Система труб и способ ее изготовления

Номер патента: 6334

Опубликовано: 29.12.2005

Автор: Коул Энтони Томас

Скачать PDF файл.

Формула / Реферат

1. Система труб для переноса коррозионных сред, как, например, сырая нефть или природный газ, содержащая по меньшей мере один трубчатый элемент (1), по существу, из коррозионно-нестойкого металла с внутренней прокладкой (3) из коррозионно-стойкого материала, причем трубчатый элемент (1) и внутренняя прокладка (3) соединены с резьбовым трубчатым соединительным элементом (4), который имеет внутреннюю поверхность и винтовую резьбу (5), состоящую из коррозионно-стойкого материала, в которой трубчатый элемент (1) соединен с резьбовым трубчатым соединительным элементом (4) в плоскости (10, 11), которая, по существу, ортогональна продольной оси (12) трубчатого элемента (1), отличающаяся тем, что внутренняя прокладка (3) также врезана в указанной плоскости (10, 11) и соединена с соединительным элементом (4) в указанной плоскости (10, 11).

2. Система труб по п.1, отличающаяся тем, что содержит по меньшей мере два цилиндрических трубчатых элемента (1), по существу, из коррозионно-нестойкого металла с внутренней прокладкой (3) из коррозионно-стойкого материала, причем трубчатые элементы (1) соединены с резьбовым трубчатым соединительным элементом (4) у своих обоих концов, и по меньшей мере одну соединительную деталь (2), которая обеспечена внутренней винтовой резьбой (6) с ее двух сторон, причем внутренняя винтовая резьба (6) может быть сопряжена с наружной винтовой резьбой (5) трубчатых соединительных элементов (4), при этом внутренние прокладки (3), внутренние поверхности трубчатых соединительных элементов (4) и поверхности винтовой резьбы (6) соединительной детали (2) и резьбовых трубчатых соединительных элементов (1) состоят из коррозионно-стойкого металла.

3. Система труб по п.1 или 2, отличающаяся тем, что каждый трубчатый соединительный элемент (4) в основном состоит из коррозионно-нестойкого металла, при этом поверхность снабжена прокладкой из коррозионно-стойкого материала.

4. Система труб по п.1 или 2, отличающаяся тем, что каждый трубчатый соединительный элемент (4) выполнен целиком из коррозионно-стойкого металла.

5. Система труб по п.4, отличающаяся тем, что коррозионно-стойкий металл имеет прочность на растяжение, превышающую прочность на растяжение коррозионно-нестойкого металла.

6. Система труб по п.4 или 5, отличающаяся тем, что трубчатые соединительные элементы (4) соединяются с общими концами трубчатых элементов (1) и прокладки (3) в плоскостях (10, 11), по существу ортогональных продольной оси (12) трубчатых элементов (1), стыковой сваркой, кузнечной сваркой, пайкой, аморфным склеиванием или соединением посредством диффузии.

7. Система труб по любому из предшествующих пп.2-6, отличающаяся тем, что соединительная деталь (2) выполнена целиком из коррозионно-стойкого металла.

8. Система труб по любому из предшествующих пп.2-7, отличающаяся тем, что соединительная деталь (2) включает кольцевой упор (7) в центре, в который ввинчиваются концы трубчатых соединительных элементов (4).

9. Способ изготовления системы труб для переноса коррозионных сред, в котором трубчатый элемент (1) требуемой длины выполняют, по существу, из коррозионно-нестойкого металла, с внутренней прокладкой (3) из коррозионно-стойкого материала, после чего трубчатые соединительные элементы (4), которые обеспечены винтовой резьбой (5), и внутренняя поверхность и поверхность винтовой резьбы (5) которых состоит из коррозионно-стойкого материала, соединяют с концами трубчатого элемента (1) и прокладки (3) так, что трубчатый элемент (1) соединяется с резьбовым трубчатым соединительным элементом (4) в плоскости (10, 11), которая, по существу, ортогональна продольной оси (12) трубчатого элемента (1), отличающийся тем, что внутреннюю прокладку (3) также выполняют в указанной плоскости (10, 11) и соединяют с соединительным элементом (4) в указанной плоскости (10, 11).

