoorbeeld door dit buislichaam over zijn gehele lengte te schilderen. De beide lagen van laag warmte-stralingsvermogen verminderen dan de warmteoverdracht over het grootste deel van de buis.-8-, for example, by painting this tube body over its entire length. The two layers of low heat emissivity then reduce heat transfer across most of the tube.
5 De buitenwaarts gebogen einden van het bin nenste buislichaam 6 verschaffen niet alleen een betere las-verbinding doordat zij het aantal lasplaatsen verminderen en het lasoppervlak vergroten, maar zorgen er ook voor, dat de warmteverliezen door geleiding via de lasverbinding laag 10 blijven. De enige warmtegeleidingsweg vanaf de aansluiting tussen het inwendige koppelorgaan 20 en het conische deel 34 van het binnenste buislichaam 6 loopt langs het relatief lange dunne omgezette buisdeel zelf. Een breed busdeel, dat uit zichzelf een grotere warmtegeleidbaarheid heeft, is over-15 bodig. Niettemin is het buitenwaarts omgezette deel van het binnenste buislichaam dik genoeg om een lasverbinding van ' grote sterkte mogelijk te maken.The outwardly curved ends of the inner tubular body 6 not only provide a better weld joint by reducing the number of weld spots and increasing the weld surface area, but also ensure that the heat losses through conduction through the weld joint remain low. The only heat conduction path from the connection between the internal coupling member 20 and the conical part 34 of the inner tube body 6 runs along the relatively long thinly bent tube part itself. A wide sleeve section, which by itself has a greater heat conductivity, is superfluous. Nevertheless, the outwardly flanged portion of the inner tubular body is thick enough to allow a high strength weld connection.
In de uitvoeringsvorm van fig. 6 is een gegolfd binnenste buislichaam 72 toegepast, waarvan de wand-20 dikte van dezelfde grootteorde is als van een conventionele putbuis van dezelfde diameter, waardoor een constructief sterk element wordt verkregen, dat in axiale zin verend is.In the embodiment of Fig. 6, a corrugated inner tube body 72 is used, the wall thickness of which is of the same order of magnitude as that of a conventional well tube of the same diameter, thereby obtaining a constructionally strong element which is axially resilient.
De einden van het binnenste buislichaam 72 zijn gevormd met rechte delen 74 resp. 74' en buitenwaarts verwijde eindde-25 len 76 resp. 76', waarvan de uiteinden door lassen 78 resp. 78' aan het binnenvlak van het buitenste buislichaam 80 zijn bevestigd. De verwijde einddelen 76 en 76' begrenzen de ringvormige ruimte 84, waarin de isolatie 86 is ondergebracht.The ends of the inner tubular body 72 are formed with straight parts 74, respectively. 74 'and outwardly flared ends 76 and 75, respectively. 76 ', the ends of which are welded by 78 respectively. 78 'are attached to the inner surface of the outer tube body 80. The flared end portions 76 and 76 'define the annular space 84 in which the insulation 86 is housed.
Bij deze uitvoeringsvorm vormen de rechte delen 74 en 74' 30 overgangsvlakken tussen de verwijde einden en de gegolfde delen van het binnenste buislichaam 11. Op te merken valt, dat de verwijde einden 76 en 76* radiaal buitenwaarts liggen ten opzichte van de golvingen van het binnenste buislichaam 72. Om warmteverlies te voorkomen is het essentieel, 35 dat de golven, hetzij sinusoïdaal of spiraalvormig, niet in aanraking met het buitenste buislichaam komen. Evenals bij de andere uitvoeringsvormen zijn de alleen aan de einden van het buislichaam 72 gevormde verwijde delen 76 en 77' aangebracht om aanligging met het buitenste buislichaam 80 te 8202042 -9- ' ? verkrijgen en daarbij tevens het aantal lasplaatsen te verminderen .In this embodiment, the straight portions 74 and 74 '30 form transition surfaces between the flared ends and the corrugated portions of the inner tubular body 11. It should be noted that the flared ends 76 and 76 * are radially outward relative to the undulations of the inner tube body 72. To prevent heat loss, it is essential that the waves, whether sinusoidal or spiral, do not come into contact with the outer tube body. As in the other embodiments, the flared parts 76 and 77 'formed only at the ends of the tubular body 72 are provided to engage with the outer tubular body 80. while also reducing the number of welding spots.
