[發(fā)明專利]一種填充無(wú)機(jī)發(fā)泡材料延長(zhǎng)真空隔熱油管壽命的方法

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201510053563.1
• 申請(qǐng)日: 2015-02-02
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN104747867A
• 公開(kāi)（公告）日: 2015-07-01
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 何保生;盛宏至;于繼飛;徐永香;張曉亮;周成龍;丁祖鵬
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)海洋石油總公司;中海油研究總院
• 主分類號(hào): F16L59/14
• 分類號(hào): F16L59/14;F16L59/04
• 代理公司: 北京紀(jì)凱知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11245
• 代理人: 徐寧;孫楠

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種延長(zhǎng)真空隔熱油管壽命的方法，特別是關(guān)于一種填充無(wú)機(jī)發(fā)泡材料延長(zhǎng)真空隔熱油管壽命的方法。

背景技術(shù)

稠油熱采通常采用高溫水蒸汽吞吐技術(shù)，為了減少熱能損失采用隔熱油管輸送蒸汽。采用真空隔熱技術(shù)的油管通常具有最好的隔熱效果，但實(shí)踐中真空隔熱油管往往出現(xiàn)數(shù)個(gè)月或一兩年就提前失效，而且海上作業(yè)難度遠(yuǎn)高于陸地作業(yè)，因此延長(zhǎng)隔熱油管有效使用時(shí)間的問(wèn)題十分重要。

分析真空隔熱油管提前失效的原因可以發(fā)現(xiàn)，這是由于井下注入的水蒸汽經(jīng)常是處于亞臨界或超臨界狀態(tài)，在此高溫下稠油會(huì)產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)，析出氫氣，氫氣的分子體積極小，在一定壓力下可以穿透沒(méi)有缺陷的金屬板材的金屬分子間隙，這種現(xiàn)象被稱為氫滲現(xiàn)象。因?yàn)闅錃獾姆肿恿繕O小，所以氫氣分子運(yùn)動(dòng)速度高于空氣中的氮?dú)夥肿雍脱鯕夥肿樱c壁面撞擊頻率數(shù)倍于空氣，氫氣分子在碰撞中與壁面直接交換能量，因而氫氣是導(dǎo)熱能力最好的氣體，約7倍于空氣。氫氣分子在高溫高壓下，逐漸穿過(guò)真空隔熱油管鋼管進(jìn)入真空隔熱空間(通常稱為“環(huán)空”)。這個(gè)過(guò)程經(jīng)過(guò)一定的時(shí)間,在環(huán)空中積累足夠的氫氣，致使導(dǎo)熱性能上升10倍以上，形成真空隔熱油管提前失效。

常用鋼材等金屬材料都無(wú)法完全阻止氫氣穿過(guò)，現(xiàn)有的方法包括增加環(huán)空中的氫吸附劑量、在管壁上增加降低氫滲的鍍層和采用合金材料以減低氫滲速度，但氫滲造成油管提前失效的問(wèn)題不可能完全解決，上述方法無(wú)法滿足工業(yè)要求。

發(fā)明內(nèi)容

針對(duì)上述問(wèn)題，本發(fā)明的目的是提供一種可有效推遲真空隔熱油管失效時(shí)間的填充無(wú)機(jī)發(fā)泡材料延長(zhǎng)真空隔熱油管壽命的方法。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采取以下技術(shù)方案：一種填充無(wú)機(jī)發(fā)泡材料延長(zhǎng)真空隔熱油管壽命的方法，包括以下步驟：

1)在現(xiàn)有的真空隔熱油管的環(huán)空空間內(nèi)填充無(wú)機(jī)發(fā)泡材料，阻止?jié)B入真空隔熱油管的環(huán)空空間內(nèi)的氫氣自由運(yùn)動(dòng)；

2)滲入環(huán)空空間內(nèi)的氫氣在無(wú)機(jī)發(fā)泡材料的微孔中自由運(yùn)動(dòng)，逐次穿過(guò)多層固體壁面，進(jìn)而降低穿過(guò)微孔的氫氣導(dǎo)熱系數(shù)；

3)氫氣滲入真空隔熱油管的環(huán)空空間內(nèi)后，與無(wú)機(jī)發(fā)泡材料泡內(nèi)充滿的發(fā)泡氣體二氧化碳形成氫氣-二氧化碳混合氣體。