10. Способ по п.9, отличающийся тем, что концы трубчатого элемента (1) и внутренней прокладки (3) соединяют с каждым соединительным элементом (4) в указанных плоскостях (10, 11) стыковой сваркой, пайкой, аморфным склеиванием, соединением посредством диффузии или кузнечной сваркой.

11. Способ по п.9 или 10, отличающийся тем, что после того как трубчатый элемент (1) обеспечивается коррозионно-стойкой прокладной (3), снабженный таким образом прокладкой трубчатый элемент (1) вырезают до необходимой длины, так что образуется плоская торцевая поверхность в ортогональной плоскости (10, 11), после чего плоскую торцевую поверхность снабженного прокладкой трубчатого элемента (1) соединяют с плоской торцевой поверхностью соединительного элемента(4) за один заход операции стыковой сварки.

Рисунок 1

 

Текст

Смотреть все

006334 Изобретение касается системы труб, которая обеспечена устойчивой к коррозии прокладкой для переноса коррозионных сред, таких как, например, сырая нефть и/или природный газ, и способа изготовления такой системы труб. В патенте США 6273474 описана снабженная прокладкой система труб, в которой соединительные элементы с винтовой резьбой для соединения прилегающих трубчатых частей частично выполнены из стойкого к коррозии материала, и частично из материала, нестойкого к коррозии, так что если коррозионные среды достигают той части винтовой резьбы, которая не обладает стойкостью к коррозии, система труб может быть повреждена. Европейская патентная заявка 0190092 описывает систему труб, в которой стойкая к коррозии внутренняя прокладка из политетрафторэтилена проходит в стойкие к коррозии резьбовые соединительные элементы таким образом, что прокладку можно вставить в трубу только после того, как соединительные элементы присоединены к трубам. Другая система снабженных прокладкой труб описана в патенте США 6042153; ее можно использовать не только в нефтяных и/или газовых скважинах, но также для бурения и переноса коррозионных жидкостей. В указанной системе трубы имеют внутреннюю прокладку из коррозионно-стойкого материала и соединительная деталь в основном сделана из недорогостоящего, более подверженного коррозии металла. Поскольку рассол, Н 2S и СО 2 могут оказать воздействие на наружные стороны концов трубы, а также центральную внутреннюю часть соединительной детали, где соединяются два конца труб,например, при бурении нефти, указанные части выполняются из коррозионно-стойкого материала в упомянутой выше системе. Недостатком указанной известной системы является тот факт, что, тем не менее, коррозия происходит на трубчатых соединительных элементах и соединительной детали, и то, что соединение может выйти из строя относительно быстро. Кроме того, изготовление соединительной детали относительно сложно. Целью изобретения является обеспечение недорогостоящей, снабженной прокладкой системы труб,простой в изготовлении, и надлежащим образом защищенной от коррозии, и следовательно, имеющей долгий срок службы. Система труб согласно изобретению содержит по меньшей мере один трубчатый элемент, по существу, из коррозионно-нестойкого металла с внутренней прокладкой из коррозионно-стойкого материала,причем трубчатый элемент и внутренняя прокладка соединены с резьбовым трубчатым соединительным элементом, который имеет внутреннюю поверхность и винтовую резьбу, состоящие из коррозионностойкого материала, в которой трубчатый элемент соединен с резьбовым трубчатым соединительным элементом в плоскости, которая, по существу, ортогональна продольной оси трубчатого элемента, и внутренняя прокладка также врезана в указанной плоскости и соединена с соединительным элементом в указанной плоскости. В системе труб согласно изобретению внутренняя поверхность трубчатых соединительных элементов и поверхность, по меньшей мере, винтовой резьбы соединительной детали, которую можно ввинтить между соединительными элементами, состоит из коррозионно-стойкого материала. На практике стало ясно, что коррозионная жидкость проникает за пределы коррозионно-стойкого металла в системах, известных из патента США 6042153 и патента США 6273474, в результате чего коррозия, разрушающая поверхности соединительных элементов с винтовой резьбой, местами все же может происходить. Настоящее изобретение предотвращает это явление. В первом примере