Een belangrijk aspect van de uitvinding is, dat de isolerende buis uit conventionele en in de handel 5 verkrijgbare componenten kan worden gefabriceerd. Bij voorkeur wordt daarbij uitgegaan van standaard buis volgens het American Petroleum Institute, ofschoon uiteraard ook daarvan kan worden afgeweken. Bijvoorbeeld wordt een standaardbuis van 2 3/8 inch O.D. A.P.I. J-55 toegepast met verstuik-10 te of verbrede einden om daaruit het binnenste buislichaam 6 te vervaardigen. In dat geval kan voor het buislichaam 4 een buis van 4½ inch A.P.I. J-55 met niet-gestuikte einden worden gebruikt. De standaardbuis afgeheeld in fig. 3, zoals een buis van 2 3/8 inch O.D. J-55, heeft een nominale dikte 15 D^ over het grootste deel van zijn lengte. Deze nominale dikte Dj^ is kleiner dan de dikte D^ van de gestuikte einden.An important aspect of the invention is that the insulating tube can be manufactured from conventional and commercially available components. Preferably, standard tube according to the American Petroleum Institute is used here, although of course it is possible to deviate from this. For example, a standard 2 3/8 inch O.D. A.P.I. J-55 used with sprained or widened ends to make the inner tube body 6 therefrom. In that case, for the tubular body 4, a 4½ inch A.P.I. J-55 with un-butted ends are used. The standard tube inclined in Fig. 3, such as a 2 3/8 inch O.D. J-55, has a nominal thickness 15 D ^ over most of its length. This nominal thickness Dj ^ is smaller than the thickness D ^ of the butted ends.
De einden van deze J-55 standaardbuis kunnen tot hun eind-vorm worden verwijd door een smeedbewerking onder toepassing van een smeedvorm 42 afgebeeld in fig. 3. De smeedvorm 20 heeft een afgeschuind boveneinde 44. Op dit schuine intree-vlak 44 sluit een cilindrisch geleidingsdeel 46 aan, dat dient om de buis tijdens de smeedbewerking in de juiste stand te houden. Vanaf het ondereinde van het geleidingsdeel 46 strekt zich een naar omlaag breder wordend conisch 25 overgangsprofiel 48 uit, dat een spiegelbeeld van het over-gangsdeel 36 van het gerede binnenste buislichaam 6 vormt.The ends of this J-55 standard tube can be widened to their final shape by forging using a forging mold 42 shown in Fig. 3. The forging mold 20 has a chamfered top end 44. On this oblique entry face 44, a cylindrical guide part 46, which serves to keep the tube in the correct position during the forging operation. From the lower end of the guide part 46 extends a downwardly widening conical transition profile 48, which forms a mirror image of the transition part 36 of the finished inner tube body 6.
De coniciteit van dit overgangsprofiel bedraagt bij voorkeur circa 5°. Op het overgangsprofiel 48 sluit een conisch smeedprofiel 50 aan, dat correspondeert met het conische 30 deel 34 van het gerede binnenste buislichaam 6. De conici-teit van het profiel 50 is kleiner, dan die van het over-gangsprofiel 48 en bedraagt bij voorkeur circa 1° gelijk aan dat van het deel 34 van het gerede binnenste buislichaam 6.The conicity of this transition profile is preferably approximately 5 °. Connected to the transition profile 48 is a conical forging profile 50, which corresponds to the conical part 34 of the finished inner tube body 6. The conicity of the profile 50 is smaller than that of the transition profile 48 and is preferably approximately 1 ° equal to that of the part 34 of the finished inner tube body 6.