所述步驟1)中，填充無(wú)機(jī)發(fā)泡材料的真空隔熱油管的導(dǎo)熱系數(shù)低于0.08W/(m·K)。

所述步驟3)中，氫氣-二氧化碳混合氣體導(dǎo)熱系數(shù)小于純氫氣導(dǎo)熱系數(shù)。

所述步驟1)中，在真空隔熱油管的環(huán)空空間內(nèi)填充的無(wú)機(jī)發(fā)泡材料為閉孔型發(fā)泡材料。

所述步驟1)中，在真空隔熱油管的環(huán)空空間內(nèi)填充的無(wú)機(jī)發(fā)泡材料的厚度為5～20毫米。

本發(fā)明由于采取以上技術(shù)方案，其具有以下優(yōu)點(diǎn)：1、本發(fā)明由于采用在現(xiàn)有的真空隔熱油管的環(huán)空空間內(nèi)填充無(wú)機(jī)發(fā)泡材料，使得滲入環(huán)空空間內(nèi)的氫氣只能在無(wú)機(jī)發(fā)泡材料的微孔中自由運(yùn)動(dòng)，以較慢的速度逐次穿過(guò)多層固體壁面，進(jìn)而降低穿過(guò)微孔的氫氣導(dǎo)熱系數(shù)氫氣以較慢的速度逐次穿過(guò)多層固體壁面時(shí)，失去作為熱載體的直接導(dǎo)熱能力，因此相對(duì)于在真空中自由運(yùn)動(dòng)的氫氣，在無(wú)機(jī)發(fā)泡材料的微孔中運(yùn)動(dòng)的氫氣導(dǎo)熱作用大幅度下降，不會(huì)隨著氫氣的滲入量逐漸增加到一定程度而使真空隔熱油管的隔熱能力大幅度下降。2、本發(fā)明由于采用閉孔型無(wú)機(jī)發(fā)泡材料作為真空隔熱油管環(huán)空空間內(nèi)的隔熱材料，使得氫氣滲入微孔內(nèi)后與無(wú)機(jī)發(fā)泡材料中的發(fā)泡氣體二氧化碳形成氫氣-二氧化碳混合氣體，其導(dǎo)熱系數(shù)遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于純氫氣導(dǎo)熱系數(shù)，且導(dǎo)熱能力不會(huì)隨著氫氣滲入量的增加而大幅度上升，因此可以有效推遲真空隔熱油管的失效時(shí)間。3、本發(fā)明由于采用增加真空隔熱油管的環(huán)空空間厚度，使得填充無(wú)機(jī)發(fā)泡材料的真空隔熱油管隔熱性能可以達(dá)到真空隔熱油管沒(méi)有氫滲時(shí)的隔熱水平。綜上所述，本發(fā)明可以廣泛應(yīng)用于稠油熱采工藝中。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)的描述。

本發(fā)明提供一種填充無(wú)機(jī)發(fā)泡材料延長(zhǎng)真空隔熱油管壽命的方法，該方法包括以下步驟：

1)在現(xiàn)有的真空隔熱油管的環(huán)空空間內(nèi)填充閉孔型無(wú)機(jī)發(fā)泡材料，阻止?jié)B入真空隔熱油管的環(huán)空空間內(nèi)的氫氣自由運(yùn)動(dòng)。

2)滲入環(huán)空空間內(nèi)的氫氣在無(wú)機(jī)發(fā)泡材料的微孔中自由運(yùn)動(dòng)，以較慢的速度逐次穿過(guò)多層固體壁面，進(jìn)而降低穿過(guò)微孔的氫氣導(dǎo)熱系數(shù)。氫氣以較慢的速度逐次穿過(guò)多層固體壁面時(shí)，失去作為熱載體的直接導(dǎo)熱能力，因此相對(duì)于在真空中自由運(yùn)動(dòng)的氫氣，在無(wú)機(jī)發(fā)泡材料的微孔中運(yùn)動(dòng)的氫氣導(dǎo)熱作用大幅度下降，不會(huì)隨著氫氣的滲入量逐漸增加到一定程度而使真空隔熱油管的隔熱能力大幅度下降。