专利名称：绝热的管道系统的利记博彩app
技术领域：
本发明涉及绝热的管道系统。
这样的系统被用于运输来自海上油井的石油和/或天然气。它们由一条由双壁管形成的管路构成，所述双壁管包括一个在外套管内的内流送管。管子通常是同心的并且在这两个管子之间的环形空间内装有绝热材料。从地下储池排出的石油或天然气通常处于高温下并且绝热材料的作用就是使石油或天然气保持这样的状态。如果让石油冷却下来，则熔点较高的组分将结晶并有可能堵塞流送管线。因此，在设计这样的管道结构时，必须保证绝热材料提供足够的绝热效果，以便沿流送管的整个长度保持足够高的温度。
图1示出了一种已知的双壁管结构，它包括一个同心地保持在外套管12内的内流送管10。原油14在流送管10中流动。绝热材料16安放在位于流送管10与套管12之间的环形区域内。整个组件如图所示地安放在海床18上。
使原油保持高温所带来的一个不可避免的结果就是，至少流送管10将经受热膨胀。这将尤其是导致管线的纵向长度伸长，或者管线的纵向应力增大。像可能由温度升高到190℃而引起的应力能够造成钢管塑性变形。有两种消除这些热膨胀问题的通用方法。第一种方法是将管线埋在海床下并由此将其固定到位而防止了变形。另一种方法是允许如图2a所示的最初笔直的管子采取如图2b所示的曲折路程并由此抵消长度的增长。将纵向伸长保持在允许的限度内是很重要的，否则就可能出现如图2c中的20所示的弯折。这样的弯折或者曲率过大的区域可能造成管子结构超过其设计极限。
如图3a所示，双壁管结构在限制整个纵向伸长方面是有效的。在没有纵向伸长的情况下，流送管10将如点22所示地处于升高的张力下，而处于室温下的套管12将如点24所示地处于零张力。如果允许这两个管子纵向伸长，则复合结构将处于这样的状态，其中流送管10上的压缩应力抵消了套管12上的拉伸应力，即在点26处。该点是一个折中情况，其中这两个管中的张力TR小于受压未伸长的管子，并且总伸长量小于不受限制的单壁管线的伸长量。
为了可以预测到这样的行为，流送管10和套管12保持纵向套准是很重要的，即各管件没有纵向相互分离。其原因在图3b中示意地示出了，其中已经假定例如由与海床的相互作用限制了部分套管12，而且流送管10的相应部分已经可以相对那部分套管12纵向移动。这意味着，套管12的伸长有效地沿用28表示的一小段管发生，而流送管的延伸是沿整个长度发生的。结果，套管12的较小伸长将造成相同的应力增大，并且平衡点26’在这两个管线中处于相当高的应力下。该应力高于在图3a中得到的原始设计应力并且因此必须避免这种应力。
保持两条管线纵向套准通常被称为“纵向贴合”。显然，纵向贴合是通过在这两个管子之间确保足够的纵向力传递而实现的。
在现有管线中，纵向贴合是通过以有规律的间隔设置在两个管子之间的固定钢链板实现的。其带来的困难是链板是被指定用于在高温和高压下运输流体的流送管10的一整体部分。这意味着，整个结构因此必须满足所需的内管设计标准，这要求小心控制加工条件。这种麻烦不可避免地提高了成本。
在我们的现在已公开的早期申请WO96/36381所述的系统中，省去了这样的铸件并且其中所述的钢管闷头被用于将用作绝热介质16的铝土硅酸盐微球密封到位。这样的微球可以在被压实时在两个管子10、12之间提供显著的剪切力传递。因此，这样的压实绝热件能够保证纵向贴合。WO96/36831中所述的系统就依赖此作用。
其他固态绝热材料通常是聚合物并且不能在管子的使用寿命期限内不降低质量地承受所涉及的高温。纤维绝热材料如矿物棉几乎没有抗剪切强度并且因此不能帮助纵向贴合。一种能够承受高温的固态绝热材料通常被称为硅砖。它可以以被称为Microtherm(注册商标)的专利产品形式买到，所述产品是由英国德罗特维奇的Micropore国际有限公司制造的。可以购买象德国慕尼黑的Wacker-Chemie有限公司的Wacker-WDS(注册商标)这样的相似产品。但是，这种绝热材料作为固态砌块地存在并且不能在环形空间内压实在应有的位置。因此，不能可靠地被用于传递剪切应力或径向负荷
度可以变成如此之大，以致双壁管设计变得不实际了。因此，在这些情况下，如果要使用较小的实用且高效的套管尺寸，则可替换的绝热材料是最重要的。
本发明因此提供了一种绝热管道系统，它包括一个外套管、一个内流送管和在它们之间的空间内的绝热层，其中绝热层包括至少一个基本上被呈颗粒形式的第二绝热材料包围住的第一绝热材料的松散块体。
这使得第一绝热材料的松散块体提供了主要的或全部的所需绝热效果，而散粒状的第二绝热材料可以填装在第一绝热材料周围以便提供所需的剪切力传递。
如果第一绝热材料与第二绝热材料相比具有较差的导热性能，则这是理想的，第一绝热材料的导热性能最好小于第二绝热材料的一半。第一绝热材料的导热性能小于第二绝热材料导热性能的35％就更理想了。第一绝热材料的导热性能小于第二绝热材料导热性能的25％是最优选的。