De smeedvorm heeft aan zijn ondereinde een buitenwaarts ge-35 bogen profiel 52, dat weer correspondeert met het buitenwaarts gebogen einddeel 32 van het te vormen binnenste buislichaam 6. Dit gebogen geprofileerde einddeel 32 wordt verkregen als het buiteneinde van een gestuikte J-55 standaardbuis door het gebogen profiel 52 wordt vervormd. Het profiel 8202042 « « -10- 52 hoeft niet, zoals getekend, een cirkelboog met constante kromtestraal te vormen, ofschoon dit in de praktijk althans nagenoeg wel het geval zal zijn. Van belang is, dat de verwijding van het einddeel 32 van het binnenste buislichaam 5 6 verkregen door het smeedprofiel 52 aanmerkelijk groter is dan die van de aangrenzende buisdelen 34 en 36. Aangezien het hoofddoel van het buitenwaarts gebogen buiseinddeel 32 is om de afstand tussen het binnenste buislichaam 6 ,en het buitenste buislichaam 4 in radiale zin te overbruggen is 10 een effektieve kromtestraal van het profiel van dit buiseinddeel ongeveer ter grootte van deze afstand voor het onderhavige doel geschikt. Zoals in fig. 3 is te zien, kan het binnenste buislichaam 6 zijn eindvorm worden gegeven door de smeedvorm 42 in de standaardbuis 38, die verdikte of ge-15 stuikte einden 40 heeft, te drijven. Bij voorkeur worden daarbij de aan de gestuikte einden 40 grenzende delen van de buis 38 voorafgaand aan dit smeedproces verwarmd. Als de smeedvorm in het einde van de buis wordt gedreven wordt de buis radiaal uitgezet ter vorming van het gewenste zich ver-20 wijdende eindprofiel van de buis. Bij dit smeedproces worden de einden van de buis 38 niet alleen radiaal uitgezet, maar ook gerekt, waarbij de wanddikte van het buiseinde afneemt.The forging mold has an outwardly curved profile 52 at its lower end, which in turn corresponds to the outwardly curved end portion 32 of the inner tube body 6 to be formed. This curved profiled end portion 32 is obtained as the outer end of a spliced J-55 standard tube by the curved profile 52 is deformed. The profile 8202042-105 does not have to form a circular arc with a constant radius of curvature, as shown, although this will at least practically be the case. Importantly, the widening of the end portion 32 of the inner tube body 56 obtained by the forging section 52 is significantly greater than that of the adjacent tube portions 34 and 36. Since the main purpose of the outwardly bent tube end portion 32 is to measure the distance between the inner tube body 6, and bridging the outer tube body 4 in a radial sense, an effective radius of curvature of the profile of this tube end part approximately the size of this distance is suitable for the present purpose. As shown in Fig. 3, the inner tube body 6 can be given its final shape by driving the forging mold 42 into the standard tube 38, which has thickened or spiked ends 40. Preferably, the parts of the tube 38 adjoining the butted ends 40 are heated prior to this forging process. When the forging mold is driven into the end of the tube, the tube is expanded radially to form the desired widening end profile of the tube. In this forging process, the ends of the tube 38 are not only expanded radially, but also stretched, with the wall thickness of the tube end decreasing.
De gevormde buis 6 krijgt dan een buitenwaarts gekromd einddeel 32 met een dikte D^, een conisch deel 34 met een dikte 25 , en een overgangsdeel 36 met een dikte . Als het uit zetten en rekken van het materiaal van de buis beperkt blijft tot de oorspronkelijke gestuikte einden 40 kunnen de dikten D3, D4 en D(j groter zijn dan of tenminste gelijk zijn aan de nominale dikte van een standaardbuis. Zelfs als de 30 uiteindelijke dikte iets kleiner is dan de nominale wanddikte van de buis bevordert het gebruik van een buis met aanvankelijk gestuikte of verbrede einden de strukturele sterkte van de te vormen verwijde buiseinden. Door de optredende rek worden echter de resulterende wanddikten D^, D^ 35 en D,- tot een waarde, die kleiner is dan de oorspronkelijke dikte D2 van de gestuikte buiseinden 40, verminderd. Een belangrijk voordeel van het vormen van het binnenste buislichaam 6 uit een standaardbuis met gestuikte einden is, dat ook al wordt de wanddikte van deze gestuikte einden verkleind, 8202042 >V‘‘The formed tube 6 then has an outwardly curved end portion 32 of thickness D1, a conical portion 34 of thickness 25, and a transition portion 36 of thickness. If the expansion and stretching of the pipe material is limited to the original butted ends 40, the thicknesses D3, D4 and D (j may be greater than or at least equal to the nominal thickness of a standard pipe. Even if the final 30 thickness slightly less than the nominal wall thickness of the pipe, the use of a pipe with initially spliced or widened ends promotes the structural strength of the flared pipe ends to be formed, however, due to the elongation occurring, the resulting wall thicknesses D ^, D ^ 35 and D reduced to a value smaller than the original thickness D2 of the butted tube ends 40. An important advantage of forming the inner tube body 6 from a standard tube with butted ends is that even though the wall thickness of this butted ends reduced, 8202042> V ''
9 C9 C
-11- de wanddikte van het gebogen buiseinddeel 32 toch groter kan zijn dan de nominale wanddikte van het binnenste buislichaam. Deze grotere dikte verhoogt de sterkte van de lassen 30A en 30B langs de uiteinden van de gebogen eind-5 delen 32 ter bevestiging van deze einddelen aan het buitenste buislichaam 4. De lassen strekken zich over een groter oppervlak uit, terwijl de dikte van de aan de lassen grenzende wanddelen van het binnenste buislichaam, met inbegrip van het gebogen einddeel 32, het conische deel 34 en het o-10 vergangsdéel 36, niet tot onder de nominale dikte van de buis wordt verminderd. Deze verbeterde lassterkte en grotere betrouwbaarheid van de las gaan gepaard met een kleiner aantal lassen aan elk einde.-11- the wall thickness of the bent tube end portion 32 may nevertheless be greater than the nominal wall thickness of the inner tube body. This greater thickness increases the strength of the welds 30A and 30B along the ends of the curved end portions 32 for securing these end portions to the outer tubular body 4. The welds extend over a larger area, while the thickness of the joints the weld adjacent wall portions of the inner tube body, including the curved end portion 32, the conical portion 34 and the o-10 transition portion 36, are not reduced below the nominal thickness of the tube. This improved weld strength and greater weld reliability are associated with a smaller number of welds at each end.