реализации системы труб согласно изобретению трубчатый соединительный элемент в основном состоит из коррозионно-нестойкого металла, при этом поверхность снабжена прокладкой из коррозионно-стойкого материала. Преимущество заключается в том, что большая часть трубчатых соединительных элементов может быть выполнена из недорогостоящего металла. Вторым недостатком системы, известной из патента США 6042153, является относительно низкая прочность на растяжение указанного соединения. В известной системе, которая содержит коническую винтовую резьбу, толщина стенки трубы постепенно уменьшается к концу, в результате чего прочность соединительных элементов уменьшается. Кроме того, наличие винтовой резьбы оказывает негативное воздействие на прочность материала. Следовательно, другой целью изобретения является обеспечение системы труб, имеющей высокую прочность на растяжение. Для этого во втором примере реализации системы труб согласно изобретению трубчатый соединительный элемент целиком выполнен из коррозионно-стойкого металла, и коррозионно-стойкий металл предпочтительно имеет прочность на растяжение, превышающую прочность на растяжение коррозионно-нестойкого металла. Другим преимуществом этого примера реализации является то, что он прост в изготовлении. Предпочтительно каждый трубчатый соединительный элемент соединяется, по существу, в плоской плоскости, ортогональной продольной оси трубчатого элемента, с общими концами трубчатого элемента и прокладки стыковой сваркой, кузнечной сваркой, пайкой, соединением посредством диффузии, аморфным склеиванием или подобными способами. Трубчатые элементы и их внутренняя прокладка, напри-1 006334 мер, просто могут вырезаться до необходимого размера, после чего трубчатые соединительные элементы также просто свариваются с плоской торцевой поверхностью трубчатых элементов. В другом примере реализации винтовая резьба соединительной детали снабжена прокладкой из коррозионно-стойкого материала. В еще одном примере реализации соединительная деталь полностью выполнена из коррозионно-стойкого металла. Предпочтительно винтовая резьба соединительной детали является внутренней винтовой резьбой, а винтовая резьба труб является наружной винтовой резьбой. Также предпочтительно винтовая резьба является конической винтовой резьбой или диаметр винтовой резьбы уменьшается шагами резьбы в направлении конца трубы. Кроме того, соединительная деталь предпочтительно включает кольцевой упор в центре, в который ввинчиваются концы труб, в результате чего утечка предотвращается и четко определяется глубина, на которую должны ввинчиваться трубы в соединительную деталь. Изобретение, помимо этого, касается способа изготовления системы труб, в котором трубчатый элемент требуемой длины выполняют, по существу, из коррозионно-нестойкого металла, с внутренней прокладкой из коррозионно-стойкого материала, после чего трубчатые соединительные элементы, которые обеспечены винтовой резьбой, и внутренняя поверхность и поверхность винтовой резьбы которых состоит из коррозионно-стойкого материала, соединяют с концами указанного трубчатого элемента и указанной прокладки, в котором трубчатый элемент соединяется с резьбовым трубчатым соединительным элементом в плоскости, которая, по существу, ортогональна продольной оси трубчатого элемента, и внутреннюю прокладку также вырезают в указанной плоскости и соединяют с соединительным элементом в указанной плоскости. Изобретение будет описано более подробно с помощью примеров реализации, показанных на чертежах, где одни и те же цифровые позиции используются для одинаковых деталей, на которых фиг. 1 - вид в продольном разрезе первого примера реализации системы труб согласно изобретению; фиг. 2 - вид в продольном разрезе второго примера реализации системы труб согласно изобретению. Согласно фиг. 1, система труб содержит две одинаковые трубы, которые состоят из трубчатого элемента 1, прокладки 3 и трубчатого соединительного элемента 4 на обоих концах, причем трубы соединяются с помощью соединительной детали 2. Трубчатые элементы 1 выполнены из недорогостоящего коррозионно-нестойкого материала, такого как углеродистая сталь, и они имеют внутреннюю прокладку 3 из коррозионно-стойкого материала, такого как сплав марки 22 Сr. Прокладка 3 также может быть выполнена из материала пластика. Трубчатые