[发明专利]用于焊接绝缘管道的方法

说明书

技术领域

本发明涉及结合两个暴露于不同工作温度的同心钢管的方法或过程。并且，该方法包括预加热步骤、电弧焊步骤以及正火或应力释放步骤。

背景技术

在某些油田中，由于粘度过高，流体的泵送存在一些限制。通过向井下注射蒸汽来减小流体粘度，这些限制的不利影响可以被消除或者减弱，因此使得能更有效地进行油液泵送。

发明内容

在本发明的优选实施方式中，双壁绝缘管道的内部管道和外部管道通过沿环形空间3分布的隔环8和位于两端的焊接部6被保持为同心关系。该绝缘管道被设计成用于容纳温度高于外部环境的流体。内部管道1因此会相对于外部管道3变长，导致两端的焊接部6处产生应力。本发明的焊接方法使得该应力将低于其屈服点。如图3所示，通过对内部管道1进行预加热，使其拉伸大约11厘米，同时保持外部管道3处于较低温度，然后进行焊接，我们将在工作条件下实现较小的焊接应力。

技术问题

实践中有好几种蒸汽注射管，这些蒸汽注射管能够使向井下输送蒸汽的热损失最小化。然而，这些管道具有相同的弱点。它们很容易损坏、失去真空或者其焊接接头容易损坏。这些情况会导致用于更换管道的维修停机事件频繁发生，从而导致生产成本增加以及更换管道的非生产时间延长。

在焊接某些结构和材料时，由于来自焊接电弧的热量局部集中，应力会在这些结构和材料中产生。例如，在将管道端部焊接到一起时，这些应力可能会在大的厚壁管道上变得非常明显。并且，当这些管道被用于输送高温高压蒸汽时，非常重要的是，焊接部最好像当初设计的那样近乎完美。

双壁管道的内部管道与外部管道具有不同的反应，因为外部管道不与热蒸汽接触。这使得不同的温度会引发不同的伸缩量，从而在内部管道与外部管道之间产生剪切力。考虑到上述问题，我们提出了一种方法来减小所述剪切力。该方法将在本申请中被详细描述。

技术方案

这是一个样板文本。什么日期会被确定为国际申请日？该问题的答案取决于确定国际申请日的条件在哪一天被满足(见222段)，即，国际申请哪一天被接收局收到，或者缺陷修改文件在哪一天被接收局收到。

技术效果

这是一个样板文本。在前一种情况下，国际申请日是接收局收到国际申请的日期；在后一种情况下，国际申请日是接收局收到缺陷修改文件的日期。当然，任何修改都必须满足一定的条件；特别是，该修改必须在特定期限内提交。关于此点的更多说明请见第238段。当属于同一国际申请的所有文件不是在同一天被接收局收到时，请见第20条2第款以及238段(b)和239段。

附图说明

图1

图1是本发明的双壁套筒的一个实施方式的视图；具体地，该图示出了双壁管道的一个端部。

图2

图2是图1所示管道的焊接点处的放大图，其中示出了焊接型式。

图3

图3是示出了所述管道在不同热膨胀下的新状况的视图。

图4

图4是隔环设计的主视图。

图5

图5是隔环设计的侧视图。

图6

图6是隔环设计的立体图。

具体实施方式

现在参阅图1，该图示出了本发明的双壁钢管4的组合状态。所述管道具有外部钢管套2和内部承载钢管1。该图示出了内部管道1的每个相邻端上都具有管螺纹9。内部钢管1的外径比外部钢管套2的内径小1英寸或2英寸，从而在双壁钢管4的两层壁之间形成环形空间3。除了被隔环8占据的部分，环形空间3的其他部分通常都被填充非金属绝缘材料，例如绝缘泡沫或其他绝缘材料。该绝缘材料的机械特性和热特性可通过使用特殊制造工艺来控制，例如高压、超低温或特殊注射方法，以及通过加入特殊添加剂来控制，例如煤粉、玻璃球珠和特殊纤维。

隔环8是激光切割的环形钢带，其外径小于外部钢管套2的内径，使得其轴颈11的一部分能够装配在双壁钢管4的每一节的环形空间3内。钢质隔环8自身能够承受加压管道的径向和切向应力分量，而不会弯曲变形，所以它不需要与外部套2接合。隔环8可以由碳钢制成。

用于结合两根管道的完成工序可以通过参阅图2来最好地理解。首先，沿内部管道1设置隔环8。然后，加热内部管道1，使其膨胀。在进行电弧焊接之前，放置钢质偏转环。设置偏转环是为了保证焊料完全填充该环形空间。

在完成焊接步骤之后，对该管道进行热处理，具体是根据测试曲线加热焊接区域，然后以受控的节奏使其冷却。接下来对该管道进行绝缘处理，具体是在该管道的外部钢管套2的两端钻孔，并利用真空来给该管道中填充绝缘材料。在操作完成之后密封这些孔。完成所有这些步骤之后，最后再根据工程的具体需要给管道上设置螺纹。