Nadat de beide einden van een enkel binnen-15 ste buislichaam 6 met het in fig. 3 geïllustreerde smeed-proces zijn verwijd heeft het buislichaam 6 de eindvorm van *fig. 4 gekregen. Vervolgens kan nu het reflecterende warmte-scherm van laag warmtestralingsvermogen op het buitenvlak van het binnenste buislichaam 6 worden aangebracht. Bij voor-20 keur wordt aluminiumfolie om dit buislichaam gewikkeld. De stijve isolatiedelen 14 van calciumsilicaat kunnen dan op de juiste plaatsen tegen de buitenzijde van het binnenste buislichaam worden aangebracht door twee halve secties daarvan om het buislichaam te plaatsen en met metalen banden 25 vast te zetten. Isolatievezeldoek 12 kan dan over het resterende deel van het binnenste buislichaam 6 worden aangebracht en bevestigd. De volgende stap bij de fabricage van de isolerende buis 2 bestaat uit het insteken van het samengestelde binnenste buislichaam in het buitenste buislichaam 30 4. Daarbij komt het ononderbroken ringvlak aan elk einde van het verwijde binnenste buislichaam langs het cilindrische binnenvlak van het buitenste buislichaam te liggen in een stand, waarin deze einden aan het buitenste buislichaam kunnen worden bevestigd. Het ene uitgebogen einde van het 35 binnenste buislichaam 6 kan dan aan het buitenste buislichaam 4 worden gelast door middel van een eerste las 30A die langs de verbinding tussen het binnenste uitgebogen buiseinddeel 32 en het buitenste buislichaam 4 rondloopt. Daarbij kunnen een aantal laspassages worden gemaakt, om te 8202042 -12- waarborgen, dat de verkregen las de gewenste constructieve sterkte heeft en een afdichtende verbinding tussen de bej.de buislichamen vormt.After the two ends of a single inner tube body 6 have been widened by the forging process illustrated in FIG. 3, the tube body 6 has the final shape of FIG. Got 4. Then, the reflective low heat radiation power heat shield can now be applied to the outer surface of the inner tube body 6. Preferably aluminum foil is wrapped around this tubular body. The rigid insulating members 14 of calcium silicate can then be properly positioned against the outside of the inner tubular body by placing two half sections thereof around the tubular body and securing with metal bands 25. Insulating fiber fabric 12 can then be applied and secured over the remaining portion of the inner tubular body 6. The next step in the manufacture of the insulating tube 2 consists of inserting the assembled inner tube body into the outer tube body 30. Thereby, the continuous annular surface at each end of the flared inner tube body lies along the inner cylindrical surface of the outer tube body. in a position where these ends can be attached to the outer tube body. The one bent-out end of the inner tube body 6 can then be welded to the outer tube body 4 by means of a first weld 30A which runs around the connection between the inner bent-out tube end part 32 and the outer tube body 4. In addition, a number of weld passages can be made to ensure that the weld obtained has the desired structural strength and forms a sealing connection between the two tubular bodies.