элементы 1 могут быть просто изготовлены соответствующего размера, например, резкой в плоскостях 10 и 11, которые, по существу, ортогональны продольной оси 12 трубчатого элемента 1. Затем трубчатые соединительные элементы 4 соединяются, например, стыковой сваркой и/или кузнечной сваркой с концом трубчатых элементов 1 и прокладки 3, причем трубчатые соединительные элементы 4 выполнены из массивного коррозионно-стойкого металла, такого как упомянутый выше сплав 22 Сr. Трубчатые соединительные элементы 4 снаружи обеспечены наружной конической винтовой резьбой 5. Поскольку трубчатый соединительный элемент 4 целиком выполнен из коррозионно-стойкого металла, все поверхности винтовой резьбы 5 также выполнены из коррозионно-стойкого материала. В качестве альтернативы, однако, только вся поверхность винтовой резьбы 5 покрыта коррозионно-стойкой прокладкой, например, из тефлона (политетрафторэтилена), в то время как остальная часть трубчатого соединительного элемента 4 может быть выполнена из недорогостоящего, коррозионно-нестойкого металла. Соединительная деталь 2 состоит, по существу, из цилиндрической гильзы из массивного коррозионно-стойкого металла, такого как указанный выше сплав 22 Сr. Соединительная деталь обеспечена внутренней винтовой резьбой 6. Кроме того, соединительная деталь в центре обеспечена кольцевым упором 7, в который ввинчиваются соединительные концы 4 труб 1 для предотвращения утечки жидкости из системы труб, насколько это возможно. Сопряженные торцевые поверхности 8 соединительных концов 4 и упор 7 скошены для усиления их уплотняющего действия. Также понятно, что в этом случае показанная соединительная деталь 2 выполнена целиком из коррозионно-стойкого металла, но, в качестве альтернативы, только поверхность винтовой резьбы снабжена коррозионно-стойкой прокладкой, при этом остальная часть соединительной детали 2 сделана из недорогого, коррозионно-нестойкого металла. Внутренняя винтовая резьба 6 соединительной детали 2 может иметь идентичное направление (налево/налево или направо/направо) или противоположное (слева/направо). В последнем случае две трубы 1 могут быть соединены вместе без вращения, но только путем вращения соединительной детали 2. В этом случае, также винтовая резьба на двух соединительных концах 4 соединительной детали должна иметь противоположное направление. Фиг. 2 показывает подобную систему труб, в которой, однако, упомянутая выше соединительная деталь 2 не используется для выполнения соединения. Эта система содержит два трубчатых элемента 1,имеющих прокладку 3, соединенных упомянутым выше образом с двумя разными коррозионно-стойкими-2 006334 трубчатыми соединительными элементами (4, 4'), при этом один является наружным, а другой - внутренним. Предпочтительно один трубчатый элемент 1 соединен с двумя различными соединительными элементами (4, 4') так, что каждую трубу можно ввинтить в любую другую трубу. В качестве альтернативы,одна труба может быть снабжена двумя наружными соединительными элементами (4), а другая труба может быть снабжена двумя внутренними соединительными элементами (4'). В системе труб, показанных в фиг. 2, трубчатые элементы 1 и прокладки 3 режутся в плоскостях 10 и 11, которые, по существу, ортогональны продольной оси 12 трубчатых элементов, и свариваются стыковой сваркой с соединительными элементами (4, 4') в одной операции кузнечной сварки так, что снабженные прокладкой трубчатые элементы 1 могут быть изготовлены большой длины и затем разрезаны на нужные отрезки, после чего соединительные элементы (4, 4') могут быть легко сварены с концами труб 1 и прокладок 3 за один заход операции стыковой сварки. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ 1. Система труб для переноса коррозионных сред, как, например, сырая нефть или природный газ,содержащая по меньшей мере один трубчатый элемент (1), по существу, из коррозионно-нестойкого металла с внутренней прокладкой (3) из коррозионно-стойкого материала, причем трубчатый элемент (1) и внутренняя прокладка (3) соединены с резьбовым трубчатым соединительным элементом (4), который имеет внутреннюю поверхность и винтовую резьбу (5), состоящую из коррозионно-стойкого материала,в которой трубчатый элемент (1) соединен с резьбовым трубчатым соединительным элементом (4) в плоскости (10, 11), которая, по существу, ортогональна продольной оси (12) трубчатого элемента (1),отличающаяся тем, что внутренняя прокладка (3) также врезана в указанной плоскости (10, 11) и соединена с соединительным элементом (4) в указанной плоскости (10, 11). 