当然，第二绝热材料是氧化铝硅酸盐微球是优选的。
第一绝热材料是硅砖也是优选的。
第二绝热材料的平均直径最好为30微米-300微米。
第一绝热材料的适当厚度为10毫米-50毫米，且最好为15毫米-25毫米。
第二绝热材料的平均颗粒直径最好小于第一绝热材料平均砌块尺寸的一百五十分之一。第二绝热材料的平均颗粒直径小于第一绝热材料平均砌块尺寸的四百分之一最佳。
现在，将参见附图地举例描述本发明的实施例。其中图1是传统双壁管线的横截面图；图2a、2b、2c示出了通过管偏折抵消热膨胀；图3a、3b示出了在双壁管结构中的力平衡情况；以及图4是本发明的双壁管线的横截面图。
已经描述了图1-3，在此就不赘述了。
图4示出了本发明管线的横截面。内流送管10被外套管12包围。石油或天然气14在内流送管10中流动。整个结构安置在海床18上。
绝热层位于同心的内流送管10与外套管12之间的环形空间内。它包括第一层Microtherm(注册商标)硅砖20，所述硅砖包套着内流送管10。硅砖厚24毫米并且由三个各厚8毫米的叠层构成。可以采用更多一些或少一些的层数，这取决于所需的绝热效果。例如，可以使用两层或四层。第二绝热材料22包括直径为30微米-300微米的氧化铝硅酸盐微球，它们被填装到位于未被第一绝热材料20占据的环形空间内的区域中。这占据了大约10毫米-80毫米的厚度。第二绝热材料接着被压缩，从而它可以保证在内流送管10和外套管12之间传递剪切力。
人们将认识到，在不脱离本发明范围的情况下，可以对上述实施例进行各种各样的修改，例如第一绝热材料20不一定呈缠绕在流送管10上的单个片材的形式。例如，它可以呈分布在环形空间中的几块的形式，其中第二绝热材料22填塞在它们之间。其他变型方案对于有经验的读者来说是清楚明了的。
权利要求
1.一种绝热的管道系统，包括一个外套管、一个内流送管和在它们之间的空间内的绝热层，其特征在于，绝热层包括至少一个基本上被呈颗粒形式的第二绝热材料包围住的第一绝热材料的松散块体。
2.如权利要求1所述的绝热管道系统，其特征在于，第一绝热材料的松散块体提供了绝大部分或全部的所需绝热效果。
3.如权利要求1或2所述的绝热管道系统，其特征在于，第一绝热材料与第二绝热材料相比具有较差的导热性能。
4.如权利要求3所述的绝热管道系统，其特征在于，第一绝热材料具有小于第二绝热材料的导热性能一半的导热性能。
5.如权利要求3所述的绝热管道系统，其特征在于，第一绝热材料的导热性能小于第二绝热材料导热性能的35％。
6.如权利要求3所述的绝热管道系统，其特征在于，第一绝热材料的导热性能小于第二绝热材料导热性能的25％。
7.如前述权利要求之一所述的绝热管道系统，其特征在于，第二绝热材料是氧化铝硅酸盐微球。
8.如前述权利要求之一所述的绝热管道系统，其特征在于，第一绝热材料是硅砖。
9.如前述权利要求之一所述的绝热管道系统，其特征在于，第二绝热材料的平均直径为30微米-300微米。
10.如前述权利要求之一所述的绝热管道系统，其特征在于，第一绝热材料的厚度为10毫米-50毫米。
11.如前述权利要求之一所述的绝热管道系统，其特征在于，第一绝热材料的厚度为15毫米-25毫米。
12.如前述权利要求之一所述的绝热管道系统，其特征在于，第二绝热材料的平均颗粒直径小于第一绝热材料平均砌块尺寸的一百五十分之一。
13.如前述权利要求之一所述的绝热管道系统，其特征在于，第二绝热材料的平均颗粒直径小于第一绝热材料平均砌块尺寸的四百分之一。
全文摘要
本申请披露了一种绝热的管道系统,它包括一个外套管、一个内流送管和位于其间的空间内的绝热层,其中绝热层包括至少一个基本上被呈颗粒形式的第二绝热材料包围的第一绝热材料的松散块体。这使得第一绝热材料的松散块体提供了绝大部分或全部的所需绝热效果,而散粒状第二绝热材料可以填装在第一绝热材料周围以便提供所需的剪切力传递。第一绝热材料与第二绝热材料相比具有较差的导热性能是理想的,其导热性能小于第二绝热材料的一半最好。第一绝热材料的导热性能小于第二绝热材料导热性能的35%更理想,而小于第二绝热材料导热性能的25%是最优选的。第一绝热材料是硅砖也是优选的。第一绝热材料的适当厚度为10毫米－50毫米且最好为15毫米－25毫米。第二绝热材料的平均颗粒直径最好小于第一绝热材料平均砌块尺寸的一百五十分之一。第二绝热材料的平均颗粒直径最佳地小于第一绝热材料平均砌块尺寸的四百分之一。
文档编号F16L59/14GK1265187SQ9880762
公开日2000年8月30日 申请日期1998年6月22日 优先权日1997年6月23日
发明者拉塞尔·科德灵 申请人:英国钢铁有限公司