Bij voorkeur wordt het verkregen buizen-5 samenstel vervolgens voorgespannen door het binnenste buis-lichaam 6 onder trekspanning en het buitenste buislichaam 4 onder drukspanning te brengen. Deze voorspanning is van belang met het oog op de belastingen, waaraan de samengestelde buis bij hoge bedrijfstemperaturen wordt onderworpen. 10 Het onder drukspanning staande buitenste buislichaam dient om het binnenste buislichaam 6 in zijn voorgespannen of voorgerekte toestand te houden. De lengte van het concentrische buissamenstel is derhalve in de koele en in de verwarmde toestand althans nagenoeg even groot. Bovendien worden de 15 tijdens het bedrijf bij hoge temperaturen optredende spanningen in het buissamenstel verlaagd. Nadat door middel van de eerste las 30A het ene einde van het binnenste buislichaam aan het buitenste buislichaam is vastgezet kan de gewenste voorspanning worden verkregen door het binnenste 20 buislichaam 6 aan het tegenoverliggende einde van het concentrische buissamenstel te rekken. Deze rekbewerking kan worden uitgevoerd door aan het binnenste buislichaam mechanisch te trekken terwijl het buitenste buislichaam wordt vastgehouden, ofwel door het binnenste buislichaam ten op-25 zichte van het buitenste buislichaam te verwarmen. Bij voorkeur wordt het binnenste buislichaam 6 aanvankelijk niet tot voorbij zijn vloeigrens voorgespannen. Nadat de gewenste voorspanning van het binnenste buislichaam is verkregen wordt een tweede las 30B gevormd, die weer langs de gehele 30 aansluiting tussen het binnenste buislichaam en het buitenste buislichaam rondloopt. Ook deze las kan weer uit een aantal passages bestaan om een goede sterkte van de las-verbinding te waarborgen.Preferably, the resulting tube-5 assembly is then prestressed by applying tensile stress to inner tube body 6 and compressive force to outer tube body 4. This bias is important in view of the loads to which the composite tube is subjected at high operating temperatures. The pressurized outer tubular body serves to maintain the inner tubular body 6 in its prestressed or pre-stretched state. The length of the concentric tube assembly is therefore at least substantially the same in the cool and in the heated state. In addition, the stresses in the tube assembly occurring at high temperatures during operation are reduced. After the one end of the inner tube body is secured to the outer tube body by means of the first weld 30A, the desired bias can be obtained by stretching the inner tube body 6 at the opposite end of the concentric tube assembly. This stretching operation can be performed by pulling the inner tube body mechanically while the outer tube body is held, or by heating the inner tube body relative to the outer tube body. Preferably, the inner tube body 6 is initially not biased beyond its yield point. After the desired bias of the inner tube body is obtained, a second weld 30B is formed, which again circulates along the entire connection between the inner tube body and the outer tube body. This weld can again consist of a number of passages to ensure a good strength of the welded connection.
De lassen 30A en 30B verbinden niet alleen 35 de beide buislichamen 6 en 4 aan elkaar maar zorgen ook voor een afdichting van de ringvormige isolatieruimte 13 tussen deze buislichamen. Bij voorkeur wordt het isolatie-vermogen van het materiaal in de ringvormige ruimte 13 vergroot door de gassen uit deze ruimte af te zuigen ter vor- 8202042 -13- ming van een vacuum daarin. Daartoe kan eerst een in de ringvormige ruimte 13 uitmondend gat in wand van het buitenste buislichaam worden aangebracht, bijvoorbeeld door boren.The welds 30A and 30B not only connect the two tube bodies 6 and 4 to each other, but also provide a sealing of the annular insulating space 13 between these tube bodies. Preferably, the insulating ability of the material in the annular space 13 is increased by extracting the gases from this space to form a vacuum therein. To this end, a hole opening into the annular space 13 can first be made in the wall of the outer tube body, for example by drilling.