2. Система труб по п.1, отличающаяся тем, что содержит по меньшей мере два цилиндрических трубчатых элемента (1), по существу, из коррозионно-нестойкого металла с внутренней прокладкой (3) из коррозионно-стойкого материала, причем трубчатые элементы (1) соединены с резьбовым трубчатым соединительным элементом (4) у своих обоих концов, и по меньшей мере одну соединительную деталь(2), которая обеспечена внутренней винтовой резьбой (6) с ее двух сторон, причем внутренняя винтовая резьба (6) может быть сопряжена с наружной винтовой резьбой (5) трубчатых соединительных элементов (4), при этом внутренние прокладки (3), внутренние поверхности трубчатых соединительных элементов (4) и поверхности винтовой резьбы (6) соединительной детали (2) и резьбовых трубчатых соединительных элементов (1) состоят из коррозионно-стойкого металла. 3. Система труб по п.1 или 2, отличающаяся тем, что каждый трубчатый соединительный элемент(4) в основном состоит из коррозионно-нестойкого металла, при этом поверхность снабжена прокладкой из коррозионно-стойкого материала. 4. Система труб по п.1 или 2, отличающаяся тем, что каждый трубчатый соединительный элемент(4) выполнен целиком из коррозионно-стойкого металла. 5. Система труб по п.4, отличающаяся тем, что коррозионно-стойкий металл имеет прочность на растяжение, превышающую прочность на растяжение коррозионно-нестойкого металла. 6. Система труб по п.4 или 5, отличающаяся тем, что трубчатые соединительные элементы (4) соединяются с общими концами трубчатых элементов (1) и прокладки (3) в плоскостях (10, 11), по существу ортогональных продольной оси (12) трубчатых элементов (1), стыковой сваркой, кузнечной сваркой,пайкой, аморфным склеиванием или соединением посредством диффузии. 7. Система труб по любому из предшествующих пп.2-6, отличающаяся тем, что соединительная деталь (2) выполнена целиком из коррозионно-стойкого металла. 8. Система труб по любому из предшествующих пп.2-7, отличающаяся тем, что соединительная деталь (2) включает кольцевой упор (7) в центре, в который ввинчиваются концы трубчатых соединительных элементов (4). 9. Способ изготовления системы труб для переноса коррозионных сред, в котором трубчатый элемент (1) требуемой длины выполняют, по существу, из коррозионно-нестойкого металла, с внутренней прокладкой (3) из коррозионно-стойкого материала, после чего трубчатые соединительные элементы (4),которые обеспечены винтовой резьбой (5), и внутренняя поверхность и поверхность винтовой резьбы (5) которых состоит из коррозионно-стойкого материала, соединяют с концами трубчатого элемента (1) и прокладки (3) так, что трубчатый элемент (1) соединяется с резьбовым трубчатым соединительным элементом (4) в плоскости (10, 11), которая, по существу, ортогональна продольной оси (12) трубчатого элемента (1), отличающийся тем, что внутреннюю прокладку (3) также выполняют в указанной плоскости (10, 11) и соединяют с соединительным элементом (4) в указанной плоскости (10, 11). 10. Способ по п.9, отличающийся тем, что концы трубчатого элемента (1) и внутренней прокладки(3) соединяют с каждым соединительным элементом (4) в указанных плоскостях (10, 11) стыковой сваркой, пайкой, аморфным склеиванием, соединением посредством диффузии или кузнечной сваркой. 11. Способ по п.9 или 10, отличающийся тем, что после того как трубчатый элемент (1) обеспечивается коррозионно-стойкой прокладной (3), снабженный таким образом прокладкой трубчатый элемент(1) вырезают до необходимой длины, так что образуется плоская торцевая поверхность в ортогональной плоскости (10, 11), после чего плоскую торцевую поверхность снабженного прокладкой трубчатого элемента (1) соединяют с плоской торцевой поверхностью соединительного элемента (4) за один заход операции стыковой сварки.

МПК / Метки

МПК: F16L 15/00, E21B 17/042

Метки: способ, система, изготовления, труб

Код ссылки

<a href="http://easpatents.com/5-6334-sistema-trub-i-sposob-ee-izgotovleniya.html" rel="bookmark" title="База патентов Евразийского Союза">Система труб и способ ее изготовления</a>

Похожие патенты