Zoals in fig. 5 is afgebeeld, kan voor iet 5 boren van dit gat en voor het afzuigen van de gassen uit de holte 13 een opspaninrichting 54 worden toegepast, die is uitgevoerd als een om het buitenste buislichaam 6 vast te zetten klem 56. Door deze klem loopt een radiaal kanaal 68 tolmaan het buitenvlak van het buislichaam 6. Een niet gete-10 kende boorbus wordt in dit kanaal 68 gestoken, waarna een gat 60 in het verlengde van het kanaal 68 in de wand van het buitenste buislichaam 6 kan worden geboord. Dezelfde inrichting 54 kan dan worden gebruikte om althans een partieel vacuum in de ringvormige holte 13 op te wekken, waarbij 15 het kanaal 68 en het gat 60 onderling uitgericht blijven. De m boorbus kan worden verwijderd en een plug, zoals een conische pen met een daaromheen liggende ringvormige afdichting 62, kan in het kanaal 68 worden gestoken, zoals fig. 5 laat zien. Een zuigslang 50 kan dan tussen de inrichting 54 en 20 een niet getekende vacuumpomp worden aangebracht, welke slang via het kanaal 68 met de ringvormige holte 13 in verbinding staat. Een O-ring 66 vormt een afdichting tussen de inrichting 54 en de buitenwand van de dubbelwandige isolerende buis 2 en verhindert lekkage tijdens het leegzuigen 25 van de holte 13, terwijl de in het kanaal 68 stekende conische pen 64 met de daaromheen liggende afdichtingsring 62 lekkage door het kanaal 68 langs de pen 64 verhindert. Nadat het gewenste vacuum in de holte 13 is verkregen kan de conische pen 64 in het boorgat 60 worden gedreven om dit gat 30 af te sluiten. Het buiten het buitenste buislichaam 4 uitstekende deel van de pen 64 kan dan worden verwijderd, waarna desgewenst de pen door lassen kan worden opgesloten.As shown in Fig. 5, for drilling this hole and for extracting the gases from the cavity 13, a clamping device 54, which is designed as a clamp 56 for securing the outer tube body 6, can be used. this clamp runs a radial channel 68 on the outer surface of the tubular body 6. A drilling bush, not shown, is inserted into this channel 68, after which a hole 60 in the extension of the channel 68 can be made in the wall of the outer tubular body 6 drilled. The same device 54 can then be used to generate at least a partial vacuum in the annular cavity 13, the channel 68 and the hole 60 remaining aligned with one another. The m drill sleeve can be removed and a plug, such as a conical pin with an annular seal 62 surrounding it, can be inserted into the channel 68, as shown in Fig. 5. A suction hose 50 can then be arranged between the devices 54 and 20, a vacuum pump (not shown), which hose communicates via the channel 68 with the annular cavity 13. An O-ring 66 forms a seal between the device 54 and the outer wall of the double-walled insulating tube 2 and prevents leakage during emptying of the cavity 13, while the conical pin 64 projecting into the channel 68 with the sealing ring 62 surrounding it leaks through the channel 68 along the pin 64. After the desired vacuum is obtained in the cavity 13, the conical pin 64 can be driven into the borehole 60 to close this hole 30. The part of the pin 64 protruding outside the outer tube body 4 can then be removed, after which the pin can be closed by welding if desired.
Na de vervaardiging van de afzonderlijke dubbelwandige buizen kan een aantal daarvan tot een isole-35 rende buiskolom worden verenigd door eerst een binnenste koppelingsorgaan 20 in het ene einde van elke afzonderlijke dubbelwandige buis te steken. Dit koppelorgaan wordt in het verwijde einde van het binnenste buislichaam 6 vastgeklemd.After the manufacture of the individual double-walled tubes, some of them can be combined into an insulating tubing string by first inserting an inner coupling member 20 into one end of each individual double-walled tube. This coupling member is clamped in the flared end of the inner tube body 6.
Bij voorkeur wordt elk binnenste koppelorgaan 20 verder in 8202042Preferably, each inner coupling member 20 is further set in 8202042
* V* V
-14- de ene buis gestoken dan in de daaraan grenzende buis. Als dit koppelorgaan 20 verder in het conische deel 34 van het ene binnenste buislichaam is gedreven/ dan in het andere blijft het koppelorgaan bij demontage van de buiskolom aan 5 deze ene buis vastzitten. Demontage van de buiskolom in het veld wordt daardoor vereenvoudigd.-14- inserted one tube into the adjacent tube. When this coupling member 20 has been driven further into the conical part 34 of the one inner tube body / then in the other, the coupling member remains attached to this one tube when the tube column is dismantled. This makes dismantling the tubular column in the field easier.
Het beschreven uitvoeringsvoorbeeld van de uitvinding verschaft aldus een voorgespannen dubbelwandige buis met een warmte-isolatie over althans nagenoeg zijn ge-10 hele lengte. Daarbij is zowel een isolatie tegen warmteafvoer door convectie als tegen warmte-afvoer door straling aanwezig, waarbij door het leegzuigen van de ringvormige holte tussen de beide concentrische buislichamen vocht uit deze holte is verwijderd en de warmte-overdracht via de 15 isolatie is verlaagd. Voorts zijn in elke afzonderlijke samengestelde buis slechts twee lassen toegepast. De kwaliteit van de lassen is vergroot doordat het aantal lassen is verlaagd en doordat het binnenste buislichaam verwijde einden heeft, waarvan de wanddikte niet kleiner is dan de no-20 minale wanddikte van de tussenliggende delen van het binnenste buislichaam. Tenslotte kunnen de afzonderlijke isolerende buizen 2 uit conventionele buisstukken worden vervaardigd.The described exemplary embodiment of the invention thus provides a prestressed double-walled tube with a thermal insulation over at least substantially its entire length. Both insulation against heat dissipation by convection and against heat dissipation by radiation are present in this case, whereby moisture is removed from this cavity by emptying the annular cavity between the two concentric tube bodies and the heat transfer via the insulation is reduced. Furthermore, only two welds are used in each separate composite tube. The quality of the welds has been increased because the number of welds has been reduced and because the inner tube body has widened ends, the wall thickness of which is not less than the minimum wall thickness of the intermediate parts of the inner tube body. Finally, the individual insulating pipes 2 can be manufactured from conventional pipe pieces.
Uiteraard zijn binnen het kader van de uit-25 vinding verschillende wijzigingen van de besproken uitvoe-ringsvoorbeelden mogelijk.Naturally, within the scope of the invention, various modifications of the discussed exemplary embodiments are possible.
82020428202042
Claims (13)
Applications Claiming Priority (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US26472881A | 1981-05-18 | 1981-05-18 | |
| US26472881 | 1981-05-18 | ||
| US06/272,411 US4396211A (en) | 1981-06-10 | 1981-06-10 | Insulating tubular conduit apparatus and method |
| US27241181 | 1981-06-10 |
Publications (3)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| NL8202042A true NL8202042A (en) | 1982-12-16 |
| NL191095B NL191095B (en) | 1994-08-16 |
| NL191095C NL191095C (en) | 1995-01-16 |
Family
ID=26950723
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| NL8202042A NL191095C (en) | 1981-05-18 | 1982-05-18 | Method for manufacturing a double-walled tube. |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| CA (1) | CA1181000A (en) |
| DE (1) | DE3218729C2 (en) |
| FR (1) | FR2505973B1 (en) |
| GB (1) | GB2099049B (en) |
| NL (1) | NL191095C (en) |
Families Citing this family (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE3318045C1 (en) * | 1983-05-18 | 1984-12-13 | BEB Gewerkschaften Brigitta und Elwerath Betriebsführungsgesellschaft mbH, 3000 Hannover | Detachable, sealed screw connection for composite pipeline pieces for the transportation of heated media |
| US4811786A (en) * | 1985-10-31 | 1989-03-14 | Chevron Research Company | Downhole gaseous liquid flow agitator |
| GB2346188A (en) * | 1999-01-29 | 2000-08-02 | 2H Offshore Engineering Limite | Concentric offset riser |
| DE202004008060U1 (en) * | 2004-05-17 | 2004-07-29 | Stüwa Konrad Stükerjürgen GmbH | Device for evacuating a riser pipe |
| DE102008021201A1 (en) | 2008-04-28 | 2009-11-05 | H. Butting Gmbh & Co. Kg | Delivery pipeline system |
| CN101713284B (en) * | 2009-11-30 | 2013-06-26 | 大庆石油学院 | Over-long threaded heat pipe of sucker rod |
| CN102383762A (en) * | 2011-11-03 | 2012-03-21 | 王凯一 | Geothermal heat-insulating system and geothermal heat-insulating method for pit shaft |
| CZ307771B6 (en) * | 2017-09-19 | 2019-04-24 | Dmitri Anatoljevich LEMENOVSKI | Equipment for efficiently drilling bitumen and crude oil and the method of preparing the drilling equipment |
| GB2574377A (en) * | 2018-05-29 | 2019-12-11 | Acergy France SAS | Sealing hollow structures |
Family Cites Families (14)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US1218895A (en) * | 1914-02-10 | 1917-03-13 | Edwin H Porter | Pipe for the conveyance of fluids. |
| DE369398C (en) * | 1920-11-07 | 1923-02-19 | Adalbert Besta | Hot gas pipeline |
| CH221376A (en) * | 1941-04-01 | 1942-05-31 | Sulzer Ag | Double-walled pipeline consisting of individual sections for liquids or gases of high temperature. |
| US2419278A (en) * | 1945-06-30 | 1947-04-22 | Phillips Petroleum Co | Insulated pipe |
| US3369826A (en) * | 1961-08-22 | 1968-02-20 | Union Carbide Corp | Cryogenic fluid transfer conduit |
| US3511282A (en) * | 1966-02-07 | 1970-05-12 | Continental Oil Co | Prestressed conduit for heated fluids |
| DE1904139B1 (en) * | 1969-01-28 | 1970-12-17 | Mini Petrolului | Thermally insulating pipe string |
| FR2031746A5 (en) * | 1969-02-06 | 1970-11-20 | Mini Petrolului | Heat-insulating pipe for oil explotation |
| NL152649B (en) * | 1970-01-28 | 1977-03-15 | Shell Int Research | PIPELINE OR PIPELINE SECTION FOR THE TRANSPORT OF A FLUIDUM IN CRYOGENIC TEMPERATURES, FOR EXAMPLE LIQUID NATURAL GAS. |
| US3865145A (en) * | 1973-05-10 | 1975-02-11 | Foundation Cryogenic Joint Ven | Pipeline system |
| US3885595A (en) * | 1974-01-28 | 1975-05-27 | Kaiser Aerospace & Electronics | Conduit for cryogenic fluid transportation |
| SU777319A1 (en) * | 1979-01-02 | 1980-11-07 | Киевский Филиал Всесоюзного Научно-Исследовательского Института По Строительству Магистральных Трубопроводов Кф Внииста Миннефтегазстроя И Ан Украинской Сср | Pipeline for transporting gases and liquids |
| DE2900528C2 (en) * | 1979-01-08 | 1984-06-28 | Halbergerhütte GmbH, 6600 Saarbrücken | Pipeline to be laid in the ground for district heating systems |
| US4415184A (en) * | 1981-04-27 | 1983-11-15 | General Electric Company | High temperature insulated casing |
-
1982
- 1982-05-17 FR FR8208555A patent/FR2505973B1/en not_active Expired
- 1982-05-17 GB GB8214328A patent/GB2099049B/en not_active Expired
- 1982-05-17 CA CA000403092A patent/CA1181000A/en not_active Expired
- 1982-05-18 NL NL8202042A patent/NL191095C/en not_active IP Right Cessation
- 1982-05-18 DE DE19823218729 patent/DE3218729C2/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| DE3218729C2 (en) | 1994-11-17 |
| NL191095C (en) | 1995-01-16 |
| GB2099049B (en) | 1985-02-27 |
| DE3218729A1 (en) | 1982-12-02 |
| FR2505973B1 (en) | 1985-12-20 |
| CA1181000A (en) | 1985-01-15 |
| GB2099049A (en) | 1982-12-01 |
| NL191095B (en) | 1994-08-16 |
| FR2505973A1 (en) | 1982-11-19 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US4396211A (en) | Insulating tubular conduit apparatus and method | |
| US4444420A (en) | Insulating tubular conduit apparatus | |
| CA1162477A (en) | Insulated prestressed conduit string for heated fluids | |
| US4531552A (en) | Concentric insulating conduit | |
| US7207603B2 (en) | Insulated tubular assembly | |
| US4477106A (en) | Concentric insulated tubing string | |
| US7918284B2 (en) | Protective sleeve for threaded connections for expandable liner hanger | |
| US7424918B2 (en) | Interposed joint sealing layer method of forming a wellbore casing | |
| US4459731A (en) | Concentric insulated tubing string | |
| CN1057364C (en) | Double walled insulated tubing and method for installing same | |
| US7740076B2 (en) | Protective sleeve for threaded connections for expandable liner hanger | |
| US4718698A (en) | Apparatus and method of forming fusion welded butt joint between thermoplastic pipe sections | |
| NL8202042A (en) | DOUBLE-WALLED INSULATING TUBE, AND METHOD FOR MANUFACTURING IT. | |
| US7377326B2 (en) | Magnetic impulse applied sleeve method of forming a wellbore casing | |
| US4624485A (en) | Insulating tubular conduit apparatus | |
| JPH0243075B2 (en) | ||
| UA81771C2 (en) | Method of joining expandable tubulars | |
| US20060113085A1 (en) | Dual well completion system | |
| SU1384215A3 (en) | Pipe for constructing heat-insulated pipeline | |
| US4876780A (en) | Double wall vacuum tubing and method of manufacture | |
| US4566495A (en) | Concentric walled conduit for a tubular conduit string | |
| US4480371A (en) | Method of making insulated tubular conduit | |
| US4579373A (en) | Insulated concentric tubing joint assembly | |
| US4518175A (en) | Tubular assembly including insulated conduits and couplers for the transfer of high temperature and high pressure fluids | |
| FI90794C (en) | Pipe coupling |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A85 | Still pending on 85-01-01 | ||
| BA | A request for search or an international-type search has been filed | ||
| BB | A search report has been drawn up | ||
| BC | A request for examination has been filed | ||
| CNR | Transfer of rights (patent application after its laying open for public inspection) |
Free format text: SUMITOMO METAL INDUSTRIES, LTD. TE TOKIO |
|
| V4 | Lapsed because of reaching the maximum lifetime of a patent |
Free format text: 20020518 |